Funktionelle MRT der Lunge unter Verwendung von hyperpolarisiertem ³Helium-Gas

Zusammenfassung

Die radiologische Untersuchung der Lunge basiert traditionell auf Röntgenechniken. Die klinisch übliche Wasserstoff-MRT ist durch die geringe Protonendichte des Lungenparenchyms und statische Feldinhomogenitäten innerhalb der Lunge stark limitiert. Die Einführung hyperpolarisierter Edelgase hat zu einer rapiden Entwicklung der Magnetresonanztomographie des Thorax geführt und eine Reihe neuer funktioneller Messverfahren ermöglicht, die bisher in dieser Art nicht erreicht wurden.

Der vorliegende Artikel umreißt den physikalischen Hintergrund und mögliche klinische Anwendungen dieser Technik. Eingehend werden die Erfassung der statischen und der dynamischen Verteilung der Ventilation, die Messung der Mikrostruktur der Lunge und die Sauerstoffpartialdruckmessung beschrieben.

Abstract

Lung imaging is traditionally done using X-ray-based methods, since MRI is limited by low proton density as well as inherent magnetic field inhomogeneities of the lung tissue. After introduction of MRI using hyperpolarized noble gases, a totally new field of MRI of the chest has rapidly evolved. These techniques reveal new functional information of the lungs, which could not be obtained before.

The first part of this review describes the underlying MR technology explaining distribution of static ventilation, dynamic distribution of ventilation, lung microstructure (apparent diffusion coefficient [ADC]), measurement of oxygen partial pressure (pO₂), and safety. The clinical potential is afterwards demonstrated in the second part. Therefore, the effort in normal lungs and the mainly focused diseases chronic obstructive pulmonary disease (COPD), smoker’s lung, cystic fibrosis, asthma, lung transplantation, and pulmonary embolism are reported.