Susceptibility Weighted Imaging (SWI) of the kidney at 3 T – initial results

Susceptibility weighted imaging provides diagnostic information in strokes, hemorrhages, and cerebral tumors and has proven to be a valuable tool in imaging venous vessels in the cerebrum. The SWI principle is based on the weighting of T2* weighted magnitude images with a phase mask, therewith improving image contrast of veins or neighbouring structures of different susceptibility, in general. T2* weighted MRI is already used for assessment of kidney function. In this paper, the feasibility of SWI on kidneys was investigated. Translation of SWI from the brain to the kidneys comes along with two main challenges: (i) organ motion due to breathing and (ii) a higher oxygenation level of renal veins compared to the brain. To handle these problems, the acquisition time has been cut down to allow for breath-hold examinations, and different post-processing methods including a new phase mask were investigated to visualize renal veins. Results showed that by a new post-processing strategy SWI contrast was enhanced on average by a factor of 1.33 compared to the standard phase mask. In summary, initial experiences of SWI on the kidneys demonstrated the feasibility. However, further technical developments have to be performed to make this technology applicable in clinical abdominal MRI.

ZusammenfassungSuszeptibilitätsgewichtete Bildgebung liefert diagnostische Informationen bei Schlaganfällen, Hirnblutungen und Gehirntumoren und hat sich als nützliches Hilfsmittel zur Darstellung venöser Gefäße etabliert. Das SWI-Prinzip basiert auf der Wichtung von T2*-gewichteten Bildern mit einer Phasenmaske, um den Kontrast der Venen oder anderen angrenzenden Strukturen unterschiedlicher Suszeptibilität zu verstärken. T2*-gewichtete MR-Bildgebung wird bereits zur Beurteilung der Nierenfunktion benutzt. In dieser Arbeit wird die Durchführbarkeit von SWI an Nieren untersucht. Die Übertragung von SWI vom Gehirn zu den Nieren geht mit zwei großen Schwierigkeiten einher: (i) Organbewegung durch Atmung und (ii) ein in der Niere erhöhter Oxygenierungsgrad der venösen Gefäße im Vergleich zum Gehirn. Um diese Probleme zu bewältigen, wurde die Aufnahmezeit reduziert, um Aufnahmen während einer Atemanhaltephase zu ermöglichen, und verschiedene Bildnachverarbeitungsmethoden, u.a. eine neue Phasenmaske, wurden untersucht, um die venösen Gefäße der Niere zu visualisieren. Ergebnisse zeigten, dass diese Strategie im Mittel um den Faktor 1,33 verbesserte suszeptibilitätsgewichtete Kontraste erzeugt im Vergleich zur Standard-Nachverarbeitung. Diese initialen Ergebnisse demonstrieren, dass SWI-Nierenbildgebung prinzipiell möglich ist. Für eine klinische Anwendung müssen jedoch noch weitergehende technische Entwicklungen erfolgen.