P.b.b. 02Z031105M, Verlagsort : 3003 Gablitz, Mozartgasse 10 Preis: EUR 10,–

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KardiologieJournal für

Austrian Journal of CardiologyÖsterreichische Zeitschrift für Herz-Kreislauferkrankungen

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Kardiale Magnetresonanztomographie

- Anatomie und Planung

Maier R, Fruhwald FM, Fürnau G

Klein W, Watzinger N, Wonisch M

Journal für Kardiologie - Austrian

Journal of Cardiology 2003; 10

(1-2), 3-7

VeranstaltungsortMedizinische Universität Wien I Van Swieten SaalVan Swieten - Gasse 1a I 1090 Wien

Anmeldung bis zum 10. April 2018Vollständiges Programm und Anmeldung:www.cardiomd.info

AUFTAKT | KARDIOLOGIE 2018Intervention, Innovation, Interaktion

14. April 2018, 9:00-13:00 UhrIntervention oder Operation?Hauptstammstenose als interdisziplinäre Fragestellung- Ich operiere!- Ich interveniere!- Pro und Contra „Rebattle“

KontroverseNeue Herzklappen für alle?- Fortschritte der Mitral-/und Aortenklappentherapie- Fallpräsentation

StrategieSekundärprophylaxe kardiovaskulärer Risikopatienten- Modernes Lipidmanagement- Fallpräsentation

1-2-3 Prinzipien der antithrombotischen Therapie- Duale Plättchenhemmung, Triple, NOAK- Fallpräsentation

Kandidat gesucht !Wer ist geeignet für die Vorhofflimmer-Ablation?- Kriterien für die Vorhofflimmer-Ablation- Fallpräsentation

Schwaches Herz – was tun?Herzinsuffizienz im Fokus- Stadienadaptierte Therapie der Herzinsuffizienz- Fallpräsentation

Wiss. Leitung Univ.-Prof. Dr. Christian Hengstenberg

Veranstalter Kooperationspartner

J KARDIOL 2003; 10 (1–2) 3

Kardiale Magnetresonanztomographie –Anatomie und Planung

R. Maier, G. Fürnau, M. Wonisch, F. M. Fruhwald, W. Klein, N. Watzinger

Kurzfassung: Die Achsen des Herzens und der großenGefäße liegen nicht in den drei Hauptebenen des Körpers,transversal (axial), frontal (koronal) und sagittal. UmSchnittbilder zu erhalten, die den anatomischen Struktu-ren des Herzens gerecht werden, müssen daher auf dieHauptebenen ein- oder mehrfach gewinkelte Ebenen ge-wählt werden. Die damit gewonnenen Bilder entsprechengroßteils den aus der Echokardiographie bekannten Ebe-nen. Die Untersuchungsplanung erfolgt anhand soge-nannter Suchschnitte, die das Herz in den drei Haupt-ebenen des Körpers zeigen. Transversale Schnitte erlau-ben eine morphologische Beurteilung des ganzen Her-zens. Abhängig von der Fragestellung können weitereAufnahmen in verschiedensten Ebenen geplant werden.Zur Funktionsbeurteilung werden v. a. der linksventriku-

läre Zweikammerblick, der Vierkammerblick sowie diekurze Achse verwendet. Weiters können Schnitte in denEbenen des links- bzw. rechtsventrikulären Ausflußtraktssowie der aszendierenden bzw. LAO-Aorta geplant wer-den. Zur Untersuchung kongenitaler Herzfehler und derKoronarien sind spezielle Planungen notwendig.

