Kardiale Magnetresonanztomographie

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1 Definition

Unter dem Begriff kardiale Magnetresonanztomographie werden alle kernspintomographischen Untersuchungen des Herzens zusammengefasst. Die Magnetresonanztomographie zählt zu den bildgebenden Verfahren und ermöglicht die Untersuchung des Herzens nach unterschiedlichen Aspekten.

2 Einteilung

Je nach der Art der gewonnen Information umfasst das Spektrum der kardialen Magnetresonanztomographie folgende Untersuchungsverfahren:

2.1 Kardiale MR-Funktionsdiagnostik
Die angewandten Sequenzen erlauben die bewegte Darstellung des Herzens. So können globale und regionale Funktion der Herzkammern, die Funktion der Herzklappen etc. beurteilt werden. Eine erweiterte Form stellt die Dobutamin-Stress-MRT dar, welche die Funktionsdiagnostik des Herzens unter Belastung darstellt. Sie kann zur erweiterten Ischämiediagnostik bei Verdacht auf eine bedeutsame Herzkranzgefäßverengung eingesetzt werden.

2.2 Kardiale MR-Perfusionsdiagnostik
Die kardiale MR-Perfusionsdiagnostik erlaubt die Darstellung der myokardialen Perfusion in Ruhe oder unter Belastung. Auf zeitlich dynamischen Schnittbildern des Herzens wird die Kontrastmittel-Erstpassage aufgezeichnet. Bei der Adenosin-Stress-MRT handelt es sich um eine Perfusionsdiagnostik unter Gabe eines vasodilatativen Präparates. Die Methode wird zur Ischämiediagnostik eingesetzt und zeigt bei Vorliegen einer hochgradigen Koronarstenose minderperfundierte Myokardareale mit hoher diagnostischer Genauigkeit an.

Siehe auch: Delayed enhancement

2.3 MR-Flussanalyse
Die MR-Flussanalyse kann z.B. zur Quantifizierung einer Klappeninsuffizienz oder zu einer Bestimmung des Shuntvolumens (z.B. bei Shuntvitien) eingesetzt werden.

2.4 Morphologische MR-Diagnostik und MR-Vitalitätsdiagnostik
Für diese Diagnostik stehen eine große Bandbreite von Sequenzen zur Verfügung. Daher können unterschiedliche morphologische Charakteristika eines erkrankten Herzens analysiert werden: Ödem bei Myokarditis, Ödem bei frischem Infarkt, fettig-fibröser Umbau bei einer arrhythmogenen rechtsventrikulären Dysplasie (ARVD), Fibrose nach Myokardinfarkt bzw. Myokarditis oder die kardiale Beteiligung bei systemischen Erkrankungen. Die Untersuchung kann den Einsatz eines MR-Kontrastmittels erfordern. Immere neuere Kontrastmittel sollen immer spezifischer pathologische Gewebsveränderungen identifizieren helfen (“molecular imaging”).

2.5 MR-angiographische Diagnostik
Mit und auch ohne Einsatz von Kontrastmittel können u.a. die herznahen Gefäße dargestellt werden. So können Patienten z.B. mit Aortenaneurysma, -dissektion, -isthmusstenose oder pathologischen pulmonalarteriellen oder -venösen Veränderungen prä- und und postoperativ untersucht werden.

2.6 MR-Spektroskopie
Dieses Feld dient dem MR-Nachweis von Herzerkrankungen mittels Darstellung der zugrundeliegenden metabolischen Vorgänge.

T1-Relaxationszeit

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Englisch: spin–lattice relaxation time

Definition

Die T1-Relaxationszeit ist ein Fachbegriff aus der Magnetresonanztomographie. Sie beschreibt die Dauer der T1-Relaxation, d.h. der Wiederausrichtung des Kernspins der Atome entlang des von außen angelegten Magnetfelds nach dem Ende des Hochfrequenzimpulses.

