Kurs CT Schädel:
S. Alibek, C. Schulte
Das Scriptum beschäftigt sich mit wichtigen und in der Computertomographie häufig untersuchten und diagnostizierten Erkrankungen. Es orientiert sich an den Inhalten der Lehrbücher von O.H. Wegener und N. Hosten/T. Liebig.Grundlagen:
Prinzip der ComputertomographieBei der Computertomographie handelt es sich um ein Schnittbildverfahren, bei dem eine um den Patienten kreisende Röntgenröhre dessen Körper mit einem schmalen Röntgenstrahlenfächer durchstrahlt. Der Röntgenröhre gegenüberliegende Detektoren messen die Schwächung der Strahlung. Aus den Schwächungen in vielen verschiedenen Richtungen lassen sich Schwächungswerte für einzelne Bildpunkte berechnen, die in Graustufen wiedergegeben werden.
Die CT kann in Einzelschichttechnik (sequentiell) oder als sogenanntes Spiral-CT durchgeführt werden. Bei der sequentiellen Bilderfassung ruht der Patient - Röhre und Detektoren kreisen in einer bestimmten Ebene unter Durchleuchtung mit einer bestimmten Schichtdicke einmal (360°) um den Patienten. Anschließend wird der Patient normalerweise um eine Schichtdicke weiter durch die "Gantry" (Gehäuse, in dem sich die Röhre und der Detektor befinden) geschoben. So werden Einzelschichten ermittelt, für die je nach Körperregion (Thorax/Abdomen) jeweils ein Atemkommando gegeben werden muss.
Bei der Spiral-CT wird der Patient gleichmässig bei kontinuierlich kreisender Abtastung durch die Gantry bewegt. Der Tischvorschub pro Rotation kann dabei zwischen dem 1- bis 2-fachen der Schichtdicke liegen. Es kommt dabei zur Aufnahme eines Volumendatensatzes, aus dem sich anschließend einzelne Schichten berechnen lassen. Vorteile der Spiral-CT sind unter anderem die Untersuchung von ganzen Körperabschnitten (z.B. des Thorax) in nur einer Atempause und die Berechnung von überlappenden Schichten aus dem Volumendatensatz (2D-Rekonstruktionen - axial, sagittal, koronar, schräg) sowie von 3D-Rekonstruktionen.
Dichtewerte und Fenstereinstellungen
Ein Computertomograph ist in der Lage, anhand der unterschiedlichen Schwächung der Röntgenstrahlen (z.B. Knochen>Weichteile>Fett>Luft) mehrere Tausend verschiedene Dichtewerte zu berechnen. Zur Quantifizierung dieser Dichtewerte wurden nach Hounsfield, einem der Väter der Computertomographie benannte Hounsfield-Einheiten (HE oder HU - Hounsfield Unities) festgelegt, die durch den Nullpunkt bei Wasser (= 0 HE) und Luft bei -1000 HE definiert sind .
Strukturen, die dichter sind als Wasser, schwächen die Röntgenstrahlen mehr und weisen entsprechend höhere, positive Hounsfield-Einheiten auf (Richtwerte z.B.: Vollblut 50-60 HE, geronnenes Blut 60-80 HE, Muskel 40-50 HE, parenchymatöse Organe 30-80), Knochen (Spongiosa) 100-300 HE, Knochen (Kompakta) 300-1000 HE). Fett und Fettmischgewebe absorbieren Röntgenstrahlung geringer als Wasser und weisen negative Dichtewerte auf (Fett ca. -80- -100 HE, Fettmischgewebe ca. 0- -80 HE).
So bezeichnet man Strukturen mit im Vergleich zu ihrer Umgebung geringeren Dichtewerten als hypodens, solche mit höherer Dichte als hyperdens.
