RESUMO
AVALIAÇÃO DO DISCO INTERVERTEBRAL POR MEIO DA
RELAXOMETRIA T2 E T1ρ: COMPARAÇÃO DE DIFERENTES MÉTODOS
DE SEGMENTAÇÃO
Propósito: Recentemente técnicas de relaxometria por RM com mapeamento T1ρ e T2
tem sido amplamente utilizadas para avaliação da degeneração do disco intervertebral.
Entretanto, não há uma padronização nos métodos de segmentação os discos
intervertebrais para extração dos tempos de relaxação. O objetivo do estudo foi
comparar a extração dos valores dos tempos de relaxação T2 e T1ρ por meio de vários
métodos diferentes de segmentação parcial do disco utilizando a segmentação de todo o
disco como padrão de referência. Material e métodos: Após aprovação do Comitê de
Ética Institucional foram recrutados 57 indivíduos assintomáticos com idade média de
26,54 ± 5 anos. A aquisição das imagens e mapas de relaxometria da coluna lombar foi
feita em equipamento de 1.5T no plano sagital: mapeamento T2 (FOV = 22 x 22 cm,
cortes = 16, espessura do corte = 4 mm, matriz = 256 x 256, TR = 3000 ms, TE =
12/24/36/48/60/72/84/96 ms) e mapeamento T1ρ (TE = 22 ms, TR = 2000, Tlock =
2/10/20/40/60 ms). A segmentação total do disco (STD) foi para cada um dos cinco
discos lombares utilizando todos os 12 cortes sagitais. Este método foi usado como
padrão de referência para comparação das demais técnicas de segmentação. As
segmentações parciais foram realizadas utilizando número restrito de cortes sagitais de
RM: SDP-6 (2 centrais e 2 em cada extremidade lateral), SPD-5A (3 centrais e 1 em
cada extremidade), SPD-5B (1 central e 2 em cada extremidade), SPD-4 (2 centrais e 1
em cada extremidade), SPD-3 (1 central e 1 em cada extremidade), e SPD-1 (apenas 1
corte central). Também foi realizada segmentação parcial utilizando ROIs circulares
(ROI-C) no anulo fibroso anterior (AFA), anulo fibroso posterior (AFP) e núcleo
pulposo (NP). Resultados: Os tempos de relaxação dos métodos de segmentação parcial
SPD-6 e SPD-5B não se mostraram diferentes estatisticamente da STD. As demais
técnicas de segmentação parcial obtiveram resultados de valores T2 e T1ρ diferentes da
STD (p < 0.0001, R²=0.92). Todos os métodos de segmentação parcial exibiram boa
correlação linear com os valores extraídos da STD. Os valores de tempos de relaxação
T2 e T1ρ do NP, do AFA e do AFP apresentaram uma relação linear com os valores do
disco inteiro. A idade mostrou ser uma variável influente no tempo de relaxação do
disco, o mesmo não foi encontrado para o gênero e IMC. As segmentações de NP, AFA,
AFP e do Disco Inteiro se mostraram confiáveis, tanto intra quanto interobservador.
Conclusão: Nossos resultados suportam o uso de métodos de segmentação parcial do
disco em pesquisa clínica uma vez que seus resultados apresentam excelente relação
linear com os resultados da STD, mas deve haver cautela na comparação de resultados
obtidos por diferentes métodos uma vez que encontramos diferença estatística entre os
valores extraídos de T2 e T1ρ na maioria dos métodos de segmentação parcial e a STD.
Palavras chave: disco intervertebral, imagem em ressonância magnética,
mapeamento T2, mapeamento T1ρ
ABSTRACT
INTERVERTEBRAL DISC EVALUATION THROUGH T2 AND T1ρ
RELAXOMETRY: COMPARISON BETWEEN DIFFERENT METHODS OF
SEGMENTATION
Purpose: Recently MRI relaxometry techniques with T1ρ and T2 mapping has been
widely used for evaluation of intervertebral disc degeneration. However, there is no
standardization in the methods of the intervertebral discs segmentation for extracting
relaxation times. The aim of this study was to compare the extraction of the values of
T2 and T1ρ relaxation times through several different methods of partial disc
segmentation using the whole disc segmentation as a reference standard. Material and
methods: After approval of the Institutional Ethics Committee were recruited 57
asymptomatic subjects with a mean age of 26.54 ± 5 years. Image acquisition and
relaxometry maps of lumbar spine was performed in a 1.5T equipment in the sagittal
plane: T2 mapping (FOV = 22 x 22 cm, slices = 16, thickness = 4 mm, matrix = 256 x
256, TR = 3000 ms, TE = 12/24/36/48/60/72/84/96 ms) e T1ρ mapping (TE = 22 ms,
TR = 2000, Tlock = 2/10/20/40/60 ms). The whole disc segmentation (WDS) was for
each of the five lumbar discs using all 12 sagittal slices. This method was used as a
reference standard for comparison to the other segmentation techniques. The partial
cleavages were performed using a limited number of sagittal MR: PDS-6 (2 central
slices and 2 at each extremity), PDS-5A (3 central slices and 1 at each extremity), PDS5B(1 central slice and 2 at each extremity), PDS-4 (2 central slices and 1 at each
extremity), PDS-3 (1 central slices and 1 at each extremity), PDS-1 (1 most central
slice). Was also performed partial segmentation using circular ROIs (CROI) in the
anterior annulus fibrosus (AAF), posterior annulus fibrosus (PAF) and nucleus pulposus
(NP). Results: The relaxation times of partial segmentation methods PDS-6 and PDS-
5B were not statistically different from WDS. The other segmentation techniques partial
results obtained T2 and T1ρ values were different from WDS (p <0.0001, R ² = 0.92).
All partial segmentation methods exhibited good linear correlation with the values
extracted from WDS. The values of T2 and T1ρ relaxation times of NP, AAF and PAF
showed a linear relationship with the values of the whole disc. Age proved to be an
influential variable in the disc relaxation time, the same was not found for gender and
BMI. Conclusion: Our results support the use of partial disc segmentation methods in
clinical research since its results show excellent linear correlation with the results of
WDS, but one should be cautious in comparing results obtained by different methods
since we found statistical difference between the extracted values of T2 and T1ρ on
most methods of partial segmentation and WDS.
Keywords: intervertebral disc, magnetic resonance image, T2 mapping, T1ρ
mapping