UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE. Academiejaar

UNIVERSITEIT GENT

FACULTEIT DIERGENEESKUNDE

Academiejaar 2008 - 2009

BEELDVORMING VAN HET STRAALBEEN EN DE OMLIGGENDE STRUCTUREN BIJ HET PAARD MET BEHULP VAN MRI

door

Wouter LEENDERS

Promotor: Dierenarts F. Vandenberghe Medepromotor: Prof. Dr. P. Simoens

Studieproject in het kader van de Masterproef

INHOUDSOPGAVE

SAMENVATTING ...................................................................................................................................... 1 SUMMARY ............................................................................................................................................... 1 1. INLEIDING ............................................................................................................................................ 2 2. ANATOMIE VAN DE STRAALBEENREGIO ............................................................................................. 3 3. BEELDVORMING .................................................................................................................................. 5 3.1. Radiografie ................................................................................................................................... 5 3.2. Computed Tomografie ................................................................................................................. 6 3.3. Echografie ..................................................................................................................................... 7 3.4. Scintigrafie .................................................................................................................................... 8 3.5. MRI ............................................................................................................................................. 10 3.5.1. Algemeen............................................................................................................................. 10 3.5.2. Het straalbeen ..................................................................................................................... 10 3.5.3. De bursa podotrochlearis .................................................................................................... 12 3.5.4. De diepe buigpees ............................................................................................................... 13 3.5.5. Het ligamentum sesamoideum distale impar ..................................................................... 13 3.5.6. De ligamenta sesamoidea collateralia ............................................................................... 14 4. DISCUSSIE .......................................................................................................................................... 15 LITERATUUROPGAVE ............................................................................................................................. 16 ADDENDUM ........................................................................................................................................... 17

De auteur geeft de toelating deze literatuurstudie voor consultatie beschikbaar te stellen voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting de bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van deze studie. Het auteursrecht betreffende de gegevens vermeld in deze literatuurstudie berust bij de promotoren. Het oorspronkelijke auteursrecht van de individueel geciteerde studies en eventueel bijbehorende documentatie, zoals tabellen en figuren, blijft daarbij gevrijwaard. De auteur en de promotoren zijn niet verantwoordelijk voor de behandelingen en eventuele doseringen die in deze studie geciteerd en beschreven zijn.


SAMENVATTING Voor het in beeld brengen van de straalbeenregio zijn verschillende beeldvormende technieken beschikbaar. Elk van deze technieken heeft zijn eigen specifieke eigenschappen met de daaraan verbonden voor- en nadelen. Omdat pathologie van het straalbeen en de omliggende structuren regelmatig voorkomt en klinisch voor problemen kan zorgen is een goede diagnose belangrijk. Dit is immers een eerste vereiste voor een goede prognose en het eventueel instellen van een therapie. Magnetic Resonance Imaging blijkt de beeldvormende techniek bij uitstek te zijn voor het gedetailleerd in beeld brengen van het straalbeen en de omliggende structuren. Door gebruik te maken van de verschillende beschikbare sequenties is het mogelijk de diverse weefsels en eventueel optredende pathologieën duidelijk in beeld te brengen. Doordat per MRI-onderzoek slechts een kleine anatomische regio in beeld kan worden gebracht is een voorafgaande lokalisatie van de pathologie noodzakelijk. Voor het in beeld brengen van letsels in de straalbeenregio, zoals bij podotrochleose, is MRI de aangewezen beeldvormingstechniek. Sleutelwoorden: beeldvorming, magnetische resonantie, MRI, NMR, podotrochleose, straalbeen

SUMMARY For the imaging of the area of the navicular bone, several techniques are available. Each one of these techniques has its own specific set of characteristics, and, consequentially, its own advantages and disadvantages. Because pathologies of the navicular bone and its surrounding structures are common and can cause problems in a clinical setting, a good diagnosis is of major importance. After all, this is a prerequisite for a good prognosis and, when available, to start the appropriate therapy. MRI proves to be the number one technique for the detailed imaging of the navicular bone and its surrounding structures. By using the several available sequences it is possible to attain a clear image of the different tissues and pathologies. Because with each MRI only a small anatomic region can be made visible, a preceding localization of the pathology is necessary. For the imaging of injuries in the region of the navicular bone, as seen in podotrochleosis, MRI is the best available imaging technique. Key words: imaging, magnetic resonance, MRI, navicular bone, NMR, podotrochleosis

1


1. INLEIDING Het straalbeen en de omliggende structuren zijn bij het paard van groot klinisch belang. Goede beeldvorming is zeer belangrijk om de diverse mogelijke pathologieën in deze regio op de juiste wijze te kunnen diagnosticeren. Het feit dat de straalbeenregio zich binnen de hoefwand bevindt en daarnaast bestaat uit diverse kleine, doch klinisch uiterst belangrijke, structuren maakt deze beeldvorming niet gemakkelijk. Voor een juiste interpretatie van de beelden is dan ook een gedegen anatomische kennis vereist. Hoewel alle gangbare beeldvormende technieken aan bod zullen komen, gaat in dit studieproject de aandacht vooral uit naar beeldvorming met behulp van magnetische resonantie. Deze relatief jonge techniek maakt, zeker vergeleken met andere technieken, zeer goede en duidelijke beeldvorming mogelijk. Het doel van de studie is het verkrijgen van een goed inzicht in de mogelijkheden en beperkingen van Magnetic Resonance Imaging met betrekking tot de beeldvorming van de straalbeenregio. Tevens wordt een vergelijking gemaakt met de andere beschikbare beeldvormende technieken. Aangezien de klinische relevantie voornamelijk gelegen is bij het voorste lidmaat wordt in dit studieproject zowel in de benamingen als bij de figuren altijd uitgegaan van de voorvoet. Uiteraard zal in veel gevallen in de achtervoet een identieke situatie kunnen gelden. Hier zal dan bijvoorbeeld voor palmair de benaming plantair gelden.

2


2. ANATOMIE VAN DE STRAALBEENREGIO De straalbeenregio (regio podotrochlearis) bevat de volgende structuren: het straalbeen met zijn ophangbanden (het lig. sesamoideum distale impar , de ligg. sesamoidea collateralia en de ligg. chondrosesamoidea), de bursa podotrochlearis en de diepe buigpees (Denoix, 2005; Kristoffersen et al., 2003; Schaller et al., 2007).

