• Röntgenbild des Sprunggelenks

     

Reduktion von Metallartefakten in der muskuloskelettalen Bildgebung

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 Mag netisierbarkeit, 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.

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.

Implantatgeometrie
Eine weitere Rolle spielt die Geometrie des verwendeten Implantates. Eine einfache Plattenosteosynthese führt beispielsweise zu weniger Implantaten als eine Gelenkprothese.

Magnetfelder
Während einer MRT-Untersuchung sind viele Magnetfelder vorhanden, die durch Metallimplantate gestört werden können:

  • das statische Magnetfeld (B0), das konstant im Gerät vorhanden ist
  • der elektromagnetische Anregungspuls (B1), der durch die Radiofrequenzspule generiert wird
  • die Gradienten-Magnetfelder in den 3 Ebenen des Raums (Gx, Gy, Gz), welche die selektive Anregung einer Körperregion ermöglichen und die räumliche Information des Signals codieren

Metallimplantate führen zu Verzerrungen in allen diesen Magnetfeldern mit entsprechend teils stark reduzierter Bildqualität.

Typen der Artefakte

Die Metallartefakte in der MRT können in verschiedene Grundtypen eingeteilt werden:

Signalverlust und -stapelung
Ein Signalverlust entsteht z. B. aufgrund der Dephasierung von Spins im Rahmen der großen Frequenzvariationen des Magnetfeldes, während sich das Bildsignal bei der Signalstapelung aus verschiedenen Arealen an einer falschen Stelle kumulieren kann.

Geometrische Distorsion
Bei der geometrischen Distorsion wird ein Voxel mit einer bestimmten Bildinformation einer inkorrekten anatomischen Lokalisation zugewiesen, was zu Verzerrungen im erhaltenen Bild führt.

Fettunterdrückung
Besonders anfällig sind zudem Sequenzen mit frequenzselektiver Fettunterdrückung. Eine solche ist bei Patienten mit Metallimplantaten häufig ungenügend, was sich in einer fehlenden oder inhomogenen Fettunterdrückung in bestimmten Bildarealen zeigt, wobei die Areale direkt um das Metallimplantat besonders beeinträchtigt sind.

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

aus der Zeitschrift: Radiopraxis 04/2018

Call to Action Icon
Radiopraxis kennenlernen Jetzt kostenlos testen

Newsletter Radiologie

  • Jetzt Newsletter abonnieren und kostenloses Poster sichern!

    Jetzt kostenlos anmelden

    Mit brandaktuellen News und Neuerscheinungen, Schnäppchen und tollen Gewinnspielen sind Sie up to date und immer einen Schritt voraus.

Quelle

Radiopraxis
Radiopraxis

EUR [D] 40,00Zur ProduktseiteInkl. gesetzl. MwSt.

Buchtipps

Messverfahren und Klassifikationen in der muskuloskelettalen Radiologie
Simone Waldt, Matthias Eiber, Klaus WörtlerMessverfahren und Klassifikationen in der muskuloskelettalen Radiologie

EUR [D] 149,99Zum Warenkorb hinzufügenInkl. gesetzl. MwSt.

CT und MRT Normalbefunde
Torsten Bert Möller, Emil ReifCT und MRT Normalbefunde

. Zus.-Arb.: T. B. Möller, E. R. Reif

EUR [D] 39,99Zum Warenkorb hinzufügenInkl. gesetzl. MwSt.

MRT des Bewegungsapparats
Martin Vahlensieck, Maximilian ReiserMRT des Bewegungsapparats

EUR [D] 129,99Zum Warenkorb hinzufügenInkl. gesetzl. MwSt.