Klinische Evaluation neuer Techniken in der MRT-Bildgebung des Oberbauchs
Creators: name: Fahlenkamp, Ute Lina
Publisher: name: Charité - Universitätsmedizin Berlin
Year: 2023
Subjects: subject: Magnetic resonance imaging
subject: Liver imaging
subject: Relaxometry
subject: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit::610 Medizin und Gesundheit

description: Die modernen Behandlungsmethoden von primären und sekundären Lebermalignomen sind heutzutage derartig speziell, dass sie ein Höchstmaß an Präzision in der prätherapeutischen wie auch in der Verlaufsbildgebung erfordern und zwar sowohl in Bezug auf die fokalen Läsionen selbst als auch in Bezug auf die Funktionalität des allgemeinen Lebergewebes. Ziel der vorliegenden Arbeit war die klinische Evaluation verschiedener, im Bereich des Oberbauchs bisher in dieser Form noch nicht eingesetzter Techniken zur Artefaktreduktion, Bildkontrastoptimierung und Quantifizierung des MR-Signals mit besonderem Fokus auf die Leber. Zunächst wurde der Wert einer neuen Bildrekonstruktionsmethode sowie einer speziellen Atemtechnik untersucht, im Rahmen einer Leber-MRT mit Gd-EOB-DTPA Artefakte zu vermindern und auf diese Weise die Qualität der Bilder zu erhöhen (Originalarbeit 1). Es wurden 27 Patienten in einem 3T-MR-Tomographen untersucht und die Studiensequenz in unterschiedlichen Intervallen nach der Gabe des Kontrastmittels wiederholt. Die Qualität der Bilder wurde beurteilt, zudem erfolgte eine Klassifikation der Sequenzen hinsichtlich ihrer Perfusionsphasen und Kontrastcharakteristika. Außerdem wurden Artefakte sowie der Stand der Leber auf der z-Achse notiert. Im Ergebnis wurde die Qualität der Bilder im Mittel als sehr gut beurteilt und der Kontrast der Gefäße bei einem Großteil der Patienten als exzellent bewertet. Gute Bilder mit arterieller Kontrastierung wurden bei allen Patienten erzielt. Starke, durch Atmung bedingte Artefakte wurden nur bei einem Patienten und hier auch nur während der frühen arteriellen Phase gesehen. Insgesamt traten Artefakte bei 21 von 27 Patienten auf und wurden bei 19 davon als milde bewertet. Des Weiteren wurde eine Technik aus der kardialen Bildgebung zur Beurteilung der Ausdehnung einer hepatischen Metastasierung verwendet (Originalarbeit 2): Die phasensensitive IR-Sequenz wurde eingesetzt, um den Kontrast zwischen gesundem Leberparenchym und den Metastasen zu verstärken. 40 Patienten mit verdächtigter oder bekannter hepatischer Metastasierung wurden bei 1,5 T untersucht und die im klinischen Standard angewandte, T1-gewichtete Gradientenechosequenz 20 Minuten nach Gabe von Gd-EOB-DTPA mit einer IR-Sequenz verglichen, welche das native Signal der vorhandenen Metastasen unterdrückte. Sowohl die allgemeine Bildqualität als auch die Abgrenzbarkeit der Leberläsionen wurde verglichen, außerdem wurde jeweils das Verhältnis des Kontrasts zwischen Läsion und Leber berechnet. Von der IR-Sequenz wurde sowohl das Magnitudenbild als auch das phasensensitive Bild bewertet. Die generelle Bildqualität war sowohl bei den klinischen Standardsequenzen als auch bei den Magnitudenbildern der IR-Sequenz hoch, diejenige der phasensensitiven IR-Bilder war hingegen geringer. Sowohl auf den Magnituden- als auch auf den phasensensitiven Bildern war die subjektiv bestimmte Abgrenzbarkeit der Läsionen unabhängig von ihrer Größe höher im Vergleich zu den VIBE-Bildern, gleiches galt auch für das berechnete Kontrastverhältnis zwischen Läsionen und Leber. In den weiteren Arbeiten wurde der Wert der Messung von Relaxationszeiten untersucht. In Originalarbeit 3 erfolgte die Messung der T1-Relaxationszeiten direkt in malignen Läsionen und wurde histopathologisch korreliert. Aufgrund der Fallzahlen erfolgte dies an klarzelligen Nierenzellkarzinomen. Hierfür wurden 30 an einem Nierenzellkarzinom erkrankte Patienten, die eine partielle oder radikale Nephrektomie einschließlich eines histopathologischen Gradings nach ISUP erhielten sowie 30 Patienten ohne Nierentumoren untersucht. Eine Quantifizierung der Kollagenfraktion erfolgte histopathologisch. Die T1-Relaxationszeiten waren bei niedriggradigen Nierenzellkarzinomen signifikant niedriger als bei höhergradigen Nierenzellkarzinomen. Mittels eines cut-off-Wertes von 1101 ms konnten mit einer Sensitivität von 100%, einer Spezifität von 85% und einer Genauigkeit von 90% höhergradige von niedriggradigen Tumoren differenziert werden. Des Weiteren bestand eine signifikante