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Medizinische Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 11/19
Wir führten eine MRT-Studie mit Probanden durch. Wir wendeten dabei bei jedem Probanden eine Ganzkörper- Magnetresonanz (GK-MR)- Tomographie, eine GK-MR- Angiographie und eine Kardio-MRT zum Screening auf kardiovaskuläre und Tumorerkrankungen an. Neu an dieser Untersuchung ist die Kombination dieser bislang in Einzelprotokollen eingesetzten Untersuchungsschritte in ein integriertes GK-MR-Protokoll. Ziel dieser Studie war es die technische Machbarkeit dieses GK-MR-Protokolles zu zeigen und zum anderen die diagnostische Wertigkeit überprüfen. Wir schlossen 138 beschwerdefreie Angestellte zweier Unternehmen wurden eingeschlossen, nachdem es in einer ausführlichen Anamnese keine Hinweise auf kardiovaskuläre oder maligne Erkrankungen gab. Alle Teilnehmer komplettierten die gesamte Untersuchung. Die Untersuchungszeit lag in den allermeisten Fällen bei knapp 90 Minuten. Das ist eine gemeinhin als noch tolerabel eingeschätzte Untersuchungszeit für Routinemessungen. In allen Fällen wurde eine gute bis sehr gute diagnostische Bildqualität erzielt. Wir fanden bei ca. 84% der Patienten pathologische Befunde. Davon waren allerdings nur ca. 35% für eine weitere Abklärung, Kontrolle oder Therapieinitiierung relevant. Die Mehrzahl der pathologischen Befunde fanden wir im vaskulären System (32% aller pathologischen Befunde), am häufigsten im Bereich der Beinarterien (35% aller vaskulären Befunde oder absolut 9,3%). Keiner der Probanden musste einer Operation oder angiographischen Intervention zugeführt werden. Wir fanden lediglich gering- oder mittelgradige Stenosen, die im Verlauf kontrolliert werden sollten. In der Kardio-MRT fanden wir bei 6 Probanden eine Wandbewegungsstörungen, bei 2 Fällen eine verzögerte Kontrastmittelanreicherung, bei 12 einen Perfusionsdefekt. Diese Befunde sprechen für eine abgelaufene Myokardischämie. Klappenvitien fanden wir bei 9 Prob. Sowie eine Perikarditis und eine Perikardzyste, eine eingeschränkt myokardiale Globalfunktion, 4 Mal Hinweise für eine Myokardhypertrophie. In dem Tumorscreening fanden wir kein Malignom, aber ein Meningeom, welches sich auch in einer dezidierten MRT des Neurocraniums bestätigte, histologisch bislang jedoch nicht gesichert ist. Wir fanden außerdem eine asymptomatisch abgelaufene cerebrale Ischämie. Wir stellten Häufigkeiten für Pathologien in der GK-MRT und auch die in der MR-Angiographie in unserem Kollektiv fest, die denen vergleichbarer Kollektive in der Literatur weitestgehend entsprechen. Auch die Ergebnisse der Herz-MRT-Untersuchung korrelieren gut mit Kardio-MRT Studien an Probanden. Limitierend an unserer Studie ist der fehlende Vergleich zum jeweilig anerkannten Goldstandard. Diese wäre Ultraschall, CT, CT-Angiographie und konventionelle digitale Subtraktionsangiographie. Bei der Untersuchung von Probanden war es nicht zu rechtfertigen Strahlung zu applizieren. Auch wollten wir unsere Probanden unter keinen Umständen durch Anwendung jodhaltigen Kontrastmittels gefährden. Ultraschall könnte als Goldstandard für die MRA eine gute nicht invasive Alternative darstellen. Die Darstellung des gesamten arteriellen Gefäßsystems ist jedoch nur diskontinuierlich möglich, sehr aufwändig und zudem untersucherabhängig. Die Kardio-MRT hätte mit der Echokardiographie als Goldstandard vergleichen werden können. Diese führten wir in unserer Studie jedoch nur auf Einzelfallebene durch. Aufgrund der Rekrutierung des Kollektives ist darüber hinaus ein Selektions-Bias zu erwarten. Das vorliegende GK-MR-Protokoll zeigte eine gute klinische Anwendbarkeit und Akzeptanz. Die nicht geringe Anzahl detektiereter kontrollbedürftiger Befunde veranlasste uns diesen Studienteilnehmern zur Prophylaxe potentiell letaler kardiovaskulärer Ereignisse engermaschige Kontrollen anzubieten.
