Prospektiver Vergleich von Bildqualität und Detektionsrate eines Prostatakarzinoms (PCa) anhand der 3-T Prostata-MRT mit und ohne Verwendung einer Endorektalspule (ERC) innerhalb desselben Patientenkollektivs.

Erste klinische Erfahrungen mit einer Navigationsoption für stereotaktisch MR-geführte Prostatabiopsien (MR-BX) bei Patienten mit Verdacht auf Prostatakarzinom (PCa).

Prospektiver Vergleich von Bildqualität und Detektionsrate der MRT beim Prostatakarzinom (PCa) unter Einsatz einer zusätzlichen Endorektalspule (ERC) am gleichen Patientenkollektiv.

Ziele: Der scheinbare Diffusionskoeffizient (ADC) ist ein sensitiver Indikator für maligne Veränderungen des Prostataparenchyms. Die absoluten ADC (aADC)-Werte können jedoch z.B. vom zusätzlichen Einsatz einer Endorektalspule (ERC) bzw. von der Wahl der zugrundeliegenden b-Werte abhängen. Ziel war zu bestimmen, ob die Normalisierung von aADC-Werten ein zuverlässigerer quantitativer Parameter ist. Methode: An einem 3-T MRT wurde bei 22 Patienten eine diffusionsgewichtete Bildgebung mit drei verschiedenen Protokollen durchgeführt: SC-3 = Oberflächenspule mit 3 b-Werten = [50, 500, 800], ERC-3 = zusätzliche ERC mit 3 b-Werten = [50, 500, 800] sowie ERC-6 = zusätzliche ERC mit 6 b-Werten = [0, 500, 1000, 1500, 2000, 2500]. In die Analyse eingeschlossen wurden alle Karzinome der peripheren Zone mit einem Gleason Score von 6. Der normalisierte ADC (nADC)-Wert errechnete sich aus dem Verhältnis zwischen mittlerem Tumor-ADC und ADC im spiegelbildlich gesunden Prostataparenchym. Statistische Unterschiede wurden mittels gepaarter t-Tests berechnet. Ergebnis: Insgesamt wurden 43 Läsionen in die Analyse eingeschlossen. Signifikante Unterschiede (p<0.001) ergaben sich bei allen Protokollen zwischen dem aADC-Wert im Tumor und dem im gesundem Parenchym. Signifikante Unterschiede (p<0.001) zeigten sich insbesondere bei den aADC-Werten zwischen Protokoll SC-3 und ERC 3 sowie zwischen Protokoll ERC-3 und ERC-6.Nach Normalisierung der aADC-Werte zeigten sich signifikante Unterschiede weder in Abhängigkeit vom Einsatz einer ERC (p=0.117) noch von den herangezogenen b-Werten (p=0.330). Schlussfolgerung: Durch den zusätzlichen Einsatz einer ERC bzw. eine einfache Änderung der herangezogenen b-Werte ergeben sich aADC-Werte im gesundem Prostataparenchym wie auch im Tumor, die signifikant unterschiedlich sind, während die Unterschiede nach Normalisierung nicht mehr signifikant sind. Der nADC-Wert scheint somit ein robusterer Parameter für die Detektion von Diffusionsstörungen zu sein.

Ziele: Bei Patienten mit chronisch rekurrierender multifokaler Osteomyelitis (CRMO) ist die Ganzkörper-MRT ein sehr sensitives Verfahren zur Darstellung der meist multifokal auftretenden Knochenmarködeme, liefert aber keine eindeutige Information über die Entzündungsaktivität. In dieser Arbeit wird die Darstellbarkeit von CRMO-Herden in diffusionsgewichteten Bildern (DWI) und die Beurteilbarkeit der Entzündungsaktivität anhand des Apparent Diffusion Coefficient (ADC) untersucht. Methode: Bislang wurden 9 MRTs bei 8 konsekutiven Patienten mit CRMO (Alter: 5 – 17 Jahre) durchgeführt. Zusätzlich zu Standardsequenzen (T2 TIRM, T1w nativ, jeweils cor u. tra) wurden diffusionsgewichtete Bilder (EPI tra, TR/TE = 7900/76 ms, TI = 240 ms, b = 50, 400, 800 s/mm2) bei 3T akquiriert. Einzelne Herde in TIRM und DWI wurden als eindeutig (2), unklar (1) oder nicht beurteilbar (0) klassifizert. Für alle Läsionen und seitensymetrisch nicht-befallene Lokalisationen wurde der ADC bestimmt. Ergebnis: Von 15 in T2- TIRM sichtbaren Läsionen wurden 8 als eindeutig, 7 als unklar klassifiziert. Die DWI war bei 4 (26%) dieser Herde nicht auswertbar. 9 klinisch aktive Herde hatten einen ADC von 0,85 ± 0,14*10 – 3 mm2/s; 2 klinisch inaktive Läsionen zeigten keine Diffusionsrestriktion (1,20 ± 0,05*10 – 3 mm2/s) gegenüber dem Referenzwert im Gesunden (1,12 ± 0,10*10 – 3 mm2/s). Alle aktiven Läsionen wurden in der DWI als eindeutig (2) klassifiziert. Bei einer Patientin konnte im Verlauf für eine unter Therapie symptomfreie Läsion die Normalisierung des ADC beobachtet werden, während ein 2., weiterhin symptomatischer Herd diffusionsgestört blieb. Schlussfolgerung: Aktive Knochenmarksödeme im Rahmen einer CRMO zeigen eine eindeutige Diffusionsstörung, die die diagnostische Sicherheit bei der Einschätzung der Herde erhöht. Das Verfahren ist auch zum Follow-Up geeignet, liefert möglicherweise frühzeitig Hinweise über den Therapieerfolg und weist bei fehlender i.v. KM-Applikation keinerlei Nachteile für das Kind auf.