Assoziation der nativen T1-Relaxationszeiten mit der histologisch bestimmten Kollagenvolumenfraktion. Das Fazit der Studie war daher, dass das native T1-Mapping als potentieller in vivo-Biomarker für die Differenzierung von Nierenzellkarzinomen gelten kann. Außerdem wurde untersucht, ob die T1-Relaxationszeiten des unmittelbar an eine hepatische Läsion angrenzenden Gewebes bei blandem visuellen Erscheinungsbild Veränderungen aufwiesen und ob es hierbei Unterschiede zwischen den malignen Metastasen und benignen Läsionen gab (Originalarbeit 4). Zu diesem Zweck wurden die Bilder von 113 Patienten hinsichtlich Metastasen, soliden benignen Läsionen und Zysten ausgewertet. Areale, welche die Läsion sowie eine schmale und eine breitere periläsionale Zone enthielten, wurden auf T1-Karten eingezeichnet und als innere periläsionale Zone (IPZ) respektive äußere periläsionale Zone (OPZ) bezeichnet. Sowohl das einfache Verhältnis wie auch das Verhältnis der Gradienten zwischen der IPZ und der gesamten periläsionalen Zone (EPZ) wurden berechnet. 44 Patienten im Kollektiv hatten eine oder mehrere Läsionsarten. Bei Metastasen war das einfache Verhältnis zwischen IPZ und OPZ sowie der durchschnittliche EPZ-Gradient signifikant höher als bei soliden und zystischen benignen Läsionen. Die T1-Werte der periläsionalen Zone waren bei Metastasen somit stärker alteriert als bei benignen Befunden, woraus geschlossen wurde, dass die Auswertung der T1-Relaxationszeiten hilfreich für die Beurteilung der Dignität von Leberläsionen sein könnte. Die beiden letzten Studien befassten sich mit der bildgebenden Beurteilung der Leberfunktion durch Messung der nativen T1- und T2-Relaxationszeiten sowie der T1-Relaxationszeiten nach Applikation von Gd-EOB-DTPA. In Originalarbeit 5 wurden bei 94 Patienten zusätzlich zu den Standardsequenzen native T1- und T2-maps sowie T1-maps 20 Minuten nach Gabe von Gd-EOB-DTPA aufgenommen und die Assoziationen dieser Werte zu Laborparametern überprüft. Albumin zeigte bei Patienten mit Leberzirrhose eine negative Korrelation mit sämtlichen akquirierten Relaxationszeiten, was bei Patienten ohne Zirrhose so nur für die nativen T1-Relaxationszeiten nachzuweisen war. Die Ergebnisse erhärteten somit zum Einen den Wert des T1-Mappings in der hepatobiliären Phase, zum Anderen zeigte sich über die Korrelation der nativen T1-Werte mit dem Serumalbumin aber auch ein möglicher Einfluss der Lebersynthesekapazität auf die T1-Relaxationszeiten. Zuletzt wurde untersucht, ob eine an die aus der kardialen Bildgebung bekannte Berechnung des ECV angelehnte Berechnung der intrazellulären Akkumulationskapazität von Gd-EOB-DTPA (IAC) einen zusätzlichen diagnostischen Nutzen im Vergleich zur in anderen Studien beschriebenen Reduktionsrate (RR) darstellen würde (Originalarbeit 6). Hier wurden bei 105 Patienten zusätzlich zur Standard-MRT die T1-Relaxationszeiten vor und nach Kontrastmittelgabe untersucht. Sowohl IAC als auch RR wurden berechnet und mit dem Serumalbuminwert als Marker der Lebersynthesefunktion verglichen. Sowohl RR als auch IAC zeigten signifikante Unterschiede bei Patienten mit und ohne Leberzirrhose, während die Korrelation zwischen IAC und Albumin besser als diejenige zwischen RR und Albumin war. Letztlich wurde daher der Schluss gezogen, dass die Formel zur Berechnung des ECV zur Berechnung der IAC von Gd-EOB-DTPA in Hepatozyten transferiert werden und dass die IAC daher möglicherweise einen bildbasierenden Parameter zur Bestimmung der Lebersynthesefunktion darstellen kann. Abschließend darf man zusammenfassen, dass die in dieser Arbeit vorgestellten Techniken sinnvoll zur Artefaktreduktion, Bildkontrastoptimierung beziehungsweise Quantifizierung des MR-Signals im Bereich des Oberbauchs eingesetzt werden können. Dabei kann hervorgehoben werden, dass die in diesem Rahmen vorgestellten Einsatzbereiche der MR-Relaxometrie die Chance einer nicht invasiven, tiefergehenden Gewebecharakterisierung und damit neue Aspekte, die rein visuellen Verfahren nicht zu entnehmen sind, bieten. Zum jetzigen Zeitpunkt sind sicherlich die Messungen alleine betrachtet nicht dazu geeignet, abschließende Diagnosen zu stellen. Ihr Wert kann aber darin gesehen werden, dass sie in Ergänzung zu den im klinischen Standard verwendeten Sequenzen einen Verdacht in die richtige Richtung lenken oder ihn verfestigen können und somit eine aus dem Bild erhobene Diagnose auf ein stabileres Fundament stellen können.