Pseudonormalisierung diffusionsgewichteter Aufnahmen: Magnetresonanztomografische Untersuchungen im Tiermodell (C6-Gliom)

Zusammenfassung

Ziel: Klinische Studien bei Hirntumoren mit diffusionsgewichteter MR fanden eine Korrelation zwischen dem Maß der Diffusionseinschränkung und dem Grad der Anaplasie. Daraus wird geschlossen, dass die Diffusionseinschränkung Folge einer erhöhten Zellularität ist. Drei wesentliche Faktoren beeinflussen aber die Wasserdiffusion: die Zellproliferation, das tumorinduzierte vasogene Ödem und die Gewebehypoxie. Ziel war es herauszufinden, welchen Einfluss die Tumorprogression auf das Diffusionsverhalten des Tumorgewebes hat. Methoden: Bei männlichen Wistar-Ratten wurden zerebrale Tumoren (C6-Gliome) erzeugt und MRT-Untersuchungen mit konventionellen MR-Sequenzen und der Diffusions-MR an einem Experimentalscanner der Feldstärke 2,35 Tesla (Biospec 24/40, BRUKER Medizintechnik, Ettlingen) am Tag 9, 11, 13 und 15 durchgeführt. Ergebnisse: Alle Tumoren zeigten sowohl auf den KM-verstärkten T1-gewichteten wie auch auf den T2-gewichteten Aufnahmen ein deutliches Wachstum und waren gut abgrenzbar. Auf diffusionsgewichteten Aufnahmen waren die Tumoren nicht oder höchstens als unscharfe Hypointensität erkennen. Auf den ADC-Parameterbildern dagegen konnte der Tumor deutlich abgegrenzt werden, denn mit fortschreitendem Tumorwachstum kam es zu einem Anstieg des ADC im Tumorgewebe (durchschnittlicher ADC des Tumorgewebes am Tag 9: 0,76 ± 0,04 × 10 ^{- 3}mm²/s, am Tag 15: 0,91 ± 0,03 × 10 ^{- 3}mm²/s). Der mittlere ADC des Caudoputamens der gesunden Hemisphäre betrug dagegen 0,59 ± 0,007 × 10 ^{- 3}mm²/s. Schlussfolgerung: Eine verlängerte T2-Relaxationszeit zusammen mit einer erleichterten Diffusion im Tumorgewebe resultieren in Iso-Intensität auf den diffusionsgewichteten Bildern (T2-Durchschein-Auswascheffekt). Eine korrekte Interpretation der Diffusionsaufnahmen ist nur bei Berücksichtigung der morphologischen Aufnahmen und der ADC-Parameterbilder möglich.

Abstract

Purpose: Previous studies on intracranial tumors indicate that a high apparent diffusion coefficient (ADC) is due to low cellularity and that lower values indicate a dense, highly cellular tumor. Diffusion is affected by three major factors: cell density, existence and distribution of vasogenic edema, and hypoxic tissue. Therefore, we studied the characteristics of diffusion-weighted magnetic resonance imaging (DWI) in a rat brain C6 glioma during tumor progression. Materials and Methods: In male Wistar rats, C6 gliomas were implanted in the caudoputamen. At day 9, 11, 13 and 15 after tumor inoculation, conventional DWI was performed on a 2.35 Tesla small bore MRI unit (Biospec 24/40, BRUKER Medizintechnik, Ettlingen, Germany). Results: On conventional T2-weighted and contrast-enhanced T1-weighted images, all tumors could well be delineated from the surrounding brain tissue and showed significant progression. On DWI, the tumors were isointense or slightly hypointense compared to the surrounding brain. On the ADC maps, the tumors could be well visualized due to increasing ADC values from day 9 to 15. The mean ADC of brain tumor tissue was 0.76 ± 0.4 × 10 ^{- 3} mm²/s at day 9 and 0.91 ± 0.03 × 10 ^{- 3} mm²/s at day 15. The mean ADC of the normal contralateral caudoputamen was 0.59 ± 0.007 × 10 ^{- 3}mm²/s. Conclusion: T2 prolongation and increased water diffusion can be balanced on DWI in C6 gliomas, resulting in isointensity on DWI (T2 shine-through washout phenomenon). ADC maps are indispensable for the correct interpretation of tumor tissue diffusion behavior.

Key words

Glioma - magnetic resonance imaging - diffusion

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