Pilotstudie zur nicht invasiven Perfusionsmessung unter Raumluft und Sauerstoffinhalation mit der Magnetresonanztomographie (MRT)- Bildgebung

Abstract

Die MRT wird bisher nur in speziellen Fällen routinemäßig zur Lungendiagnostik eingesetzt, aber die kontinuierlichen Fortschritte auf diesem Gebiet sind evident. Die morphologische Abbildung des Lungenparenchyms erreicht nicht die qualitative Genauigkeit der CT, das größere Potential der pulmonalen MRT liegt jedoch in der funktionellen Darstellung von verschiedensten Lungenparametern. Primäres Ziel der Pilotstudie war es die Frage zu klären, ob eine reliabele Darstellung von Effekten der Änderung sowie Umverteilung der Lungenperfusion unter Sauerstoff (O2)-Gabe bei gesunden Probanden messtechnisch mit der MRT mittels Arterial Spin Labeling (ASL) -Technik zu erfassen ist. Es gingen die Ergebnisse von zehn gesunden Probanden in diese Studie ein. Bei ihnen umfasste die funktionelle MRT-Untersuchung eine protonengewichtete FLASH 2D GRE- Sequenz zur Lungenvolumenbeurteilung sowie atemgetriggerte HASTE-Sequenzen (TR:7 sek; TE:24 ms; Flip Winkel:180°; Schichtdicke 20mm, TI 1200ms) in sagittaler Schnittführung, die unter Zugabe von Sauerstoff (O2) als nicht selektive IR HASTE zur Ventilationsbildgebung und für die Perfusionsbildgebung zusätzlich als schichtselektive IR HASTE in ASL-Technik gemessen und mit einer modifizierten Bloch-Gleichung berechnet wurden. Sowohl bei der Ventilations-, als auch bei der Perfusionsbildgebung zeigten sich nach O2-Gabe signifikante Unterschiede in der Signalintensität und der Perfusion. Für alle Probanden war es möglich mindestens einseitig eine An- und Abflutung von O2 in der Lunge durch eine Kurve mit exponentieller Annäherung darzustellen. In der Arbeit konnte ein signifikanter Unterschied (p < 0,01) in der quantitativen Perfusion unter Raumluft und nach O2-Gabe in den gewählten ROIs, welche sämtliche Lungenlappen abdeckten, aufgezeigt werden. Die Auswertung der Perfusion mit verschiedenen Schwellenwerten von 1000, 750 und 500 ml/min/100g, ließ Werte zwischen 1000 und 750 als optimal veranschlagen. Bei vereinfachter Berechnung der Perfusion mittels einer festgelegten T1 von 1000ms könnten die Perfusionswerte durch die Anpassung der T1 nach O2-Gabe in der modifizierten Bloch-Gleichung noch höher ausfallen als hier errechnet. Es konnte zusätzlich eine Korrelation der berechneten Perfusionszunahme nach O2-Gabe sowohl zu der Signalzunahme des Lungengewebes unter O2 (r = 0,74; p = 0,02) als auch zur relativen Signalintensitätsänderung bei Atmung (r =0,95; p < 0,01) festgestellt werden Insgesamt ist festzuhalten, dass eine HASTE-Sequenz geeignet ist, Perfusion und O2-bedingte physiologische Veränderungen im Lungenparenchym abzubilden. Die Verwendung der MRT in der Lungendiagnostik wäre gerade mit der Weiterentwicklung von selektiven Therapieprinzipien ein erstrebenswertes Ziel, denn diese röntgenstrahlungsfreie Methode kann in einer Untersuchung morphologische und funktionelle Lungenparameter erfassen.