Medizinische Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 07/19
Die Transplantatvaskulopathie stellt die häufigste Todesursache im langfristigen Verlauf bei Patienten nach Herztransplantation dar. Das morphologische Erscheinungsbild ist gekennzeichnet durch immunologisch bedingte Veränderungen von Arterien und Venen unterschiedlichen Kalibers und mündet zumeist in eine progrediente koronare Herzerkrankung. Durch die Denervierung des Herzens bei der Transplantation fehlen zumeist die klassischen Symptome einer myokardialen Ischämie, so dass ventrikuläre Arrhythmien, Herzinsuffizienz oder der plötzliche Herztod oft die ersten und einzigen Manifestationen der Erkrankung sind. Im Rahmen der routinemäßigen Nachsorgeuntersuchungen nach Herztransplantation ist es daher von Bedeutung, den Beginn der Erkrankung möglichst frühzeitig zu erkennen – am besten eben noch bevor sich erste klinische Anzeichen manifestieren. Unsere Arbeitsgruppe evaluierte die Rolle der Echokardiographie unter medikamentöser Herzbelastung, besonders im Hinblick auf den zusätzlichen diagnostischen Wert durch die Applikation von Ultraschall¬kontrastmitteln. Bei 30 Patienten (durchschnittlich 7,5 Jahre nach Herztransplantation) wurden im Rahmen der Dobutamin-Stressechokardiographie durch die zusätzliche Applikation von Ultraschallkontrastmittel Daten zur myokardialen Perfusion erhoben. Dazu wurden die Echokardiographie in drei Stufen ausgewertet und mit einem kombiniert morphologisch-funktionellen Goldstandard bestehend aus Koronarangiographie, IVUS und Myokard-Perfusions-Szintigraphie verglichen um dem heterogenen Erscheinungsbild der Transplantatvaskulopathie gerecht zu werden. Die ersten zwei Stufen beinhalteten die konventionelle Analyse von Wandbewegung und Wanddickenveränderung sowie die visuelle Beurteilung der Kontrastmittelverteilung im Myokard. Darüber hinaus wurden erstmalig an einem Kollektiv herztransplantierter Patienten Anflutungsgeschwindigkeit des Kontrastmittels und absolutes Perfusionsniveau quantitativ für die einzelnen Myokardabschnitte erfasst. Kurz zum physikalischen Hintergrund: Ultraschallkontrastmittel bestehen aus kleinen Gasgefüllten Mikorbläschen mit einer Phospholipid-Monolayer welche intravenös appliziert werden und mit dem Blutsrom ins Herzen gelangen. Moderne Sonogeräte ermöglichen es, diese Bläschen in vivo in Schwingung zu bringen und sie so sichtbar zu machen. Nach der Abgabe eines hochenergetischen Schallimpulses durch den Schallkopf werden sämtliche Gasbläschen im Myokard zerstört und in den darauf folgenden Herzzyklen kann die Geschwindigkeit der Wiederanflutung sowie die absolute Gasbläschenmenge quantitativ gemessen werden. Da sich das KM homogen im Blut verteilt können somit Rückschlüsse auf Anflutungsgeschwindigkeit und Perfusionsniveau gezogen werden. Bereits durch die visuelle Auswertung der Myokardkontrastechokardiographie ergab sich ein Zugewinn an Sensitivität und Spezifität im Vergleich zur herkömmlichen Dobutamin-Stressechokardiographie in der Diagnostik der hämodynamisch relevanten Transplantatvaskulopathie. Eine weitere Steigerung der Treffsicherheit wurde durch die zusätzlichen quantitativen Myokardanalysen erreicht. Für alle Auswertungen wurde das Myokard in den Standarschnittebenen untersucht und in insgesamt 18 Segmente unterteilt. Oben genannte Wiederanflutungskurven wurden für jedes Segment in Ruhe und bei Belastung gemessen und anschließend voneinander subtrahiert. Diese Delta Werte für den Anstieg der Kurve sowie das Absolute Perfusionsniveau ermöglichen quantitative Aussagen über eine etwaige Perfusionsverschlechterung von Stress im Vergleich zur Ruhe. In der Arbeit konnte gezeigt werden, dass ein präselektioniertes Patientengut von der hohen Sensitivität und Spezifität der Methode profitiert und die Anzahl der routinemäßig durchgeführten Koronarangiographien vermindert werden könnte.
