·:. ,o.: . Allgemeine Radiologie
Physikalische Grundlagen · 4
~ ~
1
1
-
Strahlenbiologie · 26 Grundlagen des Strahlenschutzes · 52 (
Radiologische Verfahren · 63 Strahlentherapie · 95 Nuklearmedizin · 138
Thorax · 152 Herz · 227 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum · 254 Skelett · 302
Spezielle Radiologie
Gefäßsystem und Interventionelle Radiologie · 385 Ösophagus, Magen, Dünn- und Dickdarm · 434 Leber, biliäres System, Pankreas, Milz · 473
.,
. •
.
Mamma · 540 ZNS · 555 Wirbelsäule und Spinalkanal · 612 Schädelbasis, Gesichtsschädel und Orbita · 647 Hals · 665 Bildgebende Diagnostik im Kindesalter · 678
Duale Reihe
Radiologie Maximilian Reiser, Fritz-Peter Kuhn, Jürgen Oebus unter Mitarbeit von: Peter Bartenstein Kirsten Beitzel Christine Born Roland Brüning Volkher Engelbrecht Sylvaine Fritzsche Gotthard Grützner Alexander Haug Andreas Dietrich Helck Karin Hellerhoff Thomas Helmherger Karin Herrmann Ralph Hünerhein Oliver jäkel Christian Karger Oorothea Klütsch* lnga Körte lngrid Krüger-Stollfuß
Renate Kursawe• jürgen Malms Jörg Oetlev Moritz Ullrich Müller-Lisse Mare Münter jörg Reinartz Peter Reuter jürgen Scheidler Thomas Schloßbauer Christine Schmid-Tannwald Karl Schneider Oaniela Schulz-Ertner Wieland Sommer Florian Sterzing Dedev Uhlenbrock Thomas]. Vogl Claus-Peter Wallner• Christoph Zech
• Mitarbeiter frühererAunagen
3. vollständig überarbeitete und erweiterte Aunage 1580 Abbildungen, 110 Tabellen
IThieme
&bliogr.CISdle Jnrorlnalron Der Deutschen Nation.llbJbliOChtk
Oie Ocuuche Natto!W..Ibibhothek vcrzndmct di6C." PubhJQnon in dt1' Deut~ht-n Katlon.tlbibliogra.fie; de..illiene bibliogr•fische D•ren sind im lnremer ilber hnp:l/dnb.d-nb.d t abrulbar. Ihre Meinung Ist uns wldltlgl Bitte schreiben Sie uns unter
Begründer der Du•len Reiho und Grilndungsher•usgeber: Dr med. AleX>ndcr Bob Dr. med. KonmnM Bob
ätehnungtn: Utl1nut Hollnmann. Odnnenberx U:yout: Alllt Holzwoanh, Sruna:iilrt Umschl~tdltuns· Thoeme
Verl•aspuppc
Widltlge< Hinweis:
W.e J~t Wa,~t'n~fl l't dtt Mtdi11n u:lnd1.1en Entw•d:lun1:en n11tcrworfcn.. For"W:huns und khnl)olhl!" Etf.lhrung trwtHtm unser\" Erkennuusst. tn.)btsofldtre wa.s Beh.lndlung und mtdikamentose lbtr.apll~ anbelangL Soweit in dresem Werk eine Dosierung oder t'ine Applikation tf'W.thnt wird. darf dtr ~~r lWoU daraufvert"utn, diiSS Aucortn, Ht-ra.usgcbtr und Ve-~ groRf' liörg(,llt d "ilUfVtrW.Jndt twhtn.
d,n,
dltS< Anpbe dem l~en.snand ~~ kmg;lrtlluns tks Wtrkts entspncl>t
Für A.ng.Jben über Dosierungs.mweisungen und Apphk.monsformtn kcmn YOm Verlc Jedoch keine Gewlhr übernommen wtrdtn. }edtr Btnutttr Ul ongeholtrn. durch sorgfJitt~:• Prüfuns der llttpockzettel dtr ""rwendcttn Pr~P>r•te und &
Y-'tl('hf. E1nt solche Prufuna rsr be«lnclt"r~ w1chttR bt1 sdttn vtrwmdeten Pr~p.lTJttn odtr ~htn. dlt' nttl auf dtn Milrkt atbr ,t<"ht WOI'tltn \lr\tJ. )~ Du·lif'rll"l odt•r AppirkaliOn trfolgt ouf ngentt ~ahr dts &nutzt>rs. Autoren und Vertag .1ppelbt'mt .Jn jedt11. Benut~. 1hm etw.t <~ur. f•llonde Urcenau~iton dem Verl•g mitzutcilrn. CnchUtzre Wart'!nNrnt"n (Wo~renteichm) werdm nicht ~ndr" W"rnnlhch 'ltf'm.lcht Au~ dtm fthltn emes solclltn Hin\Wu.es k.1nn also ntcht geschlossen Wffdert dass ~ ~llh um t1nen fret~tn w.uentt.lmen
h>ndeh. Du Werk. eenschllitß.hch alltf" seiner Teile. ist urhebtrr«hdich 1f1Chu12t_ jtde Verwrnung a.u&Htl;db der engtn Grenzen des Url>oberrocht~tzes iSI ohne ZuSilmmurc des Vert.gs unzu~S.ts gilt msbesonderr mr Vt"nottlf'JIIIgu~n. O~t7ungm. M1kro llf"rfilmun~n und dtt ElnSp('1(ht'run.g und Vera.rbtnung mel<'kti"Of11SChen Systemen.
D2004. 2011 Coora Thoemt Vtt~g KC Rudog~rstr•l!t
14. D-70469 Stuttg.lrt
Unstre Homep.1ge-: 'NWW.thiefnto.de
l'l'onted '" Germany 201 1 S.tz: Hagrdorn Kommumkihon. Vremhe1m Druck: Stunz GmbH. Wllrzbura
ISBN 978-3-13·125323 I
2
3
4
5
III
Vorwort der Herausgeber zur 3. Auflage
D
ie Duale Reihe Radiologie ist erstmals im Jahr 2004 erschienen. Bereits die zweite korrigierte Auflage von 2006 bestätigte die hohe Akzeptanz des Konzepts. Auch die 3. vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage belegt das breite Interesse der Studierenden und Weiterbildungsassistenten an der Radiologie im Allgemeinen sowie an den „Strahlenfächern“ diagnostische und interventionelle Radiologie, Nuklearmedizin, Strahlentherapie und Radioonkologie. Die neue Auflage war unter anderem auch deshalb erforderlich, weil diese Fächer eine ungebrochene Innovationsdynamik zeigen, die nachhaltigen Einfluss auf die Lehrinhalte hat. In der 3. Auflage werden neue diagnostische und therapeutische Verfahren, insbesondere auch auf dem Gebiet der interventionellen Radiologie berücksichtigt. Moderne radiologische und nuklearmedizinische Bildgebungen, z. B. mit Hybridsystemen wie der PET-CT, werden auch zunehmend für die Optimierung der Strahlentherapie genutzt. Die Konzepte der Medizindidaktik haben sich gerade in den letzten Jahren deutlich weiterentwickelt. Im Studium der Humanmedizin haben der Unterricht in kleinen Gruppen, Interaktivität und problemorientiertes Lernen einen wichtigen Stellenwert eingenommen. Darüber hinaus stehen zahlreiche elektronische Lehrprogramme zur Verfügung. Der Erfolg der Dualen Reihe beweist aber eindrucksvoll die fortbestehende Bedeutung von didaktisch und inhaltlich konsolidierten Lehrbüchern. Die zunehmende Verbesserung der Bildgebung mit den Möglichkeiten der dreidimensionalen Darstellung normaler und pathologischer anatomischer Situationen hat nicht nur die Genauigkeit der Bildgebung verbessert, sondern vermag die Inhalte der Medizin insgesamt, nicht nur der radiologischen
Prof. Dr. Dr. M. Reiser
Prof. Dr. F.-P. Kuhn
Fächer, in besonders anschaulicher und intuitiver Weise zu vermitteln. Die Medizin steht weltweit unter einem enormen Kostendruck. Durch schnelle und zielgerichtete Diagnostik und effektive und schonende Therapieverfahren vermögen die radiologischen Fächer einen wertvollen Beitrag dafür zu leisten, dass die Ressourcen zielführend und nutzbringend eingesetzt werden. Dazu ist es erforderlich, dass Ärzte aller Fachdisziplinen über die Leistungsfähigkeit, aber auch über die Grenzen der radiologischen Methoden informiert sind - ein Schlagwort, das in diesem Zusammenhang zu Recht Anwendung finden kann, ist das der „evidenzbasierten Radiologie“. Wie bei den ersten beiden Auflagen war die Zusammenarbeit zwischen den Herausgebern des Werks, den Mitarbeitern des Thieme-Verlags (Kathrin Feyl, Bettina Horn-Zölch) und den Autoren der Beiträge exzellent. Herzlich danken möchten wir den Autoren der Beiträge für dieses Buch. Neben bewährten Autoren, die bereits an den beiden ersten Auflagen beteiligt waren, haben wir einige neue Autoren gewinnen können, die sich hervorragend in das Team integriert haben. Wir hoffen, dass Sie, unsere geschätzten Leser, Gewinn und Erfolg für Ihr Studium und Ihre Arbeit aus diesem Buch ziehen werden. Durch die regelmäßige Rückkopplung mit unseren Lesern möchten wir sicherstellen, dass wir deren Bedürfnisse und Wünsche auch tatsächlich erfüllen. Auch in Zukunft freuen wir uns daher über Ihre Kritik und Ihre Vorschläge.
März 2011
Prof. Dr. Dr. J. Debus
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
IV Anschriften Prof Dr. med. Pl!cer Bartenstein
Dr. med. Andreas Dietrich Helck
Klinikum der Ludwig-Maximilians Universität München Klimk und Poliklinik für Nuklearmedizin Marchioninistr. 15 8 1377 München
Klinikum der Ludwig-Maximilia ns Universität MOnehen Institut fl.ir Klinische Radiologie MMCh1oninistr. 15 81377 München
Dr. med. Kirsren Beiczel Klinikum der Ludw1g-Maximilians Universität München Institut rür Klinische Radiologie Marchioninistr. 15 81377 München
Dr. med. Kann Hellerhoff Klinikum der Ludwig-Maximilians Umversität Munchen Insmut für Klinische Radiologie Marchioninistr. 15 81377 MOnehen
Dr. med. Christine Barn Radiologie München Ost Wasserburger l.andstr. 274 b 81827 München
Prof Dr. mecL Roland Brüning Asklepius Klinikum B.lrmbek Rübenkamp 220 22307 Harnburg
Prof Dr. mecL Dr. rer. nar. jürgen Debus Radiologische Universitätsklinik Abt. Radioonkologie und Strahlentherapie Im Neuen he1mer Feld 400 69120 Heidelberg
Prof Dr. rned. Volkher Engelbrecht Chefarzt Institut für Diagnostischt' und Interventionelle Radiologie Klinikum Amberg Mariahilfbergweg 7 92224 Amberg
Dr. med. Sylvaine Fritzsclle
t>rof Dr. med. Thomas Helrnberger Klimkum Bogenhausen Institut für Diagnostische und interventionelle Radiologie und Nuklearmedizm Englschalkinger Str. 77 81925 München
PD Dr. med. Korir1 A. Herrmann Khmkum der Ludw1g-Maximllians Universität München Institut für Klinische Radiologie March1ommstr. 15 81377 München Dr. med. Ralph Hünerbein Hufeland Kllmkum Abteilung fur diagnostische und intervennonelle Rad1ologie Langensalzaer Landstr. 1 99974 Mühlhausen
Prof Dr. rer. nat. Oliver jlikel Universitätsklinik Heidelberg Abteilung Radioonkologie Im Neuenhe1mer Feld 280 69120 Heldeiberg
Klimk für Radiologie, bildgebende Verfahren, lncervenrionsradiolog1e und Nukleannedizin Diakonissenkrankenhaus Diakomssenstr. 28 76199 Karlsruhe-Rtippurr
Deutsches Krebsforschungszentrum Abterlung Medilinische Physrk in der Strahlentherapie Im Neuenheimer Feld 280 69120 Heidelberg
Dr. mecL Gotrhard Grützner
Dr. med. Oororhea Klürsch
Prax1s für d1agnost1sche und Interventionelle R.1diolog1e Bismarckstr. 99-1 0 I 40210 DUsseldorf
Rad1ologie München Sud West Fürstenfieder Str. 62 Laimer Platz 80686 München
Dr. med. Alexander Haug Ludw1g Max1milians Universität Munchen Klimk und Poliklinik flir Nuklearmedizin Marchioninistr. 15 8 1377 München
Prof Dr. rer. nat. Chrisrian Korger
V Dr. med. lnga Karharina K6rre Klinikum der Ludwig-Maximilians Univerm~t München Institut für Klinische Radiologie Marchionmistr. 15 81377 München
Prof Dr. med. Dr. h. c. Maximilian Reiser Klinikum der Ludwig-Maximilians Universttät MOnehen Institut für Klinische Radiologie Marchioninistr. 15 81377 Munchen
Dr. med. lngrid KrOger-Srol/fuß Dr. von Haunersches Kinderspital Klinikum der Umversität München Pädiatrische Radtologie Undwurmstr. 4 80337 Munchen
Dr. med. ~ter Reut er Praxis für Radiologie und Nuklearmedizin Kurrürstenstr. 10-12 34117 Kassel
Prof. Dr. med. Fritz-Peter Kulm Klinikum Kassel Institut für Diagnostische und lntet·venttonelle Radiologie Mönchebergstr. 41-43 34125 Kassel Prof. Dr. med. Renace Kursawe Radiologtsehe und KinderradiologtscheGemeinschaftspra.xis B.thnhofsrr. 41 12555 Berlin Dr. med.]ürgen Malms
Allgememes Krankenhaus Viersen GmbH Institut fur Diagnostische Radiologie Hoserkirchweg 63 41747 Vtersen
Dr. med. jörg Detlev Mo ritz Universit.itsklinikum Schleswig-Holstein Campus Kiel Khnik für diagnostiSche Radiologie. Pädiatrische Radiologie und Sonographie Arnold Heller Str. 3 24105 Ktel Prof. Dr. med. Ullrich Muller-Usse Klinikum der Ludwig-Maximilians Universität München Institut flir Klinische Radtologte Ziemssenstr. 1 80336 Munchen PD Dr. mtd. Marr Miinrer Khnikum Stuttgart- Katharinenhospital MVZ ffirStrahlentherapie Knegsbergstr. 60 70174 StUngart Dr. rned.Jllrg Reinartz St. josefs-Hospital Medizin ~~ehes Versorgungszentrum Radiolo~e - Nuklearmedizin - Strahlentherapie Wilhelm-Schmtdt-Str. 4 44263 Dmmund
PD Dr. med. jiJrgen Scheid/er Radiologisches Zentrum Ptppingerstr. 25 81245 München Dr. med. Thomas Schloßlxwer Radiologie am Herkornerplatz & Romanplatz Oberföhnoger Str. 2 81679 München Dr. med. Christine Scltmtd-Tanmvoid Klinikum der Ludwig-Maximilian.s Universitar München Institut ffir Kltmsche Radiolegte Marchioninistr. 15 81377 M(tnchen Prof. Dr. med. Kar/ Orro Schneider Dr. von Haunersches Kinderspttal Pädiatnsche Radiologie Ltndwurmstr. 4 80337 Munchen Prof. Dr. med. Dantela Schulz-Errner Markus Krankenhaus Radiologtsches Institut Wilhelm-Epstein-Srr. 4 60431 Frankfun Dr. med. Wieland Sommer Klinikum der Ludwig-Maximilians Universttat München Institut ffir Klinische Radiologie Marchtoninistr. 15 81377 München Dr. med. Florion Sterzing Universitätsklinik Heidelberg Abteilung Radtoonkologte Im Neuenheimer Feld 400 69120 Hetdelberg Prof. Dr. med. Dnlev Uhlenbrock St. josefs-Hospttal Medizimsches Versorgungszenrrum Radiologie - Nuklearmedizin - Strahlentherapie Wilhelm-Schmtdt-Str. 4 44263 Dortmund
VI Prof. Dr. med. Tllomas). Vogl Universitätsklinikum Frankfurt Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie Theodor-Stem- Kai 7 60590 Frankfurt
Dr. med. aaus-Perer Wallner Klinikum der Ludwig-Maximilians Umversität München Insutut für Klinische Radiologie Marchioninistr. 15 81377 Mtinchen
PD Dr. med. Christoph johannes Zech Klinikum der Ludwig-Maximilians Universität München lnsutut fOr Klinische Radiologie Marchioninistr. 15 81377 München
VII
Inhalt
Inhalt Vorwort 3. Auflage
1
..............
