27.05.15 MRI MRI im Allgemeinen... Magnetresonanztomografie Klinische Anwendung PD Dr. Alex Frydrychowicz • Hoher klinischer Stellenwert • Oftmals letzte nicht-‐invasiv diagnostische Instanz Aber: • Teuer, aufwendig • Begrenzte Verfügbarkeit • Am Notfallpatienten begrenzt einsetzbar • Klaustrophobie, Metallische Implantate • Kontrastmittel: Nephrogen syst. Fibrose MRT: Bildgebung von Scheitel bis Sohle Aber: Maßgeschneiderte Protokolle - Jede Richtung - Typ. Wichtungen - gemäß Fachgesellschaften Beachte - Bewegung - Patientenspezifika - Fragestellung Aus: Süddeutsche Magazin, 2008 MRT hier und heute... • T1, T2 und Kontrastmittel (KM) und etwas Anatomie • Kontrastmittel und nephrogen syst. Fibrose (NSF) • Ausgewählte Fälle MRT des muskuloskelettalen Systems (MSK) MRT des Abdomens MRT von Herz und Gefäßen • Etwas cooles zum Abschluß 1 27.05.15 T1w T1w • Anatomie • Anatomie • Tumore Knochen Leber • Tumore Knochen Leber Leber Magen Aorta • Lymphknoten Milz • Lymphknoten Zyste linke Niere Reche Niere T2w T2w • Anatomie • Anatomie Mandibula • Stationäre Flüssigkeit o Ödem Tumor Entzündung Stress Zungengrund Tons ille Parotis • Stationäre Flüssigkeit o Ödem Tumor Entzündung Stress o Gallengänge o Gallengänge o Abszesse o Abszesse Hals, transversal, T2w TSE, 4mm Hals, transversal, T2w TSE, 4mm 2 27.05.15 T2w • Stationäre Flüssigkeit o Ödem Tumor Entzündung Stress Double duct sign – Pancreaskopftumor! linker intrahepatischer Gang Rec hter intrahepatis cher Gang • Anatomie T2w • Anatomie • Stationäre Flüssigkeit o Ödem DHC Ductus c ysticus Ductus p ancreaticus Tumor Entzündung Stress o Gallengänge o Gallengänge o Abszesse o Abszesse Coronal 3D T2w MRCP, 1.2mm3 T2w • Anatomie T2w • Anatomie femur • Stationäre Flüssigkeit • Stationäre Flüssigkeit o Ödem o Ödem Tumor Entzündung Stress o Gallengänge o Abszesse Tumor Entzündung Stress o Gallengänge tibia fibula Knie, coronal T1w TSE, 3mm Knie, coronal T2w TSE, fat-saturated, 3mm o Abszesse Knie, coronal T1w TSE, 3mm Knie, coronal T2w TSE, fat-saturated, 3mm 3 27.05.15 Kontrastmittel T1w mit Kontrastmittel • Tumordetektion und -‐abgrenzung, Entzündung • Tumorcharakterisierung • Gefäße (Anatomie, Embolie, Thrombose, Aneurysata, usw.) • Dynamische Informationen (Perfusion, Zeitaufgelöste Angiografie / Leberbildgebung) Kontrastmittel und Fettsättigung • Fettsignal muss unterdrückt werden • Kontrasmittel wird sichtbar, verstärkt Kontrast Kein KM Gd-‐basierte Kontrasmittel • T1-‐Zeit Verkürzung • Ähnliche T1-‐Zeit wie Fett Kein KM SI Fett T1w GRE keine fat-saturation T1w GRE fat-saturated KM Kurze T1 Lange T1 Mit KM Mit KM time 4 27.05.15 Gd-based agents Gadolinium Magnevist ( Gadopentetat ) Gd3+ : 7 spin orbitals with unpaired e- à paramagnetic à strong interaction with nuclear spins à shortening of relaxation times increase of signal in T1w Chelate structure Dotarem ( Gadoterat ) open c hain, ionic macrocyclic, ionic O O N N O OH O open c hain, non-ionic O O O N N N O N OH OH O N Johan Gadolin (1760-1852) Chemist N O open c hain, ionic N N OH macrocyclic, non-ionic O O N N OH O O O N OH O O O O CH3 O O O Gd 3+ O 3+ Gadovist ( Gadobutrol ) MultiHance ( Gadobenat ) N Gd HN O O O O O H3C O N O O macrocyclic, non-ionic Chemical structure N N NH O Gd 3+ ProHance ( Gadoteridol ) Chelate structure O Gd 3+ O O decrease of signal in T2w O O O O Chemical structure Omniscan ( Gadodiamid ) Gd 3+ O N N O Gd 3+ O N OH N O O OH à builds stable complexes (e.g. DTPA) OH Pharmacokinetic Contrast agent Chemical structure Protein (Charge) binding Serum elimination halftime Elimination pathway Contrast agent-zoo Iron-based Omniscan® Linear, Non-ionic None ca. 70 min Kidney OptiMark® Linear, Non-ionic None 103 min Kidney Magnevist® Linear, Ionic None 90 min Kidney MultiHance® Linear, Ionic < 5% 72 – 102 min Primovist® Linear, Ionic < 15% 60 minutes Vasovist® Linear, Ionic > 85% 18.5 h Dotarem® Macrocyclic None ca. 90 min Kidney ProHance® Macrocyclic None ca. 90 min Kidney Gadovist® Macrocyclic None Gd-based Spec ific Ex