Frage 1
Welche Wichtung haben die dargestellten Bilder?
Antwort
Abgebildet sind T1-gewichtete Bilder.
Gewebe mit kurzen T1-Relaxationszeiten (z.B. Fett oder Läsionen mit Kontrastmittel-Anreicherung) weisen eine hohe Signalintensität auf und sind hell abgebildet. Gewebe mit langen T1-Relaxationszeiten (z.B. Wasser, Liquor) weisen eine niedrige Signalintensität auf und sind dunkel abgebildet.
Frage 2
Welche (positiven) Merkmale besitzt die T1-Wichtung?
Welche Signalintensität weisen pathologische Veränderungen (mit hohem Flüssigkeitsgehalt) auf?
Mit der T1-Wichtung lassen sich die anatomischen Details der Untersuchungsregion sehr gut darstellen.
Pathologische Veränderungen sind aufgrund ihres (meist) hohen Flüssigkeitsgehalts in T1-gewichteten Bildern signalärmer als das gesunde Gewebe abgebildet.
Man nennt T1-Sequenzen auch „anatomische“ Sequenzen. Sie kommen dem CT-Bild am nächsten. Bei MRT-Untersuchungen des Neurokraniums stellt sich die graue Substanz (Kortex) grau dar, während die weiße Substanz (Marklager) weiß abgebildet wird.
Als anatomische Übersichtssequenz des Neurokraniums wird typischerweise eine schnelle Gradientenechosequenz 3D T1w mprage (mprage = magnetization-prepared rapid gradient-echo) gewählt, die eine Rekonstruktion in allen Ebenen mit 1 mm Schichtdicke erlaubt.
Frage 3
Abgebildet sind T2-gewichtete Bilder.
Gewebe mit langen T2-Relaxationszeiten (z.B. Wasser, Liquor) weisen eine hohe Signalintensität auf und werden hell abgebildet. Fett hat eine kurze T2-Relaxationszeit, weist jedoch wie in der T1w ebenfalls eine hohe Signalintensität auf.
Frage 4
Welche (positiven) Merkmale besitzt die T2-Wichtung?
Welche Signalintensitäten weisen pathologische Veränderungen (mit hohem Flüssigkeitsgehalt) auf?
Mit der T2-Wichtung lassen sich Strukturen mit hohem Flüssigkeitsgehalt (z.B. Abszess, Ödem) sehr gut darstellen.
Pathologische Veränderungen sind aufgrund ihres (meist) hohen Flüssigkeitsgehalts in T2-gewichteten Bildern signalintensiver als gesundes Gewebe abgebildet.
T2-gewichtete Sequenzen gehören zu den „Such“-Sequenzen. Die signalintensiv abgebildeten Pathologien lassen sich mit Hilfe der T2w sehr gut darstellen.
In der Bildgebung der Multiplen Sklerose sind T2w Aufnahmen des Myelons unabdingbar (während bei der MRT-Untersuchung der Wirbelsäule die T1w sagittal nativ nicht zwingend erforderlich ist). Mit Hilfe der T2w lassen sich bei Untersuchungen des Neurokraniums die inneren und äußeren Liquorräume am besten beurteilen (z.B. bei Hirnvolumenminderung oder Pathologien des Ventrikelsystems).
Frage 5
Welche Sequenz ist hier abgebildet?
Abgebildet ist eine „Häm“ -Sequenz bzw. eine T2* Sequenz.
Frage 6
Welche (positiven) Merkmale besitzt die T2* Sequenz?
Mit Hilfe der T2* Sequenz lassen sich Blutabbauprodukte (Desoxyhämoglobin, Methämoglobin und Hämosiderin) sowie Kalzifikationen suffizient nachweisen.
Abgelaufene zerebrale Blutungen lassen sich somit selbst nach Jahren mit hoher Sensitivität nachweisen. Die Blutungen kommen als umschriebene Signalauslöschungen zur Darstellung.
Frage 7
Welche Sequenz kennst Du noch, die Blutabbauprodukte als Auslöschungsartefakte abbildet?
Die SWI Sequenz (susceptibility-weighted imaging).
Frage 8
Wie unterscheiden sich die T2* und SWI in der diagnostischen Aussagekraft im Neurokranium?
Anders als in der T2* werden in der SWI venöse Blutgefäße als Signalauslöschungen dargestellt.
