Die Wirbelsäule - Auffermann Microtherapy
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Radiologie der Wirbelsäule Diagnostik und Therapie Dr. Wolfgang Auffermann Radiologe/Neuroradiologe Radiologie-Zentrum Hamburg Hochschule HAW Hamburg Praxisklinik Bergedorf Praxisklinik Mümmelmannsberg Bethesda AK Bergedorf Johanniter Khs Geesthacht Rückenschmerzen und Volkswirtschaft 71,5 Mio. AU-Tage pro Jahr 21 % aller Frührenten ca. 70 Mrd. Euro Gesamtkosten in Deutschland 2 Radiologie der Wirbelsäule Diagnostik und Therapie Anatomie Untersuchungstechniken Diagnostik Therapie 3 Radiologie der Wirbelsäule Diagnostik und Therapie Anatomie Untersuchungstechniken Diagnostik Therapie 4 Anatomie 5 Anatomie 6 Anatomie 7 Anatomie 8 Anatomie Bandscheibe Knochen Bänder Rückenmark Nerven Gefäße Meningen Gelenke Muskeln/Fett Angrenz. Organe 9 Radiologie der Wirbelsäule Diagnostik und Therapie Anatomie Untersuchungstechniken Diagnostik Therapie 10 Untersuchungstechniken Klinische Untersuchung Anamnese Untersuchung Neurologie Neurophysiologie Blut Liquor Biopsie 11 Untersuchungstechniken Röntgen Nativ Myelographie/Diskographie Computertomographie Kernspintomographie Nuklearmedizin 12 Untersuchungstechniken Strahlung ist Transport von Energie Energie Elektromagnetische Strahlung Materiestrahlen γ-Strahlung β-Strahlung α-Strahlung Neutronen Röntgen UV-Strahlung Licht Infrarotstrahlung Mikrowellen Radiowellen 0 ionisierende Strahlung ( ) Wasserstrahlen Sandstrahlen Teilchengröße 13 Untersuchungstechniken Röntgen Nativ Myelographie/Diskographie Computertomographie Kernspintomographie Nuklearmedizin 14 Untersuchungstechniken - Röntgen Röntgen Kathode emittiert energiereiche Elektronen 120 keV • Anode emittiert Photonen Photonen: • masselose, ungeladene „Energieteilchen“ • wirken (indirekt) ionisierend 15 Untersuchungstechniken - Röntgen Röntgen Myelographie 16 Untersuchungstechniken Röntgen Nativ Myelographie/Diskographie Computertomographie Kernspintomographie Nuklearmedizin 17 Untersuchungstechniken - CT Ka • Detektorkranz • Kreisende Röntgenröhre • Tischvorschub • Spirale 18 Untersuchungstechniken - CT • ProjektionRekonstruktion • Schnittbild • Mehrschicht-CT 19 Untersuchungstechniken Röntgen Computertomographie Kernspintomographie Szintigraphie Myelographie/ Diskographie 20 Untersuchungstechniken Grundprinizipien der Kernspintomographie 1) Stecke den Patienten in den Magneten 2) Bestrahle den Patienten mit Radiowellen [2~10 ms] 3) Schalte den Radiosender ab 4) Empfange die vom Patienten abgestrahlten Radiowellen mit Hilfe einer Antenne 5) Manipuliere die Abstrahlung der Radiowellen durch magnetische Feldgradienten 6) Speichere die empfangenen Radiowellen-Daten zeit-kodiert 7) Gehe zurück zu 2) und wiederhole die Prozedur 8) Verrechne die Rohdaten und rekonstruiere Bilder 9) Hole den Patienten aus dem Magneten raus 21 Untersuchungstechniken Wasserstoff – Signalgeber Kernspintomographie Wasserstoff (H) 1 Proton im Kern 1 Elektron in der Hülle Sauerstoff (O) 8 Protonen im Kern 8 Elektronen in der Hülle Helium (He) 2 Protonen im Kern 2 Elektronen in der Hülle Lithium (Li) 3 Protonen im Kern 3 Elektronen in der Hülle Uran (U) 92 Protonen im Kern 92 Elektronen in der Hülle Physikalische Grundlagen MR 22 Untersuchungstechniken Das einzelne Proton Die elektrische Ladung auf der Oberfläche des Atomkerns erzeugt die Kreisbewegung und generiert das magnetische Moment µ. µ + + J + Die positive Masse des Proton erzeugt die