Boesiger, P.

Feinle, C.

Fried, M.

Kunz, P.

Schwizer, W.

RERO DOC Digital Library

Erfassung der Magenfunktionalität mittels MRIP. Kunz ', C. Feinle 2, W. Schwizer 2, M. Fried 2, P. Boesiger l1 Institut für Biomedizinische Technik und Medizinische Informatik, Universität und Zürich2 Abteilung Gastroenterologie, Universitätsspital Zürich, Schweiz.EINLEITUNGDie genauen motorischen Abläufe des Magens, mitdenen die Entleerung von Mahlzeiten aus dem Magengesteuert wird, sind bisher noch nicht vollständig unter-sucht und erklärt worden. Mit einer bereits validiertenMethode zur Messung der Magenentleerung mittels bild-gebender Magnetresonanz [1,2] war es bisher möglich,die Magenentleerung flüssiger Testmahlzeit zuuntersuchen. Mit den Ergebnissen konnten wir zeigen,dass im Gegensatz zur vorherrschenden Meinung dasAntrum eine wichtige Rolle bei der Entleerung vonflüssigen Mahlzeiten spielt.Um aber die zugrundeliegenden Mechanismen genaueruntersuchen zu können, ist es unumgänglich, die Magen-entleerung fester und flüssiger Mahlzeiten zu erfassen.Unser Ziel bestand aus diesem Grund in der Entwicklungeiner physiologischen festen Testmahlzeit und einesMessprotokolls zur Erfassung der Magenentleerung undder -motilität mittels bildgebender Magnetresonanz.Dadurch kann die Magenentleerung und dieMagenmotilität der festen Testmahlzeit mit einerflüssigen Testmahlzeit verglichen werden, welche eineidentische Nährstoffzusammensetzung und denselbenEnergiegehalt besitzen.METHODENProbandenkollektiv und Testmahlzeiten: Magenent-leerung und -motilität wurden bei 5 Probanden (Alter: 23- 42 Jahre) zweimal an zwei verschiedenen Tagengemessen. Bei einer Messung wurde die flüssige und beider anderen die feste Testmahlzeit verabreicht. Tabelle lzeigt die Zusammensetzung der beiden Testmahlzeiten.Tabelle 1: Zusammensetzung der beiden MahlzeitenFeste Mahlzeit:108 g Ei44 g Speck98 g Kartoffeln5 g Butter200 ml WasserFlüssige Mahlzeit:154 ml Carbospare264mIIntralipid®10%10 g Albumin26 ml WasserBeide Mahlzeiten waren in ihrer Nährstoffzusammen-setzung (12% Kohlenhydrate, 15% Proteine, 73% Fett),ihrem Energiegehalt (523 kcal) und ihrem Gewicht(456g) identisch. Die flüssige Testmahlzeit wurde mitdem in einer Studie [3] validierten MRI-KontrastmittelGd-DOTA (600 ) markiert, um einen hohen Kontrastzwischen Mageninhalt und umgebendem Gewebe zu er-reichen. Der mit der festen Testmahlzeit erreichteKontrast war hingegen genügend hoch, und es musstekein Kontrastmittel eingesetzt werden. Um die Magen-saftsekretion zu bestimmen, wurden definierte Voluminader Testmahlzeit in kleine Flaschen gefüllt, welche alsexterne Referenz während den Untersuchungen neben dieProbanden gelegt wurden.Untersuchungsprotokott: Die Probanden wurden ineinem 1.5 T Philips ACS NT Tomographen während 120Minuten nach Verabreichung einer festen oder flüssigenTestmahlzeit untersucht. Das aktuelle Volumen desMageninhalts wurde (bei der festen und der flüssigenTestmahlzeit) alle 15 Minuten mit einer Multislice-Sequenz (28 Schichten, transversale Schichtorientierung,Turbo Spin Echo Sequenz, TE = 40 ms, TR = 526 ms,Flip Winkel: 90°, 256 * 256 Pixel, Auflösung: 1.56 mm,Schichtdicke: 7.5 mm) erfasst. Bei der flüssigenTestmahlzeit bestand ein linearer Zusammenhangzwischen der Bildintensität des Mageninhaltes und derMagensaftkonzentration. Um auch bei der festenTestmahlzeit eine lineare Abhängigkeit zu erreichen,wurde jeweils eine zusätzliche Messung (TransversaleSchichtorientierung, Multislice Turbo Spin EchoSequenz, 15 Schichten, TE = 12 ms, TR = 100 ms, FlipWinkel: 90°, 256 * 256 Pixel, Auflösung: 1.56 mm,Schichtdicke: 7.5 mm) durchgeführt. Unmittelbar nachder Volumenmessung und der Sekretionsmessung wurdeeine dynamische Messung (KoronaleSchichtorientierung, FFE Sequenz, 120 Bilder, zeitlicheAuflösung: 1 s , TE = 6 ms, TR = 13 ms,Flip Winkel: 25°, 128 * 128 Pixel, Auflösung: 3.1 mm,Schichtdicke: 10 mm) durchgeführt, mit welcher dieMagenmotilität