Kardiovaskuläre Magnetresonanztomographie: Methodenverständnis und praktische Anwendung

212 Pages·2002·11.52 MB·German

by  Bernhard Schnackenburg (auth.)

E. NAGEL. A. C. VAN ROSSUM • E. FLECK. (Hrsg.)
Kardiovaskulare Magnetresonanztomographie
E. NAGEL A. C. VAN Ross uM E. FLECK (HRsG.)
Kardiavaskuläre
Magnetresonanz
tomographie
Methodenverständnis
und praktische Anwendung
Mit 152 Abbildungen in 252 Teilabbildungen
und 20 Tabellen
EXIRA
MATERIALS
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Dr. EIKE NAGEL
Deutsches Herzzentrum Berlin
Kardiologie - CMR
Augustenburger Platz 1
13353 Berlin
Professor Dr. ALBERT C. VAN RossuM
Department of Cardiology
VU University Medical Center
De Boelelaan 1117
1081 HV Amsterdam, Niederlande
Professor Dr. EcKART FLECK
Deutsches Herzzentrum Berlin
Kardiologie/Innere Medizin
Augustenburger Platz 1
13353 Berlin
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ISBN 978-3-642-63291-4 ISBN 978-3-642-57535-8 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-57535-8
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Vorwort
Die AbkHirung kardialer Fragestellungen folgt gewohnlich einer eingeftihrten
Vorgehensweise, die wir als Stufendiagnostik einsetzen. Hierbei werden unter
schiedliche Verfahren zu unterschiedlichen Zeitpunkten und mit teilweise sehr
unterschiedlichen Rahmenbedingungen angewendet. Die Interpretation des Ge
samtergebnisses erfolgt dann tiber eine - mentale - Integration der jeweiligen
Einzelbefunde, ohne dass wir eine unmittelbare Vergleichbarkeit der angewand
ten Verfahren zur VerfUgung hatten. Daraus resultiert zwangsHiufig eine nur be
grenzte Prazision.
Die Magnetresonanztomographie erlaubt die Darstellung hochaufgeloster
dreidimensionaler Strukturen und nutzt dartiber hinaus diese Information als
Grundlage fUr die Funktionsdiagnostik. Wahrend sich diese Moglichkeiten in
der Vergangenheit als zu aufwandig darstellten (im Wesentlichen wegen der
benotigten Zeit), hat sich dieser Status in den letzten Jahren vollstandig gewan
delt. Dank schneller Gradienten, optimierter Sequenzen und benutzerfreundli
cher Oberflachen ist die Magnetresonanztomographie heute ein schnelles Ver
fahren, das sich deshalb auch optimal ftir den Einsatz bei kardiologischen Pa
tienten eignet. Neben der anatomischen Abbildung konnen vor all em die wich
tigen Funktionen des Herzens in allen Aspekten erfasst werden. Dies betrifft
die globale und regionale Pumpfunktion, die region ale Wandbewegung, die
Myokardperfusion, die Definition der myokardialen Vitalitat und den Koronar
fluss. All diese Parameter mtissen oft auch unter Stressbedingungen analysiert
werden, urn z. B. eine Myokardischamie unter Belastung zu erfassen. Dabei ist
die Kombination dieser Aussagen mit den zugrunde liegenden anatomischen
Bedingungen fUr die Beurteilung von besonderem Vorteil.
Die Magnetresonanztomographie entwickelt sich zusehends zum wichtigsten
Verfahren der nichtinvasiven Erfassung des Zustands des Herzens und findet in
der klinischen Routine zunehmende Verbreitung. Es wird deshalb immer be
deutsamer, nicht nur die Technik zu optimieren und zu tiberprtifen, sondern
auch eine breite Gruppe von Anwendern mit der Methode vertraut zu mach en
und in die speziellen Erfordernisse der kardiovaskularen Untersuchungen ein
zuftihren.
