Diffusions- und perfusionsgewichtete Magnetresonanztomographie bei der zerebralen Ischämie - Teil 1 : Tierexperimentelle Ergebnisse

Zusammenfassung

Diffusions- und perfusionsgewichtete magnetresonanztomographische Techniken werden zunehmend in der Akutdiagnostik zerebraler Ischämien eingesetzt. Die pathophysiologischen Hintergründe von Signaländerungen in der diffusionsgewichteten MR-Bildgebung (DW-MRT) sind komplex, und der klinische Einsatz erfordert eine detaillierte Kenntnis der Ursachen von DW-MRT Signaländerungen.

Untersuchungen an verschiedenen tierexperimentellen Modellen zeigen, dass eine Wasserverschiebung von extra- nach intrazellulär die wesentliche Grundlage von Signalanstiegen in der DW-MRT darstellt. Solche Wasserverschiebungen treten unter verschiedenen pathophysiologischen Bedingungen auf und können sowohl Ausdruck einer reversiblen Membrandepolarisation wie bei der Spreading depression sein oder einen irreversiblen Prozeß einleiten wie bei der anoxischen Depolarisation. Bei der zerebralen Ischämie ist der Signalanstieg in der DW-MRT Ausdruck einer zytotoxischen Zellschwellung, und die DW-MRT ist die einzige nichtinvasive Methode zu deren Nachweis. Da die zytotoxische Zellschwellung am Beginn der ischämischen Kaskade steht, weist die DW-MRT ischämisches Gewebe zu einem Zeitpunkt nach, zu dem konventionelle T₂-gewichtete MR-Sequenzen und die zerebrale Computertomographie noch einen unauffälligen Befund ergeben.

Die perfusionsgewichtete MR-Bildgebung (PW-MRT) ist eine Methode zur semiquantitativen Bestimmung der Gewebeperfusion und stellt eine komplementäre Methode bei der Akutdiagnostik der zerebralen Ischämie im tierexperimentellen und humanen Bereich dar.

Die technischen Grundlagen der DW-MRT und PW-MRT werden dargestellt und die Korrelation der MR-Signaländerungen mit metabolischen, hämodynamischen und histologischen Parametern wird diskutiert.

Summary

New MR sequences are an unique tool for the detection of acute and chronic cerebral ischemia and yield information not readily available from other techniques on the tissue status. The background of the signal changes in diffusion-weighted MRI (DWI) is complex. In general, DWI visualises cytotoxic cell swelling. Experimental studies on DWI have shown that DWI is sensitive to water shifts from the extracellular into the intracellular space. Water shifts within these compartments can occur with a large variety of pathophysiological events. They can be due to membrane depolarisations that can be either reversible such as with spreading depression or irreversible as with anoxic depolarisations.

Perfusion-weighted MRI (PWI) allows for the semiquantitative assessment of tissue perfusion and is a complementary technique to DWI.

DWI and PWI have opened new vistas for the evaluation of acute ischaemic injuries under experimental und clinical conditions. The correlation of DWI and PWI changes with metabolic, haemodynamic and histological parameters is discussed.