Sensitivität der MRT für alveoläre Infiltrate:
Experimentelle Untersuchungen

Zusammenfassung

Zielsetzung: Eine experimentelle Studie zur Untersuchung des Signalverhaltens artifizieller alveolärer Infiltrate mit T₁- und T₂-gewichteten MR-Sequenzen. Material und Methoden: 10 Lungen-Explantate von Schweinen wurden tracheal intubiert, in der künstlichen Thoraxhöhle eines Phantoms durch Unterdruck entfaltet und an einem klinischen Magnetresonanztomographen bei 1,5 T untersucht. Mit gezielter Instillation von 100 - 200 ml Gelatinelösung wurden alveoläre Infiltrate erzeugt und mit Gradientenecho- (2D-, 3D-GRE) und schnellen Spinechosequenzen (T₂-TSE, T₂-HASTE) dargestellt. Die Signalintensität des Lungenparenchyms nativ und mit Infiltrat wurde an repräsentativen Querschnitten erfasst. Zum Vergleich erfolgten Kontrollen mit Spiral-CT. Ergebnisse: Die instillierte Flüssigkeit simulierte alveoläre Infiltrate mit typischem Milchglasmuster im CT, wie es an Patienten mit Pneumonie oder ARDS beobachtetet wird. Vor dem Versuch zeigten nur T₂-HASTE und T₂-TSE ein Lungenparenchymsignal (Signal/Rausch-Verhältnis von 3,62 bzw. 1,39). Nach Instillation von Flüssigkeit fand sich in diesen Sequenzen ein Signalanstieg von ca. 30 % bei 100 ml (p < 0,01) bzw. 60 % bei 200 ml (p < 0,01). Bei 2D-GRE betrug die Signalintensitätszunahme 0,74 % (p = 0,32) nach 100 ml und 5,6 % (p < 0,01) nach 200 ml (für 3D-GRE 2,2 % [p = 0,02] bzw. 4,4 % [p < 0,01]). Die CT-Kontrollen zeigten für 100 ml eine Dichtezunahme um durchschnittlich 17 H.E. (p = 0,02) und für 200 ml um 75 H.E. (p < 0,01). Schlussfolgerungen: Mit T₂-gewichteten Sequenzen ist die MRT zur Darstellung artifizieller alveolärer Infiltrate geeignet.

Abstract

Purpose: An experimental study using porcine lung explants and a dedicated chest phantom to evaluate the signal intensity of artificial alveolar infiltrates with T₁- and T₂-weighted MRI sequences. Material and Methods: 10 porcine lung explants were intubated, transferred into the cavity of a MRI-compatible chest phantom and inflated by continuous evacuation of the artificial pleural space. All lungs were examined with MRI at 1.5 T before and after intra-tracheal instillation of either 100 or 200 ml gelatine-stabilised liquid to simulate alveolar infiltrates. MR-examination comprised gradient echo (2D- and 3D-GRE) and fast spin echo sequences (T₂-TSE and T₂-HASTE). The signal intensity of lung parenchyma was evaluated at representative cross sections using a standardised scheme. Control studies were acquired with helical CT. Results: The instilled liquid caused patchy confluent alveolar infiltrates resembling the findings in patients with pneumonia or ARDS. CT revealed typical ground-glass opacities. Before the application of the liquid, only T₂-HASTE and T₂-TSE displayed lung parenchyma signals with a signal/noise ratio of 3.62 and 1.39, respectively. After application of the liquid, both T₂-weighted sequences showed clearly visible infiltrates with an increase in signal intensity of approx. 30 % at 100 ml (p < 0.01) and 60 % at 200 ml (p < 0.01). With 2D- and 3D-GRE the infiltrates were not visible, although the lung parenchyma signal increase was statistically significant. On 2D-GRE the increase in signal intensity reached 0.74 % (p = 0.32) after 100 ml and 5.6 % (p < 0.01) after 200 ml (for 3D-GRE: 2.2 % [p = 0.02] at 100 ml and 4.4 % at 200 ml [p < 0.01]). The CT controls revealed a significant increase of lung density of 17 H.E. at 100 ml (p = 0.02) and 75 H.E. at 200 ml (p < 0.01). Conclusions: MRI with T₂-weighted sequences detects artificial alveolar infiltrates with high signal intensity and may be a highly sensitive tool to detect pneumonia in patients.

Schlüsselwörter

MRT - Lunge - Infiltrate - Explantate - Thoraxphantom

Key words

MRI - Lung - Infiltration - Explants - Chest phantom

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