Medizinische Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 07/19
Der technische Fortschritt im Bereich der kardialen Computertomographie ermöglicht durch die Einführung der Mehrschicht-Spiral-CT (MSCT) und die damit verbundene verbesserte zeitliche wie auch räumliche Auflösung neue Möglichkeiten in der nicht invasiven Diagnostik der koronaren Herzerkrankung (KHK). Die Grundlage dieser Erkrankung bilden atherosklerotische Veränderungen der Herzkranzgefäße. Mit Hilfe der MSCT lässt sich diese auf zwei unterschiedliche Arten darstellen. Zum einen kommt hierbei die Detektion von Koronarkalk in einem nativen CT-Scan zum Einsatz. Kalk spiegelt nicht nur das Vorhandensein von atherosklerotischen Läsionen wieder, sondern die Menge an Verkalkung, quantifizierbar in unterschiedlichen Scores (Agatston-Score, Kalkvolumen- und Massescore) korreliert mit dem Ausmaß der koronaren Atherosklerose. Allerdings müssen atherosklerotische Plaques nicht zwangsläufig Kalkeinlagerungen aufweisen. Durch die zusätzliche Applikation eines Kontrastmittels gelingt die Darstellung der Koronargefäße in ihrem gesamten Verlauf sowie zudem von Wandveränderungen dieser epikardialen Arterien. Eine beträchtliche Zahl von Studien an kleineren Patientenkollektiven konnte zeigen, dass sich mit Hilfe dieser Modalität mittel- bis höchstgradige Stenosen detektieren lassen. In der vorliegenden Arbeit wurde der diagnostische Stellenwert der kontrastmittelverstärkten MSCT-Angiographie (MSCTA) zur morphologischen Differenzierung und Quantifizierung atherosklerotischer Plaques der Herzkranzgefäße (Plaque-Imaging) evaluiert. In einer Vergleichsstudie mit dem intravaskulären Ultraschall, dem derzeitigen Goldstandard, an 46 konsekutiven Patienten sollte die Sensitivität und Spezifität der 16-Zeilen-CT-Angiographie (Sensation 16, Siemens Medical Solutions, Forchheim, Deutschland) bei der morphologischen Klassifizierung der Plaques untersucht werden. Hierbei wurden mit der MSCTA in 62 von 80 (78%) 3-mm-Koronarsubsegmenten echoarme weiche Läsionen richtig identifiziert. 87 von 112 (78%) Subsegmenten enthielten nach CT-Analyse echoreiche fibröse Läsionen und in 150 von 158 (95%) Subsegmenten konnten verkalkte Areale richtig detektiert werden. In 484 von 525 (92%) Gefäßabschnitten ließen sich atherosklerotische Veränderungen richtig ausschließen. Vorraussetzung waren hierbei eine minimale mittlere Dicke des Plaques von 1,5 mm und ein minimaler mittlerer EEM-Durchmesser des analysierten Segments von 2,5 mm im intravaskulären Ultraschall (IVUS). Entsprechend der verschiedenen Plaquemorphologien im IVUS konnten signifikant unterschiedliche CT-Dichtewerte für echoarme weiche Läsionen von 49 ± 22 Hounsfield-Einheiten (HU) bei einer Spannweite von 14 bis 82 HU, für echoreiche fibröse Areale von 91 ± 22 HU (Spannweite: 34 bis 125 HU) und für kalzifizierte Plaques von 391 ± 156 HU (Spannweite: 162 bis 820 HU) berechnet werden. Damit