Hochleistungsgradienten für MRT-Forschungsprojekte am UKM

Am UKM betreibt das Team um Dr. Walter Heindel sechs MR-Scanner. Ihr Neuzugang, das Philips MR 7700, wird ausschließlich in der Forschung eingesetzt. Das Gerät wurde aufgrund der Stärke und Qualität seiner XP-Gradienten sowie zahlreicher weiterer Innovationen ausgewählt.

„Wir erwarten, dass das System uns dabei helfen wird, hochwertige MR-Bildgebung noch weiter zu beschleunigen, ohne Abstriche bei der Bildqualität zu machen“, sagt Dr. Heindel. „Wir werden unsere klinischen Forschungsprojekte auf dieses System konzentrieren, insbesondere Studien zu Patient*innen mit neurologischen und neurochirurgischen Erkrankungen sowie Patient*innen mit onkologischen Erkrankungen.“

In den ersten Wochen nach Inbetriebnahme wurden mehr als 100 Patient*innen und Proband*innen auf dem MR 7700 untersucht. Zu den ersten Projekten, für die das Team das System nutzen wird, gehören hochauflösende multiparametrische Prostata-MRT, die Entwicklung innovativer Protokolle zur Apoplex-Bildgebung und Diffusionsstudien der Lymphknoten.

„Wir erwarten, dass das leistungsstärkere Gradientensystem verbesserte Diffusionsergebnisse ermöglicht, also mehr Richtungen und/oder mehr Shells (also b-Werte) sowie ein höherer SNR, ohne die Untersuchungszeiten zu verlängern“, sagt er. „Wir sind außerdem zuversichtlich, dass die Compressed SENSE- und MultiBand SENSE-Beschleunigungstechniken hierbei helfen werden. Wir planen beispielsweise zu untersuchen, ob Diffusionstechniken in der Körperbildgebung als Alternative zur Anwendung von Kontrastmitteln dienen können.“

Dr. Heindel ist überzeugt, dass das MR 7700 dem bestehenden Programm des Krankenhauses zugutekommen wird, bei dem das multiparametrische MRT der Prostata nicht nur zur Diagnose, sondern auch zur gezielten Durchführung von Prostatabiopsien mittels MRT/Ultraschallfusion eingesetzt wird.

„In Zusammenarbeit mit unseren Kolleg*innen in der Urologie legen wir den Fokus auf die Früherkennung von Prostatakrebs“, sagt er. „Multiparametrisches MRT hilft uns, verdächtige Läsionen zu erkennen. Die Fusion der MRT-Daten mit der bildgebenden Ultraschalluntersuchung ermöglicht eine Echtzeit-MRT-Navigation während der Biopsie, sodass Urolog*innen die Läsion sehen und eine gezielte Biopsie durchführen können. Wir haben diesen interdisziplinären Prozess in den vergangenen Jahren etabliert, um klassische, blinde Prostatabiopsien zu ersetzen. Auch das wurde mit Philips gemacht und war ein großer Erfolg.“

„Nach unserer Erfahrung scheint die Diffusionsbildgebung (DWI) in diesem Prozess die nützlichsten Informationen zu liefern. Und genau die Diffusionsbildgebung profitiert stark von den leistungsfähigen Gradienten des MR 7700. Wir werden daher erforschen, wie DWI mit noch höherer Auflösung einen innovativen Ansatz in diesem Bereich ermöglichen könnte. Das Team hat außerdem das Ziel, multiparametrische Bildgebung in Kombination mit Machine Learning zu untersuchen.“

Die bisher mit dem MR 7700 durchgeführte DWI der Prostata sieht vielversprechend aus; die Qualität der Darstellung der Drüse und der erkrankten Bereiche scheint sich deutlich verbessert zu haben. „Bei einem unserer ersten Prostatapatienten konnten wir bereits ein recht hochauflösendes Diffusionsbild erfassen – mit einem b-Wert von 3000 –, das die Prostataläsion klar abgrenzte. Das war ein sehr schönes Beispiel dafür, was die Gradienten des MR 7700 leisten können“, sagt er.

Das UKM ist ein führendes neurovaskuläres Zentrum und Apoplexforschung ist ein zentrales Forschungsgebiet. Die hohe Sensitivität der DWI für kleine und frühe Infarkte bei Apoplex hilft bei der Behandlung dieser Patient*innen.

„Mit dem MR 7700 wollen wir innovative Diffusionsprotokolle für die Apoplex-Bildgebung entwickeln und testen, um eine schnelle und sichere Diagnose zu ermöglichen“, sagt Dr. Heindel. „Abgesehen von intensivpflegebedürftigen Patient*innen stellen sich hier häufig Personen mit Apoplexsymptomen vor, bei denen wir schnell beurteilen müssen, ob tatsächlich ein Apoplex vorliegt und eine rasche Aufnahme auf der Stroke Unit erforderlich ist, während im Falle eines Stroke Mimics der Patient oder die Patientin bei Bedarf mit Medikamenten nach Hause geschickt werden kann.“