Das vorliegende Buch soll den Einstieg in dieses komplexe Gebiet erleichtern
und eine Hilfe bei der Indikationsstellung, taglichen Anwendung und Befun
dung kardiologischer Patienten geben. Viele Bildbeispiele, auch bewegte Se
quenzen auf der erganzenden CD-ROM, erleichtern dabei die Anschaulichkeit.
Berlin, im Marz 2002 DIE HERAUSGEBER
VI • Vorwort
Zum Konzept dieser Publikation
"Magnetresonanztomographie des Herzens" besteht aus einem Buch und einer
erganzenden CD. Dabei lasst sich das Buch als eigenstandiges Werk lesen und
ist schon an sich reich bebildert. Die CD bietet jedoch eine Erweiterung der Be
bilderung mit Funktionsdarstellungen, dreidimensionalen Datensatzen, Farb
abbildungen und Fallbeschreibungen. Die Gliederung der CD entspricht der des
Buches, im Text sind jeweils Hinweise auf weiterfiihrende CD-Bilder eingefiigt
und am Ende jedes Kapitels finden sich Hinweise auf Fallbeispiele etc., die als
eigenstandige Erweiterung des Textteils zu sehen sind.
Inhaltsverzeichnis
Grundlagen
KAPITEL 1 Physikalische Grundlagen der MR-Bildgebung 3
B.SCHNACKENBURG
1.1 Magnetische Resonanz (MR) ........ ... ... ..... .. ..... ...... .... . 3
1.2 Relaxation ................................................. 4
1.3 Spin-Echo ................................................. 6
1.4 Bildentstehung ......... ........................ ... .......... 7
1.S Bildauflosung, Signal-zu-Rausch-Verhaltnis (SNR) und Messzeit .............. '0
KAPITEL 2 Pulssequenzen.... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 . . . . . . . . .
B. SCHNACKENBURG
2.1 Spin-Echo-Sequenz .... ... ................. ................... 13
2.2 Gradienten-Echo-Sequenz .. ........... .. ....... ........ ... .... .. 13
2.3 Turbo-Spin-Echo-Sequenz .... .. .. ....... .. ......... .. ..... .. .. .. 16
2.4 Echo-Planar-Imaging ................................. ......... 16
2.S Vorpulse ....... ... .... .. ........... .. ........... ...... .... 17
KAPITEL 3 Methoden der Magnetresonanzangiographie . . . . . . . . . . . .1 9.
B.SCHNACKENBURG
3.1 Inflow-MRA ... ... .. ...... ......... ........ .. .. .... ..... .... 19
3.2 Phasenkontrastangiographie . ..... ............................... 20
3.3 KontrastmittelgestUtzte MR-Angiographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. 2 . . . . . .
3.4 Nachverarbeitung von MRA-Daten ................................. 22
KAPlTEL 4 Methoden der Flussmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 . . . . . .
