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Reduktion von Metallartefakten in der muskuloskelettalen Bildgebung

Orthopädische Implantate führen in der MRT und der CT zu starken Metallartefakten. Dieser Artikel stellt mehrere grundlegende Methoden sowie fortgeschrittene Techniken zur Reduktion dieser Artefakte für MRT und CT vor, um eine diagnostische Untersuchung bei Patienten mit Metallimplantaten zu ermöglichen.

Gelenkprothesen an Hüfte, Knie und anderen Gelenken werden heute bereits sehr häufig eingesetzt und aus demografischen Gründen wird ihre Zahl in den nächsten 2 Jahrzehnten weiter ansteigen. Computertomografie (CT) und Magnetresonanztomografie (MRT) sind 2 wichtige Modalitäten für die muskuloskelettale Bildgebung und werden oft bei Patienten mit Metallimplantaten eingesetzt. Implantate führen jedoch zu multiplen Artefakten in CT und MRT mit teilweise stark eingeschränkter Bildqualität. Besonders in der muskuloskelettalen Bildgebung hat dies wichtige Konsequenzen.

Während das eigentliche Untersuchungsgebiet bei einem Patienten mit einer Hüft-TEP in der abdominalen Bildgebung vergleichsweise weit vom Metallimplantat entfernt ist, untersucht man in der muskuloskelettalen Bildgebung i. d. R. die anatomische Gegend direkt im Umfeld der Prothese, beispielsweise um postoperative Komplikationen oder unklare Beschwerden abzuklären. Somit ist eine leistungsstarke Reduktion von Metallartefakten in der muskuloskelettalen Bildgebung im Vergleich zu anderen radiologischen Subspezialitäten von besonderer Bedeutung.

Nachfolgend werden Grundprinzipien und fortgeschrittene Techniken der Reduktion von Metallartefakten in der CT und der MRT erläutert und ihre klinische Bedeutung illustriert.

Metallartefakte in der MRT

Entstehung der Artefakte

Magnetische Suszeptibilität. Der menschliche Körper besteht aus einer Vielzahl von Gewebearten, die eine unterschiedliche Magnetisierbarkeit, die sog. magnetische Suszeptibilität aufweisen. Dabei wird zwischen dia-, para- und ferromagnetischen Substanzen unterschieden. Diamagnetische Substanzen, die im menschlichen Körper am häufigsten vorkommen, schwächen ein von außen einwirkendes Magnetfeld leicht ab, paramagnetische Substanzen verstärken es und ferromagnetische Substanzen wie Eisen oder Kobalt verstärken es beträchtlich, was zu starken Verzerrungen des Magnetfeldes und damit einhergehenden schweren Bildartefakten führt.

 

 Magnetische Suszeptibilität
Substanzklasse  Beispiel  Effekt auf Magnetfeld 
diamagnetisch Kalzium, Wasser, meiste organische Substanzen  leichte Abschwächung 
paramagnetisch Titan, Luft, Gadolinium-Kontrastmittel, einzelne Blutabbauprodukte leichte Verstärkung 
ferromagnetisch Eisen, Kobalt-Chrom, Nickel deutliche Verstärkung mit resultierend starker Verzerrung

Am stärksten wird das Magnetfeld durch ferromagnetische Substanzen wie Eisen oder Kobalt verändert. 

Implantatmaterial. Während ein Teil der modernen medizinischen Implantate aus Titan besteht, werden auch noch heute viele ferromagnetische Implantate verwendet, z. B. Kobalt-Chrom-Legierungen, die mit entsprechend starken Artefakten in der MRT einhergehen. Auch Bohrer aus rostfreiem Stahl sind häufig ferromagnetisch. Wenn eine Bohrerspitze während einer Operation abbricht und nicht aus dem Knochen entfernt werden kann, wird dies zum Problem bei anschließenden MRT-Untersuchungen, da durch das ferromagnetische Material starke Metallartefakte im Bild entstehen.

Lesen Sie hier den gesamten Beitrag: Reduktion von Metallartefakten in der muskuloskelettalen Bildgebung

Aus der Zeitschrift Radiologie up2date 2/2016

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