Figuur 1 Proximaal zicht op een dissectie van het podotrochleair apparaat. 1= tuberositas flexoria van het kroonbeen 2= hoefgewricht 3= proximale gewrichtsvlak van het straalbeen 4= flexoroppervlak van het straalbeen 5= proximale rand va het straalbeen 6= ligg. sesamoidea collateralia 7= lig. chondrosesamoideum 8= hoefkraakbeen. Naar: Denoix (2005)

Figuur 2 Palmair zicht op een dissectie van het podotrochleair apparaat 1= proximale rand van het straalbeen 2= saggitaalrichel van het straalbeen 3= flexoroppervlak van het straalbeen 4= distale rand van het straalbeen 5= lig. impar 6= flexoroppervlak van het hoefbeen 7= lig. chondrosesamoideum 8= ligg. sesamoidea collateralia Naar: Denoix (2005)

Het straalbeen (os sesamoideum distale) is gelegen aan de palmaire zijde van het hoefgewricht. De dorsale zijde articuleert met het kroonbeen en de distale rand met het hoefbeen. Het straalbeen is door middel van het lig. sesamoideum distale impar met het hoefbeen verbonden. De ligg. sesamoidea collateralia hebben hun oorsprong dorsolateraal en dorsomediaal op de distale rand van het kootbeen. Hun inserties liggen lateraal en mediaal op de proximale zijde van het straalbeen. Op hun verloop gaan enkele vezels aanhechten aan het dorsolaterale en dorsomediale aspect van het proximale deel van het kroonbeen (Butcher et al., 2006; Kristoffersen et al., 2003). Het laterale en mediale lig. chondrosesamoideum verbinden het straalbeen met de kraakbeentakken van het hoefbeen. Hun oorsprong ligt respectievelijk aan de laterale en mediale hoek van het straalbeen en hun insertie op het ipsilateraal gelegen hoefkraakbeen (Kristoffersen et al., 2003). De diepe buigpees passeert langs de facies flexoria van het straalbeen. Distaal hiervan hecht ze aan op de facies flexoria van het hoefbeen (Butcher et al., 2006; Denoix, 2005). De bursa podotrochlearis ligt tussen het straalbeen en de diepe buigpees. De dorsale begrenzing van de bursa podotrochlearis wordt gevormd door het fibreuze kraakbeen van het flexoroppervlak van het straalbeen.

Figuur 3 Sagittale doorsnede van de ondervoet P2= kroonbeen P3= hoefbeen DSB= straalbeen DDFT= diepe buigpees a= hoefgewricht b= bursa podotrochlearis 1= lig. sesamoideum distale impar 2= lig. sesamoideum collaterale Uit: Kristoffersen et al. (2003)

3


De ligg. sesamoidea collaterale vormen, samen met bindweefsel en vezels afkomstig van de diepe buigpees die aanhechten op het palmaire oppervlak van het kroonbeen, de proximale begrenzing (Kristoffersen et al., 2003). Pathologie van één of meerdere van deze structuren komt regelmatig voor en kan mild tot ernstig manken veroorzaken. We spreken dan over podotrochleose, in de volksmond “hoefkatrol” genoemd (Schneider et al., 2003).

4


3. BEELDVORMING De in het hoofdstuk anatomie besproken structuren van de regio podotrochlearis kunnen door middel van verschillende beeldvormende technieken in beeld worden gebracht (Werpy, 2007). Hieronder zullen beeldvorming met behulp van röntgenstralen (radiografie en Computed Tomografie), echografie, scintigrafie en Magnetic Resonance Imaging worden besproken. In tabel 1 worden de belangrijkste eigenschappen samengevat.

3.1. Radiografie Traditioneel is radiografie met behulp van röntgenstralen (RX) de eerste optie bij beeldvorming van de straalbeenregio (Werpy, 2007). RX zal vooral het straalbeen en andere botstructuren goed in beeld brengen. Voor weergave van het straalbeen en hoefgewricht zal vooral gebruik worden gemaakt van de lateromediale en dorsoproximale-palmarodistale 65˚ oblique (DPrPaDiO) opname (Redden, 2003). Medullaire sclerose van het straalbeen, dat het meest significant wijst op podotrochleose kan zo in beeld worden gebracht . Dit geldt ook voor veranderingen aan de distale rand van het straalbeen dat geassocieerd is met het lig. sesamoideum distale impar en enthesiofytosen aan de insertieplaats van pezen en ligamenten aan de proximale, laterale en mediale rand van het straalbeen (Kold et al., 2003). Figuur 4: Röntgenopname van de voet in lateromediale richting. 1= kootbeen 2= kroonbeen 3= hoefbeen 4= straalbeen. Opname: F. Vandenberghe, dierenkliniek De Bosdreef te Moerbeke-Waas.

Figuur 5: Röntgenopname van de voet in DPrPaDiO-richting. Duidelijk blijkt de superpositie van het kroonbeen ten opzichte van het straalbeen. De pijl wijst de distale rand van het straalbeen aan. Opname: F. Vandenberghe, dierenkliniek De Bosdreef te Moerbeke-Waas

Door gebruik te maken van contrastvloeistof kan op relatief eenvoudige wijze ook arterio- en venografie van de straalbeenregio worden uitgevoerd. Weke delen kunnen mits de beschikbaarheid van goede apparatuur en het toepassen van de juiste techniek ook zeer beperkt in beeld worden gebracht (Kraft et al., 2001; Redden, 2003). Door de tweedimensionale opnametechniek treedt superpositie op van weke delen en bot, dit kan de beoordeling bemoeilijken (Tucker et Figuur 6: Röntgenopname van de voet in lateromediale richting. Door gebruik te maken van contrastvloeistof zijn de arteriën zichtbaar gemaakt. Uit: Denoix, 2005.

al., 2001). Significante veranderingen in botweefsel zijn nodig alvorens detectie mogelijk is, detectie van osteolyse is pas mogelijk bij een mineraalverlies van dertig à vijftig procent (Kraft et al., 2001; Werpy, 2007).

5


3.2. Computed Tomografie Computed Tomografie (CT) is een techniek die net als RX gebruik maakt van röntgenstralen. Hoewel de beelden vergelijkbaar zijn met routine-RX (Horstmann et al., 2003; Puchalsky et al., 2005) is het botdetail op CT-beelden beter (Werpy, 2007). Dit wordt bereikt doordat kleinere verschillen in absorptie van röntgenstralen kunnen worden vastgelegd, wat resulteert in honderden gradaties in grijswaarden (Tucker et al., 2001). CT is voornamelijk geschikt voor de evaluatie van bot: voor beeldvorming van de botanatomie is het de beste techniek. Contourveranderingen van het bot zijn lichtjes beter te detecteren dan door middel van MRI (Dyson et al., 2003; Horstmann et al. 2003; Kraft et al., 2001; Puchalsky et al., 2005; Tucker et al., 2001).

Figuur 7: CT-beeld van het hoefgewricht ter hoogte van het straalbeen. Zichtbaar is sclerose van het straalbeen, een radiolucente opklaring ter hoogte van de saggitale kam aan het flexoroppervlak en ossificatie van het kraakbeen. Uit: Horstmann et al., 2003.

Figuur 8: CT-beeld van het straalbeen. De pijl wijst een defect in het straalbeen aan ter hoogte van de insertieplaats van het laterale lig. sesamoideum collaterale. Uit: Kofler et al., 2007.

Door gebruik te maken van contrastvloeistoffen is het echter ook mogelijk beschadigingen van weke delen te diagnosticeren. Zo kan een identiek resultaat als bij MRI worden bereikt wat betreft grootte, vorm en locatie van bijvoorbeeld een tendinitis of tendinose van de diepe buigpees (Puchalsky et al., 2005). CT is samen met MRI de optimale diagnostische beeldvormingstechniek voor problemen in de straalbeenregio. Bij CT worden driedimensionale beelden gevormd door de samenstelling van verschillende beelden die in dunne slices en in verschillende vlakken worden genomen. Hierdoor treedt er geen superpositie op zoals bij RX (Tucker et al., 2001).

