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37. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie (DGPP)

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.

17.09. - 18.09.2021, digital

Schnelle und bewegungsresistente Abbildung des Halsvolumens mittels Echtzeit-MRT

Vortrag

  • author presenting/speaker Shabnam Shahpasand - Universitätsmedizin Göttingen, Klinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Phoniatrie/Pädaudiologie, Göttingen, Deutschland
  • corresponding author Arno Olthoff - Universitätsmedizin Göttingen, Klinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Phoniatrie/Pädaudiologie, Göttingen, Deutschland
  • author Omar Al-Bourini - Universitätsmedizin Göttingen, Radiologie, Göttingen, Deutschland
  • author Sabine Hofer - MPI für biophysikalische Chemie, Göttingen, Deutschland
  • author Dirk Voit - MPI für biophysikalische Chemie, Göttingen, Deutschland
  • author Jens Frahm - MPI für biophysikalische Chemie, Göttingen, Deutschland

37. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie (DGPP). sine loco [digital], 17.-18.09.2021. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2021. DocV24

doi: 10.3205/21dgpp15, urn:nbn:de:0183-21dgpp152

Veröffentlicht: 28. Oktober 2021

© 2021 Shahpasand et al.
Dieser Artikel ist ein Open-Access-Artikel und steht unter den Lizenzbedingungen der Creative Commons Attribution 4.0 License (Namensnennung). Lizenz-Angaben siehe http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.


Zusammenfassung

Hintergrund: Die hohe Bildfrequenz der Echtzeit-MRT wurde in vorherigen Studien zur bewegten Abbildung des Schluckvorganges mit 24 Bildern pro Sekunde genutzt. In der folgenden Studie soll die hohe Bildfrequenz der raschen und bewegungsresistenten Abbildung des Halsvolumens dienen. Eine erste spätere Anwendung soll die Fisteldiagnostik nach Laryngektomie sein.

Material und Methoden: Die dynamische Nutzung der Echtzeit-MRT wurde zur schnellen Volumenabdeckung erweitert, indem nach jedem Einzelbild mit einer Messzeit von nur 50 Millisekunden die Position der Schichtebene um 10% (0.4 mm) der Schichtdicke (4 mm) weitergeschoben wurde. Das neuartige Verfahren wurde zunächst an einem normalen und gesunden Hals geprüft. Weil in Folgestudien die Detektion von Halsfisteln untersucht werden soll, wurde zudem der Hals eines vor mehreren Jahren laryngektomierten Patienten in gleicher Weise gemessen.

Ergebnisse: Ein 80 mm großes, T1-gewichtetes Volumen im Halsbereich konnte mit 200 überlappenden Schichtbildern in nur 10 Sekunden vermessen werden, wobei die einzelnen Aufnahmen keinerlei Bewegungsartefakte aufweisen. Sowohl beim gesunden Hals als auch beim Hals des laryngektomierten Patienten gelang die schnelle Abbildung des gesamten Halsvolumens in hoher räumlicher Auflösung (0.75x0.75 mm). Insbesondere die bei Fisteldiagnostiken wesentlichen Halsweichteile oberhalb des Stomas waren gut beurteilbar.

Diskussion: Das neuartige Echtzeit-MRT wurde bereits bei der Volumendarstellung verschiedener Organe (Leber, Prostata, Hirn, Arteria carotis) eingesetzt. In der aktuellen Studie erfolgte erstmals die schnelle Volumendarstellung der Halsweichteile ohne Bewegungsartefakte. Die erreichte räumliche Auflösung war von hoher Qualität. Dies lässt die zuverlässige Anwendung bei der angestrebten Fisteldiagnostik erwarten.

Fazit: Die neuartige Nutzung des Echtzeit-MRT zur schnellen und bewegungsresistenten Volumendarstellung ist auch zur Abbildung der Halsweichteile geeignet und könnte eine Alternative zu radiologischen Durchleuchtungen des Halsvolumens darstellen.


Text

Hintergrund

Der Goldstandard zur Evaluation des Schluckaktes bei Vorliegen einer Dysphagie sowie zur Detektion pharyngokutaner Fisteln ist seit Jahrzehnten eine kontrastmittelgestützte Aufnahme der Schluckstraße (Videofluoroskopie (VF), Röntgenbreischluck) [1]. Diese Untersuchung ist mit einer nicht unerheblichen Röntgenstrahlenbelastung sowie potentieller allergischer Reaktionen auf das Kontrastmittel (Bariumsulfat) verbunden. Als Alternative wird die Magnetresonanztomographie in Echtzeit („real time MRI“) zur Evaluation des Schluckaktes sowie der Gewebemorphologie bei neurologischen Erkrankungen beschrieben [2]. Als Kontrastmittel hierzu dient handelsüblicher Ananassaft.