III
Anschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IV
1.5.3
Strahlenerzeugung mittels Elektronenkreisbeschleuniger . . . . . . . . . . . Erzeugung von Korpuskularstrahlen . . . . . . . .
Allgemeine Radiologie
2
Strahlenbiologie
Teil A
2.1 2.2
Physikalische Grundlagen
..........
1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3
1.3 1.3.1
1.3.2 1.3.3
1.4 1.4.1
1.4.2
1.4.3
1.5 1.5.1 1.5.2
Strahlungsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Teilchenstrahlung (Korpuskularstrahlung) . . . Wellenstrahlung (elektromagnetische Strahlung) . . . . . . . . . . . . Die Struktur von Materie . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aufbau von Atomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Das Schalenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Der radioaktive Zerfall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Formen des radioaktiven Zerfalls . . . . . . . . . Das Zerfallsgesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wechselwirkung von Strahlung mit Materie . . Wechselwirkung indirekt ionisierender Strahlung mit Materie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wechselwirkung von Photonen mit Materie . . Wechselwirkung von Neutronen mit Materie . Wechselwirkung direkt ionisierender Strahlung mit Materie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Folgen der Wechselwirkung ionisierender Strahlung mit Materie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Messung von Strahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dosimetrische Messgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . Ionendosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Energiedosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kerma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dosisleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Messgrößen in der Nuklearmedizin . . . . . . . . . Aktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spezifische Aktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . Effektive Halbwertszeit . . . . . . . . . . . . . . . Nachweis von Strahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ionisationskammer . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stabdosimeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geiger-Müller-Zählrohr . . . . . . . . . . . . . . . Röntgenfilm (Filmdosimeter) . . . . . . . . . . . Thermolumineszenzdetektor . . . . . . . . . . . Szintillationsdetektor . . . . . . . . . . . . . . . . Eisensulfatdosimeter . . . . . . . . . . . . . . . . . Wasserkalorimeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . Erzeugung von Strahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . Erzeugung von Radionukliden . . . . . . . . . . . . . . Erzeugung von Röntgenstrahlen . . . . . . . . . . . . Strahlenerzeugung mittels Röntgenröhre . . . . Strahlenerzeugung mittels Elektronenlinearbeschleuniger . . . . . . . . . .
....................
26
Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wirkung ionisierender Strahlung auf biologische Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Primärprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sekundärprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Radiolyse des Wassers . . . . . . . . . . . . . . . . Biochemische Reaktionen an Biomolekülen . . Direkte und indirekte Strahlenwirkung . . . . . . Phasen der Wirkung ionisierender Strahlung . Physikalisch-chemische Phase . . . . . . . . . . . Biochemisch-biologische Phase . . . . . . . . . . Linearer Energietransfer und relative biologische Wirksamkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wirkung ionisierender Strahlung auf Zellen . . Abhängigkeit vom Zellzyklus . . . . . . . . . . . . . . . Wirkung auf Zellbestandteile . . . . . . . . . . . . . . Nukleinsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zellorganellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zelluläre Reparaturmechanismen als Reaktion auf Strahlenschäden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Folgen von Strahlenschäden und fehlerhafter Reparatur für Zellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Potenziell letale und subletale Zellschädigung . Letale Zellschädigung (Zelltod) . . . . . . . . . . Die Strahlenwirkung modifizierende Faktoren Zeitliche Dosisverteilung . . . . . . . . . . . . . . Sauerstoffgehalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pharmaka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Quantifizierung der Strahlenwirkung . . . . . . . . Wirkung ionisierender Strahlung auf den menschlichen Körper . . . . . . . . . . . . . . Akute Strahlenfolgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chronische Strahlenfolgen . . . . . . . . . . . . . . . . . Systemische Strahlenfolgen: Akutes Strahlensyndrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lokale Strahlenfolgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hämatopoetisches System . . . . . . . . . . . . . Verdauungstrakt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lunge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Herz-Kreislauf-System . . . . . . . . . . . . . . . . Leber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Niere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nervensystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Haut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Auge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Knochen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Keimdrüsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
M. Münter
4
O. Jäkel; C. Karger 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3
24 24
4 4 4 4 5 5 7 8 8 10 11
2.2.1 2.2.2
2.2.3 2.2.4
2.2.5
2.3 2.3.1 2.3.2
11 11 15
2.3.3
15
2.3.4
17 17 17 17 17 18 18 18 18 18 18 19 19 20 20 20 20 21 21 22 22 22 22 22 23
2.3.5
2.3.6 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
26 26 26 26 27 27 27 27 28 28 29 29 30 30 31 31 31 32 32 33 34 35 35 36 37 37 37
38 38 39 39 40 40 41 41 42 42 42 43 44 44 44 44
VIII
2.4.5 2.4.6 2.5 2.5.1
2.5.2 2.5.3
3
Inhalt
Modifizierende Faktoren lokaler Strahlenfolgen . . . . . . . . . . . . . . . . Schätzung des Risikos lokaler Strahlenfolgen . Dokumentation lokaler Strahlenfolgen . . . . . Strahlenwirkung auf die Leibesfrucht . . . . . . . . Krebsinduktion (Kanzerogenese) . . . . . . . . . . . Wirkung ionisierender Strahlung auf Tumoren Grundlagen: Tumorwachstum . . . . . . . . . . . . . . Wachstumsverhalten von Tumoren . . . . . . . Methoden zur Untersuchung des Tumorwachstums . . . . . . . . . . . . . . . . Endpunkte der Strahlentherapie von Tumoren Modifizierende Faktoren der Strahlenwirkung Strahlensensibilität des Tumors . . . . . . . . . . Tumorvolumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sauerstoffgehalt des Tumors . . . . . . . . . . . . Bestrahlungszeitraum und Bestrahlungsintervall
Grundlagen des Strahlenschutzes
4.1.4 45 46 46 49 49 49 49 49 50 50 50 50 50 51 51
52
O. Jäkel; C. Karger
3.4.6
Dosisbegriffe im Strahlenschutz . . . . . . . . . . . . Äquivalentdosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Effektive Äquivalentdosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ortsdosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Personen- und Körperdosis . . . . . . . . . . . . . . . . Formen der Strahlenexposition . . . . . . . . . . . . . Expositionspfade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Natürlich bedingte Strahlenexposition . . . . . . . Zivilisatorisch bedingte Strahlenexposition . . . Strahlenexposition durch medizinische Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Strahlenexposition durch andere Quellen ionisierender Strahlung . . . . . . . . . . . . . . . Risiken durch Strahlenexposition . . . . . . . . . . . Schutz vor Strahlenexposition . . . . . . . . . . . . . . Strahlenschutz-Grundregeln . . . . . . . . . . . . . . . Gesetzliche Regelungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schutz der Bevölkerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schutz beruflich strahlenexponierter Personen Schutz der Patienten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Strahlenschutz in der Röntgendiagnostik . . . . Strahlenschutz in der Nuklearmedizin . . . . . Strahlenschutz in der Strahlentherapie . . . . . Qualitätssicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
Radiologische Verfahren
3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3
3.3 3.4 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.4.5
52 52 53 53 53 54 54 54 55 55 57 57 57 57 58 59 60 60 61 61 61 62
...........
63
Konventionelle Röntgenuntersuchung . . . . . . . Gerätetechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Röntgenstrahler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zubehör . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bildauffangsystem: Röntgenfilm und Verstärkerfolien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bilderzeugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bildentstehung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bildqualität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
63 63 63 63 64
R. Hünerbein 4.1 4.1.1
4.1.2 4.1.3
65 67 67 67
4.1.5
4.1.6 4.2 4.2.1 4.2.2
4.3 4.3.1
4.3.2 4.3.3 4.3.4
4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3
4.4.4 4.4.5
4.5 4.5.1
4.5.2 4.5.3
4.5.4
4.5.5 4.5.6
4.6 4.6.1
4.6.2 4.6.3 4.7 4.7.1 4.7.2
Konventionelle Röntgenaufnahme . . . . . . . . . . Allgemeine Bildkriterien . . . . . . . . . . . . . . Strahlenbelastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stellenwert im Vergleich zu konkurrierenden Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konventionelle Röntgendiagnostik . . . . . . . . Konventionelle Tomografie . . . . . . . . . . . . . Digitale Radiografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Durchleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gerätetechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stellenwert im Vergleich zu konkurrierenden Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Computertomografie (CT) . . . . . . . . . . . . . . . . . Gerätetechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Computertomografen der 1.–4. Generation . . Multidetektor-Computertomograf (MDCT) . . . Elektronenstrahl-Computertomograf . . . . . . Bildrekonstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Strahlenexposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stellenwert im Vergleich zu konkurrierenden Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetresonanztomografie (MRT) . . . . . . . . . . Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . Gerätetechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bilderzeugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bildkontrast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sequenztypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Artefakte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Risiken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stellenwert im Vergleich zu konkurrierenden Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . Charakteristika von Schallwellen . . . . . . . . . Schwächung von Schallwellen in Materie . . . Auflösungsvermögen . . . . . . . . . . . . . . . . Bilderzeugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gerätetechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Linearscanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sektorscanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konvexscanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ultraschallverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-Mode-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-Mode-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . M-Mode-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dopplerverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Befundbausteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stellenwert gegenüber konkurrierenden Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kontrastmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Röntgenkontrastmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Röntgenpositive Kontrastmittel . . . . . . . . . . Röntgennegative Kontrastmittel . . . . . . . . . MR-Kontrastmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ultraschallkontrastmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . Interventionelle Radiologie . . . . . . . . . . . . . . . . Vaskuläre Eingriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nichtvaskulärer Eingriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . .
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
69 69 69 69 69 70 70 72 72 73 73 73 73 75 76 77 78 79 79 80 80 81 81 82 82 83 83 84 84 84 84 86 86 87 87 87 87 87 87 88 88 88 88 89 89 90 90 91 91 92 92 92 93
Inhalt
5
Strahlentherapie
.................... C. Karger; D. Schulz-Ertner; F. Sterzing
95
5.1
Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D. Schulz-Ertner; F. Sterzing Prinzipien und Abläufe der Radioonkologie . . . D. Schulz-Ertner; F. Sterzing Diagnosestellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Interdisziplinäre Therapieentscheidung . . . . . . Aufklärung und Beratung des Patienten . . . . . . Strahlentherapieverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . Alleinige Radiotherapie . . . . . . . . . . . . . . . Radiochemotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . Präoperative Radiotherapie . . . . . . . . . . . . Intraoperative Radiotherapie (IORT) . . . . . . . Postoperative Radiotherapie . . . . . . . . . . . . Interstitielle Radiotherapie . . . . . . . . . . . . . Radioimmuntherapie . . . . . . . . . . . . . . . . Radio- plus Hormontherapie . . . . . . . . . . . Radiotherapie plus Hyperthermie . . . . . . . . Radiotherapie mit Radiosensitizern . . . . . . . Nachsorge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spezielle Strahlentherapieformen . . . . . . . . . . . Klassifikation nach Strahlungsart . . . . . . . . . . . C. Karger Photonentherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . Neutronentherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapie mit geladenen Teilchen . . . . . . . . . Klassifikation nach Distanz der Strahlungsquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D. Schulz-Ertner; F. Sterzing Teletherapie (perkutane Strahlentherapie) . . . Kurzdistanztherapie mit umschlossenen Radionukliden (Brachytherapie) . . . . . . . . . Durchführung der Radiotherapie und spezielle Techniken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D. Schulz-Ertner; F. Sterzing Immobilisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bildgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bestrahlungsplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Festlegung der Zielvolumina und der Dosis . . Festlegung der zeitlichen Dosisverteilung . . . Festlegung der räumlichen Dosisverteilung . . Therapieeinstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Klinische Einstellung . . . . . . . . . . . . . . . . Konventionelle Simulation . . . . . . . . . . . . . Virtuelle Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . Planung mit Referenzpunkt . . . . . . . . . . . . Stereotaxie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bildgesteuerte Radiotherapie (image guided radiotherapy, IGRT) . . . . . . . . Spezielle Bestrahlungstechniken . . . . . . . . . . . . Einzelstehfeldbestrahlung . . . . . . . . . . . . . Gegenfeldbestrahlung . . . . . . . . . . . . . . . . Mehrfelderbestrahlung . . . . . . . . . . . . . . . Bewegungsbestrahlung . . . . . . . . . . . . . . . Dynamische Bestrahlung (dynamic treatment) Modifikation des Strahlenfeldes . . . . . . . . . . . . Absorber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Multi-leaf-Kollimatoren (MLC) . . . . . . . . . . Keilfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
95
5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4
5.2.5 5.3 5.3.1
5.3.2
5.4
5.4.1 5.4.2 5.4.3
5.4.4
5.4.5
5.4.6
5.4.7 5.4.8
95 5.5 95 95 96 96 96 97 97 97 97 97 98 98 98 98 98 98 98
5.5.1
5.5.2
5.5.3
5.5.4
5.5.5 5.5.6
98 100 100
5.5.7
101
5.5.8
101 5.5.9 102
104 104 105 105 105 107 108 109 109 109 110 110 110
5.5.10
5.5.11
5.5.12 5.5.13
5.5.14
5.5.15 110 113 113 113 113 114 115 115 115 115 115
5.5.16 5.5.17
5.5.18
5.5.19
Kompensatoren und Bolusmaterial . . . . . . . . Intensitätsmodulierte Radiotherapie (IMRT) . . Bestrahlungsplan und Bestrahlungsprotokoll . Verifikation des Bestrahlungsplans, Feldkontrolle und Dokumentation . . . . . . . . . . Ausgewählte Indikationen zur Strahlentherapie D. Schulz-Ertner; F. Sterzing Hirntumoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Primäre Hirntumoren . . . . . . . . . . . . . . . . Sekundäre Hirntumoren . . . . . . . . . . . . . . HNO-Tumoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nasopharynxkarzinom . . . . . . . . . . . . . . . Larynxkarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schilddrüsenkarzinom . . . . . . . . . . . . . . . Hodgkin-Lymphom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Therapierichtlinien . . . . . . . . . . Radiotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Non-Hodgkin-Lymphom (NHL) . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Therapierichtlinien . . . . . . . . . . Radiotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bronchialkarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Therapierichtlinien . . . . . . . . . . Mammakarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Therapierichtlinien . . . . . . . . . . Radiotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ösophaguskarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Therapierichtlinien . . . . . . . . . . Radiotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pankreaskarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Therapierichtlinien . . . . . . . . . . Radiotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vaginalkarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Therapierichtlinien . . . . . . . . . . Radiotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Endometriumkarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Therapierichtlinien . . . . . . . . . . Radiotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zervixkarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Therapierichtlinien . . . . . . . . . . Radiotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Seminom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Therapierichtlinien . . . . . . . . . . Prostatakarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Therapierichtlinien . . . . . . . . . . Radiotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kolorektale Karzinome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Therapierichtlinien . . . . . . . . . . Radiotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Analkarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Therapierichtlinien . . . . . . . . . . Radiotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Harnblasenkarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Therapierichtlinien . . . . . . . . . . Weichteilsarkome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Therapierichtlinien . . . . . . . . . . Radiotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ewing-Sarkom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Therapierichtlinien . . . . . . . . . . Radiotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Strahlentherapie bei benignen Erkrankungen .
