Hochaufgelöste Diffusions-Tensor-MRT des Gelenkknorpels: Machbarkeit und erste Ergebnisse

Ziele: Prüfung der Anwendbarkeit der Diffusions-Tensor-MRT (DTI) auf den Geklenkknorpel und Darstellung der zonalen Anisotropie des Gelenkknorpels. Methode: Sechs zylindrische Knorpelknochen-Stanzproben aus 3 menschlichen und 3 Rinder-Patellae wurden mit einem 9.4 Tesla Experimental-MR-Tomographen mit einer Diffusions-gewichteten SE Sequenz (b=1000s/mm², 12 Gradientenorientierungen, räumliche Auflösung: 39×78×1500µm3) untersucht. Voxel-basierte Maps der mittleren D Diffusivität (ADC), der fraktionellen Anisotropie und Eigenvektoren wurden berechnet. Ergebnis: Die mittlere Diffusivität nimmt von der Oberfläche (1.28×10–3 +/- 0.14 mm2/s) zur Tide Mark hin (0.74×10–3 +/- 0.19 mm2/s) ab. Die fractionelle Anisotropie ist insgesamt niedrig (0.05 +/- 0.02–0.28 +/- 0.09) und weißt lokale Maxima im unteren Drittel des Knorpels auf. Der zum größten Eigenwert gehörende Eigenvector zeigt in seiner Ausrichtung eine deutliche zonale Verteilung: er ist überwiegend oberflächenparallel in den oberen 10–30% des Knorpels und überwiegend radiär (senkrecht zur Oberfläche) in den unteren 40–60% des Knorpels ausgerichtet. Schlussfolgerung: Die hochaufgelöste Diffusions-Tensor MRT erscheint zur Strukturanalyse des Knorpels geeignet. Die Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung Raster-Elektronen-Mikroskopischen Daten zur zonalen Architektur des Knorpels. Die Eigenvektor-Maps korrelieren gut mit der Ausrichtung der Kollagenfasern. Insofern zeigt die DTI Potential für den Einsatz zur Analyse strukturgebender Komponenten im Knorpel.

Korrespondierender Autor: Glaser JK

Klinikum der LMU München Großhadern, Institut für Klinische Radiologie, MArchioninistr. 15, 81377, München

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Schlüsselwörter

MRT - Knorpel - Diffusion - Strukturanalyse