1 Techniken der Bildgebung

1.1 Magnetresonanztomografie

Ulrike Szeimies

Wichtige Anmerkung zur MRT-Abbildung der Vorfüße im Buch: Üblicherweise werden die Vorfüße mit den Zehen nach unten in der MRT dargestellt, mit der Ansicht, dass der Arzt vor dem Patienten steht. Also sind Rechts und Links über Kreuz. Das Röntgenbild des Vorfußes d.-p. zeigt mit den Zehen nach oben. Dabei steht der Patientenfuß also parallel zum Arzt, d.h. nicht über Kreuz. Zur einheitlichen Darstellung wurde entschieden, die MRT-Aufnahmen mit den Zehen nach oben abzubilden. Zur Beibehaltung der korrekten Seite wurden dazu die Bilder entlang der vertikalen Achse gespiegelt. Bei einer Gegenüberstellung von Röntgen- und MRT-Bild wurde aus Gründen der besseren Vergleichbarkeit auf diesen Spiegelungsvorgang verzichtet. Bei einer zusätzlichen axialen Darstellung wurde die korrekte Orientierung beibehalten (s. z.B. ▶ Abb. 4.16).

1.1.1 Gerätesystem

Die Faustregel, dass eine hohe Feldstärke auch eine hohe Auflösung und damit eine hohe Bildqualität liefert, besitzt noch ihre Gültigkeit. Wählt man entsprechende Sequenzparameter, ist ein MRT-System (System zur Magnetresonanztomografie) mit einer Feldstärke von 3,0 T gegenüber Geräten mit niedrigerer Feldstärke (1,0 T und weniger) von Vorteil: Man erreicht eine Detailerkennbarkeit, die immer wieder aufs Neue fasziniert. Die Visualisierung von nervalen Strukturen sowie feinsten Faszikeln der Ligamente und insbesondere die Darstellung des hyalinen Gelenkknorpels vergrößern die Sicherheit in der Erkennbarkeit der Pathologie. Aber auch mit modernen 1,5-T-MRT-Systemen, entsprechender Mehrkanalspulentechnologie und ausgewählten Sequenzprotokollen kann eine gute diagnostische Qualität erzielt werden. Allerdings ist dies nur mit einem erhöhten zusätzlichen Zeitaufwand möglich.

Man unterscheidet Hochfeldsysteme (High Field, 1,5–3,0 T) von Niedrigfeldsystemen (Low Field, 0,2–1,0 T). Derzeit befinden sich Ultrahochfeldsysteme mit 7,0 T in Erprobung. Offene Systeme sind in aller Regel Niedrigfeldsysteme, die hauptsächlich bei Klaustrophobie und extremer Adipositas zum Einsatz kommen. Da der Patient mit den Füßen voran gelagert wird, tolerieren viele klaustrophobe Patienten die Untersuchung auch gut in einem Hochfeldsystem ohne entsprechende Sedierung ( ▶ Abb. 1.1).

Grundsätzlich muss man sich entscheiden zwischen einer hohen Bildqualität (höhere Auflösung bedeutet längere Messzeit) und einer geringeren Bildqualität (schlechtere Auflösung bedeutet kürzere Untersuchungszeit). Ein übertrieben anschaulicher Vergleich ist in ▶ Abb. 1.2 zu sehen.

MRT-Gerätesystem: Auswirkung unterschiedlicher Messzeiten auf die Bildqualität.

Abb. 1.2 Übertriebene Darstellung der unterschiedlichen Messzeit mit einem 3-T-System am Beispiel einer PDw (protonendichtegewichteten) fatsat (fettgesättigten) Sequenz mit Schichtdicke von 2 mm. Gezeigt ist der tibiale und talare Knorpel eines oberen Sprunggelenks (Pfeile) desselben Patienten mit einer schnellen Messung (Messzeit: 1 min) und einer hochauflösenden Sequenz mit einer Messzeit von 5 min und 50 s. Deutlich zu sehen die bessere Bildqualität in b: Die für hochauflösende Sequenzen erforderlichen Parameter (Schichtdicke, Bildmatrix) schlagen sich unmittelbar in der Untersuchungszeit nieder.

