Kernspintomographie. Kompendium und Atlas. 1. Auflage. Kernspintomographie schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG

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1 Kernspintomographie Kompendium und Atlas 1. Auflage Kernspintomographie schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG ecomed Landsberg 2007 Verlag C.H. Beck im Internet: ISBN Inhaltsverzeichnis: Kernspintomographie

2 MR-Einsatzgebiete S. Venz Einleitung In der Diagnostik von Erkrankungen der Niere und ableitenden Harnwege hat die Sonographie insbesondere in der Pädiatrie das konventionelle i.v.- Nephro-Urogramm weitgehend verdrängt. Der anatomische Verlauf der Ureteren vor geplanten operativen Eingriffen im kleinen Becken sowie die Lokalisation und interventionelle Entfernung von Konkrementen stellt auch heute noch eine wichtige Indikation für die Urographie dar. In der Tumordiagnostik stellt die CT aufgrund ihrer breiten Verfügbarkeit das bevorzugte bildgebende Verfahren dar. Schwierigkeiten ergeben sich jedoch bei der Beurteilung einer Tumorinfiltration in die Leber sowie bei deutlich eingeschränkter renaler Clearance die Applikation jodhaltiger Kontrastmittel dar. Während in der Vergangenheit die MRT nur bei speziellen Fragestellungen zum Einsatz gelangen konnte, gelingt es ihr heute, die Vorteile von Angiographie und Urographie mit den Vorzügen der Schnittbilddiagnostik zu verbinden und erobert sich neue Indikationen (Abb. 1). Durch schnelle Untersuchungssequenzen in Atemstillstand kann auch mit der MRT eine weitgehende Beseitigung der Bildartefakte erreicht werden. Untersuchungstechnik Die Untersuchung von Nieren und Nebennieren wird durch das Auftreten von Atemartefakten sowie Pulsationsartefakten der nahen Abdominalgefäße erschwert. Die Darmmotilität führt besonders bei schlanken Patienten zu erheblichen Bewegungsartefakten, die fortgeleitet werden und die Bildqualität des Retroperitonealraums stören. Vor Beginn der Untersuchung wird der Patient deshalb auf dem Untersuchungstisch mittels Bauchgurt leicht fixiert. Unter Berücksichtigung der gegebenen Kontraindikationen erfolgt unmittelbar vor der Untersuchung die Applikation von 20 mg (1 Amp.) Buscopan. Die Zwerchfellregion sollte zur Unterdrückung von Atemartefakten abgesättigt sein. Bei transversaler Schichtung empfielt sich die Durchführung einer Parallelsättigung kranial und kaudal des Untersuchungsgebiets. Soll die Perfusions- und Exkretionsgeschwindigkeit der Nieren mittels Gd-DTPA-haltiger Kontrastmittel abgeschätzt werden, empfielt es sich eine standardisierte Hydratation der Nieren zu gewährleisten. Innerhalb einer Stunde bis etwa 30 Minuten vor Beginn der Untersuchung sollte der Patient mindestens 1 l Flüssigkeit trinken oder, falls dies nicht möglich ist, sollten zumindest 500 ml NaCl-haltige Lösung i.v. infundiert werden. Obwohl das Sequenzprotokoll der vorrangigen Fragestellung angepaßt werden muß, kann zur Orientierung folgendes Standardprotokoll genannt werden: T 2 -gewichtete Sequenz T 2 -HASTE-Sequenz (z.b. bei 1,5 T: Echoabstand 4,4 ms; TE = 90 ms, Refokussierungswinkel 150 ; Matrix 160 x 256; Turbofaktor 80 x 2; Meßzeit 26 s) alternativ TSE axial mit Parallelsättigung (z.b. bei 1,5 T: TR = 5000 ms; TE = 132 ms, Refokussierungswinkel 180 ; Matrix 150 x 256; Turbofaktor 15; Meßzeit 5 min.) oder in Atemstillstand (z.b. bei 1,0 T: TR = 2800 ms; TE = 128 ms; Matrix 138 x 256; Turbofaktor 23; Meßzeit 19 s.) Schnelle T 1 -gewichtete GE-Sequenz in Atemstillstand T 1 -FLASH-2D: (z.b. bei 1,5 T: TR 175 ms; TE 4 ms; Flipwinkel 80 ; Matrix 128 x 256; Meßzeit 22 s) oder z.b. bei 1,0 T: TR = 112 ms; TE = 5 ms; Matrix 160 x 256; Meßzeit 17 s In Abhängigkeit von der Fragestellung Abklärung von vaskulären Stenosen: MR-Angiographie in 2D-TOF-Technik für Nierenvenen (z.b. bei 1,0 T: TR = 43 ms; TE = 10 Hosten Lemke Felix Kernspintomographie 1