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IX 116 116 117 117 118 118 118 121 121 121 122 122 123 123 124 124 124 125 125 125 126 126 126 127 127 127 127 127 128 128 128 128 128 128 128 129 129 130 130 130 131 131 132 133 133 133 133 133 134 134 134 134 134 134 135 135 135 135
X
Inhalt
5.5.20 Notfallindikationen . . . . . . . . . . . . . Akute Querschnittsymptomatik . . Obere Einflussstauung . . . . . . . . Tumorblutung . . . . . . . . . . . . . 5.6 Nebenwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . D. Schulz-Ertner; F. Sterzing
.......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..........
136 136 136 137 137
6
Nuklearmedizin
..................... P. Bartenstein; A. Haug; R. Hünerbein
138
6.1
Herstellung von Radionukliden . . . . . . . . . . . . . P. Bartenstein; A. Haug Isotopenherstellung im Kernreaktor . . . . . . . . . Isotopenherstellung im Nuklidgenerator . . . . . Isotopenherstellung im Zyklotron . . . . . . . . . . . Nuklearmedizinische Diagnostik . . . . . . . . . . . . Grundprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . P. Bartenstein; A. Haug Radiopharmazie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . P. Bartenstein; A. Haug; R. Hünerbein Geräte- und Messtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . P. Bartenstein; A. Haug; R. Hünerbein Gamma-Kamera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PET (Positronen-Emissions-Tomografie) . . . . In-vitro-Diagnostik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . P. Bartenstein; A. Haug; R. Hünerbein Stellenwert im Vergleich zu anderen diagnostischen Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . P. Bartenstein; A. Haug Nuklearmedizinische Therapie . . . . . . . . . . . . . . P. Bartenstein; A. Haug Radiojodtherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Selektive interne Radiotherapie (SIRT) . . . . . . . Radioligandentherapie mit Somatostatinanaloga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
138
6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3
6.2.4 6.2.5
6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.3
138 139 139 139 139
1.1.7
1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 1.2.6 1.2.7 1.2.8 1.2.9 1.3 1.3.1 1.3.2
140 141 141 142 143 144
145
145 146 146
1.3.3 1.3.4 1.3.5 1.3.6 1.3.7 1.3.8 1.3.9 1.3.10 1.3.11 1.4 1.4.1 1.4.2
147 1.4.3 1.4.4 1.4.5
Spezielle Radiologie Teil B 1
Thorax
...............................
152
Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konventionelle Röntgendiagnostik . . . . . . . . . . Dorsoventrale Thoraxübersichtsaufnahme . . . Seitaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Übersichtsaufnahme im Liegen . . . . . . . . . . Röntgenaufnahmen bei speziellen Fragestellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Thoraxdurchleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Computertomografie (CT) . . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetresonanztomografie (MRT) . . . . . . . . . . Gefäßdarstellende Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . Nuklearmedizinische Verfahren . . . . . . . . . . . . Perfusionsszintigrafie . . . . . . . . . . . . . . . . Inhalationsszintigrafie . . . . . . . . . . . . . . . .
152 152 152 153 153
S. Fritzsche 1.1 1.1.1
1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6
154 154 154 155 158 160 160 160 160
1.4.6 1.4.7 1.4.8 1.4.9 1.4.10 1.4.11 1.4.12 1.4.13 1.4.14 1.4.15
Perkutane Interventionen . . . . . . . . . . . . . . . . . Perkutane Nadelbiopsie . . . . . . . . . . . . . . . Perkutane CT-gesteuerte Abszessdrainage . . . Die normale Thoraxübersichtsaufnahme . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Thoraxwand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zwerchfell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pleura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lunge und Lungengefäße . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tracheobronchialsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bronchopulmonale Segmente . . . . . . . . . . . . . . Lungenhili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mediastinum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Leitbefunde – vom radiologischen Befund zur Diagnose thorakaler Erkrankungen . . . . . . Lokalisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verschattungsmuster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Azinäres Verschattungsmuster . . . . . . . . . . Interstitielles Verschattungsmuster . . . . . . . Lungenrundherd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ringschatten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verkalkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Atelektase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Totalverschattung einer Thoraxhälfte . . . . . . . . Hypertransparenz einer Thoraxhälfte . . . . . . . Hilusvergrößerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Veränderungen des Standes und der Beweglichkeit des Zwerchfells . . . . . . . . . . Thoraxwand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fehlbildungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Erkrankungen der Pleura . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pleuraerguss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pneumothorax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pleuraschwiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pleuramesotheliom . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lungenemphysem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bronchiektasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pneumonien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pilzpneumonien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tuberkulose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Echinokokkose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Askaridose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Interstitielle Lungenerkrankungen . . . . . . . . . . Pneumokoniosen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Durch Arzneimittel verursachte Lungenveränderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Durch Strahlen verursachte Lungenveränderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Maligne interstitielle Lungeninfiltration . . . . . ARDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sarkoidose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tumoren der Lunge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Benigne Tumoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bronchialkarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lungenmetastasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . Malignes Lymphom . . . . . . . . . . . . . . . . .
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
160 161 162 162 162 164 165 167 167 168 168 170 170
172 172 173 173 173 175 176 177 178 179 180 180 181 182
185 185 185 185 188 190 191 192 194 195 195 197 199 203 203 204 204 207 208 209 210 211 213 213 213 216 218
Inhalt
1.4.16 Erkrankungen des Lungenkreislaufs . . . . . . . . . Pulmonale Hypertonie und Cor pulmonale . . . Lungenembolie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.17 Erkrankungen des Mediastinums . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Intrathorakale Struma . . . . . . . . . . . . . . . . Intrathorakale Epithelkörperchenadenome . . Neurogene Tumoren . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.18 Zwerchfellhernien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
219 219 220 223 223 224 224 224 225
3.1.3
Herz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 J. Malms
2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6 2.2
2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4
2.3.5
2.3.6
3
Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konventionelle Röntgendiagnostik . . . . . . . . . . Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Echokardiografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Computertomografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetresonanztomografie . . . . . . . . . . . . . . . . Angiokardiografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nuklearmedizinische Verfahren . . . . . . . . . . . . Leitbefunde – vom radiologischen Befund zur Diagnose kardialer Erkrankungen . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Herzinsuffizienz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Arterielle Hypertonie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Koronare Herzerkrankung (KHK) . . . . . . . . . . . Häufige erworbene Herzklappenfehler . . . . . . Aortenklappenstenose . . . . . . . . . . . . . . . . Aortenklappeninsuffizienz . . . . . . . . . . . . . Mitralklappenstenose . . . . . . . . . . . . . . . . Mitralklappeninsuffizienz . . . . . . . . . . . . . Häufige angeborene Herzfehler . . . . . . . . . . . . . Vorhofseptumdefekt (ASD) . . . . . . . . . . . . . Ventrikelseptumdefekt (VSD) . . . . . . . . . . . Persistierender Ductus arteriosus (PDA) . . . . Fallot-Tetralogie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aortenisthmusstenose . . . . . . . . . . . . . . . . Perikarditis und Perikarderguss . . . . . . . . . . . .
Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
227 227 227 229 231 232 234 236
3.1.2
3.2.2 3.2.3
237 238 238 240 240 243 243 244 245 246 247 247 248 249 250 251 252
..............
254
Niere und ableitende Harnwege . . . . . . . . . . . . Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Abdomenübersichtsaufnahme . . . . . . . . . . . Ausscheidungsurografie . . . . . . . . . . . . . . . Retrograde Ureteropyelografie . . . . . . . . . . Miktionszystourethrografie . . . . . . . . . . . . Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Computertomografie . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetresonanztomografie . . . . . . . . . . . . Angiografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kavografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lymphografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nuklearmedizinische Untersuchungsverfahren Leitbefunde – vom radiologischen Befund zur Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
254 254 254 254 256 257 257 258 258 259 259 259 259
V. Engelbrecht 3.1 3.1.1
3.2 3.2.1
3.3 3.3.1
3.3.2
3.4 3.4.1 3.4.2
3.5 3.5.1 3.5.2
Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Angeborene Fehlbildungen . . . . . . . . . . . . . Pyelonephritis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nierenabszess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Urogenitaltuberkulose . . . . . . . . . . . . . . . . Obstruktive Uropathie . . . . . . . . . . . . . . . . Urolithiasis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zystische Nierenerkrankungen . . . . . . . . . . Tumoren der Niere und ableitenden Harnwege Vaskuläre Erkrankungen . . . . . . . . . . . . . . Niereninsuffizienz . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verletzungen der Nieren . . . . . . . . . . . . . . Männliche Geschlechtsorgane . . . . . . . . . . . . . . Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CT und MRT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Leitbefunde – vom radiologischen Befund zur Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Benigne Prostatahyperplasie . . . . . . . . . . . . Prostatakarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prostatitis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hodentorsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Entzündungen von Hoden und Nebenhoden . Hydrozele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Varikozele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hodenretention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Maligne Hodentumoren . . . . . . . . . . . . . . . Weibliche Geschlechtsorgane . . . . . . . . . . . . . . Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CT und MRT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hysterosalpingografie . . . . . . . . . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Adnexitis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uterusmyom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zervixkarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Korpuskarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ovarialtumoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nebenniere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nebennierenszintigrafie . . . . . . . . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nebennierenadenom . . . . . . . . . . . . . . . . Nebennierenkarzinom und Nebennierenmetastasen . . . . . . . . . . . . . . Phäochromozytom . . . . . . . . . . . . . . . . . . Neuroblastom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Erkrankungen des Retroperitonealraums . . . . . Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Retroperitoneale Fibrose . . . . . . . . . . . . . . Retroperitoneales Hämatom . . . . . . . . . . . .
260
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
XI 263 263 263 264 264 264 266 268 272 275 278 279 281 281 281 282 282 283 283 284 285 286 287 287 288 288 289 290 290 290 290 291 291 291 292 293 293 294 295 295 296 296 296 297 298 299 300 300 300 300 301
XII 4
Inhalt
Skelett
............................... J. D. Moritz; K. Beitzel
Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spezielle Anatomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Knochenentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . Akzessorische Knochen . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.2 Konventionelle Röntgendiagnostik . . . . . . . . . . Konventionelle Projektionsradiografie . . . . . Gehaltene Aufnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.3 Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.4 Computertomografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.5 Magnetresonanztomografie . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.6 Arthrografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.7 Nuklearmedizinische Verfahren . . . . . . . . . . . . Skelettszintigrafie/Knochenszintigrafie . . . . . Positronenemissionstomografie (PET) . . . . . . 4.2 Leitbefunde – vom radiologischen Befund zur Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.1 Periostale Reaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.2 Veränderungen der Knochendichte . . . . . . . . . Zunahme der Knochendichte – Transparenzverminderung . . . . . . . . . . . . Herabsetzung der Knochendichte – Transparenzvermehrung . . . . . . . . . . . . . 4.2.3 Weichteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Veränderungen mit erniedrigter Röntgendichte Veränderungen mit hoher Röntgendichte . . . 4.3 Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.1 Entwicklungsstörungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Achondroplasie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Osteogenesis imperfecta . . . . . . . . . . . . . . Angeborene Hüftgelenksdysplasie . . . . . . . . 4.3.2 Systemische erworbene Knochenerkrankungen Osteoporose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Osteomalazie und Rachitis . . . . . . . . . . . . . Primärer Hyperparathyreoidismus (pHPT) . . . Renale Osteopathie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.3 Vaskulär bedingte Knochenerkrankungen . . . . Knocheninfarkt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aseptische Knochennekrosen . . . . . . . . . . . 4.3.4 Epiphyseolysis capitis femoris . . . . . . . . . . . . . . 4.3.5 Osteochondrosis dissecans (OD) . . . . . . . . . . . . 4.3.6 Entzündliche Knochenerkrankungen . . . . . . . . Osteomyelitis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Weitere Osteomyelitis-Formen . . . . . . . . . . 4.3.7 Knochentumoren und tumorähnliche Veränderungen . . . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Benigne und semimaligne Knochentumoren . Tumorähnliche Läsionen („Tumor-like lesions“) Maligne primäre Knochentumoren . . . . . . . Knochenmetastasen . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.8 Ostitis deformans Paget . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.9 Fibröse Dysplasie (Jaffé-Lichtenstein) . . . . . . . . 4.3.10 Gelenkerkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Degenerative Gelenkerkrankung . . . . . . . . . Arthritis urica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chondrokalzinose . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rheumatoide Arthritis . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1 4.1.1
302 302 302 302 304 304 304 305 306 307 308 308 309 309 310 310 310 311 311 312 312 313 313
315 315 315 316 317 319 319 321 322 323 324 324 325 329 330 331 331 333 334 334 336 343 345 351 353 354 355 355 357 358 359
Arthritis psoriatica . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reiter-Syndrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spondylitis ankylosans . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.11 Allgemeine Traumatologie . . . . . . . . . . . . . . . . . Frakturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Besonderheiten im Kindesalter . . . . . . . . . . 4.3.12 Spezielle Traumatologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Klavikulafraktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Akromioklavikularluxation . . . . . . . . . . . . . Schultergelenkluxation . . . . . . . . . . . . . . . Humerusfrakturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . Unterarmfrakturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kahnbeinfraktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Karpometakarpale Verletzungen . . . . . . . . . Becken und Hüftgelenk . . . . . . . . . . . . . . . Femurfrakturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verletzungen des Kniegelenks . . . . . . . . . . . Unterschenkelfrakturen . . . . . . . . . . . . . . . Frakturen von Sprunggelenk und Fuß . . . . . .
5
Gefäßsystem und interventionelle Radiologie
360 362 362 362 362 364 372 372 372 373 374 375 376 377 378 379 381 382 382
........
385
Arterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konventionelle Röntgendiagnostik . . . . . . . . Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Computertomografie und Magnetresonanztomografie . . . . . . . . . . . . Angiografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Leitbefunde – vom radiologischen Befund zur Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Anatomische Varianten und Anomalien . . . . . Angiomatöse Malformationen . . . . . . . . . . . Aneurysmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aortendissektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Akuter arterieller Gefäßverschluss . . . . . . . . Chronische arterielle Verschlusskrankheit . . . Tumordiagnostik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Venen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Phlebografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Farbkodierte Duplexsonografie (FKDS) . . . . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . Primäre Varikose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Phlebothrombose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Postthrombotisches Syndrom . . . . . . . . . . . Kavathrombose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lymphsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Radiologische Methoden und Befunde . . . . . Interventionelle Radiologie . . . . . . . . . . . . . . . . Gefäßrekanalisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Perkutane transluminale Angioplastie (PTA) . . Lokale intraarterielle Fibrinolyse . . . . . . . . . Perkutane Aspirations-Thromboembolektomie (PAT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gefäßendoprothesen (Stents) . . . . . . . . . . .