trac ellular Mangan Intrav as c ular Spec ific USPIO (intra- v as c ular) SPIO (liv ers pec ific ) 0.25 molar 0.5 molar 1.0 molar fas t c learing Kidney > 96% Bile < 4 % SHU 5 55 C Sc hering Resovist Schering Primovist Schering Magnevist Schering Gadovist Schering Gadomer Vasovist Teslascan Sc hering (MS-325) GE H ealthcare Schering Kidney 50% Bile 50% Sinerem/ Combidex Guerbet Endorem/ Feridex Guerbet/ Berlex Kidney > 91% Bile < 9 % 78 – 126 min Kidney C 1 84 FerroPharm Omniscan GE H ealthcare s low c learing Vis tarem Guerbet ProHance Bracco MultiHance Bracco Dotarem Guerbet Market- Approval Dev elopm. Candidate "Liver- specific" "Protein- binding" SPIO: "Superparamagnetic Iron Ox ide" USPIO: " Ultras mall SPIO" 5 27.05.15 T1w + CA Cave: NSF Kavernöses Haemangiom • Nephrogenic Systemic Fibrosis: -‐ Progressive systemische Fibrose der Haut und Organe -‐ Potentiell tödlich -‐ In Verbindung mit 1) Nierenversagen 2) wiederholte Gd-‐KM Gaben 3) diskutiert: 2-‐hit-‐theory bei Entzündung • T1w TSE T1w GRE fs + CA arterial T2w TSE fs T1w GRE fs + CA portal à ”Red hand letter” (FDA) T1w + CA 1000 SI 600 arterial phase of IV bolus Contrast agent T1-shortening (relaxation) effect 200 [Gd] 0 Contrast Artery Portal Vein Systemic Vein Inject Muskuloskelettale MRT 3D MRA Data Timing Time resolved MRA/data Data Data Data Timing 6 27.05.15 Muskuloskelettale MRT Knie MRT: Z.n. Sportveretzung (Distorsion) • Hoher Weichteilkontrast • Mehr als Knochen und Muskeln • Knorpel, Bänder und Sehnen, Menisci • Labrumverletzungen • No. 1 bzgl. Weichteiltumore • Sarkom • Hoch sensitiv bzgl. Knochentumore und Met‘s • Aber begrenzte Spezifität coronal PDw fat-sat. 3mm sagittal PDw fat-sat. 3mm Bone bruise mediale Kondyle, Meniscusriss Wirbelsäulen MRT: Z.n. Köpfer ins Flachwasser Haematom Myelopathie Artefakt durch Spondylodese Abdomenn Fraktur der BWK-1 und -2 7 27.05.15 Tumor Charakterisierung: 2 7yo f, Zufallsbefund FNH – Focal noduläre Hyperplasie Abdominelle MRT Sensitive Detektion und Charakterisierung von Organtumoren -‐ Leber, Pancreas, Nieren Charakterisierung des Gallengangsystems -‐ PSC, Gallensteine, CCC T2w T2w TSE fs T1w GRE fs + CA early T1w Ganzabdomen / -‐körperbildgebung -‐ Lymphom, Staging T1w TSE Tumor Charakterisierung: Zufallsbefund i m CT Nebennierenadenom T1w GRE fs + CA venous Z.n. NTx, linksseitiger Unterbauchschmerz T2w CT MRI no CA CA: arterial in phase CT 40 CA: venous opposed phase T2w „MRCP“ 8 27.05.15 MRT von Herz und Gefäßen • Herz • Referenzstandard für Funktion & Volumetrie Herz und Gefäße • Ischämiediagnostic • Charakterisierung von Herzmuskelgewebe • Gefäße • Stenosen, Verschlüsse, Anomalien • Nicht-‐invasive Angiographie • Hoher Kontrast • KM nicht nephrotoxisch Cardiale MRT: Cine-‐Sequenzen zur Beurteilung der Herzfunktion Tricuspidal- Mitral- Klappe Aorten DGE: I schaemie Mitral- Klappe 9 27.05.15 Myocarditis Kontrsatmittelgestützte MR-‐Angiographie LE T2 TSE Dynamische („4D“) CE-‐MRA 68yo m, Schwindel bei Arm/Handbewegung 10 27.05.15 • tr-ce-MRA: true vs. false lumen Cool stuff (a radiologist‘s view) Phasenkontrast MRI Aorteninsuffizienz At aortic valve „throughplane velocity encoding“ Magnitude AR Below aortic valve Phase Difference Complex Difference • • • • Cardiac function, valve function Regurgitation fraction, peak velocity QP/QS ratio Bernoulli ∆P = 4 Vmax 2 Systole Diastole At AV Below AV 11 27.05.15 Zusammenfassung • MRt ist sehr vielseitig • Morphologie, Physiologie, Funktion... • Es gibt nicht „ die eine“ MRT sondern Protokolle Post surgical repair of aortic coarctation • Protokolle werden „ verschrieben“ und brauche eine Fragestellgun • Umso klarer die Fragestellung, umso besser die MRT • MRT wird i mmer mehr zum klinische-‐ diagnostischen Standard Vorteile der MRT ü Einzigartiger Weichteilkontrast ü Jede Körperregion kann abgebildet werden ü Gd-‐haltige Kontrastmittel sind nicht nephrotoxisch ü 3D und 4 D Bildgebung i st möglich ü Keine Strahlenbelastung 12
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