Neue Techniken undPulssequenzenbei der MRT der Leber
Wird mit Meßzeiten in der Größen-ordnung ≤1 s gearbeitet, werden selbstbei einem normal atmenden Patientenkeine oder nur geringe Bewegungsarte-fakte registriert. Werden die einzelnenSchichtblöcke mit einem Intervall vonmehreren Sekunden akquiriert, so füh-ren diese Atembewegungen aber zu ei-nem räumlichen Versatz,der eine exakteZuordnung der Schichten ausschließt.Aufgrund der kraniokaudalen Ausdeh-nung der Leber konnte sie bisher nichtmit einer einzelnen Messung in einemAtemstillstand abgedeckt werden. Erstin letzter Zeit sind Pulssequenzen ver-fügbar, die dieser Forderung genügen.Die Akronyme der Gerätehersteller zuden einzelnen Sequenzen sind sehr aus-führlich in einem kürzlich erschienenenArtikel aufgeführt [12].
Heutiger Stand der Bildgebungdes Oberbauchs mit der Magnetresonanztomographie
Array-Spulen-Technologie
Für die MRT des Abdomens werden heu-te bevorzugt Array-Spulen verwendet.Dabei wird ausgenutzt, daß eine kleineSpule ein besseres Signal-Rausch-Ver-hältnis (SNR) hat als eine große, aller-dings ist das „ausgeleuchtete“ Volumenkleiner. Bei der Array-Technik werdenmehrere kleine Spulenelemente so amKörper angeordnet, daß sie in geeigneter
Der Anteil der Untersuchungen desoberen Abdomens an der Gesamtzahlder Untersuchungen mit der Magnetre-sonanz hat in den letzten Jahren erheb-lich zugenommen: Während er noch1994 in unserem Klinikum <1% lag,stieg er 1998 auf 7,5%.
Die höhere Spezifität der MRT inder Differentialdiagnose von fokalen Le-berläsionen ist seit mehreren Jahren un-bestritten, mittlerweile berichten aberauch mehrere wissenschaftliche Veröf-fentlichungen von einer höheren Sensi-tivität der MRT gegenüber der CT [6, 17].Die Therapie, insbesondere die chirurgi-sche Behandlung, wird nicht nur von derArtdiagnose, sondern auch maßgeblichdavon beeinflußt, wieviel Läsionen inwelchem Lebersegment gefunden wer-den. Daher muß die bildgebende Dia-gnostik der Leber hohen Anforderungengenügen.Dazu waren verschiedene tech-nische Entwicklungen erforderlich. Esmußten schnelle Meßsequenzen ent-wickelt werden, damit alle Messungenim Atemstillstand durchgeführt werdenkönnen. Gleichzeitig mußten neue groß-volumigen Spulen mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis verfügbar sein.
New techniques and pulse sequences in MRI of the liver
Summary
Purpose: The MRI techniques which have
contributed to increasing utilization of MRI
for abdominal imaging are described and
recent advances addressed.
Methods: For breath-hold examinations of
the abdomen, two basic techniques are
required: array coil technology and fast and
ultrafast pulse sequences providing T1
and T2 contrast.
Results: Circular polarized array coils render
high signal-to-noise ratios (SNR) within large
imaging volumes.With fast gradient-echo
sequences the liver can be scanned with or
without fat saturation within one breath-
hold.When adequate parameters are sele-
cted,T2-weighted fast (turbo) spin-echo
sequences allow high contrast between nor-
mal liver tissue and focal liver lesions, even if
breath-hold acquisition is applied. Moreover,
good soft tissue contrast can also be
achieved with ultrafast single-shot sequences.
Based on this sequence type, MRCP with a
512 matrix could be performed.The “TRUE
FISP”allows for high resolution visualisation
of vessels without contrast media.Three-
dimensional T1-weighted sequences allow
for scanning the upper abdomen with a slice
thickness of 3 mm within one breath-hold.
Diffusion-weighted sequences contribute to
the characterisation of focal liver lesions.
Discussion: Modern MRI technology
including phase-array coils and high-perfor-
mance gradient systems made it possible
to perform all examinations in breath-hold
techniques, reducing motion artifacts.
Key words
MRI · Liver · Array coils · Fast sequences
so daß die ganze Leber in einer Ateman-haltephase dargestellt werden kann.
Damit ist es auch möglich, die Le-ber nach einer bolusartigen Kontrast-mittelinjektion in unterschiedlichen Per-fusionsphasen abzubilden. Lebermeta-stasen, die überwiegend arteriell ver-sorgt werden, zeigen nur in der arteriel-len Phase ein deutliches Enhancement[5, 14]. Hämangiome zeigen die typi-sche periphere Anreicherung mit Kon-trastmittel nur in der frühen arteriellenPhase [11], wie Abb. 2a–c zeigt. Im Na-tivbild (Abb. 2a) ist die Läsion kaumsichtbar. Die Datenakquisition von(Abb. 2b) wurde etwa 10 s nach derKontrastmittelinjektion gestartet. Nochist die randständige Anreicherungsichtbar, während die folgende Mes-sung, nach etwa 8 s Atempause gestar-tet, bereits die durchgängige Anreiche-rung zeigt (Abb. 2c). In dieser Phase istdann bereits eine Differenzierung voneiner Metastase unmöglich. WeitereMessungen können nach jeweils einerPause durchgeführt werden, währendder der Patient atmen kann.