zeigte sich eine Dichtewert-Überlappung innerhalb der nicht kalzifizierten Läsionen, die sich durch die Natur atherosklerotischer Veränderungen als auch durch die Messunschärfe des IVUS erklären lässt: demnach ist eine strikte Trennung zwischen echoarmen und echoreichen Gewebeanteilen selbst mit dieser invasiven Modalität nicht eindeutig möglich, vor allem unter dem Gesichtspunkt des pathologischen Prozesses der Atherosklerose an sich, bei dem unterschiedliche Stadien von Veränderungen nebeneinander und auch innerhalb eines erkrankten Abschnitts existieren können. Basierend auf diesen Erkenntnissen initiierten wir eine weitere Studie, die eine hypothetische Variabilität hinsichtlich der vorherrschenden Plaquemorphologie bei Patienten mit einer unterschiedlichen Manifestation einer KHK herausarbeiten sollte. Dazu wurden 21 Patienten (18 Männer, 3 Frauen, mittleres Alter: 64,3 ± 8 Jahre) mit einem akuten Myokardinfarkt (AMI) als Erstmanifestation in der unmittelbaren Vorgeschichte (14 ± 5 Tage), sowie 19 Patienten (17 Männer, 2 Frauen, mittleres Alter: 68,5 ± 9 Jahre) mit einer stabilen Angina pectoris-Symptomatik (SAP) eingeschlossen. Mit Hilfe eines 4-Zeilen-Scanners (Volume Zoom, Siemens Medical Solutions, Forchheim, Deutschland) ließen sich signifikante Unterschiede beider Gruppen bezüglich der atherosklerotischen Plaquelast einerseits und der vorherrschenden Morphologie andererseits aufzeigen, die eine enge Korrelation zum klinischen Beschwerdebild aufwiesen. So konnten wir in dem SAP-Kollektiv insgesamt signifikant mehr Koronarkalk und verkalkte Plaquefläche nachweisen (Kalkvolumenscore: 631,4 ± 676,3 vs. 322,4 ± 366,2 [p < 0,04]; Fläche verkalkter Läsionen: 141,88 mm2 vs. 56,9 mm2 [p < 0,003]). Die AMI-Patienten wiesen im Gegenzug insgesamt weniger Plaquefläche auf, die von signifikant mehr nicht verkalkten Läsionen eingenommen wurde (Gesamtplaquefläche: 121,2 mm2 vs. 187,88 mm2 [p < 0,005]; Fläche nicht verkalkter Areale: 26,7 mm2 vs. 7,3 mm2 [p < 0,001]). Damit konnten wir erstmalig, nicht invasiv Unterschiede hinsichtlich der Plaquezusammensetzung und –last bei Patientenkollektiven mit einer unterschiedlichen klinischen Manifestation der koronaren Herzerkrankung bestätigen. Zusammengenommen eröffnet die MSCTA als derzeit einzige nicht invasive Methode, die Möglichkeit einer zuverlässigen Detektion koronarer Plaques. Dies könnte sich nutzbringend bei der Risikostratifizierung zukünftiger koronarer Ereignisse asymptomatischer, wie auch symptomatischer Patienten einsetzten lassen. Außerdem gestattet diese Modalität, zumindest theoretisch, ein nicht invasives Follow-up der Plaqueprogression oder möglicher Effekte medikamentöser Therapiestrategien. Größere Studien, vor allem an Patientenkollektiven mit einer geringen Pretest-Wahrscheinlichkeit für eine KHK müssen folgen, um den klinischen Stellenwert dieses vielversprechenden Verfahrens in prospektiven Ansätzen zu evaluieren.