Ziele: Um eine Übertherapie nach Diagnose eines Prostatakarzinoms (PCa) zu vermeiden, werden gerade bei weniger aggressiven Tumoren immer häufiger Strategien wie das Abwartende Beobachten in Betracht gezogen. Ziel war es, die Wertigkeit der nichtinvasiven Bestimmung der Tumoraggressivität über eine Kombination aus diffusionsgewichteter und spektroskopischer MRT-Informationen zu bestimmen. Methode: 39 Patienten mit PCa erhielten ein endorektales, multiparametrisches MRT bei 3 T. Als Goldstandard diente die histopathologische Analyse der in Großflächenschnitten aufgearbeiteten Prostatektomiepräparate (n = 32) bzw. das Ergebnis aus MR-gestützter Stanzbiopsie (n = 6). Nach Korrelation mit den MR-Daten wurden der Apparent Diffusion Coefficient (ADC), normierte ADC (PCa/gesundes Gewebe) sowie die Cholin/Citrat (CC) bzw. (Cholin+Creatin)/Citrat (CCC)-Verhältnisse bestimmt. Mittels ROC-Analyse wurden die Parameter mit der höchsten Trennschärfe (area under curve, AUC) indolenter (Gleason Score ≤6) und aggressiver (GS ≥ 7) Tumoren ausgewählt und Schwellwerte zur Unterscheidung festgelegt. Ein gegenüber allen (para)klinischen Daten verblindeter Untersucher bestimmte anhand der Schwellwerte die Aggressivität der identifizierten Läsionen. Ergebnis: Für insgesamt 80 Läsionen zeigte der normierte ADC eine bessere Korrelation mit dem GS und eine höhere Trennschärfe als der Tumor-ADC (AUC: 0,88 vs. 0,72). CCC und CC-Verhältnisse erreichten AUC-Werte von 0,78 und 0,72. Als Parameter zur Identifizierung eines aggressiven Tumorwachstums wurden ein normierter ADC-Wert <0,46 bzw. ein CCC-Wert >1,3 ausgewählt. Durch den normiertem ADC bzw. CCC-Verhältnis allein sowie deren Kombination wurden 79% (31/39), 72% (28/39) und 85% (33/39) der Patienten richtig klassifiziert. Schlussfolgerung: Durch die Kombination aus dem sensitiven normierten ADC und dem spezifischen CCC-Verhältnis kann eine hohe Vorhersagequote für aggressive Tumoren erreicht werden.