Bei der spektralen Fettsättigunggeht jeder einzelnen Schichtanregungein Sättigungspuls voraus, der die Re-petitionszeit pro Schicht um etwa 20 msverlängert. Daher können nur etwa 7Schichten pro Atemanhaltezyklus ge-messen werden. Um die gesamte Leberzu erfassen, müssen mehrere Schicht-blöcke aufgenommen werden.
Alternativen zu diesem Verfahrensind die sog. Wasseranregung und die„quick fat sat“-Technik. Bei der Was-seranregung werden durch kurze An-regungspulse ausschließlich Wassersi-gnale erzeugt, während bei der „quickfat sat“-Technik ein einzelner Fettsätti-gungsimpuls gleichzeitig für mehrereSchichten eines Schichtblocks verwen-det wird. Mit diesen beiden Verfahrenkann das Signal des subkutanen Fettge-webes gut unterdrückt werden, undauch das übrige abdominale Fett wirdmeist ausreichend gut supprimiert. Zu-dem können 15–20 Schichten in einemAtemstillstand akquiriert werden.
Neben der Fettsättigung sind In-Phase- und Opposed-Phase-Aufnahmenin der gleichen Schichtposition für dieDiagnose von Fetteinlagerungen in derLeber hilfreich [15]. Mit MR-Systemen,die leistungsfähige Gradienten besit-zen, können Doppelechosequenzen derganzen Leber in einem Atemstillstand
Weise zur Bilderzeugung beitragen kön-nen. Es werden Aufnahmen mit einemhohen SNR aus einem großen Abbil-dungsvolumen erhalten. Es gibt mehrereMethoden, wie die Signale aus den ver-schiedenen Spulensegmenten zusam-mengeführt werden. Fast kein zusätzli-cher Aufwand bei der Ausstattung mitHardware ist erforderlich, wenn die ein-zelnen Elemente elektrisch, also in ana-loger Technik, zusammengeschaltet wer-den. Bessere Ergebnisse werden erzielt,wenn zunächst aus den Einzelsignaleneines jeden Segments ein den Segmentenzugeordnetes Bild errechnet wird. DieseEinzelbilder werden dann mit einem ge-eigneten Rechenalgorithmus zu einemGesamtbild kombiniert. Üblicherweisewird das Signal eines jeden Pixels mit sei-ner eigenen Signalintensität gewichtet,bevor diese Werte aufaddiert werden.Aufdiese Weise werden hohe Signalwertestärker berücksichtigt als niedrige Si-gnalbeiträge, wie Rauschen. Mit dieserMethode, die Segmentsignale zu kombi-nieren, kann das SNR theoretisch um40% verbessert werden. In der Praxiswird allerdings nur eine Verbesserungum etwa 20% erreicht [4], v.a. weil dieeinzelnen Segmente sich gegenseitig be-einflussen. Abb. 1 stellt die aus den Si-gnalbeiträgen der einzelnen Elementeerrechneten Einzelbilder und die darauskombinierte Aufnahme dar. Da insbe-sonders bei den ultraschnellen Aufnah-metechniken in kürzester Zeit riesigeDatenmengen verarbeitet werden müs-sen, sollten alle Kanäle einer Body-Ar-ray-Anordnung für eine hohe Datenratevorbereitet sein. Die voneinander unab-hängigen Verstärkerketten für jedes Spu-lenelement und die leistungsfähigenRohdaten- und Rechenspeicher führenleider zu höheren Kosten der Geräte.
Schnelle T1-gewichtete Pulssequenzen
Ein wichtiger Schritt zur schnellen Bild-gebung wurde mit der Entwicklungder Gradientenechosequenzen vollzo-gen. Als T1-gewichtete Sequenz findetdie FLASH (fast low angle spoiled gradi-ent echo) Anwendung, bei der vor jederneuen Anregung die Quermagnetisie-rung völlig zerstört wird [16]. DieserVorgang wird „spoilen“ genannt, also(der Quermagnetisierung) berauben.Mit einer solchen Sequenz können 20Schichten in 20 s aufgenommen werden,
durchgeführt werden [18]. Während dieIn-Phase-Messung keinen Signalunter-schied von verfetteten und normalenLeberanteilen zeigt, werden die fettrei-chen Leberanteile im Opposed-Phase-Bild signalarm abgebildet (Abb. 3).