3 MR-Einsatzgebiete ms; Schichtdicke 4 mm bei 1 mm Überlappung; Vorsättigung von Aorta und linkem Herzventrikel) Phasenkontrast-MRA für die Darstellung der arteriellen Gefäße (z.b. bei nicht ausreichender Qualität als KM-unterstützte MR-Angiographie) MR-Urographie mittel RARE-Sequenz: (z.b. bei 1,0 T: Echoabstand 15,6 ms; Flipwinkel 90, Matrix 128 x 256; Schichtdicke 80 mm, Meßzeit 4 s.) Abklärung von Perfusionsstörungen: KM-Dynamik: T 1 -gewichtetes-gradientenecho (6 Schichten 8 mm Schichtdicke) in Breathhold- Technik (15 20 s) über 2 min ohne Zeitintervall. Abklärung einer Raumforderung: T 1 -gewichtete kontrastmittelgestützte Aufnahmen mit gleichzeitiger Fettsuppression in mindestens zwei Ebenen. Hier weisen Spin-echo Aufnahmen immer noch das beste Signal-Rauschverhältnis auf (z.b. bei 1,5 T: TR = 500 ms; TE = 15 ms; Matrix 256 x 256; 2 Aquisitionen; Meßzeit 5 min.) oder T 2 -gewichtet als Doppelecho (z.b. bei 1,0 T: TR = 3900; TE = 22 ms; Matrix 250 x 256; Meßzeit 3,5 min) oder T 1 -gewichtetes Gradientenecho (z.b. bei 1,0 T: TR = 112; TE = 5 ms; Flipwinkel 90 ; Matrix 256 x 256; Meßzeit 19 s.) Bei der Diagnostik von Nierenzellkarzinomen mit der MRT stellt der geringe Tumor/Nierenparenchymkontrast sowohl auf den T 1 - als auch T 2 -gewichteten Aufnahmen ein Problem bei der Visualisierung der Tumorausdehnung für den Operateur dar. Ein Nachteil T 2 -gewichteter Sequenzen bleibt das Auftreten von chemical-shift-artefakten, insbesondere bei 1,5-T-Hochfeld-Magneten, die die Beurteilung der Organgrenzen einschränkt. Der von Takahashi et al. untersuchte Ansatz, den Nachweis einer Tumorkapsel als Kriterium für eine mögliche operative Enukleation des Nierenzellkarzinoms und Vermeidung der Nephrektomie, der insbesondere mittels T 2 -gewichteten Aufnahmen gelingen soll, muß aus diesem Grunde kritisch gesehen werden, da ein chemical-shift-artefakt eine Tumorkapsel vortäuschen kann. Der wesentliche Nachteil der Breath-hold-Technik besteht weiterhin durch die im Vergleich geringere räumliche Auflösung und ein geringeres Signal-zu-Rauschverhältnis. Weiter limitieren Flußartefakte und die hohe Signalintensität des parapelvinen Fettes die Abgrenzbarkeit eines Tumorthrombus in den Vasa renales. Der zusätzliche Einsatz der MR-Angiographie mit 2D-TOF-Sequenzen konnte die Visualisierung eines Tumorthrombus in die Nierenvene oder V. cava gegenüber der CT verbessern. Eine alternative Möglichkeit stellt die Phasenkontrast-Angiographie dar, die sich als relativ unanfällig gegenüber Flußartefakten gezeigt hat. Fettunterdrückende SE-Sequenzen haben sich in der Diagnostik von Nierentumoren bewährt. Bei der Darstellung von zystischen und soliden Tumoren der Nieren konnten Vorteile gegenüber der breath-hold-technik mit GE-Sequenzen und der CT herausgearbeitet werden. Zur Darstellung von Nierenabszessen konnten ebenfalls mit fettsupprimierenden T 1 -gewichteten Spin-echo Aufnahmen nach Applikation von Gd- DTPA der beste Bildkontrast erzielt werden. Die