Ziele: Die Steatosis hepatis ist eine häufige Erkrankung westlicher Industrienationen und geht mit einem erhöhten Risiko zur Entwicklung einer Steatohepatitis und einer Leberzirrhose einher. Die Leberverfettung lässt sich nichtinvasiv mittels verschiedener MR-Techniken quantifizieren. Hier sollten MR-Spektroskopie (MRS) mit einer In-phase/Opposed-phase-Bildgebung (IP/OP-MRT) bei extrem adipösen Patienten verglichen werden. Methode: 30 extrem adipöse Patienten (durchschnittlicher BMI 48 kg/m2) wurden an einem 1,5 T MRT untersucht. Single-Voxel-MR-Spektren wurden in den Lebersegmenten II, IV und VII akquiriert und mit einer kommerziellen Software (LCModel) analysiert. Zusätzlich wurde die gesamte Leber mit einer IP/OP-Sequenz abgebildet. Nach T1- und T2*-Korrektur wurden aus den IP/OP-Bildern Verteilungen des Leberfettgehalts (IHL) berechnet und der Fettgehalt in Regionen, die den Lokalisationen der MRS-Voxel angepasst wurden, analysiert. Ergebnis: Die Akquisitionszeiten für MRS- und IP/OP-MRT betrugen 5,2 ± 0,4 bzw. 3,0 ± 0,6 min. Der mittlere Fettgehalt lag bei 14,3 ± 2,0% (IP/OP). Die gemessenen IHL-Werte lagen zwischen 0,0 – 65,9% (MRS) bzw. 0,2 – 35,7% (IP/OP). Die IHL-Karten zeigten eine leicht heterogene Leberfettverteilung. Der Vergleich beider Methoden ergab eine mittlere nicht signifikante Abweichung von -3,6% (p = 0,36) sowie Übereinstimmungsgrenzen (LOA) von 3,8 und -11,0%. Für die einzelnen Lebersegmente ergab sich eine nicht signifikante Abweichung von -3,4% (p = 0,14), -3,9% (p = 0,25) und -3,6% (p = 0,27) sowie LOA von +5,0/-11,9%, +1,9/-9,6% und +4,8/-12,0%. Schlussfolgerung: Sowohl die IP/OP-MRT als auch die MRS sind robuste Methoden zur Leberfettermittlung mit einer guten Übereinstimmung. Vorteil der IP/OP-MRT ist die kurze Untersuchungszeit sowie die Möglichkeit, das gesamte Leberparenchym zu erfassen und so bei inhomogener Leberverfettung wertvolle Informationen zu liefern. Zudem ist die Methode für die Leberfettbestimmung des linken Leberlappens hilfreich, wo die Spektroskopie nicht sehr praktikabel ist.

Ziele: Nichtinvasive Analyse der kollagenen Fasermatrix im adulten Knieknorpel mittels winkel-sensitiver 7-T MRT sowie erste Erfassung altersabhängiger Unterschiede bei gesunden Probanden. Methode: Die rechten Kniegelenke von zehn jüngeren (21–30J.) und zehn älteren (55–76J.) gesunden Probanden wurden in einem 7-T Ganzkörper-MRT mit einer T2-gewichteten Multi-Echo-Sequenz (TR/TE: 2500/12–96ms, 8 Echos, Matrix: 4482, FOV: 130×130mm2, Schichtdicke: 1,0mm) und einer 8-Kanal Kopfspule untersucht. Im Femur und in der Tibia wurden rund 1-mm breite und der Knorpeldicke angepasste ROIs definiert. Aus den Multiecho-Bildern wurde dasjenige ausgesucht, dessen Verlauf der Signalintensität in Abhängigkeit von der Tiefe am besten mit dem der berechneten T2-Werte übereinstimmte. Die Tiefe wurde so normiert, dass 0 der Knochen-Knorpel-Grenze und 1 der Knorpeloberfläche entsprach. Unter Annahme eines Modells zur winkel-sensitiven MRT der anisotropen Knorpelstruktur wurden die jeweiligen Signalintensitäten in mittlere Öffnungswinkel α des Faserbündels (α-Tiefenprofil) umgerechnet. Die Position der Grenze zwischen radialer und isotroper Zone (R/T-Grenze) wurde bei α=35° festgelegt. Ergebnis: Hochaufgelöste 7T MR-Bilder des Knorpels verfügen über eine ausreichende Qualität für eine quantitative Ultrastrukturanalyse. Die relative Position der femoralen R/T-Grenze lag bei jüngeren Probanden (0,51±0,12) signifikant höher (p<0,05) als bei den älteren (0,41±0,10). Der Unterschied in der Tibia war nicht signifikant (0,65±0,11 vs. 0,57±0,09; p=0,12). Schlussfolgerung: Eine winkel-sensitive MRT bei 7 T eignet sich zur quantitativen Analyse der kollagenen Knorpelstruktur in vivo. Die Strukturanisotropie des femoralen Knorpels zeigte einen signifikanten Unterschied zwischen jüngeren und älteren Probanden. Somit könnte diese Technik nützlich sein, um altersbedingte (biologisches Knorpelalter) oder arthrosebedingte Änderungen der Kollagenmatrix zu erfassen.