Solche Aufnahmen können nur mitsehr leistungsfähigen Geräten durchge-führt werden. Bei einer Magnetfeldstär-ke von 1.5 T muß für die Opposed-Pha-se-Bedingung eine extrem kurze Echo-zeit (2,1 ms) realisiert werden. Dies istnur möglich, wenn sowohl die sehr kur-zen Anstiegszeiten schneller Gradien-tensysteme als auch sehr kurze Inter-
bisher nicht allgemein akzeptiert. Nachunseren Erfahrungen haben sie aberwichtige Vorteile, wenn eine geeigneteStrategie angewendet wird, um dieMeßzeit von Fast(Turbo)-Spinechose-quenzen auf ca. 20 s zu verkürzen. DieMeßzeit berechnet sich zu
Ta=TR·Av·nF/TF (1)
mit Ta Meßzeit, TR Repetitionszeit, Av
Bildmittlungen, nF gemessene Fourier-Zeilen, TF Turbofaktor der Sequenz.
Soll die Messung in einer Ateman-haltepause abgeschlossen werden, sokann nur eine Bildmittlung erfolgen.
valle zum Auslesen der Echosignaleverwendet werden. Diese Forderungbeinhaltet einen Kompromiß, da mitdieser Maßnahme ein schlechteres SNRverbunden ist. Eine gute Bildqualität istdaher nur dann zu erreichen, wenn eineBody-array-Spule verwendet wird undsehr leistungsfähige Gradienten zurVerfügung stehen.
Schnelle T2-gewichtete Pulssequenzen
Die Anwendung von T2-gewichtetenPulssequenzen im Atemstillstand ist
Abb. 1a–e b Sagittaler Schnitt durchden Oberbauch, links die aus denSignalen von jeweils einem Spulen-segment rekonstruierten Bilder,rechts das daraus errechnete kom-binierte Bild
Abb. 2a–c m T1-gewichtete FLASH-Aufnahmen (TR/TE/α=150 ms/4,1 ms/75, 20 Schichten in 20 s) vor(a) und nach (b) Injektion eines gadoliniumhaltigen Kontrastmittels. Die randständige typische An-reicherung des Hämangioms ist nur in der ersten früharteriellen Phase (b) zu erkennen. Bereits in derdarauffolgenden Aufnahme (c) ist eine Unterscheidung zu einer Metastase nicht mehr möglich. Des-halb muß es möglich sein, die gesamte Leber in einer Atemanhaltepause aufnehmen zu können
Der Radiologe 8·99 | 665
Um dennoch ein ausreichendes SNR zuerreichen, müssen Array-Spulen ver-wendet werden. Zur Reduktion derMeßzeit können also nur die Repetiti-onszeit verkürzt, die Anzahl der gemes-senen Fourier-Zeilen verkleinert oderder sog. Turbofaktor, also die Zahlder nach einer Anregung gemessenenEchos, vergrößert werden.
Wenn zur Verkürzung der Meßzeitdie Repetitionszeit reduziert wird, be-steht die Gefahr, daß der Bildkontrastdarunter leidet und z.B. Metastasennicht erkennbar sind [9].
Fast alle fokalen Leberläsionen wer-den bei sehr langen Repetitionszeiten(Mehrfaches der T1-Relaxationszeit desnormalen Lebergewebes) hyperintensdargestellt. Diese haben fast ausschließ-lich längere T1- und T2-Relaxationszei-ten als das normale Lebergewebe. Des-halb muß bedacht werden, daß die ge-ringe Verlängerung der T1-Relaxations-zeit einer Läsion gegenüber derjenigenvon normalem Lebergewebe zu einer Si-gnalabnahme führt,die um so deutlicherausgeprägt ist, je kürzer die Repetitions-zeit TR gewählt wird (Abb. 4). Da dieserSignalabfall der erwünschten Signaler-höhung aufgrund des T2-Effekts entge-genwirkt, verringert er den Kontrastzwischen Leber und Läsion. Abb. 5 zeigteine Leber mit multiplen Läsionen. Inder gewählten Schichtlage zeigt sichder Befund im T1-gewichteten Nativbild(Abb. 5a) klar abgegrenzt. Die T2-gewichteten Aufnahmen wurden mit ei-ner Repetitionszeit von TR=2 (Abb. 5b)
Single-shot-Sequenzen
Mit den Single-shot-TSE-Sequenzenkann die Akquisitionszeit noch weiterverkürzt werden. Wie der Name sagt,werden alle Rohdaten für ein Bild miteiner einzigen Hochfrequenzanregungerzeugt. Für die Untersuchung desAbdomens kommen v.a. Sequenzen aufder Grundlage des Spinechoexperi-ments zur Anwendung, da sie gegen-über Suszeptibilitätsartefakten beson-ders unempfindlich sind. Dem Anre-gungsimpuls folgt bei diesem Sequenz-typ eine Kette von 180°-Hochfrequenz-impulsen, die die jeweiligen Spinechoserzeugen.
Die von Hennig et al. [7] entwickel-te RARE-Sequenz war der erste Vertre-ter dieses Sequenztyps. Da die Echover-zögerungszeit bei diesen Sequenzen inder Größenordnung von 1 s liegt, wer-den nur Körperflüssigkeiten, aber keinWeichteilgewebe mit T2-Relaxations-zeiten eines Bruchteils der Echozeitdargestellt. Deshalb kommt sie beider unten erwähnten Gallengangdar-stellung zur Anwendung.