Die Länge der T1-Relaxationszeit ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Dazu zählen:

die magnetische Flussdichte, d.h. die Stärke des Magnetfelds
die Temperatur des Gewebes
die Zusammensetzung des Gewebes
die Wärmeleitfähigeit des Gewebes
Bei magnetischen Flussdichten von etwa 1 Tesla bewegt sich die T1-Relaxationszeit unter Standardbedingungen bei Flüssigkeiten im Bereich von Sekunden, bei Weichteilgewebe im Bereich von Zehntelsekunden.

Caroli-Syndrom

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Das Caroli-Syndrom, benannt nach seinem Erstbeschreiber Jacques Caroli (1902–1979), ist eine seltene angeborene Erkrankung der Gallenwege mit zystischen Erweiterungen der Gallengänge in Kombination mit einer angeborenen Fibrose der Leber. Die isolierte Erweiterung der großen Gallenwege ohne Bindegewebsvermehrung ist als Caroli-Krankheit bekannt.

Symptome
Neben den typischen Symptomen der Caroli-Krankheit mit Steinen und wiederkehrenden Infektionen in den Gallenwegen zeigen die Patienten mit dem Vollbild des Caroli-Syndroms eine Blutstauung in der Pfortader mit einer Vergrößerung der Milz und Krampfadern in der Speiseröhre (Ösophagusvarizen), die sich in blutigem Erbrechen äußern können.[1] Dabei ist das Fortschreiten der Krankheit bei verschiedenen Patienten sehr unterschiedlich und somit zeigen sich die verschiedenen Symptome beim einen früher und bei anderen erst sehr viel später.

Diagnose
Ähnlich wie bei der Caroli-Krankheit ist für die Diagnose des Caroli-Syndroms der Nachweis einer Verbindung der Zysten in der Leber mit den Gallengängen entscheidend. Dies ist mittels Sonografie, Computertomografie (CT), Magnetresonanztomografie (MRT) einschließlich Magnetresonanz-Cholangiopankreatikografie, ERCP oder szintigrafisch (hepatobiliäre Funktionsszintigrafie mittels radioaktiv markierter Lidocain-Derivate) möglich. Im MRT können sich auch Hinweise auf eine Blutstauung im Pfortaderkreislauf als Hinweis auf eine Leberfibrose ergeben. Diese ist aber letztendlich eine feingewebliche Diagnose und muss nach einer Probeentnahme aus der Leber (Leberbiopsie) unter dem Mikroskop gestellt werden.[1]

Therapie
Ist von den Veränderungen der Leber nur ein Lappen betroffen, kann die Erkrankung durch eine operative Entfernung dieses Teiles der Leber (Leberresektion) geheilt werden. Bei einem diffusen Befall kann eine endoskopisch ausgeführte Papillotomie oder eine Operation, bei der eine Kurzschlussverbindung zwischen den Gallenwegen und dem Dünndarm hergestellt wird (Choledochojejunostomie, Y-Roux-Hepaticojejunostomie), den Galleabfluss verbessern. Eine heilende Therapie ist hier aber nur durch eine Lebertransplantation möglich.[1] Dabei scheinen die Patienten mit angeborener Leberfibrose eine etwas schlechtere Überlebensrate zu haben als jene mit einer einfachen Caroli-Krankheit, was möglicherweise an der ebenfalls höheren Rate an Infektionen in den Gallenwegen zum Zeitpunkt der Transplantation liegt.

Magnetresonanzangiographie

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1 Definition

Die Magnetresonanzangiographie, kurz MRA, ist ein diagnostisches Verfahren zur graphischen Darstellung von Blutgefäßen gestützt auf die Technik einerMagnetresonanztomographie. Das bedeutet, dass bei der Untersuchung keinerlei Belastung durch Röntgenstrahlen auftritt. Teilweise kann eine MRA-Untersuchung vollkommen nicht-invasiv erfolgen, in einigen Fällen erfolgt die Injektion einesKontrastmittels in die Blutbahn.

2 Unterschiede zur konventionellen Angiographie

  • bei der konventionellen Angiographie werden zweidimensionale Aufnahmen erstellt, bei der Magnetresonanzangiographie können dreidimensionale Bilder angefertigt werden. Dies ermöglicht eine Begutachtung der Gefäße von allen Seiten
  • bei der Magnetresonanzangiographie muss im Gegensatz zur konventionellen Angiographie kein Katheter in die Blutgefäße eingebracht werden

3 Versionen der MRA

3.1 Kontrastverstärkte MRA

  • Einsatz von T1-verkürzendem Kontrastmittel
  • T1-gewichtete Aufnahmen werden signalreich dargestellte (Kontrastverstärkung)
  • Besonders geeignet, um den Blutdurchfluss durch ein Organ zu beurteilen

3.2 Time-of-Flight-MRA

  • Dieses Verfahren stützt sich auf die Tatsache, dass frisch in ein Gefäß oder Organ einströmendes Blut eine höhere Magnetisierung aufweist, als das umliegende Gewebe.
  • Signalreiche Darstellung von Gefäßen mit frisch einströmendem Blut

3.3 Phasenkontrast-MRA

  • Darstellung von Phasenunterschieden in verschiedenen Bildern
  • Die Bewegung von fließendem Blut lässt sich mit dieser Methode gut darstellen.

“One-stop-shop”-MRT

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Definition

Als “One-stop-shop”-MRT bezeichnet man ein diagnostisches Verfahren zur gleichzeitigen Darstellung des Gallen- und Pankreasgangsystems, der Oberbauchorgane, sowie arterieller und venöser Gefäße. Hierbei werden gleichzeitig eine Magnetresonanztomographie (MRT), eine MRCP, sowie eine Magnetresonanzangiographie (MR-Angiographie) durchgeführt.

Magnetresonanz-Cholangiopankreatikographie

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1 Definition

Die Magnetresonanz-Cholangiopankreatikographie, kurz MRCP, ist eine nicht-invasive Methode zur Darstellung des Gallen- und Pankreasgangsystem.

2 Mechanismus

Es werden stark T2-gewichtete Sequenzen benutzt, die eine Darstellung der Gallenwege und des Pankreasgangs ohne Kontrastmittel ermöglichen. Die Darstellung erfolgt dann in einem Projektionsbild oder in dünnschichtigen Einzelbildern.

3 Indikation

Diagnostik von Gallenwegssteine, Pankreatitiden und Gallenwegstumoren
Insgesamt stellt die MRCP heute eine nicht-invasive, diagnostische Alternative zur ERCP dar.
4 Nachteile

Untersucherabhängigkeit

Gadobutrol

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1 Definition

Bei Gadobutrol handelt es sich um ein paramagnetisches Kontrastmittel, das im Rahmen der Magnetresonanztomographie (MRT) zum Einsatz kommt.

2 Indikationen

Gadobutrol ist für diagnostische Zwecke zur Kontrastverstärkung bei der kranialen und spinalen Magnetresonanztomographie, sowie bei der Magnetresonanzangiographie (CE-MRA) indiziert. Darüber hinaus wird das Mittel zur kontrastverstärkten MRT der Leber sowie der Nieren angewendet.

3 Applikationsformen

Das Kontrastmittel wird als Injektionslösung appliziert.

4 Pharmakokinetik

Die Plasmahalbwertszeit beträgt durchschnittlich 1,81 Stunden. Es fehlen Hinweise auf eine Plasmaproteinbindung von Gadobutrol. Die Substanz weist keine inhibitorische Wechselwirkung mit Enzymen auf und passiert auch nicht die intakte Blut-Hirn-Schranke. Der Wirkstoff wird nicht metabolisiert, so dass er in unveränderter Form renal eliminiert wird.

5 Wirkmechanismus

Gadobutrol verkürzt die Relaxationszeiten von Protonen des Gewebewassers, woraus sich die paramagnetische Wirksamkeit erklärt. Diese ist nur gering von der Stärke des Magnetfeldes abhängig. Bei hohen lokalen Gewebekonzentrationen von Gadobutrol kommt es durch den T2-Effekt zu einer Abnahme der Signalintensität.