In ausgewählten Fällen ermöglichte der MR 7700 den Krankenhausärzten, den pathologischen Befund deutlicher darzustellen. „Wir bekommen definitiv den Eindruck, dass Tumore mit dem MR 7700 besser abgegrenzt sind“, sagt Dr. Heindel. „Zum Beispiel habe ich einen Patienten untersucht, bei dem in einem anderen Krankenhaus eine mögliche Neuritis des Sehnervs festgestellt wurde. Die MR-7700-Bilder ermöglichten es mir jedoch, es als Meningeom der Optikusscheide zu diagnostizieren, einen seltenen und oft fehldiagnostizierten, langsam wachsenden Tumor, der die Sehstörungen beim Patienten verursachte. Die Läsion war auf den hochauflösenden Bildern des MR 7700 so deutlich abgegrenzt, dass unser Neurochirurg entschied, auf eine Biopsie zu verzichten und direkt mit der Dekompression des Optikuskanals sowie der Abtragung der Tumorzellen fortzufahren.“

Die nachfolgenden Bilder illustrieren auf beeindruckende Weise, wie die hochauflösende MRT die Kompression und Einengung des rechten Sehnerven bei diesem Fall eines Meningeoms der Optikusscheide (ONSM) darstellt. Die koronaren T2-gewichteten Aufnahmen zeigen die hyperintense, halbmondförmige Läsion, die nach Kontrastmittelgabe im axialen T1W-Bild (rechts) deutlich sichtbar ist. Diese bildgebenden Befunde waren so überzeugend, dass der zuständige Neurochirurg auf eine prätherapeutische histologische Abklärung verzichtete.

Dr. Heindel hat den Eindruck gewonnen, dass die Bedienung des MR 7700 unkompliziert ist. „Mein hochspezialisiertes Team von MR-Physiker*innen ist begeistert von der Benutzerfreundlichkeit des Systems, insbesondere von der einfachen Implementierung neuer Bildgebungsprotokolle. Der geringe Aufwand, Scanparameter und -protokolle zu ändern, ermöglicht ein schnelles und unkompliziertes Experimentieren mit Bildgebungstechniken“, sagt er. „Das ist eindeutig charakteristisch für Philips und war einer der Gründe, dieses System zu wählen.“

Es gab auch positives Feedback von Patienten. „Eine Patientin erzählte mir, dass sie noch nie eine so angenehme MRT-Untersuchung hatte“, sagt Dr. Heindel. „Dank der Weichheit der ComfortPlus-Matratze und der kurzen Untersuchungszeit war sie überrascht, wie angenehm die Untersuchung war; bei früheren Untersuchungen an anderen Standorten wollte einfach nur raus aus dem System. Sie sagte, sie würde noch einmal die lange Strecke auf sich nehmen, um ihre Nachuntersuchung ebenfalls in diesem System durchführen zu lassen.“

Das Universitätsklinikum Münster wird das MR 7700 zudem zur Unterstützung von Maßnahmen wie der laserinduzierten interstitiellen Thermotherapie (LITT) einsetzen. LITT ist eine minimal-invasive chirurgische Technik zur Behandlung von Hirntumoren und epileptischen Foci, bei der ein Laserkatheter in den Tumor oder epileptischen Focus eingebracht und das Gewebe auf eine Temperatur erhitzt wird, die hoch genug ist, um die Erkrankung zu auferieren.

„Während der Chirurg oder die Chirurgin mit LITT Wärmeenergie einbringt, um das betroffene Gewebe zu zerstören, muss er bzw. sie darauf achten, Schäden am umliegenden unauffälligen Gewebe zu verhindern oder zu begrenzen“, sagt Dr. Heindel. „Wir sind daran interessiert, mit dem MR 7700 System Thermometrie durchzuführen – also Körpergewebetemperaturen mittels MR zu messen, um herauszufinden, ob das MR 7700 eine schnellere und präzisere Monitoring der LITT-Temperaturänderungen ermöglicht.“

In einem neurochirurgischen Forschungsprojekt ist das Team von Dr. Heindel gespannt darauf herauszufinden, wie die Gradienten des MR 7700 dazu beitragen könnten, vor einem neurochirurgischen Eingriff ein umfassenderes Bild des Gehirns zu liefern. „In der präoperativen Diagnostik werden DTI und fMRT eingesetzt, um herauszufinden, wie nah ein Tumor am motorischen Kortex liegt und ob Faserbahnen um einen Tumor herum oder durch einen Tumor verlaufen“, sagt er. „Wir können diese Daten dann in die Bildgebungseinheit der Neurochirurg*innen übertragen.“ Es gibt außerdem laufende Projekte mit Echtzeit-Resting-State-fMRT.

Außerdem hat die Universitätsklinik Münster das MR 7700 im Rahmen des weltweiten Fokus auf Hygienebedingungen im Zusammenhang mit COVID-19 in einem speziellen Untersuchungsraum aufgestellt, um die Begasung als Raumreinigungsmethode zu untersuchen. „Dieser spezielle Untersuchungsraum ist mit einer innovativen Sterilisationstechnik ausgestattet, bei der vernebeltes Wasserstoffperoxid zum Einsatz kommt“, sagt Dr. Heindel. „Dies ermöglicht es uns zu untersuchen, ob unser Ansatz geeignet ist, die Übertragung von Krankheitserregern wie Bakterien oder Viren während radiologischer Untersuchungen zu verhindern. Sterile Bedingungen in Krankenhausumgebungen sind heute wichtiger denn je.“