P. GATEHOUSE und D. FIRMIN
4.1 EinfUhrung........ ..... ........ .. .... .. .... .. .............. 25
4.2 Grundlagen der Phasenkontrastgeschwindigkeitsmessung . . . . . . . . . . . . . . .2 5 . . .
4.3 Flussgeschwindigkeit und Pulssequenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 6. . . . . . .
4.4 Schnelle Bildgebungssequenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 8. . . . . . . . .
KAPITEL 5 Einfiihrung in die Bewegungsunterdriickung
bzw. -korrektur .................................... 31
A. BORNSTEDT
5.1 Patientenbewegung...... . ........ ........... ...... ... .. .... .. 31
S.2 Herzschlag ............. .. ........... ... .. .. .. .............. 31
5.3 Atmung .... ........... ... .. .. ... . .... .. ......... ... ..... .. 32
VIII • Inhaltsverzeichnis
KAPITEL 6 Praktisches Handling ... ...... .. ......... .... .. .. .. . 37
J. REBAKOWSKI und H. MULLER
6.1 Allgemeine Vorbereitungen ...... ........ .... .. .. .. .... .. .. .. ... 37
6.2 EKG.. . .......... .. ... .. . .... .. . ..... ... .. .. .. ... . ..... .. 38
6.3 Atemkissen.. ........ .. .. .... .... . ........ .. .. .. .. ......... 40
6.4 Periphere PulsUberwachung ... ... .. .. .. .. ....... .. .. ..... .. .... . 40
6.S lichtvisier ... ... .. .... ... ... ..... ... .. ... ..... . ....... ..... 41
6.6 Patienteniiberwachung wahrend der Untersuchung .. .... ...... .... .. ... 41
6.7 Spulen .. .. ... ... .. ... .. .. ... .. .. .... .... ... .... .. . ..... .. 41
Teil B Iindikationen
KAPITEL 7 Anatomische Planung 45
H. LANG RECK
7.1 Anatomische Standardschnitte des Thorax (extrakardiale Strukturen) .. .. . . . . . . 45
7.2 Standardschnitte des Herzens (doppelt angulierte Schnitte) . . . . . . . . . . . . . 45. . .
7.3 Praktisches Vorgehen ..... ... . ...... ... ... .. .... .......... .. . . 47
7.4 Untersuchung der Herzklappen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5. 0. . . . . . . .
7.S Darstellung von Karotiden, Aorta und Nierenarterien ........ .. .. ..... ... 51
7.6 MR-Angiographie der Becken- und Beinarterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52. . . . .
7.7 KoronargefaRdarstellung ... ... .... .. .... ........... ..... .. . .... 53
KAPITEL 8 Indikationen zur kardiovaskularen Magnetresonanz-
tomographie .. ..... ........... .. .. .. .. ... ... ... ... 55
E. NAGEL
8.1 Etablierte Indikationen .. .. ... .. . . ........ .... ..... .. ..... .. ... 55
8.2 Neue Indikationen . .... ..... .. ... .. ...... ... .. ............ .. . 58
KAPITEL 9 Linksventrikulare Funktionsparameter und Muskelmasse -
Bildakquisition, Bildverarbeitung und Referenzwerte . . . . . . 61
J. T. MARCUS, W. G. VAN DOCKUM und A. C. VAN ROSSUM
9.1 EinfUhrung ... .... ... ...... .............. .... .. ... ..... .... 61
9.2 Methoden .... .. ... .. .. ... .. .......... ... ... ... .. ......... . 62
9.3 Vorgehensweise und Probleme bei der Auswertung der Analysedaten ... .. ... . 63
KAPITEL 10 Klappenfunktion ....... .. ... .... .... ...... .. .. ..... 69
J.
SCHWITTER
10.1 Aortenklappenerkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 . . . . . . . . .
10.2 Mitralklappenerkrankungen ... .. ... ..... ...... .. .......... .. .... 72
10.3 Trikuspidalklappen- und Pulmonalklappenerkrankung ... .... ... .... .. .. . . 72
10.4 Klappenprothesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 . . . . . . . . . .
10.5 Zusammenfassung . .... ... .. ... .... ... .. .. .. . .. .... ... ... ... . 73
KAPITEL 11 Angeborene Herzkrankheiten und Kardiomyopathien ..... 75
H. MAHRHOLDT und U. SECHTEM
11.1 Angeborene Herzerkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.5 . . . . . . . .
11.2 Kardiomyopathien (CMP) .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8. 6 . . . . . . . . .
Inhaltsverzeichnis . IX
KAPITEL 12 Kardiale Tumoren .... ...... .. ............... .. ..... 93
J.
PAETSCH
12.1 EinfLihrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 3. . . . . . . . . . . . .
12.2 Arten von Bildgebungssequenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.3 . . . . . . . .
12.3 Obersicht der kardialen Tumoren .................................. 94
12.4 Nichtneoplastische kardiale Raumforderungen oder Alterationen ............. 99
KAPITEL 13 Myokarditis und Perikarditis . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 .0 5 . . . . ..
E. NAGEL
13.1 EinfUhrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . 1. 05. . . . . . . . . . .
13.2 Myokarditis .. ......... ... .......... .. ............ .. ........ 105
13.3 Perikarditis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . 106. . . . . . . . . . .
13.4 Perikarderguss ........ .. ............ ............... ......... 106
13.5 Konstriktive Perikarditis ........................................ 106
KAPITEL 14 Magnetresonanzangiographie der Aorta. . . . . . . . . . . . . 1.0 7. . .
D. WEISHAUPT und P. R. HILFIKER
14.1 EinfLihrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .1 07. . . . . . . . . . .
14.2 Technik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . 108. . . . . . . . . . . .
14.3 Klinische Anwendungen .................................. ...... 110
14.4 Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . .1 .1 4. . . .
KAPITEL 15 Periphere Magnetresonanzangiographie . . . . . . . . . . . .. . .1 1.7 .
P. R. HILFIKER und D. WEISHAUPT
15.1 EinfUhrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117. . . . . . . . . . . ..
15.2 Technische Aspekte ............... ........ .................... 117
15.3 20-TOF-Methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1. 8 . . . . . . . . . .
15.4 Kontrastmittelverstarkte 30-MR-Angiographie . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .1 .1 8. . .
15.5 Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. 12.0 . . . . . .
KAPITEL 16 Stressmagnetresonanztomographie .................... 123
J. CRNAC und F. M. BAER
16.1 EinfUhrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1. 23. . . . . . . . . . . . .
16.2 Pathophysiologie der gestorten Myokardkinetik . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .1 2.4 . . .
16.3 Belastungsformen ..................... .... ... ..... .... ... .. .. 125
16.4 Ischamie- und Vitalitatsdiagnostik mit der MRT ................ ........ 125
16.5 MRT-Methodik ..... ... ... ................................... 127
16.6 Limitationen der Stress-MRT ........................ .. ... ... .. .. . 130
16.7 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .1 3. 2 . . . . . . . . .
KAPITEL 17 Quantifizierung der Myokardperfusion
mit der Magnetresonanztomographie . . . . . . . . . . . . . . 1. 3.5 . ..
O. M. MUHLING, M. JEROSCH-HEROLD und N. M. WILKE
17.1 Pathophysiologie der myokardialen Ourchblutung und Rolle der Magnetresonanz-
tomographie bei der nichtinvasiven Bestimmung der Myokardperfusion ........ 135
17.2 OurchfUhrung der MRT-First-pass-Untersuchung ........................ 136
17.3 Quantitative Analyse der First-pass-Untersuchung ....................... 136
17.4 Klinischer Einsatz der MRT-First-pass-Technik ............... ........... 141
17.5 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .1 4.4 . . . . . . . . .
x •
Inhaltsverzeichnis
KAPITEL 18 Infarktdiagnostik .. .... .... .. .. .... .... ... .... ... .. 147
E. NAGEL, O. GREBE, I. PAETSCH, B. SCH ACKENBURG
und H. LANG RECK
18.1 EinfUhrung .... .... ... ... .. . .. ... ... ... .... ........ .... .... 147
18.2 Pathophysiologie ........... ... ....... ... .... ... .. .. ..... .. .. 147
18.3 Methoden zur magnetresonanztomographischen Infarktdiagnostik:
kontrastmittelverstarkte Infarktdarstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .1 .4 7. . . .