Das menschliche Auge ist nicht fähig, mehrere Tausend verschiedene Dichtewerte zu unterscheiden, sondern kann in der Regel nur 20-50 Graustufen gegeneinander abgrenzen. So muss zur Beurteilung der CT-Bilder der interessierende HE-Anteil der Messung in durch das menschliche Auge wahrnehmbare Graustufen aufgelöst werden. Hierzu werden sogenannte Fenstereinstellungen vorgenommen.
Um die festgelegte Fenstermitte (window-level oder -center) in Hounsfield-Einheiten herum werden die Dichtewerte mit einer bestimmten Spannweite, der sogenannten Fensterweite (window-width) in HE dargestellt. So können die relevanten Strukturen (Weichteile, Knochen, Lungenparenchym, Hirngewebe) durch entsprechende Fenstereinstellungen optimiert abgebildet werden. Beispielsweise werden beim Weichteilfenster 350/50 um einen mittleren HE-Wert von 50 (parenchymatöse Organe) alle Dichtewerte mit einer Spannweite von 350, also von -125 bis 175 in Graustufen dargestellt. Alle Strukturen unter -125 HE erscheinen schwarz, die über 175 HE weiss. Weichteilstrukturen sind damit optimal beurteilbar, Knochenstrukturen oder Lungenparenchym praktisch nicht.
Beispielhaft seien hier als Richtwerte (Fensterweite/-mitte) genannt: Weichteilfenster 350/50, Knochenfenster 2000/500, Lungenfenster 1700/-600, Zerebrum 90/30.
Kontrastmittelapplikation
Für die CT werden üblicherweise nichtionische, jodhaltige Kontrastmittel (KM) verwandt. Diese können intravasal und intrakavitär (oral, rektal) verabreicht werden.
Die Untersuchungen der Weichteilorgane werden meist primär mit Kontrastmittel oder ergänzend zu einer Nativuntersuchung durchgeführt. Das intravenös verabreichte KM führt abhängig von der Kreislaufzeit zu einer Dichteanhebung in den Gefäßen und den parenchymatösen Organen. Durch entsprechende zeitliche Koordinierung können Anflutungsphase, Parenchymphase und Ausscheidungsphase des KM unterschieden werden.
Bei intakter Blut-Hirn-Schranke kommt es zu keinem Übertritt von Kontrastmittel aus den hirnversorgenden Gefässen in das Hirnparenchym. So lassen sich Blut-Hirn-Schranken-Störungen durch pathologische Kontrastanhebung (Enhancement) in den betroffenen Arealen nachweisen.
Kontrastmittel-/Jodallergien, Niereninsuffizienz und bestimmte Schilddrüsenerkrankungen stellen Kontraindikationen zur intravenösen Applikation von Kontrastmittel dar.
Zur CT-Untersuchung des Abdomens wird zur besseren Abgrenzung zusätzlich der Magen-Darm-Trakt durch orale und rektale Verabreichung von KM kontrastiert.
1) Technik - Durchführung und KM-Gabe beim CT des Schädels:
Die Untersuchung des Schädels erfolgt in Rückenlage des Patienten mit fixiertem Kopf und Schichtdicken zwischen 3 und 10 mm. Die Schichtebenen liegen dabei parallel zur "deutschen Horizontalen" (Verbindungslinie äußerer Gehörgang - lat. Augenwinkel). Vor der Untersuchung ist auf das Entfernen von am Kopf befindlichem Schmuck, Haarspangen, Brillen, Hörgeräten und ggf. Zahnersatz zu achten.
Frische Blutungen sowie Ischämiezonen nach einer Latenz von ca. 6-12 Stunden sowie Kalotten- oder Schädelbasisfrakturen lassen sich in Nativuntersuchungen darstellen. Erkrankungen mit Blut-Hirn-Schranken-Störungen (Tumoren, Metastasen, entzündliche Veränderungen, Abszesse) erfordern die zusätzliche intravenöse Applikation von KM.
