Diffusionsgewichtete Bildgebung und Spektroskopie mittels ex vivo Magnetresonanztomographie

Abstract

Nach dem Auffinden einer Leiche ist die Frage nach dem Todeszeitpunkt in vielen Fällen von großer juristischer und versicherungsrechtlicher Bedeutung. Heutiger rechtsmedizinischer Standard zur Todeszeitbestimmung ist die Rektaltemperatur-Todeszeit-Normogramm-Methode. Zusammen mit anderen Tests wird sie als Komplexmethode durchgeführt. Jedoch gibt es zahlreiche Faktoren, die die Genauigkeit der Methode beeinflussen oder deren Einsatz verbieten. In den letzten 20 Jahren hat sich der Einsatz von Schnittbildgebung mittels Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) in der rechtsmedizinischen Praxis weit verbreitet. Dies sollte jedoch lediglich die Suche nach der Todesursache unterstützen. Nun ist es das Ziel dieser Arbeit zu untersuchen, ob die funktionelle MR-Bildgebung, in Form von MR-Spektroskopie und diffusionsgewichteter Bildgebung, geeignet ist, die herkömmlichen Verfahren zur Todeszeitbestimmung zu ergänzen oder gar zu ersetzen. Dabei wird die Diffusion im Gehirn, sowie die Konzentrationen von Phosphormetaboliten (unter anderem Kreatinphosphat und Adenosintriphosphat) im Oberschenkelmuskel gemessen. Bei pathologischen Prozessen im Gehirn kommt es auf Grund der Veränderung der Permeabilität von Zellmembranen zu charakteristischen Veränderungen der Diffusionsbewegung von Wassermolekülen. Diese können, beispielsweise beim Schlaganfall, im Magnetresonanztomographen (MRT) mit Hilfe der diffusionsgewichteten Bildgebung (diffusion weighted imaging = DWI) quantifiziert werden. Da es beim Tod des Menschen gleichfalls zur Permeabilitätsänderung an Membranen kommt, lassen sich auch hier, dem Schlaganfall ähnliche, Veränderungen darstellen. Die Diffusionsbewegung nimmt ab und der apparente Diffusionskoeffizient (ADC) wird geringer. Adenosintriphosphat (ATP) ist ein Nukleotid, bestehend aus dem Triphosphat des Nucleosids Adenosin. ATP ist hauptsächlich die universelle Form unmittelbar verfügbarer Energie in jeder Zelle und gleichzeitig ein wichtiger Regulator energieliefernder Prozesse. ATP wird bei Bedarf aus anderen Energiespeichern (Kreatinphosphat = PCr) resynthetisiert. Als Energiequelle wird ATP für die grundlegenden energieverbrauchenden Prozesse aller Lebewesen genutzt: Synthese von organischen Molekülen, aktiver Stofftransport durch Biomembranen hindurch sowie Bewegungen wie zum Beispiel bei der Muskelkontraktion. Der Diffusionskoeffizient (ADC) und die Konzentrationen von PCr und ATP könnten ergänzende Parameter zur Bestimmung des Todeszeitpunkts sein. Dies würde der Fall sein, wenn sich ein charakteristischer postmortaler Verlauf dieser Parameter zeigt. Diese Hypothese soll durch die Bestimmung des ADC und durch die Magnetresonanz-Spektroskopie geprüft werden. Die Bestimmung des ADC erfolgt mittels diffusionsgewichteter Bildgebung (DWI). Die Konzentrationen an Kreatinphosphat und Adenosintriphosphat werden mit Hilfe der 31P-Magnetresonanzspektroskopie (MRS) bestimmt. Die von uns durchgeführten Untersuchungen werden in dieser Form auch an Patienten durchgeführt. Somit können wir die ermittelten Werte mit denen aus der Literatur vergleichen. So sollen im Rahmen dieser Untersuchungen folgende Fragen beantwortet werden: 1. Ist es mit Hilfe der funktionellen MR-Bildgebung möglich die herkömmlichen Methoden zur Todeszeitbestimmung zuverlässig zu ergänzen? 2. Zeigen sich beim Vergleich mit in vivo Messwerten signifikante Unterschiede?