18.4 Indikationsstellung .......... ...... .. ... .. .. . ...... . . ..... .... 149
18.5 Praktische Durchfuhrung der Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 .4 9 . .
KAPITEL 19 Flussmessungen .. ... ... .. ..... .. .. ...... ........ .. 151
C. KLEIN und E. NAGEL
19.1 Einfuhrung .. .... ... ... . .... .... .. .. ... ........ ... .. ..... .. 151
19.2 Planung der Flussmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 5. 2 . . . . . . . . .
19.3 Globale ventrikulare Funktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152. . . . . . . . .
19.4 Zentrale GefaBe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5 .3 . . . . . . . . . .
19.5 Shunts .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .S .4 . . . . . . . . . . . . 1
19.6 Periphere GefaBe .. ... ...... ... . ........ ... ... ... . ......... . . 1S 4
19.7 Koronararterien, -sinus und Bypasse ... .... ..... .. .... ... ... .. ... . . 1S 4
19.8 Fehlerquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 5.6 . . . . . . . . . . . .
19.9 Zusammenfassung .... ...... ... . .... .... .... ... .. ............ 158
KAPITEL 20 Koronardarstellung ............ .. .... .... ..... .. .... 161
M. STUBER
20.1 EinfUhrung ....... . . .... .. ... ... ... .. ....... . ...... ........ 161
20.2 Technische Betrachtungen ...... . .... .... ... ....... . ...... . ... .. 161
20.3 Darstellung der Koronarien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 6. 7 . . . . . . . . .
20.4 Ausblick auf neueste Technologien ..... ... .. .. ....... ... ... ..... . . 168
20.5 Schlussfolgerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6 9 . . . . . . . . . . .
Teil ( Neue Verfahren
KAPITEL 21 Plaquedarstellung und -charakterisierung . . . . . . . . . . . . 17.5 . .
R.BoTNAR
21.1 Einfuhrung ... ... ............ . ......... ..... .... .... ... .. .. 17S
21.2 Visualisierung von Plaques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17.5 . . . . . . . . .
21.3 Plaquecharakterisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17. 6 . . . . . . . . . .
21.4 Kontrastmittel .. .... . ..... .... . .... ... . ............... ...... 177
21.5 Darstellung von Plaqueruptur und Thromben ... ...... .. . . .... .. .... .. 177
21.6 Zusammenfassung ............ .. ... .. ..... .... ...... .. ... .... 178
KAPITEL 22 Magnetresonanzspektroskopie des Herzens ...... ... .... 181
S. NEUBAUER
22.1 EinfUhrung .. .... ... ... ...... . ...... .... ... ..... .... ... .... 181
22.2 Physikalische und biochemische Grundlagen ... ... .. ...... .... ...... .. 181
22.3 Klinische Bedeutung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184. . . . . . . . . . .
22.4 Perspektive .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.8 7 . . . . . . . . . . .
Inhaltsverzeichnis . XI
KAPITEL 23 Neue Kontrastmittel ... ... .... .. ... ... .. .. ..... .... . 191
F. CAVAGNA
23.1 Die Rolle der intravasalen Kontrastmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 191 . . . .
23.2 Funktionsweise der intravasalen Kontrastmittel . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. .1 9.2 . . .
23.3 Die verschiedenen Klassen intravasaler Kontrastmittel ........... . ... ..... 192
23.4 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .1 .9 7. . . . . . . . . . .
KAPITEL 24 Neue Messverfahren: Echtzeitabbildungsverfahren .... ... . 199
O. WEBER und P. BOESIGER
24.1 EinfUhrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . 199. . . . . . . . . . . .
24.2 Abbildungsverfahren ... .. ........... ... ......... .. .... . .. ... . . 199
24.3 Anwendungen .... ... .. ... .. .. .. .. .... . ........... ... .... .. . 200
24.4 Schlussfolgerungen ..... ... ... ...... ... ..... ........... ....... 201
KAPITEL 2S Parallele Bildgebung ......... .. ........ ..... .. .... .. 203
K. PRUSS MANN und P. BOESIGER
25.1 Methoden .. ......... ..... .. .... .... ... ..... ... .... .. ... ... 203
25.2 Anwendungen . ....... .... .. .. .... ... ... .. .................. 204
KAPITEL 26 Neue Bewegungskorrekturverfahren . . . . . . . . . . . . . .. . .2 .0 7 . .
M. WEIGER und P. BOESIGER
26.1 Atembewegung ... ... .... .. ... ...... ... .. . ... ............... 207
26.2 Herzbewegung .... ... .. ......... ............. ... .... .. .... . . 209
Anhang: Pulssequenzen fUr die Herzuntersuchung ............ .. ... .. 211
Sachverzeichnis ....... .... ..... .... .. .. ......... .... .. ... ... .. 213