Verwendung fettsupprimierender Techniken bei der Differentialdiagnostik von Nebennierenrindentumoren (NNR-Adenome meist fetthaltig, NNM-Tumoren nicht) gehört zum Standard der Untersuchung. Normalbefunde und Erkrankungen Anatomie Die Anatomie der Nieren kann mit der MRT gut dargestellt werden. Die Arteria und Vena renalis sind als längliche Strukturen mit geringer Intensität im Nierenhilus erkennbar (Abb. 1 und 2). Das Fettgewebe des Nierenhilus selbst stellt sich mit hoher Signalintensität dar (kurze T 1 - lange T 2 -Zeit). Der Ureter und das Nierenbecken haben eine geringe Intensität im T 1 -gewichteten MRT-Bild, bedingt durch den Urin, der eine lange T 1 - und lange T 2 - Zeit hat. Im Spinechomodus kann die Nierenrinde leicht vom Mark differenziert werden, wenn eine 2 Hosten Lemke Felix Kernspintomographie

4 MR-Einsatzgebiete kurze Pulsrepetitionszeit (TR) gewählt wird (T 1 -gewichtetes Bild), da das Mark eine längere T 1 -Zeit als die Rinde besitzt. Mit einer Verlängerung von TR auf 400 ms 1600 ms wird der Kontrast zwischen Mark und Rinde geringer bis er sich bei einem TR von 2000 ms oder höher aufhebt. Die Signalintensität der Nieren wird wesentlich vom Hydratationsgrad bestimmt. Niere und Nebenniere sind von Fascien umgeben, die das Retroperitoneum in anatomische Räume gliedern. Das Nierenparenchym ist vom perirenalen Fett umgeben, an das ventral die Fascia Gerota grenzt. Nach ventral schließt sich der anteriore Pararenalraum an, in dem Pankreas und Kolon gelegen sind. Nach dorsal und medial wird der Perirenalraum von der Zuckerkandl schen Fascie begrenzt, die nach lateral mit der Fascia Gerota zur Fascia lateroconalis verschmilzt, und sich nach ventro-lateral dem Peritoneum anlegt. Der dorsale Pararenalraum ist sehr schmal, enthält Fettgewebe und entspricht nur dem Zwischenraum aus der Zuckerkandl-Fascie und Fascia transversalis, die nach medial dem M. psoas anliegt. Die Darstellung der A. renalis und der Segmentarterien sowie der größeren Nierenvenen gelingt regelmäßig mit der MR-Angiographie. Diese Technik ist auf Mittel- und Hochfeld-MR-Tomographen neuerer Bauart verfügbar. Artefakte können bei den meisten Patienten wirksam unterdrückt werden, so daß diagnostisch verwertbare Bilder erzeugt werden. Singuläre Nierenarterien treten nur in 2/3 der Fälle auf, so daß regelmäßig nach einer gedoppelten Abb. 1a Abb. 1b Abb. 1: Kombinierte MR-Angiographie und MR-Urographie der Nieren. a: Kontrastmittelgestütze MR-Angiographie mit Darstellung der Parenchymphase 3 min p.i Die arteriellen Nierengefäße sind auf dieser Aufnahme nicht mehr abgrenzbar. b: Darstellung der KM-Abflußphase als MR-Urographie 5 min p.i., nahezu kontinuierliche Darstellung des NBKS und der nicht erweiterten Ureteren. Hosten Lemke Felix Kernspintomographie 3

5 MR-Einsatzgebiete A. renalis gesucht werden muß. Geringergradige Stenosierungen der A. renalis von % werden bei ca. 50 % der normotensiven Patienten gefunden und hatten keine pathologische Bedeutung. Diese Veränderungen betreffen in fast allen Fällen (95 %) das Ostium oder proximale Drittel der A. renalis. Das paramagnetische Kontrastmittel Gd-DTPA wird vollständig glomerulär filtriert und reichert sich in den ersten 20 s nach i.v.