Kursus: Bildgebende Verfahren, Strahlenbehandlung, Strahlenschutz Teil III Neuroradiologie Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Neuroradiologie Direktor Prof. Dr. med. M. Forsting http://radiologie.uk-essen.de Folie 1 Titel Neuroradiologie = Schädelröntgen ?! Bildgebung wichtige Krankheitsbilder Beispielbilder neuroradiologische Interventionen Bildgebende Verfahren konventionelles Röntgen Computertomographie (CT) „Notfalldiagnostik“ Magnetresonanztomographie (MRT) „elektive Abklärung“ Durchleuchtung: Myelographie, Zisternographie Digitale Subtraktionsangiographie (DSA) Konventionelles Röntgen Das konventionelle Röntgen des Schädels ist obsolet ! Ausnahmen: Shuntverlauf Frage: wachsende Fraktur beim Kind im Verlauf NNH, Nasenbein Aufnahmen Röntgen Beim herkömmlichen Röntgen Objekt von einer Röntgenquelle durchleuchtet auf einem Röntgenfilm abgebildet (Projektionsverfahren) keine Informationen zur Objektdicke CT Funktionsweise CT Schnittbildverfahren viele Röntgenbilder aus unterschiedlichsten Richtungen Vergleich zwischen aus der Röntgenröhre ausgesandter und im Detektor gemessener Strahlungsintensität Abschwächung (Absorption) der Strahlung mittels Computer zu Volumendatensatz zusammengefügt Schnittbilder und 3D-Ansichten in beliebigen Ebenen können errechnet werden Nachteil: Strahlenexposition (bis zu 100x einer Thorax-Röntgenaufnahme) Geräteaufbau CT Röntgenröhre Detektor Gantry Patiententisch Funktionsweise CT heute Spiralverfahren der Patient wird mit konstanter Geschwindigkeit durch die Strahlenebene bewegt je nach Gerät mehrere Axialebenen gleichzeitig Prinzip der Schnittbildgebung CT Absorptionsgrad („Dichte“) in Grauwerten dargestellt auf Hounsfield-Skala angegeben bis zu 4000 verschiedene Grauwerte Grauwert-Darstellung je nach untersuchtem Organ (Fenstereinstellung) das menschliche Auge nicht unterscheiden kann Nomenklatur ! hyperdens - isodens – hypodens z.B. zu Hirngewebe z.B. akute intrakranielle Blutung z.B. Liquor hyperdens hypodens („heller“) („dunkler“) ! Hounsfield Einheiten Blut nativ Weichteilfenster Knochenfenster nach i.v. KM Rekonstruktionen im CT Orbitabodenfraktur Anatomie Lappen und Gefäßterritorien stimmen nicht überein ! Anatomie A. cerebri media A. cerebri anterior A. cerebri posterior Vergleich CT / MRT DER Pons Kleinhirn Temporalhorn vierter Ventrikel Vorderhorn Capsula interna Caput Ncl. caudati Sylvische Fissur Putamen Thalamus Zyste der Epiphyse Falx cerebri Sulcus centralis Subdurale Blutung (SDH) = Blutung zw. Dura und Arachnoidea akute und chronische Form meist venöse Blutung konkav überschreitet die Knochennähte Epidurale Blutung (EDH) = Blutung zw. Dura mater und Tabula interna 85% Verletzung der A. men. med. häufig assoziiert mit Kalottenfraktur konvex respektiert die Knochennähte Subarachnoidale Blutung (SAB) = Blutung innerhalb der Arachnoidea, im Liquorraum traumatisch nicht-traumatisch 80% intradurale Aneurysmen 20% andere Ursachen: AVM, Tumor, SVT Kontusionsblutungen Intrazerebrale Blutung (ICB) pontine ICB Hypertone Blutung typ. Lokalisation Stammganglien Pons Kleinhirn Hypertonie bekannt? Zerebrale Ischämie / Infarkt 3. häufigste Erkrankung in den Industrieländern 3. größter