2) Röntgenanatomie CCT:
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3) Unterschiede (physiologische vs pathologisch) erkennen:
In diesem Programmabschnitt ist es Ihre Aufgabe, die Unterschiede zwischen dem linken (pathologischen) und dem rechten (physiologischen) Vergleichsschnitt zu erkennen. Bitte wählen sie anschließend den Back-Button um auf diese Seite zurückzukehren !
4) Ausgesuchte Erkrankungen mit kurzen Erklärungen:
Vaskulär bedingte Hirnerkrankungen
Hirninfarkte gehören zu den häufigsten CT-Diagnosen.
Makroangiopathische Veränderungen mit Gefäßverschlüssen führen zu Territorialinfarkten mit resultierenden Infarktzonen entsprechend der (Teil-) Versorgungsgebiete der hirnversorgenden Hirnarterien A. cerebri ant., post. und media. Hämodynamisch bedingte Infarkte, z.B. durch Stenosen der Halsarterien, führen zu Grenzzonen- oder Endstrominfarkten, die zwischen den Versorgungsgebieten der grossen hirnversorgenden Gefässe liegen.
Mikroangiopathische Veränderungen können die Ursache kleiner, lakunärer Infarkte in tiefen, nicht kortikalen Hirnanteilen sein, oder zu Demyelinisierungen und axonaler Degeneration vor allem im Bereich des Marklagers führen, der sogenannten subcorticalen arteriosklerotischen Enzephalopathie (SAE), die sich computertomographisch als periventrikuläre Dichteminderungen darstellen.
Hirninfarkte:
Die CT-morphologischen Zeichen verändern sich mit dem Zeitablauf der Infarktstadien:
Akutes Stadium: In den ersten Stunden nach dem Ereignis lassen sich nur wenige Frühzeichen erkennen: Beim hyperdense media sign kommt es als Ausdruck eines thrombotischen Verschlusses der A. cerebri media zu einer Dichteanhebung im entsprechenden Gefäß. Zusätzlich kann es zu einer Unschärfe der Stammganglien sowie zu verstrichenen Sulci durch ein zunehmendes Hirnödem im Infarktgebiet kommen. Erst nach ca. 12 Stunden läßt sich das Infarktareal durch eine Hypodensität abgrenzen.
Subakutes Stadium: In diesem Infarktstadium ist die Infarktzone als Hypodensität deutlich abgrenzbar. Durch umschriebene Hirnschwellung kann es zur Kompression angrenzender Liquorräume kommen.
Etwa im Zeitraum vom 3. Tag bis 3 Wochen nach dem Ereignis kann durch eine Blut-Hirn-Schranken-Störung eine Kontrastmittelanreicherung im Infarktgebiet nachgewiesen werden,
Chronisches Stadium:
Im weiteren Verlauf stellt sich ein Substanzdefekt dar, der liquorisodense Dichtewerte aufweist. Durch Substanzverlust kann es zu einer umschriebenen Erweiterung der Liquorräume kommen.
Intrakranielle Blutungen:
Traumafolgen (Frakturen, Kontusionsblutungen, Epi- und subdurale Hämatome)
Schädelfrakturen sind häufig Folge von Kopfverletzungen. Sie lassen sich unter Betrachtung im Knochenfenster (Fensterweite 2000 HE, Center 500 HE) feststellen. Entscheidend sind dabei insbesondere Folgen durch Verletzungen von Gefässen, Dura und Hirnnerven, sowie Übertritt von Liquor, Luft und Erregern.