Die nicht-invasive Diagnostik der nicht-alkoholischen Fettlebererkrankung (NAFLD) hat eine zunehmende klinische Bedeutung, da die perkutane Leberbiopsie aufgrund begrenzter therapeutischer Konsequenzen einer strengen Indikationsstellung unterliegt und nicht für eine regelmäßige Wiederholung zur Verlaufsbeobachtung geeignet ist. Der "Controlled attenuation parameter" (CAP) ist eine neue Ultraschall-basierte Methode der Leberfettquantifizierung, die als Softwaremodul in der Transienten Elastografie (Fibroscan ®) integriert ist. Die Single-Proton Magnetresonanz-Spektroskopie (1H-MRS) und das In-phase/Opposed-phase MRT (IP/OP-MRT) können die relative hepatische Lipidkonzentration (rIHLC, %) bestimmen. In einer prospektiven Studie wurde die diagnostische Wertigkeit von CAP und der MR-Techniken zur Leberfettquantifizierung bei NAFLD-Patienten untersucht.

healthy lean subjects at 1.5 T Nikita Garnov, Henriette Bertram, Gregor Thörmer, Thomas Karlas, Tatjana Schütz, Thomas Kahn, and Harald Busse Diagnostic and Interventional Radiology, Leipzig University Hospital, Leipzig, Germany, Internal Medicine, Neurology and Dermatology, Leipzig University Hospital, Leipzig, Germany, Visceral, Transplantation, Thoracic and Vascular Surgery, Leipzig University Hospital, Leipzig, Germany

Ziele: Active Surveillance, welches derzeit als Alternative zur unmittelbaren Therapie niedrig-gradiger Prostatakarzinome (PCa) diskutiert wird, erfordert regelmäßige Kontrolluntersuchungen, üblicherweise mittels ultraschall-gestützter Biopsie. Als nicht-invasives Kontrollverfahren bietet sich die MRT-Bildgebung an. Ziel ist die Bestimmung geeigneter MRT-Parameter zur Vorhersage der Tumoraggressivität. Methode: Bisher wurden 13 Patienten mit PCa vor radikaler Prostatektomie einer endorektalen, multiparametrischen MRT-Bildgebung bei 3T zugeführt. Alle hochgradigen Läsionen wurden vom Pathologen auf Großflächenschnitten markiert und der entsprechende Gleason Score (GS) mit dem Tumor-ADC (apparent diffusion coefficient), dem normierten ADC (nADC, Tumor/gesundes Gewebe), dem CC- (Cholin/Citrat) und dem CCC- (Cholin+Kreatin/Citrat) Verhältnis der entsprechenden MR-Läsion korreliert. Die Trennschärfe (AUC) zwischen niedrig-gradigem (GS ≤6) und aggressivem (GS ≥7) PCa wurde über eine ROC-Analyse bestimmt. Ein verblindeter, erfahrener Auswerter bestimmte anhand der ermittelten Schwellwerte die individuelle Tumoraggressivität. Ergebnis: Bei insgesamt 22 Läsionen (1 x GS „3+2“,11 x GS „3+3“, 7 x „3+4“, 3 x „4+4“) zeigte der nADC eine höhere Trennschärfe als der Tumor-ADC (AUC: 0,94 vs. 0,80). Die CC- und CCC-Verhältnisse erreichten AUC-Werte von 0,78 und 0,81. Mithilfe der ausgewählten Parameter für ein aggressives Tumorwachstum (nADC <0,45 und/oder CCC >1,3) konnte der verblindete Auswerter 11 von 13 Patienten (85%) richtig einstufen, jeweils ein Patient mit GS=5 und 6 erfuhren durch die fälschliche Zuordnung zur Hochrisikogruppe ein Overgrading. Schlussfolgerung: In dieser vorläufigen Analyse zeigten sich der normierte ADC und das CCC-Verhältnis als geeignete MRT-Parameter zur Trennung zwischen niedrig- und hochgradigem PCa. Die Kombination der hoch-sensitiven MR-Diffusionsbildgebung mit der hoch-spezifischen MR-Spektroskopie könnte ein geeigneter Kandidat zur Kontrolle eines Watchful Waitings sein.

patients Gregor Thörmer, Henriette Helene Bertram, Veronika Peter, Tatjana Schütz, Edward Shang, Matthias Blüher, Thomas Kahn, and Harald Busse Dept. of Diagnostic and Interventional Radiology, Leipzig University Hospital, Leipzig, Saxony, Germany, Dept. of Visceral, Transplantation, Thoracic and Vascular Surgery, Section Bariatric Surgery, Leipzig University Hospital, Leipzig, Saxony, Germany, Dept. of Endocrinology and Nephrology, Leipzig University Hospital, Leipzig, Saxony, Germany