Kostenfaktor des Gesundheitswesens ~ 250.000 Pat. pro Jahr in Deutschland Ursachen Makroangiopathie, Mikroangiopathie kardiogene Embolie andere: venöser Stauungsinfarkt, Tumorkompression hohe Morbidität und Mortalität Therapie: i.v. oder i.a. Lysetherapie, Hypothermie, konservativ Es gibt keine verlässlichen klin. Kriterien ohne Bildgebung zwischen Infarkt und Blutung zu unterscheiden ! Infarktfrühzeichen Abblassen des Kortexbandes / verstrichene Mark-RindenDifferenzierung hyperdenses Gefäßzeichen im Nativ-CT lokale Schwellung der Hirnfurchen subakut / älterer bzw. alter Infarkt flächig hypodenses Areal Einblutungen im Infarktareal KM Anreicherung im Infarktareal e vacuo Erweiterung der angrenzenden Ventrikel Defektbildung Hirninfarkt 24 h später Oligodendrogliom MRT Funktionsweise MRT Wasserstoffkerne in Molekülen eines Gewebes sind magnetisch („Spin“) in einem statischen Magnetfeld richten sie sich in Richtung des Feldes aus durch zusätzliche „Lamorfrequenz“ (für Wasserstoff bei 1 Tesla: 42,58 MHz) wird ihre Richtung „gekippt“ dabei präzedieren (rotieren) sie um die Feldrichtung des statischen Magnetfeldes diese Präzessionsbewegung kann über die induzierte Spannung in einer Spule gemessen werden Funktionsweise MRT nach Abschalten der Radiofrequenz richten sich die Spins wieder parallel aus dafür benötigen sie eine charakteristische Zeit die Zeit ist von der molekularen Umgebung abhängig daher unterscheiden sich die verschiedenen Gewebearten Signal abhängig von Gewebe, Feldstärke, Sequenz Nomenklatur ! hyperintens - isointens – hypointens z.B. zu Hirngewebe z.B. in T2w Fett hyperintens („heller“) Verkalkung hypointens („dunkler“) Tesla ist die Einheit für die magnetische Flussdichte Erdmagnetfeld am Äquator 0,000031 T (3,1 10-5 T) Hufeisenmagnet 0,001 T Kernspintomograph 0,5 bis 3 T (üblich 1,5 T) Forschungszwecke bis 20 T Die wichtigsten Sequenzen T2 T1 T1 + KM … und noch viele mehr PD TOF MRA Diffusion FLAIR SWI PD Inversion Recovery […] Meningeom T1 nativ ax T2 ax T1+KM ax KM T1+KM cor T1+KM sag MRT Vorteil: KEINE Strahlenexposition ! Nachteil: Kontraindikationen (Schrittmacher) Platzangst Dauer der Untersuchung (Stichwort Notfall) max. 70 cm MR Techniken „einfache“ Parenchymbilder Gefäßdarstellung Kontrastmittel Angiographie (KM MRA) time of flight Angiographie (TOF) Diffusionsbildgebung Stichwort Schlaganfall (DWI) Diffusion Tracking Imaging (DTI) Perfusionsbildgebung (PWI) MR Spektroskopie (MRSS) MR gesteuerte Interventionen z.B. Mamma Biopsie Vergleich MRT 1,5 / 7 Tesla Vorteil MRT: frei wählbare Schichtführung Epiphyse Balken Sinus rectus Hypophyse Pons Medulla oblongata cervikales Myelon Chiasma opticum A. carotis interna Keilbeinhöhle A. cerebri media A. basilaris A. carotis interna A. vertebralis A. carotis communis A. subclavia Aortenbogen Tr. brachiocephalicus Zerebraler Schlaganfall bei Mediaverschluss li. PWI TOF CT DWI KM MRA Angiom HWK4/5 Subclavian Steal Film Funktionelles MRT Funktionelles MRT MR Parenchymbilder MR Spektroskopie Scherverletzungen MRT ! SWI Sequenz besonders sensitiv für Blut, Kalk, Melanin Stauungsblutung bei Sinusthrombose Sinusthrombose empty triangle sign Metastasen 25% aller Hirntumoren