Ultrahochauflösendes 7-Tesla-MRI in der

3-Tesla-MRI

7-Tesla-MRI

Korrespondierende sagittale Bilder durch das laterale Kompartiment des Kniegelenks. Markiert sind Kalziumablagerungen im hyalinen Gelenkknorpel (Pfeile) und im Aussenmeniskusvorderhorn (Pfeilspitzen), die im ultrahochauflösenden 7-Tesla-MRI (untere Reihe) im Vergleich zum 3-Tesla-MRI (mittlere Reihe) deutlich besser abgrenzbar sind. Das CT (Computertomogramm, oberste Reihe) dient als Referenzstandard zur Darstellung von Kalziumkristallablagerungen.

Ultrahochauflösendes 7-Tesla-MRI in der Knorpelbildgebung

Knorpelverkalkungen können mit einer 7-Tesla-MRI-Bildgebung signifikant besser erkannt werden als mit dem 3-Tesla-MRI oder den bislang gängigen Bildgebungen mit Röntgen oder CT. Ein grosser Fortschritt für die Radiologie.

Knorpelverkalkungen, fachsprachlich Chondrokalzinose, sind Kalziumkristallablagerungen im Knorpelgewebe, die bei älteren Menschen häufig im Kniegelenk (z. B. im Meniskus) auftreten. Eine spezielle Art dieser Ablagerung ist das Kalziumpyrophosphat (CPP). Diese ist klinisch relevant, da sie Entzündungsreaktionen auslösen kann, die Kalziumpyrophosphat-Depositions-Erkrankung (CPPD), eine Unterform der sogenannten Kristall-Arthropathien. Des Weiteren sind Kalziumablagerungen im Knorpel mit Arthrose vergesellschaftet.

Der Referenzstandard zum Nachweis von Kalziumkristallablagerungen ist die Gelenkspunktion mit Aspiration von Gelenksflüssigkeit und anschliessender laborchemischer Analyse. Diese invasive Diagnostik geht mit geringen, aber unausweichlichen Risiken einher (z. B. Gelenksinfekt). Es besteht daher das Interesse, diese Verkalkungen mit Hilfe radiologischer Verfahren bestmöglich zu visualisieren, um gegebenenfalls auf eine invasive Gelenkspunktion verzichten zu können. Bisher sind Röntgenaufnahmen und die Computertomographie die bildgebenden Methoden der Wahl. Untersuchungen mithilfe einer hochauflösenden 3-Tesla-Magnetresonanztomographie (MRI) haben bereits eine zur konventionellen Röntgenaufnahme gleichwertige diagnostische Genauigkeit gezeigt. Durch sogenannte Gradienten-Echo-Sequenzen werden lokale, durch die Kalziumkristalle hervorgerufene Suszeptibilitäts-Effekte ausgenutzt, um diese Verkalkungen als «dunkle» (hypointense) Signale innerhalb des «helleren» Knorpels sichtbar zu machen.

Neue ultrahochauflösende 7-Tesla-MRI-Geräte besitzen durch ein höheres Signal-zu-Rausch-Verhältnis das Potenzial, diese Suszeptibilitäts-Effekte zu verstärken und auch geringere Kalziumkonzentrationen der Kristallablagerungen sichtbar zu machen.

Wir konnten zeigen, dass mit dem 7-Tesla-MRI am Balgrist Campus die Kalziumkristallablagerungen im Knorpel des Kniegelenks signifikant besser erkannt werden als mit dem 3-Telsa-MRI. Jede Kalziumablagerung in der Computertomographie (als radiologischer Referenzstandard) zeigte ein entsprechendes Korrelat im 7-Tesla-MRI. Eine Sub-Analyse mittels hochauflösendem Mikro-CT zeigte sogar, dass das 7-Tesla-MRI bezüglich der Kalziumkristall-Detektion eine bessere diagnostische Genauigkeit aufweist als das Standard-CT; daher könnte das 7-Tesla-MRI zum radiologischen Goldstandard in der Kalziumdetektion werden.

Dr. med. Christoph Germann ist Oberarzt der Radiologie der Universitätsklinik Balgrist mit Spezialisierung in der Bildgebung des Bewegungsapparates. Seine wissenschaftlichen Arbeiten fokussieren sich auf die Entwicklung und Analyse von neuen Methoden der MRI-Bildgebung in der muskuloskelettalen Radiologie.

Prof. Dr. med. Reto Sutter ist Chefarzt der Radiologie der Universitätsklinik Balgrist. Er ist spezialisiert auf die Diagnostik des Bewegungsapparates und seit 2010 an der Universitätsklinik Balgrist tätig. Für seine Forschungstätigkeit in muskuloskelettaler Radiologie wurde er 2018 mit der President’s Medal der International Skeletal Society ausgezeichnet.