Zur hochaufgelösten und kontrast-reichen Darstellung von Weichteilgewe-be ist die RARE-Sequenz zwar nicht ge-eignet, wohl aber eine zeitoptimierteVariante, welche die Half-Fourier-Tech-nik verwendet [10]. Das Sequenzsche-ma einer solchen unter dem AkronymHASTE bekannten Sequenz ist in Abb. 6dargestellt, oben mit längerem und un-ten mit kürzerem Abstand zwischenden einzelnen Echos. Ebenfalls einge-zeichnet sind stark vereinfacht die T2-
und TR=4 s (Abb. 5c) durchgeführt. Eshandelt sich um ein multifokales HCC ineiner Leber mit nachgewiesener Zirrho-se. Werden der Kontrast dieser Läsionzum zirrhotischen Gewebe des Hinter-grunds und zusätzlich der Milz-Leber-Kontrast berechnet, sind beide in derAufnahme mit der längeren Repetitions-zeit höher (Tabelle 1),bei der eine Akqui-sitionszeit von 20 s mit folgenden Para-metern erreicht wurde: Matrix 112·256,Turbofaktor 33. Dieses Beispiel zeigt,daß fokale Leberläsionen bei geeigneterWahl der Untersuchungsparameter auchmit TSE-Sequenzen in Atemanhaltetech-nik kontrastreich nachgewiesen werdenkönnen.
Abb. 3a, b m Darstellung einer fokalen Leberverfettung mit der In-Phase- (a) bzw. Opposed-Phase Me-thode (b) mit einer Doppelechosequenz in einem Atemstillstand. Um die erwünschte große Schicht-zahl von 20 Schichten jeweils in In- und Opposed-Phase zu erreichen, wurde das gegenphasige Bilddieser Aufnahme eines 1,5-T-Geräts mit der sehr kurzen Echoverzögerungszeit von nur 2,3 ms aufge-nommen. Niedrige Signalintensität der fokalen Leberverfettung im Opposed-phase-Bild
Abb. 4 m Schematische Darstellung des Kontrastverlusts einer T2-gewichteten Sequenz, da eine zukurze Repetitionszeit gewählt wurde (s. Text). Die senkrechten Pfeile geben den Signalabfall der
Läsion als Folge der gegenüber normalem Lebergewebe verlängerten T1-Zeit wieder. Dies wirkt dergewünschten Signalerhöhung im T2-gewichteten Bild entgegen. Als Konsequenz ergibt sich, daß für
einen guten T2-Kontrast bei Atemstillstandsaufnahmen eine genügend lange Repetitionszeit ge-wählt werden muß. Um eine ausreichende Verkürzung der Meßzeit zu erreichen, müssen die Matrix
reduziert und der Turbofaktor der Turbospinechosequenz erhöht werden
| Der Radiologe 8·99
Fortschritte in der Bildgebung des Abdomens
666
Abfallskurven der Signale von Körper-flüssigkeiten (Zysten, Galle) einerseitsund Weichteilgewebe (z.B. Lebergewe-be) andererseits. Soll eine kontrastrei-che Darstellung der Leber und von fo-kalen Leberläsionen erreicht werden,muß der Rohdatenraum insgesamt ge-messen worden sein, bevor das Signaldieser Strukturen im Rauschen ver-schwunden ist. Demzufolge können re-lativ langsame Sequenzen für die imfolgenden Kapitel beschriebene MRCPzum Einsatz kommen [3]. Für einen gu-ten Weichteilkontrast dagegen sind dieschnellsten heute verfügbaren Sequen-zen notwendig. Abb. 7 zeigt einen Pati-enten mit Pericholezystitis bei dem ei-ne schnelle HASTE-Sequenz mit einerAkquisitionszeit von 300 ms ange-wandt wurde (Matrix von 128·256, Ab-stand zwischen den Echos 4 ms).
Neuere Entwicklungen
Single-shot-MRCP mit hoher Auflösung
Geräte, die mit einer Körper-Array-Spule ausgerüstet sind, verfügen übergenügend Signal-Rausch-Reserven, so
noch genügend Signalbeiträge zu er-halten, darf aber die gesamte Meßzeitnur wenig verlängert werden (Abb. 6).Nur wenn dies gesichert ist, sind trotzdes T2-Abfalls auch aus dem für dieräumliche Auflösung besonders wich-tigen äußeren Rohdatenraum nochausreichend hohe Signale zu akquirie-ren. Dazu muß der Abstand derEchos verkürzt werden. Abb. 8 zeigtdie MRCP des gleichen Patienten miteiner Matrix von 240·256 (Abb. 8a) undmit einer hochauflösenden Matrix von333·512 (Abb. 8b). Der Echoabstand der1. Messung betrug 11,9 ms, derjenigeder 2. nur 7,5 ms. Die Pixelgröße der 1.Aufnahme betrug 1,1·1,1 mm, die der 2.0,9·0,7 mm.