Die hohe Bildfrequenz der Echtzeit-MRT wurde in vorherigen Studien zur bewegten Abbildung des Schluckvorganges mit 24 Bildern pro Sekunde genutzt [2]. Nun soll die hohe Bildfrequenz der raschen und bewegungsresistenten Abbildung des Halsvolumens in dieser Studie dienen. Eine erste Anwendung soll die Fisteldiagnostik nach Laryngektomie sein. In der Literatur wird das Vorkommen einer pharyngokutanen Fistel (Speichelfistel) als häufigste postoperative Komplikation nach Laryngektomie (LE), mit einer Inzidenzrate von 3% - 65% beschrieben [3], [4].

Material und Methoden

Die dynamische Nutzung der Echtzeit-MRT wurde zur schnellen Volumenabdeckung erweitert, indem nach jedem Einzelbild mit einer Messzeit von nur 50 Millisekunden die Position der Schichtebene um 10% (0.4 mm) der Schichtdicke (4 mm) weitergeschoben wurde.

Das neuartige Verfahren wurde zunächst an einem normalen und gesunden Hals geprüft. Weil in Folgestudien die Detektion von Halsfisteln untersucht werden soll, wurde zudem der Hals eines vor mehreren Jahren laryngektomierten Patienten in gleicher Weise gemessen.

Ergebnisse

Ein 80 mm großes, T1-gewichtetes Volumen im Halsbereich konnte mit 200 überlappenden Schichtbildern in nur 10 Sekunden vermessen werden, wobei die einzelnen Aufnahmen keinerlei Bewegungsartefakte aufwiesen. Sowohl beim gesunden Hals als auch beim Hals des laryngektomierten Patienten gelang die schnelle Abbildung des gesamten Halsvolumens in hoher räumlicher Auflösung (0.75x0.75 mm). Insbesondere die bei Fisteldiagnostiken wesentlichen Halsweichteile oberhalb des Stomas waren gut beurteilbar.

Diskussion

Die herkömmlichen MRT-Techniken sind für anatomische Untersuchungen der Halsregion, vor allem bei laryngektomierten Patienten, nicht geeignet. Messzeiten bis zu mehreren Minuten wären nötig, um die Halsregion vollständig darzustellen. Während dieser langen Messzeit kommt es unweigerlich durch Schlucken und Zungenbewegungen zu Bildfehlern, sodass Gewebeanomalien nicht verlässlich zu detektieren sind. Eine pharyngokutane Fistel könnte aufgrund von Latenzen übersehen oder falsch lokalisiert werden.

Das neuartige Echtzeit-MRT wurde bereits bei der Volumendarstellung verschiedener Organe (Leber, Prostata, Hirn, Arteria carotis) eingesetzt [5]. In der aktuellen Studie erfolgte erstmals die schnelle Volumendarstellung der Halsweichteile ohne Bewegungsartefakte. Die erreichte räumliche Auflösung war von hoher Qualität. Dies lässt die zuverlässige Anwendung bei der angestrebten Fisteldiagnostik erwarten.

Fazit

Die neuartige Nutzung der Echtzeit-MRT zur schnellen und bewegungsresistenten Volumendarstellung ist auch zur Abbildung der Halsweichteile geeignet und könnte eine gleichwertige Alternative zu radiologischen Durchleuchtungen des Halsvolumens darstellen. Vorteile gegenüber dem Goldstandard der Videofluoroskopie sehen wir in der nicht vorhandenen Strahlenbelastung, der Reduktion des Allergiepotentials durch die Verwendung eines anderen Kontrastmittels sowie dem räumlichen Auflösungsvermögen.

Abbildung 1 [Abb. 1], Abbildung 2 [Abb. 2]


Literatur

1.
Logemann JA, Rademaker AW, Pauloski BR, Ohmae Y, Kahrilas PJ. Normal swallowing physiology as viewed by videofluoroscopy and videoendoscopy. Folia Phoniatr Logop. 1998;50(6):311-9. DOI: 10.1159/000021473 Externer Link
2.
Olthoff A, Carstens PO, Zhang S, von Fintel E, Friede T, Lotz J, Frahm J, Schmidt J. Evaluation of dysphagia by novel real-time MRI. Neurology. 2016;87(20):2132-8. DOI: 10.1212/WNL.0000000000003337 Externer Link
3.
Volling P, Singelmann H, Ebeling O. Inzidenz von Speichelfisteln in Abhängigkeit vom Zeitpunkt einer oralen Ernährung nach Laryngektomie. HNO. 2001;49(4):276-82. DOI: 10.1007/s001060050746 Externer Link
4.
Rothmeier N, Hoffmann TK, Lehnerdt G, Lang S, Mattheis S. Chirurgisches Management der persistierenden Speichelfistel nach Salvage-Laryngektomie. Laryngorhinootologie. 2013;92(4):236-43. DOI: 10.1055/s-0033-1333721 Externer Link
5.
Voit D, Kalentev O, van Zalk M, Joseph AA, Frahm J. Rapid and motion-robust volume coverage using cross-sectional real-time MRI. Magn Reson Med. 2020;83(5):1652-8. DOI: 10.1002/mrm.28029 Externer Link