Ziele: Vorstellung eines Navigationskonzepts für MR-gesteuerte Interventionen auf der Basis einer optischen Instrumentenverfolgung aus beliebigen Kamerapositionen. Methode: Ein Tracker mit drei optischen Markern wurde an einer handelsüblichen Koaxialnadel befestigt. Die Positionen dieser Marker wurden von einer stereoskopischen Kamera erfasst und auf einem Navigations-PC (Localite) in eine Scanebene entlang der Instrumentenachse umgerechnet. Diese Parameter wurden über ein spezielles Protokoll (Siemens) alle 600ms an den MR-Host gesendet, auf dem eine Echtzeit-Sequenz lief (Beat IRTTT, feste Parameter: FOV=300×300 mm2, TR/TE=4,3/1,9ms, Schichtdicke 8mm, Aufnahmedauer 600ms), die eine externe Anpassung der Scangeometrie erlaubt. Die fortlaufenden MR-Bilder wurden auf dem In-room-Monitor angezeigt. Die Evaluierung des Konzepts erfolgte in einem geschlossenen 1.5T MRT. In einem Experiment versuchte der Untersucher von der Rückseite des Scanners, Erbsen (Ø≈8,5mm) in einem mit Tortenguss gefüllten undurchsichtigen Behälter anzusteuern. Ergebnis: Die Manipulation des Instruments von der Rückseite des Scanners beeinflusste weder die Bildgebung noch das optische Tracking von der Vorderseite des Scanners her. Eine freie Sichtlinie konnte leicht durch Veränderung der Kameraposition, auch während der laufenden Aufnahmen, hergestellt werden. Nadelpositionierung und Annäherung an das Ziel erfolgten mithilfe der nachgeführten MR-Bilder mit einer zeitlichen Verzögerung von 600ms. Der Nadelartefakt war deutlich auf jeder Aufnahme sichtbar. Schlussfolgerung: Im Gegensatz zu anderen Verfahren, erlaubt das vorgestellte Konzept eine äußerst flexible Platzierung der Kamera, sogar während der Navigation. Hierdurch lässt sich z.B. bei individuell auftretenden Hindernissen wieder eine freie Sichtlinie herstellen. Die Technik kann prinzipiell für jede Magnetkonfiguration eingesetzt werden und eignet sich insbesondere für Geräte mit einer weiten Magnetöffnung bzw. offene Scanner.

Ziele: Die diffusionsgewichtete (dw.) Bildgebung ist ein wichtiger Bestandteil der MR-Diagnostik des Prostatakarzinoms (PCa). Bei Verwendung niedriger b-Werte können störende Perfusionseffekte in die ADC-Berechnung eingehen, beim Auslassen niedriger Werte können relevante Diffusionsinformationen fehlen. Es wird untersucht, inwieweit die Wahl der b-Werte den Kontrast zwischen PCa und gesunder Prostata sowie den qualitativen Bildeindruck der ADC-Karten beeinflusst. Methode: 40 konsekutive Patienten mit gesichertem PCa erhielten eine multiparametrische, endorektale MR-Bildgebung bei 3T. Die ADC-Karten wurden retrospektiv auf Basis üblicher (0, 800), vorwiegend (50, 800) bzw. stark dw. (400, 800) sowie aller (0, 50, 400, 800)d-Werte [s/mm^2] berechnet. Anhand aller verfügbaren Informationen (Histologie und MRT) wurden Indexläsion, mittlerer ADC und der ADC-Quotient zur gesunden Prostata bestimmt. Drei Untersucher bestimmten anhand der T2w- und ADC-Bilder die Indexläsion und beurteilten dann den diagnostischen Wert der ADC-Karten von sehr gut (2) über befriedigend (1) bis schlecht (0). Ergebnis: Im Mittel wurden 85% der Indexläsionen richtig erkannt. ADC-Karten auf Basis aller b-Werte wurden am schlechtesten (0,3±0,2), vorwiegend dw. Karten am besten (1,6±0,3) bewertet. Bei Patienten mit einem niedrigen Gleason-Score von 6 (13/40) erhielten lediglich vorwiegend dw. Karten eine akzeptable Bewertung (1,4±0,3), alle anderen waren <0,8. Die Wahl der b-Werte hatte einen signifikanten (p<0,05) Einfluss auf die ADC-Werte (0,80–1,26 ∙10^(-3)mm^2/s), aber nicht auf den Kontrast (MW/Extrema: 0,57/0,55–0,60; p=0,13–0,94). Schlussfolgerung: Obwohl der Kontrast numerisch vergleichbar war, wurde der diagnostische Wert von vorwiegend dw. Karten, die aus nur einem hohen und einem niedrigen b-Wert (≠0) berechnet wurden, am höchsten bewertet; insbesondere für Tumoren mit geringem Risiko. Bei dieser Wahl (50, 800) der b-Werte zeichnete sich das gesunde Prostatagewebe homogener ab als bei der üblichen Wahl (0, 800).