Medizinische Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 07/19
Einleitung: Der Stellenwert der MRT bei der Detektion und Diagnostik von fokalen Leberläsionen wurde in zahlreichen Vergleichsstudien bestätigt. Neue Sequenz-Techniken wurden zur Optimierung der Bildgebung entwickelt. Die Anwendung schneller T1-gewichteter artefaktarmer Sequenzen für die Detektion und Diagnostik von fokalen Leberläsionen hat mittlerweile Einzug in die Routinediagnostik gehalten. Die aufgrund ihrer langen Untersuchungszeit gegenüber Bewegungsartefakten anfälligere konventionelle SE-Bildgebung konnte jedoch bisher nicht durch die schnelle Gradient-Echo-Bildgebung ersetzt werden. Erst die Einführung von Oberflächenspulen, wie die in dieser Studie angewendete zirkulär-polarisierte array-Abdomenspule, ermöglichte ein der konventionellen SE-Bildgebung vergleichbares Signal- und Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis für die GRE-Bildgebung. Seit Einführung der MRT-Kontrastmittel kommt diesen auch eine wachsende Bedeutung bei der Untersuchung der Leber zu. Zur kontrastmittelverstärkten Bildgebung der Leber standen zunächst unspezifische Kontrastmittel wie z.B. Gd-DTPA zur Verfügung. Probleme bei der Detektion von fokalen Leberläsionen entstanden vor allem durch die unspezifische und extrazelluläre Verteilung des Kontrastmittels in die Läsion und in das gesunde Leberparenchym. Hierdurch kann es, je nach Vaskularisierung der Läsion, sogar zu einer Verschlechterung des Tumorkontrastes kommen. Material und Methode: In der vorliegenden Arbeit wurde die Wertigkeit des neuen leberspezifischen paramagnetischen Kontrastmittels Gd-EOB-DTPA für die MRT von fokalen Leber-läsionen anhand einer T1-gewichteten konventionellen SE-Sequenz und einem Gradient-Echo-Schnellbildverfahren vom Typ FLASH (fast-low-angel-shot) überprüft. Neben der verwendeten Sequenztechnik wurde der Einfluss einer optional erhältlichen, zirkular-polarisierten array-Abdomenoberflächenspule der Firma Siemens AG Erlangen auf die native und kontrastmittelverstärkte Bildgebung untersucht. Die Untersuchung fand im Rahmen einer multizentrischen Phase II Studie der Schering AG statt. In unserer Klinik wurden 23 Patienten mit fokalen Leberläsionen untersucht. Ergebnisse: Das Kontrastmittel zeigte in unserem Patientenkollektiv eine gute Verträglichkeit. Allergische Reaktionen wurden nicht beobachtet. Als quantitativ messbares Kriterium der Bildqualität wurde das Signal-zu-Rausch- sowie das Kontrast-zu-Rauschverhältnis vor und nach Bolusgabe von 12,5 , 25 und 50 µmol/kg Gd-EOB-DTPA erfasst. In einer randomisierten verblindeten Begutachtung der Bildsequenzen durch zwei erfahrene Radiologen wurde die Erkennbarkeit (Detektion) und die diagnostische Sicherheit festgestellt sowie eine qualitative Bewertung hinsichtlich der häufigsten Bildartefakte vorgenommen. Unsere Ergebnisse bestätigen die diagnostische Bedeutsamkeit von Gd-EOB-DTPA in der Detektion von fokalen Leberläsionen. Die erhobenen quantitativen und qualitativen Daten zeigen nach Kontrastmittelgabe eine deutlich bessere Abgrenzbarkeit der Läsionen aufgrund ihres erhöhten K/R sowie eine höhere Anzahl erkennbarer Läsionen. Eine Dosis von 12,5 µmol/kg Gd-EOB-DTPA war in unserem Patienten kollektiv ausreichend für die suffiziente Detektion von Lebermetastasen. Die höheren Dosen erbrachten in unserer Studie keine weitere Verbesserung der Detektion und Darstellung der Läsionen. Zur Detektion von Lebermetastasen sollte die Untersuchung 20-45 min nach Kontrastmittelapplikation erfolgen. Hier konnte für alle verwendeten Sequenz-Spulen-Kombinationen eine erhöhte Detektionsrate fokaler Leberläsionen im Vergleich zur Nativuntersuchung festgestellt werden. So zeigte die konventionelle SE-Sequenz eine Erhöhung der Detektionsrate richtig positiv erkannter Läsionen kleiner 1 cm um 46% nach Kontrastmittelapplikation. Die GRE-Sequenz mit Körperspule zeigte hier eine Steigerung um 26,9% und mit Oberflächenspule eine Steigerung der Erkennbarkeit kleiner Läsionen um 19,2 %. Trotz der verbesserten Darstellung nach Kontrastmittelapplikation zeigen die GRE-Sequenzen durch ihre kurze Akquisititionszeit (Atem angehalten) in der qualitativen Auswertung bessere Ergebnisse hinsichtlich der diagnostischen Sicherheit als die SE-Sequenz. So war die diagnostische Sicherheit der SE-Sequenz in 52% der beurteilten Bildsequenzen durch Artefakte negativ beeinflusst. Die GRE-Sequenz mit Körperspule war nur zu 28% und mit Oberflächenspule nur zu 11% in ihrer diagnostischen Sicherheit durch Artefakte beeinträchtigt. Hinsichtlich der Signal-zu-Rausch- und Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisse zeigte die GRE-Sequenz mit Körperspule in der Nativbildgebung vergleichbare Ergebnisse wie die konventionelle SE Sequenz. In der kontrastmittelverstärkten Bildgebung erreichen die schnellen GRE-Sequenzen jedoch signifikant bessere Ergebnisse als die SE-Sequenz. Somit kann gerade in der kontrastmittelverstärkten Bildgebung auf die zeitintensive und artefaktanfällige konventionelle SE-Sequenz verzichtet werden. Durch die Verwendung der zirkulär polarisierten Oberflächenspule kann durch die Reduktion des Hintergrundrauschens eine weitere Verbesserung der Signal-zu-Rausch- und Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisse für die GRE-Sequenzen erzielt werden. Zur Analyse der Gewebsperfusion kann eine dynamische Untersuchung vorgeschaltet werden. Sie kann durch die Perfusionscharakteristik diagnostische Hinweise auf die Tumorart geben. Aufgrund der leberzellspezifischen Eigenschaft von Gd-EOB-DTPA ist neben der Vaskularisation der Läsion auch der histologische Ursprung der Läsion (lebereigen vs. leberfremd) für die Kontrastmittelaufnahme von Bedeutung. So zeigten in unserem Kollektiv die untersuchten Metastasen eine deutlich geringere Kontrast-mittelaufnahme als die untersuchten fokal nodulären Hyperplasien oder hepato-zellulären Karzinome. Diese Unterschiede in der Kontrastmittelaufnahme konnten auch 20 und 45 Minuten nach KM-Applikation beobachtet werden. Aufgrund der geringen Fallzahl der einzelnen Läsionen sind hier jedoch weitere Untersuchungen nötig. Zusammenfassung: Die Kernspintomographische Untersuchung von fokalen Leberläsionen mit Gd-EOB-DTPA in Verbindung mit schnellen GRE-Sequenzen kann zu einer verbesserten Darstellung von fokalen Leberläsionen führen. Eine genauere Evaluierung der diagnostischen Wertigkeit und Einsatz des Kontrastmittels für spezielle Fragestellungen wird in den folgenden klinischen Studien der Phase III überprüft werden müssen.