Apparent Diffusion Coefficient
Synonyme: ADC-Map, ADC-Karte, ADC-Sequenz
Englisch: apparent diffusion coefficient, ADC map
Definition
Der Apparent Diffusion Coefficient, kurz ADC, ist ein Maß für die Diffusion im Gewebe und wird mittels diffusionsgewichteter MRT-Sequenz (DWI-Sequenz) berechnet. Die Darstellung erfolgt in Form einer sogenannten ADC-Map bzw. ADC-Karte, die aus den DWI-Daten mathematisch generiert wird.
Hintergrund
Die ADC-Map dient zusammen mit der DWI-Sequenz insbesondere der Früherkennung von Hirninfarkten. Weiterhin spielt sie eine wichtige Rolle bei der Charakterisierung und Differenzierung von Tumoren.
Physikalische Grundlagen
Der ADC basiert auf der Messung der Brownschen Molekularbewegung von Wasser im Gewebe. Die Berechnung erfolgt anhand diffusionsgewichteter Aufnahmen mit unterschiedlichen sogenannten b-Werten (Einheit: s/mm²). Klinisch werden typischerweise b = 0 s/mm² und b = 1000 s/mm² verwendet.[1]
Eine verminderte Beweglichkeit der Wassermoleküle führt zu niedrigen ADC-Werten, während eine freie Diffusion mit höheren ADC-Werten einhergeht. Als grober Orientierungswert kann ein ADC unter 800 × 10⁻⁶ mm²/s auf eine relevante Diffusionsrestriktion hinweisen; die Bewertung ist jedoch organ-, pathologie-, sequenz- und geräteabhängig und sollte immer zusammen mit DWI-Signal, ADC-Map und klinischem Kontext erfolgen.
Bildgebung
Eine erniedrigte Diffusion mit niedrigem ADC-Wert spricht für eine Diffusionsrestriktion. Sie kommt typischerweise bei akuten Hirninfarkten, Abszessen oder hochzellulären Tumoren (z.B. primären ZNS-Lymphomen) vor. In der Bildgebung zeigt sich dies meist als hyperintenses Signal in der DWI bei gleichzeitig hypointensem Signal in der ADC-Map.
Die ADC-Map ist wichtig zur Abgrenzung echter Diffusionsrestriktionen von sogenannten T2-Shine-Through-Effekten, bei denen Läsionen zwar in der DWI hyperintens erscheinen, jedoch keine tatsächliche Diffusionsminderung vorliegt.
Befundinterpretation
Die Beurteilung der ADC-Map sollte stets im Zusammenhang mit den übrigen MRT-Sequenzen erfolgen, insbesondere mit:
- DWI
- T2-Sequenz
- FLAIR-Sequenz
- T1-Sequenzen nativ und kontrastmittelgestützt
Diagnostische Bedeutung
Hirninfarkt
Die ADC-Map spielt eine zentrale Rolle in der Akutdiagnostik ischämischer Schlaganfälle. Bereits wenige Minuten nach Auftreten einer zytotoxischen Ödembildung kann eine Diffusionsrestriktion nachgewiesen werden.[1]
Im Verlauf – typischerweise nach etwa 10–14 Tagen – kann es zu einer sogenannten ADC-Pseudonormalisierung kommen, bei der die ADC-Werte trotz fortbestehender Infarzierung wieder Normalwerte annehmen. Dies kann die bildmorphologische Altersbestimmung einer Ischämie erschweren.
In der Schlaganfalldiagnostik werden häufig DWI-FLAIR-Mismatch-Konzepte verwendet, um das Alter einer Ischämie abzuschätzen und die Indikation zur Thrombolyse bei unbekanntem Symptombeginn (z.B. Wake-up Stroke) zu stellen.[2]
Tumordiagnostik
Die ADC-Map unterstützt die Differenzierung zwischen niedrig- und hochgradigen Tumoren. Hochzelluläre Tumoren weisen häufig erniedrigte ADC-Werte auf.[3]
Darüber hinaus kann die ADC-Map bei der Abgrenzung von Tumorrezidiven gegenüber therapieassoziierten Veränderungen hilfreich sein.
Hirnabszess
Hirnabszesse zeigen typischerweise eine ausgeprägte zentrale Diffusionsrestriktion aufgrund des viskösen eitrigen Inhalts und können so von nekrotischen Tumoren abgegrenzt werden.
Demyelinisierende Erkrankungen
Auch bei entzündlich-demyelinisierenden Erkrankungen kann die ADC-Map zur weiteren Läsionscharakterisierung beitragen.
Extrakranielle Anwendungen
Die ADC-Map wird heute nicht nur in der Neuroradiologie eingesetzt. Wichtige extrakranielle Anwendungsgebiete umfassen:
- Prostata-MRT (PI-RADS-Klassifikation zur Tumorerkennung)
- Mammographie-Ergänzung bei der Brust-MRT
- Leberbildgebung zur Charakterisierung fokaler Leberläsionen
Quellen
- ↑ 1,0 1,1 Mascalchi et al., Diffusion-weighted MR of the brain: methodology and clinical application, Radiol Med. 2005
- ↑ Yoshimura et al., Thrombolysis for Acute Wake-Up and Unclear-Onset Strokes with Alteplase at 0.6 mg/kg in Clinical Practice: THAWS2 Study, Cerebrovasc Dis, 2023
- ↑ Filippi und Agosta, Diffusion tensor imaging and functional MRI, Handb Clin Neurol, 2016