Ziele: Die MR-Elastographie (MRE) erlaubt die Bestimmung viskoelastischer Gewebeeigenschaften und stellt somit einen unabhängigen Parameter zur Diagnostik von Tumoren in Aussicht. Bei anatomisch ungünstig gelegenen Regionen wie der Prostata ist die für die Untersuchung notwendige effektive Einkopplung niederfrequenter mechanischer Vibrationen schwierig. In dieser Arbeit wird ein Verfahren zur potentiellen Anwendung in der Prostata vorgestellt, bei dem die Anregung direkt über die bildgebende Endorektalspule erfolgt. Methode: Ein Zugmechanismus (Polyamiddraht) wurde mit einer elektromechanischen Anregungsquellen gekoppelt und ermöglichte periodische Bewegungen des Ballons einer kommerziellen Endorektalspule. Dadurch wurden Scherwellen auf ein elastisches Prostataphantom übertragen, die mit einer bewegungssensitiven, phasenstabil mit der Anregung synchronisierten EPI-Sequenz in einem 3T MR-Tomographen abgebildet wurden. Aus den erhobenen Daten wurden Elastizitäts- und Viskositätskarten berechnet. Die MR-Kompatibilität des Aufbaus wurde unter Anwendung verschiedener Pulssequenzen untersucht. Ergebnis: Der experimentelle Aufbau zur mechanischen Einkopplung der Scherwellen führte zu keinen Beeinträchtigungen der Bildgebung. Eine gleichmäßige Ausbreitung der Scherwellen im Prostataphantom wurde für Anregungsfrequenzen ab 60Hz erreicht. Objekte mit einem Mindestdurchmesser von rund 5mm waren anhand ihrer Gewebehärte im Phantom abgrenzbar. Schlussfolgerung: Endorektalspulen bieten sich aufgrund ihrer Nähe zum Organ und der guten Patientenakzeptanz als Anregungsquelle für die Prostata-MRE an. Aufgrund der direkten Einkopplung über den anliegenden Ballon können hohe Anregungsfrequenzen verwendet werden, die mit einer guten räumlichen Auflösung einhergehen. Die flexible Positionierbarkeit und insbesondere die Nutzung weitgehend vorhandener, MR-kompatibler Komponenten empfehlen das Verfahren für weitere, klinisch ausgerichtete Untersuchungen zur MRE der Prostata.

Das Prostatacarcinom (PCA) zeichnet sich durch eine hohe Inzidenz bei verhältnismäßig geringer Mortalität aus. Für das therapeutische Vorgehen muss zwischen Patienten mit hohem bzw. niedrigem Risiko unterschieden werden, da erstere einer sofortigen Intervention bedürfen und letztere einem „watchful waiting“ zugeführt werden können. Mithilfe einer MR-Bildgebung der Prostata kann die diagnostische Genauigkeit für ein PCA deutlich erhöht werden. Im Unterschied zu anderen bildgebenden Verfahren (Ultraschall, Computertomographie) erlaubt die MRT als einzige Methode eine zuverlässige Darstellung der Prostatasubstruktur. Neben einer konventionellen, morphologischen Bildgebung mittels hochaufgelöster T2-gewichteter Sequenzen in drei Ebenen, können zusätzlich funktionelle MR-Techniken (diffusions- und perfusionsgewichtete Bildgebung, MR-Spektroskopie) eingesetzt werden. Letztere erlauben Rückschlüsse auf eine eingeschränkte Diffusion (Zellbarrieren), eine pathologische Kontrastmittel-Dynamik (Neovaskularisation) sowie eine malignomsuspekte Veränderung der Metabolite Cholin (Membranaufbau) und Citrat (gesundes Prostatagewebe). Unter Einsatz einer Endorektalspule ist bei einer Feldstärke von 3 Tesla eine exzellente Bildqualität erreichbar, mit der nachweislich höhere Detektionsraten, eine genauere anatomische Zuordnung sowie ein besseres Staging des PCAs erzielt wurden.