T2* und SWI stellen Blutabbauprodukte und Kalzifikationen als Signalauslöschungen dar.
Die SWI ist eine Gradientenechosequenz und nutzt die unterschiedlichen magnetischen Suszeptibilitäten der verschiedenen Gewebe. Dabei entstehen unterschiedliche Signal- und Phasenbilder (magnitude, filtered phase, SWI, minimum intensity projection).
Mit Hilfe der SWI lassen sich venöses Blut, Blutabbauprodukte und Kalzifikationen detektieren. Die gefilterte Phase (filtered phase) ermöglicht es venöses Blut/Blutabbauprodukte von Kalzifikationen zu unterscheiden, da sie die Phase unterschiedlich beeinflussen. Die MIP (minimum intensity projection) ist ein „Stapel“ von konventionellen SWI-Bildern, sodass die venösen Gefäße optimal zum Vorschein kommen.
Frage 9
Abgebildet sind PD-gewichtete Bilder.
Frage 10
Welche (positiven) Merkmale besitzt die PD-Wichtung?
Die PD-Wichtung bietet ein sehr gutes Signal-Rausch-Verhältnis und findet ihre Hauptanwendung in der muskuloskelettalen Bildgebung.
Pathologische Veränderungen sind aufgrund ihres (meist) hohen Flüssigkeitsgehalts in PD-gewichteten Bildern signalintensiver als gesundes Gewebe abgebildet.
In der muskuloskelettalen Bildgebung wird die PD-Wichtung häufig mit einer spektralen Fettsättigung kombiniert, um den Kontrast noch weiter zu verbessern.
Frage 11
Was gibt die Repetitionszeit (TR) und die Echozeit (TE) an?
Mit Hilfe der Repetitionszeit und der Echozeit können bestimmte Gewebekontraste hervorgehoben werden:
- Die Repetitionszeit (TR = time to repetition) ist die Zeit zwischen den Anregungsimpulsen.
- Die Echozeit (TE = time to echo) ist die Zeit zwischen dem Anregungsimpuls und dem Zeitpunkt der Auslese des Signals.
Frage 12
Was kennzeichnet die Gradientenechosequenz?
Die Gradientenechosequenz verzichtet auf einen 180° Impuls. Mit Hilfe eines Gradientenfeldes werden künstliche Magnetfeldinhomogenitäten erzeugt. Das MR-Signal hängt von der T1-Relaxationszeit und der T2*-Relaxationszeit ab.
Frage 13
Nenne die Abfolge einer Gradientenechosequenz.
Auf den Anfangsimpuls mit einem bestimmten Flipwinkel (< 90°) folgt die Anlegung eines Gradientenmagnetfelds, welches die Dephasierung der Spins zur Folge hat. Nach einer bestimmten Zeit folgt die Gradientenumkehr (Umpolung des Magnetfeldes), welches zu einer Rephasierung der Spins führt. Anschließend wird das Gradientenecho empfangen.
Bei der Gradientenechosequenz wirken sich statische und dynamische Magnetfeldinhomogenitäten auf das Signal aus. Der Flipwinkel ist beliebig wählbar - wählt man einen geringen Winkel von 30° wird die Längsmagnetisierung schneller wieder aufgebaut und die Messzeit reduziert sich deutlich.
Frage 14
Was sind die Vor- und Nachteile der Gradientenechosequenz?
Vorteile sind die geringe Messzeit (bei kleinem Flipwinkel, kurzer TR und TE) und die Möglichkeit einer 3D-Messung mit höchster Auflösung.
Nachteil ist, dass kein T2-Kontrast, sondern lediglich ein T2*-Kontrast abgebildet wird.
Beispiele für schnelle Gradientenechosequenzen mit kleinem Flipwinkel und 3D-Messung sind T1 MPRAGE (typischerweise für Untersuchungen des Neurokraniums), FLASH (fast low angle shot) und VIBE (volume interpolated breathhold examination). Die beiden letzten genannten werden typischerweise für Untersuchungen des Abdomens (nativ und nach Kontrastmittelgabe) genutzt.
Frage 15
Was kennzeichnet die Spin-Echo-Sequenz?
Die Spin-Echo-Sequenz basiert auf der Abfolge eines 90° Impuls und nachgeschaltetem 180° Impuls. Der 180° Impuls bewirkt eine Rephasierung der Spins und der störende Einfluss der statischen Magnetfeldinhomogenitäten werden beseitigt.