6


3.3. Echografie Bij echografie worden beelden geproduceerd door middel van ultrasone geluidsgolven. De echogeniteit van een weefsel wordt bepaald door de mate van reflectie van de geluidsgolven. Wegens de locatie van de straalbeenregio in de voet is het door middel van echo niet mogelijk alle structuren afdoende in beeld te brengen (Werpy et al., 2008). Voor juiste beeldvorming is het correct plaatsen van de echoprobe en de hoek ervan van groot belang. Het flexoroppervlak van het straalbeen, de diepe buigpees, het hoefgewricht en de bursa podotrochlearis kunnen in beeld worden gebracht met een transcutane benadering vanuit de kootholte. Het straalbeen, het lig. sesamoideum distale impar en de insertie van de diepe buigpees kunnen via transcuneale benadering (via de straal) in beeld worden gebracht (Kristoffersen et al., 2003). Kleine abnormaliteiten aan de botranden zijn op echo soms beter in beeld te brengen dan met MRI. Ook is echo dynamisch waardoor het makkelijker te bepalen kan zijn of er sprake is van adhesies. In vergelijking met MRI is oud littekenweefsel moeilijker te herkennen op echo, ook diepere en tegen het bot gelegen structuren worden slecht weergegeven. Bovendien betekent een normaal beeld op echografie niet per definitie dat de structuur perfect normaal is. Kennis van de gedetailleerde anatomie van de regio is van groter belang dan bij MRI (Kraft et al., 2001; Kristoffersen et al., 2003; Werpy et al., 2008).

Figuur 9: Echobeeld van het hoefgewricht, sagittaal, palmaire benadering. 2= kroonbeen, 4= straalbeen 6= hoefgewricht 8= lig. sesamoideum collaterale 10= proximopalmaire uitzakking van het hoefgewricht 12= diepe buigpees 14= peesschede 15a= proximale uitzakking van de bursa podotrochlearis 17= zoolkussen 18= huid. Uit: Denoix, 2005.

Figuur 10: Echobeeld van het palmaire deel van de voet, transversale oblique opnamerichting. 1= kroonbeen 5= lig. sesamoideum collaterale 6b= proximopalmaire uitzakking van het hoefgewricht 8= diepe buigpees 11= zoolkussen. Uit: Denoix, 2005.

Figuur 11: Echobeelden van het podotrochleair apparaat, sagittaal, palmarodistale benadering. 2=hoefbeen 3c= flexoroppervlak van het straalbeen 3j=distopalmaire rand van het straalbeen 6= lig. sesamoideum impar 8= diepe buigpees 14= zoolkussen. Uit: Denoix, 2005.

7


3.4. Scintigrafie Scintigrafie is een techniek die gebruik maakt van verhoogde opname van een radiofarmaceuticum (increased radiopharmaceutical uptake, IRU) in het bot op plaatsen waar zich abnormaliteiten bevinden. Hierdoor is het mogelijk pathologische processen in het bot te detecteren lang voordat dit mogelijk is met bijvoorbeeld RX. De gamma-straling die door de aan het radiofarmaceuticum gebonden radioactieve stof wordt afgegeven kan door middel van een gammacamera in beeld worden gebracht (Archer et al., 2007; Nagy et al., 2008). Voor het opsporen van muskuloskeletale problemen bij het paard wordt vaak gebruik gemaakt van technetium 99m (⁹⁹mTc) gebonden aan methyleendifosfanaat. Het methyleendifosfanaat bindt aan het hydroxyapatiet in het botweefsel. De mate van opname is afhankelijk van de osteoblastactiviteit en de doorbloeding in het bot. Hierop is een verhoogde IRU bij pathologische processen gebaseerd (Archer et al., 2007). Scintigrafie heeft een zeer hoge gevoeligheid en wordt voornamelijk gebruikt om het gebied te identificeren waarin zich een

Figuur 12: Opnames van het onderbeen met behulp van gamma-scintigrafie. Dorsale (links) en laterale (rechts) opname. Duidelijk zichtbaar zijn de plaatsen met verhoogde opname van het radiofarmaceuticum. Opnames: P. De Baerdemaeker, dierenkliniek De Bosdreef te Moerbeke-Waas.

abnormaliteit bevindt. Met de huidige gamma-camera’s is het mogelijk te detecteren of het IRU-signaal afkomstig is van bijvoorbeeld het straalbeen of de insertie van de diepe buigpees (Archer et al., 2007; Dyson et al., 2003; Martinelli et al., 2005). Met betrekking tot de graad van IRU en de mate van afwijkingen gevonden bij MRI blijkt er een positieve correlatie te zijn voor het straalbeen wat betreft het flexoroppervlak, de distale rand en de medulla (Dyson et al., 2007b).

8


Tabel 1,

Dimensie Beeldvorm

Basis van de beeldvorming Basis van het weefselcontrast Voordelen

Nadelen

bondig overzicht van de belangrijkste eigenschappen van de verschillende beeldvormingstechnieken zoals in de tekst wordt besproken. RX 2-D Statisch / anatomisch

CT 3-D Statisch / anatomisch

ECHOGRAFIE 2-D Dynamisch / anatomisch

SCINTIGRAFIE 2-D Statisch / fysiologisch

Röntgenstraling

Röntgenstraling

Ultrageluid

Gammastraling

Absorptie van röntgenstraling door het weefsel Snel, goedkoop en gemakkelijk toepasbaar. Vaak goede beeldvorming van botstructuren mogelijk

Absorptie van röntgenstraling door het weefsel Zeer goede evaluatie van botweefsel mogelijk, geen superpositie van de verschillende weefsels

Reflectie van geluidsgolven door het weefsel Snel, goedkoop en vaak goede beeldvorming van weke delen mogelijk

Opname van radiofarmaceutica door het weefsel Zeer gevoelige methode voor opsporen van de locatie van pathologie

Minder gevoelig voor veranderingen in het bot dan CT, ongeschikt voor beeldvorming van de meeste weke delen, superpositie treedt op, voorzorgen i.v.m. straling zijn noodzakelijk

Dure techniek, meestal is volledige anesthesie noodzakelijk. Geen optimale beeldvorming weke delen, voorzorgen i.v.m. straling zijn noodzakelijk

In de voet zijn niet alle structuren bereikbaar, plaatsing en hoek van de probe zijn van zeer groot belang voor betrouwbare beeldvorming. Superpositie van de weefsels

Dure techniek, door de straling zijn extra voorzorgen noodzakelijk. Niet erg specifiek dus vervolgonderzoek is meestal aangewezen

MRI 3-D Statisch / anatomisch en fysiologisch Magnetisme Magnetische eigenschappen van het weefsel Zeer gedetailleerde beeldvorming van zowel bot als weke delen zonder superpositie van de verschillende weefsels Dure techniek, door de hoge specificiteit is voorafgaand onderzoek voor locatiebepaling van de pathologie van groot belang

