MRT-Diagnostik bei entzündlichen Gelenk- und Wirbelsäulenerkrankungen: Protokolle und Spezialsequenzen: Wann und wozu?

Die Magnetresonanztomographie (MRT) stellt heutzutage in der Rheumatologie einen wichtigen Bestandteil bei der bildgebenden Diagnostik und Therapiekontrolle bei entzündlichen und nichtentzündlichen Erkrankungen der Wirbelsäule und peripherer Gelenke dar. Die richtige Wahl geeigneter und praktikabler MRT-Protokolle und Sequenzen stellen den MRT-anfordernden und indikationsstellenden Arzt aber häufig vor große Herausforderungen. In der folgenden Übersichtsarbeit werden Empfehlungen und Vorschläge für MRT-Untersuchungsprotokolle für die Anwendung in Klinik und Praxis gegeben und neue Sequenzen evaluiert und bewertet, um für die Rheumatologie so in Zukunft möglichst standardisierte und vergleichbare Untersuchungen zu generieren und die Qualität der radiologischen Leistung so zu optimieren.

Magnetresonanztomographie; Protokolle; Sequenzen; Arthritis; Spondyloarthritis; Magnetic resonance imaging; Protocols; Sequences

Bildgebende Untersuchungen stellen wichtige Hilfsmittel bei der Diagnostik und Differenzialdiagnostik entzündlich und degenerativ rheumatischer Gelenk- und Wirbelsäulenerkrankungen dar. Die konventionelle Röntgendiagnostik diente hierbei lange Zeit - ob ihrer vielen Vorteile - als der bildmorphologische „Goldstandard“. Die Tatsache, dass radiologische Veränderungen aber oft erst Monate nach einer Gelenkentzündung mittels konventioneller Röntgenuntersuchung sichtbar werden, macht diese Technik für die Frühdiagnostik weitestgehend unbrauchbar, wobei ein primäres Röntgenbild bei der Diagnosestellung weiterhin empfohlen wird. Grund ist unter anderem, dass Erosionen im konventionellen Röntgen nach wie vor wichtig für die Prognoseabschätzung bleiben. Somit werden sensitivere bildgebende Verfahren wie hochauflösender Ultraschall und die Magnetresonanztomographie (MRT) heutzutage immer mehr in Klinik, Praxis und Studien zur frühen Diagnoseabsicherung als auch Therapiekontrolle eingesetzt.

Die MRT hat hier einen besonderen Stellenwert, denn ihr obliegt das Potenzial - aufgrund der Schnittbildtechnik und verschiedener Wichtungen und Sequenzen - Veränderungen im und um das Gelenk bzw. der Wirbelsäule frühzeitig im Krankheitsverlauf abzubilden. MR-morphologisch können so Gelenkerguss, Synovialitis, Tenovaginitis, Enthesitis, inzipiente Knorpel- und Knochenstoffwechselstörungen und die Erosion als auch Gelenkumbau und -anbau (Syndesmophyt, Osteophyt) sicher erfasst werden. Auch subklinische Entzündungen oder frühe degenerative Veränderungen z. B. auf Knorpelebene, welche dem konventionellen Röntgenbild entgehen, können mithilfe der MR-Technik eher aufgedeckt werden.

Durch die Entwicklung von MRT-Scoring-Instrumenten (z. B. RAMRIS für Hand/Fuß [[1] ], verschiedene MRT-Scores für die Wirbelsäule [[2] ], WORMS für Kniegelenke [[3] ]) können MRT-Befunde semiquantitativ graduiert werden und sind somit standardisiert vergleichbar, was für Studien und wissenschaftliche Fragestellungen unabdingbar geworden ist.

Alle diese Vorteile tragen dazu bei, dass die MRT inzwischen praxistauglich regelhaft in der Rheumatologie eingesetzt, in EULAR-Empfehlungen zur Diagnostik der RA genannt wird und bei den entzündlichen Wirbelsäulenerkrankungen auch Teil der ASAS-Klassifikationskriterien geworden ist.

Es ist zu erwähnen, dass neben der MRT auch die Sonographie in der Lage ist, bildmorphologisch Pathologien, insbesondere der peripheren Gelenke, zu erfassen und zu bewerten [[4] ]. Heute steht die Sonographie nahezu flächendeckend sowohl im klinischen als auch im ambulanten Setting zur Verfügung und wird hier regelhaft eingesetzt. Trotz der technischen Fortschritte ist die Sonographie nach wie vor nicht geeignet, um valide Pathologien des Achsenskeletts abzubilden. Hinzukommend ist bisher nur die MRT in der Lage, das prognostisch wichtige Knochenmarködem zu erfassen, was anderen bildgebenden Verfahren und somit auch der Sonographie nicht gelingt [[5] ].