385 385 385 385
H.-P. Reuter 5.1 5.1.1
5.1.2 5.1.3
5.2 5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.3 5.3.1
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
387 390 395 395 395 396 398 401 403 405 410 411 411 411 415 415 415 418 420 421 422 422 423 423 423 426 427 429
Inhalt
5.3.2 5.3.3 5.3.4
6
Arterielle Katheterembolisation . . . . . . . . . . . . 430 Intraarterielle Chemotherapie . . . . . . . . . . . . . . 431 Kava-Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
Ösophagus, Magen, Dünnund Dickdarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434
7.1.2 7.1.3
G. Grützner; C. Schmid-Tannwald 6.1 6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4
6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.3 6.3.1
6.3.2
6.3.3
7 7.1 7.1.1
Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konventionelle Röntgendiagnostik . . . . . . . . . . Abdomenübersichtsaufnahme . . . . . . . . . . . Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CT und MRT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spezielle Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . Ösophagus-Breischluck . . . . . . . . . . . . . . . Magen-Darm-Passage (MDP) . . . . . . . . . . . Fraktionierte Dünndarmpassage und Kontrastmitteluntersuchung nach Sellink . . . Kontrastmitteldarstellung des Kolons . . . . . . CT und MRT des Dünn- und Dickdarms . . . . . Virtuelle CT- und MR-Kolografie . . . . . . . . . MR-Defäkografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Leitbefunde – vom radiologischen Befund zur Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Freie Luft im Abdomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spiegelbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verkalkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ösophagus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Achalasie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ösophagusdivertikel . . . . . . . . . . . . . . . . . Ösophagusvarizen . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hiatushernien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ösophaguskarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . Magen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ulcus ventriculi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Magenkarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Der operierte Magen . . . . . . . . . . . . . . . . . Dünn- und Dickdarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dünndarmdivertikel . . . . . . . . . . . . . . . . . Ulcus duodeni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Einheimische Sprue (Zöliakie) . . . . . . . . . . . Maligne Dünndarmtumoren . . . . . . . . . . . . Morbus Crohn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Colitis ulcerosa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ischämische Darmerkrankungen . . . . . . . . . Kolondivertikel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kolonpolypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kolorektales Karzinom . . . . . . . . . . . . . . . Ileus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
434 434 434 434 435 435 435 436
7.2 7.2.1
437 438 439 440 441
442 442 442 442 443 443 443 444 445 446 448 449 449 451 453 454 454 455 456 457 459 462 464 465 467 468 470
7.2.2
7.2.3
7.3 7.3.1
7.3.2
Leber, biliäres System, Pankreas, Milz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473 Leber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . T. Helmberger; W. Sommer; C. Zech Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Abdomenübersichtsaufnahme . . . . . . . . . . . Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
* Mitarbeiter früherer Auflagen
473 473 473 473
7.3.3
Computertomografie . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetresonanztomografie . . . . . . . . . . . . Leitbefunde – vom radiologischen Befund zur Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lage- und Formanomalien . . . . . . . . . . . . . Diffuse Lebererkrankungen . . . . . . . . . . . . Benigne Tumoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Maligne Tumoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sonstige Lebererkrankungen . . . . . . . . . . . . Biliäres System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A. D. Helck; C.-P. Wallner* Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konventionelle Röntgendiagnostik . . . . . . . . Orale Cholezystografie . . . . . . . . . . . . . . . Intravenöse Cholezystografie . . . . . . . . . . . Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Endoskopisch retrograde Cholangiografie (ERC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Perkutane transluminale Cholangiografie (PTC) Computertomografie . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetresonanztomografie . . . . . . . . . . . . Leitbefunde – vom radiologischen Befund zur Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Größen- und Formveränderungen der Gallenblase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gallengangsveränderungen . . . . . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cholezystolithiasis . . . . . . . . . . . . . . . . . . Choledocholithiasis . . . . . . . . . . . . . . . . . Cholezystitis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cholangitis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Primär sklerosierende Cholangitis (PSC) . . . . Gallenwegstumoren . . . . . . . . . . . . . . . . . Gallenblasentumoren . . . . . . . . . . . . . . . . Pankreas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . U. Müller-Lisse; C. Schmid-Tannwald Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konventionelle Röntgendiagnostik . . . . . . . . Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Computertomografie . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetresonanztomografie . . . . . . . . . . . . Angiografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nuklearmedizinische Verfahren . . . . . . . . . . Endoskopische retrograde Cholangio-Pankreatografie (ERCP) . . . . . . . . Leitbefunde – vom radiologischen Befund zur Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Physiologische Befunde . . . . . . . . . . . . . . . Altersbedingte Veränderungen . . . . . . . . . . Wichtige pathologische Veränderungen des Pankreas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wichtige Entwicklungsstörungen . . . . . . . . Akute Pankreatitis . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chronische Pankreatitis . . . . . . . . . . . . . . . Pankreastumoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
XIII 474 475 475 475 475 476 479 483 486 489 490 490 490 490 491 492 492 493 494 495 495 496 496 496 499 500 502 503 503 504 505 506 506 506 507 508 511 511 512 513 513 513 513 515 515 516 518 520
XIV
7.4 7.4.1
7.4.2
7.4.3
Inhalt
Mukoviszidose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hämochromatose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pankreasverletzungen . . . . . . . . . . . . . . . . Pankreastransplantation . . . . . . . . . . . . . . Milz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C. Born; K. Herrmann Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konventionelle Röntgendiagnostik . . . . . . . . Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Computertomografie . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetresonanztomografie . . . . . . . . . . . . Angiografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nuklearmedizinische Verfahren . . . . . . . . . . Leitbefunde – vom radiologischen Befund zur Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Umschriebene Milzveränderungen . . . . . . . . Diffuse Milzveränderungen . . . . . . . . . . . . Entzündliche und infektiöse Erkrankungen der Milz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Anomalien, Lage- und Normvarianten . . . . . . Vaskuläre Milzerkrankungen . . . . . . . . . . . Milzverletzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Portale Hypertension . . . . . . . . . . . . . . . .
525 525 525 525 526
9.3.4
530 530 532
9.3.5
534 534 534 534 536 538
Mamma
............................. K. Hellerhoff; T. Schloßbauer; D. Klütsch*
540
8.1 8.1.1 8.1.2 8.1.3 8.1.4 8.1.5
540 540 545 545 546 547 547 548
8.3.1 8.3.2 8.3.3 8.3.4 8.3.5
Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mammografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Galaktografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetresonanztomografie . . . . . . . . . . . . . . . . Interventionelle Mammadiagnostik . . . . . . . . . Gewebeentnahmen (Biopsien) . . . . . . . . . . Präoperative Markierung . . . . . . . . . . . . . . Leitbefunde – vom radiologischen Befund zur Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Akute Mastitis puerperalis und nonpuerperalis Mastopathie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fibroadenom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zysten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mammakarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
ZNS
.................................. D. Uhlenbrock; J. Reinartz
555
9.1 9.1.1 9.1.2 9.1.3 9.1.4 9.1.5 9.1.6 9.2 9.3
Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konventionelle Röntgendiagnostik . . . . . . . . . . Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Computertomografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetresonanztomografie . . . . . . . . . . . . . . . . Angiografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nuklearmedizinische Diagnostik . . . . . . . . . . . . Leitbefunde – vom CT-Befund zur Diagnose . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
555 555 555 555 556 557 557 558
8.3
9.3.2 9.3.3
526 526 527 528 528 529 529
8
8.2
9.3.1
548 548 548 549 550 551 551
559
9.3.6
9.3.7 9.3.8
Intrakranielle Tumoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Radiologische Diagnostik . . . . . . . . . . . . . . Demenzielle Erkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . . Zerebrovaskuläre Erkrankungen . . . . . . . . . . . . Akute zerebrale Ischämie . . . . . . . . . . . . . . Sinus- und Hirnvenenthrombose . . . . . . . . . Gefäßfehlbildungen . . . . . . . . . . . . . . . . . Intrazerebrale Blutungen . . . . . . . . . . . . . . Traumatische Schäden des Gehirns . . . . . . . . . . Commotio cerebri . . . . . . . . . . . . . . . . . . Contusio cerebri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Posttraumatisches Subduralhygrom . . . . . . . Epiduralhämatom . . . . . . . . . . . . . . . . . . Subduralhämatom . . . . . . . . . . . . . . . . . . Entzündliche Erkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . Meningitis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Enzephalitis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Toxoplasmose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hirnabszess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Entmarkungs- und Speicherkrankheiten . . . . . Multiple Sklerose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Morbus Wilson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hydrozephalus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Neuropädiatrische Erkrankungen . . . . . . . . . . . Perinatale Blutungen . . . . . . . . . . . . . . . . . Hypoxisch-ischämisch bedingte Hirnschädigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
610
.......
612
10.1 Wirbelsäule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1.1 Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konventionelle Röntgendiagnostik . . . . . . . . Computertomografie . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetresonanztomografie . . . . . . . . . . . . Nuklearmedizinische Verfahren . . . . . . . . . . 10.1.2 Leitbefunde – vom radiologischen Befund zur Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Übergangswirbel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Blockwirbel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Form- und Größenänderungen . . . . . . . . . . Kyphose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1.3 Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . Skoliose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Enger Spinalkanal . . . . . . . . . . . . . . . . . . Basiläre Impression . . . . . . . . . . . . . . . . . Morbus Scheuermann . . . . . . . . . . . . . . . . Spondylolisthesis und Spondylolyse . . . . . . . Rheumatoide Arthritis . . . . . . . . . . . . . . . . Degenerative Erkrankungen der Wirbelsäule . Bandscheibenvorfall . . . . . . . . . . . . . . . . . Spondylitis ankylosans . . . . . . . . . . . . . . . Arthritis psoriatica . . . . . . . . . . . . . . . . . . Arthritis bei Morbus Reiter . . . . . . . . . . . . . Spondylitis und Spondylodiszitis . . . . . . . . . Frakturen der Wirbelsäule . . . . . . . . . . . . . (Disko)ligamentäre Verletzungen . . . . . . . . .
612 612 612 613 614 614
10
Wirbelsäule und Spinalkanal
559 559 561 569 575 575 581 584 587 593 593 593 594 595 596 598 598 599 601 602 603 603 606 607 609 609
J. Scheidler, I. Körte
* Mitarbeiter früherer Auflagen
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
614 614 615 615 617 617 617 618 619 620 621 622 623 624 626 628 628 628 629 634
Inhalt
10.2 Spinalkanal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.2.1 Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.2.2 Leitbefunde – vom radiologischen Befund zur Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Raumforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.2.3 Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . Hydro- und Syringomyelie . . . . . . . . . . . . . Arnold-Chiari-Malformation . . . . . . . . . . . . Commotio und Contusio spinalis . . . . . . . . . Myelitis transversa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3 Interventionell-radiologische Verfahren an der Wirbelsäule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3.1 Perkutane Biopsien und Knochenstanzen . . . . 10.3.2 Bildgesteuerte Interventionen bei degenerativen Erkrankungen der Wirbelsäule und der Bandscheibe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Facetteninfiltration/Facettenblockade . . . . . . Periradikuläre Therapie (PRT) . . . . . . . . . . . Intradiskale elektrothermale Therapie (IDET) . 10.3.3 Perkutane Vertebroplastie und Kyphoplastie .
11
635 635 635 635 640 640 641 642 642
12.2 12.2.1
12.3 12.3.1 12.3.2
643 643 12.3.3 643 643 644 645 645
12.3.4
Schädelbasis, Gesichtsschädel und Orbita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647
12.4 12.4.1
Trachealstenose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Halszysten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Halslymphknoten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Radiologische Methoden und Beurteilung . . . . Metastatisch befallene Lymphknoten . . . . . . Maligne Lymphome . . . . . . . . . . . . . . . . . Entzündlich veränderte Lymphknoten . . . . . Schilddrüse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagnostik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Anamnese und klinischer Befund . . . . . . . . . Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . Serum-Diagnostik (in vitro) der Schilddrüsenfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . Leitbefunde – vom radiologischen Befund zur Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . Blande Struma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Funktionelle Autonomie . . . . . . . . . . . . . . Morbus Basedow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Malignome der Schilddrüse . . . . . . . . . . . . Nebenschilddrüse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . .
XV 669 669 670 670 670 671 671 672 672 672 672 673 674 674 675 675 675 676 676 677 677
T. J. Vogl 11.1 11.1.1 11.1.2 11.1.3 11.1.4 11.1.5 11.1.6 11.1.7 11.2 11.3 11.3.1 11.3.2 11.3.3 11.3.4 11.3.5
11.3.6
Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Konventionelle Röntgendiagnostik . . . . . . . . . . Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Computertomografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetresonanztomografie . . . . . . . . . . . . . . . . Angiografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sialografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nuklearmedizinische Verfahren . . . . . . . . . . . . Leitbefunde – vom radiologischen Befund zur Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sinusitis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mukozele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nasopharynxtumoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Orbitatumoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Frakturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schädelbasisfrakturen . . . . . . . . . . . . . . . . Jochbeinfraktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mittelgesichtsfrakturen . . . . . . . . . . . . . . . Orbitabodenfraktur . . . . . . . . . . . . . . . . . Speicheldrüsentumoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
647 647 651 651 652 653 653 653
13
K. Schneider; I. Krüger-Stollfuß; R. Kursawe* 13.1 13.2 13.2.1 13.2.2
654 655 655 656 657 659 660 660 661 662 662 663
13.2.3 13.3 13.3.1
13.3.2
.................................. R. Brüning
665
12.1 Larynx, Trachea und Hypopharynx . . . . . . . . . . 12.1.1 Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Larynx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Trachea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hypopharynx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.2 Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund . . . . . . . . . . . . . . Laryngozele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Larynxkarzinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
665 665 665 666 666
12
Hals
* Mitarbeiter früherer Auflagen
667 667 668
Bildgebende Diagnostik im Kindesalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678
13.4 13.4.1
Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Thoraxdiagnostik in der Neonatologie . . . . . . . Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder . . . . . . . . . . . . . . . . . Surfactantmangelsyndrom . . . . . . . . . . . . „Nasse Lunge“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mekoniumaspirationssyndrom (MAS) . . . . . . Pneumonien des Neugeborenen . . . . . . . . . Bronchopulmonale Dysplasie (BPD) . . . . . . . Lungen- und Trachealfehlbildungen . . . . . . . Kongenitale Zwerchfellhernien . . . . . . . . . . Zwerchfelllähmung und Relaxatio diaphragmatica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Differenzialdiagnostische Übersicht . . . . . . . . . Urogenitaltrakt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Miktionszysturethrografie (MCU) . . . . . . . . Ausscheidungsurografie (AUG) . . . . . . . . . . Wichtige Krankheitsbilder . . . . . . . . . . . . . . . . . Harnabflussstörung durch kongenitale Obstruktionen der ableitenden Harnwege . . . Harnabflussstörung durch Konkremente . . . . Harnabflussstörung durch Raumforderungen . Gastrointestinaltrakt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Radiologische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sonografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Übersichtsaufnahmen des Abdomens . . . . . . Kontrastmitteluntersuchung des Magen-Darm-Traktes . . . . . . . . . . . . . . . . Weitere bildgebende Verfahren . . . . . . . . . .
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
678 678 678 679 679 681 682 683 684 685 689 690 691 692 692 692 693 694 694 694 700 700 701 701 701 701 702 703
XVI
Inhalt
13.4.2 Wichtige Krankheitsbilder . . . . . . . . . . . . Ösophagusatresie . . . . . . . . . . . . . . . Hypertrophe Pylorusstenose . . . . . . . . Atresien und Stenosen des Dünndarmes Nekrotisierende Enterokolitis (NEC) . . . Megakolon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Invagination . . . . . . . . . . . . . . . . . . Appendizitis . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
703 703 704 705 706 707 707 708
13.5 13.6
Erkrankungen von Herz und Gefäßen . . . . . . . . 709 Erkrankungen des Skelettsystems . . . . . . . . . . . 709
Quellenverzeichnis Sachverzeichnis
..................
711
.....................
714
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
4
1.1
A 1 Physikalische Grundlagen
PhyslkaliKhe Grundlagen
1
Physikalische Grundlagen
Strahlungsarten
1.1 Strahlungsarten
1.1.1 Einführung
1.1.1 Einführung
Strahlung bezeichnet die freie Ausbreitung von Energie im Raum. Teilchen· (Korpus· kular·)strahlung transportiert Masse und evtl. Ladung. (elektromagnetische) Wellen· strahlung weder Masse noch Ladung.
Mit Stra hlung bezeichnet man die freie Ausbreitung von Energie im Raum. Man unterscheidet Tellehenstrahlung (Korpuskularstrahlu ng) und Wellenstrahlung (elektromagnetische Strahlung). Wahrend Teilchenstrahlung Masse transportiert. ist dies bei Wellenstrah lung nicht der Fall. Die Bestandteile der Teilchenstrahlung. die Korpuskeln. können elektrisch geladen oder ungeladen sein. Wellenstrahlung ist stets ungeladen. ln der Quantentheorie werden der Wellenstrahlung Teilcheneigenschaften zugespro chen. Daher wird elektromagnetische Wellenstrahlung auch als Photonen· oder Quantenst rahlung bezeichnet. Ei ne wichtige Eigenschaft Jeder Strahlu ng ISt ihre Energie, die in Joule (J) gemessen wird.
