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Optimierte Darstellung von Knochenzement mit der Magnetresonanztomografie
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Autoren
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Norbert Suhm
- Universitätsklinik Basel, Petersgraben 4, 4031, Basel, Phone: 0041 81 414 2465, Fax: 0041 81 414 2285
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A. Simeria
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P. Regazzoni
- Universitätsklinik Basel, Petersgraben 4, 4031, Basel, Phone: 0041 81 414 2465, Fax: 0041 81 414 2285
| Veröffentlicht: | 11. November 2003 |
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Gliederung
Text
Fragestellung
In der Chirurgie des Bewegungsapparates werden Knochenzemente eingesetzt, so z.B. bei Wirbelfusionen oder zur Defektfüllung in der Tumorchirurgie. Die geringe Röntgendichte von Knochenzement bedingt dessen eingeschränkte Darstellbarkeit im konventionellen Röntgen oder mit der CT. Andererseits wird bei den genannten Indikationen für radiologische Verlaufskontrollen häufig die Magnetresonanztomografie eingesetzt. Im Rahmen einer experimentellen Studie wurde die Darstellbarkeit von Knochenzement mit der Magnetresonanztomografie untersucht. Es wurden materialspezifische Relaxationszeiten gemessen, um die zur Bildgebung eingesetzte MR Sequenz hinsichtlich Bildkontrast zwischen menschlichem Gewebe und Knochenzement optimieren zu können.
Methodik
Drei Knochenzemente wurden in die Studie eingeschlossen: ein Polymer (Palacos) sowie zwei Calciumphosphatzemente (Norian SRS, chronOS Inject). Zur Messung der T1- Relaxationszeit wurde eine Inversion-Recovery-Sequenz mit variierter Inversionszeit, zur Messung der T2 - Relaxationszeit eine Spin-Echo-Sequenz mit verschiedenen Echozeiten eingesetzt. Beide Messprotokolle wurden bis zum vollständigen Aushärten des Knochenzements wiederholt angewendet, um Veränderungen der Relaxationszeit oder der Signalintensität erfassen zu können. Die theoretischen Resultate wurden an isolierten Schweinewirbelkörpern überprüft.
Ergebnisse
Die T1 - Relaxationszeit von Palacos nimmt während des Abbindens von 560ms auf 670ms zu, die T1 - Relaxationszeit von Norian SRS nimmt von 490ms auf 250ms ab. Die T1 - Relaxationszeit von chronOS inject beträgt während des Abbindevorgangs konstant 43ms. Die T2 - Relaxationszeit von Palacos nimmt während des Aushärtens von 65ms bis auf 150ms zu. Die T2 - Relaxationszeit von Norian SRS nimmt von 27ms auf 31ms zu und die T2 - Relaxationszeit von chronOS Inject beträgt konstant 23ms.
Die Signalintensität nahm bei allen Knochenzementen während des Abbindens stark ab und war nach dem Durchhärten bei Palacos und bei Norian SRS für weitere Messungen zu gering. Dagegen wurde von chronOS Inject auch nach dem Aushärten eine ausreichende Signalintensität empfangen.
Schlussfolgerung
Die T1 - Relaxationszeiten der untersuchten Knochenzemente sind deutlich kürzer als die von menschlichem Gewebe. Die T2 - Relaxationszeiten der drei untersuchten Knochenzemente liegen im Bereich der T2 - Relaxationszeiten von gesundem menschlichen Gewebe. Daher erwartet man die optimale Darstellbarkeit von Knochenzement mit einer T1 gewichteten MR-Sequenz. Aufgrund der starken Abnahme der Signalintensität sind Palacos und Norian SRS nach dem Aushärten nicht mehr darstellbar. Dagegen kann chronOS Inject auch nach vollständigem Aushärten abgebildet werden.
Bei ersten Studien konnte die hervorrangende Abgenzbarkeit von chronOS Inject von spongiösem Knochen in der T1 gewichteten MR Sequenz bestätigt werden. Die Überprüfung dieser Resultate in vivo soll Gegenstand weiterer Studien sein.