daß mit ihnen Aufnahmen der Gallen-gänge mit hoher Qualität in wenigenSekunden angefertigt werden können.Die heute gebräuchlichste Methode derMRCP beruht auf den oben erwähntenSingle-shot-Methoden [8]. Soll dieräumliche Auflösung bei Single-shot-Aufnahmen verbessert werden, so mußdie Zahl der gemessenen Echos erhöhtwerden, was einer Erhöhung der Ma-trix gleichkommt. Um aus allen Echos
Abb. 5a–c m Hepatozelluläres Karzinom dargestellt mit einer T1-gewichteten Nativsequenz (a) undeiner T2-gewichteten Turbospinechosequenz (b,c), 1mal mit einer Repetitionszeit von 2 s (b) und 3,8 s(c), TE=88 ms, Matrix: 110·256, Turbofaktor 33, Schichtdicke 8 mm, Auflösung in der Bildebene2.0·1,4 mm, Meßzeit der Aufnahme (c) etwa 17 s. a,c Nur hier scharfe Umrandung eines der multiplenLäsionen (Pfeile) in dieser Schichtebene, b (kurze Repetitionszeit von nur 2 s) Befund kaum erkenn-bar, was durch die Kontrastberechnung in Tabelle 1 untermauert wird
Tabelle 1
Kontrastverhältnisse am Beispiel des Patienten von Abb. 5
Berechnet sind die Kontraste zwischen der mit einem Pfeil versehenen Läsion und der Leber,ebenso der Leber-Milz-Kontrast. Beide Kontrastwerte sind bei der längeren Repetitionszeitvon 4 s deutlich größer. Deshalb müssen bei T2-gewichteten Fast(Turbo)-Spinechosequen-zen die Matrix reduziert und ein hoher Turbofaktor gewählt werden, um eine für eine Atem-stillstandsmessung akzeptable Meßzeitreduktion zu erreichen, wohingegen eine Verkür-zung der Repetitionszeit zu einem nicht akzeptablen Kontrastverlust führt
Der Radiologe 8·99 | 667
Hochaufgelöste Gefäßdarstellung
Für die Diagnostik von Erkrankungendes Abdomens und der Leber ist nebendem Nachweis fokaler Läsionen undder Darstellung der Gangsysteme auchdie detailgenaue Abbildung der Gefä-ße wichtig. Dies gilt in besonderemMaß für die Planung chirurgischerEingriffe. Für die Darstellung der Ge-fäße eignet sich eine neue Gradienten-echosequenz, die soge. TRUE FISP. Da-bei ist TR so kurz, daß bei jeder neuenHochfrequenzanregung die Querma-gnetisierung der vorangegangenen HF-Anregung noch teilweise erhalten ist.Somit entwickelt sich ein Gleichge-wicht von ständig ab- und zunehmen-der Quer- und Längsmagnetisierung,ein sog. Steady-state-Zustand [2, 13].
Die Aufnahmen haben einen un-gewohnten T1–T2-Mischkontrast mitsehr hoher anatomischer Auflösung.Gefäße werden auch ohne Kontrast-mittelgabe sehr signalintensiv darge-stellt (Abb. 9). Es können Suszeptibili-tätsartefakte auftreten, wenn der Shimdes Magnetfelds ungenügend ist oderim Bereich von Luftansammlungenim Gastrointestinaltrakt. Abb. 9a,bzeigen TRU-FISP-Aufnahmen mitverschiedenen Repetitions- und Echo-
TR/TE=7,1 ms/3,6 ms (Abb. 9a) sindweniger Suszeptibilitätsartefakte an derGrenze zwischen Leber und Lunge fest-zustellen.
Dreidimensionale MRTim Atemstillstand
Nachteil der zweidimensionalen T1-gewichteten Bildgebung im Oberbauchist es, daß typische Schichtdicken>4 mm keine dreidimensionale Rekon-struktion erlauben. Mit dreidimensiona-len FLASH-Sequenzen können auf-grund ihres höheren SNR dünnereSchichten akquiriert werden. Zusätz-lich können damit die Gefäße des Ober-bauchs sehr gut dargestellt werden. Al-lerdings unterscheidet sich eine solcheSequenz von denen, die für eine MR-Angiographie optimiert sind. Diese Se-quenzen sind auf kurze Echozeiten opti-miert, um eine Dephasierung der Ma-gnetisierung des fließenden Bluts unddamit eine Erniedrigung dessen Signalszu verhindern. Eine solche kurze Echo-zeit wird mit schnellen Gradienten-systemen erreicht, indem zusätzlichdie Echosignale in Read-out-Richtungunsymmetrisch ausgelesen werden. Diedann entstehenden Gibbs-Artefaktewerden in Kauf genommen, weil sie beider MR-Angiographie nicht stören. Diehier verwendete Sequenz hat aufgrundsymmetrischer Echoauslesung keinesolchen Artefakte. Damit können so-wohl kontrastmittelanreichernde Le-
zeiten. Abb. 9b wurde mit TR/TE=3,6 ms/2,5 ms) aufgenommen. Dazuwurde ein Ganzkörpergradientensy-stem mit einer maximalen Stärke von30 mT/m und einer minimalen An-stiegszeit von 300 µs verwendet. In-nerhalb von 12 s wurde ein Schicht-block von 19 Schichten akquiriert.Im Vergleich zu den Aufnahmen mit
Abb. 7 c Pericholezystitis, dargestellt miteiner schnellen, für die Weichteildarstellung
optimierten HASTE-Sequenz. Die Konturender Leber sind scharf abgebildet, und die