Abstract: Cardiovascular Magnetic ResonanceImaging – Planes and Normal Anatomy. A major ad-vantage of magnetic resonance imaging is the ability toacquire images in non-axial planes. This is particularly im-portant for cardiovascular imaging, since the axes of theheart and great vessels are not aligned with the axes ofthe body and vary among patients. Single-angulated anddouble-angulated images in one of the cardiac axes can

Aus der Klinischen Abteilung für Kardiologie, Medizinische Universitätsklinik Graz,Interdisziplinäres Cardiac Imaging Center, LKH GrazKorrespondenzadresse: Dr. med. Robert Maier, Klinische Abteilung für Kardio-logie, Medizinische Universitätsklinik, Auenbruggerplatz 15, A-8036 Graz;E-Mail: robert.maier@uni-graz.at

����� Einleitung

Im Gegensatz zur Computertomographie können in derMagnetresonanztomographie Schnittbilder in jeder beliebigenEbene erzeugt werden. Neben Schnitten in den Hauptebenendes Körpers – transversal (axial), frontal (koronal) und sagittal– können auch auf diese Standardebenen ein- oder mehrfach ge-winkelte schräge Schnitte angefertigt werden. Dadurch erhältman Schnitte entlang den wahren Herzachsen, z. B. entlang derlangen bzw. kurzen Achse des Herzens, wie sie in der Echo-kardiographie üblich sind.

����� Physikalische Grundlagen der Magnet-

resonanztomographie

Alle Atome mit einer ungeraden Anzahl von Kernbausteinenweisen eine Eigendrehung, den sogenannten Kernspin, auf.Sie drehen sich, vergleichbar mit der Erde, um ihre eigeneAchse und haben dadurch – so wie die Erde – einen magneti-schen Nord- und Südpol.

Das einfachste Atom mit einer ungeraden Anzahl an Kern-bausteinen ist Wasserstoff, der Kern besteht aus lediglicheinem Proton. Wasserstoff ist das in der belebten Natur amhäufigsten vorkommende Element. So besteht der menschli-che Körper zu etwa 70 % aus Wasser, daneben kommt Wasser-stoff aber auch noch in zahlreichen anderen chemischen Ver-bindungen vor.

Die Magnetresonanztomographie macht sich diese physi-kalischen Eigenschaften des Wasserstoffs zunutze, um aus denWasserstoffsignalen des menschlichen Körpers diagnostischeSchnittbilder zu erzeugen.

be obtained relative to images in one of the body axes, i.e.axial or transverse, sagittal, and coronal or frontal. Theseimages are close to the echocardiographic views. Imagingplanes are positioned on previously acquired scout images.The transverse or axial plane is very appropriate for study ofcardiac morphology. Information with regard to cardiacfunction can be gained in the left ventricular two chamberview, four chamber view and short axis planes. Additionalinformation can be gained in the left and right ventricularoutflow tract plane as well as in the ascending and LAOthoracic aorta plane, respectively. The heart can be visual-ized in every imaginable plane. In congenital heart diseaseit may be necessary to obtain multiple non-classical imag-ing planes. Also imaging of the coronary arteries requiresnon-classical imaging planes. J Kardiol 2003; 10: 3–7.

In der Natur – sei es in einem Glas Wasser oder im mensch-lichen Körper – sind die unzähligen kleinen Wasserstoffma-gnete völlig unterschiedlich angeordnet und zeigen in ver-schiedenste Richtungen. Die magnetischen Vektoren der ein-zelnen Wasserstoffatome heben sich dadurch gegenseitig auf,so daß ein Glas Wasser oder der Mensch keine Gesamtmag-netisierung aufweisen.

Bringt man den menschlichen Körper aber in ein starkesäußeres Magnetfeld, wie z. B. das eines Kernspintomogra-phen, dann richten sich die zahllosen kleinen Einzelmagneteentlang des starken Magnetfeldes aus, und es entsteht eineGesamtmagnetisierung.

Abkürzungen in den Abbildungen

Ao AortaAo a Aorta ascendensAoB Aortenbogen

AV AortenklappeBr Bronchus

LA Linkes AtriumLHB Linker HauptbronchusLPA Linke Pulmonalarterie

LV Linker VentrikelLVOT Linksventrikulärer Ausflußtrakt

PV PulmonalveneRA Rechtes Atrium

RHB Rechter HauptbronchusRPA Rechte Pulmonalarterie

RV Rechter VentrikelRVOT Rechtsventrikulärer Ausflußtrakt

Tp Truncus pulmonalisTR Trachea

VCI Vena cava inferiorVCS Vena cava superior

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4 J KARDIOL 2003; 10 (1–2)

Anatomie und Planung

Schickt man auf die Wasserstoffatome einen ganz kurzenHochfrequenzimpuls mit einer bestimmten Frequenz, der so-genannten Resonanzfrequenz, so werden alle sich drehendenEinzelmagnete kurz um einen bestimmten Winkel ausgelenkt.Nach Beendigung des Hochfrequenzimpulses wird wieder dasstarke äußere Magnetfeld wirksam, und die Wasserstoffatom-kerne kehren in ihre Ausgangsposition zurück, wobei sieselbst ein Hochfrequenzsignal aussenden. Dieses Signal wirdgemessen und zur Bildgebung verwendet.

Die einzelnen Wasserstoffatome richten sich aber nicht allegleich schnell aus: Je nach Konzentration und chemischer Ver-bindung, in der sie vorliegen, erfolgt dies unterschiedlichschnell. Es werden also je nach Gewebe unterschiedlicheSignale zurückgesendet. Diese Signale werden vom Rechnerdes Kernspintomographen in Lichtpunkte unterschiedlicherHelligkeit umgewandelt und den einzelnen anatomischenStrukturen zugeordnet, wodurch die Magnetresonanzbilderentstehen. Da die Messungen schichtweise erfolgen, sind dieberechneten Bilder anatomische Schichtaufnahmen, soge-nannte Tomogramme.

����� Untersuchungstechniken der Magnet-

resonanztomographie

Durch die zeitliche Abfolge, mit der die Hochfrequenz-impulse in den Körper geschickt werden, und die Wahl desZeitpunktes, zu dem das zurückkehrende Signal gemessenwird, können verschiedene Bildkontraste erzeugt werden,wodurch die einzelnen Strukturen unterschiedlich hervortre-ten: T1- bzw. T2-gewichtete Aufnahmen. Dadurch sind bis zueinem gewissen Grad Gewebedifferenzierungen möglich. Dieverwendeten Schichtdicken liegen zwischen wenigen Milli-metern und einem Zentimeter.

Zum Nachweis der Vaskularisation von Weichteilstruktu-ren verwendet man ein intravenös verabreichtes Kontrastmit-tel (Gadolinium), während zur direkten Gefäß- und Blutfluß-darstellung kein Kontrastmittel notwendig ist.

Blut wird auf morphologischen Aufnahmen (Spinecho-Se-quenzen) schwarz dargestellt (Black-Blood-Technik), auf dy-namischen Aufnahmen (Gradientenecho-Sequenzen) erscheintes, abhängig von seiner Flußgeschwindigkeit, mehr oder weni-ger hell (Bright-Blood-Technik). Dynamische Aufnahmen er-lauben eine Darstellung der Bewegungsmuster des Herzens so-wie eine direkte Blutflußdarstellung. Sie entstehen dadurch,daß die einzelnen, in den verschiedenen Phasen des Herz-zyklus aufgenommenen Bilder wie ein Film abgespielt werden(Cine-Aufnahmen).

Da das Herz ein sich ständig bewegendes Organ ist, ist zurErzeugung scharfer Bilder in den einzelnen Phasen desHerzzyklus eine EKG-Triggerung notwendig. Da das Herzauch mit den Atemexkursionen des Zwerchfells seine Lageändert, werden die Aufnahmen meist in Atemanhaltetechnikgemacht. Zur Darstellung der Koronararterien ist darüberhinaus die Verwendung eines sogenannten Navigators erfor-derlich.

