Ganzkörper-MRT-Screening - Befunde und Zufallsbefunde

3 Technische Voraussetzungen für das Ganzkörper-MRT-Screening (S. 25-26)

Harald H. Quick

3.1 Einleitung

Untersuchungen mittels Magnetresonanztomographie (MRT) sind traditionell auf Bereiche beschränkt, die mit dem Bildbereich des MR-Tomographen abgedeckt werden können. Typischerweise sind dies weniger als 50 cm in der Längsrichtung. Dies ist ausreichend, um Einzelorgane oder ganze Körperabschnitte darzustellen. Bestimmte Untersuchungen erfordern jedoch die Abdeckung eines größeren Volumens des Patienten, so z. B. Untersuchungen der Wirbelsäule oder MR-angiographische (MRA) Untersuchungen der Becken-Bein-Arterien. Noch einen Schritt weiter gehen die technischen Anforderungen für das Ganzkörper-MRT-Screening. Hier ergeben sich dedizierte diagnostische Fragestellungen, die mitunter das gesamte Gefäßsystem (Ganzkörper-MRA) oder das gesamte Körpervolumen (Ganzkörper-MRT) betreffen. Um potentiell das gesamte Körpervolumen mit der MRT erfassen zu können, mussten zunächst Strategien zur Vergrößerung des effektiven Bildbereiches der MRT entwickelt werden. Es wurden Multistationen-Techniken entwickelt, bei denen schrittweise einzelne, einander leicht überlappende Stationen akquiriert werden, die anschließend zu einem Ganzkörper-Datensatz zusammengesetzt werden können. Technische Weiterentwicklungen ermöglichen heutzutage über kontinuierliche Tischbewegungen die Akquisition von nahtlosen 3-D-Ganzkörper-MRT-Datensätzen.

Ziel des Ganzkörper-MRT-Screenings ist es, schnell und effizient mitunter das gesamte Körpervolumen des Patienten gewissermaßen von Kopf bis Fuß in möglichst kurzer Zeit mit möglichst guter räumlicher Auflösung, artefaktfrei und umfassend, mit verschiedenen Kontrasten darzustellen. In diesem Kapitel werden die speziellen technischen Anforderungen der Ganzkörper-MRT-Bildgebung an das MRT-System näher erläutert und aktuelle technische Weiterentwicklungen vorgestellt.


3.2 Baugruppen des MR-Tomographen


Das nutzbare Bildfeld (field of view [FOV]) eines MR-Tomographen wird generell durch drei Hardware-Gruppen und daran geknüpfte Parameter entscheidend definiert: 1) den Hauptmagneten mit seiner Homogenität über das Bildgebungsvolumen, 2) das Gradientensystem mit seiner Linearität über das Bildgebungsvolumen, sowie 3) das Hochfrequenz(HF)-System mit seiner HF-Signalhomogenität und Signalempfindlichkeit über das Bildgebungsvolumen. Die Ganzkörper-MRT stellt dabei ganz besondere Anforderungen an diese Systemkomponenten der Tomographen-Hardware.

3.2.1 Hauptmagnet

Der Magnet eines Tomographen zur Durchführung der Ganzkörper-MRT sollte prinzipiell eine hohe Hauptfeldstärke aufweisen, um ausreichend Grundmagnetisierung und damit ein hohes potentielles Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) für gute Bildqualität zur Verfügung zu stellen. MR-Tomographen mit Feldstärken ab 1.0 Tesla, besser 1.5 Tesla, sind hier derzeit als Standard anzusehen und werden zunehmend in der klinischen Anwendung durch 3-Tesla-Systeme ergänzt. Das Grundmagnetfeld sollte eine möglichst hohe Homogenität über das Untersuchungsvolumen aufweisen, um geringe Bildverzerrungen und eine hohe Signalhomogenität zu gewährleisten. Das homogene Untersuchungsvolumen sollte dabei möglichst groß sein, um den Patientenkörper in seinen Ausdehnungen zuverlässig und frei von Artefakten und Verzerrungen zu erfassen. Eine zylindrische Bauform des Hauptmagneten ist allen diesen Anforderungen zuträglich und stellt daher die derzeit am häufigsten anzutreffende Magnetbauform dar (Abb. 3.1 , 3.2 ).

3.2.2 Gradientensystem


Um Ganzkörper-MRT realisieren zu können, werden ebenfalls besondere Bedingungen an das Gradientensystem gestellt: eine schnelle Gradientenanstiegsrate („slewrate“, in mT/m/ms) gepaart mit einer hohen Gradientenamplitude (in mT/m) sind die Voraussetzungen für kurze Repetitions- und Echozeiten (TR und TE) und somit für schnelle Bildgebung, bzw. die Abdeckung eines großen Untersuchungsvolumen in möglichst kurzer Zeit. Dies kann als eine Grundvoraussetzung für klinisch akzeptable Untersuchungszeiten und Ergebnisse bei den großen Volumina der Ganzkörper-MRT angesehen werden. Zudem ist die Erzielung einer kürzest möglichen TR wichtig für die Erzielung eines möglichst hohen T1-Bildkontrastes, um bei der MR-Angiographie (MRA) kontrastmittelgefüllte Gefäße mit hohem Kontrast, bei gleichzeitig gesättigtem statischen Gewebe, darzustellen. Des Weiteren sollte das Gradientensystem eine hohe Gradientenlinearität über einen großen Bereich liefern, um Bildverzerrungen im und am Rande des Bildbereichs möglichst gering zu halten. Auch diese genannten Anforderungen an das Gradientensystem lassen sich am ehesten mit einer zylindrischen Bauform der Gradientenspulen realisieren (Abb. 3.1 , 3.2 ).