Kompendium 2018 Forschung & Klinik

Spezielle biomedizinisch-technische Verfahren
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A
B
Abb. 2: Axiale Darstellung eines zunehmenden,
unbehandelten Knorpeldefekts an der lateralen
Patellafacette mittels morphologischer (unten)
und korrespondierender, farbcodierter T2-Map
(oben). Bei der Ausgangsuntersuchung zeigen sich
erhöhte T2-Werte im Defekt, welche nach drei
Jahren im Sinne eines Fortschreitens des Defekts
deutlich zunehmen und mittels quantitativem
T2-Mapping messbar sind.
Um diesen Herausforderungen gerecht zu werden, wurde mit dem Exzellenzzentrum
für Hochfeld-MRT, unter der Leitung von Univ.-Prof. Siegfried Trattnig,
eine Kooperation eingegangen. Dabei werden zwei Herangehensweisen verfolgt:
Einerseits bieten modernste Hochfeld-MR-Scanner (≥ 3 bis 7 Tesla) die
Möglichkeit einer morphologischen Bildgebung an, in welcher aufgrund der
hohen Magnetfeldstärken das stärkere Resonanzsignal für eine hochauflösende
Bildgebung genutzt werden kann (Abb. 1).
Andererseits lassen sich mittels neuer, quantitativer MRT-Sequenzen (allen
voran T2-Mapping und Natrium-Bildgebung) zusätzliche Informationen aus
dem Knorpelgewebe selbst hinsichtlich seiner biochemischen und biomechanischen
Eigenschaften gewinnen.
Im Unterschied zu der herkömmlichen morphologischen Bildgebung, die im
Wesentlichen die Oberfläche und die Dicke des Knorpelgewebes sowie die
Beschaffenheit des subchondralen Knochens erfasst, geht es bei der quantitativen
MRT darum, aus dem Signalverhalten des Knorpels mittels spezieller
MRT-Sequenztechniken Rückschlüsse auf die Zusammensetzung der wesentlichen
Bestandteile des Knorpels zu erlangen. Als wesentliche Zielstrukturen
gelten hierbei der Gehalt an Glykosaminoglykanen und Wasser sowie die für
den gesunden Knorpel typische Anordnung der kollagenen Faserstruktur.
T2-Mapping
Das quantitative T2-Mapping ermöglicht es, die spezifischen T2-Zeiten von
bradytrophen Gewebearten, wie zum Beispiel dem hyalinen Knorpel, zu bestimmen.
Das Grundprinzip besteht darin, die exponentielle Zerfallskurve
der transversalen Magnetisierung nach initialer Frequenzauslenkung anhand
unterschiedlicher Echozeiten (in einem Bereich zwischen 10 und 100 ms) zu
errechnen. Aus dieser Zerfallskurve lässt sich dann die spezifische T2-Relaxati-