Als Rheumatologen sind wir gefordert, die Grundlagen der MRT-Technik zu verstehen, die Ergebnisse zu bewerten und mit Anamnese, Klink und Labor in einen Kontext zu setzen. Dies bedeutet, dass auch die MRT-Diagnostik Teil unserer Ausbildung ist und eine kontinuierliche Fort- und Weiterbildung nach sich zieht. Dieser Grundsatz bedingt aber auch die intensive Kommunikation und den regelhaften Austausch mit den Fachkollegen der Radiologie, welche in der Regel die MRT-Diagnostik durchführen. Nur die gezielte und überprüfte Indikation zur MRT-Diagnostik, die korrekten Angaben von Informationen zur Erkrankung und zum Patienten als auch der fachliche Austausch mit den befundenen ärztlichen Kolleginnen/en zur entsprechenden MRT-Untersuchung wird die Qualität dieser radiologischen Leistung noch weiter verbessern, was letztendlich unseren Patienten zugutekommen wird.

In den folgenden Abschnitten werden die derzeit relevanten MRT-Protokolle respektive Spezialsequenzen und ergänzenden praxisnahen Empfehlungen zur MRT-Diagnostik von rheumatischen Erkrankungen peripherer Gelenke und des zentralen Achsenskeletts synoptisch und stichwortartig zusammengefasst und vorgestellt.

Allgemeine Grundsätze in der Untersuchung von Wirbelsäule und Gelenken

Durch die immer bessere Verfügbarkeit und die sinkenden Kosten werden MRT-Untersuchungen heute auch zunehmend im klinischen Alltag eingesetzt. Untersuchungen des Bewegungsapparates werden meist in MRT-Systemen mit Magnetfeldstärken von 1,5-3 Tesla (T) durchgeführt, die eine hohe Auflösung bei relativ kurzen Untersuchungszeiten ermöglichen. Besondere Indikationen und Techniken ergeben sich für Niederfeldgeräte (0,2 T), die in einem eigenen Kapitel besprochen werden. Es muss beachtet werden, dass die Unmöglichkeit einer suffizienten Fettunterdrückung mittels kontrastunterstützter Sequenzen eine wesentliche Einschränkung für das Niederfeld-MRT darstellt, da eine frequenzselektive Fettsättigung aufgrund des nur geringen „chemical shift“ zwischen Wasser und Fett bei niedriger Magnetfeldstärke nahezu unmöglich ist.

Allgemein ist zu bedenken, dass spezifische Kontraindikationen zu beachten sind, die vor einer Untersuchung besprochen werden müssen. Hierzu zählen Klaustrophobie, akute und chronische Niereninsuffizienzen (z. B. bei Dialysepatienten bzw. einer GFR von <30 ml/min wegen des erhöhten Risikos für nephrogene systemische Fibrosen [NSF]), bekannte KM-Allergien (Gadolinium) oder Schwangerschaft. Hinzukommend sollten besondere Kautelen, wie etwa Implantate (die heute häufig MRT-fähig sind), Herzschrittmacher und Stents (die nach Endothelialisierung ins MRT dürfen), ebenfalls frühzeitig diskutiert werden.

Neben dem Scanner selbst ist zu beachten, dass Gelenke mit dezidierten Spulensystemen (z. B. für Knie‑, Schulter- oder Handgelenke) untersucht werden sollten um die optimale Auflösung und Signalausbeute zu garantieren. Für die Untersuchung der Wirbelsäule ist häufig bereits eine spezielle Spule im Untersuchungstisch integriert.

Zu Beginn einer Untersuchung werden immer Übersichtsbilder (sog. „localizer“) mit einer T1- und einer T2-gewichteten Sequenz in 2 Ebenen aufgenommen. Das T1-Bild zeigt primär die morphologischen Details, das T2-Bild zeigt hingegen optimal pathologische Flüssigkeitsansammlungen in Gelenken, Sehnenscheiden, Knochen (Knochenmarködeme; Osteitis) und Sehnenansätzen (Enthesen). Anschließend sollte versucht werden eine kontrastmittelunterstützte (Kontrastmittel [KM]) T1-gewichtete Sequenz mit Unterdrückung des Fettsignals in 2 bis 3 Schnittebenen einzusetzen (z. B. durch „chemical shift“ oder „Dixon“-Technik). Alternativ können nicht fettgesättigte T1-gewichtete Bilder nach KM-Gabe generiert werden, die in der Folge automatisiert von den nativen T1-gewichteten Bildern subtrahiert werden und dadurch eine Kontrastmittelanreicherung sichtbar macht. Durch die Unterdrückung des Fettsignals bzw. die Subtraktionstechnik kommt entzündliches Gewebe (z. B. eine entzündliche Synovialproliferate) selektiv signalreich zur Darstellung und lässt sich vom umgebenden Fettgewebe gut abgrenzen. Im Bereich der Wirbelsäule und der Iliosakralgelenke (ISG) kann alternativ zu den KM-unterstützten Sequenzen eine Short-Tau Inversion Recovery (STIR)-Sequenz eingesetzt werden, die ebenfalls eine hohe Auflösung bei guter Angrenzung von pathologischen Wasseransammlungen ermöglicht und eine Fettsuppression durch einen speziellen Anregungsimpuls erreicht. In der Diagnostik der Wirbelsäule gilt die STIR-Sequenz den KM-unterstützten T1-gew. Sequenzen als gleichwertig, in der Gelenkdiagnostik ist die STIR-Sequenz aber meist unterlegen, weil Erguss und Synovialproliferat nicht gut zu unterscheiden sind, sodass hier weiterhin der Einsatz von KM empfohlen wird. Eine weitere Möglichkeit der suffizienten Fettunterdrückung zur Darstellung von Flüssigkeitsansammlungen bietet die „turbo inversion recovery magnitude“ (TIRM)-Technik, die bereits bei der Darstellung von Osteomyelitiden bei Kindern zur Anwendung gekommen ist [[6] ].