Da elektromagnetosche Wellenstrahlung Teilcheneigenschaften besitzt (Quantentheorie). heißt sie auch Photonen·(Quanten· )strahlung
l Joule ist die Energie. doe man aufwenden muss. um eine Masse von ca. l 00 g um 1 Meter anzuheben. Strahlungsenergie wird in Elektronenvolt (eV) oder in Joule (J) angegeben.
Die durch Strahlung rransportierte Energie ist sehr viel kleiner als 1 Joule. Man verwendet daher eine spezielle Energieeinheit: das Elektronenvolt (eV). Ein Elekrronenvolt ist die Energie. die ein Elektron beim Durchlaufen einer Spannungsdifferenz von I Volt aufnimmt. Eine Lldung Q wird durch elektrische Felder beschleunigt. Beim Durchlaufen einer SpannungSdifferenz U gewonnt sie die kinetische Energie (fm): Ek,. • Q· U. Fürdie Umrechnung gilt: 1 eV = 1.602 ·10·' 9]. Häuf~g werden folgende Vielfache eines Elektronenvolts verwendet : = 10· • eV Millielektronenvolt: I meV = 0.00 I eV Kiloelektronenvolt: 1 keV • 1 000 eV • 103 ev Megaelektronenvolt: 1 MeV · 1000 000 eV • 100eV Gigaelektronenvolt: 1 GeV = 1000000000 eV = l
1.1.2 Tellehenstrahlung (Korpuskularstrahlung) Korpuskeln besitzen eine Ruhemasse und können eine Ladung tragen. Ihre Geschwindigkeit ist geringer als die Lichtgeschwindigkeit.
1.1.2 Teilchenstrahlung (Korpuskularstrahlung) Die Bestandteile der Teilchenstrahlung. doe Korpuskeln. besotzcn eonc Ruhemasse ( lllo) und können eine Ladung tragen. Ihre Geschwindigkeit ist immer kleiner als die wehtgeschwindigkeit und ergibt sich aus ohrer Energie. Die Energie setzt sich aus der sog. Ruheenergie E., und der Bewegungsenergie E.,. zusammen: E•Eo+E~rt 01
Ihre Ruheenergie ergibt sich aus der Ruhemasse.
Die Ruheenergie ergtbt sich aus der Ruhemasse und der Uchtgeschwindlgkeit (c) (Äquivalenz von Masse und Energie):
fo •mo c2 Es gibt stabile und Instabile Elementar· teilchen (subatomare Korpuskeln). Zu jedem dieser Teilchen existiert eon Antiteilchen. Die wlchtogsten Korpuskeln und ihre Eigenschaften zeigtTab. A-1.1 .
Häufig wird daher swt der Masse eines Korpuskels seine Ruheenergie angegeben. Als Elementartellehen bezeichnet man subatomare Korpuskeln. Es gobt stab1le (Eiekt· ron [e[. Proton [p[) und instabile Elementarteilchen (z. 8. Pionen. freie Neutronen [niJ. Zu jedem dieser Te1lchen ex1stiert ein Antiteilchen. Das Antiteilchen des negativ ge· ladeneo Elektrons ist das pos1tiv geladene Posorron. in Tab. A·1.1 sind die wichtigsten Korpuskeln und ihre Eigenschaften aufgeführt. Die Bezeichnung ..o:-Teilchen" für den Heliumkern bzw. .• ßTellchen" für Elektron und Posotron stammt aus der Zeit ihrer Entdeckung. als sie RJcht genauer charakterisiert werden konnten.
1. t .3 Wellenstrahlung
(elektromagnetische Strahlung) Elektromagnetische Wellen bestehen aus eonem elektrischen und eonem magnetischen Feld. die periodisch veränderlich sind.
1.1.3 Wellenstrahlung (elektromagnetische Strahlung) Elektromagnetische Wellen bestehen aus emem elektrischen und einem magnctischen Feld. Diese Felder sind periodisch veränderlich und schwingen senkrecht zueinander und senkrecht zur Ausbreitungsrichtung.
5
A 1.2 Die Struktur von Materie
Die wichtigsten Korpuskeln und Ihre Eigenschaften t..dung
Masse Im Vergleich an EWctron
Energie bei ein« R*h-lle von 10 cm
Elektron (ß )
-1
20 ~'!(;V
Positron (ß'l
+1
20MeV
Proton
1836
\eutron o-Tenc~
(Heliumkem)
0
1839
+2
7294
100 MeV
• Die Re
O>PO'""-
ln der Quantentheone Wl!rden elektromagneU!tezeachner man die Schwangungsweire (den maximal erreachten Abstand von der Mlnellag('). Dae Amplitude bestimmt dae Intensität einer Welle. Wellenlänge ~ und Frequenz f sind Ober die Ausbreitungsgeschwindigkeit c der Welle verknilpft c • ~ f l::lek1romal(netische Strahlung breatet SICh stets mit üchtgeschwindagkeir aus. Die l.Jchtgeschwind~gkeu .c) betragt am Vakuum ca. 300 000 km/s. Dae Enel'gle E der elektromagnetaschen Sllahlung ast Ihrer Frequenz f proportional: E • h f Die Naturkonstante h ast das Planck'sche Wirkungsquanrum: h • 6.626 10
N~h der Quant~nthffiri~ können.,,. auch durch ma$~ und ladungsfreoe Photonen beschrieben werden. Wellen s1nd durch Ihre Welk•niJnge. Frequenz und Amplotude charaktensaert. Die Wellenilloge in dN A~tand lWlschcn zwei Wcllenbcrgrn. Die Frequenz Ist die Zahl der Schwingungen pro Sekunde. Als Amplitude einer Welle bezeichnet man ihre Schwinqungswelte.
Die Ausbrmung9schwindlgk@lt einer elektrOma<Jneli~tho·ll Wt•llt• t•ntwroc:hl dt•r llchtgcschw>ndlgk•L D.e Energie elektromagneto~ther Wello.>n wächst proportional m1tohrer Frequenz.
14 ]s.
Zu den elektromagnetischen Wellen gehoren u. L sichtbares Licht. lnfrarotstrahlung. UV-Strahlung. R.Jdaowellcn. Rönrgcnmahlung. ' ·Strahlung und Miki'O\\-ellen. Diese Strahlungsarten unre~headrn
Zu den elektromagnetascl>l'n Wellen gehören u. a. ~cht~t'\ licht. tnfr~rOI·, UV-Str~hlunq. Röntgl'n· und y-Str.ol•iung Das g('SM!lt~ Spektrum zeigt Abb. A·l .l
1.2 Die Struktur von Materie
1.2
1.2.1 Aufbau von At omen
1.2.1 Aufb.lu von Atomen
Der Begnff des Atoms (gnech.: das Unrealbare wurde erstmals von den anttken Philosophen ~ukapp (um 4SO v. Chr.) und Demokrit (460-370 v. Chr.) verwendet. um den Aulbau der Matene zu erkiJren. Die Denker daescr Zc:at hatten kcme Möglichkeit, ihre Vorstellungen von den Atomen experimentell Lu ilberprufen. Dies anderte sich erst zu Beginn des 19.Jahrhundert), als Dalton ( 1766· 1844) mat der Atomhypothese die stöchaometrischen Verhältnasse bea chemaschen Verbandungen erklärte. Wenig später stellte man fest. dass Atome keineswegs untealbar. sondern aus positiven und negativen Ladungen zusammengesetzt sand. 1911 beobachtete Rutherford (1871-1937) die Streuung von a-Teilchen an einerdünnen Goldfolie und leitete d.1raus die Vertcalung der Ladungen im Atom ab. Nach dem Atommodell von Rutherford bestehen dae Atome aus emer Hülle aus negativ geladenen Elektronen und einem pomav geladenen Kern, deretwa 10000-mal kleaner ist als das Atom. Dae Bandung der Elektronen an drn Krrn trfolgt durch dae elektromag· netische Wechselwirkung : Teikhcn gleachcr tlektnscher Ladung stoSen sich ab. Tealchen entgegengesetzter Laduns 11ehen sich an.
Der Atombegnff wurde llk.'ßt von den Ph•· losophen Leukipp und Dcmolcrit verwendet. [ßtzu Bcg1nn dt>\ t9. Jahrhunderts schuf u. a. Dalton eine experimentelle Grundlage !Ur diese Theorien.
01~
Struktur von ~t~rle
Nach dem Atommodell von Rutherford b<>strhen Atome aus ril1cr HOlle aus negatrv geladenen Elektronen und einem pos1liv geladenen Kern. Dae Elektronen werden durch die elektromagnetische Wechstl· wlrkung an den Kern gtbunden.
6
A
1 Physikalische Grundlagen
Das Spektrum der elektromagnetischen Strahlung 1.24
10 10
3 ·1 ol3
1.24 . 109
3 . 1022
U4 ·loB 1,24 . 107
kosmosehe Strahlung
•••
g'
A
:c"
1,24 -1o6
:! .:;;
)'-Strahlung
ur'
.."'c
Röntgenstrahlung
1.24 .
-g
;;;
2
3 . 1017
1,24 . 103
3 ·1016
1,24 . 102
3 -10 15
1,24 ·101
3 . 10 14
1,24 . 10~
3 . 10 11
1.24 . 10'1
3 ·10 12
1,24 ·10'2
3 10 11
1.24 . 10')
3 . 1010
1.24 . lo-4
3 . 109
1,24-10'
3 103
1,24 . 1o-6
3 . 107
1,24 . 10'7
Moboffunk
1,24 . 10"
Radoowcllen
UV·Strahlung
sichtb.lres LICht Infrarotstrahlung
1,24 . 1o-9
3 ·104
1.24 • 10'10
1.24 . 10'11 1,24 . 10'12
3 · 10 1
Niederfrequenz
1,24 . 10'1) 1,24 • 10'14
Frequenz (Hz)
{nergie
(eV)
Das Atom ee
•••
_{PTn) ~
Das Atom (hier am Beispoel des 4 He) ist aus Protonen (p). Neutronen (n) und einer Hülle aus Elektronen (e') aufgebaut.
7
A 1.2 Die Struktur von Materie
Darstellung eines chemischen Elements A
z
Element
N
.Element" steht für das Symbol des chemischen Elements.• A" und .Z" stehen für die Massen· bzw. Ordnungszahl, .N" steht für die Neutronenzahl.
Der Atomkern ist ebenfalls nicht unteilbar. sondern aus Nukleonen aufgebaut: den positiv geladenen Pl'otonen und den ungeladenen Neutronen {Abb. A·1.2 ). Die Nukleonen werden durch die sog. starke Wechselwirkung (d1e Kernkraft) anein· ander gebunden. Diese anziehende Kraft ist im Bereich der kurzen Distanzen des Atomkerns sehr viel starker als die abstoßende elektromagnetische Kraft, d1e zwischen den positiv geladenen Protonen wirkt.
Der Atomkern besteht aus Nukh~onen (Protonen und Neutronen. Abb. A·1.2). d1e durch die sog. starke Wechselwiri
Die Atome emes chemischen Elements werden durch die 7.ahl der Proto· nen. die als Ordnungszahl Z bezeichnet wird. char<~kterisiert. Atome mit gle1cher Protonenzahl. aber verschiedener Neutronenzahl N werden als Isotope eines Elements bezeichnet. Eine durch eine besnmmte Protonen· und Neutronenzahl charakterisierte .,Atomsorte" wird als Nuklid bezeichnet. Die Summeaus Proronenund Neutronenzahl w1rd als Massenzahl A bezeichnet. Zur vollständigen Charakterisierung eines chemischen Elements verwendet man die in Abb. A-1.3 dargestellte Symbolschre1bweise. Da das Elementsymbol die Zahl der Protonen bereits ei ndeutig festlegt und die Neutronenzahl sich aus der Differenz von Massen- und Ordnungs7ahl ergibt. wird haufig nur seine Massen1ahl angl'gebcn. um das Isotop eines Elements zu charakterisieren (z. B. 60Co oder Co-60). D.ls Atom ist nach außen hin elektrisch neutral. da die Anzahl der Elektronen in der Hülle der Anzahl der l>rotoncn im Kern entspricht. Ist d1e Zahl der Hüllenelektronen verschieden von der Protonenzahl. so isr das Atom elektrisch geladen. Dann spricht man nicht von emem Atom. sondern von cinrm Ion. Symbolisch wird d1eser Zustand durch Angabe des Ladungszustandes dargestt'llt (z. B. Na', Cl", fel·).
Abb. A·1.3 zeigt die Darstellung eine~ chemischen Elements. Zur Kenn7eichnung eines Isotops dieses Elements genügt die Massenzahl. Ein AIOm ist elektrisch neutral. da es genauso 111ele Elekuonen w~e Protonen bestut. Stimmt deren Anzahl nicht überein, ist das Atom elektrisch geladen ur>d man sp
1.2.2 Das Schalenmodell
1.1.1 Das Schalenmodell
Aus der zu Beginn des 20.jahrhunderts entwickelten Theorie der Quantenmechanik ergibt s1ch, dass sich die Elektronen in der Atomhülle nur aufSchalen mit bestimmter Energie (Energieniveaus) bewegen können. jede Schale kann nur eine bestimmte Anzahl von Elektronen aufnehmen. Du? energieärmste Schale heißt K·Schale. die fol· genden. zunehmend energiereichen Schalen werden als L·, M·, N-Schalen erc. be· zeichnet. Ihr Energiewert entspricht der Energ1e. die notwendig ist. um das jeWI!ilige Elektron voll ständig vom Atom zu trennen. d. h. das Atom zu IOnisieren. Die Energien liegen je nach Element zwischen 10 eV und 100 keV. Statt das Atom zu verlassen. was zur Ionisation führt, kann das Elektron auch auf eine Schale hoherer Energie übergehen (Anregung), sofern diese noch nicht vollständig besetzt ist. Damit der Obergang möglich ist. muss dem Elektron die Energiedifferenz zwischen den Energieniveaus zugefUhrtwerden (Abb. A·1.4). D1es kann durch Phmonen- oder Korpuskularstrahlung geschehen. wobei sich wegen des Energieerhaltungsgesetzes die Energie des Photons oder Korpuskels genau um d1e übertragene Energie verringert. Nach einer Anregung geht ein angeregtes Atom wieder in den Grundzustand ober. mdem das Elektron auf eine Schale genngerer Energ1e. d. h. eine Wl!iter innen liegende Schale, zurückkehrt. Die Energiedifferenz gibt das Elektron in Form von Photo· nenstrahlung. der sog. charakteristischen (Röntgen·) Strahlung (Abb. A-1.4). oderbei leichtatomigem Marerial - durch Emission eines Elektrons aus emer außeren Schale (sog. Auger-Eiektron) ab. Charakteristische Strahlung heißt so. weil die l.age der Energiemveaus für Jedes Element anders und die Energie der Strahlung somit für das Element charakteristisch ist. Handelt es sich bei der Photonenstrahlung um Licht, spricht man von Lumineszenz.
Aus der Quantenmechanik folgt. dass sich Elektronen nur auf Schalen bestimmter Energie (Energieniveaus) bewegen können. Oie Zahl der El~!ktront'n pro Schale ist be· grenzt. Die Schalen werden - in der Reihen· folge zunehmender Energie angeordnetals K·. L·. M·, N·Schalen etc. bezeichnet.
Durch Messung der Energie der charakteristischen Strahlung (Spektroskopie) kann das chem1sche Element identifiziert werden. Dies kann zur Element· analyse unbekannter Substanzen verwendet werden.