9


3.5. MRI 3.5.1. Algemeen Beeldvorming door middel van Magnetic Resonance Imaging (MRI) is zoals uit de naam al blijkt gebaseerd op de magnetische eigenschappen van weefsels. Voor een meer technische uiteenzetting over de werking van MRI verwijs ik naar bijgevoegd addendum. MRI is de absoluut superieure techniek wat betreft weefselcontrast in beeldvorming van de weke delen. Door de multiplanaire driedimensionale werking is het mogelijk kraakbeen en andere weke delen in de hoef goed in beeld te brengen (Busoni et al., 2004; Schramme et al., 2005; Werpy, 2007; Werpy et al., 2008). Naast de mogelijkheid tot het diagnosticeren van letsels in weke delen is MRI ook zeer geschikt voor het aantonen van abnormaliteiten onder het botoppervlak en botcysten, die zelfs beter in beeld kunnen worden gebracht dan door middel van CT (Dyson et al., 2003; Werpy, 2007; Werpy et al., 2008). Door de hoge specificiteit van de beelden kunnen diverse botabnormaliteiten in de straalbeenregio beter in beeld worden gebracht dan met behulp van RX (Busoni et al., 2004; Nagy et al., 2008; Schramme et al., 2005). Ook beenmergproliferatie kan worden gediagnosticeerd. Laesies in weke delen waarbij geen vochtophoping optreedt zijn beter in beeld te brengen dan bij echografie, zelfs bij slechts geringe afwijkingen in de vezelstructuur. Ook oud littekenweefsel wordt beter weergegeven dan bij echografie hoewel de lage signaalintensiteit ervan, die overeenkomt met die van de pezen, beeldvorming bemoeilijkt (Werpy et al., 2008). Aangezien MRI een statische techniek is zijn adhesies soms moeilijk aan te tonen, inspuiten van vloeistof in de bursa podotrochlearis kan in die gevallen van nut zijn (Maher et al., 2008). De beeldvorming met behulp van MRI van de belangrijkste structuren in de straalbeenregio wordt vanaf paragraaf 3.5.2. verder besproken. Tevens zullen de meest voorkomende pathologieën van die structuren worden besproken.

3.5.2. Het straalbeen Bij het normale straalbeen geeft de cortex geen signaal (donker beeld). Op beelden gevormd zonder vetsaturatie kan ter hoogte van de sagittale richel in het compacte bot een zone met verhoogde signaalintensiteit bestaan. Ter hoogte van trabeculair bot zal een granulair beeld met verhoogde signaalintensiteit zichtbaar zijn. Dit wordt veroorzaakt door het in het beenmerg aanwezige vet. Bij beelden gevormd met vetsaturatie zal de intensiteit van het signaal juist verlaagd zijn. Het fibreus kraakbeen op het flexoroppervlak is (samen met de bursa podotrochlaris) als een dun lijntje met intermediaire signaalintensiteit zichtbaar (Busoni et al., 2004; Denoix

Figuur 13: Sagittale MRI-opname van de voet. 1= kootbeen 2= kroonbeen 3= hoefbeen 4= straalbeen 5= hoefgewricht 6= distopalmaire uitzakking van het hoefgewricht 7= lig. sesamoideum impar 8= distaal deel van de bursa podotrochlaris 9= lig. sesamoideum collaterale 10= diepe buigpees. Naar: Denoix, 2005.

et al., 1993).

10


Diffuse vochtopstapeling in het straalbeen lijkt een vroeg te detecteren signaal te zijn van een ontstekingsproces ter plaatse; deze vochtopstapeling blijkt gecorreleerd te zijn aan klinische symptomen (Schneider et al., 2003). Schneider et al. (2003) stellen enkel een diagnose van podotrochleose na aantonen van vochtophoping in het straalbeen. Waarschijnlijk liggen er aan het ontstekingsproces en degeneratie meerdere oorzaken ten grondslag. Het onderscheid tussen artritis van het hoefgewricht en podotrochleose dat eerder moeilijk te maken was, is door middel van MRI perfect duidelijk (Schneider et al., 2003).

Figuur 14a (links) en 14b (rechts): Sagittale MRI-opname van de voet van dezelfde patiënt. Duidelijk zichtbaar is het botoedeem ter hoogte van het straalbeen (omcirkeld). Figuur 14a is een T₁-beeld waarop het oedeem donker kleurt, bij figuur 14b is gebruik gemaakt van vetsuppressie (STIR), hierdoor is het straalbeen licht gekleurd. Opname: F. Vandenberghe, dierenkliniek De Bosdreef te Moerbeke-Waas.

Veranderingen aan de buitenkant van het straalbeen zijn met de standaardsequenties goed in beeld te brengen. Bij beenmerginfiltratie (door bijvoorbeeld ontstekingsvocht) ontstaat een heterogeen T₁-beeld door afwisselende gebieden met hoge en lage signaalintensiteit. Door toename van de “niet-vet” component verhoogt bij T₂beelden het signaal. Bij beenmerginfiltratie kan sprake zijn van botoedeem, fibrose, necrose, hemorrhagie of cystevorming (Busoni et al., 2005). Vet-suppressie technieken zoals de STIRsequentie geven het beste resultaat wat betreft het identificeren van vocht in het beenmerg van het straalbeen. Deze sequentie reduceert immers Figuur 15: Sagittale MRI-opname van de voet (T₁). In het straalbeen bevindt zich een cyste. Opname: F. Vandenberghe, dierenkliniek De Bosdreef te Moerbeke-Waas.

de interferentie van het vetsignaal. Hierdoor is het mogelijk veranderingen van de interne structuur van het straalbeen goed in beeld te brengen (Dyson et al., 2003; Mair et al., 2005).

11


Bij beschadigingen van het straalbeen zal in het acute stadium, door vochtophoping in het bot, het STIR-beeld meestal een verhoogd signaal laten zien. Het oedeembeeld kan op verschillende pathologische processen wijzen. Bij voorbijgaande laesies in de ontstekingsfase kan er daadwerkelijk sprake zijn van botoedeem. Bij blijvende laesies die meer georganiseerd zijn kan het gaan om fibrose, necrose of cysten (Busoni et al., 2005). Chronische straalbeenveranderingen zullen uiteindelijk een verlaagd signaal geven als gevolg van de remodellering van het bot met vorming van een verhoogd aantal trabeculae (Barber, et al. 2006; Busoni et al., 2005). Busoni et al. (2005) duiden deze veranderingen aan als ”beenmergvervanging”. Dit kan zichtbaar zijn als scherp afgelijnde zones omgeven door (bijvoorbeeld door ontstekingsvocht) geïnfiltreerd merg. Hoe lager het signaal, hoe ernstiger het letsel.

Figuur 16: Transversale T₁-opname van het straalbeen. Botoedeem en erosie. Opname: F. Vandenberghe, dierenkliniek De Bosdreef te Moerbeke-Waas.

Figuur 17: Transversale opname van het straalbeen met vet-suppressie (STIR). Botoedeem en erosie. Opname: F. Vandenberghe, dierenkliniek De Bosdreef te Moerbeke-Waas.