v.a. Lungen-, Brust-, Nierenzell-Karzinom, Melanom eingeblutete zerebrale Metastase SWI ax FLAIR ax T1 ax MPR+KM ax multiple Metastasen bei NSCLC FLAIR ax T1+KM ax Astrozytom Grad II Astrozytom Grad III Astrozytom Grad IV Hirneigene Tumoren I° pilozytisches Astrozytom gutartige Form zumeist im Kinder- und Jugendalter häufig zystischer Anteil II° Astrozytom hyperintens in T2 kein KM Enhancement III° anaplastisches Astrozytom hyperintens in T2 flau bis deutliches KM Enhancement IV° Glioblastom hyperintens in T2 ausgeprägtes, irreguläres KM Enhancement intratumorale Blutungen Nekrosen Glioblastom Differentialdiagnose Infarkt vs. Astrozytom II CT T2 T1 DWI Herpesencephalitis FLAIR ax T2 cor T1 ax T1+KM ax Kindliche Hirntumoren: Medulloblastom T1 KM T2 T1 T1+KM Kindliche Hirntumoren: Ependymom T2 T1+KM T1+KM Akustikusneurinom T2 ax T1 cor T1+KM ax T1+KM cor Myelographie Röntgenverfahren indirekte Darstellung von Duralsack und Nervenwurzeln bei V.a. spinale Enge, z.B. Bandscheibenvorfall, Spinalkanalstenose ABER ! Primärdiagnostik MRT / CT Kontrastmittelgabe intrathekal über eine Lumbalpunktion zervikale Punktion nicht mehr üblich im Anschluss CT der auffälligen Höhe/n Myelographie Punktionshöhe unterhalb des Conus medullaris (~ LWK1/2) Entnahme einer kleinen Liquormenge (ins Labor) jodhaltiges wasserlösliches Kontrastmittel „Hochschaukeln“ des KM zur Darstellung von BWS und HWS in Kopftieflage Multisegmentale Spinalkanalstenose Lumbaler Bandscheibenvorfall präop postop Liquorfistel DSA biplanar Patientenvorbereitung strenge Indikationsstellung (Alternativmethode?) 24h vorher ausführliche Aufklärung und Unterschrift Patient nüchtern aktuelles Labor (Krea, Thrombos, Quick, Schilddrüse) Indikationen atypische ICB SAB spinale Fisteln neurochirurgisch postop. Kontrollen endovaskuläre Therapien Prinzip der DSA - Röntgenbild mit KM = „Leerbild“ digitales „errechnetes“ Subtraktionsbild Prinzip der DSA „Daumenkino“ Carotisstromgebiet A. cerebri anterior A. cerebri media A. carotis interna Vertebralistromgebiet A. cerebelli superior A. cerebri posterior A. cerebelli inferior anterior AICA A. basilaris A. cerebelli inferior posterior PICA A. vertebralis Basilaristhrombose zerebrale Aneurysmen Aneurysmen ca. 2% (0,4-10%) der Gesamtbevölkerung für Deutschland ca. 1,5-2 Millionen Menschen >40 LJ; ♂ : ♀ 1 : 1,6 85% vorderer – 15% hinterer Kreislauf; 30-35% A.com.ant. Aneurysmen hämodynamischer Stress zumeist an Gefäßbifurkationen Risikofaktoren: Hypertonie, Rauchen, Alkohol- und Drogenabusus, familiäre Häufung Screening Verwandte 1.° mit >2 An., polyzyst. Nierenerkrankung, eineiige Zwillinge bei dem min. ein Zwilling An. oder SAB hatte Blutungsrisiko 6-10/100.000 pro Jahr (Finnland, Japan 15/100.000 pro Jahr) erhöht: hinterer Kreislauf, >5mm, SAB unabhängige Symptome ~1-3% pro Jahr *1986, ♂ T2 TOF Aneurysmatherapie Film Coiling Mediabifurkationsaneurysma re. vor Coiling nach Coiling *1933, ♀ Coiling typ. Metallartefakt *1956, ♀ Stent gestütztes Coiling AV-Gefäßmalformation nach i.a. Embolisation Carotisstent - Technik *1931, ♂ *1953, ♂ *1953, ♂ Meningeom Meningeom prä nach i.a. Embo postop Neuroradiologie: Diagnostik und minimalinvasive Therapie in der modernen Medizin.