Statt das Atom zu verla s~n (Ionisation). kann ein Elektron auf eine Schale höherer Energie übergehen (Anregung). Die Ener· giedillerelll muss dem (lektron z. B. durch Strahlung zugeführt werden (Abb. A·1.4).
Geht ein angeregtes Elektron wieder auf eine Schale genngerer Energie über, ";rd die Energiedifferenz in charakteristische (Röntgen·) Strahlung (Abb. A-1.4) oder betlelchten Atomen - in die Emission eines Auger·Elektrons umgesetzt. Oie Emission von Licht he1ßt Lumineszenz.
8
A 1 Physik:li·.che Grundlag~n
Das Schalenmodell lonisatoo
e
~~-Sch~
/1 0 • / Photon
(
(
\ •\
• l-Schale I
Auch der Atomkern teigt eine Schalenstruk· tur. Schalenübergänge von Nukleooen \ind nur unter Energieaufnahme (Kemanregung) oder -abgabe (Kernzerfall) in Form von (hochenergetischer) Strahlung möglich.
1.2.3 Der radioaktive Zerfall
K·Schale
~~
'
·~ · _.1--cha-r-ak-teris· · "-..._~ ).... tische '- _.Strahlung ......._~ (Photon)
e.
Die Elektronenhülle bestimmt die chemischen Eigenschaften eines Atoms. Bei der Bildung von Molekülen entstehen 1mmer volle Schalen.
""'
__.
Das Schalenmodell am Beispiel des Natriums. Die Prozesse Anregung. Ionisation und El'leugung der charakteristischen Strahlung sind schematisch dargestellt. Bei der Ionisation wird so viel Energie auf das Elektron übertragen. dass dieses das Atom verlassen kann. Bei der Anregung reicht die Energie dagegen nur für einen Übergang auf ein höheres EnergicniveiiU. Beim umgekehrten Prozess geht e10 Elektron unter Abgabe charakteristischer Strahlung auf ein niedrigeres Energieniveau über.
Die Elektronenhülle legt die chemischen Eigenschaften eines Atoms fest. Die Bildung von Molekülen erfolgt immer so. dass durch Elektronenübergä nge zwischen den beteiligten Aromen abgesch lossene (volle) Schalen erreicht werden. Daher sind Atome mit abgeschlossenen Schalen (z. B. die Edelgase Helium und Neon ) chemisch besonders reakrionm~ge. Wie die Elektronenhülle hat auch der Atomkern eine Schalensrrukrur. Überg;lnge von Protonen oder Neutronen zwischen yerschiedenen Energiemveaus können ebenfalls nur durch Energieaufnahme bzw. -abgabe (Kernanregung bzw. Kernzerfall) 10 Form von Strahlung erfolgen. Im Gegensatz zu Elektronenübergängen liegt die Energie dieser Str.lhlung tm Beretch von emigen MeV. Kernzerfälle stellen einen wichttgen Ursprung der radioaktiven Strahlung dar.
1.2.3 Der radioaktive Zerfall 1896 stellte Becquerel ( IB52- 1908) fest. dass eine photografische Platte durch Urankristalle geschwärzt wird. Dies führte zur Entdeckung des radioaktiven Zerfalls.
• Drflnttion.
Bei den meisten Elementen exislleren stabile und instllbile Isotope.
Die Tochternuklide instabiler Isotope können wiederum in\tab1l sein (Zerfallskette. Abb. A-1.5). Der radio.lktive Zerfall \VIrd nach der dabe; emittierten Strahlung e1ngeteilt. Reine Strahler emittieren immer dieselbe Strahlungsart
Beim radioaktiven Zerfall wandelt sich der Atomkern eines chemtschen Elements spontan und unter Aussendung von Strahlung in den Atomkern einesanderenchemischen Elements um. Diese Eigenschaft bezeichnet man als Radioaktivität. Nuklide mit dieser Eigenschart als radioaktive Nuklide (Radionuklide). Bei den meisten Eierneoren lassen sich stabile und Instabile (radioaktive) Isotope unterscheiden. Eine systemarische Anordnung (nach Ordnungszahl und Massenzahl) aller bekannten stabtlen und instabtlen Isotope findet sich z. B. in der Karlsruher Nuklidkarte. Der durch einen radioaktiven Zerfall neu entstehende Kern kann seinerseits instabil sein. so dass eme Zerfallskette entsteht (Abb. A·l .S). Anhand der Art der emittiertei\Strahlung unterscheidet man mehrere Formen des radioaktiVen Zerfalls. Wtrd betm radioaktiven Zerfall eines instabilen Kerns immer dieselbe Strahlungsart frei. spricht man von einem reinen Strahler. Bei m.1nchen r.Jdioakttven Nukltden treten verschiedene Zerfallsarten auf (z. B. bei 64Cu).
Fonmen des radioaktiven Zerfalls
Formen des radioaktiven Zerfalls
D1e wichtigsten Zerfallsarten sind:
Im Folgenden sind dte wichtigsten Zerfallsarten aufgefuhn.
a-Zerfall
a·Zerfall
Hierbei wird a·Strahlung in Form eines Heliumkerns (a-Teilchen) emittiert. Dadurch verringert sich d1e Massenzahl um 4, die Ordnungszahl um 2. Zusätzlich erhält der Heliumkern Bewegungsenergie.
Beim a-Zerfall wtrd a-Strahlung emittiert. Das Element X wandelt steh unter Aussendung emes Heliumkerns (a-Teilchen. bestehend aus 2 Protonen und 2 Neutronen) in das Element Yum. Dadurch verringen sich seme Massenzahl um 4, die Ordnungszahl
9
A 1.2 Die Struktur von Materie
Die radioaktive Zerfallskette von Gezeigt sind das Mutter· und die Tochter· nuklidemit Massen· und Ordnung~ahl sowie die beim Zerfall eines Nuklids emottierte Strahlungsart.
222
218
214
210
206 81
Tl (Thallium)
82 Pb (Blei)
83
84
86
85
Bi Po At (Bismut) (PolonKJm) (Astat)
Ordnungsz,,h17
Rn Element (Radon)
um 2. Die fre1 werdende Energie (im MeV-Bereich) wird in Bewegungsenergie des Heliumkerns umgesetzt. 1X-~~Y +~He+ Energie. z.B. ~2 Rn-i,l8 Po + Q +Energie
li-Zerfall
~Zerfall
Beim /}-Zerfall wird II-Strahiung in Form eines /}-Teilchens (Elektron oder Positron} emittiert. Daher unterscheidet man zwischen p-. und p·.Zerfall. Beim ß -Zerfall wandeil sich em Neutron umer Aussendung eines Elektrons und eines Antineutrinos in ein Proton um. Dadurch erhöh! sich die Ordnungszahl des Elemems um 1. Das Antineutrino besitzt keme l.ddung und nur einl' verschwindl'nclgeringe Masse. teilt sich Jedoch mit dem Elektron die frei werdende Bewegungsenergie.
H•erbcl wird ß-Strahlung in Form ernes ~ • oder ß' -Teilchens emittiert Beim II -Zerfall wandelt sich ein Neutron unter Aussendung eones Elektrons und eines Antineutrinos in ein Proton um. O.e Ordnungszahl des Element~ steigt um 1.
1X- ~. 1 Y + e· + v + Energie. z.B. \'~~Sr- ~Y + e· + v + Energie
Beim ß'-Zerfall wandelt sich ein Proton unter Aussendung einl's Positrons und eines Neulrinos in l'in Neutron um. Im Gegensatz 1um ll -Zerfall verringert s1ch dadurch die Ordnungszahl des Elements um I. Positron und Neutrinoteilen sich d1e frei werdende in Bewegungsenergie umgesetzte Energie. ~X -~-1 Y + e• +
Beim p--Zerfall wandelt sich ein Proton unter Aussendung eines PQsltrons und eines Neutrinos in ein Neutron um. Die Ordnungs· zahl des Elements sinkt um 1.
v +Energie. z.B.J 1C- !' 8 + e• + v +Energie
Kurz nach seiner Entstehung vereinigt sich das Positron mit einem Hüllenelektron. Dabei entstehen 2 Photonen (sog. Vernichtungsstrahlung), d1e sichmeinem Winkel von 180' voneinand~r entfernen. Die Energie jedes Photons entspricht der Ruhemasse des Elektrons bzw. Positrons. namlich 0,511 MeV. Mit dem ß" -Zerfall (der Aussendung eines Positrons und Neutrinos) konkumert der Elektroneneinfang (I<·Einfang): Bei der Umwand lung eines Protons m ein Neutron wird em Elektron aus der K-Schale in den Atomkern integnert. Dre Lücke m der KSchale wird durch ein Elektron aus einer energiereicheren Schale aufgefüllt. Die dabei frer werdende Energie wird in charakleristische Strahlung (s.o.) umgesetzt. Beim ß-Zerfall und beim Elektroneneinfang bleibt die Massenzahl glerch. Ein Beispiel eines reinen ß-Strahlers isl 12P.
Das Positron vereinigt sich mit einem Hllllenelektron. Es entstehen 2 Photonen (Vernichtungsstrahlung) mit einer Energie von jeweils 0.511 MW. Statt Aussendung eines Posrtrons und Neutrinos kann ein Elektron aus der K·Schale on den Atomkern integnom werden (Eiektroneneinfang, K-Einfang). Dabei wird charakterhtiS<:he Strahlung frei. Die Massenzahl bleibt in jedem Fall gleich. Ein reiner ~Strahler ist 12 P.
10
A
V·Zerfall
v·Zerfall
Beim v-Zerfall ändert sich weder Ordnungs· noch Massenzahl. Es findet nur ein Übergang emcs Nukleons von einem höhert'n aul ein geringeres Energieniveau statt. Dabei wird hochenf.'fgeti~che Photonenst rahJung (y·Strahlung) emrttlert.
Der y-Zerfall ist keine echte Kernumwandlung. da sich weder die Massen· noch die Ordnungszahl veränder!. Bei diesem Zerfall geht ein angeregter Kern wie erz. 8. nach einem Cl· oder ß·Zerfall entsteht, unter Aussendung eines Photons (y·Quam. d~her y·Strahlung) in einen Zustand geringerer Energie über. Im Kernschalenmodell wird dres durch den ÜbNgang eines Nukleons von einer Schale höherer auf eine Schale geringerer Energie erklärt.
t Physikalische Grundlagen
x·.
~x·- ~X + y, LB. ~~"'Tc • :"rc +
r
Nuklide. deren Keme längere Zeit im angeregten Zustand wrv;eilen. bezeichnet man als metastabil (l. 8. l'l<•r c). Sie sind reine v·Strahler.
Ein Kern kann zwischen Bruchteilen von Sekunden und Tagen im angeregten Zustand verweilen. Nuklide, deren Kerne längere Zeit im angeregten Zustand verweilen. be· zeichnet man als metastabil. Sie werden durch ein . m" neben der Massenzahl ge· kennzeichnet (z. B. -.,.c). Sie sind reine y·Strahler.
lndutierte Zerfälle
Induzierte Zerfälle
Induzierte Zerfälle finden nur bei künstlich hergestellten Isotopen statt. Es werden z. 8. Protonen oder Neutronen emittiert.
Beim induzierten Zerfall eines Kerns werden z. B. Neutronen oder Protonen emittiert. Induzierte Zerf
n + 1X -~·•x -~. 1 Y + p +Energie, z.B. n + ~4 N - ~5 N'- ~·c + p +Energie
P + 1X -~:1 Y -1., Y + n + Fnergle, z.B. p +~Be- ~0 8'- t B + n +Energie
Das Zerfallsgesett
Das Zerfallsgesetz
Der radioaktive Zerfall ist ein stochastischer Prozess. Für einen Atomkern ist nur die Zerfallswahrscheinlichkeit pro Zeitrntl'rvall (Zerfallskonstante) oder die mittlere Lebensdauer zu ermillein. Die Zahl der radioakWen Kt>me folgt ernem 4>Xponentiel· len Zerfallsgesett (Abb. A·1.6).
Der radio.1kt1ve Zerfall ist ein stochastischer Prozess. Für einen einzelnen Atomkern kann nur dre Zerfallswahrscheinlichkelt pro Zeitintervall (Zerf allskonstante i\, Einheil 1/s) oder d1e mittlere LebensdauerT • 1{A angegeben werden. Daraus ergibt sich das Zerfallsgesetz
Die Zerfälle pro Sekunde ergeben die Akti· vität des radioakhvcn Isotops (Ernhelt: Bq).
Die Halbwertszeit ist die Zeitspanne. nach der dit' Hälfte der ursprünglich vorhandenen Kerne und damrt der ursprünglichen Radioaktivität vorliegt.
N(t) • Noe·" ~ Noe·~•
Es gibt an. wre v1ele von den anr.!nglich vorhandenen Kernen (N0 ) nach Ablaufder Zeit t im Mrttel noch vorhanden sind (Abb. A·1.6). Die Anzahl der pro Sekunde 7erfallenden Kerne wird als Aktivität eines radioaktiven Isotops bezeichnet; sie ist der Anzahl der noch nicht Lcrfallenen Kerne proportional und hat daher den gleichen zeitlichen Verlauf(Abb. A-1 .6). Die Einheit der Aktivität isl das BecquNel (Bq): 1 BQ • 1 :Z.erfall/5 (s. auch S. 18). Aus der minieren Lebensdauer eines radioaktiven Isotops lässt sich nach T., • T ·ln2 seine Halbwertszeit berechnen. Dies ist die Zeitspanne. nach der die Hälfte der ur· sprOnglich vorhandenen Kerne Lerfallen und damit nur noch die H~lfte der ursprlingDas Zerfallsgeset% am Beispiel von ..mTc 100
Nach jeweils einer Halbwertszeit ist d1e lUllte der zuvor noch vorhande· nen Kerne zerfallen. Dadurch halbrert sich auch die Aktivität.
9()
80
a. 7060
1 Halbwertveit
E
1
50\
50
I
40
2 Halbwertszelten
I
30 25:1: 20
3 Halbwertsze•ten 4 Halbwertveiten
I
12.5~
tO
6,251
0 0
6
18
12 Zeit (h)
I 24
30
A 1.3 Wechselwirkung von Strahlung mit Materie
11
Iichen Radioaktivatät vorhanden ist. Nach 10 Halbwertszeitenast nur noch ( ~)10, d. h. etwa 1/1000 der ursprünglichen Aktlvitat vorhanden. Typische Radionuklide. die in der Medizin verwendet werden. und ihre Halbwerts· zciten sand: '''""Tc (6 Stunden). ..,Co (5.3 Jahre). ' 3 'J (8 Tage) und 67Ga (78 Srunden). Werden nach dem Zerfallsgesetz in einem bestimmten Zeitintervall NZerfalle erwartet, so führt die stochastische Natur des rad ioaktiven Zerfalls dazu. dass bei Messungen die tatsächliche Uhlrate um diesen Wert schwankt. Der Maltelwert dieser Messungen wird durch das Zerfallsgesetz beschrieben. Als Maß für die Schwankungen der Zählrate kann die Standardabweichung angegeben werden. Daese betragt für den Nachweis von N Zerfallen, N.
Die Halbwertszeit von -rc beträgt 6 Stund~n. die von 60Co 5.3 jah•e. Die an einer radioaktiven Probe gemessene Zählrate .chwankt um den vom Zerfalls· gesetz angegebenen Mittelwert. Diese Schwankung wird durch die Standard· abwelchung be~chrieben.