Empfohlene MRT-Protokolle: Extremitäten Hand (Hochfeld-MRT) Gerät.

1,5-3 T MRT (Hochfeld-MRT); 3 T ist 1,5 T oder Niederfeld-MRT (0,2-1,5 T; s. unten) vorzuziehen, da ein höheres Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) zu einer besseren räumlichen und zeitlichen Auflösung führt respektive zu einer Kontrastverstärkung.

Indikation.

Frühdiagnostik und Therapiekontrolle der rheumatoiden Arthritis (RA)/Psoriasisarthritis (PsoA), Differenzialdiagnostik bei typischen Mustern und Studien [[9] ].

MRT-Pathologien.

Synovialitis, Erosion, Knochenmarködem („bone marrow edema“ [BME]), Enthesitis, Tenovaginitis, Erguss.

Nebenbefunde.

Traumatische und degenerative Veränderungen.

Spule.

Handspule, Oberflächenspule.

Lagerung.

Bauchlage in „Superman“-Position oder Rückenlage, Hand über Kopf oder Hand unter Gesäß. Alternativ ist heute auch eine Off-Center-Lagerung in einer dedizierten Handspule bei modernen Geräten möglich.

MRT-Protokoll.

Obligat sollten eine STIR/TIRM coronar (cor), T1 cor nativ und eine transversale Sequenz T2 fs („fat-saturated“/fett-unterdrückt), PD fs oder STIR/TIRM durchgeführt werden. Alternativ zur T1 nativ kann eine 3D-GRE cor (z. B. VIBE/THRIVE oder Dixon-VIBE) zur Detektion von Erosionen eingesetzt werden. Zur Abbildung der Synovialitis kann nach KM-Applikation eine T1 fs cor und ggf. transversal (tra) durchgeführt werden. Alternativ kann mittels Subtraktionstechnik eine nicht fettgesättigte T1 post-KM von der nativen T1 subtrahiert werden, vorausgesetzt die Sequenzparameter werden zwischen beiden Sequenzen nicht verändert (Abb. 1; [[7] , [8] ]).

Zusatzinformation.

Das „field of view“ (FOV) der koronaren Bildgebung umfasst in der Regel die komplette Hand von der Fingerspitze bis zum distalen Radius/Ulna. Zur detaillierten Analyse der arthritischen Veränderungen kann alternativ das FOV verkleinert werden, bei RA das Radiocarpalgelenk einschließlich der MCP-Gelenke umfassen, bei PsoA von der Fingerspitze bis zu den MCP-Gelenken reichen. Die transversalen Bilder umfassen bei RA die MCP-Gelenke, ggf. das Radiocarpalgelenk; bei PsoA sollten die transversalen Bilder die Fingerspitze bis inklusive die PIP-Gelenke umfassen, wobei bei der Wahl des FOV immer die Beschwerden des einzelnen Patienten als Grundlage des Protokolls dienen sollten; es sollte eine Schichtdicke von 2-3 mm gewählt werden; die Applikation von KM erfolgt gewichtsadaptiert: 0,2 ml/kg Körpergewicht (maximal 20 ml) und wird für alle weiteren Untersuchungsprotokolle in gleicher Dosierung angewendet.

Limitationen.

Klaustrophobie, Lagerung, Dauer.

Dauer der Untersuchung.

Untersuchungszeit einschließlich Gabe von KM: RA: 20-30 min; PsoA: 25-35 min.

Scoring.

Rheumatoid Arthritis Magnetic Resonsance Imaging Score (RAMRIS; RA; [[1] ]), PSAMRIS (PsoA; [[10] , [11] ]).

Fuß (Hochfeld-MRT) Gerät.

1,5-3 T MRT.

Indikation.

Frühdiagnostik und Therapiekontrolle der RA/PsoA, Differenzialdiagnostik.

MRT-Pathologien.

Synovialitis, Erosion, BME, Enthesitis, Tenovaginitis.

Spule.

Kopfspule, bei kleinen Füßen auch Kniespule möglich.

Lagerung.

Rückenlage, Füße voran (Neutral-Null-Stellung).

MRT-Protokoll.

Obligat sollten koronare Sequenzen angefertigt werden: PD fs, STIR/TIRM oder T2 fs. Transversal sollten PD fs, STIR/TIRM oder T1-Sequenzen durchgeführt werden. Zusätzlich können PD fs sag oder T1 TSE cor-Sequenzen angefertigt werden. Nach KM-Applikation sollten T1 fs-Sequenzen, wenn möglich in allen 3 Raumrichtungen, ergänzt werden (Abb. 2; [[12] ]).