Frage 16
Nenne die Abfolge einer Spin-Echo-Sequenz.
Auf den 90° Anfangsimpuls folgt zum Zeitpunkt TE/2 der 180° Impuls. Anschließend wird das Spin-Echo empfangen.
Mit Hilfe der Spin-Echo-Sequenz lässt sich ein PD-, T1- und T2-Kontrast erzeugen.
Frage 17
Was sind die Vor- und Nachteile der Spin-Echo-Sequenz?
Durch die Reduzierung der Magnetfeldinhomogenitäten (= Suszeptibilitätsartefakte) erhöht sich die Bildqualität. Anders als bei der Gradientenechosequenz können T2-gewichtete Bilder erzeugt werden.
Der Nachteil ist die lange Messzeit.
Die lange Messzeit führt zu einem bewegungsanfälligen Bild.
Frage 18
Welche schnelle Spin-Echo-Sequenz kennst Du?
Die Turbo-Spin-Echo-Sequenz (TSE) besitzt im Vergleich zur konventionellen Spin-Echo-Sequenz eine deutlich reduzierte Messzeit.
Die Turbo-Spin-Echo-Sequenz wird auch als Fast-Spin-Echo-Sequenz (FSE) bezeichnet.
Eine weitere Sequenz mit deutlich reduzierter Messzeit als die TSE-Sequenz ist die single-shot-FSE oder half acquisition single shot Turbo-Spin-Echo-Sequenz (HASTE). Die Messzeit liegt bei < 1 Sekunde und ist bedingt durch eine unvollständige (nur 50%ige) Abtastung des k-Raums. Damit wird eine T2-Wichtung erzeugt und der k-Raum mit einem einzelnen 90° Impuls gefüllt. Anwendung finden diese Sequenzen in der Diagnostik des Abdomens.
Frage 19
Wie ist die Funktionsweise der Turbo-Spin-Echo-Sequenz (TSE)?
Bei der TSE-Sequenz werden nach dem Anfangsimpuls mehrere 180° Impulse ausgesandt und somit mehrere Echos empfangen. Die empfangenen Echos führen schneller zum Bildaufbau im k-Raum und die Messzeit verkürzt sich.
Turbo-Spin-Echo-Sequenzen basieren auf mehreren 180° Impulsen und entsprechend mehreren Echos.
Als Echo-Train („Puls-Zug“) werden die aufeinanderfolgenden Echos pro Anregung bezeichnet. Der Turbofaktor entspricht der Anzahl der Echos.
Vorteile der TSE-Sequenz sind neben der reduzierten Messzeit die verminderte Empfindlichkeit gegenüber Suszeptibilitätsartefakten. Nachteil ist ein reduziertes Signal-Rausch-Verhältnis.
Frage 20
Abgebildet ist eine FLAIR-Sequenz (fluid attenuated inversion recovery).
Frage 21
Was sind die Vor- und Nachteile der FLAIR-Sequenz?
Die FLAIR-Sequenz ist eine Spin-Echo-Sequenz und gehört zu den „Such“ Sequenzen in der Diagnostik des Neurokraniums. Das Liquorsignal wird spezifisch unterdrückt, sodass pathologische, signalintensive Veränderungen des Hirnparenchyms noch besser hervorgehoben werden.
Der Nachteil ist, dass die FLAIR insbesondere infratentoriell für Artefakte anfällig ist.
Die 3D-FLAIR Sequenz gehört bei der Diagnostik der Multiplen Sklerose zur Standardsequenz. FLAIR-Sequenzen können nativ oder nach Kontrastmittelgabe akquiriert werden. Nach Kontrastmittegabe steigt die Sensitivität für leptomeningeale Pathologien (wie z.B. Meningitis oder Meningeosis).
Frage 22
Was haben die abgebildeten Sequenzen gemeinsam?
Die FLAIR- und STIR-Sequenz (short time inversion recovery) gehören zu den Inversion Recovery-Sequenzen. In der FLAIR-Sequenz wird das Liquorsignal und in der STIR-Sequenz das Fettsignal supprimiert.
Frage 23
Erkläre das Funktionsprinzip der Inversion Recovery-Sequenzen.
Dem 90° Impuls wird ein 180° Impuls vorgeschaltet. Die Zeit zwischen dem 180° und 90° Impuls ist die Inversionszeit (= inversion time, TI). Wählt man eine kurze TI (ca. 150 ms) erhält man eine Fettsuppression, wählt man eine lange TI (ca. 2000 ms) erhält man eine Liquorsuppression.