Kontusionsblutungen sind meist Folge von Akzelerations- und Dezelerationstraumen. Bei den dabei auftretenden Kräften kommt es meist zu der typischen Coup-/Contre-coup-Verteilung mit gegenüberliegenden Blutungen (Akzeleration: Kalotte wird auf das Hirn zu bewegt - Dezeleration: Hirn wird zur Kalotte hin bewegt). Diese sind frontal und temporal häufiger, wahrscheinlich wegen der dort kantigeren Knochenstrukturen an der Kalotteninnenseite. CT-morphologisch stellen sich die Kontusionsherde zunächst als Hypodensitäten im Marklager dar, durch Einblutung können diese jedoch zunehmend hyperdens werden. Zusätzlich finden sich Zeichen einer Hirnschwellung (Einengung der Liquorräume, verminderte Mark-Rinden-Abgrenzbarkeit).
Epiduralblutungen entstehen durch das Einreissen einer Meningealarterie (meist A. meningea media), meist infolge einer Kalottenfraktur, da die Arterien gemeinhin mit dem Schädelknochen verwachsen sind. Durch diese arterielle Blutung kommt es zu einer schnellen Einblutung in den Epiduralraum, also zwischen Dura mater und Schädelkalotte. Computertomographisch lässt sich eine bikonvexe Raumforderung darstellen, die der Kalotte direkt anliegt und die Suturen typischerweise nicht überschreitet. Diese Raumforderung kann anfangs noch isodens sein, wird aber durch fortschreitende Gerinnung zunehmend hyperdens und gut abgrenzbar. Eine Mittellinienverlagerung (midline-shift) als Zeichen der Raumforderung ist häufig.
Subdurale Hämatome führen durch den Abriss einer Brückenvene zu einer venösen Blutung in den Subduralraum, also zwischen Arachnoidea und Dura mater. Es werden akute und chronisch subdurale Hämatome unterschieden:
Bei der akuten Form kommt es durch ein Trauma zum Brückenvenenabriss. CT-morphologisch findet sich eine der Kalotte anliegende Hyperdensität, welche zur Mittellinie hin konkav begrenzt ist und sich vom umgebenden Hirngewebe weniger scharf abgrenzen lässt als beim Epiduralhämatom. Es können Zeichen einer Hirnschwellung mit Mittellinienverlagerung vorliegen.
Die chronische Form ist oft Folge von Atrophie und brüchiger Gefässwände. Es kommt zu einer langsamen Entwicklung oft ohne Hirnschwellung, wodurch eine Mittellinienverlagerung gering oder gar nicht vorhanden sein kann. In der CT kann zu den Zeichen eines akuten Subduralhämatoms eine Spiegelbildung durch Gerinnungsvorgänge nachgewiesen werden.
Intracranielle Massenblutungen sind meist Folge einer arteriellen Hypertonie, können aber auch im Rahmen von Hirnmetastasierungen oder Gerinnungsstörungen auftreten. Computertomographisch zeigen sich hyperdense Einblutungen mit perifokalem Ödem, vor allem im Bereich von Putamen und Capsula interna, seltener auch in Kleinhirn, Thalamus oder der Pons.
Subarachnoidalblutungen sind meist Folge eines rupturierten Aneurysmas der basalen Hirnarterien. Seltenere Ursachen sind arteriovenöse Angiome und Sinusvenenthrombosen. Computertomographisch erscheinen die sonst im Vergleich zum Hirngewebe hypodensen Subarachnoidalräume hyperdens. Je nach Lokalisation des blutenden Aneurysmas kann Blut in unterschiedlichen Teilen des Subarachnoidalraumes (Suprasellare Zisterne, Sylvi´schen Fissur, Interhemisphärenspalt, Fossa interpendicularis, Cisterna ambiens) nachgewiesen werden.
Ergänzend zum sequentiell durchgeführten CT des Zerebrums kann eine sogenannte CT-Angiographie mit dünner Schichtung in Spiral-CT Technik zum Nachweis eines Aneurysmas erfolgen.
Tumoren/Metastasen
Die Diagnostik intrazerebraler Tumoren erfolgt in der Regel mittels MRT. Die Kenntnis des CT-Befundes ist jedoch erforderlich zur differentialdiagnostischen Interpretation von CCT, die zum Ausschluss oder Nachweis von Hirninfarkten oder traumatischen Veränderungen durchgeführt werden.