Zusatzinformation.

Das FOV reicht von der Fußwurzel ab dem Talonavikulargelenk bis zu den Zehenspitzen für die koronare und transversale Schichtführung; die sagittalen Bilder sollten den gesamten Fuß, inklusive des oberen Sprunggelenks, umfassen; es wurden Schichtdicken von 2-3 mm gewählt.

Limitationen.

Klaustrophobie, Lagerung, Dauer.

Dauer der Untersuchung.

Einschließlich Gabe von KM: 30 min.

Scoring.

Hand- und Fuß-Score [[13] , [14] ].a STIR-Sequenz der Hand, koronare Schnittführung; Patient mit einer RA. Nachweis eines Knochenmarködems und einer Synovialitis Metacarpophalangealgelenk (MCP) Digitus (D) 3 sowie eine Erosion an der Basis des Mittelhandknochens (MHK) 3. b T1-Sequenz der Hand, transversale Schnittführung, fs post Kontrastmittel (KM), Nachweis einer Synovialitis und einer Tenovaginitis mit punctum maximum D3a T1-Sequenz des Fußes, koronare Schnittführung, Patient mit einer PsoA; fs post KM; Nachweis einer Synovialitis mit begleitender Weichteilbegleitreaktion. b STIR-Sequenz des Fußes, sagittale Schnittführung mit Nachweis einer Daktylitis des 3. Strahles

Hand/Fuß (Niederfeld-MRT, Extremitäten-MRT) Gerät.

Niederfeld-MRT (0,2-1 T MRT).

Indikation.

Frühdiagnostik und Therapiekontrolle der RA/PsoA, Differenzialdiagnostik, Studien.

Spule.

Dedizierte Spule (Hand, Fuß, Knie, Ellenbogen).

Lagerung.

Nur die zu untersuchende Extremität liegt im Isozentrum des Magneten, daher für Rheumatiker komfortabel; ideal für Klaustrophobiker.

MRT-Protokoll.

Hand/Fuß: STIR cor, T1 GRE vor und nach KM-Applikation (FOV: in der Regel ganze Hand, wenn möglich; falls nur kleineres FOV bzw. zur Detailanalyse FOV RA: Radiocarpalgelenk - inklusive MCP-Gelenke; FOV PsoA: Fingerspitze - inklusive PIP-Gelenke), T1 GRE tra (FOV RA: CP-Gelenke; PsoA: Fingerspitze bis inklusive PIP-Gelenke); es werden Schichtdicken von 3 mm empfohlen. T2-gewichtete Sequenzen in axialer Schichtführung können fakultativ ergänzt werden [[15] ].

Limitationen.

Bildqualität, kleines FOV (bei großen Händen kann das geplante FOV nicht vollständig abgebildet werden), nicht alle fettgesättigten Sequenzen verfügbar.

Dauer der Untersuchung.

Untersuchungszeit einschließlich Gabe von KM: Hand oder Fuß: ca. 20-35 min.

Scoring.

RAMRIS, Hand- und Fuß-Score [[13] ].

Knie Gerät.

1,5-3 T MRT.

Indikation.

Diagnostik und Therapiekontrolle der Arthritis und Arthrose, Differenzialdiagnostik.

MRT-Pathologien.

Synovialitis, Erosion, BME, Enthesitis, Tenovaginitis und Gelenkbinnenschaden: Meniskus, Kreuzbänder, Knorpel, Knochen, Baker-Zyste, Tumoren, Osteonekrose.

Nebenbefunde.

Traumatische und degenerative Veränderungen.

Spule.

Dezidierte Kniespule, Oberflächenspule.

Lagerung.

Rückenlage, Neutral-Null-Stellung.

MRT-Protokoll.

PD fs in cor, tra und sag Schichtführung. T1 cor vor und zur Darstellung einer möglichen Synovialitis nach KM-Applikation. Fakultativ können T2 tra, T1 fs tra nach KM-Applikation oder knorpelspezifische Sequenzen (DESS, Truefisp) ergänzt werden.

Zusatzinformation.

Das FOV umfasst das gesamte Kniegelenk, inklusive distaler Femur und prox. Tibia/Fibula; die Schichtdicke aller Sequenzen beträgt 3 mm.

Limitationen.

Klaustrophobie, Lagerung, Dauer.

Dauer der Untersuchung.

Untersuchungszeit einschließlich Gabe von KM: 15-30 min.

Scoring.

WORMS [[3] ].

Schulter Gerät.

1,5-3 T MRT.

Indikation.

Diagnostik und Therapiekontrolle der Arthritis und Arthrose, Differenzialdiagnostik.

MRT-Pathologien.

Synovialitis, Erosion, BME, Enthesitis, Tenovaginitis und Gelenkbinnenschaden: Rotatorenmanschette, Bizepssehne, Knorpel, Knochen, Tumoren.

Nebenbefunde.

Traumatische und degenerative Veränderungen.

Spule.

Dezidierte Schulterspule, Alternative: Flexspule.

Lagerung.

Rückenlage, Neutral-Null-Stellung.

MRT-Protokoll.

PD fs in parakoronarer, parasagittaler und transversaler Schichtführung, alternativ STIR/TIRM, ausgerichtet an der Skapula. Mindestens eine T1-gewichtete Sequenz, zur Beurteilung der Rotatorenmanschette ist eine parasagittale Schichtführung zu bevorzugen. Zur Darstellung einer möglichen Synovialitis T1 fs parakoronar und transversal nach KM-Applikation [[16] ].

Zusatzinformation.

Das FOV umfasst das gesamte Schultergelenk; die Schichtdicke aller Sequenzen beträgt 3 mm.

Limitationen.

Klaustrophobie, Lagerung, Dauer.

Dauer der Untersuchung.

Untersuchungszeit einschließlich Gabe von KM: 20-25 min.

Hüftgelenk Indikation.

Diagnostik und Therapiekontrolle der Arthritis und Arthrose, Differenzialdiagnostik.

MRT-Pathologien.

Synovialitis, Erosion, BME, Enthesitis, Tenovaginitis und Gelenkbinnenschaden: Labrum, Knorpel.

Nebenbefunde.

Traumatische und degenerative Veränderungen.

Spule.

Flexspule.

Lagerung.

Rückenlage, Neutral-Null-Stellung.

MRT-Protokoll.

PD fs in cor und sag Schichtführung. Alternativ können STIR/TIRM oder T2 fs-Sequenzen anfertigt werden. T1 cor vor und zur Darstellung einer möglichen Synovialitis nach KM-Applikation. Zusätzlich sollten tra-Sequenzen (PD fs, STIR/TIRM, T2 fs) angefertigt werden. Fakultativ können knorpelspezifische Sequenzen (z. B. DESS) ergänzt werden [[16] ].

Zusatzinformation.

Das FOV umfasst das gesamte Hüftgelenk; die Schichtdicke aller Sequenzen beträgt 3-4 mm.

Limitationen.

Klaustrophobie, Lagerung, Dauer.

Dauer der Untersuchung.

Untersuchungszeit einschließlich Gabe von KM: ca. 30 min

Enthesen Gerät.

1,5-3 T MRT.

Indikation.

Frühdiagnostik und Therapiekontrolle bei der PsoA, SpA, Enthesitis, Differenzialdiagnostik.

MRT-Pathologien.

Enthesitis, Synovialitis, BME, Bursitiserosion, Syndesmophyt, Exostose, Knochenmarködem.

Nebenbefunde.

Traumatische (Ruptur) und degenerative Veränderungen.

Spule.

Die Enthesitis stellt eine Entzündung des Sehnen-Knochen-Übergangs dar, die sich prinzipiell an allen Körperregionen manifestieren kann. Besonders häufig ist die Achillessehne betroffen. Je nach Topographie bzw. Befallsmuster und Vorkommen der Enthesitis können verschiedene Spulen zum Einsatz kommen; zur Darstellung der Achillessehne kann ein OSG-Protokoll mit Kopf- oder Kniespule (bei kleinen Füßen) eingesetzt werden; Enthesen am Schultergelenk können mithilfe einer dezidierten Schulterspule oder einer Oberflächenspule dargestellt werden; das Ellenbogengelenk kann mittels einer Oberflächenspule; einzelne Finger/Fußzehen können mittels Ring- oder einer dezidierten Handgelenkspule abgebildet werden.

Lagerung.

In der Regel Neutral-Null-Position; in Rückenlage werden Schulter und OSG (z. B. für Darstellung der Achillessehne) dargestellt; das Ellenbogengelenk wird normalerweise in Bauchlage mit gestrecktem Arm untersucht (die Untersuchung ist ebenfalls in Rückenlage oder flektiertem Ellenbogengelenk möglich); die MRT-Untersuchung einzelner Finger wird in Bauchlage durchgeführt.

MRT-Protokoll.

PD TSE cor, T1 TSE cor vor und nach KM-Applikation, T1 TSE transv. nach KM-Applikation, ggf. T2 TSE tra, PD TSE sag, T1 TSE sag nach KM-Applikation; die einzelnen Ebenen im Schulterprotokoll werden nach Glenoid/Skapula ausgerichtet, dadurch werden parakoronare und parasagittale Ebenen abgebildet; die Achillessehne wird im Rahmen des OSG-Protokolls erfasst, auf eine vollständige Abbildung nach kranial sollte geachtet werden; sollten weitere Bandstrukturen am OSG erfasst werden, muss eine entsprechende Kippung entlang der gewünschten Ligamente erfolgen; das FOV sollte stets die komplette Enthese bzw. das Gelenk umfassen; die Schichtdicke beträgt zwischen 2 und 3 mm, je kleiner die zu erfassende Struktur ist, desto kleinere Schichtdicken sollten gewählt werden [[17] ].

Limitationen.

Klaustrophobie, Lagerung, Dauer.

Dauer der Untersuchung.

Untersuchungszeit einschließlich Gabe von KM: Je nach Untersuchungsregion beträgt die Untersuchungszeit zwischen 15 und 30 min.

Scoring.

PSAMRIS.

Empfohlene MRT-Protokolle: Wirbelsäule HWS Gerät.

1,5-3 T MRT.

Indikation.

Entzündliche HWS-Beteiligung bei RA, z. B. Komprimierung des Myelons, Densdestruktion, Instabilität, präoperative Abklärung.

Spule.

Halsspule.

Lagerung.

Rückenlage.

MRT-Protokoll.

STIR/TIRM sag, T1 TSE sag vor und nach KM-Applikation (zur Detektion entzündlicher Veränderungen der Synovia, Enthesen). Fakultativ T2 TSE sag. Das betroffene Bewegungssegment sollte zusätzlich transversal abgebildet werden: T2 medic (alternativ T2), T1 TSE tra nach KM-Applikation; bei RA wird v. a. der Dens axis transversal abgebildet [[16] ].

Limitationen.

Klaustrophobie, Lagerung, Dauer; cave: Überstreckung bei Lagerung (HWS-Instabilität).

Dauer der Untersuchung.

Dauer der Untersuchung einschließlich Gabe von KM: 20-25 min.

Lendenwirbelsäule (LWS), Brustwirbelsäule (BWS) und ISG (Iliosakralgelenke) LWS und BWS Gerät.

1,5-3 T MRT.

Indikation.

Frühdiagnostik und Therapiekontrolle Spondyloarthritis (Spondylitis, Iliosakralarthritis).

Spule.

Körperspule.

Lagerung.

Rückenlage.

MRT-Protokoll.

Das WS-Protokoll umfasst eine STIR sag, T1 TSE sag vor und nach KM-Applikation, T2 TSE sag mit einer Schichtdicke von 3-4 mm; zusätzlich können die gewünschten Bewegungssegmente transversal mit einer Schichtdicke von 3 mm dargestellt werden: T2 TSE tra, T1 TSE tra nach KM-Applikation, ggf. STIR cor mit einer Schichtdicke von 4 mm; das FOV sagittal sollte den kompletten WS-Bereich umfassen. Zur Diagnosestellung Spondyloarthritis kann nach aktueller Studienlage auf Kontrastmittel verzichtet werden. Vorteile kann eine Kontrastmittelapplikation bringen bei der Suche nach weiteren entzündlichen Veränderungen im Rahmen einer Synovialitis, Enthesitis oder Kapsulitis [[20] ].

Limitationen.

Klaustrophobie, Lagerung, Dauer.

Dauer der Untersuchung.

Untersuchungszeit einschließlich Gabe von KM: LWS-Protokoll: 20 min; BWS-Protokoll: 20-30 min.

Scoring.

Z. B. Berlin-MRT-Score; ASpiMRI Score, Leeds Score, Berliner Score, SPARCC, ASAS [[2] , [21] ].

ISG Indikation.

Frühdiagnostik Arthritis, Enthesitis, Tumor.

Spule.

Körperspule.

Lagerung.

Rückenlage.

MRT-Protokoll.

Das Protokoll der ISG umfasst eine STIR/TIRM (alternativ PD fs) parakoronar (ausgerichtet an der Hinterkante von SWK 2), T1 parakoronar vor und nach KM-Applikation (zur dezidierten Diagnostik einer Synovialitis, Enthesitis, Kapsulitis, ansonsten verzichtbar). Fakultativ T2 tra, PD fs oder STIR/TIRM (orthogonal zur Hinterkante von SWK 2), T1 tra nach KM-Applikation; die Schichtdicke beträgt 3-4 mm (Abb. 3; [[18] , [19] ]).

Limitationen.

Klaustrophobie, Lagerung, Dauer.

Dauer der Untersuchung.

Untersuchungszeit einschließlich Gabe von KM: 20-30 min.

Scoring.

Z. B. Aarhus-Score, Herrmann-Bollow-Score, Leeds-Score, Rudwaleit-Sieper-Score, SPARCC, ASAS [[21] ].STIR-Sequenz des Os sacrum mit Nachweis einer akuten Sakroiliitis bei einem Patienten mit einer axialen Spondylitis

MRT-Spezialsequenzen Dynamische MRT Indikation.

Therapiekontrolle bei RA durch KM-Dynamik (Perfusion) der Hand [[22] , [23] ].

Die dynamische MRT entspricht einer Perfusionsmessung nach KM-Applikation über die Zeit; dazu werden repetitiv 3‑dimensionale T1 gewichtete Sequenzen in koronarer Schichtführung angefertigt; insgesamt werden 200 Bilder in einem Abstand von 1,7 ms angefertigt; es gibt zur dynamischen MRT herstellerseitig verschiedenste kommerzielle Anbieter für Softwareapplikationen.

Spule.

Die Hand wird mit einer dezidierten Handgelenkspule in „Superman“-Position untersucht; alternativ kann eine Flexspule verwendet werden; eine vermehrte KM-Anreicherung eines Fingergelenkes korreliert mit der Entzündungsaktivität.

Dauer der Untersuchung.

