Valutazione dell'impatto di un aggiornamento software del sistema di Risonanza Magnetica sulle misure ottenute da tecniche quantitative

Abstract

Introduzione-Il lavoro introduce la Risonanza Magnetica (RM) come strumento diagnostico e di ricerca, con attenzione alle tecniche quantitative, che permettono misurazione oggettiva di parametri fisici dei tessuti. Viene discusso l’impatto degli aggiornamenti tecnici delle apparecchiature RM, cruciale negli studi longitudinali. In particolare, si analizza un caso studio su pazienti con sclerosi multipla, con l’obiettivo di sviluppare un protocollo per valutare la riproducibilità delle misure ottenute pre- e post- aggiornamento di un'apparecchiatura RM 3T presso l’Osp.San Martino di Genova a gennaio 2025.Metodi-Sono state prese in esame due tecniche di RM quantitativa: la mcGRASE, che permette la mappatura di tre componenti principali - frazione di acqua libera, frazione intra-extracellulare e frazione mielinica - e la tecnica di diffusione multi-shell per il modello SANDI che consente di mappare la densità dei neuriti e dei corpi cellulari. L’analisi ha considerato confronti voxel-wise e medi regionali su aree specifiche (corpo calloso, cortico-spinale, corona radiata). La ripetibilità è stata valutata tramite grafici di dispersione, Bland-Altman, correlazione di Pearson e regressione lineare.Risultati-È emersa un’ottima riproducibilità per la relassività di T2 (Pearson=0,99), frazione mielinica (Pearson = 0,94) e frazione di neuriti (Pearson= 0,83), mentre risulta più moderata per la frazione intra-extracellulare (Pearson=0,48). Le misure voxel-wise sono risultate meno stabili rispetto ai valori medi regionali, in linea con la letteratura.Conclusione-Il protocollo ha mostrato efficacia nella valutazione della ripetibilità delle tecniche quantitative RM. I risultati, seppur preliminari e su un numero limitato di soggetti, indicano riproducibilità delle misure medie nelle regioni di interesse, ma richiedono la necessità di approfondimenti per l’IEWF. Risulta pertanto essenziale ampliare il campione e ripetere le acquisizioni per confermare affidabilità dei risultati.

Introduction-This work presents Magnetic Resonance Imaging (MRI) as a diagnostic and research tool, with a focus on quantitative techniques that allow objective measurement of the physical properties of tissues. The impact of technical upgrades to MRI systems is discussed, which is a crucial aspect in longitudinal studies. In particular, a case study on patients with multiple sclerosis is analyzed, with the aim of developing a protocol to assess the reproducibility of quantitative measurements obtained before and after the upgrade of a 3T MRI scanner at San Martino Hospital in Genoa January 2025.Methods-Two quantitative MRI techniques were examined: the mcGRASE technique, which enables mapping of three main components, free water fraction, intra- /extracellular fraction, and myelin water fraction, and a multi-shell diffusion technique for the SANDI model, which allows mapping of neurite and cell body density.The analysis included both voxel-wise and regional mean comparisons in specific anatomical areas (corpus callosum, corticospinal and corona radiata).Repeatability was assessed using scatter plots, Bland-Altman plots, Pearson correlation, and linear regression.Results-Excellent reproducibility was observed for T2 relaxivity (Pearson = 0.99), myelin water fraction (Pearson = 0.94), and neurite fraction (Pearson = 0.83), while moderate reproducibility was found for the intra-/extracellular water fraction (Pearson = 0.48). Voxel-wise measurements were found to be less stable compared to regional average values, in line with previous literature.Conclusion-The proposed protocol proved effective in assessing the repeatability of quantitative MRI techniques. Although preliminary and based on a limited number of subjects, the results indicate good reproducibility of mean measurements in the regions of interest, while highlighting the need for further investigation of the IEWF.It's essential to expand the sample size and repeat the acquisitions to confirm the reliability.