Aus der grossen Menge der primären intrazerebralen Tumoren seien hier nur die häufigsten erwähnt. Dies sind mit ca. 50% die Gliome und mit ca. 15% die Meningeome.
Die Gliome werden mit steigender Malignität in Grad I- bis Grad IV-Gliome unterteilt. Grad I- Gliome (z.B. Riesenzellastrozytome) zeigen ein niedriges Erkrankungsalter und eine gehäufte Lokalisation in Pons, Kleinhirn und Sehbahn. In der CT zeigen sie ein Mischbild aus kontrastmittelanreicherndem Tumor und Zyste.
Grad II- Gliome (z.B. Oligodendrogliome, Astrozytome) erscheinen überwiegend hypodens und weisen bei oft fehlender Kontrastmittelaufnahme häufig nur eine geringere Raumforderung auf. Im Gegensatz zu den Astrozytomen zeigen Oligodendrogliome sehr häufig Verkalkungen.
Die hochmalignen Grad IV- Gliome (z.B. Glioblastoma multiforme) sind durch ihr "buntes" CT-Bild mit Nekrosen, Blutungen, perifokalem Ödem und z.T. girlandenförmiger Kontrastmittelanreicherung charakterisiert. Bei einer Lokalisation im Bereich der Kommisuren mit Infiltration beider Hemisphären spricht man auch vom Balken- oder Schmetterlingsgliom.
Die meist niedrigmalignen Meningeome gehen von Zellen der Dura mater aus und haben meist Kontakt zu den Meningen. Im Nativ-CT sind sie in aller Regel schwach hyperdens und zeigen ein ausgeprägtes Kontrastmittelenhancment als Folge ausgeprägter Tumorperfusion. Die angrenzende Kalotte weist häufig eine deutliche Hyperostose auf.
Auf ein Besprechung der Vielzahl weiterer intrakranieller Tumoren wie Hypophysenadenome, Neurinome, Kraniopharyngeome, Angiome etc. Soll in diesem Rahmen verzichtet werden.
Zerebrale Metastasen sind häufig bei Bronchial- und Mammakarzinomen und dem malignen Melanom. Sie treten typischerweise multipel auf und zeigen meist ring- oder girlandenförmige Kontrastmittelanreicherung. Sehr häufig ist dabei ein ausgeprägtes perifokales Ödem.
Entzündliche Veränderungen
Die meisten entzündlichen Erkrankungen des ZNS wie Meningitiden und Enzephalititen zeigen keine typischen CT-morphologischen Veränderungen. Die Abklärung erfolgt in aller Regel mittels MRT. In Folge von Entzündungen auftretende Abszesse lassen sich allerdings computertomographisch gut nachweisen. Sie sind charakterisiert durch eine Kapsel mit dünner ringförmiger Kontrastmittelaufnahme mit zentraler Nekrose und umgebendem Ödem.
5) Erste Diagnosen anhand einfacher pathologischer Beispiele:
6) Sammlung:
Metastases of a malignant melanoma
Meningioma
M. Fahr
Intracranial bleeding (Intrakranielle Blutung)
Chronical sinusitis (chronische Sinusitis)
Hypertensive bleeding
ruptured aneurysm with subarachniod bleeding
Blow-out fracture
Media infarction
gun shot (Schußverletzung)
intracranial bleeding
Tuberous sclerosis
subdural hematoma
Trauma
Intracerebraler Abszess Intracerebral abscess
Hirnkontusion mit intracerebraler Blutung - subarachnoidaler und suchduraler Blutung und extracranieller Blutung
Cerebral contusion with intracerebral bleeding, subarachnoid and subdural bleeding and extracranial blood
Epiduralhämatom (Epidural/Extradural hematoma)
dens media sign
7) Test:
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8) Test mit statistischer Auswertung:
