Mehrfrequenz-MR Elastographie (MRE) der Leber

Leberfibrose ist durch eine pathologische Bindegewebsvermehrung gekennzeichnet, wodurch die physiologischen Funktionen der Leber beeinträchtigt werden. Während der Behandlung der Leberfibrose muss der Genesungsverlauf regelmäßig überprüft werden, wobei bisher die invasive Leberbiopsie die Standardmethode zur Bestimmung der Schwere der Erkrankung darstellt.

Resultate von Studien unter Verwendung der Ultraschall-Elastographie [1] und konventioneller Einzelfrequenz-MRE [2] deuten das Potential an, den Fibrosegrad anhand der mechanischen Lebereigenschaften nicht-invasiv zu messen. Mit diesen Techniken können jedoch nur frequenzabhängige Größen und keine Materialkonstanten bestimmt werden.

Dahingegen bietet die Mehrfrequenz-MRE die Möglichkeit, multiple Gewebeschwingungen in die Leber einzukoppeln und synchron aufzunehmen [3] und folglich die Dispersion des komplexen Schermoduls G in einer zeitlich-zyklisierten MRE-Untersuchung zu erfassen (Abb. 1). Daraus werden viskoelastische Gewebekenngrößen durch Angleichung rheologischer Modelle an die G-Dispersion berechnet (Abb. 2). Hierbei erweist sich das zweiparametrische Springpot-Modell als sehr gut geeignet zur Beschreibung der viskoelastischen Eigenschaften der Leber [4] und zur Zusammenfassung der spektralen Information von G in eine einzige diagnostisch-relevante Kenngröße, die mit dem Fibrosegrad korreliert (Abb. 3) [5].

 

Abb. 1: Mehrfrequenz-MRE Experiment der Leber eines Patienten mit METAVIR-Grad F4 Fibrose. Die komplexen Wellenbilder und die Bilder des komplexen Moduls (Realteil: ℜ, Imaginärteil: ℑ) sind bei den vier Anregungsfrequenzen dargestellt.

Abb. 2: Räumliche Mittelwerte (Symbole) und gefittete Dispersionskurven nach dem Springpot-Modell (Linien) des Speicher- und Verlustmoduls der in Abb. 1 dargestellten Mehrfrequenz-MRE Untersuchung.

Abb. 3: Kastendiagramm der diagnostisch-relevanten viskoelastischen Kenngröße des Springpot-Modells für eine Studie an 16 gesunden Freiwillige und 72 Patienten mit Leberfibrose (Grad F1-F4).

 

 

Literatur:
[1] Sandrin L et al., Ultrasound Med Biol 2003; 29: 1705-1713
[2] Klatt D et al., Invest Radiol 2006; 41: 841-848.
[3] Klatt D et al., Phys Med Biol 2007; 52: 7281-7294.
[4] Klatt D et al., Röfo 2008; 180: 1104-1109.
[5] Asbach P et al., Radiology 2010; 257: 80-86.

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