����� Schnittebenen in der Magnetresonanz-

tomographie

Im Gegensatz zur Computertomographie können in derMagnetresonanztomographie Schnittbilder in jeder beliebi-gen Ebene erzeugt werden. Neben Schnitten in den Haupt-ebenen – transversal (axial), frontal (koronal) und sagittal –

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Abbildung 1: Suchschnitte(a: transversal, b: frontal, c: sagittal)

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Abbildung 3Abbildung 2 und 3: Transversale Schnitte vom Zwerchfell bis zum Aortenbogen

Abbildung 2

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J KARDIOL 2003; 10 (1–2)

Anatomie und Planung

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können auch auf diese Standardebenen einfach oder mehrfachgewinkelte schräge Schnitte angefertigt werden. Dadurch er-hält man z. B. Schnitte entlang der langen bzw. kurzen Achsedes Herzens, wie sie in der Echokardiographie üblich sind.

����� Untersuchungsplanung

Nach Anfertigung sog. Suchschnitte, auf denen das Herz inden drei Hauptebenen des Körpers dargestellt wird (Abb. 1a–c),werden transversale Schnitte durch das Herz und die großen

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Abbildung 6Abbildung 4–6: Transversale Schnitte vom Zwerchfell bis zum Aortenbogen

Abbildung 5

Abbildung 4

Abbildung 10Abbildung 7–10: Transversale Schnitte vom Zwerchfell bis zum Aortenbogen

Abbildung 9

Abbildung 8

Gefäße vom Zwerchfell bis zum Aortenbogen durchgeführt(Abb. 2–10). Diese ermöglichen eine morphologische Beur-teilung des gesamten Herzens sowie der großen Gefäße; quan-

Abbildung 7

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6 J KARDIOL 2003; 10 (1–2)

Anatomie und Planung

titative Aussagen über Wandstärken, Dimensionen der Herz-höhlen und die Funktion einzelner Herzabschnitte sind jedochnicht möglich [1]. Dazu ist es notwendig, das Herz entlangseiner anatomischen Achsen darzustellen [2, 3].

Der Zweikammerblick des linken Ventrikels (Abb. 11a) wirdauf ein transversales Bild aus den Suchschnitten geplant (Abb.11b). Dargestellt werden auf dieser einfach gewinkeltenSchnittebene der linke Vorhof, die Mitralklappe und der linkeVentrikel in seiner Längsachse, vergleichbar dem apikalenZweikammerblick in der Echokardiographie. Diese Ebene eig-net sich zur Beurteilung der regionalen und globalen Links-ventrikelfunktion, zur Berechnung des linksventrikulären Volu-mens und seiner Auswurffraktion sowie zur Darstellung vonMitralklappenfehlern.

Die Planung des Vierkammerblicks (Abb. 12a) erfolgt aufden bereits einfach gewinkelten Zweikammerblick (Abb. 12b),was jedoch bei steil gestellten Herzen nicht immer ganz einfachist. Alternativ kann er auch auf die kurze Achse des Herzens ge-plant werden (Abb. 12c). Es entsteht eine zweifach gewinkelteSchnittebene, entsprechend dem apikalen Vierkammerblick derEchokardiographie, in der alle vier Herzhöhlen sowie dieSegelklappen zur Darstellung kommen. Neben der Beurteilungder regionalen und globalen Linksventrikelfunktion erlaubtdiese Ebene auch eine Beurteilung der rechtsventrikulärenFunktion, der Mitral- und Trikuspidalklappe und kann Septum-defekte darstellen.

Die kurze Achse (Abb. 13a–15a) wird unter Zuhilfenahmedes Vierkammer- oder linksventrikulären Zweikammerblickssenkrecht auf das Ventrikel- oder Vorhofseptum geplant (Abb.13b–15b) und stellt somit eine mehrfach gewinkelte Ebenedar. Die Schnitte werden in mehreren Ebenen durch Ventrikelund Vorhöfe gelegt. Dadurch wird eine Quantifizierung derrechts- und linksventrikulären Funktion sowie der Muskel-masse ermöglicht.