Durch den vorgeschalteten 180° Impuls werden die Spins invertiert, d.h. sie positionieren sich in antiparallele Richtung zum Hauptfeld. Während der Inversionszeit drehen sich die Magnetisierungsvektoren wieder in ihre Ausgangslage zurück. Zum Zeitpunkt des 90° Impuls liegt somit (je nach Wahl der Inversionszeit) im Fett oder im Liquor keine Längsmagnetisierung vor. Somit erscheint kein Signal und Liquor bzw. Fett stellt sich hypointens im Bild dar.
Inversion Recovery-Sequenzen basieren auf einem vorgeschalteten 180° Impuls.
Die genauen Inversionszeiten sind abhängig von der Magnetfeldhauptstärke.
Die Inversion Recovery-Sequenzen gehören also zu den erweiterten Spin-Echo-Sequenzen und bilden einen T2-Kontrast ab.
Nachteile sind die verlängerte Messzeit durch den vorgeschalteten Impuls sowie die erhöhte Rate an Pulsationsartefakten.
Die DIR-Sequenz (double inversion recovery), welche Anwendung in der Diagnostik der Multiplen Sklerose findet, nutzt die Suppression von zwei Geweben (Liquor sowie weiße Hirnsubstanz). Somit wird insbesondere die Sensitivität der Detektion von juxtakortikalen und kortikalen Läsionen erhöht.
Frage 24
Welche weiteren Techniken zur Fettsuppression kennst Du noch?
Neben der STIR-Sequenz werden durch folgende Techniken eine Fettsuppression ermöglicht:
- Nutzen der chemischen Verschiebung zwischen Wasser und Fett (In-Phase/Out-of-Phase, Dixon-Technik)
- Frequenzselektive Fettsuppression
- SPIR (spectral presaturation with inversion recovery)
Eine fettsupprimierende Technik lässt sich im Bild schnell an dem fehlenden Signal des subkutanen Fetts nachweisen. In der klassischen T1- und T2-Wichtung wird Fett signalintensiv (hell) dargestellt.
Die STIR ist robuster als die frequenzselektive Fettsuppression, insbesondere bei einliegendem Fremdmaterial.
Die SPIR ist wie die STIR eine Inversion Recovery-Sequenz mit dem Unterschied, dass bei der SPIR ein exakt auf den Fett-Peak abgestimmter frequenzselektiver Impuls verwendet wird.
Frage 25
Nenne das Funktionsprinzip der frequenzselektiven Fettsuppression.
Bei der frequenzselektiven Fettsuppression wird ein für Fett selektiver 90° Impuls eingestrahlt, sodass der Magnetisierungsvektor von Fett in die transversale Ebene klappt. Anschließend wir ein Gradient eingestrahlt („Spoiler-Gradient“), der diese transversale Magnetisierung zerstört. Zurück bleibt die Längsmagnetisierung des Wassers.
Der Nachteil ist, dass die die Technik anfällig für Feldinhomogentitäten ist - insbesondere bei niedrigen Feldstärken (z.B. 1,5 T) kann es zu einer fehlerhafter Fettsättigung kommen.
Frage 26
Nenne das Funktionsprinzip der In-Phase/Out-of-Phase Sequenz.
Die In-Phase/Out-of-Phase Sequenz ist eine gepaarte Gradientenechosequenz mit gleicher TR, jedoch unterschiedlicher TE. Sie basiert darauf, dass Fett und Wasser unterschiedliche Resonanzfrequenzen besitzen. In der vergleichenden Messung mit zwei unterschiedlichen TE-Werten erhält man eine In-Phase und eine Out-of-Phase. Bei der Out-of-Phase kommt es in fetthaltigen Läsionen zu einem Signalabfall. Die Sequenz findet typischerweise Verwendung in der Diagnostik des Oberbauchs.
Bei der Out-of-Phase Sequenz findet man das „India ink“ Artefakt bzw. „chemical shift“ Artefakt. Die Grenzen von Fett/Wasser werden schwarz hervorgehoben, als hätte man mit einem Stift die Umrandungen nachgezeichnet (wie im India ink Cartoon/Comic).