Kreiselbewegung J durch den spin. µ=γJ Physikalische Grundlagen MR 23 Untersuchungstechniken Analogie zwischen einem Proton und einem Stabmagneten + µ m + + N + + + + S Physikalische Grundlagen MR 24 Untersuchungstechniken Protonen im freien Raum Wie verhalten sich die spins im Magnetfeld ? Physikalische Grundlagen MR Untersuchungstechniken Protonen im Magnet-Feld Bo Parallel (niedrige Energie) Anti-Parallel (hohe Energie) Kreiselnde Protonen nehmen im Magnetfeld zwei Zustände ein. Bei 0o K, gehen alle spins in den niederen Enegiezustand über. Physikalische Grundlagen MR 26 Untersuchungstechniken Netto-Magnetisierung Bo M Bo M =c T Physikalische Grundlagen MR 27 Untersuchungstechniken Spin System vor Radiofrequenz-Impuls Bo Niedrige Energie Hohe Energie Physikalische Grundlagen MR 28 Untersuchungstechniken Spin System Während Radiofrequenz-Impuls Niedrige Energie Hohe Energie Physikalische Grundlagen MR 29 Untersuchungstechniken Spin System nach Radiofrequenz-Impuls Physikalische Grundlagen MR 30 Untersuchungstechniken Energie-Differenz zwischen beiden Stadien ∆E = hν ν = γ Bo / 2π ν = Larmor-Frequenz γ = 42.57 MHz / Tesla Physikalische Grundlagen MR 31 Hahn Spin Echo: das verlorene Signal kehrt zurück! gewebsabhängig verschiedene Geschwindigkeit der spins nach der Rephasierung laufen alle spins wieder zurück Hase und Igel Physikalische Grundlagen MR 180-Grad-Impuls Hase und Igel laufen zurück 32 Relaxation: Nichts hält ewig! Nach Abschaltung des RFImpulses B1, fällt der Magnetisierungsvektor M wieder zurück in das Magnetfeld B0 — das heißt Relaxation transverse Magnetisierung [T2] longitudinale Magnetisierung [T1] Physikalische Grundlagen MR 33 Untersuchungstechniken T1-Wichtung Physikalische Grundlagen MR T2 -Wichtung 34 Untersuchungstechnik - MR 35 Untersuchungstechnik - MR MR-Myelographie Funktionsaufnahmen 36 Nuklearmedizin - Technik Radioaktivität Mögliche Gründe für Instabilität: • Kern ist zu groß • Verhältnis von Neutronen zu Protonen ist ungünstig • Kern trägt überschüssige Energie (metastabiler Zustand) 2.2.6 37 Nuklearmedizin - Technik Kernreaktionen und Zerfallsarten Kernspaltung: Der Kern zerbricht in zwei etwa gleich große Teile und mehrere freie Neutronen Alpha-Zerfall: Der Kern sendet 2 Protonen und 2 Neutronen aus Beta-Zerfall: Der Kern sendet ein Elektron oder ein Positron aus Gamma-Zerfall: Der Kern sendet ein Photon aus (elektromagnetische Welle) NeutronenStrahlung AlphaStrahlung BetaStrahlung GammaStrahlung 38 Nuklearmedizin - Technik Photonen Quanten der elektromagnetischen Strahlung Eigenschaften: • keine Masse • keine Ladung • reine „Energieteilchen“ • Ausbreitung mit Lichtgeschwindigkeit Spezielle Bezeichnungen für Photonen ionisierender Strahlung: Gammaquanten bzw. Röntgenquanten 39 Nuklearmedizin - Technik Aktivität Die Aktivität ist ein Maß für die Sie gibt an, wieviel Atomkerne dieser Substanz pro Sekunde zerfallen und wird gemessen in Becquerel (Bq). Aktivtät Menge einer radioaktiven Substanz. 