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DOI: 10.1055/s-0030-1252842
In vivo MRT-Beurteilung der Kollagenstruktur des humanen Kniegelenkknorpels bei 7T
Ziele: Welche Möglichkeiten bietet eine MRT-Bildgebung bei 7T für die nichtinvasive Analyse der kollagenen Fasermatrix im adulten Knieknorpel? Methode: Die rechten Kniegelenke von drei gesunden Probanden wurden in einem 7T-Ganzkörper-MRT (Siemens) mit einer T2-gewichteten Multi-Echo-Sequenz (TR/TE: 3000/12–96ms, 8 Echos, Matrix: 448×448, FOV: 130×130mm, Schichtdicke: 1,0mm, Akquisitionszeit: ~20min) und einer 8-Kanal (Sende-/Empfangs-) Kopfspule untersucht. Senkrecht zur jeweiligen Knochen-Knorpel-Grenze (nahe der Kontaktstelle der Gelenkflächen) wurden probandenspezifische ROIs definiert (Knorpeldicke x 0,9mm). Aus den (winkelabhängigen) Intensitätswerten der T2-gewichteten Aufnahmen lässt sich über ein vereinfachtes Modell die mittlere Aufweitung (Öffnungswinkel alpha) des Faserbündels als Funktion der Tiefe im Knorpel (alpha-Tiefenprofil) berechnen. Bei alpha=35° wurde der Übergang zwischen radialer (tiefer) und isotroper (mittlerer) Knorpelzone angenommen. Ergebnis: Bei 7T konnten hochaufgelöste MR-Bilder (Voxelgröße 0,3×0,3×1,0 mm3) mit gutem SNR aufgenommen werden. Die 1D-Tiefenprofile der MR-Bilder bei TE=60ms zeigten die größte Übereinstimmung mit den Profilen der berechneten T2-Parameterbilder. In den ausgewählten Bereichen betrugen die Knorpeldicken 2,9–3,8mm und 4,1–5,2mm für Femur bzw. Tibia. Der Übergang zwischen radialer und isotroper Knorpelzone lag bei einer relativen Position (ausgehend vom Knochen, bezogen auf die jeweilige Knorpeldicke) von 0,37–0,52 für das Femur und 0,75–0,92 für die Tibia. Schlussfolgerung: Aufgrund der hohen räumlichen Auflösung eignet sich die winkelsensitive MRT bei 7T zur erweiterten Analyse der kollagenen Knorpelstrukturen in vivo. Diese Technik könnte für die Beurteilung des allgemeinen Knorpelzustands nützlich sein, um z.B. altersbedingte Änderungen der Kollagenmatrix („biologisches Knorpelalter“) zu erfassen.
Korrespondierender Autor: Garnov N
Universitätsklinikum Leipzig, Klinik und Poliklinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Liebigstraße 20, 04103 Leipzig
E-Mail: nikita.garnov@medizin.uni-leipzig.de
Gelenkknorpel - kollagene Faserstruktur - Ultrahochfeld-MRT