Neben der klassischen In-Phase/Out-of-Phase Sequenz verwendet auch die Dixon-Technik die chemische Verschiebung von Wasser und Fett. Die Dixon-Technik wurde in den letzten Jahren weiterentwickelt und findet zunehmende Verwendung bei Untersuchungen der Wirbelsäule. Dabei werden parallel vier Sequenzen akquiriert:
1. in-phase = (Wasser + Fett)
2. opposed-phase = (Wasser - Fett)
3. fat only = in-phase - opposed phase = (Wasser + Fett) - (Wasser - Fett)
4. water only = in-phase + opposed phase = (Wasser + Fett) + (Wasser - Fett)
Die vierte Sequenz ermöglich somit eine isolierte Fettsuppression. Diese ist im Vergleich zur frequenzselektiven Fettsuppression robuster und homogen. Der Nachteil ist das Vorkommen des „swapping“ Artefakts, bei dem es durch fehlerhafte Detektion von Wasser und Fett zu einer homogenen Signalauslöschung kommt.
Frage 27
Abgebildet ist eine native arterielle Time of Flight-Angiographie (TOF-MRA).
Frage 28
Erkläre das Funktionsprinzip der TOF-MRA.
Was sind die Vor- und Nachteile?
Bei der TOF-MRA wird in der untersuchten Messschicht das stationäre Gewebe mit einem hohem Flipwinkel und einer kurzen TR angeregt. Dadurch kommt es im stationären Gewebe zu einer vollständig verbrauchten Längsmagnetisierung. Einströmendes Blut (= bewegtes Gewebe) besitzt eine höhere Magnetisierung und stellt sich entsprechend signalintensiv dar, wenn es in die Abbildungsebene eintritt.
Vorteile sind die hohe Auflösung und der Verzicht auf Kontrastmittel.
Nachteile sind die lange Messzeit und die Beschränkung auf ein kleines Untersuchungsvolumen (wie hirnversorgende Arterien). Vorsicht ist bei Turbulenzen (z.B. Aneurysmen) und Stenosen geboten; hier kann es zu Signalauslöschungen und Überschätzung der Stenosen kommen.
Die TOF-MRA ist eine T1-gewichtete Gradientenechosequenz (2D- oder 3D-Akquisation) und weist eine Messzeit von ca. 3-10 Minuten auf. Für einen optimalen Kontrast sollte das Untersuchungsvolumen senkrecht zur vorherrschenden Blutflussrichtung liegen (aus dem Grund sind die horizontal verlaufenden Gefäße wie A. cerebri media in der zerebralen TOF-MRA für Artefakte anfällig).
Wichtig ist, dass der antegrade Blutfluss signalgebend ist. Bei retrogradem Blutfluss beispielsweise bei Stenosen oder Aneurysmen kommt es zu Turbulenzen und Signalauslöschungen. Somit können Stenosen überschätzt werden. Langsam fließendes Blut kann durch die Sättigungsimpulse für das stationäre Gewebe mit abgesättigt werden und wird fälschlicherweise ohne Signal oder signalarm dargestellt. Die TOF-MRA ist optimal für schnellen, arteriellen Blutfluss geeignet - die Akquisition einer venösen TOF-MRA ist jedoch technisch ebenfalls möglich.
Frage 29
Welche weiteren Techniken zur Gefäßdarstellung kennst Du noch?
Weitere Techniken zur Gefäßdarstellung sind:
- Kontrastmittel-gestützte MR-Angiographie (KM-MRA)
- Phasenkontrast-MR-Angiographie (PCA)
Eine weitere, neuartige Technik ist die zeitlich und örtlich hoch aufgelöste KM-MRA namens TWIST (time resolved angiography with interleaved stochastic trajectories). Dabei kann analog zur invasiven Angiographie das versorgende und abführende Gefäßsystem (= Abfolge von arterieller und venöser Phase in einer Sequenz) dynamisch dargestellt werden.
Frage 30
Erkläre das Funktionsprinzip der Kontrastmittel-gestützten MR-Angiographie.
Bei der Injektion von T1-verkürzendem Gadolinium-basierten Kontrastmittel wird das Blut auf T1w Bildern signalintensiv dargestellt. Die Aufnahme der Bilder sollten zeitlich mit dem Erreichen der höchsten Kontrastmittel-Konzentration in den Zielgefäßen zusammenfallen.
Vorteile sind die hohe Auflösung und kurze Aufnahmedauer.
