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Funktionelle Bildgebung bei Hirntumoren (Perfusion, DTI, MR-Spektroskopie)

Functional imaging for brain tumors (perfusion, DTI and MR spectroscopy)

  • Leitthema: Hirntumoren
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Zusammenfassung

Der folgende Artikel befasst sich mit den Möglichkeiten der funktionellen Methoden in der MR-Diagnostik von Hirntumoren. Von den zur Verfügung stehenden funktionellen Methoden werden die MRT-Perfusion (PWI), die Diffusions-MRT (DWI und DTI) und die MR-Spektroskopie (1H-MRS) besprochen

Die Perfusions-MRT bei Hirntumoren dient dem Grading und der besseren Abgrenzung in der Diagnostik und der prätherapeutischen Planung. Des Weiteren kann der Therapieverlauf, sowohl nach Chemo- als auch nach Strahlentherapie in Kombination mit einer operativen Therapie optimiert werden. Durch die Perfusions-MRT kann die biologische Aktivität und Aggressivität von niedriggradigen Hirntumoren besser eingeschätzt werden und im Fall von WHO-Grad-II-Astrozytomen anaplastisch transformierte Tumoranteile früher als die konventionelle MRT-Diagnostik visualisieren und den weiteren Verlauf somit besser vorhersagen.

Mit der Diffusions-MRT kann aufgrund der Richtungsabhängigkeit der Diffusion im Gehirn der Verlauf und die Richtung der Nervenfasern dargestellt und die Nervenbahnen sowohl im Zerebrum als auch in der Pons und dem Zerebellum dreidimensional rekonstruiert werden. Diffusionsaufnahmen können zur Beschreibung von Hirntumoren herangezogen werden, einen kontralateralen Befall beurteilen und Faserverläufe in Tumornähe darstellen. Wegen der Benutzerabhängigkeit ist das DTI-basierte Fibertrackings zur Risikostrukturabgrenzung aber umstritten. Auch kann die DWI nicht sicher zwischen zystischen oder nekrotischen Hirntumoren, oder zwischen Metastasen oder Hirnabszessen differenzieren.

Die MR-Spektroskopie gibt Aufschluss über den Zellmembranmetabolismus, die neuronale Integrität und Funktion neuronaler Strukturen, den Energiestoffwechsel und die Ausbildung von Tumor- bzw. Hirngewebsnekrosen. Diagnostische Probleme wie die Unterscheidung neoplastischer von nichtneoplastischen Läsionen, die Graduierung zerebraler Gliome und die Differenzierung primärer hirneigener Tumoren von Metastasen können entschieden werden. Einen weiteren Bereich stellt die Verlaufskontrolle glialer Tumoren nach Bestrahlungen dar.

Abstract

This contribution considers the possibilities involved with using functional methods in magnetic resonance imaging (MRI) diagnostics for brain tumors. Of the functional methods available, we discuss perfusion MRI (PWI), diffusion MRI (DWI and DTI) and MR spectroscopy (H-MRS).

In cases of brain tumor, PWI aids in grading and better differentiation in diagnostics as well as for pre-therapeutic planning. In addition, the course of treatment, both after chemo- as well as radiotherapy in combination with surgical treatment, can be optimized. PWI allows better estimates of biological activity and aggressiveness in low grade brain tumors, and in the case of WHO grade II astrocytoma showing anaplasically transformed tumor areas, allows more rapid visualization and a better prediction of the course of the disease than conventional MRI diagnostics.

Diffusion MRI, due to the directional dependence of the diffusion, can illustrate the course and direction of the nerve fibers, as well as reconstructing the nerve tracts in the cerebrum, pons and cerebellum 3-dimensionally. Diffusion imaging can be used for describing brain tumors, for evaluating contralateral involvement and the course of the nerve fibers near the tumor. Due to its operator dependence, DTI based fiber tracking for defining risk structures is controversial. DWI can also not differentiate accurately between cystic and necrotic brain tumors, or between metastases and brain abscesses.

H-MRS provides information on cell membrane metabolism, neuronal integrity and the function of neuronal structures, energy metabolism and the formation of tumors and brain tissue necroses. Diagnostic problems such as the differentiation between neoplastic and non-neoplastic lesions, grading cerebral glioma and distinguishing between primary brain tumors and metastases can be resolved. An additional contribution will discuss the control of the course of glial tumors after radiotherapy.

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Der korrespondierende Autor gibt an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

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Authors and Affiliations

  1. Abteilung Radiologie, Deutsches Krebsforschungszentrum, Im Neuenheimer Feld 280, 69120, Heidelberg, Deutschland

    M. Essig, F. Giesel, B. Stieltjes & M. A. Weber

Authors
  1. M. Essig
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  2. F. Giesel
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  3. B. Stieltjes
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  4. M. A. Weber
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Essig, M., Giesel, F., Stieltjes, B. et al. Funktionelle Bildgebung bei Hirntumoren (Perfusion, DTI, MR-Spektroskopie). Radiologe 47, 513–519 (2007). https://doi.org/10.1007/s00117-007-1518-4

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