erfasst wurde.Daten-Analyse: Entleerung: Die Region desMageninhalts wurde in allen Bildern mit einemhalbautomatischen Konturverfolgungs-Algorithmusdelektiert. Zur Volumenberechnung des Mageninhaltswurde in jedem Bild der Volumenmessung die Flächedes Mageninhaltes berechnet, und anschliessend wurdenalle Flächen summiert und mit der Schichtdickemultipliziert.Alle berechneten Volumina der 120 minütigen Unter-suchung wurden danach in ein exponentiellesEnleerungsmodell gefittet und die Halbwertszeit derEntleerung (TV4 [min]) wurde berechnet.Motilität: Die Motilitätsparameter wurden wie folgtberechnet. In allen Bildern der Motilitätsmessung wurdeder Magendurchmesser entlang einer Magenachseberechnet. Basierend auf dieser Durchmesserberechnungwurden anschliessend die Magenkontraktionen delektiert,und die Amplitude ([%]; 0% = keine Kontraktion, 100%= vollständige Einschnürung), die Ausbreitungs-geschwindigkeit (cm/s) und die Frequenz (min ~!) der140 Biomedizinische Technik · Band 41 · Ergänzungsband 1 · 1996Kontraktionen berechnet (x± SEM). Die Auswertungs-software wurde in C unter Verwendung der Xlib/MotifBibliothek auf einer DEC Alpha/AXP entwickelt.ERGEBNISSEFigur l zeigt zwei Bilder einer Motilitätsmessung nachVerabreichung der festen (links) und der flüssigen(rechts) TestmahlzeitFigur 1: Messung der Magenmotilität: KoronaleSchichten nach Verabreichung der festen (links) und derflüssigen (rechts) Testmahlzeit.Der Mageninhalt und die Magenkontraktionen sind inbeiden Bildern deutlich sichtbar. Der hohe Kontrastzwischen Mageninhalt und umliegendem Gewebe erlaubtbei den Bildern der Motilitätsmessung und der Volumen-messung (Figur 2) eine einfache Detektion des Magen-inhaltes.Figur 2: Erfassung der Magenentleerung: TransversaleSchichten nach Verabreichung der festen (links) und derflüssigen (rechts) Testmahlzeit.Ein Ausschnitt des dynamischen Ablaufs einerMotilitätsmessung ist in Figur 3 dargestellt. DieBewegung der Magenkontraktionen, welche ihrenUrsprung im Korpusbereich des Magen haben sinddeutlich sichtbar (-^ ).Die Magenentleerung der flüssigen Mahlzeit warsignifikant schneller als die Entleerung der festenMahlzeit (TVKflüssig) = 97 ± 7 min; Tiefest) =127 ±9min; p < 0.05). In Figur 4 ist die schnellere Entleerungder flüssigen Mahlzeit deutlich in den Entleerungskurvensichtbar. Während der Verarbeitung der flüssigenMahlzeit wurden antrale Kontraktionen mit höhererAmplitude (25.3 ±1.4%) beobachtet als bei der festenMahlzeit (20.7 ± 1.0 %; p < 0.001). Die Frequenz (fest:2.9 ± 0.1 cm "'; flüssig: 2.8 ± 0.1 cm "') und dieAusbreitungsgeschwindigkeit (fest: 0.3 ±0 .1 cm/s;flüssig: 0.3 ± 0.1 cm/s) der Kontraktionen warenhingegen nicht unterschiedlich.Figur 3: Messung der Magenmotilität: Vier Bilder einerdynamischen Messung (flüssige Testmahlzeit).— Festmahlzeit— Flüssigmahlzeit20 40 60 80 100 120Zeit [min]Figur 4: Mittlere Entleerungskurven (± SEM) der festenund der flüssigen Testmahlzeit.SCHLÜSSFOLGERUNGENMit unserer Studie konnten wir erstmals zeigen, dass esmit bildgebender Magnetresonanz möglich ist, ohneVerwendung eines Kontrastmittels die Magenentleerungund -motilität einer festen Mahlzeit zuverlässig zuerfassen. Im Gegensatz zur vorherrschenden Meinungscheint das Antrum eine wichtige Rolle bei derRegulation der Entleerung flüssiger und festerMahlzeiten zu spielen, indem die Amplitude, aber nichtdie Frequenz und nicht die Geschwindigkeit der antralenMagenkontraktionen variiert werden. Nach derVerabreichung der festen Mahlzeit wurdenKontraktionen mit einer geringeren Einschnürtiefebeobachtet.LITERATUR[1] W. Schwizer, H. Maecke, M. Fried, Gastro-enterology 103,369,1992.[2] P. Kunz, P. Boesiger, et al, 2nd ann. meeting of theSMR, 1526,1994.[3] W. Schwizer, M. Fried, et al, MRM 31, 388, 1994.Biomedizinische Technik · Band 41 · Ergänzungsband 1 · 1996 141

Erfassung der Magenfunktionalität mittels MRI

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

RERO DOC Digital Library