Diffusionsuntersuchungen und ihre Anwendungen

Die Diffusionsgewichtete Bildgebung (Diffusion weighted imaging – DWI) wird im klinischen Alltag im Neugeborenen- und Kindesalter zu Diagnostik zerebraler Ischämien, zur Differenzierung zwischen Abszess und Tumor und beim Schädel-Hirn-Trauma zur Detektion von axonalen Schädigungsmustern eingesetzt. Mithilfe der DWI kann eine Prognoseabschätzung vorgenommen werden. Große Bedeutung hat die DWI bei der Abklärung der perinatalen Asphyxie. Mit Diffusion Tensor Imaging (DTI) können in vivo Aussagen zur Integrität der weißen Substanz und zum Verlauf von Nervenfaserverbindungen getroffen werden. Das Grundprinzip der Diffusionsbildgebung basiert auf den unterschiedlichen Diffusionseigenschaften von Wassermolekülen in Abhängigkeit von ihrer Umgebung. Quantitative Parameter sind die Diffusivität (Apparent diffusion coefficient – ADC) als Maß der durchschnittlichen Diffusionsgeschwindigkeit in Gradientenrichtung und die fraktionelle Anisotropie (Fractional anisotropy – FA) als Maß der Gerichtetheit der Diffusion. Die FA gibt Auskunft darüber, inwieweit sich die Diffusionswerte in einer bestimmten Raumrichtung vom mittleren Diffusionskoeffizienten des Voxels unterscheiden. Sie ist Grundlage für das Fiber tracking, mit dem Faserverläufe in der weißen Substanz rekonstruiert werden können. Informationen zur Abklärung von Malformationen des Gehirns (z.B. Mittellinienstörungen) können illustriert werden. Im klinischen Alltag gibt es für DTI initiale Anwendungen bei der Planung und Begleitung von Operationen, wo es um die Frage der Verdrängung oder Einbeziehung von Faserbündeln geht. Weitere Einsatzgebiete sind die Diagnostik von Erkrankungen der weißen Substanz sowie die Beurteilung der Hirnreifung. Quantitative Region-of-interest-Analysen (ROI) anatomischer Regionen sind hilfreich bei der Beurteilung diffuser Myelinisierungsveränderungen, die bei visueller Betrachtung entgehen können.

Lernziele:

• Typische Befundmuster des DWI bei Ischämie, Tumor, Schädel-Hirn-Trauma

• Prinzip des DTI mit Bestimmung von ADC und FA

• Fiber tracking

• Klinische Einsatzmöglichkeiten für DTI

Korrespondierender Autor: Mentzel HJ

Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie/Universitätsklinikum Jena, Pädiatrische Radiologie, Erlanger Allee 101, 7740, Jena

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