3.5.3. De bursa podotrochlearis Op T₁-beelden is de bursa niet duidelijk afgelijnd. Samen met het fibreuze kraakbeen van het flexoroppervlak van het straalbeen kan de bursa een dun lijntje met intermediaire signaalintensiteit vormen. Doordat synoviaal vocht op T₂- en vetsuppressiebeelden een hoge signaalintensiteit heeft zal de aflijning van de bursa op deze beelden wel duidelijk zijn. Ook op het palmaire aspect van het flexoroppervlak kan dan soms een dun onregelmatig lijntje met hoge signaalintensiteit worden waargenomen (Busoni et al., 2004; Denoix et al., 1993). Laesies in de bursa podotrochlearis (evenals in het hoefgewricht) zullen een opzetting met synoviaal vocht teweeg brengen. Hierdoor kan een verhoogde signaalintensiteit worden waargenomen, zie figuur 18. Vaak is er bij laesies van de bursa ook sprake van veranderingen aan het straalbeen (Dyson et al.,2007a).

Figuur 18: Sagittale opname van de voet met vetsuppressie. Duidelijk is de verhoogde signaalintensiteit ter hoogte van de bursa podotrochlearis (pijl), die wordt veroorzaakt door opzetting met synoviaal vocht. Uit: Schneider et al., 2005.

12


3.5.4. De diepe buigpees De normale diepe buigpees zal op T₂-beelden een lage signaalintensiteit vertonen, bij gebruik van T₁of PD-sequenties is het signaal verschillend afhankelijk van de relatieve oriëntatie van de pees in het magnetisch veld. Het “magic angle” effect kan, net als in geval van laesies, een verhoogde signaalintensiteit tot gevolg hebben (zie ook addendum). Voornamelijk op T₁- maar ook bij PD-beelden kan de pees hierdoor een gestippeld beeld geven. Dit heeft dus geen pathologische oorsprong en kan als normaal worden beschouwd (Busoni et al., 2004; Denoix et al., 1993; Mair et al., 2005). Pathologische processen in de pees geven een meer intens signaal. Voor de detectie zijn volgens Mair et al. (2005) vooral T₂-beelden zeer geschikt, terwijl Busoni et al. (2005) de voorkeur geven aan T₁- en PDsequenties voor het in beeld brengen van laesies van de diepe buigpees. Tendinitis van de diepe buigpees proximaal van het straalbeen is gecorreleerd met klinische symptomen. Het kan los staan van straalbeenafwijkingen (Schneider et al., 2003). Dyson et al. (2007a) en Mair et al. (2003) tonen aan dat een groot deel van de aangeboden paarden met manken vanuit de voorvoet letsels vertonen van de diepe buigpees. Letsels werden het meest

Figuur 19: Transversale PD-opname ter hoogte van het straal-

gezien op het niveau van het straalbeen en de ligg. sesa- been. Tendinitis van de diepe buigpees, de pijl wijst de abnormamoidea collateralia, maar ook op het niveau van het lig. le structuur aan. Uit: Schneider et al. 2005. sesamoideum distale impar. De letsels kunnen predisponeren voor fibreuze kraakbeenletsels van het straalbeen. Straalbeenlaesies aan het flexoroppervlak, het spongieus bot en de distale rand staan ook vaak in verband met deze letsels. Hoewel laesies van de diepe buigpees vaker voorkomen dan die van de ligg. sesamoidea collateralia zijn beide aandoeningen aan elkaar gerelateerd (Dyson et al., 2007a). Busoni et al. (2005) tonen aan dat bij een normaal straalbeen laesies in de diepe buigpees meestal proximaal van het straalbeen gelegen zijn terwijl de in de diepe buigpees gevonden laesies bij een abnormaal straalbeen zich voornamelijk bevinden in de regio distaal van de bursa podotrochlearis.

3.5.5. Het ligamentum sesamoideum distale impar Het lig.sesamoideum distale impar wordt dorsaal door het hoefgewricht en palmair door de bursa podotrochlearis afgelijnd. De in beide ruimten aanwezige synoviale vloeistof zorgt op T₂- en PD-beelden, door de hoge signaalintensiteit ervan, voor een duidelijke aflijning van het ligament. Ook hier kan het “magic angle” effect een homogeen verhoogd signaal bij T₁- en PD-beelden veroorzaken. Bij meer dan 10˚ verwijdering van de ”magic angle” krijgt het lig. sesamoideum distale impar door variatie in signaalintensiteit een gestreept beeld. Over het algemeen is de signaalintensiteit hoger dan die waargenomen bij de diepe buigpees. Mogelijk wordt dit veroorzaakt door een hoger gehalte aan losmazig bindweefsel in het lig. sesamoideum distale impar waarin zich vaat- en zenuwweefsel bevindt. Ook kunnen de korte lengte en de oriëntatie van de vezels van het ligament hieraan ten grondslag liggen (Busoni et al., 2004; Denoix et al., 1993).

13


Desmitis van het lig. sesamoideum distale impar zou als gevolg van straalbeenveranderingen kunnen optreden, maar kan mogelijk ook aantasting van het straalbeen tot gevolg hebben (Schneider et al., 2003).

Figuur 20: Sagittale opname van de voet met vetsuppressie. In de cirkel is duidelijk de hoge signaalintensiteit zichtbaar ter hoogte van de insertieplaats van het lig. impar. Naar: Schneider et al., 2005.

Figuur 21: Sagittale PD-opname van de voet. De bovenste pijl wijst de insertieplaats van het lig. impar op het straalbeen aan. De donkerder structuur wijst op sclerose. De onderste pijl wijst het lig. impar aan dat verdikt is en een abnormaal hoog signaal geeft. Uit: Schneider et al., 2005.

3.5.6. De ligamenta sesamoidea collateralia De ligg. sesamoidea collateralia geven bij alle gebruikte MRI-sequenties een lage signaalintensiteit. Door de schuine oriëntatie van deze ligamenten is het erg moeilijk ze met de standaard opnames duidelijk in beeld te brengen. Dit maakt de evaluatie dan ook ingewikkeld (Busoni et al., 2004; Denoix et al., 1993). Desmitis van de ligg. sesamoidea collateralia zou als gevolg van straalbeenveranderingen kunnen optreden, maar kan mogelijk ook aantasting van het straalbeen tot gevolg hebben (Schneider et al., 2003).

Figuur 22: Sagittale PD-opname van de voet. De pijl wijst een normaal lig.sesamoideum collaterale aan. Uit: Schneider et al., 2005.

Figuur 23: Sagittale PD-opname van de voet. De pijl wijst een verdikt lig.sesamoideum collaterale aan. Uit: Schneider et al., 2005.

