Die Höhe des Liquorflusses über dem Aquädukt MR-Liquorflussquantifizierung an 107 Patienten ohne klinische und bildmorphologische Hinweise auf eine Liquorzirkulationsstörung

Zusammenfassung:

Mit Hilfe der 2D-Phasenkontrasttechik kann der Volumenfluss des Liquors über dem Aquädukt magnetresonanztomographisch quantifiziert werden. Als Maß für die Höhe des Volumenflusses dient in vorgestellter Untersuchung das Schlagvolumen pro Herzzyklus (SVcc). Normwerte für die Höhe des SVcc konnten bislang nicht definiert werden. Sie sind jedoch für eine klinische Nutzung dieses nichtinvasiven Verfahrens unerläßlich.

Ziel vorliegender Untersuchung ist es zu prüfen, ob die interthalamische Weite des dritten Ventrikels als Bezugssystem für die Höhe des SVcc über dem Aquädukt geeignet ist und sich ein normaler Liquorfluss definieren läßt.

Die Untersuchungen erfolgten bei 107 Patienten (56 Frauen, 51 Männer im Alter von acht bis 89 Jahren) ohne klinische und bildmorphologische Hinweise auf eine Liquorzirkulationsstörung an einem Standardsystem 0,5 T (Gyroscan, Fa. Philips). Die Messung des SVcc über dem Aquädukt wurde in einer Eizelschicht senkrecht zum Aquädukt in Höhe des mittleren Drittels mit einer retrospektiv kardial getriggerten 2D-quantitativen Phasenkontrastsequenz durchgeführt. Die Messung der interthalamischen Weite des dritten Ventrikels erfolgte im Transversalschnitt (Bikommissuralebene, Standard-T1-gewichtete SE-Sequenz) in Höhe des Oberrandes der Lamina tecti.

Für 83 kardial normofrequente Patienten ohne zusätzliche bildmorphologische Auffälligkeiten wird die Höhe des SVcc maßgeblich von der interthalamischen Weite des dritten Ventrikels (1 bi 16 mm) bestimmt (r = 0,822). Bei elf Patienten mit einer subkortikal betonten Atrophie ohne Leukenzephalopathie, Megacisterna magna, Dandy-Walker-Variante oder Bradykardie ist das SVcc signifikant erhöht (p < 0,05). Dagegen ist das SVcc für 13 Patienten mit Tachykardie, Arnold-Chiari-Malformation Typ 1, relativer Aquäduktestenose und/oder fortgeschrittener periventrikulärer Leukenzephalopathie signifikant erniedrigt (p < 0,05).

Diese Ergebnisse lassen sich gut mit den geltenden Vorstellungen über die Physiologie des Liquorflusses in Einklang bringen. Da den vorgenannten Einflusskriterien keine pathologische Bedeutung hinsichtlich einer therapiebedürftigen Liquorzirkulationsstörung beigemessen werden kann, nutzen wir zur Bewertung der Höhe des SVcc (y) gegenüber der interthalamischen Weite des dritten Ventrikels (x) die lineare Regression mit y = b1*× + b0 (b1 = 22,2 ± 2,9; b0 = 43,5 ± 21,1) für alle 107 Patienten.

Diese Beziehung gibt erstmals die Möglichkeit, einen hyperdynamen (> +3 SE), hypodynamen (< −3 SE) und normodynamen (in den Grenzen ± 3SE) Liquorfluss über dem Aquädukt zu differenzieren. In die Bewertung müssen das Vorliegen zusätzlicher bildmorphologischer Einflussfaktoren und die Höhe der Herzfrequenz einfließen.

Abstract:

With the 2D-phase-contrast technique the volume flow of the CSF via the cerebral aqueduct can be quantified by MRI-means. In this study the stroke volume of CSF via the aqueduct per cardiac cycle (SVcc) is used to measure the extent of the volume flow. Normative values for the SVcc are not yet defined, however, they are indispensable for the clinical utility of this non-invasive method.

The aim of the presented investigation is to evaluate, if the interthalamic width of the third ventricle is useful as a reference system for the extent of the SVcc via the aqueduct and if a normal CSF-flow can be defined.

Hundred and seven patients (56 female, 51 male; age distribution 8 to 89 years) without clinical or imaging findings of a CSF-flow disturbance were examined on a standard 0.5 T MRI-scanner (Gyroscan, Philips). The measurements of the SVcc via the aqueduct were performed in a single slice perpendicular to the aqueduct in the level of its median third with a retrospective cardial-gated quantitative 2D-phase-contrast sequence. The interthalamic width of the third ventricle was measured in a transversal slice (bicommissural orientation, standard T1-weighted spin-echo sequence) in the level of the upper margin of the tectorial membrane.

In 83 patients with a normal heart rate and without any further abnormalities in their imaging studies the SVcc is essentially dependent (r = 0.822) on the interthalamic width of the third ventricle (between 1 and 16 mm). Eleven patients with either a subcortical atrophy without leucencephalopathy, megacisterna magna, Dandy-Walker variant or bradycardia showed a significant increase of the SVcc (p < 0.05). On the other hand a significant decrease of the SVcc (p < 0.05) is seen in 13 patients with either tachycardia, Arnold-Chiari Type-1 malformation, relative aqueductal stenosis and/or severe periventricular leucencephalopathy. These results are in good agreement with the current conceptions on the physiology of the CSF-flow. As the above mentioned criterias of influence have ho pathological significance concerning a CSF-flow disturbance requiring therapy, we used the linear regression with y = B1*× +b0 (b1 = 22.2 ± 2.9; b0 = 43,5 ± 21.1) in all 107 patients to evaluate the extent of the SVcc (y) versus the interthalamic width of the third ventricle (x).

This correlation offers the possibility to differentiate a hyperdynamic (above +3 standard error SE), a hypodynamic (below −3 SE) and a normodynamic (between ± 3 SE) CSF-flow via the cerebral aqueduct for the first time. Additional imaging findings and the heart rate must find their influence in the evaluation.