Quantitative Magnetresonanzuntersuchungen von Rinderlebergewebe im Verlauf des Fixiervorgangs bei Verwendung zweier unterschiedlicher Fixiermittel

Abstract

In dieser Dissertation wurden das etablierte Fixiermittel Formaldehyd und das in der Anatomie der Universität Tübingen neu entwickelte Fixiermittel eines Alkylderivats vergleichend in der Magnetresonanztomographie und Magnetresonanzspektroskopie untersucht. Diese Untersuchungen hatten zum Ziel, die MR-spezifischen Eigenschaften der beiden Fixiermittel zu charakterisieren und den Verlauf des Eindringens der Fixiermittel in der MRT und MRS über sechs Monate zu dokumentieren und diese Ergebnisse zu vergleichen. Zuerst wurden die Relaxationszeiten von Verdünnungsreihen wässriger Formaldehyd- und Alkylderivatlösungen gemessen. Die Ergebnisse zeigten in den wässrigen Formaldehyd- und Alkylderivatlösungen einen vergleichbaren Effekt. Die Relaxationszeiten nahmen bei zunehmender Konzentration der Fixiermittel ab. Im nächsten Schritt wurden T1 und T2 der fließmittelhaltigen Formaldehyd- und Alkylderivatlösung gemessen, die auch im späteren Gewebeexperiment verwendet wurden. In beiden fließmittelhaltigen Fixierlösungen führt das hinzu-gesetzte Fließmittel zu einer weiteren Abnahme von T1 und T2 im Vergleich zu den wässrigen Fixiermittellösungen. Im Anschluss daran wurden MR-Spektren der wässrigen und fließmittelhaltigen Fixierlösungen aufgenommen. Die Spektren der wässrigen Fixiermittellösungen wurden mit in vivo Spektren verschiedener Gewebe verglichen. Hierbei ergab der Vergleich, dass das Formaldehyd im Spektrum ein spezifisches und wieder erkennbares Signal aufzeigt. Das Spektrum der wässrigen Alkylderivatfixierlösung hingegen weist viele verschiedene Signale auf, die mit gewebeeigenen Signalen überlappen. Somit konnte kein alkylderivatspezifisches Signal bestimmt werden. Die Spektren der jeweiligen wässrigen und fließmittelhaltigen Fixierlösungen wurden ebenfalls verglichen. Hierbei zeigte sich in den formaldehydhaltigen Lösungen, dass sowohl in der wässrigen als auch in der fließmittelhaltigen Lösung das Formaldehydsignal identifiziert werden kann. In den alkylderivathaltigen Lösungen zeigte sich, dass die Signale des Fließmittels mit einigen Signalen des Alkylderivats an denselben Positionen des Spektrums lagen und sich eine Differenzierung zwischen Fließ-mittel und Alkylderivat als schwierig herausstellte. Im Anschluss an die Charakterisierung MRT- und MRS-spezifischer Merkmale der reinen Fixierlösungen wurde Rinderlebergewebe in der fließmittelhaltigen Formaldehyd- und Alkylderivatlösung fixiert. In den Experimenten zur Fixierung von Rinderlebergewebe wurden die Kontrastveränderungen mittels T1-, T2- und PD-gewichteter MR-Bildgebung untersucht. Hierbei ergab sich die ausgeprägteste Kontrastveränderung und damit Visualisierung des Fixiervorganges in den T1-gewichteten Bildern. Im Folgenden wurden die Veränderungen von T1 und T2, des Magnetisierungstransfers und der Diffusion untersucht. Im Vergleich der etablierten und der neuen Fixierlösung ergab sich, dass sich T1 und der Magnetisierungstransfer in den beiden Fixierlösungen ähnlich verhalten. Der T2-Wert der verschiedenen Fixierlösungen war nicht mit monoexponentiellen Fitprozeduren bestimmbar. Die in der Diffusionsbildgebung ermittelten ADC-Werte unterliegen starken Schwankungen und zeigen im Verlauf keine eindeutige Tendenz. Die verschiedenen chemischen Bestandteile innerhalb der jeweiligen Fixierlösungen erschweren durch verschiedene Diffusionseigenschaften die Bestimmung der ADC-Werte in den Fixierlösungen und den fixierten Lebergeweben. Im Verlauf von sechs Monaten wurden die Fixiermittel sowohl in der leber-umgebenden Fixierlösung als auch in dem Lebergewebe spektroskopisch untersucht. Die nicht einfach referenzierbare Signalintensität, daraus resultierend, dass es kein in seiner Signalintensität konstantes Signal gab, lässt eine quantitative Aussage über die abnehmende Konzentration des Formaldehyds und des Alkylderivats in den Lösungen sowie die Zunahme der Formaldehyd- und Alkylderivatkonzentration in den fixierten Lebergeweben nicht zu. Nach Abschluss des Fixiervorgangs erfolgte mit Hilfe des Anatomischen Instituts in Tübingen eine histologische Aufarbeitung der fixierten Lebergewebe. In der Histologie des formaldehydfixierten Lebergewebes lässt sich ein Zellerhalt bis in die Mitte des Lebergewebes nachweisen. Die Histologie des alkylderivatfixierten Lebergewebes lässt einen Nachweis des Zellerhalts im oberen Drittel der Leber zu. Makroskopisch waren beide Lebergewebe nach der Fixierung in ihrer Struktur erhalten, unterschieden sich allerdings in ihrer Farbe und Haptik. Das formaldehydfixierte Lebergewebe zeigte eine gräuliche Farbe und eine starre feste Haptik. Das alkylderivatfixierte Lebergewebe zeigte eine bräunlich-rosafarbene Farbe und eine weichere Haptik. Somit müssen die Fixiermittel in die Lebergewebe eingedrungen sein und diese unterschiedlich fixiert haben, da es in der Makroskopie und Mikroskopie sonst nicht zu den genannten Unter-schieden gekommen wäre.