健康な成人の上肢の筋肉における両側拡散テンソルイメージング（DTI）の再現性

目的：2週間の時間経過とともに、両側上肢DTI測定からの2週間の時間経過に伴う健康な成人の上肢筋肉における拡散パラメーター推定の再現性の評価。 方法：SE-EPI DTIデータセットは、2週間の時間間隔で15人の活動成人の上肢で3 Tで取得されました。ROIは、4つの大腿四頭筋と両足の3つのハムストリング筋肉に対して手動で描かれました。次のDTIパラメーターを分析しました：1番目、2番目、および3番目の固有値（λ1、λ2、およびλ3）、平均拡散率（MD）、および分数異方性（FA）。筋肉あたりのDTIパラメーターは、筋肉あたりのSNRレベルとともに、イントラボキセルのインコヒーレント運動（IVIM）補正の有無にかかわらず計算されました。Bland-Altmanプロットと被験者内変動係数（WSCV）が計算されました。筋肉間の左右の違いが評価されました。 結果：Bland-Altman分析では、IVIM補正データと標準データの両方についてFAを除くすべてのDTIパラメーターの良好な再現性が示されました。WSCVの値は、MDの再現性が最も高い（4.5％IVIM、5.6％標準）、λ2（4.9％IVIM、5.5％標準）、λ1（5.3％IVIM; 7.5％標準）、およびλ3（5.7％IVIM;5.7％標準）。FAのWSCV値は、IVIM補正データで15.2％、標準分析で13.9％でした。SNR（41.8±16.0右脚、41.7±17.1左脚）およびWSCV値は、左右の脚で類似しており、左右のバイアスは検出されませんでした。 結論：再現性は標準のDTIデータに適していて、IVIM補正DTIデータではわずかに優れていました。私たちのプロトコルは、全体的に良好なSNRを持つ上肢のDTIに適しています。 キーポイント：•提示されたDTIプロトコルは繰り返し可能であるため、上肢の両側DTイメージングに適しています。•追加のB1+キャリブレーションにより、SNRと再現性が向上します。•灌流効果を修正すると、再現性が向上します。

OBJECTIVES: Assessment of the repeatability of diffusion parameter estimations in the upper leg muscles of healthy adults over the time course of 2 weeks, from a simultaneous bilateral upper leg DTI measurement. METHODS: SE-EPI DTI datasets were acquired at 3 T in the upper legs of 15 active adults at a time interval of 2 weeks. ROIs were manually drawn for four quadriceps and three hamstring muscles of both legs. The following DTI parameters were analyzed: 1st, 2nd, and 3rd eigenvalue (λ1, λ2, and λ3), mean diffusivity (MD), and fractional anisotropy (FA). DTI parameters per muscle were calculated with and without intravoxel incoherent motion (IVIM) correction together with SNR levels per muscle. Bland-Altman plots and within-subject coefficient of variation (wsCV) were calculated. Left-right differences between muscles were assessed. RESULTS: The Bland-Altman analysis showed good repeatability of all DTI parameters except FA for both the IVIM-corrected and standard data. wsCV values show that MD has the highest repeatability (4.5% IVIM; 5.6% standard), followed by λ2 (4.9% IVIM; 5.5% standard), λ1 (5.3% IVIM; 7.5% standard), and λ3 (5.7% IVIM; 5.7% standard). wsCV values of FA were 15.2% for the IVIM-corrected data and 13.9% for the standard analysis. The SNR (41.8 ± 16.0 right leg, 41.7 ± 17.1 left leg) and wsCV values were similar for the left and right leg and no left-right bias was detected. CONCLUSIONS: Repeatability was good for standard DTI data and slightly better for IVIM-corrected DTI data. Our protocol is suitable for DTI of the upper legs with overall good SNR. KEY POINTS: • The presented DTI protocol is repeatable and therefore suitable for bilateral DT imaging of the upper legs. • Additional B1+calibrations improve SNR and repeatability. • Correcting for perfusion effects improves repeatability.