Nachteil ist die Verwendung von Kontrastmittel.
Die Auflösung bei Stenosen oder poststenotischen Gefäßabschnitten ist höher als bei der TOF-MRA. Ebenfalls sind große Untersuchungsvolumina (extrakranielle, hirnversorgende Gefäße oder periphere Arterien wie Becken-Bein-Angiographie) möglich. Die optimale Kontrastierung wird mit Hilfe eines Testbolusverfahrens oder Bolus-Track ähnlich wie in der CT-Angiographie gewährleistet.
Frage 31
Erkläre das Funktionsprinzip der Phasenkontrast-MR-Angiographie.
Die Phasenkontrast-MR-Angiographie basiert darauf, dass sich die Gradientenfelder unterschiedlich auf die Dephasierung der Spins im stationären und fließenden Blut auswirken. Es wird eine Fluss-empfindliche Messung und eine Fluss-unempfindliche Messung mit unterschiedlichen Gradientenschaltungen durchgeführt und voneinander subtrahiert. Somit stellt sich fließendes Blut entlang des erzeugten Gradientenfeldes signalintensiv dar. Typische Anwendung ist die venöse Darstellung von Hirngefäßen.
Vorteile sind die hohe Auflösung bei bekannten Flussgeschwindigkeiten und der Verzicht auf Kontrastmittel.
Nachteil ist die lange Messzeit.
Die Phasenkontrast-MRA ist eine Gradientenechosequenz. Da die Fluss-empfindlichen und -unempfindlichen Messungen in allen 3 Raumrichtungen erfolgen müssen, ist die Messzeit deutlich länger als bei der TOF-MRA.
Bei der Einstellung der Sequenz muss ein VENC-Parameter eingegeben werden, der die maximal zu erwartende Flussgeschwindigkeit bestimmt. Bei ungenauen Angaben, z.B. bei vorliegenden erhöhten arteriellen Strömungen kommt es zu Artefakten. Die Orientierung des Untersuchungsvolumen gegenüber der Flussrichtung ist - anders als bei der TOF-MRA - nicht relevant.
Frage 32
Was ist die Besonderheit der Black-Blood-Sequenz?
Wie der Name schon sagt, wird in der Sequenz (T1w) das Blutsignal unterdrückt, sodass sich das Blut ohne Signal (schwarz) darstellt und die Gefäßwände besonders hervorgehoben werden. Pathologische Kontrastmittelanreicherungen der Gefäßwände lassen u.a. Rückschlüsse auf atherosklerotische oder entzündliche/vaskulitische Veränderungen.
Frage 33
Was kennzeichnet die CINE-Bildgebung? Wo wird diese typischerweise eingesetzt?
Die CINE-Bildgebung ist ein MRT-Verfahren, bei der Bewegungsabläufe aufgenommen werden und die diagnostischen Bilder als Film dargestellt werden.
Das Signal im Untersuchungsbereich wird in kürzester Zeit wiederholt aufgenommen, separaten k-Räumen zugeordnet und anschließend rekonstruiert. Dazu nutzt man Techniken mit kurzer TR und kurzer TE wie die balanced steady-state free precession-Sequenz oder gespoilte Gradientenecho-Sequenzen. Typischerweise wird die CINE-Bildgebung in der kardialen Funktionsanalyse eingesetzt.
Frage 34
Rekapituliere:
Wie verändern Gadolinium-haltige Kontrastmittel die T1- und T2-Relaxationszeiten?
Gadolinium-haltige Kontrastmittel verkürzen die T1- und T2-Relaxationszeiten.
Typischerweise wird vor allem die Verkürzung der T1-Relaxationszeit bei der kontrastmittelgestützten MRT-Bildung ausgenutzt. Dabei führt eine T1-Gewichtung zum Signalanstieg im „kontrastierten“ Gewebe.
Bei niedrigen Konzentrationen des MRT-Kontrastmittels dominiert der T1-Effekt mit Signalanstieg. Ab einer Schwellendosis kommt es auf Grund zunehmender T2-Effekte zu einem dosisabhängigen Signalabfall. Dies macht man sich dann in der Perfusionsuntersuchung zu nutze.
Frage 35
Abgebildet ist eine Diffusionswichtung (diffusion weighted imaging = DWI) inklusive ADC-Karte.
Frage 36
Welche (positiven) Merkmale besitzt die Diffusionswichtung?