14


4. DISCUSSIE Wat betreft beeldkwaliteit en de daaraan verbonden diagnostische mogelijkheden is MRI absoluut de superieure beeldvormende techniek. De verschillende sequenties en het feit dat er driedimensionale opnames worden gemaakt zorgen voor een zeer gedetailleerde weergave van de verschillende structuren. Dit geldt zowel voor botweefsel als voor weke delen. De verschillende onderzoekers zijn het niet altijd eens wat betreft het gebruik van de verschillende sequenties per weefsel en per pathologie. Misschien kan hieromtrent in de toekomst na verder onderzoek worden gewerkt aan standaardisering. Omdat per MRI-onderzoek slechts een kleine anatomische regio in beeld kan worden gebracht, en de kostprijs van elk onderzoek hoog is, kan MRI niet worden beschouwd als een “screening-tool”. Er zal dus voorafgaand aan elk MRI-onderzoek duidelijk moeten worden bepaald op welke anatomische regio het onderzoek gericht is. Zo kan bij een pathologie die manken veroorzaakt eerst met behulp van lokale anesthesie een onderzoek worden verricht naar de herkomst van de pijn. Maar ook andere beeldvormingstechnieken zoals RX, echografie en bij uitstek scintigrafie zijn hiervoor geschikt. Uit verschillende onderzoeken blijkt dat de pathologie bij paarden met manken van het voorbeen zeer vaak is terug te vinden in de straalbeenregio. In verreweg de meeste gevallen gaat het om letsels van de diepe buigpees, die vaak gelokaliseerd zijn op het niveau van het straalbeen. Ook veel voorkomend zijn letsels van het straalbeen zelf en van de bursa podotrochlearis. Minder frequent, maar toch ook regelmatig gezien, zijn letsels van het ligamentum sesamoideum distale impar en de ligamenta sesamoidea collateralia. Alle hiervoor genoemde letsels in de straalbeenregio vallen onder de benaming podotrochleose, in de volksmond “hoefkatrol” genoemd. Ze zijn door middel van MRI goed in beeld te brengen waardoor een exacte diagnose mogelijk is. Het stellen van de juiste diagnose is van groot belang voor een goede prognose en het instellen van een eventuele behandeling.

15


LITERATUUROPGAVE 123456789101112131415161718192021222324252627282930313233-

Anderson J., Read J.W. (2007). Atlas of imaging in sports medicine, 2nd edition. McGraw-Hill, Londen, 928pp. Archer D.C., Boswell J.C., Voute L.C., Clegg P.D. (2007). Skeletal scintigraphy in the horse: current indications and validity as a diagnostic test. The Veterinary Journal, 173, 31-44. Barber M.J., Sampson S.N., Schneider R.K., Baszler T., Tucker R.L. (2006). Use of magnetic resonance imaging to diagnose distal sesamoid bone injury in a horse. Journal of the American Veterinary Medical Association, 229, 717-720. Bowker R.M., Linder K., Sonea I.M. (1995). Sensory innervation of the navicular bone and bursa in the foal. Equine Veterinary Journal, 27, 60-65. Busoni V., Heimann M., Trenteseaux J., Snaps F., Dondelinger R.F. (2005). Magnetic resonance imaging findings in the equine deep digital flexor tendon and distal sesamoid bone in advanced navicular disease – an ex vivo study. Veterinary Radiology and Ultrasound, 46, 279-286. Busoni V., Snaps F., Trenteseaux J., Dondelinger R.F. (2004). Magnetic resonance imaging of the palmar aspect of the equine podotrochlear apparatus: normal appearance. Veterinary Radiology and Ultrasound, 45, 198-204. Csillag A. (2000). Anatomie van de levende mens, atlas van medische beeldvorming. Könemann Verlagsgesellschaft, Keulen, p. 26-31. Denoix J. (1994). Functional anatomy of tendons and ligaments in the distal limbs (manus and pes). The Veterinary Clinics of North America: Equine Practice, 10, 273-323. Denoix J. (2005). The equine distal limb, an atlas of clinical anatomy and comparative imaging, fourth impression. Manson Publishing, Londen, 390pp. Denoix J., Crevier N, Roger B., Lebas J. (1993). Magnetic resonance imaging of the equine foot. Veterinary Radiology and Ultrasound, 34, 405-411. Dyson S., Murray R., Schramme M., Branch M. (2003). Magnetic resonance imaging of the equine foot: 15 horses. Equine Veterinary Journal , 35, 18-26. Dyson S., Murray R. (2007a). Magnetic resonance imaging evaluation of 264 horses with foot pain: The podotrochlear apparatus, deep digital flexor tendon and collateral ligaments of the distal interphalangeal joint. Equine Veterinary Journal, 39, 340-343. Dyson S., Murray R. (2007b). Use of concurrent scintigraphic and magnetic resonance imaging evaluation to improve understanding of the pathogenesis of injury of the podotrochlear apparatus. Equine Veterinary Journal , 40, 57-63. Gielen I., Peremans K., Saunders J., Taeymans O., Van Bree H., Van Caelenberg A., Verschooten F. (2008). Cursus medische beeldvorming van de huisdieren eerste proef 2008-2009. Vakgroep medische beeldvorming van de huisdieren, Faculteit Diergeneeskunde, Universiteit Gent, Salisburylaan 133, B-9820 Merelbeke, België. Hesselink J.R. (2008). Basic principles of MR imaging . Internetreferentie: http://spinwarp.ucsd.edu/NeuroWeb/Text/br-100.htm (bekeken oktober 2008). Horstmann W., Gerhards H., Hatami-Fardi M. (2003). Computertomographische Befunde am Strahlbein und Hufgelenk von Präparaten der Pferdezehe im Vergleich zur herkömmlichen Röntgendarstellung. Pferdeheilkunde, 19, 511-519. Kofler J., Kneissl S., Malleczek D. (2007). MRI and CT diagnosis of acute desmopathy of the lateral collateral sesmoidean (navicular) ligament and long-term outcome in a horse. The Veterinary Journal, 174, 410-413. Kold S., Butler J. (2003). Radiography of the horse 2. Foot and pastern. In practice, 25, 208-215. Kraft S.L., Gavin P. (2001). Physical principles and technical considerations for equine computed tomography and magnetic resonance imaging. Veterinary Clinics of North America: Equine Practice, 17, 115-129. Kristoffersen M., Thoefner M.B. (2003). Ultrasonography of the navicular region in horses. Equine Veterinary Education, 15, 150-157. Maher M.C., Werpy N.M., Goodrich L.R., McIlwraight C.W. (2008). Distension of the navicular bursa to determine the presence of adhesions using MRI. Proceedings of the Annual Convention of the AAEP. San Diego, Californië, USA, 54, 460-461. Mair T.S., Kinns J., Jones R.D., Bolas N.M. (2003). Magnetic resonance imaging of the distal limb of the standing horse: technique and review of 40 cases of foot lameness. Proceedings of the Annual Convention of the AAEP, New Orleans, Louisiana, USA, 49, document P0607.1103, beschikbaar via http://www.ivis.org. Mair T.S., Kinns J., Jones R.D., Bolas N.M. (2005). Magnetic resonance imaging of the distal limb of the standing horse. Equine Veterinary Education, 17, 74-78. Martinelli M.J., Rantanen N.W. (2005). Relationship between nuclear scintigraphy and standing MRI in 30 horses with lameness of the foot. Proccedings of the Annual Convention of the AAEP, Seattle, Washington, USA, 51, document P2665.1205, beschikbaar via http://www.ivis.org. Nagy A., Dyson S., Murray R. (2008). Radiographic, scintigraphic and magnetic resonance imaging findings in the palmar processes of the distal phalanx. Equine Veterinary Journal , 40, 57-63. Puchalsky S.M., Snyder J.R., Hornof W.J., MacDonald M.H., Galuppo L.D. (2005). Contrast-enhanced computed tomography of the equine distal extremity. Proceedings of the Annual Convention of the AAEP, Seattle, Washington, USA, 51, document P2670.1205, beschikbaar via http://www.ivis.org. Redden R.F. (2003). Radiographic imaging of the equine foot. The Veterinary Clinics of North America: Equine Practice, 19, 379-392. Schramme M., Murray R., Blunden A., Dyson S.J. (2005). A comparison between magnetic resonance imaging, pathology, and radiology in 34 limbs with navicular syndrome and 25 control limbs. Proceedings of the Annual Convention of the AAEP, Seattle, Washington, USA, 51, document P2664.1205, beschikbaar via http://www.ivis.org. Schaller O., Constantinescu G.M., Habel R.E., Sack W.O., Simoens P., De Vos N.R. (2007). Illustrated Veterinary Anatomical Nomenclature. Enke Verlag, Stuttgart , 614 pp. Schneider R.K., Gavin P.R., Tucker R.L. (2003). What MRI is teaching us about navicular disease. Proceedings of the Annual Convention of the AAEP, New Orleans, Louisiana, USA, 49, document P0627.1103, beschikbaar via http://www.ivis.org. Tucker R.L., Sande R.D. (2001). Computed tomography and magnetic resonance imaging in equine musculoskeletal conditions. Veterinary Clinics of North America: Equine Practice, 17, 145-157. Werpy N. M. (2007). Imaging of the distal limb. Proceedings AAEP focus meeting, Fort Collins, Colorado, USA, 70-85. Werpy, N., Charles B., Rantanen N. (2008). Should I throw away my ultrasound machine now that MRI is here? A review of ultrasound and MRI for the diagnosis of musculoskeletal injury in the equine patient. Proceedings of the Annual Convention of the AAEP, San Diego, Californië, USA, 54, 439-446.