5-7 min; dGEMRIC (Delayed Gadolinium-Enhanced Magnetic Resonance Imaging of Cartilage).

Indikation.

Knorpelqualität/Frühdiagnostik der Arthrose [[24] , [25] ].

Cave.

Double-dose bei intravenöser KM-Applikation notwendig.

Protokoll.

Bei der molekularen Bildgebung mittels dGEMRIC nutzt man die chemisch-physikalischen Eigenschaften der anionischen, negativ geladenen, gadoliniumhaltigen Kontrastmittel Gadolinium, welche auch in der täglichen Routine als MRT-Kontrastmittel Verwendung finden; nach intravenöser Injektion diffundiert das Kontrastmittel umgekehrt proportional zum Anteil der ebenfalls negativ geladenen Glykosaminoglykane (Bestandteil der Knorpelmatrix; GAG) in den Knorpel; da im degenerierten Knorpel der Gehalt an GAG (negativ geladen) verringert ist, kann sich im Vergleich zum gesunden Knorpel vermehrt Kontrastmittel im Knorpelgewebe anreichern; das Gadolinium verkürzt die T1-Zeit im MRT, sodass der GAG-Gehalt durch die T1-Analyse, innerhalb eines umschriebenen Knorpelbezirks als dGEMRIC-Index berechnet werden kann.

Spule.

Mit der dezidierten Handspule können sämtliche Knorpelflächen der kleinen Fingergelenke oder des Handgelenks dargestellt werden; alternativ können kleine „loop-coils“ verwendet werden, die ober- und unterhalb des jeweiligen Gelenks platziert werden; der Patient wird, wie bereits bei der MRT-Untersuchung der Hand, in Superman-Position mit der Hand über dem Kopf untersucht; die dGEMRIC-Sequenz wird 40 min nach Kontrastmittelapplikation angefertigt; zur Berechnung des dGEMRIC-Index wird eine 3‑D-Gradienten-Echo-Sequenz mit 2 unterschiedlichen Flipwinkeln und einer Schichtdicke von 2 mm aufgenommen.

Dauer der Untersuchung.

2:30 min nach einem Delay von 40 min nach KM-Injektion.

Kontrastmittelfreie Sequenzen

Durch die Entdeckung von Kontrastmittel(KM; Gadolinium)-Ablagerungen im Gehirn in Post-mortem-Studien ist die Diskussion um einen schonenden Einsatz von MRT-Kontrastmitteln aufgenommen. So konnte gezeigt werden, dass es bei der intravenösen Applikation von KM zu Ablagerungen von Gadolinium im Gehirn kommen kann. Diese Ablagerungen treten vorwiegend bei linearen Kontrastmitteln, jedoch auch in geringen Mengen bei makrozyklischen Kontrastmitteln auf. Nach aktuellem wissenschaftlichem Kenntnisstand sind keine gesundheitlichen Auswirkungen der Ablagerungen bekannt. Als Reaktion auf die intrakraniellen Gadoliniumablagerungen verbot die European Medicines Agency (EMA) die Anwendung von einer Vielzahl linearer, Gadolinium-basierter Kontrastmittel, darunter auch das für die dGEMRIC-Technik gebräuchliche Kontrastmittel. Obwohl makrozyklische Kontrastmittel nicht verboten wurden, sollte ihre Verwendung auf notwendige Untersuchungen beschränkt sein, sodass eine „double-dose“ Anwendung zur Beurteilung des Knorpels obsolet ist [[26] ].

Aus diesem Grund wird aktuell an zahlreichen KM-freien MRT-Protokollen gearbeitet, welche wir im folgenden Abschluss auszugsweise darstellen möchten.

Kontrastmittelfreie MR-Perfusion zur Erfassung von Entzündung

Die ASL(„arterial spin labeling“)-Technik nutzt das Blut selbst als endogenes Kontrastmittel, das durch einen Inversionspuls vor der Datenauslese markiert wird. In ersten Studien bei Patienten mit Arthritis konnte eine gute Korrelation der ASL-Perfusion mit der etablierten kontrastmittelgestützten MRT-Perfusion ermittelt werden. Die Bedeutung der Methode kann insbesondere darin gesehen werden, dass engmaschige Verlaufskontrollen, wie sie im Rahmen von Therapiestudien gewünscht sind, zukünftig möglicherweise kontrastmittelfrei ausgeführt werden können.

Kontrastmittelfreie MR-Sequenzen zur Erfassung von Knorpelveränderungen KM-freie Sequenzen.

gagCEST („glycosaminoglycan chemical exchange saturation transfer“) und Natriumbildgebung zur Evaluierung der Knorpelqualität [[27] , [28] ].