-applikation im Nierenkortex an. Die maximale Signalsteigerung kann etwa s nach der Injektion gemessen werden und ist erst bei hochgradigen Nierenarterienstenosen signifikant verzögert. Bedingt durch die hohe Konzentration von Gd-DTPA kann in den Markpyramiden nach einem ersten Signalanstieg ein steiler Abfall der Signalintensität erfolgen. Dieser Effekt ist konzentrationsabhängig und dadurch bedingt, daß bei hoher Konzentration von Gd-DTPA die Verkürzung der T 2 -Relaxationszeit dominiert. Dieser Effekt ist auch Ursache eines 3-Schicht-Phänomens in der Harnblase. Da Gd-DTPA etwas schwerer als der normale Harn ist, ergibt sich ein Konzentrationsgefälle, das zu einer Signalarmut dorsal (hohe Konzentration) und einer unterschiedlich dicken Schicht mit abfallend signalreicher Darstellung des Harns auf Spätaufnahmen führt. Die Ureteren verlaufen auf dem M. psoas nach caudal, werden linksseitig von der A. mesenterica inf. begleitet und überkreuzen die A. iliaca bevor sie sich nach medial wenden und nach Überkreuzung durch die Ductus deferentes beim Mann dorsal beidseits in die Harnblase eintreten. Sie sind im Becken erst nach KM-Applikation von Gefäßanschnitten abgrenzbar. MR-Angiographie zeigen eine diagnostisch ausreichende Treffsicherheit insbesondere der Phasenkontrast-Angiographie. Eine geringere Bedeutung kommt der Diagnostik einer Stenose im Bereich der Gefäßanastomose nach Nierentransplantation zu, da diese in der Regel gut mit der farbkodierten Duplexsonographie erfaßbar sind. Da jedoch im Abgangsbereich der Transplantatarterie(n) turbulente Flußprofile mit hoher Flußgeschwindigkeit auch über 1,5 m/s abgeleitet werden, können diese von weniger erfahrenen Untersuchern als Hinweis auf eine hämodynamisch relevante Stenosierung mißgedeutet werden. Hier kann die MR-Angiographie noninvasiv die Morphologie der Anastomose und der Gefäßanschlüsse darstellen und diagnostisch weiterführen (Abb. 2). Gut geeignet erscheint die MRT bei der Evaluierung von Lebendspendern vor geplanter Nierentransplantation. Gefäßversorgung sowie Anomalien wie Ureter fissus oder Ureter duplex können zuverlässig mittels MR-Angiographie oder MR-Urographie dargestellt werden. Erkrankungen von Nieren, Nebennieren und Retroperitoneum Gefäßdiagnostik Bei der nichtinvasiven Abklärung eines renal bedingten Hypertonus gehört der Nachweis resp. Ausschluß einer Hauptstammstenose, die meist ostiumnah im Verlauf der A. renalis gefunden werden kann, zum diagnostischen Procedere. Da diese Region meist luftüberlagert ist, beschränkt sich die Ultraschalluntersuchung zumeist auf die Berechnung peripher im Nierenhilus aus Dopplerspektren gewonnener Indices. Erste Erfahrungen mit der Abb. 2a 4 Hosten Lemke Felix Kernspintomographie

6 MR-Einsatzgebiete Abb. 2b Abb. 2c Abb. 2: Kombinierte MR-Angiographie und MR-Urographie von einem Nierentransplantat. a: Arterielle Phase mit Darstellung der A. renalis bis zu den Segmentarterien des Transplantats, die eine regelrechte Anastomose auf einem Patch an der A. iliaca aufweisen. b: Die Parenchymphase zeigt eine homogene Perfusion des Nierenparenchyms. Die MR-Urographie zeigt einen regelrechten Abfluß des KM in die Harnblase. Geringe Dilatation des NBKS, die bei einem Transplantat häufig gefunden wird und meist durch eine Abknickung des Ureters verursacht wird. Ein Aneurysma konnte bei ca. 1 % der Patienten mit der konventionellen Angiographie gefunden werden. AV-Malformation sind sehr selten und meist angeborene Veränderungen. Die linke Nierenarterie ist bei einer Aortendissektion Typ B häufig mitbeteiligt, eine spontane, auf die Nierenarterie beschränkte Dissektion ist extrem selten und dann meist mit einer fibromuskulären Dysplasie kombiniert. Entzündungen Der Ausschluß einer Harnstauung bzw. eines vesiko-ureteralen Refluxes oder der Nachweis von Konkrementen stellen eine Domäne der Sonographie und des i.v.-urogramms dar. Die Diagnose einer Abszedierung und die Dokumentation ihrer Ausdehnung können eine geeignete Fragestellung für die MRT ergeben, insbesondere, wenn eine Erhöhung der Retentionswerte eine KM-Applikation jodhaltiger Kontrastmittel verbietet. Da Gd-DTPAhaltige MR-Kontrastmittel weitgehend nicht nephrotoxisch sind, kann hier der MRT gegenüber der CT der Vorzug eingeräumt werden. Kleinere auch multilokuläre Abszesse werden konservativ mittels Antibiotikagabe behandelt, größere Abszesse je nach Lage und Zahl perkutan drainiert. Die Hosten Lemke Felix Kernspintomographie 5

7 MR-Einsatzgebiete MR-Untersuchung muß klären, wieviel gesundes Nierenparenchym noch vorhanden ist, was eine wesentliche Grundlage für die Entscheidung zur Nephrektomie darstellt. Abszesse stellen sich auf kontrastmittelunterstützten Aufnahmen als inhomogene, signalarme Raumforderung mit randständig hyperintenser Zone dar. Die Gerota-Fascie ist bei einer entzündlichen Mitbeteiligung verdickt und unscharf abgebildet. Auf T 2 -gewichteten Aufnahmen stellt sich das liquide Zentrum inhomogen mit erhöhter Signalintensität dar. Differentialdiagnostisch muß bei inhomogener, fleckiger Kontrastmittelaufnahme auch an eine Nierenvenenthrombose gedacht werden, die jedoch mit einer venösen MR-Angiographie problemlos diagnostiziert werden kann. Nierentumoren Die Differentialdiagnostik der Nierentumoren ist abgesehen vom Angiomyolipom meist schwierig und erfordert im Einzelfall eine operative Abklärung. Das Angiomyolipom läßt sich aufgrund seines Fettanteils vom Nierenzellkarzinom abgrenzen, fehlt dieser ist nur eine histologische Klärung möglich (Abb. 3 6). Fetthaltige Nierenzellkarzinome sind extrem seltene Kasuistiken. Im typischen Fall weisen Onkozytome ein an Radspeichen erinnerndes Muster nach Applikation von Kontrastmittel auf, meist sind sie im konkreten Fall nicht sicher als benigne zu klassifizieren. Der Nachweis eines soliden Tumoranteils innerhalb von Nierenzysten, sogenannte zystische Nierenzellkarzinome, sind für alle bildgebenden Verfahren eine Herausforderung (Abb. 7). Die CT stellt für die Untersuchung der Nieren gegenwärtig die Methode der Wahl dar. Die MRT kommt in der Regel nur bei bekannter Allergie gegen jodhaltige Kontrastmittel oder bei deutlich eingeschränkter Nierenfunktion zum Einsatz. Zahlreiche Arbeiten haben die Wertigkeit der MRT beim präoperativen Staging des Nierenzellkarzinoms belegt und z.t. auch eine geringe Überlegenheit der MRT zeigen können, die bisher nur eingeschränkte Verfügbarkeit dieser Methode und ihre im Vergleich zur CT höheren Kosten haben eine allgemeine Akzeptanz bisher jedoch nicht erlaubt. Abb. 3a Abb. 3b Abb. 3: Angiomyolipom linke Niere. a: Die native T 1 -gewichtete Aufnahmen in coronarer Schnittführung zeigt eine hyperintense Raumforderung am unteren Pol der linken Niere. b: die hypointense Darstellung derselben Raumforderung mittels T 1 -gewichteten fettsupprimierenden SE-Aufnahmen belegt den hohen Fettgehalt der Raumforderung (Vergleich mit dem pararenalen Fettgewebe). Ventromedial der Niere ist ein Mitanschnitt des Pankreasschwanzes abgebildet, kein NN-Adenom. 6 Hosten Lemke Felix Kernspintomographie