16


ADDENDUM DE WERKING VAN MRI Magnetic Resonance Imaging (MRI) is, zoals al duidelijk wordt uit de naam, gebaseerd op magnetische resonantie. De techniek maakt gebruik van de magnetische eigenschappen van de atoomkern, de individuele bewegingen ervan, en de interacties onderling en met de omgevende moleculen. De signaalintensiteit op MR-beelden wordt bepaald door de protonendensiteit, relaxatietijd en (bloed)stroming (Hesselink, 2008). Bij MRI wordt een extern magnetisch veld aangelegd. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen “high-field”en “low-field” MRI. Bij high-field MRI kan een magnetische veldsterkte van groter dan 0,5 Tesla worden bereikt. Bij low-field MRI ligt de magnetische veldsterkte tussen de 0,2 en 0,5 Tesla. Bij high-field MRI wordt een hogere signal-to-noise ratio bereikt. De kosten liggen echter ook beduidend hoger (Gielen et al., 2008).

Kernmagnetisme en magnetische resonantie De kern van een atoom bestaat uit protonen en neutronen, samen worden ze nucleonen genoemd. Protonen zijn positief geladen, neutronen hebben geen lading. Nucleonen hebben een zogenaamde “spin-eigenschap” , dit wil zeggen dat ze rond hun eigen as draaien. Tijdens deze beweging genereren ze een magnetisch veld. Ze gedragen zich dus als bipolaire magneten. Elke bewegende atoomkern is aldus geassocieerd met een zeer klein magnetisch veld. Vanwege de magnetische eigenschappen zijn voor MRI atomen met een oneven protonenaantal van belang. Bij een even aantal schakelen ze elkaar namelijk uit, waardoor geen magnetisch veld kan ontstaan. Verreweg het belangrijkste atoom bij MRI is het ¹H-atoom. Ook de atomen ¹³C, ²³Na , ¹⁹F en ³¹P kunnen belangrijk zijn, maar ze evenaren de sterkte van het kernmagnetisme van het waterstofatoom niet. Het signaal van het waterstofatoom is namelijk een factor 1000 maal sterker dan het signaal van welk ander element dan ook. Naast de spin-beweging maken de protonen ook een “tolbeweging”, precessie genoemd, zie figuur A1. De frequentie van deze precessie-beweging is afhankelijk van de magnetische veldsterkte, de chemische structuur en de temperatuur waarin de protonen zich bevinden Csillag, 2000; Gielen et al., 2008). Wanneer een extern magnetisch veld wordt aangelegd, gaan de protonen die zich in dit veld bevinden zich parallel of anti-parallel aan dit veld richten. De meeste protonen zullen parallel liggen aangezien deze toestand de minste energie kost. De in meerderheid parallel liggende protonen vormen zo een Magnetische vector (Mz). Deze vector wijst in de richting van het extern magnetisch veld. De nu ontstane situatie wordt “longitudinale magnetisatie”genoemd (Csillag, 2000; Gielen et al., 2008).

Figuur A1 De precessiebeweging van het proton. De as waarrond het proton draait (A), roteert zelf in een kegelvorm rond een verticale as. Dit gebeurt met een kleinere uitwijking aan één uiteinde (B) en een grotere uitwijking aan het andere uiteinde (C). Naar: Csillag (2000).

Als er een externe radiofrequente puls (RF-puls, dit is een korte stoot van elektromagnetische golven) wordt uitgezonden zullen sommige protonen hieruit energie absorberen en zich onder invloed daarvan anti-parallel gaan richten. Hierdoor zullen nu ongeveer evenveel protonen parallel als antiparallel liggen. Afhankelijk van de sterkte van de RF-puls zal de MZ-vector dus verminderen of zelfs omdraaien.

17


De protonen gaan hun precessie als gevolg van de RF-puls in fase uitvoeren, dus allemaal synchroon. Hierdoor ontstaat loodrecht op de longitudinale magnetisatie een tweede magnetische vector, de “transversale magnetisatie”. Om dit te bereiken is het noodzakelijk dat de RF-puls dezelfde frequentie heeft als de draaiende protonen, de zogenaamde Lamar-frequentie (Csillag, 2000; Gielen et al., 2008; Hesselink, 2008).