Ziele: Charakterisierung von drahtlosen MR-sichtbaren Markern auf einem Modellkatheter hinsichtlich ihrer thermischen Sicherheit für potenzielle intravaskuläre in vivo-Anwendungen. Methode: Die Erwärmung eines auf einem intravaskulären Modellkatheter (Ø=4,5mm) angebrachten MR-Markers (induktiv gekoppelte HF-Spule, semi-aktiv) wurde in Abhängigkeit von Kopplungsgrad, spezifischer Absorptionsrate und Flussgeschwindigkeit (Wasser) in einem Gefäßphantom (Ø=6,0mm) untersucht. Die Spule wurde in zwei Orientierungen relativ zur B0-Richtung vermessen, die einem ungefähren Kopplungsgrad von 50 bzw. 100% entsprachen. Für die HF-Erwärmung wurden Sequenzparameter gewählt, für die eine spezifische Absorptionsrate von 2,0 bzw. 2,8 W/kg berechnet wurde. Die Temperaturen wurden mit einem faseroptischen Thermometer an zwei verschiedenen Stellen im Katheterlumen sowie direkt auf der Katheteroberfläche während der HF-Bestrahlung (10min) und der sich anschließenden Abkühlung (10min) gemessen. Die Flussgeschwindigkeit wurde über die Leistung einer Schlauchpumpe variiert (0, 59 und 590ml/min). Ergebnis: Unter extremen Umständen (100% Kopplung, 2,8 W/kg, ohne Fluss) wurde eine maximale Erwärmung von 0,8 C° und eine mittlere Erwärmung um 0,7°C gemessen, die sich nach etwa 4min einstellte. Bei moderater HF-Einkopplung (100% Kopplung, 2,0 W/kg) wurde bereits bei geringem Fluss (59ml/min) eine Erwärmung von lediglich 0,1°C beobachtet. Die Zeitkonstanten für die Temperaturänderungen waren für Erwärmung und Abkühlung nahezu gleich. Schlussfolgerung: Während im ruhenden Wasser die induktive Kopplung zu einer merklichen Erwärmung der untersuchten Marker führte, scheint die erzeugte Wärme unter physiologischen Bedingungen selbst bei kleineren Flussgeschwindigkeiten weitgehend abtransportiert zu werden, womit die Resterwärmung vernachlässigbar wird. Diese Ergebnisse liefern wertvolle erste Hinweise für die Patientensicherheit derartiger Bauelemente.

Ziele: Experimentelle Demonstration einer dynamischen Positionsbestimmung und Bildkontrolle während der robotischen Manipulation eines interventionellen Instruments innerhalb des Magneten. Methode: Drei MR-Marker wurden in einer festen Geometrie zum interventionellen Instrument an einem MR-kompatiblen Roboter angebracht. Als Marker dienten drei kleine abgestimmte HF-Spulen, die um ein wassergefülltes Glasröhrchen (Ø=4,0mm) gewickelt wurden. Während der robotischen Bewegung einer Nadel (definierter Start- und Zielpunkt) in einem Wasserbecken wurden die Marker kontinuierlich über eine schnelle SSFP-Sequenz (MX=64×64, FOV/Schichtdicke=300mm, Fourier=6/8, TR/TE=2,1/0,9ms, FA=0,3°) aufgenommen. Die 3D-Koordinaten ergaben sich durch wechselseitige Zuordnung der numerisch bestimmten 2D-Markerkoordinaten (Anpassung eines Gaussprofils) aus drei orthogonalen Projektionsbildern. Nach retrospektiver Bestimmung der Markerkoordinaten wurde interaktiv eine dynamische anatomische Messreihe definiert (SSFP, MX=128×128, FOV=300 mm2, ST=30mm, Fourier=4/8, Bandbreite=1085Hz/Pixel, TR/TE=4,3/2,1ms, FA=70°), bei der die jeweilige Schichtgeometrie der berechneten Nadelebene entspricht. Die absolute Genauigkeit der Markerlokalisation wurde unabhängig in 40 definierten Positionen entlang der x- und z-Achsen als Differenz zwischen bestimmten (MR-Lokalisation) und tatsächlich eingestellten Koordinaten berechnet. Ergebnis: Bei Markerlokalisation mit einer effektiven Aktualisierungsrate von 3/s betrug die mittlere absolute 3D-Abweichung 1,0mm. Auf der zeitlich synchronisierten dynamischen Serie war die Nadel auf allen 20 Kontrollbildern mittig und gut sichtbar erfasst. Schlussfolgerung: Die automatische 3D-Lokalisation induktiv gekoppelter Marker eignet sich zur dynamischen Verfolgung eines robotisch oder manuell geführten interventionellen Instruments innerhalb des Magneten.