Mit Hilfe der Diffusionswichtung lässt sich die Diffusion von Wassermolekülen bzw. die Brown‘sche Molekularbewegung messen. Je geringer die Diffusion, desto signalintensiver (heller) ist das DWI-Signal. Dabei wird neben der DWI auch ein Negativbild als ADC-Karte (apparent diffusion coefficent) erstellt, welche bei der Befundung gemeinsam betrachtet werden müssen.
Es werden verschiedene Messungen mit unterschiedlichen Diffusionsstärken (b-Werten) durchgeführt. Eine abnormale Diffusion lässt sich in akuten/subakuten Infarkten, Entzündungen oder Neoplasien nachweisen.
Diffusionsgewichtete-Sequenzen basieren auf der sehr schnellen, aber auch Artefakt-anfälligen Echo-planar-imaging (EPI) Technik. Mithilfe spezieller starker Gradientenimpulse wird das MR-Signal empfindlich für mikroskopische Bewegungen der Wassermoleküle. Dadurch erhält man einen eigenen Bildkontrast, der am ehesten der T2-Sequenz ähnelt.
Der b-Wert beschreibt die Stärke der Diffusion und ist von verschiedenen Parametern (unter anderem gyromagnetisches Verhältnis, Gradientenstärke, Gradientendauer, Diffusionszeit) abhängig. Je höher der b-Wert, desto besser der Kontrast. Somit werden meist b-Werte von 1000 (s/mm^2) für ein optimales Signal-Rausch-Verhältnis verwendet. Bei erhöhtem Signal in der DWI kann es sich auch um Gewebe mit langer T2-Relaxationszeit (wie z.B. Wasser, Liquor) handeln. Dies nennt man T2-Durchscheineffekt (T2-shine-through). Somit muss die ADC-Karte parallel betrachtet werden - nur wenn diese im konkordanten Areal im Signal abgesunken ist, liegt eine (echte) Diffusionsstörung/Diffusionseinschränkung vor.
Frage 37
Erkläre kurz das Prinzip der MR-Perfusion.
Die MR-Perfusion ist ein Verfahren zur diagnostischen Darstellung und Quantifizierung der Durchblutung von Gewebe. Es gibt verschiedene technische Ansätze, wobei die dynamische Kontrastmittel-Perfusionsbildgebung am häufigsten verwendet wird. Dabei wird Gadolinium-haltiges Kontrastmittel als Bolus injiziert und entweder der Signalanstieg in T1-gewichteten Aufnahmen oder der Signalabfall in T2*-gewichteten Aufnahmen im Untersuchungsbereich dargestellt. Somit lassen sich quantifizierbare Parameter wir Blutvolumen, Blutfluss oder mittlere Durchgangszeit messen.
Die MR-Perfusion wird häufig in der Neuroradiologie als erweiterte Verlaufs-Bildgebung von hirneigenen Tumoren (Gliomen) eingesetzt. Dabei kann die MR-Perfusion (insbesondere CBV = zerebrales Blutvolumen) bei der Fragestellung nach Progress versus Pseudoprogress als Zusatzsequenz zum Standard-Protokoll hilfreich sein.
Weitere Indikationen beinhalten Durchblutungsstörungen des Gehirns, des Herzens oder der Lunge.
Frage 38
Erkläre kurz das Prinzip der BOLD-Bildgebung.
BOLD steht für blood oxygenation level dependent. Das MRT-Signal ist somit abhängig vom Sauerstoffgehalt der Erythrozyten. Hauptanwendung findet die BOLD-Bildgebung in der funktionellen MRT, bei der die neuronale Aktivität gemessen wird. In aktivierten Hirnarealen (nach z.B. Durchführung eines standardisierten Sprachparadigmas oder Motorikparadigmas) kommt es zu einem erhöhten Sauerstoffverbrauch und zu einem Signalanstieg in T2*-gewichteten Aufnahmen.
Frage 39
Was ist die Besonderheit der MRCP?
Die MRCP (Magnetresonanz-Cholangiopankreatikographie) ist eine nicht invasive Darstellung der intra- und extrahepatischen Gallengänge und des Pankreasgangs, die kein Kontrastmittel erfordert. Dabei werden T2-Sequenzen akquiriert und sekundär multiplanare Rekonstruktionen (MPR) oder maximum intensity projection (MIP) zur besseren Visualisierung angewandt.
