2 Schichtbilddiagnostik und Leitstrukturen

Mit der CT und der MRT stehen ausgezeichnete und mittlerweile weit verbreitete Schichtbildverfahren zur Abbildung des Kopfes und der Wirbelsäule zur Verfügung.

2.1 Computertomografie

Moderne CT-Geräte verwenden die Spiraltechnik (Helikalverfahren). Aus den durch transversale Abtastung des untersuchten Messvolumens gesammelten Daten können sekundär Schichten in beliebiger 3D-Orientierung und wählbarer Dicke rekonstruiert werden ▶ [258] ▶ [272] ▶ [282] ▶ [344] ▶ [350].

Die Bilddarstellung erfolgt nach der Messung der Röntgenstrahlabsorption der Voxel im untersuchten Volumen. Die Röntgendichte eines interessierenden Gewebeabschnitts wird in HE angegeben. Die Zuordnung erfolgt nach gewissen Standardwerten.

Durch eine hochauflösende Matrix und geringe Schichtdicken lassen sich sog. Teilvolumeneffekte verringern. Teilvolumeneffekt, Bildartefakte und die jeweiligen Untersuchungsbedingungen (Kontrastmittelgabe, Bewegungsunruhe, Lagerung) erzeugen Besonderheiten, die bei der Bildauswertung berücksichtigt werden müssen ▶ [258] ▶ [272] ▶ [396] ▶ [410] ▶ [476] ▶ [583]. Artefakte können durch Einstellungen bzw. Berechnung der Bildebene unter Vermeidung von Strahlenaufhärtung sowie durch Addition von mehreren dünnen Schichten zu einer Schicht in der gewünschten Stärke reduziert werden ▶ [258].

Die i.v. Gabe eines jodhaltigen Röntgenkontrastmittels erhöht die Aussagefähigkeit der Untersuchung durch Dichteanhebung physiologischer (Blutgefäße), aber auch pathologischer Strukturen (viele Tumoren, Entzündungen u.a.) ▶ [250] ▶ [476]. Durch Einsatz schneller CT-Geräte (kurze Abtastzeiten, kontinuierlich helikale Messung) mit kurzer Untersuchungszeit kann unter i.v. Röntgenkontrastmittelinjektion als Bolus eine CTA (dynamische CT) durchgeführt werden. Damit lassen sich auch kleinere Hirngefäße bei Datenakquisition in Spiraltechnik entweder als sog. 3D-Oberflächenrekonstruktion, durch MIP oder im Volume-Rendering-Verfahren bildlich darstellen ▶ [258] ▶ [272] ▶ [275] ▶ [499] ▶ [583].

2.2 Magnetresonanztomografie

Bei der MRT wird zur Bilderzeugung der magnetisch wirksame Drehimpuls (Spin) der Atomkerne mit ungerader Nukleonenzahl (Protonen und Neutronen) ausgenutzt. Der Wasserstoffkern besitzt ein großes magnetisches Moment und ist im Organismus häufig anzutreffen. Somit sind mit der MRT wasserhaltige Gewebe, aber auch Lipide und Proteine durch ihren hohen Gehalt an Wasserstoffatomen besonders gut darstellbar ▶ [134] ▶ [272] ▶ [350] ▶ [364] ▶ [441] ▶ [557] ▶ [583] ▶ [658].

Bei gegebener Magnetfeldstärke wird das MR-Signal von der Protonendichte, von den Relaxationszeiten T1 (Spingitterrelaxationszeit oder longitudinale Relaxationszeit) und T2 (Spin-Spin-Relaxationszeit oder transversale Relaxationszeit) und von den Protonenbewegungen im Messvolumen bestimmt. Die Signalhöhe im jeweiligen Messvolumen (Voxel) bestimmt den Grauwert in einem Bildpunkt (Pixel) auf dem Monitor.

Die Anregung der Wasserstoffkerne kann mit verschiedenen Messsequenzen erfolgen. Sie beeinflussen die Bildkontraste und damit die diagnostische Aussage entscheidend. Weite Verbreitung hat bereits in den ersten Jahren die SE-Technik gefunden. T1-betonte Aufnahmen und Sequenzen ergeben durch ein günstiges Signal-Rausch-Verhältnis besonders gute anatomische Darstellungen. Der Liquor erscheint signalarm und somit dunkel. In T2w Aufnahmen ist Liquor signalintensiv und somit hell. Bei T2-Gewichtung werden viele pathologische Veränderungen gut sichtbar. Die T1w und T2w Sequenzen gehören regelmäßig zur Grundausstattung von MRT-Geräten. Aufgrund der uneingeschränkten Verfügbarkeit und auch wegen deren guten Kontrasten zwischen grauer und weißer Substanz wurden diese Sequenzen als Referenz für das Buch ausgewählt.

