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Diffusionsgewichtete MRT des Abdomens

Die diffusionsgewichtete MRT ist heute eine wichtige, ergänzende Sequenz bei einer MRT des Abdomens, insbesondere bei onkologischen Fragestellungen, jedoch auch bei entzündlichen Erkrankungen.

Die folgende Arbeit befasst sich mit den technischen Grundlagen und zeigt typische Indikationen und Befunde sowie die Wertigkeit der Methode in der Diagnostik der parenchymatösen Oberbauchorgane und des Gastrointestinaltrakts.

Das Prinzip der diffusionsgewichteten MRT (engl. „diffusion-weighted MR imaging“; DWI) wurde bereits in den 1950er- und 1960er-Jahren von Carr und Purcell sowie von Stejskal und Tanner beschrieben und hat sich in der Neuroradiologie seit der Beschreibung der „Intravoxel-incoherent-Motion“-Technik durch Le Bihan und Mitarbeiter im Jahr 1988 als Standardsequenz, insbesondere in der Diagnostik des akuten Schlaganfalls, etabliert. Weil die DWI stark artefaktanfällig ist, Bewegungsartefakte beim Hirngewebe aber kaum eine Rolle spielen und dort zusätzlich ein hohes Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) vorliegt, war die DWI zunächst auf die Diagnostik zerebraler Erkrankungen beschränkt. Physiologische Bewegungsartefakte, hervorgerufen etwa durch die Motilität des Darms, kardiale Pulsationen oder die Atmung, verhinderten über viele Jahre den Einsatz der DWI in weiten Bereichen des menschlichen Körpers. Erst in der jüngeren Vergangenheit erlauben die technischen Weiterentwicklungen der MRT – z. B. die Einführung der echoplanaren Bildgebung, die Verwendung von Mehrkanalkörperspulen oder die Entwicklung von Techniken der parallelen Bildgebung – die Akquisition vergleichsweise artefaktarmer, qualitativ hochwertiger, diffusionsgewichteter Bilder des Abdomens.

 

MERKE

Diffusionsgewichtete Aufnahmen dürfen nie isoliert betrachtet werden, sondern sind immer in Zusammenschau mit den morphologischen Standardsequenzen zu interpretieren.

Technische Grundlagen der DWI des Abdomens

Prinzip

Mit der DWI lässt sich das Ausmaß der intra- und extrazellulären Diffusion von Wasserstoffprotonen im menschlichen Körper darstellen. Die Diffusion von Wasserstoffprotonen in Geweben ist invers korreliert mit der Zellularität und der Integrität membranöser Strukturen, die sowohl intra- als auch extrazellulär als natürliche Diffusionsbarrieren fungieren. Im Vergleich zu gesundem Gewebe gilt etwa für Tumoren:

In tumorösem Gewebe ist die Zellularität häufig erhöht, wodurch die extrazelluläre Diffusion eingeschränkt wird.

Tumorzellen zeigen i. d. R. eine hohe mitotische Aktivität, besitzen also vergleichsweise große Zellkerne (hohe Kern/Plasma-Ratio) und sind reich an intrazellulären Organellen (z. B. raues endoplasmatisches Retikulum, Golgi-Apparat), die als membranreiche Strukturen die intrazelluläre Diffusion von Wasserstoffprotonen einschränken.

Um das Ausmaß der Diffusion MR-tomografisch darzustellen, werden z. B. bei der Akquisition einer T2w Spin-Echo-Sequenz 2 zusätzliche, gleich starke, in dieselbe Richtung orientierte Gradientenpulse symmetrisch vor und nach dem 180°-Refokussierungspuls geschaltet. Der erste Gradient führt zu einer Dephasierung der Spins. Blieben alle Spins am gleichen Ort (keine Diffusion), würden sie durch den zweiten Gradienten wieder vollständig rephasiert. Findet aber in der Zwischenzeit ein Ortswechsel der Spins durch Diffusion statt, ist die Rephasierung unvollständig und man kann einen Signalabfall messen. Je größer dieser Ortswechsel ist, d. h., je stärker sich die Wasserstoffprotonen bewegen, desto geringer ist daher die Signalstärke.

Lesen Sie hier den ganzen Beitrag: Diffusionsgewichtete MRT des Abdomens
aus der Zeitschrift Radiologie up2date 03/2020

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