feinen Signalabstufungen von Gallenblase,Entzündung, Ödem und normaler Leber wer-
den kontrastreich dargestellt (mitfreundlicher Genehmigung Dr. Engelhardt,
Nürnberg)
Abb. 6 m Sequenzdiagramme von je einer HASTE-Sequenz mit langem und kurzem Echoabstand inRelation zu den T2-Relaxationszeiten von Weichteilgewebe und Körperflüssigkeiten. Das Diagrammoben hat einen typischen Echoabstand von 10 ms, unten etwa die Hälfte. Es wird deutlich, daß beider langsameren Sequenz bei den für eine hohe räumlichen Auflösung wichtigen Messungen imäußeren K-Raum keinerlei Signal des Weichteilgewebes übrig geblieben ist. Durch diesen Filtereffektgeht Auflösung verloren. Sehr wohl gibt es noch Signal von Körperflüssigkeiten. Um Lebergewebemit hoher Auflösung darzustellen und insbesondere fokale Läsionen darin aufzuspüren, müssen alleFourier-Zeilen gemessen worden sein, bevor die Signalbeiträge der Leber im Rauschen verschwun-den sind
| Der Radiologe 8·99
Fortschritte in der Bildgebung des Abdomens
668
berläsionen als auch die Gefäße desOberbauches gut dargestellt werden.Abb. 10 zeigt einen Schnitt durch dieLeberspitze mit der Gallenblase unddem Pankreaskopf. Bei einer Meßzeitvon 20 s sind mit einer Blockdicke von16 cm 40 Schichten (interpoliert) bei ei-ner In-Plane-Auflösung von 2·1,3 mmmöglich (Abb. 10c).
Diffusionsbildgebung der Leber zurDifferenzierung fokaler Leberläsionen
Bereits 1994 wurde über Messungender Diffusionskonstanten der norma-
Diffusionsgewichtete Sequenzenauf der Basis von Steady-state-Se-quenzen [1] zeigen keine derartigenArtefakte. Allerdings sind sie, wie je-de diffusionsgewichtete Sequenz, mitMeßzeiten von mehreren Sekundenfür Bewegungsartefakte anfällig. Den-noch können solche Sequenzen zur
len Leber und von verschiedenen foka-len Leberläsionen berichtet [19]. Dabeiwurden diffusionsgewichtete echopla-nare Sequenzen verwandt. Infolge vonSuszeptibilitätsartefakten an der Grenzezu lufthaltigen Räumen war die Bild-qualität bei solchen Untersuchungenerheblich eingeschränkt.
Abb. 8a, b m Vergleich zweier MRCP mit den Matrizen 240·256 (Echoabstand 12 ms) (a) und 330·512(Echoabstand 7 ms) (b). Eine höhere Auflösung kann nur dann erzielt werden, wenn die Messung mit
höherer Fourier-Zeilenzahl ohne wesentliche Meßzeitverlängerung gegenüber der Vergleichsmes-sung erreicht wird. Auf der rechten Aufnahme (b) sind die Verzweigungen der Gallengänge schärfer
abgebildet. Deutlich zu erkennen sind die Aufspreizung der Hepatikusgabel durch eine intrahepa-tische Raumforderung und die Gallensteine im Ductus choledochus
Abb. 9a, b m Koronaler Schnitt durch die Leber mit der TRU-FISP-Technik. Kontrastreiche Darstellungder Lebergefäße (TR/TE=2,3/3,3 ms). a Gradientensystem mit maximaler Gradientenamplitude von20 mT/m, Anstiegszeit 800 µs von 0 auf Maximum (slewrate 25), b maximale Amplitude von 30 mT/m,Anstiegszeit von 300 µs von 0 auf Maximum (slewrate 100). Als Folge der kürzeren Echozeit sind dieSuszeptibilitätsartefakte reduziert. Zudem konnte die Anzahl der Schichten wegen der Verringerungder Repetitionszeit für 20 s Meßzeit auf 25 gegenüber 15 gesteigert werden
Der Radiologe 8·99 | 669
artdiagnostischen Charakterisierungfokaler Leberläsionen, z.B. von Häm-angiomen genutzt werden. Dazu wer-den Aufnahmen mit sehr geringer undmit mittlerer Diffusionswichtung an-gefertigt. Abb. 11 zeigt das Beispiel ei-nes Leberhämangioms. Ohne Diffusi-onswichtung zeigt die Flüssigkeit inder Gallenblase ein hohes, das Häm-angiom ein intermediäres Signal.Mit zunehmender Diffusionswich-tung führt der geringe Blutfluß im
gungsartefakte und bewegungsbeding-te Teilvolumeneffekte vermieden wer-den können. Es sind T1-gewichtete Se-quenzen mit und ohne Fettsättigungverfügbar, mit denen die ganze Leber ineiner Atemanhaltephase untersucht wer-den kann. Mit der Doppelechotechnikkönnen je 20 Schichten In- bzw. Out-of-Phase während eines Atemstillstandsakquiriert werden. Damit wird einSchichtversatz durch eine unterschied-liche Zwerchfellposition vermieden, wieer bei 2 getrennten Aufnahmen möglichist. Da hier für das Opposed-Phase-Bildeine Echozeit von 2,1 ms gewählt wer-den muß und die Doppelechosequenzein kurzes Auslesefenster hat, sind fürderartige Aufnahmen besonders lei-stungsfähige Gradienten mit kurzenAnstiegszeiten erforderlich.
