Dynamic contrast-enhanced MRI: Study of inter-software accuracy and reproducibility using simulated and clinical data

Autor: Beuzit, Luc, Eliat, Pierre-Antoine, Brun, Vanessa, Ferré, Jean-Christophe, Gandon, Yves, Bannier, Elise, Saint-Jalmes, Hervé
Přispěvatelé: Département de Radiologie [CHU de Rennes], Université de Rennes (UR), Plate-forme Rennaise d'Imagerie et Spectroscopie Structurale et Métabolique (PRISM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes (UR)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Vision, Action et Gestion d'informations en Santé (VisAGeS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Service de Neuroradiologie [Rennes], CHU Pontchaillou [Rennes], Laboratoire Traitement du Signal et de l'Image (LTSI), Université de Rennes (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), CRLCC Eugène Marquis (CRLCC), Rennes University of Medicine ('Prix jeune chercheur') (to L.B.)., Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec, Jonchère, Laurent
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Journal of Magnetic Resonance Imaging
Journal of Magnetic Resonance Imaging, 2016, 43 (6), pp.1288-300. ⟨10.1002/jmri.25101⟩
Journal of Magnetic Resonance Imaging, Wiley-Blackwell, 2016, 43 (6), pp.1288-300. ⟨10.1002/jmri.25101⟩
ISSN: 1053-1807
1522-2586
Popis: International audience; PURPOSE: To test the reproducibility and accuracy of pharmacokinetic parameter measurements on five analysis software packages (SPs) for dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI), using simulated and clinical data. MATERIALS AND METHODS: This retrospective study was Institutional Review Board-approved. Simulated tissues consisted of pixel clusters of calculated dynamic signal changes for combinations of Tofts model pharmacokinetic parameters (volume transfer constant [K(trans) ], extravascular extracellular volume fraction [ve ]), longitudinal relaxation time (T1 ). The clinical group comprised 27 patients treated for rectal cancer, with 36 3T DCE-MR scans performed between November 2012 and February 2014, including dual-flip-angle T1 mapping and a dynamic postcontrast T1 -weighted, 3D spoiled gradient-echo sequence. The clinical and simulated images were postprocessed with five SPs to measure K(trans) , ve , and the initial area under the gadolinium curve (iAUGC). Modified Bland-Altman analysis was conducted, intraclass correlation coefficients (ICCs) and within-subject coefficients of variation were calculated. RESULTS: Thirty-one examinations from 23 patients were of sufficient technical quality and postprocessed. Measurement errors were observed on the simulated data for all the pharmacokinetic parameters and SPs, with a bias ranging from -0.19 min(-1) to 0.09 min(-1) for K(trans) , -0.15 to 0.01 for ve , and -0.65 to 1.66 mmol.L(-1) .min for iAUGC. The ICC between SPs revealed moderate agreement for the simulated data (K(trans) : 0.50; ve : 0.67; iAUGC: 0.77) and very poor agreement for the clinical data (K(trans) : 0.10; ve : 0.16; iAUGC: 0.21). CONCLUSION: Significant errors were found in the calculated DCE-MRI pharmacokinetic parameters for the perfusion analysis SPs, resulting in poor inter-software reproducibility. J. Magn. Reson. Imaging 2015
Databáze: OpenAIRE
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