Die intrakraniale Hirnwasserzirkulation in der Magnetresonanztomographie: Grundlagen der Bildgebung, Modellevaluation und klinische Anwendung von flußsensitiven Sequenzen zur Darstellung und Quantifizierung der intrakranialen Hirnwasserzirkulation

Abstract

Gegenstand der Arbeit sind magnetresonanztomographische Untersuchungen des kranialen Liquorflusses am Modell und im klinischen Kontext. An einem hydrodynamischen Modell wurden Untersuchungen zur Sensitivitaet und Genauigkeit einer semiquantitativen, gespiegelt refokussierten Gradientenecho- (GRGE-)Technik mit der quantifizierenden Phasenkontrast-Technik als Referenzmethode durchgeführt. Es wurden physiologische und pathophysiologische Liquorflussmuster bei unterschiedlichen diastolisch-systolischen Drucken und Frequenzen, variierenden Graden der Aquaeduktstenose, variierender Elastizitaet und Nachgiebigkeit intrakranialer Kompartimente sowie variierendem Liquorabflusswiderstand simuliert und abgebildet. Im ersten klinischen Schwerpunkt wurden Liquorflussmuster intrakranialer Arachnoidalzysten und anderer atypisch praeformierter Liquorraeume im Hinblick auf die Kommunikation mit dem regulaeren Subarachnoidalraum untersucht, wobei sich zeigte, dass mit der retrospektiv getriggerten GRGE-Technik genaue Aussagen dazu getroffen werden koennen. Im zweiten klinischen Schwerpunkt wurde die Relevanz der GRGE-Technik fuer die funktionelle Beurteilung von Ventrikulostomien bei Aquäduktstenosen untersucht. Das Vorhandensein oder Fehlen einer interkompartimentalen Verbindung konnte in ungetriggerter und getriggerter Technik gleichermassen zuverlaessig und als der konventionellen anatomischen Darstellung überlegen gezeigt werden. Die nichtinvasive Liquorfunktionsdiagnostik in der dargestellten Technik kann demnach einen wesentlichen Beitrag zur Erhöhung der diagnostischen Sicherheit insbesondere auch vor Eingriffsplanungen leisten.

Subject of this work are magnetic resonance examinations of intra-cranial cerebrospinal fluid (CSF) flow in vitro and in selected clinical situations. The sensitivity and accuracy of a semi-quantitative, reversed fast-imaging with steady-state precession gradient echo (GRGE) technique was determined in a hydrodynamic model with quantitative phase contrast imaging as reference. CSF flow simulation and evaluation included varying diastolic-systolic pressures and frequencies, aqueductal stenosis, compliance and elasticity of intra-cranial compartments, and CSF outflow resistance. First focus of clinical examinations was the CSF flow pattern of intra-cranial arachnoid cysts and other atypically pre-formed CSF spaces. The retrospectively cardiac- gated GRGE technique provided highly accurate results with regard to communication of cysts and other CSF spaces with the regular subarachnoid space. Second focus of clinical examinations was the functional evaluation of ventriculostomy in aqueductal stenosis. Sufficient or lacking intercompartmental CSF flow, respectively, was reliably detected with both the gated and ungated GRGE technique in contrast to conventional anatomical depiction. Non-invasive functional CSF flow evaluation by means of the described technique therefore may contribute to increased diagnostic accuracy especially under conditions of pre-operative assessment.