Es gibt verschiedene technische Möglichkeiten eine MRCP zu akquirieren -häufige Verwendung findet die HASTE-Sequenz (half acquisition single shot Turbo-Spin-Echo-Sequenz) mit Fettsuppression. Der Nachteil ist die hohe Anfälligkeit für Bewegungsartefakte (und damit reduzierte Bildqualität).
Frage 40
Wofür steht SNR?
SNR steht für Signal-Noise-Ratio, das Signal-Rausch-Verhältnis. Ziel der MR-Bildgebung ist ein hohes SNR.
Je dünner die Schichten geplant werden, desto geringer wird das SNR. Dies kann durch eine höhere Anzahl an Messungen oder längere TR vermindert werden. Jedoch führt dies auch zu einer erhöhten Messzeit.
Frage 41
Wovon ist die räumliche Auflösung eines MRT-Bildes abhängig?
Die räumliche Auflösung ist von der maximalen Feldstärke, von dem Field of View (FOV) und der Matrix abhängig. Hierbei führt eine Verkleinerung des FOV oder eine Vergrößerung der Matrix zu einer höheren Auflösung.
Ein kleines FOV und eine große Matrix führen zu einer höheren Auflösung.
Das bedeutet auch, dass im klinischen Alltag Untersuchungen, die eine hohe Detailfeinheit benötigen (wie z.B. Fokussuche bei Epilepsie, Diagnostik bei chronisch-entzündlichen ZNS-Erkrankungen oder onkologischen Fragestellungen) präferentiell mit einem 3 T Gerät durchgeführt werden.
Im 1,5 T Gerät werden präferentiell Patient*innen mit einliegendem Fremdmaterial (z.B. Untersuchung der Wirbelsäule nach Spondylodese) untersucht, um eine möglichst optimale Bildqualität trotz der entsprechenden Metallartefakte zu erhalten.
Frage 42
Nenne typische Parameter (TR, TE, FOV, Matrix, Schichtdicke) für eine T1w Spin-Echo-Sequenz.
Typische Parametereinstellung einer T1w Spin-Echo-Sequenz sind:
TR = kurz, ca. 300-800 ms
TE= kurz, < 30 ms
FOV = 25 cm
Matrix = 256 x 256
Schichtdicke = 5 mm
Frage 43
Wie lässt sich die Messzeit dieser T1w Spin-Echo-Sequenz verkürzen?
Es gilt:
Messzeit = Matrix x TR
Somit lässt sich zum einen die Matrix verkleinern oder die TR weiter verkürzen, um die Messzeit zu verkürzen. Alternativ kann man auch die Schichtdicke steigern oder eine andere Technik wählen wie Turbo-Spin-Echo.
Eine Änderung des FOV wirkt sich nicht auf die Messzeit aus.
Frage 44
Nenne typische Parameter (TR, TE, FOV, Matrix, Schichtdicke) für eine T2w Spin-Echo-Sequenz.
Typische Parametereinstellung einer T2w Spin-Echo-Sequenz sind:
TR = lang, > 2000 ms
TE = lang, > 30 ms
Frage 45
Nenne typische Artefakte in der MRT und ihre jeweiligen Ursachen.
Artefakte in der MRT lasen sich unterscheiden in:
1. Artefakte bedingt durch Patient*innen:
- Metallische Fremdkörper führen zur Signalauslöschung und geometrischer Verzerrung
- Pulsationsartefakte
- Bewegungsartefakte (inklusive unwillkürliche Bewegung wie Darmperistaltik)
2. Bediener-verursachte Artefakte:
- Einfaltung bei kleiner gewähltem Field-of-View (FOV) als das untersuchte Objekt
3. Methodisch-bedingte Artefakte:
- Abbruchartefakt als Folge einer unvollständigen Datenaufnahme
- Chemische Verschiebung
Die häufigsten Artefakte sind Bewegungs- und Pulsationsartefakte.
Bewegung während der Anregung und Datenauslese führt zu verwischten Bildern und „Geister“ außerhalb des bewegten Organs.
Fließendes Blut und Liquor können zu periodischen Muster von Kopien der pulsierenden Struktur führen. Zur Vermeidung oder Reduzierung der Artefakte sind unterschiedliche Ansätze möglich (z.B. Aufnahme mehrerer Akquisitionen und anschließende Mittelung, spezielle Gradientenschaltungen, Änderung der Phasencodierrichtung).
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