Die Ebene des linksventrikulären Ausflußtrakts (Abb. 16a)wird auf ein koronales Bild aus den Suchschnitten geplant(Abb. 16b) und entspricht der parasternalen bzw. apikalenLängsachse der Echokardiographie. Zur Darstellung kommender linke Ventrikel mit seinem Ein- und Ausflußtrakt, dieMitralklappe, der linke Vorhof sowie Aortenklappe, Aorten-wurzel und proximale Aorta ascendens. Diese Ebene eignet sichbesonders zur Beurteilung von Aortenklappenfehlern und Aus-flußtraktobstruktionen.

Der Zweikammerblick des rechten Ventrikels wird analog demlinksventrikulären Zweikammerblick einfach gewinkelt auf eintransversales Bild aus den Suchschnitten geplant. Die Ebene ver-läuft parallel zum Ventrikelseptum und bringt rechten Ventrikel,Trikuspidalklappe und rechten Vorhof zur Darstellung.

Die Ebene des rechtsventrikulären Ausflußtrakts wird auf einkoronales Bild aus den Suchschnitten geplant und ist somit ein-fach gewinkelt. Sie dient z. B. zur Beurteilung von Pulmo-nalklappenfehlern oder einer Infundibulum-Stenose.

Die Ebene der aszendierenden Aorta (Abb. 17a) wird anhandtransversaler Suchschnitte von der Aortenklappe bis zum Be-ginn des Aortenbogens geplant (Abb. 17b). Diese einfachgewinkelte Ebene findet Verwendung bei der Beurteilung vonAortenklappenfehlern, einer Aortendilatation bzw. eines-aneurysmas usw.

Die LAO-Aortenebene (Abb. 18a) wird auf transversaleSuchschnitte vom Aortenbogen nach kaudal bis in Höhe desHiatus aorticus geplant (Abb. 18b). Damit wird versucht, in

Abbildung 11a–b: Zweikammerblickdes linken Ventrikels (a) mit Planung (b)

Abbildung 13a–b: Kurze Achse (a) mitPlanung (b), apikales Drittel der Ven-trikel

Abbildung 14a–b: Kurze Achse (a) mitPlanung (b), mittleres Drittel der Ven-trikel

Abbildung 15a–b: Kurze Achse (a) mit Planung (b), basales Drittel der Ventrikel

Abbildung 12a–c: Vierkammerblick (a)mit Planung auf den Zweikammerblick(b) und die kurze Achse (c)

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Anatomie und Planung

Abbildung 17a–b: Ebene der aszen-dierenden Aorta (a) mit Planung (b)

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Abbildung 18a–b: LAO-Aortenebene(a) mit Planung (b)

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einer einfach gewinkelten Ebene die gesamte Aorta thoracalisdarzustellen, vergleichbar mit der Darstellung in der Angio-graphie. Fragestellungen wie Aortenaneurysma oder Aorten-isthmusstenose können damit abgeklärt werden.

Literatur

1. Rademakers FE, Bogaert J. CardiacAnatomy. In: Bogaert J, Duerinckx AJ,Rademakers FE (eds). Magnetic resonanceof the heart and great vessels. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2000;29–38.

2. Blackwell GG, Cranney GB, Pohost GM.Normal cardiovascular anatomy. In: Black-well GG, Cranney GB, Pohost GM (eds). MRI:Cardiovascular system. Gower Medical Pub-lishing, New York, London, 1992; 3.1–3.17.

3. Cranney GB, Blackwell GG, Lotan CS.Angulated imaging planes for cardiovascularMRI exams. In: Blackwell GG, Cranney GB,Pohost GM (eds). MRI: Cardiovascular sys-tem. Gower Medical Publishing, New York,London, 1992; 4.1–4.13.

Abbildung 16a–b: Ebene des linksven-trikulären Ausflußtrakts (a) mit Planung(b)

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Zur Untersuchung konge-nitaler Herzfehler sind – ab-hängig von der zugrundelie-genden Pathologie – speziel-le Schnittführungen notwen-dig. Auch die Darstellungder Koronararterien verlangtabgesehen von einer speziel-len Untersuchungstechnik be-sondere Schnittebenen.

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