Protokoll.

gagCEST ermöglicht die Darstellung von Molekülen mit geringer Konzentration (mM) durch Messung der Wasserstoffprotonen des Gesamtkörperwassers (M); der CEST-Kontrast basiert auf der Sättigung der Wasserstoffprotonen von Glykosaminoglykanen; diese gesättigten Wasserstoffprotonen sind in einem chemischen Austausch mit den ungesättigten Wasserstoffprotonen des Gesamtkörperwassers; die Höhe des Signalverlustes des Gesamtkörperwassers korreliert mit der Menge an austauschbaren Protonen der angesteuerten Moleküle; der gagCEST-Effekt ist bei einer Frequenzbreite von 0,9-1,9 ppm der Wasserfrequenz messbar; der in diesem Bereich detektierbare Signalverlust des Gesamtkörperwassers korreliert mit dem GAG-Gehalt des Knorpels; der Verlust an GAG geht mit einer Schädigung des Gelenkknorpels einher.

Spule.

gagCEST kann mit einer dezidierten Handgelenkspule angefertigt werden.

Eine weitere molekulare Bildgebungsmodalität zur Abbildung des Gelenkknorpels ist die ...

Ähnlich zur gagCEST-Sequenz ist es möglich, Natrium zur Bildgebung zu nutzen; der Natriumgehalt des Knorpels korreliert direkt mit dem GAG-Gehalt des Knorpels; zur Natriumbildgebung wird eine dezidierte Hardwareausrüstung benötigt.

Dauer der Untersuchung.

12-15 min.

Schlussfolgerung.

Die MRT ist eine bildgebende Methode, welche aufgrund ihrer vielen Vorteile zur Diagnostik entzündlicher und nichtentzündlicher weichteiliger und knöcherner Veränderungen am Skelettsystem immer häufiger eingesetzt wird. Der hohe Stellenwert der MRT wird für die strukturelle Früh- und Differenzialdiagnostik in der Rheumatologie genutzt, welche mit anderen konventionellen bildgebenden Techniken oder Schnittbildmethoden nicht gelingt. Die korrekte Durchführung von MRT-Untersuchungen, die Vereinheitlichung von MRT-Protokollen und die Beachtung von Spezialsequenzen könnten einen Beitrag zur Qualitätsverbesserung der radiologischen Leistung für die Rheumatologie liefern.

Weitere, kontrastmittelfreie Techniken zur Darstellung des Knorpels sind T1- und T2-mapping-Verfahren.

T1ρ imaging (T1rho)

T1ρ ist eine MRT-Technik, die Veränderungen des regionalen Proteoglykangehalts erfassen kann. Dabei können die Interaktionen zwischen den mit Makromolekülen assoziierten Protonen erfasst werden. Ein Knorpelschaden führt zu einem Verlust an Proteoglykanen und damit den Makromolekülen, was zu einer erhöhten T1ρ-Zeit führt [[29] ].

T2/T2* mapping

Transverse Relaxationszeiten sind von der Gewebezusammensetzung abhängig. Mit T2/T2*-Verfahren können die Kollagenstruktur und damit ein Knorpelschaden erfasst werden [[30] ].

Einhaltung ethischer Richtlinien Interessenkonflikt

P. Sewerin, B. Ostendorf und C. Schleich geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Dieser Beitrag beinhaltet keine von den Autoren durchgeführten Studien an Menschen oder Tieren.

Literatur Citations

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Glossary

ASAS

Assessment of SpondyloArthritis international Society

ASpiMRI

AS spinal MRI Score

BME

„Bone marrow edema“

Cor

Coronar

DESS

Double Echo Steady State

DGEMRIC

Delayed Gadolinium-Enhanced Magnetic Resonance Imaging of Cartilage

DIP

Distales Interphalangealgelenk

DOTA

(1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraessigsäure, mit Gd Gadotersäure)

DTPA

Diethylentriaminpentaessigsäure

EULAR

European League Against Rheumatism

FOV

„Field of view“

Fs

Fettgesättigt

GAG

Glykosaminoglykane (Bestandteil der Knorpelmatrix)

GagCEST

„Glycosaminoglycan chemical exchange saturation transfer“

Gd

Gadolinium

GFR

Glomeruläre Filtrationsrate

GRE

Gradienten-Echo-Sequenz

HWS

Halswirbelsäule

ISG

Iliosakralgelenke

KM

Kontrastmittel

LWS

Lendenwirbelsäule

MCP

Metakarpophalangealgelenk

MEDIC

„Multi echo data image combination“

NSF

Nephrogene systemische Fibrose

OSG

Oberes Sprunggelenk

PD

Protonengewichtete Sequenz

PIP

Proximales Interphalangealgelenk

PsAMRIS

Psoriatic arthritis magnetic resonance imaging scoring system

PsoA

Psoriasisarthritis

RA

Rheumatoide Arthritis

RAMRIS

Rheumatoid arthritis MRI scoring system

Sag

Sagittal

SNR

Signal-to-Noise-Ratio

SPARCC

Spondyloarthritis Research Consortium of Canada

STIR

Short-Tau Inversion Recovery Sequenz

T1

T1-gewichtet

T2

T2-gewichtet

TIRM

„Turbo inversion recovery magnitude“

Tra

Transversal

TrueFisp

True fast imaging with steady state precession

TSE

Turbo-Spin-Echo-Sequenz

WORMS

Whole-organ MRI scoring method

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By P. Sewerin; B. Ostendorf and C. Schleich