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Radiologie 6. Dezember 2005

Kombinierte Perfusions-Bildgebung

Bei zerebrovaskulären Erkrankungen, wie Verengungen der gehirnversorgenden Gefäße, thromboembolischen Gefäßverschlüssen, entzündlichen Gefäßaffektionen, aber auch Gefäßmissbildungs-Syndromen, spielt die Neuroradiologie eine zentrale Rolle.

Sowohl in der Diagnostik als auch in der Therapie kommen spezielle bildgebende Modalitäten zum Einsatz. Von besonderer Bedeutung sind heute Magnetresonanztomographie-Verfahren, wie die MR-Perfusionsbildgebung (engl. Abk.: P-MRI), die diffusionsgewichtete MR-Bildgebung (engl. Abk.: DWI) sowie die Kontrastmittelverstärkte MR-Angiographie (engl. Abk.: CE-MRA). Ein Beispiel für therapeutische Interventionen ist die lokale Lyse eines Embolus im Gehirn.

MR-Perfusionsbildgebung

Die MR-Perfusionsbildgebung wird mittels einer ultraschnellen Bildgebungstechnik durchgeführt, wobei das gesamte Gehirnvolumen repetitiv mit einer Zeitauflösung von ca. 730 ms, bei einer Sequenzdauer von 60 Sekunden, untersucht wird. Durch intravenöse Kontrastmittelapplikation während dieser Sequenz kommt es zu einer Signaländerung im Gehirn bei der ersten Passage des Kontrastmittelbolus durch die Gehirngefäße. Aus der sich ergebenden Kontrastmittelverlaufskurve werden danach verschiedene Gehirndurchblutungsparameter berechnet. Wichtige Parameter, wie das zerebrale Blutvolumen und der zerebrale Blutfluss, sind mit diesem Verfahren nicht genau quantifizierbar. Für die verlässliche Beurteilung von Perfusionsstörungen stehen aber quantifizierbare hämodynamische Parameter, wie die standardisierte Bolusspitzenzeit (stdTTP, von engl. standardised time-to-peak) zur Verfügung.

Diffusionsgewichtete MR

Bei der diffusionsgewichteten MR-Bildgebung können diffusionsabhängige Bewegungen von Protonen analysiert werden. Die Triebfeder dieser Protonenbewegung ist die Brown´sche Molekularbewegung, wobei mit Proton jedes anregbare Wasserstoffatom im Untersuchungsfeld gemeint ist. Aus dieser Untersuchung ergibt sich die zur Verfügung stehende mittlere freie Diffusionsstrecke für Protonen, die durch dynamische Faktoren, z.B. den regionalen Blutfluss, aber auch durch statische Faktoren, z.B. Zellstrukturen, erweitert oder verringert sein kann. Die mittlere freie Diffusionsstrecke für Protonen wird durch den scheinbaren Diffusionskoeffizienten beschrieben, der beispielsweise in einem durch Minderperfusion akut geschädigten Areal erniedrigt ist, was eine eingeschränkte Beweglichkeit der Protonen bedeutet. So kann bereits innerhalb von 30 Minuten nach Auftreten der ersten klinischen Symptome eines drohenden Gehirninfarktes in einer ca. 25 Sekunden dauernden MR-Sequenz eine Gewebeschädigung nachgewiesen werden. Auch hierbei wird immer das gesamte Gehirn untersucht. Die Kontrastmittel-verstärkte MR-Angiographie erlaubt eine Darstellung der gehirnversorgenden Gefäße vom Aortenbogen bis zum Gehirn mittels einer etwa 45 Sekunden dauernden Sequenz. Die Abklärung einer zerebrovaskulären Erkrankung erfolgt am besten mit der kombinierten MR-Perfu-sionsbildgebung, einer Untersuchung, die alle oben angeführten Verfahren in einem Arbeitsgang, mit zusätzlicher morphologischer Gehirnabklärung, umfasst. Diese Untersuchung dauert knapp 25 Minuten und wird an der Klin. Abt. für Neuroradiologie im AKH-Wien seit 1998 angeboten (derzeit ca. 2.500 Fälle).

Abklärung akuter Gehirninfarkt

Eine der wichtigsten Indikationen zur kombinierten MR-Perfusionsbildgebung stellt der Verdacht auf einen akuten Gehirninfarkt dar. Durch maximale Effizienzsteigerung im Untersuchungsprotokoll beträgt die reine Untersuchungszeit maximal 10 bis 15 Minuten. Anders als bei der zumeist durchgeführten einfachen kranialen Computertomographie ist das Perfusionsdefizit, das dem akuten Geschehen zugrunde liegt, sofort mittels MR-Perfusionsbildgebung nachweisbar. Im Vergleich zur CT-Perfusionsbildgebung gilt die Beschränkung des Untersuchungsumfanges auf nur 4 bis 5 Schichten bei der MR-Perfusionsbildgebung nicht. Damit wird das gesamte Gehirnvolumen untersucht, wobei auch verlässlich Infarkte in der hinteren Schädelgrube detektiert werden. Durch Quantifizierung des Perfusionsdefizits mittels des stdTTP-Parameters kann der drohende Schaden am Gehirn mit hoher Wahrscheinlichkeit vorhergesagt werden.