Relaxatie Zodra de RF-puls stopt gaan de protonen relaxeren. Hierbij wordt hun energie terug afgegeven. De snelheid van deze relaxatie is specifiek per weefsel. De tijd die het duurt tot de longitudinale magnetisatie is teruggekeerd naar de oorspronkelijke situatie wordt de “spin-omgevings-relaxatietijd” genoemd, ofwel T₁-relaxatie. De T₁-relaxatietijd van water is lang omdat protonen hun energie moeilijk aan water afgeven. Voor vet geldt net het omgekeerde. Op T₁-beelden zal water hypo-intens (zwart) kleuren en vet hyperintens (wit) (Anderson et al., 2007; Csillag, 2000; Gielen et al., 2008). Na het stoppen van de RF-puls zullen de protonen ook weer uit fase raken. Dit wordt veroorzaakt door de spins van naburige protonen en ongelijkheden in het extern magnetisch veld. De tijd die het duurt voordat de protonen weer uit fase zijn wordt de “spin-spin-relaxatietijd” genoemd, ofwel T₂-relaxatie. De T₂-relaxatietijd van water is lang omdat protonen in een waterige oplossing minder spin-spininteracties hebben. Op T₂-beelden zal water hyperintens (wit) kleuren en vet hypointens (zwart) (Anderson et al., 2007; Csillag, 2000; Gielen et al., 2008). Als er relaxatie optreedt van de netto vector die het totale magnetische moment van een bepaald weefsel vormt, voert het hele systeem een precessiebeweging uit. Dit bewegende magnetisch veld veroorzaakt een elektrische stroom. Deze stroom kan door een antenne worden geregistreerd en vormt zo het MR-signaal, de zogenaamde free induction decay. De protonen zijn immers niet meer onder invloed van de RF-puls, de netto vector veroorzaakt een stroom en de intensiteit van het signaal vermindert met de tijd. Bij MRI worden de magnetische velden in drie richtingen aangelegd,namelijk transversaal (Z), sagittaal (X) en frontaal (Y). In elk vlak wordt van voor naar achter een lichte variatie gecreëerd. De gradiënt die hierdoor ontstaat wordt ook wel “helling” genoemd. Hierdoor ontstaat een meetbaar verschil tussen de resonerende frequentie-ontlading van elk proton dat overeenkomt met de mate van de helling. Omdat elke RF-pulse met een bepaalde frequentie alleen tot resonantie leidt in een vlak dat loodrecht staat op de gradiënt, worden alleen de protonen in dat vlak geëxciteerd. Door de op deze manier gevormde coupes weer te verdelen in rijen en kolommen ontstaat een “raster”dat bestaat uit zogenaamde voxels. Het gebruik ervan maakt het mogelijk te achterhalen waar een bepaald signaal juist vandaan komt. Door middel van computeranalyse (Fouriertransformatie) worden de signalen afkomstig van de individuele voxels omgezet in grijswaarden die het uiteindelijke beeld vormen (Csillag, 2000; Gielen et al., 2008; Hesselink, 2008).

Repetition time en echo time De tijd die nodig is om de longitudinale magnetische vector te herstellen na een RF-puls wordt repetition time (TR) genoemd, zie figuur A2. De TR wordt dus bepaald door de tijd tussen de verschillende RF-pulsen. Verschillen tussen T₁-relaxatie worden het best weergegeven met een korte TR-waarde (korter dan 700 msec). Weefsels met een korte T₁-waarde zullen dan een intens, en weefsels met een

18


lange T₁-waarde een zwak signaal geven. Dit verschil in intensiteit neemt af naarmate de TR-waarde toeneemt en verdwijnt uiteindelijk. Het tijdstip van signaalmeting wordt weergegeven door de echo time (TE), zie figuur A2. De TE staat dus voor de tijdsduur tussen het uitzenden van de RF-puls en het ontvangen van het signaal uit het weefsel. Verschillen in de transversale magnetisatie worden benadrukt door een lange TE. Dit resulteert in intensere signalen van weefsels met een lange T₂-relaxatietijd dan die van weefsels met

Figuur A2 Repetition time (TR) en echo time (TE). Naar: Hesselink (2008)

een korte T₂-relaxatietijd. Pathologische processen zoals ontsteking, oedeem en tumoren met een toegenomen vascularisatie doen het watervolume binnen een weefsel stijgen. Deze stijging zal de relaxatietijd verlengen.

De verschillende opnamesequenties De spin echo sequentie (fast spin echo, FSE) is een opnametechniek die gebruik maakt van zowel T₁(FSE T₁ ) als T₂-relaxatie (FSE T₂) en de protonendichtheid (FSE PD). Deze techniek maakt gebruik het verschil in precessie tussen de verschillende protonen na toedienen van zowel een 90˚ als een 180˚ RF-pulse. Het verdubbelt het effect van de relaxatie gedurende eenzelfde (TE) periode (Anderson et al., 2007; Csillag, 2000). Naast de verschillende FSE sequenties bestaan er nog de short tau inversion recovery sequentie (STIR of fat-sat) en de gradiënt-recalled echo sequentie (GRE). Hieronder volgt een korte bespreking van de verschillende sequenties met betrekking tot het voornaamste gebruik. T₁ is voornamelijk geschikt voor beeldvorming van fracturen, menisci en tumoren, het geeft het beste anatomisch detail en weke delen contrast (Busoni et al., 2004). T₂ is zeer geschikt voor beeldvorming van pezen, ligamenten, kraakbeen en ook tumoren (Anderson et al., 2007 ). PD geeft de densiteit van de ¹H protonen (dus water) goed weer. Deze sequentie is erg gevoelig wat betreft de weergave van oedeem en geeft een goed contrast tussen gewrichtskraakbeen en gewrichtsvloeistof. Dit maakt PD zeer geschikt voor de beeldvorming van gewrichtsoppervlakken en structuren die door synoviaal vocht worden afgelijnd (Anderson et al., 2007; Busoni et al., 2004). STIR gebruikt extra RF-pulsen om het signaal van vet te elimineren (fat-saturatie). Dit wordt de inversion recovery pulse genoemd (Hesselink, 2008). Hierdoor wordt het signaal van vet tot bijna nul gereduceerd waardoor vet en beenmerg donker worden weergegeven. Het signaal van water en weke delen wordt niet onderdrukt en wordt helder weergegeven. Deze sequentie is het meest gevoelig voor de weergave van oedeem (Anderson et al., 2007). GRE is voornamelijk geschikt voor de weergave van zeer kleine structuren of structuren georiënteerd in een lastig te scannen richting. Ook wordt deze sequentie gebruikt als er extra informatie wordt verlangd voor het karakteriseren van het weefsel. GRE is gevoelig voor artefacten door paramagnetische eigenschappen van bepaald weefsel (bijvoorbeeld prothesen en gas na chirurgie, methemoglobine, melanine) (Anderson et al., 2007).

19


Het “magic-angle”effect Het “magic-angle” effect is een vals hoogintens signaal dat abusievelijk kan worden aangezien voor pathologisch. Het kan optreden in structuren met goed georganiseerd collageen dat georiënteerd is op ongeveer 55˚ op het magnetisch veld van de scanner. Het kan optreden bij T₁-, PD- en GRE sequenties. Bij MRI onder algehele anesthesie kan het optreden bij de diepe buigpees en het lig. sesamoideum distale impar. Bij staande MRI betreft het de ligg. sesamoidea collaterale. Dit wordt veroorzaakt door de verschillende positionering binnen het magnetisch veld van de scanner. (Anderson et al., 2007; Busoni et al., 2004).

Contrast Het is mogelijk om bij MRI contrastvloeistof te gebruiken. In het bijzonder Gadolinium, een stof met (para)magnetische eigenschappen. De stof beschikt over een eigen dipool-moment. Gadolinium veroorzaakt een verkorting van zowel de T₁- als de T₂-tijd doordat de protonen onder invloed van de stof hun energie sneller kwijtraken. Het opgenomen contrast is best zichtbaar op T₁-beelden (Gielen et al., 2008).

20

UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE. Academiejaar

Recommend Documents