Aufgrund der Akquisition von 3-D-Datensätzen (dreidimensionalen Datensätzen) mit Schichtdicken im Submillimeterbereich ist eine Volumenbildgebung möglich, mit sekundären Rekonstruktionen in jeglicher Angulierung. Die neuen 3-T-Systeme zeigen auch Verbesserungen in der Artefaktanfälligkeit und Sequenzstabilität, die bei den früheren Systemen noch problematisch waren. Ein erheblicher Nachteil im Vergleich zu Systemen mit niedriger Feldstärke ist jedoch die Kostensituation (Anschaffung, Wartung, Spulensysteme, Software usw.) Die Vergütung durch gesetzliche und private Krankenkassen ist für alle MRT-Systeme gleich. Deshalb bildet sich ein 3-T-System mit hochauflösender teurer Spulentechnologie und zeitaufwendigen hochauflösenden Sequenzen und somit einem geringeren Patientendurchsatz wirtschaftlich nicht ab.

1.1.2 Spule, Lagerung, Magic Angle und Markierung

1.1.2.1 Spule

Neben der Feldstärke eines MRT-Geräts ist ein weiterer entscheidender Faktor für eine optimale Bildqualität die richtige Wahl der Spule. Eine MRT-Spule empfängt das vom Körper ausgegebene Signal, das während der Untersuchung vom Magneten in den Patienten gesendet wird. Für eine hohes Verhältnis von Signal zu Bildrauschen (SNR [Signal-Noise-Ratio]) und ein homogenes Feld des eigentlich ungünstig geformten Fußes sind spezielle Mehrkanalempfangsspulen wichtig. Je mehr Kanäle eine Spule besitzt, desto höher sind die Detailauflösung und die Ortsgenauigkeit. Eine optimale Variante ist die Mehrkanal-Phased-Array-Spule, mit der man die Vorteile der parallelen Bildgebung nutzen kann. Durch ein paralleles Aufzeichnen des Signals von zusammenschaltbaren Empfangskanälen kann man bei gleichbleibend hoher Ortsauflösung die Messzeit verkürzen ( ▶ Abb. 1.3).

1.1.2.2 Lagerung

Die Lagerung des Patienten erfolgt in Abhängigkeit von der Fragestellung und vom körperlichen Allgemeinzustand des Patienten ( ▶ Abb. 1.4).

Für die Beurteilung der Rückfußsehnen ist am besten eine Lagerung in Bauchlage und Plantarflexion ( ▶ Abb. 1.5) zur Vermeidung des sog. Magic-Angle-Artefakts (s.u.) geeignet. Die Bauchlage ist verglichen mit der Rückenlage etwas unbequemer und kann über eine Dauer von 20 min Schmerzpatienten oder hochbetagten Patienten mit Wirbelsäulenbeschwerden nicht immer zugemutet werden. Bei zunehmenden Schmerzen unter der Lagerung besteht die Gefahr von Bewegungsartefakten. Auch frisch operierte oder akut verunfallte Patienten ertragen schmerzbedingt die Lagerung auf dem Bauch kaum.

Die Rückenlagerung ist gut geeignet für Vorfußpathologien, da bei diesen das Magic-Angle-Artefakt kaum eine Rolle spielt. Eine Ausnahme stellt jedoch die Fragestellung nach einem Morton-Neurom dar, das sich aufgrund der Plantarflexion nach plantar durchdrückt ( ▶ Abb. 1.6).

MRT: Effekte unterschiedlicher Lagerung bei Morton-Neurom.

Abb. 1.6 Axiale T1w (T1-gewichtete) MRT-Sequenzen. Die Inserts zeigen jeweils die Planungssequenzen.