Implementierung und Validierung einer 3-Tesla Natriumsequenztechnik zur selektiven Quantifizierung der intrazellulären Natriumkonzentration in vivo

Ziele: Implementierung einer 3-Tesla 23Natrium-MR-Bildgebung zur nichtinvasiven Quantifizierung der intrazellulären Natriumkonzentration in vivo anhand einer als Modellkrankheit dienenden seltenen Natriumkanalmyopathie. Methode: Bei 5 Patienten mit einer seltenen periodischen Paralyse, die sich unter Kühlung aufgrund einer intrazellulären Natriumionenakkumulation als periodische Muskelparese manifestiert und 5 gesunden Probanden wurden beide Unterschenkel (1 gekühlt, 1 Referenz) an einem 3-Tesla MR-Tomographen mit 3 Natriumpulssequenzen untersucht, die auf einer Dichte angepassten 3D Radial Sequenz basieren, um die für die Natrium-MRT notwendigen kurzen Echozeiten und hohe Signaleffizienz zu erreichen. Zuerst wurde die Natriumgesamtkonzentration gemessen (Spindichte-Bildkontrast, TE/TR=0.2ms/100ms, α=90°, Voxelgröße:5×5x5mm3, 8min20s). Dann wurde ein T1-Bildkontrast zur höheren Gewichtung des intrazellulären Natriumsignals verwendet (TE/TR=0.25ms/6ms, α=40°, Voxelgröße:5×5x5mm3, 5min36s). Als dritte Technik wurde eine Inversion Recovery (IR) Sequenz verwendet, um Natriumsignal aus extrazellulärem bzw. vasogenen Ödemen zu unterdrücken (TE/TR=0.3ms/124ms, TI=34ms, Voxelgröße:6×6x6mm3, 10min20s). Die gewählte Inversionszeit führte zu einer vollständigen Unterdrückung des Signals von 0,3%iger Kochsalzreferenzlösung, während in Agarose gebundenes Natrium gleicher Konzentration nicht unterdrückt wurde und zur Normierung diente. Ergebnis: Bei Patienten konnte nach Kühlung im M. soleus ein Natriumsignalanstieg von bis zu 29% in der IR- und bis zu 9% in der T1-gewichteten Sequenz nachgewiesen werden. In der Spindichte Sequenz sowie bei dem als Referenz dienenden nicht gekühlten Unterschenkel und bei Probanden wurden relative Änderungen von weniger als 3% festgestellt. Schlussfolgerung: Die etablierte IR-Natriumsequenz erlaubt durch Suppression des störenden, im Vergleich zur intrazellulären Konzentration 10-fach höheren extrazellulären Natriumsignals eine Analyse der gestörten zellulären Natriumhomöostase.