Hämangiom zu einer zunehmendenSignalminderung.
Schlußfolgerungen
Die Einführung von Array-Spulen undschnellen bzw. ultraschnellen Pulsse-quenzen hat dazu geführt, daß heuteMRT-Untersuchungen des Abdomensim Atemstillstand durchgeführt werdenkönnen. Dies bedeutet einen wichtigenFortschritt, da auf diese Weise Bewe-
Abb. 10a–c m Schnitt durch die kaudalen Anteile des rechten Leberlappens mit der Gallenblase unddem Pankreaskopf mit einer T1-gewichteten zweidimensionalen FLASH (a), einer T2-gewichtetenHASTE-Sequenz (b) und einer dreidimensionalen fettgesättigten T1-gewichteten FLASH-Sequenz (c),letztere nach Kontrastmittelgabe. Scharfe Abbildung der anatomischen Strukturen mit der dreidi-mensionalen Sequenz aufgrund einer geringen Schichtdicke von etwa 2,5 mm. Bei einer Meßzeit von18 s sind mit einer Blockdicke von 10 cm 40 Schichten (interpoliert) bei einer In-Plane-Auflösung von2·1,3 mm möglich
Abb. 11a–d m Diffusionsgewichtete Sequenzen, a,b ohne, c,d mit Diffusionswichtung. Die makrosko-pische Bewegung des Bluts im Hämangiom (dicke Pfeile) führt bereits bei der verwendeten schwachdiffusionsgewichteten Sequenz zu einer starken Signalminderung (c) gegenüber einer Sequenz ohneDiffusionswichtung (a) und läßt sich leicht unterscheiden von der deutich geringeren Signalminde-rung in der Gallenblase (dünne Pfeile in b,d) oder derjenigen einer Zyste, die sich bezüglich der Signal-gebung ebenso oder ähnlich wie die Gallenblase verhält
9. Kanematsu M, Hoshi H, Murakami T, Inaba Y,
Hori M, Nandate Y,Yokoyama R, Nakamura H
(1998) Focal hepatic lesion detection: com-parison of four T2-weighted MR imagingpulse sequences. Radiology 206:167–175
10. Kiefer B, Graessner J, Hausmann R (1994)
Image acquisition in a second with half-Fourier acquisition single-shot turbo spinecho. J Magn Reson Imaging 4:86
11. Marti-Bonmati L, Casillas C, Graells M, Masia L
Hartl W, Schajor W (1986) FISP: eine neueschnelle Pulssequenz für die Kernspin-tomographie. Electromedica 54:15–18
14. Pawluk RS,Tummala S, Brown JJ, Borrello JA
(1999) A retrospective analysis of theaccuracy of T2-weighted images anddynamic gadolinium-enhanced sequencesin the detection and characterization offocal hepatic lesions. Magn Reson Imaging
9:266–273
15. Rofsky NM,Weinreb JC, Ambrosino MM, Safir J,
Krinsky G (1996) Comparison betweeninphase and opposed-phase T1-weightedbreath-hold FLASH sequences for hepaticimaging. J Comput Assist Tomogr 20:230–235
16. Semelka RC, Simm EC, Recht M, Deimling M,
Lenz G, Laub G (1981) T1-weightedsequences for MR imaging of the liver:comparison of three techniques for single-breath whole volume acquisition at 1.0and 1.5 Tesla. Radiology 180:629–635
17. Semelka RC,Worawattanakul S, Kelekis NL,
John G,Woosley JT, Graham M, Cance WG
(1997) Liver lesion detection, characteriza-tion, and effect on patient management:comparison of single-phase spiral CT andcurrent MR techniques.J Magn Reson Imaging 7:1040–1047
18. Taupitz M, Deimling M, Malcher R, Schröter T,
Bollow M, Hamm B (1998) A new rapidT1-weighted multiplanar spoiledgradient-echo sequence for simultaneousacquisition of in-phase and opposedphase images (SINOP). ISMRM 1998, p 98
19. Yamashita Y,Tang Y,Takahashi M (1998)
Ultrafast MR imaging of the abdomen:echo planar imaging and diffusionweighted imaging. J Magn Reson Imaging
8:367–374
nen mit Hochleistungsgradientensyste-men sowohl die Bildqualität verbessertals auch die Schichtzahl pro Ateman-haltezyklus vergrößert werden.
Mit dreidimensionalen Sequenzenlassen sich kleine Befunde leichterauffinden. Wegen des höheren Signal-Rausch-Verhältnisses gegenüber derzweidimensionalen Schichttechnik sinddünnere Schichten möglich, und da-durch werden Teilvolumeneffekte ver-ringert. Dabei erlaubt die aus derAngiographie bekannte Interpolations-technik eine genügend hohe Schicht-zahl bei einer Einzelschichtdicke von2–3 mm.
