MRSpektroskopie

Die MRSpektroskopie, oft abgekürzt als MRS, ist eine nicht-invasive bildgebende Methode, die chemische Informationen aus Geweben liefert, indem sie die MR-Signale spezifischer Nuklide analysiert. Am häufigsten wird Protonen-MRS (1H-MRS) eingesetzt. Die Technik erzeugt Spektren, in denen sich chemische Verschiebungen in ppm in Abhängigkeit von der lokalen Umgebung zeigen. Aus der Intensität und Lage der Peaks lassen sich Konzentrationen einzelner Metaboliten ableiten oder deren Relationen zueinander bestimmen.

Die räumliche Lokalisierung erfolgt durch spezialisierte Sequenzen zur Gewebespeicherung, wie Point-Resolved Spectroscopy (PRESS) oder Stimulated Echo Acquisition Mode (STEAM). Kombiniert man MRS mit konventioneller Bildgebung, entsteht MR-Spektroskopie-Imaging (MRSI), das metabolische Informationen über ein ganzes Gewebevolumen in Form von Karten liefert. Typische Metaboliten im 1H-Spektrum sind N-Acetylaspartat (NAA), Cholin (Cho), Kreatin (Cr), Myo-Inositol, Lactat und Glutamat/Glutamin (Glx). Neben 1H-MRS ermöglichen 31P-MRS die Messung von Energiemetaboliten wie ATP, Phosphocreatin und Inorganic Phosphate; 13C-MRS bietet zusätzliche Einblicke, ist jedoch weniger verbreitet.

Anwendungen finden sich vor allem in der Neurologie: Die Diagnostik von Tumoren, Schlaganfällen, Epilepsie und neurodegenerativen Erkrankungen; ferner die Beurteilung von Stoffwechselerkrankungen der Leber, der Muskulatur sowie in der biomedizinischen Forschung und Pharmakokinetik. MRS liefert chemische Informationen ohne invasiven Eingriff oder Strahlung, ist jedoch empfindlich gegenüber Signalrauschen, Überlappungen von Resonanzen und Feldinhomogenitäten. Die Quantifizierung erfordert sorgfältige Referenzierung (z. B. auf Creatin oder Wasser) und hochwertige Hardware sowie geeignete Auswerteverfahren. Höhere Feldstärken verbessern die Auflösung, steigern aber auch Anforderungen an Kalibrierung und Shimming.