0 1 Zeit 1 Becquerel = 1 Zerfall pro Sekunde 1 Bq = 1/s 40 Nuklearmedizin - Technik Dreiphasenszintigramm SPECT Leukozytenszintigramm Radiosynoviorthese Irenat-Tropfen Spritze 300 MBq Tc 99m Frühaufnahme 2 bis 3 Stunden warten Spätaufnahme Evtl. SPECT 41 Untersuchungstechniken Werte für effektive Äquivalenz-Dosis Tödliche Dosis 7.000 mSv Schwellendosis für akute Strahlenschäden 250 mSv Jahresgrenzwert beruflich strahlenexp. Personen Computertomographie LWS 20 mSv 5 bis 10 mSv Mittlere jährliche Belastung für den Bundesbürger 4 mSv Szintigramm LWS 3 mSv Jahresgrenzwert nicht beruflich strahlenexp. Personen 1 mSv Röntgenaufnahme LWS 1 mSv CT-Intervention Kernspintomogramm, Sonographie 0,2 bis 1 mSv 0 mSv 42 Bildgebende Diagnostik Fehlbildung Degeneration Trauma Infektion Tumor 43 Bandscheiben-Degeneration Degeneration Bandscheibenvorfall Stadium Lokalisation Symptome Listhese Zyste Spinalstenose Postnukleotomiesyndrom 44 Degeneration - Klassifikation 45 Bandscheibenvorfall - Stadium Normal Anulus-Einriß Vorfall 46 Bandscheibenvorfall - Stadium Protrusion Prolaps Sequester 47 Bandscheibenvorfall - Stadium Protrusion Prolaps Sequester - partiell Sequester - komplett 48 Bandscheibenvorfall Lokalisation zervikal - thorakal - lumbal medial - mediolat - foraminal 49 Bandscheibenvorfall - Symptome Asymptomat. Bulging Protrusion 50 % 25 % Prolaps 1% Jensen 2003 50 Bandscheibenvorfall - Listhese Spondylolisthese Sag T2 FR-FSE 384x224 Matrix TR 3300, TE 117 4 mm Schichtdicke Prolaps 51 Bandscheibenvorfall - Zyste Bandscheibenzyste als Residuum eines alten Prolaps 52 Bandscheibendegeneration - Spinalstenose Spinalstenose - degenerativ - traumatisch - Myelopathie 53 Postnukleotomiesyndrom Kalff 2003 54 Postnukleotomiesyndrom Rezidiv-Prolaps – wenig KMEnhancement Narbe – starkes KM-Enhancement Magnevist 55 Bildgebende Diagnostik Fehlbildung Degeneration Trauma Entzündung Tumor 56 Trauma Flanders 2003 Schleudertrauma Knochen Bänder Myelon Bandscheiben Wirbelgelenk 57 Trauma MR als Methode der Wahl 58 Trauma 59 Bildgebende Diagnostik Fehlbildung Degeneration Trauma Infektion Tumor 60 Infektion 61 Infektion Chronische Spondylodiszitis nach iv Drogen 62 Infektion Chronische Spondylodiszits Hämatogen Staphylococcus aur. 63 Infektion Arachnoiditis nach PDA 64 Infektion Rückenmarksabszeß 65 Bildgebende Diagnostik Fehlbildung Degeneration Trauma Infektion Tumor 66 Tumor 67 Tumor - extradural Szintigraphie plus Röntgen ggf. plus MRT Mammakarzinom Byun 2002 68 Tumor - extradural Prostatakarzinom 69 Tumor 70 Tumor – intradural - extramedullär Meningeom 71 Tumor 72 Tumor – intramedullär MR Hämangioblastom Methode der Wahl Gefäßanteile Myelonbefall Knochenerosion Weichteile Ausdehnung Chu 2003 73 Bildgebende Diagnostik - Wirbelsäule Zusammenfassung 74 Radiologie der Wirbelsäule Diagnose und Therapie Anatomie Untersuchungstechniken Bildgebende Diagnostik Interventionelle Radiologie 75 CT-Intervention Wirbelsäule – Indikation Bandscheibenprolaps Therapieresist.Protrusion Spinalstenose Facettenarthrose Sakrodynie Postnukleotomiesyndrom Wirbelfraktur Tumor/Metastase 76 PRT – Indikation Breites Indikationsspektrum Protrusion, Prolaps, Spinalstenose, post-op. HWS, BWS, LWS, sakral Wenige Kontraindikationen Therapieeffekte: Analgesie Wurzelabschwellung Dehydrierung Prolaps Makrophagenmigration Schneller Wirkungseintritt 77 PRT - Technik CT-Planung Low dose (2% Dosis) Lokalanästhesie Sondeneinbringung Kontrastmittel Periduralanästhesie Hormon Enzym ggf. NaCl, Dextran 4-6 malige Anwendung 78 PRT – Nebenwirkungen - Komplikationen Medikamente Lokalanästhesie Kontrastmittel Steroid Hyaluronidase Parästhesie Paradoxe Schmerzverstärkung Liquorverlustsyndrom Blutung (cave Marcumar) Infektion (cave cutis/rima ani) epiduraler Abszeß Spondylodiszitis Arachnoiditis Infarkt A. spinalis anterior A. vertebralis Parese/Plegie 79 MR-gesteuerte Intervention 80 Endoskopische Nukleotomie 81 LASER-Nukleotomie Einführsonde 18G, 200 mm (Cook) Nd-YAG-LASER (Dornier) Lichtleiter 400 µm (Dornier) Dosis: 1500 – 2000 Joule 82 Vertebroplastie - Indikation Akute WK-Fraktur Subakute WK-Fraktur Osteoporose – Trauma Tumorosteolyse Lokale Schmerzsymptomatik Positives Szintigramm Stabilität Keine Wurzelkompression Keine Myelopathie 83 vor Vertebroplastie - Nuklearmedizin Osteoporose-Fraktur Altersbestimmung Knochenmetastasen Wirbelbefall Maynard AJNR 2003 84 Vertebroplastie - Lagerung Höhengewinn durch Lordose-Lagerung 85 Vertebroplastie - Lagerung Zementierung in Lordose-Lagerung 86 Vertebroplastie - Lagerung Durch Extension während VertebroP Reduktion des KyphoseWinkels von 18° auf 9° Mathis AJNR 2003 87 Vertebroplastie - Technik Einführsonde 11G, 150 mm (Cook) Acrylzement mit Bariumsulfat Abbindezeit 10 – 12 Minuten Dosis: 5 – 10 ml 88 Vertebroplastie - Zugangsplanung median lateral Mathis AJNR 2003 89 Venographie vor Zementierung? Die Venographie vor Zementierung nur selten sinnvoll Gaughen AJNR 2002 90 Vertebroplastie - Optimierung Metastase Mammacarcinom Myelographie-Kontrastierung CT-Steuerung der Zementierung Mathis AJNR 2003 91 Vertebroplastie bei Rezidivfraktur 2-HöhenZementierung Rezidivfrakturen Extensionslagerung RezidivZementierung Mathis AJNR 2003 92 Vertebroplastie des Sacrum 74-jährige Frau mit bilateraler Fraktur der Ala ossis sacri. Nach Therapie sofort schmerzfrei und mobilisierbar Pommersheim AJNR 2003 93 Vertebroplastie - Komplikationen Kleiner Zementaustritt in den epiduralen Venenplexus asymptomatisch Mathis AJNR 2003 94 Vertebroplastie Komplikationen kleine Zementemboli in den peripheren Lungenarterien Kompressionsfraktur Zementaustritt in die angrenzenden Bandscheiben Zweitfraktur in anderer Höhe 6 Monate später in nicht angrenzendem 95 Wirbelkörper Mathis AJNR 2003 Vertebroplastie Komplikationen Mathis AJNR 2003 Zementaustritt (A) VertebroP. (B) KyphoP. Spinalkanal Neuroforamina Perivertebrale Weichteile Parese mit Radikulopathie (A) bzw Paraplegie(B) 96 Vertebroplastie - Komplikationen Mathis AJNR 2003 Zementaustritt ins Mediastinum nach KyphoP. (A) Austritt in Stichkanal nach VertebroP (Härter!) (B) 97 Vertebroplastie - Komplikationen Komplikationen Zement Vene Zement BS Parese Blutung Embolie Schmerzen Rezidivfraktur Komplikationen symptomatisch in < 1% bei Osteolysen 2-5% Mathis AJNR 2003 98 CT-Interventionen an der Wirbelsäule Periradikuläre Therapie Epiduralkatheter Facettendenervierung ISG-Therapie LASER-Therapie CT-Endo-Nukleotomie Vertebroplastie 99 CT-Interventionen - Ergebnisse Wirksamkeit (nach > 2 Jahre Nachbeobachtung) ~ 150.000 Eingriffe seit 1993 IDET ~ 50% (Literatur) Ozon Therapie ~ 50 – 70% (Literatur) PRT ~ 70% nach 6 Anwendungen LASER (~3000 Eingriffe) ~ 80% nach 1 Sitzung Katheter mit Haluronidase ~ 80% (Krüger 2001) Vertebroplastie (~300 Eingriffe) ~ 90% 100 CT-Intervention - Komplikationen Nebenwirkungen CT-Intervention temporär in ~ 1 - 2 % Komplikationen CT-Intervention symptomatisch ~ 1:1.000 Dauerschaden CT-Intervention < 1:10.000 Bezogen auf ~ Eingriffe in Bergedorf seit 1993 101 Rehabilitation und Prävention Rückenschule Isometrische Übungen Analgetika Gewichtsnormalisierung Ambulante Reha Stationäre Reha wichtig bei allen Rückenleiden! 102 CT-Interventionen - Zusammenfassung Ziel der minimal invasiven CTgesteuerten Therapie ist die narbenfreie kurative bzw. palliative Versorgung mit schneller Rückführung in der Arbeitsprozeß bzw. Verhinderung der Pflegebedürftigkeit. www.radiologie-hbg.de 103
