Ashcroft, George Patrick

Boddie, David

Broche, Lionel

Dundas, Sinclair

Gagliardi, Tanja

Heys, Steven Darryll

Lurie, David John

McKenzie, Teena

Miller, Iain

Ross, Peter James

Aberdeen University Research

30th Annual Scientific Meeting, ESMRMB, Toulouse, France, October 2013 Analysis of musculoskeletal and breast tumours by fast field‐cycling MRI Lionel M. Broche2, George P. Ashcroft1, David Boddie2, Sinclair Dundas2, Tanja Gagliardi1, Steve D. Heys,2, David J. Lurie2, Teena McKenzie2, Iain Miller2,  P. James Ross2 1 School of Medicine and Dentistry, University of Aberdeen, Aberdeen, UK 2 Division of Applied Medicine, University of Aberdeen, Aberdeen, UK.  3Aberdeen Orthopaedic Trauma Unit, Aberdeen Royal Infirmary, UK Purpose Fast‐field  cycling MRI  (FFC‐MRI)  is a new  imaging  technique  that allows  varying  the main magnetic  field during a  scan  in order  to explore  tissue properties over  several decades of magnetic  field  strength. This technique opens up many possibilities  for new molecular‐based contrast  in  images  [1] and benefits  from active  research  in NMR  that has  shown  its great versatility.  In particular,  field‐cycling allows non‐invasive and contrast‐agent‐free detection of certain  immobile proteins thanks to cross‐relaxation effects between water protons and 14N, which is already being used in other studies [2, 3]. It is also possible to measure the evolution of T1 with the magnetic field strength and the dispersion curve obtained provides information at molecular scale [4].  Here we present  the results of a pilot study  that aimed  to exploit  the molecular  information provided by FFC‐MRI  in  order  to  analyse  the  contrast  obtained  ex  vivo  from  tumours  extracted  from  human musculoskeletal or breast tissues. Methods  Specimens were obtained from surgery after patient consent with a target of 10 samples of musculoskeletal and 10 breast tumours. The specimens were fixed in formalin for 4 to 7 days as normal procedure and then scanned by FFC‐MRI using a pre‐polarised spin‐echo sequence on a 59 mT field‐cycling scanner developed at the University of Aberdeen [5]. Then normal histology procedures followed during which several samples were taken from well‐defined areas and analysed by FFC‐NMR in order to obtain precise dispersion profiles between 0.2 mT and 0.2 T using a benchtop FFC‐NMR relaxometer (SMARtracer, Stelar, Italy). The features measured  from  the dispersion curves were  then analysed and correlated with anonymous data  from  the patients such as age, sex or tumour type and grade.  Results The data collected showed two particularly relevant features: a quadrupolar signal is present in all tumour samples,  indicating  protein  agglomerations,  and  the  profile  of  the  dispersion  curve  over  3  decades  of magnetic field varies greatly between tissue types, as expected from the correlation between the dispersion curve and the cellular organisation within the tissue. Tumours also showed dispersion profiles with similar shapes regardless of their origin, with a marked offset between sarcoma and carcinoma.  Conclusions FFC‐MRI demonstrated capabilities in the detection of tumours and presents some interesting contrast that relates directly to tumour type. More studies will performed to test this imaging platform as a potential tool for non‐invasive characterisation of tumours.  References [1] Lurie, D.J., Aime, S. et al., C R Phys (2010), 11:136‐148 [2] Broche, L.M., Ashcroft, G.P, Lurie, D.J., Magn Reson Med (2012), 68:358‐362 [3] Broche, L.M., Ismail, et al., Magn Reson Med (2012), 67:1453–1457 [4] Kimmich, R., Anoardo, E., Prog Nucl Magn Reson Spec (2004), 44:257‐320  [5] Lurie D.J., Foster M.A., et al., Phys Med Biol (1998), 43:1877‐1886 Study approved by the North of Scotland Research Ethics Committee. 

Analysis of musculoskeletal and breast tumours by fast field-cycling MRI

Analysis of musculoskeletal and breast tumours by fast field-cycling MRI

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Aberdeen University Research