Visualisierung früher funktioneller und morphologischer Veränderungen bei ultrastrukturellen Muskelverletzungen mittels Ultrahochfeld 7T MRT

Zielsetzung Evaluierung funktioneller und morphologischer Veränderungen im Skelettmuskel nach Induktion eines delayed onset muscle soreness (DOMS, Typ Ib Muskelverletzung) mittels Ultrahochfeld-MRT.

Material und Methoden Bei 16 Probanden wurde ein DOMS durch ein exzentrisches Training der Unterschenkelflexoren induziert. Vor (t0), unmittelbar im Anschluss (t1), sowie 60h (t2) nach der Belastung wurden 7T MRT Untersuchungen durchgeführt: 2D T1w (0.18x0.18x1mm3), 2D T2w (0.2x0.2x2mm3), T2-mapping (0.5x0.5x5mm3) und eine isotrope 3D quantitative Suszeptibilitätskartierung (QSM, 0.7x0.7x0.7mm3). Die T1 und T2 Signalintensität (SI), die T2 Zeit [ms] sowie die QSM [ppb] wurden im M. gastrocnemius medialis (MG) und lateralis (LG), im M. soleus (MS) und M. tibialis anterior (AM) zu jedem Zeitpunkt ermittelt. Als klinische Parameter wurden die Kreatinkinase (CK), der Unterschenkelumfang, die Extensionsfähigkeit des OSG und das Schmerzniveau (VAS) erfasst.

Ergebnisse Direkt nach der Belastung (t1) zeigte sich als Korrelat eines intramuskulären Ödems eine Zunahme der T2 SI (p=0,03) und der T2-Zeit (p=0,03) im LG, die mit dem späteren Ausprägungsgrad des Ödems und dem Schmerzempfinden zu t2 korrelierte (r=0,51, p=0,007; r=0,54, p=0,005). Im MG, SM oder AM konnte zu t1 keine Veränderung beobachtet werden. Zu t2 stiegen die T2 SI und die T2-Zeit des LG (p=0,001, p = 0,02) und MG (p=0,04, p=0,03) im Vergleich zu t0 an. Die T1 SI und die Suszeptibilität veränderten sich in keinem erfassten Muskel. Die klinischen Parameter bestätigten die Induktion eines DOMS durch einen Anstieg der CK (p=0,02), des Schmerzempfindens (p<0,001), des Unterschenkelumfangs (p=0,001) bzw. durch die Abnahme der Extensionsfähigkeit im oberen Sprunggelenk (p=0,04).

Schlußfolgerungen Die 7T MRT ermöglicht die Visualisierung eines DOMS unmittelbar nach der induzierenden Belastung und erlaubt eine Vorhersage auf den späteren Ausprägungsgrad. Dagegen konnten erwartete Veränderungen der Suszeptibilität, z.B. durch Mikroeinblutungen nicht detektiert werden.