Mit Gradientenechosequenzen (FLASH, FISP u.a.) lassen sich Untersuchungszeiten verkürzen, Bewegungsartefakte vermindern, Fluss- und Gewebedurchblutung in hoher zeitlicher Auflösung darstellen und auch Gefäße isoliert abbilden (MRA).

Die diagnostische Fragestellung bestimmt die zu wählenden Messbedingungen einer MRT-Untersuchung. Dazu zählen das zu untersuchende Volumen, die Schichtlagen und die Messparameter, z.B. die Schichtdicke und -lücken, die Matrix und die Messsequenz. Die jeweils kritischen Bildelemente müssen gut erkennbar und artefaktfrei dargestellt sein (sog. Qualitätskriterien). Die Untersuchung des Hirnschädels soll in T1- und T2-Gewichtung mit kontrastreicher Darstellung von grauer und weißer Substanz erfolgen. Für bestimmte Fragestellungen sind zusätzlich T2*w Sequenzen oder Sequenzen mit stärkerer Suszeptibilitätsgewichtung (z.B. SWI) notwendig, z.B. bei zerebrovaskulären Störungen ▶ [287]. Wegen der Vielzahl veränderbarer und voneinander abhängiger Messparameter sind die Fehlermöglichkeiten durch Artefakte und inadäquate Durchführung der Untersuchung erheblich größer als bei anderen bildgebenden Verfahren. Deshalb kommt nicht nur der technischen Qualitätssicherung, sondern vor allem auch der ärztlichen Qualifikation bei der Indikationsstellung, der Durchführung, der Auswertung und der Beurteilung der MRT eine besondere Rolle zu ▶ [273] ▶ [563].

Die MRT benutzt mehrere Parameter (Protonendichte, Relaxationszeiten u.a.) der untersuchten Materie zur Bildgewinnung ▶ [156] ▶ [516] ▶ [557] ▶ [658]. Auch bei der MRT erfolgt die Bildverarbeitung und -rekonstruktion ähnlich wie bei der CT nach Wahl von Fenstermitte (Center) und Fensterweite (Window) durch den Untersucher. Dieser bestimmt damit die Aussage der Untersuchung. Er kann das Ergebnis betonen oder auch – bei falscher Fragestellung – abschwächen.

Paramagnetischee Substanzen (z.B. Gadolinium-DTPA, Gadolinium-Diamid, Mangan u.a.) bringen als Kontrastmittel in bestimmten Fällen eine Verbesserung der klinischen Aussage. Sie verkürzen in den von ihnen erreichten Verteilungsräumen die T1-Relaxationszeit; dies führt in T1w Aufnahmen zu einer Signalzunahme der Läsion gegenüber der gesamten Umgebung ▶ [265] ▶ [439] ▶ [557] ▶ [656]. Vor der Kontrastmittelinjektion sollte eine native T1w Untersuchung in gleicher Einstellung durchgeführt worden sein ▶ [240]. Allgemein liefert eine i.v. Kontrastmittelgabe folgende Informationen ▶ [134]:

• Vorhandensein oder Fehlen der Kontrastanhebung einer Läsion

• Ausdehnung des kontrastverstärkten Bezirks

• Muster dieses Bezirks

• Zu- oder Abnahme der Durchblutung einer Läsion mittels dynamischer Untersuchung

Mit der MRT sind die Strukturen der Hirnbasis und des infratentoriellen Raumes sowie des Spinalkanals wegen höherer Weichteilkontraste und fehlender Störungen durch Knochenartefakte besser zu erfassen als mit der CT. Die hohe Sensitivität für pathologische zerebrale und spinale Prozesse als Folge der außerordentlich guten Kontrastauflösung rechtfertigt die rasche Akzeptanz der MRT ▶ [557]. Die MRT ist ein geeignetes Verfahren zur Darstellung der Myelinisation des Zentralnervensystems im Kleinkindesalter und kann somit auch zur Beantwortung der Frage einer Myelinisationsstörung, der Markscheidenreifung und auch einer diffusen oder umschriebenen Demyelinisation eingesetzt werden ▶ [30] ▶ [31] ▶ [211] ▶ [272] ▶ [296] ▶ [441] ▶ [558] ▶ [590]. In der Differenzialdiagnostik des akuten Schlaganfalls, beim Nachweis von Blutungen, ist die MRT in Kombination morphologischer und funktioneller Daten der CT und der CTA nahezu gleichrangig, im Ausschluss von Tumoren aber überlegen. Mit einer diffusionsgewichteten Sequenz lässt sich ein Infarktareal bereits wenige Minuten nach dem Gefäßverschluss nachweisen ▶ [273].

Die MRS in vivo hat...