1.3 Wechselwirkung von Strahlung mit Materie
1.3
Bei derWechsdwirkung von Strahlung mir Materie wird Energie übertragen. je nach· dem. wie viel Energie auf Atome Obertr,lgen wird, kommt es zu emer Anregung (Übergang eines Elektrons auf eine Schale höherer Energie) oder zu einer Ionisation. Die Wechselwarkungen von Strahlung mit Materie. die zu Anregung oder lonasation führen. bezeichnet man auch als Prlmärprozesse. Reicht die übertragene Energie aus. um Atome zu ionisieren. spricht man von aonisierender Strahlung. reicht sie nicht dazu aus. spracht man von nichtionasaerender Strahlung. Beispiele für ionisierende Strahlung sind praktisch alle Arten von Korpuskularstrah lung sowae Röntgen-. y- und UV-Strahlung. Beaspiele fur nichtaonisaerende Strahlung sind sichtbares licht und Warmcstrahlung. Jn der Radiologie und der Nuklearmedizin wird ionisierende Strahlung eingesetzt Sie lässt sich in darckt und indarckt iomsierende Strahlung unterteilen. Direkt ionisierend sind elektrisch geladene Korpuskeln. Aufgrund ihres elektrischen Feldes konnen sae unmallelbar zu Anregung und Ionisation führen . Indirekt ionisierend sind ungeladene Korpuskeln (Neutronen ) sowie Röntgen- und y-Strahlung. Sie werden von Atomen 111 Materie absorbiert oder gestreut (s. u). Dabei wird Energie ubertragcn. Es werden geladene Korpuskeln erzeugt, die durch Zusammenstöße mit Hüllenelektronen zu Anregung und lomsation fuhren.
1.
Wedaseiwirkung von Strahlung mit Materte
Bei der WechselWirkung von Strahlung mit Materie wird Energ•c auf Atome übertragen. was zu Anregung oder Ionisation führt. Die Wechselwirkungen. die hierzu führen, heißen auch Prlmärprozesse. je nachdem, ob die übertragene Energie zur Ionisation ilusreicht. spricht man von ionisierender oder von nichtionisierender Strahlung. Radiolog•e und Nuklearmedizin verwenden ionisierende Strahlung. Direkt ionisierende Strahlung führt durch Zusammenstoß mit Elektronen zu Anregung und Ionisation. Indirekt ionisierende Strahlung wird durch Atome absorbiert oder gestreut. wobei geladene Korpuskeln entstehen. d1e zu Anregu ng und Ionisation führen.
Nur geladene Teilchen sind direkt ionisierend. Indirekt ionisierend sind B. Neutronen, Rönrgen- und y-Strahlung.
Welche Atome ionisiert werden. hängt von der Energie der ionisierenden Strahlung ab. So kann Röntgenstrahlung nahezu alle Atome. UV-Strahlung dagegen nur leichte Atome ionisieren. Die Häufigkeit der Wechselwirkung ionisaerender Strahlung mit Matcne h~ngt vor allem von der Art der Materie ab: je größer dae Dachte der Materie (d. h. die Ordnungszahl der Atome der Matene), desto häufiger finden Wechselwirkungen Statt.
1 .3. 1 Wechselwirkung indirekt ionisierender Strahlung
mit Materie Trifft indirekt ionisierende Strahlung auf Atome, kann sie durch diese absorbiert ' eingefangen) oder gestreut (aus ihrer ursprungliehen Richtung abgelenkt) werden. wodurch sie geschwächt wird.
Welche Atome ionisiert werden. ~ngt von der Energie der IOnisierenden St1 ahlung ab. Die WechselwirkungshäufJgkeit hängt vor allem von der D1chte der Materie ab.
1.3.1
Wechselwirkung indirekt Ionisierender Strahlung mit Materie
Wechselwirkung von Photonen mit Materie
Indirekt ionisierende Strahlung wird in Materie durch Absorption oder Streuung geschwächt. Wechselwirkung von Photonen mit Materie
Arten der Wechselwirkung
Arten der Wechselwirkung
Zwischen Photonen und Matene gibt es fünf Formen der Wechselwarkung: • Photoeffekt • Compton-Effekt • Paarbildung • klassische Streuung • Kernreaktionen.
Aultleten können Photoeffekt, ComptonEffekt. t>aarbildung. klassische Streuung oder KernreaktiOflen.
12
A
1 Physikalische Grundlagen
Wechselwirkungen von PhotonM mit Materie: Photoefft-kt (a), Compton ·Streuung (b), Paarbildung (c), klassische Streuung (d) und Kernreaktionen (e)
Atomkern
einfallendes Photon
•
c Atomkern Proton
J\1\1\J'-,,
einfallendes Photon
~
\ '-
•
•
Neutron
e,
Beim Photoelfelet (Photoabsorption. Phot oionisationI wird ein Photon absorbiert und ein Elektro• aus der AtomhOlle (meist aus einer inneren Schale) gelöst (Abb. A·1.7a). Bei Auffüllen der S
Unterschreitet de Strahlungsenergie absorbierter Phttonen die Energie emer S
Absorbiert ein Abm ein Photon mit einer Energie> 1.022 MeV, kann sich das Photon im Feld des Atorrkems in ein Elektron· Positron-Paar urrwandeln (Paarbildung. Abb. A-1. 7c).
Die bei diesen Wechselwirkungen gebildeten Elektronen erzeugen durch weitere lonisationen Sehodärelektronen. Bei der klassischen (kohärenten oder Rayleigh·) Streuung wird ein Photon an einem Hülleneiekron ohne Energieverlust gestr!'ut (Abb. A·l.7d). Absorbiert ein Atom ein Photon einer Energie > 2 MeV, sind Kernreaktionen wie die Emission eines Protons oder Neutrons möglich (Abb. A·1.7e).
Photoeffekt, Paarbildung und Kernreaktionen beruhen auf der Absorption eines Pho· tons durch em Atom. Beim Photoeffekt (Photoa bsorp tion. PhotoionisationI trifft ein Photon auf ein Hül· lenelektron und wird absorbiert. Die gesamte Energie des Photons wird auf das Hül· Jenelektron übertragen. Das Elektron. auch als Photoelektron bezeichnet, löst sich aus der Atomhülle ( Ionisation) (Abb. A-1 .7a). Beim Pl,otoeffekt ist die Energie des Pho· tons also größer als die Bindungsenergie des Elektrons. Der Photoeffekt findet vorwiegend an den inneren Schalen der Atomhülle sratt. Die Schale wird du rchein Elekt· ron aus einer äußeren Sch<Jie wieder aufgefüllt. Dabei wird charakteristische Strahlung oder (seltener) ein Auger-Eiektron enmttert (s. S. 7). Bei Zusammenstößen mit Hüllenelektronen werden Photonen absorbiert. Unterschreitet deren Energie die Bindungsene1-gie emer Schale, so nimmt die Absorption sprunghaft ab. da die Energie fiir eine Ionisation nicht mehr ausreicht. Man spricht von einer Absorptionskante ( s. Abb. A· 1.1 0). Beim Compton-Effekt (CDmpton-Streuung) trifft ein Photon auf ein HOIIent-lt-ktron und gibt einen Teil seiner Energie an dieses ab (vorwiegend an Elektronen ~ußerer Schalen). Das Elektron. auch als Comp!On· Eiektron bezeichnet, verlässt das Atom (lo· nisation). Durch den Zusammenstoß wird das Photon ausseiner ursprünglichen Richtung abgelenkt (gestreut ) und fliegt mit geringerer Energie bzw. Frequenz weiter (Abb. A·1.7b). Bei hohen Strahlungsenergien tritt die sog. Paarbildung auf: Ein Photon wird von einem Atom absorbiert und wandelt s1ch im Feld des Atomkerns in em Elektron-Po · sitron-Paar um (Abb. A-1. 7 c). Da jedes der Korpuskeln eine Ruhemasse von 0.511 MeV besitzt. findet dieser Prozess erst oberhalb einer Energieschwelle von 1.022 MeV stau. Das Posi tron verem1gt sich m unmittelbarer N~he St'ines Entstehungsortes mit einem Hüllenelektron und es entsteht Vernichtungsstrahlung (s.S. 9). Durch Photo· . Compton-Ene kt und Paarbildung erzeugte energiereiche Elektronen geben ihre Energie durch viele Zusammenstöße mit weiteren Aromen ab und erzeu· gen dabei sog. Sekundärelel
13
A 1.3 Wechselwirkung von Strahlung mit Materie
Folgen der Wechselwirkung
folgen der Wechselwirku119
Folgen der Wechselwirkungen sind: • Schwächung der Strahlung, an der die verschiedenen Wechselwirkungen je nach Strahlungsenergie und Material unterschiedlichen Anteil haben • Streustrahlung. Schwächung der Strahlung : Photonenstrahlung wtrd durch die beschriebenen Wechselwirkungen ellponentlell geschwächt: Eine Matenieschicht der Dicke x reduziert die Anfangsintensität 1. der Strahlung auf den Wert l(x):
Dies sind: • Schwächung der Strahlun9 • Streustrahlung.
l(x)
s
/0
e·~
Schwächung der Strahlung: Photonen· strahlung wird durch Wechs~lwirkungen e"'ponentiell geschwächt.
•
Der lineare Schwächungskoeffizient 1.1 hängt von der Dichte und der atomaren Zusammensetzung der durchstrahlu~n Materie (Ordnungszahl der enthaltenen Atome) und der Strahlungsenergie ab. je geringer die Dichte und die Ordnungszahl der Atome der durchstrahlten Materie und Je größer die Strahlungsenergie, desto kleiner ist 1.1 und desto geringer ist die Schwächung der Strahlung. Bildet man den Quotienten aus linearem Schwachungskoeffizient und der Dichte. erhä lt man den Massenschwächungskoeffiz.i enten (Einheit: cm2/g). Das exponentielle Schwächungsgesen führt zu einer starken Abnahme der Strahlungsintensität mit der Schichtdicke. Dte Intensität erreicht aber nie Null. D1eser Zusammenhang ist in Abb. A-1.8 dargestellt. Häufig wirdstalldes linearen Schwächungskoeffizienten die Halbwertsschichtdicke angegeben. Sie gtbt an, welche Schichtdicke des durchstr;ahlten Marerials dte Strahlungsintensität auf die Hälfte reduziert. Die Wahrscheinlichkeit des Aufrrerens der dufS. II f. beschriebenen Wechselwirkungen hängt von der Energie der Strahlung \Jnd dem durchstrahlten Material ab. Daher tragen dtc Wechselwirkungen je nach Strahlungsenergie u nd Material in unterschiedlichem Ausmaß zur Schwächung der Strahlung bei. Bei Strahlungsenergien bis ca. 60 keV ist in Wasser- also auch in Körpergewebevor allem der Photoeffekt fOrdte Schwachung der Strahlung verantwortlich. Darüber nimmt sein Beitrag zur Schwächung schnell ab. Bei Str;altlungsenergien zwischen 60 keV und 20 MeV ist vor allem der Compton·Effekt. im Energiebereich über 20 MeV die Paarbildung für die Schwächung der Srrahlung verantwortlich (Abb. A·1.9 ). Oie klassische Streuung trägt in Wasser bei Strahlungsenergien bis 10 keV zur Schwachung bei: der Beitrag isr im VergleiCh zum Photoeffekt jedoch g~ ring. Kernreaktionen schwächen Strahlung erst ab einer Energie von ca. 2 MeV. ln der Röntgendiagnostik spielen daher vor a llem Photo- und Compton-Effekt und in geringem Maße die klassische Streuung eine Rolle. Materialeigenschaften wirken sich wie folgt auf die Wech selwirkungshäufigkeit und damit auf die Schwächung der Strah lung aus: Der Photocll"ekt hängt in hohem Maße von der Ordnungszahl der Atome ab; er nimmt mit steigeoder Ordnungszahl stark zu. Der Compton-Effekt dagegen hängt kaum von der Ordnungszahl, aber stark von der MaterialdiChte ab: er nimmt mtt s tetgender Otchte zu. Der Paarbildungseffekt zeigt eine quadratische Abhängigkeit von der Ordnungszahl. Klassische Streuung nimmt mll stetgender Ordnungszahl7u. Relative Strahlungsintensität in einem Absorber ln Abhängigkeit von der Eindringtiefe bel unterschiedlichem linearem Schwächungskoeffizlent Sei Kurve A ist der lineare Schwächungs· koeffizientkleiner als bet Kurve 8.
2
4
6
Eindnngtiefe
8
10
Der lineare Schwikhungskoeffizient ~ hängt vom durchstrahlten Waterial und der Strahlungsenergie ab. Den Quotienten aus linearem Schwächungskoeff~tient und Dichte bezeichnet man als Massenschwächungs· koeffizienten.
Die Strahlungsintensität nirrmt mit Schichtdicke e'!)onentiell ab (Abb. A-1.8).
wach~ender
Oie Halbwertsschlchtdicke gibt an. welche SchichtdiCke die Str;hlungsintensität halbiert. Der Seitrag der WechseiWtrlungen zur Schwächung von Strahlung variiert mit der Strahlungsenergie und dem durchstrahlten Material.
Bei Strahlungsenergien bi! 60 keV ist dCf' Photoeffekt, von 60 kt'V bis ca. 20 MeV der Compton·Effekt und darub" die Paarbildung für die Schwächung der StrohJung aus· schlaggebend (Abb. A·1.9) Klassische Streuung trägt bei Strahfun~senergien bis 10 keV, Kemreaktionen tragen erst im MeV· Bereich zur Schwachung vo, Strahlung beo.
Der Photoeffekt hängt vor ~llem von der Ordnungyahl der Atome d's Materials, der Compton·Effekt vor allem v.>n dessen Dichte ab. Paarbildung und klassische Streuung hiingcn nur von der Ordnuogszahl ab.
14
A 1 Physikalische Grundlagen
Relativer Beltrag der Wechselwirkungen zwischen Photonen und Materie zur Schwächung von Strahlung in Wasser bei unterschiedlichen Strahlungsenergien relativer Beitrag zur Schwächung(%)
ca. 60 keV
100
ca. 20MeV
L
t
Compton-EIIekt
80
'
60 40 -
20
10
100
I 000
10000
100000
Photonenenergie (kcV) M•mmograph~e
Der Photoeffekt führt zu hohem Bildkontrast Mittels Compton-Effekt lassen sich nur Dichteunterschiede darstellen.
Thoraxaufnahme
Strahlentherapie
Dies hat AuSWirkungen auf den Bildkontrast in der Röntgendiagnostik: Die Absorption von Photonen durch den Photoeffekt führt zu hohem Bildkontrast Durch den Compton-Effekt dagegen lassen sich nur Dichteunterschiede darstellen. Zur Unterscheidung von Geweben mit ähnlicher Dichte {z. 8. Musl<el. Fett) wahlt man daher eme gennge, furCewebe mit stark unterschiedlicher Dichte (z. 8. ödemeoder pathologische Prozesse in der Lunge) eine hohe Srrahlungscnergie.
ln Materiahen m1t großer Ordnungstahl wird Strahlung auch bei Energien > 60 keV vor allem durch den Photoeffekt geschwächt.
Bei Materialien mit großer Ordnungsuh lle1stet der Photoeffekt auch bei Strahlungsenergien > 60 keV den Hauptbeitrag zur Schwächung von Photonenstrahlung. Daher wird Strah lu ng aller Energien von Knochen und Kontrastmirtel in hohem Maße ge-
Streustrahlung: Gestreute Photonen mindern die Qualildl von Röntgenaufnahmen.
Streustrahlung: Oie Ablenkung von Photonen aus ihrer ursprünglichen Richtung bei der Compton und der klassischen Streuung mi ndert die Qualität von Röntgenaufnahmen. Bei Energien um 100 keV wird Strahlung in Weichteilen fastausschließlich durch den Compton-Effekt absorbiert (Abb. A-1.9 ). Um den negativen Effekt der ComptonStreustrahlung auf die Qualität der Röntgenaufnahme zu verringern. werden in diesem Energiebereich wg. Streustrahlenraster {s. S. 68) vor der Filmkassette platziert. Niederenergetische Strahlung gehe m1r einem großen Massenschwächungskocffizienten einher (Abb. A-1.1 0) und wird somit fast vollständig im Patienten absorbiefl. Aufgrund der hohen Strahlenexposition ist sie- mit Ausnahme der Mammografil'für die Röntgendiagnostik nicht gee1gnet.
schwo~cht.