Schaden im Gehirn abschätzen

Die gleichzeitige Durchführung der diffusionsgewichteten MR-Bildgebung andererseits definiert sofort den schon entstandenen Schaden am Gehirn. Überlagert man die Informationen von MR-Perfusions- und diffusionsgewichteter Bildgebung, dann ergibt sich daraus das einer kausalen Therapie noch zugängliche Gehirngewebe. Je früher die Diagnostik und die anschließende rekanalisierende Therapie durchgeführt werden kann, desto mehr Gehirngewebe ist prinzipiell zu retten. Andererseits können damit Patienten, die von einer rekanalisierenden Therapie nicht profitieren, sondern eventuell sogar gefährdet wären, ausgeschlossen werden. Aus der ebenfalls im Akutprotokoll enthaltenen Kontrastmittel-verstärkten MR-Angiographie kann der Neuroradiologe, der zumeist neben der Diagnostik auch gleich die neurointerventionelle Therapie durchführt, den Gesamtstatus des zerebralen Gefäßsystems vom Aortenbogen aufwärts sowie in den meisten Fällen auch die Lokalisation des Gefäßverschlusses ablesen. Dies ermöglicht eine rasche Planung der therapeutischen Maßnahmen. Zu den Gefäßstenosen zählen Prozesse mit umschriebener Einengung gehirnversorgender Gefäße, die zu einer Minderdurchblutung führen können, wie etwa die Abgangsstenose der Arteria carotis interna, sei es aus degenerativer oder z.B. traumatischer Ursache. Obwohl im Vorfeld einer Behandlung solcher Erkrankungen die Ultraschalluntersuchung einen hohen Stellenwert hat, kann die kombinierte MR-Perfusionsbild-gebung zusätzliche wesentliche Fragen beantworten.

Abklärung von Gefäßstenosen

Am selben Gefäß hintereinander auftretende oder deutlich verkalkte, in der Ultraschalluntersuchung nicht einsehbare Gefäßstenosen sind in der kombinierten MR-Perfusionsbildgebung leicht erfassbar. Im Falle beidseitiger hochgradiger asymptomatischer Stenosen kann die hämodynamisch stärker betroffene Seite mit der kombinierten MR-Perfusionsbildgebung identifiziert und die Gefährdung der zerebralen Blutversorgung eingeschätzt werden. Darüber hinaus kann auf die Funktion der primären Kollateralen rückgeschlossen werden. Nach einem Eingriff können Komplikationen mit der kombinierten MR-Perfusionsbildgebung rasch beurteilt und einer entsprechenden Behandlung zugeführt werden. Die kombinierte MR-Perfusionsbildgebung ermöglicht eine opti-male Abklärung von verschiedenen vaskulären Syndromen. Bei der Abklärung der Moya-Moya-Erkrankung bei Kindern und jungen Erwachsenen hat sich diese Dia-gnostik als wertvoll hinsichtlich der Identifikation der voraussichtlich von einer Behandlung am meisten profitierenden Hemisphere erwiesen. Mit der kombinierten MR-Perfusionsbildgebung ist auch die nach Therapie notwendige Verlaufskontrolle möglich, wobei insbesondere die fehlende Strahlenbelastung für die durchwegs jungen Patienten von Vorteil ist. Weitere Indikationen zur kombinierten MR-Perfusionsbildgebung sind entzündliche Gefäßerkrankungen, wie die Takayasu- oder die Behcet´sche Erkrankung, sowie die granulomatöse Vaskulitis.

Auch prognostisch wertvoll

Erkrankungen des venösen Schenkels der zerebralen Gefäße, wie das Sturge-Weber-Syndrom, sind ebenfalls beurteilbar. Bisherigen Erfahrungen zufolge besteht eine gute Korrelation der Perfusionsveränderungen mit dem Auftreten der für diese Erkrankung typischen epileptischen Anfälle und den so genannten „stroke-like-attacks“. Entsprechend ist hier eine prognostische Aussage mittels der kombinierten MR-Perfusionsbildgebung möglich.
Zusammenfassend bietet die kombinierte MR-Perfusionsbildgebung durch die Integration mehrerer funktioneller und morphologischer Verfahren in nur eine einzige Untersuchung eine rasche und zuverlässige Abklärung des Gehirns, seiner Gefäße sowie deren Funktion.

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Ein Beitrag von Prof. Dr. Christian Našel,
Klin. Abt. für Neuroradiologie, Univ.-Klinik für
Radiodiagnostik, Medizinische Universität Wien

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