Pulmonary Imaging of Immunocompromised Patients during Hematopoietic Stem Cell Transplantation using Non-Contrast-Enhanced Three-Dimensional Ultrashort Echo Time (3D-UTE) MRI

To evaluate the feasibility of non-contrast-enhanced three-dimensional ultrashort echo time (3D-UTE) MRI for pulmonary imaging in immunocompromised patients during hematopoietic stem cell transplantation (HSCT).MRI was performed using a stack-of-spirals 3D-UTE sequence (slice thickness: 2.34mm; matrix: 256 × 256; acquisition time: 12.7-17.6 seconds) enabling imaging of the entire thorax within single breath-holds. Patients underwent MRI before HSCT initiation, in the case of periprocedural pneumonia, before discharge, and in the case of re-hospitalization. Two readers separately assessed the images regarding presence of pleural effusions, ground glass opacities (GGO), and consolidations on a per lung basis. A T2-weighted (T2w) multi-shot Turbo Spin Echo sequence (BLADE) was acquired in coronal orientation during breath-hold (slice thickness: 6.00mm; matrix: 320 × 320; acquisition time: 3.1-5.5 min) and read on a per lesion basis. Low-dose CT scans in inspiration were used as reference and were read on a per lung basis. Only scans performed within a maximum of three days were included in the inter-method analyses. Interrater agreement, sensitivity, specificity, positive and negative predictive values, and diagnostic accuracy of 3D-UTE MRI were calculated.67 MRI scans of 28 patients were acquired. A reference CT examination was available for 33 scans of 23 patients. 3D-UTE MRI showed high sensitivity and specificity regarding pleural effusions (n = 6; sensitivity, 92 %; specificity, 100 %) and consolidations (n = 22; sensitivity 98 %, specificity, 86 %). Diagnostic performance was lower for GGO (n = 9; sensitivity, 63 %; specificity, 84 %). Accuracy rates were high (pleural effusions, 98 %; GGO, 79 %; consolidations 94 %). Interrater agreement was substantial for consolidations and pleural effusions (κ = 0.69-0.82) and moderate for GGO (κ = 0.54). Compared to T2w imaging, 3D-UTE MRI depicted the assessed pathologies with at least equivalent quality and was rated superior regarding consolidations and GGO in ~50 %.Non-contrast 3D-UTE MRI enables radiation-free assessment of typical pulmonary complications during HSCT procedure within a single breath-hold. Yet, CT was found to be superior regarding the identification of pure GGO changes.· 3D-UTE MRI of the thorax can be acquired within a single breath-hold.. · 3D-UTE MRI provides diagnostic imaging of pulmonary consolidations and pleural effusions.. · 3D-UTE sequences improve detection rates of ground glass opacities on pulmonary MRI.. · 3D-UTE MRI depicts pulmonary pathologies at least equivalent to T2-weighted Blade sequence..· Metz C, Böckle D, Heidenreich JF et al. Pulmonary Imaging of Immunocompromised Patients during Hematopoietic Stem Cell Transplantation using Non-Contrast-Enhanced Three-Dimensional Ultrashort Echo Time (3D-UTE) MRI. Fortschr Röntgenstr 2022; 194: 39 - 48.ZIEL: Evaluation einer 3-dimensionalen MRT-Sequenz mit ultrakurzer Echozeit (3D-UTE) für die pulmonale Bildgebung immunsupprimierter Patienten unter Stammzelltransplantation. Die Datenaufnahme erfolgte mit einer 3D-UTE-Sequenz (Schichtdicke 2,34mm; Matrix 256 × 256; Akquisitionszeit 12,7–17,6 s) unter Verwendung einer Stack-of-spirals-Trajektorie innerhalb eines Atemstopps. Die Untersuchungen wurden vor Beginn der Stammzelltransplantation, bei periprozeduralen Pneumonien, vor Entlassung und im Falle einer Rehospitalisierung durchgeführt. Die Datensätze wurden auf vorliegende Pleuraergüsse, Milchglasinfiltrate und Konsolidierungen von 2 Radiologen auf Lungenbasis bewertet. Zum Vergleich wurde eine klinische T2-Bildgebung herangezogen (BLADE, Schichtdicke 6,00mm; Matrix 320 × 320; Akquisitionszeit 3,1–5,5 min) und im Atomstopp in koronarer Schichtführung akquiriert. Klinisch indizierte Low-Dose-CT-Untersuchungen in Inspiration wurden als Referenz herangezogen und auf Lungenbasis evaluiert. Es wurden nur Untersuchungen eingeschlossen, die innerhalb von maximal 3 Tagen angefertigt wurden. Interrater-Übereinstimmung, Sensitivität, Spezifität, positiver und negativer prädiktiver Wert sowie diagnostische Genauigkeit der 3D-UTE-MRT wurden ermittelt. 67 MR-Scans von 28 Patienten wurden akquiriert. Zu 33 MRT-Untersuchungen von 23 Patienten lag eine Referenz-CT vor. Die 3D-UTE zeigte eine hohe Sensitivität und Spezifität in der Detektion von Pleuraergüssen (n = 6; Sensitivität 92 %; Spezifität 100 %) und Konsolidierungen (n = 22; Sensitivität 98 %; Spezifität 86 %). Hinsichtlich Milchglasinfiltraten (n = 9; Sensitivität 63 %; Spezifität 84 %) war die diagnostische Leistungsfähigkeit geringer. Die Genauigkeit der 3D-UTE-MRT war hoch (Pleuraergüsse, 98 %; Milchglasinfiltrate, 79 %; Konsolidierungen, 94 %). Die Interrater-Übereinstimmung war für Pleuraergüsse und Konsolidierungen substanziell (κ = 0,69–0,82), für Milchglasinfiltrate moderat (κ = 0,54). Verglichen mit der T2-Sequenz zeigte die 3D-UTE-MRT die pulmonalen Pathologien in mindestens gleichwertiger Abbildungsqualität und wurde bei Konsolidierungen und Milchglasinfiltraten in ~50 % der Fälle als überlegen bewertet. Die kontrastmittelfreie 3D-UTE-MRT ermöglicht eine strahlungsfreie und diagnostische Darstellung typischer pulmonaler Komplikationen von Patienten unter Stammzelltransplantation. Die CT zeigte sich zur Erkennung reiner Milchglasinfiltrate überlegen. · Die 3D-UTE-MRT des gesamten Thorax kann innerhalb eines Atemstopps akquiriert werden.. · Die 3D-UTE-MRT ermöglicht die diagnostische Bildgebung von Pleuraergüssen und Konsolidierungen.. · Die 3D-UTE-MRT verbessert die Detektionsraten von Milchglasinfiltraten in der pulmonalen MRT.. · Die 3D-UTE-Bildgebung stellt pulmonale Pathologien mindestens gleichwertig zur T2-Blade dar..