6 Unerwünschte Arzneimittelwirkungen

Reaktionen an der Injektionsstelle
Kopfschmerzen
Hitzegefühl
Störungen des Gastrointestinaltrakts: Übelkeit, Geschmacksstörungen
allergische Reaktionen
Atemstillstand, anaphylaktoider Schock
7 Kontraindikationen

Überempfindlichkeit gegenüber dem Wirkstoff
Schwangerschaft aufgrund fehlender Untersuchungen
Kinder

Echozeit

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Englisch: echo time

1 Definition

Die Echozeit, kurz TE, ist ein Parameter aus der Magnetresonanztomographie. Sie bezeichnet das Zeitintervall zwischen der Anregung und der Messung des MR-Signals.

2 Hintergrund

Durch die Wahl der Echozeit kann die T2-Gewichtung eines Magnetresonanztomogramms festgelegt werden. Eine kurze Echozeit erzeugt eine geringe T2-Gewichtung, eine lange Echozeit eine starke T2-Gewichtung.

T1-Gewichtung

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1 Definition

Als T1-Gewichtung bezeichnet man eine Kontrastdarstellung von MRT-Bildern, bei der die Repetitionszeit (TR) und die Echozeit (TE) so gewählt werden, das die untersuchten Gewebe vor allem durch ihre T1-Relaxationszeit, und weniger ihre T2-Relaxationszeit differenziert werden.

2 Physikalische Grundlagen

Bei jeder Bildakquisition wird die gewählte Schicht nicht einmal, sondern viele Male (meist in der Größenordnung von 256 Malen) angeregt. Wenn man ein kurze Repetitionszeit wählt, so ist die Zeit, die zwischen diesen Anregungen bleibt, um die Longitudinalrelaxation wiederherzustellen, sehr kurz. Dies sorgt dafür, dass einige Gewebe es schaffen, vollständig longitudinal zu relaxieren (und damit bei nächster Anregung wieder volles MR-Signal geben zu können), während andere Gewebe es nicht schaffen. Diese Gewebe geben ein verringertes bzw. kein MR-Signal, da die Quermagnetisierung entsprechend der vorherigen Längsmagnetisierung verringert ausgeprägt ist. Das Resultat ist, dass Gewebe mit kurzer T1 hell im Bild erscheinen, während Gewebe mit langer T1 dunkel sind. Das Bild hat eine hohe T1-Gewichtung.

Wenn die TR lang gewählt wird, schafft es jedes Gewebe, volle Longitudinalmagnetisierung wiederherzustellen, wodurch alle Gewebe ein gleich starkes MR-Signal abgeben. Es entsteht somit kein Kontrast auf der Basis der T1.

3 Technische Parameter

Es gilt, die TR und die TE so zu wählen, dass die T1 kontrastbildend ist und nicht die T2. Somit will man also den T2-Kontrast minimieren, was man durch Wahl einer kurzen Echozeit erreichen kann. Daraus ergibt sich die Wahl einer kurzen T1 und einer kurzen T2. Beispielparameter einer Sequenz mit T1w sind:

TR 340 ms
TE 13 ms

Repetitionszeit

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Synonym: Pulswiederholzeit
Englisch: time of repetition

1 Definition

Als Repetitionszeit, abgekürzt TR, bezeichnet man die Zeit, die bei der MRT zwischen zwei Anregungspulsen vergeht.

2 Hintergrund

Die Repetitionszeit ist ein wichtiger Parameter zur Gewichtung eines MRT-Bildes. Durch Wahl der entsprechenden Repetitionszeit kann man die T1-Gewichtung bestimmen. Ausserdem stellt die TR einen der wichtigsten Faktoren für die Bildakquisitionszeit dar. Ebenfalls relevant ist sie im Rahmen von Saturationseffekten (Sättigungseffekten), die insbesondere bei sehr kurzen Repetitionszeiten eine Rolle spielen, wie sie bei schnellen Sequenzen vorkommen.

Ebenfalls relevant für die Kontrastbildung des MRT-Bildes sind die Echozeit (TE) und die Inversionszeit (TI).