Introduction/Purpose Abdominal fat is associated with an increased risk for metabolic and cardiovascular diseases. MRI is well suited for a selective depiction of fat and a quantification of subcutaneous (SAT) and visceral adipose tissue (VAT). A manual segmentation is relatively accurate but rather time consuming [1]. An automatic analysis is user-independent but also prone to errors caused by anatomical variations and imaging artifacts seen in obese patients [2]. Therefore, we have developed a custom-made software for automatic quantification of abdominal fat that allows manual correction and have performed a preliminary evaluation on the data of 10 obese patients. Materials and Methods Ten (9 female, 1 male) obese patients with an average BMI of 35 and an average age of 19 underwent MRI examinations of the entire abdomen in a 1.5T scanner (Intera, Philips, The Netherlands) with a T1-weighted, fat-selective gradient echo (GRE) sequence (two stacks with 40 transverse slices each, slice thickness/gap = 8/2 mm, TR/TE = 83/6 ms, field of view = 500×500 mm, matrix = 512×512). A custom-made software was developed under Matlab (Mathworks, MA) that uses active contours (Snakes) to automatically define the boundaries between background, SAT and VAT in each image. The VAT volume is separated from lean tissue by setting an intensity threshold in the corresponding histogram of the VAT mask [1, 2]. The user interface allows to adjust the VAT and SAT contours as well as the threshold (Fig. 1). The results of the manual segmentations by two independent observers were compared with those after automatic analysis. Percent deviations with respect to the mean observer (manual) value were analyzed with paired two-sided t-tests (significance level 5%). A Kolmogoroff-Smirnov (KS) test was performed to test for the normal distribution of the percent deviations between automatic and manual volumes. The fat content Vref of a reference phantom (Fig. 2) was determined both automatically and manually to estimate the absolute accuracy of the method.

Ziele: Welche Möglichkeiten bietet eine MRT-Bildgebung bei 7T für die nichtinvasive Analyse der kollagenen Fasermatrix im adulten Knieknorpel? Methode: Die rechten Kniegelenke von drei gesunden Probanden wurden in einem 7T-Ganzkörper-MRT (Siemens) mit einer T2-gewichteten Multi-Echo-Sequenz (TR/TE: 3000/12–96ms, 8 Echos, Matrix: 448×448, FOV: 130×130mm, Schichtdicke: 1,0mm, Akquisitionszeit: ~20min) und einer 8-Kanal (Sende-/Empfangs-) Kopfspule untersucht. Senkrecht zur jeweiligen Knochen-Knorpel-Grenze (nahe der Kontaktstelle der Gelenkflächen) wurden probandenspezifische ROIs definiert (Knorpeldicke x 0,9mm). Aus den (winkelabhängigen) Intensitätswerten der T2-gewichteten Aufnahmen lässt sich über ein vereinfachtes Modell die mittlere Aufweitung (Öffnungswinkel alpha) des Faserbündels als Funktion der Tiefe im Knorpel (alpha-Tiefenprofil) berechnen. Bei alpha=35° wurde der Übergang zwischen radialer (tiefer) und isotroper (mittlerer) Knorpelzone angenommen. Ergebnis: Bei 7T konnten hochaufgelöste MR-Bilder (Voxelgröße 0,3×0,3×1,0 mm3) mit gutem SNR aufgenommen werden. Die 1D-Tiefenprofile der MR-Bilder bei TE=60ms zeigten die größte Übereinstimmung mit den Profilen der berechneten T2-Parameterbilder. In den ausgewählten Bereichen betrugen die Knorpeldicken 2,9–3,8mm und 4,1–5,2mm für Femur bzw. Tibia. Der Übergang zwischen radialer und isotroper Knorpelzone lag bei einer relativen Position (ausgehend vom Knochen, bezogen auf die jeweilige Knorpeldicke) von 0,37–0,52 für das Femur und 0,75–0,92 für die Tibia. Schlussfolgerung: Aufgrund der hohen räumlichen Auflösung eignet sich die winkelsensitive MRT bei 7T zur erweiterten Analyse der kollagenen Knorpelstrukturen in vivo. Diese Technik könnte für die Beurteilung des allgemeinen Knorpelzustands nützlich sein, um z.B. altersbedingte Änderungen der Kollagenmatrix („biologisches Knorpelalter“) zu erfassen.