Diffusionsgewichtete MRI: Ischämische und traumatische Verletzungen des Zentralnervensystems

Zusammenfassung

Die diffusionsgewichtete Magnetresonanz Tomografie (DWI) stellt ein neues Verfahren dar, welches die Bildgebung von der einfachen Darstellung der Neuroanatomie um das Feld der funktionalen und physiologischen Prozesse erweitert. Im Gegensatz zur konventionellen MRT mißt die DWI einen vollkommen anderen physiologischen Parameter. Der Bildkontrast hängt von Unterschieden in der Mikrobewegung (Diffusion) der Wassermoleküle im Hirngewebe ab. Daher kann die DWI pathologische Prozesse aufzeichnen, wo konventionelle T1- und T2-gewichtete MR Bilder unauffällig bleiben. In der klinischen Routine hat sich die DWI bei der Diagnostik des akuten Schlaganfalls und des Traumas bewährt. durch die Möglichkeiten zwischen Läsionen mit zytotoxischem Oedem (verminderte Diffusion) und Läsionen mit vasogenem Oedem (vermehrte Diffusion) zu unterscheiden. Cerebrale Verletzungen können so früher nachgewiesen werden. Die Messung der Diffusion in verschiedenen Raumrichtungen erlaubt es eine Vielzahl funktionaler Karten zu erstellen. Die am häufigsten verwendeten Karten sind die des apparent diffusion coefficients (ADC) und der isotropen Diffusion. Zusätzlich können Karten über anisotrope Diffusion berechnet werden. Diese sollen Auskunft über die Integrität und Lokalisation von Nervenbahnen geben. Diese funktional-anatomische Information wird wahrscheinlich in der Fühdiagnostik von primären und sekundären Gewebeverletzungen unterschiedlicher Ursachen eine immer wichtigere Rolle spielen und könnte bestehende und zukünftige neuroprotektive Behandlungen leiten und validieren.

Abstract

Diffusion weighted magnetic resonance imaging (DWI) represents a recent development that extends imaging from the depiction of the neuroanatomy into the field of functional and physiologic processes. DWI measures a fundamentally different physiologic parameter than conventional MRI. Image contrast is related to differences in the microscopic motion (diffusion) of water molecules within brain tissue rather than a change in total tissue water. Consequently, DWI can reveal pathology where conventional T1- and T2-weighted MR images are negative. DWI has clinically proven its value in the assessment of acute cerebral stroke and trauma by showing cerebral injury early due to ist ability to discriminate between lesions with cytotoxic edema (decreased diffusion) from lesions with vasogenic edema (increased diffusion). Full tensor DWI allows to calculate a variety of functional maps, the most widely used maps include maps of apparent diffusion coefficients and isotropic diffusion. In addition maps of anisotropic diffusion can be calculated which are believed to give information about the integrity and location of fiber tracts. This functional-anatomical information will most probably play an increasingly important role in the early detection of primary and secondary tissue injury from various reasons and could guide and validate current and future neuroprotective treatments.