Es bleibt weiteren klinischen Studi-en vorbehalten, zu klären, ob mit diffu-sionsgewichteten Sequenzen eine ge-nauere Charakterisierung von Leberlä-sionen möglich ist und ob sie Auf-schlüsse über das Ansprechen auf eineTherapie vermitteln können.
Literatur1. Buxton RB (1993) The diffusion sensitivity
of fast steady-state free precessionImaging. Magn Reson Med 29:235–243
2. Deimling M, Heid O (1994) Magnetizationprepared true FISP imaging. 2nd SMRM
1994, San Francisco, Book of Abstracts, p 495
3. Ernst O, Calvo M, Sergent G, Mizrahi D,
Carpentier F (1997) Breath-hold MR chol-angiography using a HASTE sequence:comparison of single slice and multisliceacquisition techniques.AJR Am J Roentgenol 169:1304–1306
4. Gauger J, Holzknecht NG, Lackerbauer C-A,
Sittek H, Fiedler KE, Petsch R, Reiser M (1996)
Breathhold imaging of the upperabdomen using a circular polarized arraycoil: comparison with standard bodycoil imaging. MAGMA 4:93–104
Comparison of the diagnostic impact ofCECT, unenhanced and SPIO-enhancedMRI in Patients with malignant liverdisease (Abstract). Radiology [Suppl] 209:178
7. Henning J, Nauerth A, Friedburg H (1986)
RARE imaging: a fast imaging method forclinical MR. Magn Reson Med 3:823–833
8. Holzknecht N, Gauger J, Sackmann M,Thoeni R,
Schurig J, Holl J,Weinzierl M, Helmberger Th,
Paumgartner G, Reiser M (1998) Breath-holdMR cholangiography with snapshottechniques: prospective comparison withendoscopic retrograde cholangiography.Radiology 206:657–664
| Der Radiologe 8·99
Fortschritte in der Bildgebung des Abdomens
670
Wegen der notwendigen kurzenAuslesefenster muß der damit einherge-hende Verlust im SNR kompensiert wer-den, so daß diese Aufnahmen mit guterQualität Systemen mit Array-Spulenvorbehalten bleiben. Werden statt derEchozeiten von 2,1 und 4,3 ms die bei-den späteren In- und Opposed-Phase-Echozeiten von 4,3 und 6,6 ms gewählt,so können längere Auslesefenster mitbesserem SNR verwendet werden. Dieserfordert aber längere Repetitionszeitenpro Schicht, so daß es nicht mehr mög-lich ist, die ganze Leber in einer Atem-stillstandsphase zu untersuchen.
Um T2-gewichtete Aufnahmen in-nerhalb eines Atemstillstands zu akqui-rieren, ist es von entscheidender Bedeu-tung, daß richtige Sequenzparametergewählt werden. Nur dann bleibt dieSensitivität für den Nachweis fokalerLeberläsionen erhalten. Es hat sich ge-zeigt, daß dies nur mit Fast(Turbo)-Spinechosequenzen mit Turbofaktorenum 30 möglich ist. Wenn die Matrix aufPixelgrößen von ca. 1,5–2 mm reduziertwird, beträgt die Meßzeit 16–20 s. AlsNachteil ist zu nennen, daß Fett wegender bekannten Magnetisations-Trans-fer-Effekte ein hohes Signal hat, wel-ches insbesondere in der Nähe der Spu-lenelemente stört und daß hochauflö-sende Aufnahmen nach wie vor nur mitMessungen möglich sind, die eine Ak-quisitionszeit von mehreren Minutenerfordern.
Die Entwicklung von Single-shot-Sequenzen auf der Basis von Turbo-spinechosequenzen, zusammen mit derHalf-Fourier-Technik, hat zu einemSequenztyp geführt, der einen gutenWeichteilkontrast besitzt. Werden sol-che Single-shot-Sequenzen bei derMRCP verwendet, dann sind, wiederumin Verbindung mit hochwertigen Array-Spulen, Aufnahmen mit hoher Auflö-sung und einer Pixelgröße von etwa0,7·1 mm möglich, wobei die Meßzeit<4 s beträgt.
Steady-state-Sequenzen sind nichtgeeignet, um fokale Leberläsionen nach-zuweisen, da sie keinen ausreichendenT2-Kontrast gewährleisten. Sie stellenaber die Gefäße, auch ohne Anwendungvon Kontrastmittel, sehr signalreich darund besitzen eine sehr gute räumlicheAuflösung. Bei diesem Sequenztyp kön-
![Morbiditt und Mortalitt nach Eingriffen an der Leber Aufschlsse ber die Anatomie der Leber gaben Capri (1470-1530) [14],](https://static.unterlagen.site/doc/80x56/5a7a216f7f8b9adf778d09f3/morbiditt-und-mortalitt-nach-eingriffen-an-der-leber-aufschlsse-ber-die-anatomie.jpg)