Bei Energien um 100 keV benutzt man zur Reduktion der Compton-Streustrahlung Streustrahlenraster (s. S. 68).
Niederenergetische Strahlung führt wegen des großen Massenschwä
Niederenergetische Strahlung fuhrt zu emer hohen StrahlenexpoSJtion. Bei der Mammografie kommen Strahlungsenergien bis ca. 30 keV zum Einsatz. Dadurch l'rreicht man einen guten Weichte~lkontrast. Nachteil ist die relativ hohe StrahlenexpOSI· tion.
D1e Mammografie isr die emZJge radiologische Untersuchung. bei der geringe Strahlungsenergien - bis ca. 30 keV- zum Einsatz kommen. Bei diesen Strahlungsenergien ist der Anteil des Photoeffektes .1n der Schwachung der Strahlung hoch. so dass man einen guten Kontrast zwischen den unterschiedlichen Weichteilgeweben erhält. Dadurch können kleinste Verkalkungen Sich tbar gemacht werden. Streustrahlung entstehe durch klass1~che Streuung. kaum durch den Compton-Effekt. Um den negativen Einfluss von Srreustrahlung aufdie Bildqualität zu reduzieren werden Streustr<Jhlenraster verwendet.
15
A 1.3 Wechselwirkung von Strahlung mit Materie
Abhänglgk~lt
des Massenschwächungskoeffizlenten von Wasser bzw. Blei von der Strahlungsenergie D1e bei Blei untemalb von 0.1 MeV skhtbare Absorptionskante ist durch den Photoeffekt bedingt.
0.01 0.01
0.1
10 100 StrahlungS<'Oergie (MeV)
Wechselwirkung von Neutronen mit Materie
Wechselwirkung von Neutronen mit Materie Neutronen 1reten durch Stöße mit Atomkernen in Wechselwirkung. Wird dabei der Aufbau des Kerns verändert. spricht man von inelastischer Wechselwirkung. sonst von elasti$Cher Wechselwirkung. Bei inelastischer Wechselwirkung absorbiert der Atomkern das auf ihn treffende Neutron und gibt die dabe1 aufgenommene Energie an"hließend in Fom1 von Strahlung w1eder ab. Diese Strahlung kann aus Protonen, Neutronen. a -Teilen oder schwereren Kernbausteinen bestehen. Wird nur y-Srrahlung emittiert. spricht man von emem Neutroneneinfang. Die inelastische Streuung an Cadmium oder Bor ist besonders wahrscheinlich. wobei anschließend a-Teilchen emittiert werden. Ein ige schwere Kerne (z. B. 235U) können in folge metaseischer Streuung m zwe1 nahew gleich große Anteile gespalten werden. Bei elast ischer Wechselwirkung von Neutronen an schweren Kernen findet eine starke Ablenkung. aber kein nennenswerter Energietransfer auf den Kern statt. Bei Streuung an leichteren Kernen wird mehr Energie übertragen. Bei Streuung an Wasserstoffkernen kann die gesamte Energ1e des Neutrons auf ein Proton Obertragen werden. weshalb zum Abbremsen von Neutronen leichte. wasserstoffhaltige Materialien geeignet sind (Paraffin. Wasser. Gewebe). Bei diesem vollständigen Energietransfer werden vorwiegend Protonen (sOg. Rückstoßprotonen) emiuierr.
1.3.2 Wechselwirkung direkt ionisierender Strahlung mit Materie DJrekt 1omsierende Strdhlung tritt Ober 1hre Ladung mit den Elektronen der Atom hülle und mit dem Atomkern in Wechselwirkung. Dabei werden die Korpuskeln ab· gebremst und gestreut. Das Abbremsen führt dazu. dass direkt ionisierende Strahlung im Gegensatz zu Photonenstrahlung eine begrenzte Reichweite hat (Abb.A·1.1 1). Abhängigkeit der relativen Dosis unterschiedlicher Strahlungsarten von der Eindringtiefe in Gewebe Erkennba1· ist die begrenzte Eindringtiefe von Protonen und Ionen. mit deutlichem Anstieg der Dosis kurz vor Ende der Rl'ichweite (Bragg-Peak ).
10)
- 8)
!!.
~
61
-~ -
4)
~ ~, ~
Protonen
b-_---------=-=_::_:=_:::_ ::::-: NOOflioncn
)~------.------,------~~
0
5
10
Ondnngtiefe (cm)
15
Neutronen treten durch Stöße mit Atomkernen in We
Bei elastischer Wechselwirkung kommt es JC nach Bau des Atomkerns zu Ablenkung des
Nrutrons und/oder Energietransfer auf den Kern. Bei Wechselwirkung mit Protonen
können 1\eutronen ihre gesamte Energie ver1ierl'n und setzen Rückstoßprotonen frei.
1.3.2 Wechselwirkung direkt
ionisierender Strahlung mit Materie Direkt loni,ier('nd(' Strahlung wird durch WechselWirkung m1t Atomen abgebremst und gestreut. Ihre Reichweite ist daher begrenzt (Abb. A·1.11).
16
A 1 Physikalische Grundtagen
Stoßbremsung am Belspiel eines Cl-Teilchens
_f,_ .:,. ::;J •· +
a ·Terlchen
K
y .• .·)·' I
....
/
/
, ...
· l~ r- ,, / ·e· . ~<:~-------/ Elektron \/ ,, , ......
Das a-Teilchen stößt mit einem Hüllen· elektroneines Kohlenstoflatom; 1usammen. überträgt einen Teil seiner Energie auf das Elektron und ionisiert so das Atom.
'
' Direkt ionisierende Strahlung hat eine endliche Reichweite: das expo· nentielle Schwächungsgesetz gilt ror sie nicht. o;e Wechselwioicungcn geladener Korpuskeln mit Materie werden durch das Bremsvermögen charakterisiert. Es besteht aus 2 Komponenten: Sto&bremsung und Strahlenbremsung. Zusammenstöße mit Hül~netektronen führen zur Stoß- oder lonlsatlonsbremsung (Abb. A·1.12). Gegen Ende der Reichweite der Korpuskeln nimmt das Sloßbremsvennögen stark zu (Bragg-Peak, s. Abb. A·1.11).
Bei der Strahlungsbremsung word die Bewegungsenergie von Elel
Der LET schwerer Korpuskeln (z. 8. Cl·Teilchen) ist wesentlich gröBer als
der von Elel
Zur Charakterisoerung der Wechselwirkung geladener Korpuskeln mit Materie ver· wendet man das sog. Bremsvermögen. Das Bremsvermögen setzt sich aus dem Stoßbremsvermögen (auch linearer Energietransfer oder I.ET) und dem Strahhongsbremsvcrmögen zusammen. Es gibt an, wie viel Energie das Korpuskel aufseoner Flugstrecke abgibt (s. auch S. 28). Stoßbremsung (Abb. A-1.12) wird durch Zusammenstöße der Korpuskeln mit den HOllenelektronen verursacht. Da hierbei die Atome ionisiert werden. spricht man auch von lonisationsbremsung. Hierbei wird eine Vielzahl von Sekundärelektronen erzeugt. je geringer die Geschwindigkeit der geladenen Korpuskeln ist. desro größer ist die Wahrscheinlichkeit solcher Zusammenstöße. Daher steigt der LET- und mit ihm die Tiefendosis - gegen Ende der Reichweite stark an (sog. Bragg-Peak. s. Abb. A-1.11 ). Daher kann man in der Strahlentherapie mit schweren geladenen Teilchen die Dosis in der Tiefe auf einen Thmor konzentroeren. Strahlungsbremsung {Abb. A-1.13) wird verursacht durch das Abbremsen der La· dungen im Feld des Atomkerns. 0.1bci wird die kinetische Energie des Korpuskels in Röntgenbremsstrahlung (kurz Bremssrrahlung) umgewandelt. Oie Strahlungsbremsung spieltjedoch nur für leichte Korpuskeln (Elektronen und Positronen) eine Rolle. FOr alle schwereren Korpuskeln ist soe unbedeutend. Elektronen können darüber hinaus am Kern gestreut werden, ohne Energie zu verlieren. Dies führt zu einer starken Streuung von Elektronenstrahlung in Materie. Schwere Teilchen können ebenfalls am Atomkern gestreut werden und dessen Aufbau verändern. Wegen ohrcr größeren Lddung ist der LET schwerer Korpuskeln (z. B. a-Teilchen) ca. I00- b1s I000-mal größer als der von Elektronen. Entlang der Bahn schwerer Korpuskeln findet sich folglich eine erheblich größere Anzahl von Sekundärelektronen. Wegen des om Vergleich zu Elektronen größeren LETs gilt: Be1 gleicher Energ1e ist die Reichweite schwerer Korpuskeln viel geringer als d1e von Elektronen.
Strahlungsbremsung am Beispiel eines Elektrons Das Elektron wird tm Feld des Atomkerns abge· bremst. Oie kinetische Energledtflerenz wird in Form eines Photons (RöntgenstrahIung) em1tticrt.
•c
tnerg~ärmerM
Elektron
17
A 1.4 Messung von Strahlung
Oie Reichweite von a-Tellchen on Luft beträgt nur wenige Zentimeter, m Wasser sind es nu r Bruchteile von Millimetern.
o·Tetlchen llicgen on Lult nur wenige Zentimeter weit.
1.3.3 Folgen der Wechselwirkung ionisierender Strahlung mit Materie
1.3.3 Folgen der Wechselwirkung
Die Wirkung ionisierender Strahlung auf Zellen wird vor allem durch Sekundärelekt· ronen hervorgerufen. die durch Wechselwirkungen (sog. rrimärprozesse. s.S. I I) eine Vielzahl von Molekillen anregen oder ionisieren. Die Anregung oder Jonis.1tion von Biomolekülen wie DNA oder von Wassermolekülen setzt chemische und biochemische Prozesse (sog. Sekundärprozesse) in Gang, die zu zellularen Veränderungen bzw. Schaden führen. Die Sekundärprozesse und ihre Auswirkungen auf Zellen sind aufS. 26 beschrieben.
ionisierender Strahlung mit Materie Die Anregung oder Ionisation von Biomolekülen oder Wasser (vor allem durch Sekundärelektronen) leitet Sekundärprozesse chemischer und biochemischer Art ein, die zu zellulären Veränderungen bzw. Schäden luhren (s. S. 26).
1.4 Messung von Strahlung
1.4
1 .4.1
1.4.1 Dosimetrische Messgrößen
Dosimetrische Messgrößen
Um die Wirkung von Strahlung auf ein biologisches System beschreiben zu können. benötigt man ein Maß für die absorbierte Strahlungsmenge. Die Dosis ist ein solches Maß. Sie g1bt Auskunft llber die bei Bestrahlung vom Gewebe absorbierte Energie. Strahlung, die den Körper ohne Energieübertrag wieder verlässt, tragt nicht zur Dosis bet Die wichtigste Dosisgröße ist die Energiedosis. Sie bestimmt die biologische Wirkung. frOher wurde hierfür auch d1e Ionendosis verwendet. Im Strah lenschutz werden darüber hinaus ftir die Bewertung von Strahlenrisiken noch andere dosimetrische Messgrößen wie die Äquivalentdosis oder die effektive Äquivalentdosis verwendet (s. S. 52 und Tab. A-1.2).
Messung von Strahlung
Die Energiedosis ist ein Maß für die absorbierte Strahlungsmenge. Sie gibt Auskunft über die von der Strahlung im Gewebe de· ponierle Energie. Die Energiedosis bestimmt die biologische Wirkung (Tab. A-1.2).
Die wichtigsten dosimetrischen Größen dosii'Mtrlsche Messgr68e
SI-Einheit
Ionendosis (I)
Coulomb/Kilogramm (Cfkg)
Energiedosis (D)
Gray (Gy)
Kerma (K)
Gray (Gy)
AquivalentdOSIS (H)
Sievert (Sv)
effektive Äquivalentdosis (H
Sievert (Sv)
Ionendosis
Ionendosis
• Definition. Die Ionendosis ist der Quotient aus der in einem Luftvolumen durch die Strahlung fre1gesetzten Ladungsmenge (Q) und der Masse des Luftvolumens (M) (Einheits. Tab. A-1.2). lone ndoSIS I •
~
Da zur Bildung eines Ions m Luft eine bestimmte Energie erforderlich ist. kann aus der Ionendosis miuels eines Umrechnungsfaktors doe Energ1eclosis berechnet werden.
Oie Ionendosis ist der Energiedosis proportional.
Energiedosis
Energiedosis
Die Energiedosis ist die zentrale Größe der Dosimetrie. Sie ist der Quotient aus dermeinem Volumen absorbierten Energ1e (E)und der Massedteses Volumens (M) (Einheits. Tab. A-1.2). Energiedosis D •
!
Hierbei 1st die Angabe des Bezugsmediums wichtig. So sprichtlll
Als Betug\ffie(lium fur die fnergiedo\" wird international Wasser verwendet.
18
A 1 Physikalische Grundlagen kammern sind me1st luftgeflillt. Mitleis eines Umrechnungsfaktors kann die LuftEnergiedosis in Wasser-Energiedosis umgerechnet werden. ln Deutschland und auch mternational wird die Wasser-EnergiedosisverwendeL
Kerma
Kerma
Kerma steht flir kinetic energy released in matter. • D<>f~nition.
Die Kerma ist der Quotient aus der kinetischen Energie der in einem Volumen erzeugten Seku ndlrelekrronen (E.,.l und der Masse dieses Volumens (M) (Einheits. Tab. A·1.2~
K~E""' M
Als Bezugsmedium für die Kerma wird Luft verwendet. Dosisleistung • Oeftmtlon.
1.4.2
Messgrö~n
Sie ist ein Maß filr d1e kinetische Energie, die bei Primiirprozessen (s. S. 11) indi1·ekt ionisierender Strahlung aufSekundarelektronen übertragen wird. Bezugsmedium fur d1e Messung der Kerma ist Luft. die Messgröße heißt Luft-Kerma.
Dosisleistung Die Dosisleistung ist der Quotient aus der Dosis (Ionen-, Energieoder oder Kerma) und der Expositionsdauer. Sie beschreibt die pro Zeitemheit cmgestrahltc Dosis. Ihre Einheit ISt Je nach OosisbegriffC/kg s (loncndosisleistung). Gy/s ( Energiedosisleistung oder Kermaleistung) oder Svfs (Äquivalentdosisleistung).
ln der Nuklearmedizin
1.4.2 Messgrößen in der Nuklearmedizin
Wesentliche Parameter einer radioaktiven Sub~tanl sind Ihre Akt1V1tiit und effektive tlalbwertszelt.
ln der Nuklearmedizin muss die Menge der radioaktiven Substanz bestimmt werden. die dem Palienten verabreicht wird. H1erfOrg1bt es d1e Mcssgroßen Aktivität und spezifische Aktivität. Oie effektive Halb\vertswt wird flir die Bestimmung der Strahlenexposition benötigt.
Aktivität
Aktivität
"' Defmttlon.
Oie Aktivität g1bt die Zahl derZerfälle pro Sekunde an. Ihre Einheit ist das Becquerel (1 Bq = I Zerfall{s).
Oie Aktivität einer radioaktiven Substanz folgt dem exponentiellen Zerfallsgeset1. Aus der Aktivität einer radioaktiven Substanz lässt sich nicht ohne weiteres auf die Strahlenexposition des Patienten schließen.
Die Aktivitäteiner radioaktiven Subst.lnz folgtdem exponentiellen Zerfallsgesetz. Die Dosierung radioaktiver Substanzen erfolgt nach dem Gewicht des Patienten (d. 11. in Bqfkg), so dass flir die Untersuchung emes Patienten eme festgelegte Menge Aktivität vorbereitet werden muss. Aus der Aktivität einer radioaktiven Substanz lässt sich nicht ohne We1teres auf die Strahlenexposition des Patienten sch ließen.
Spezlflsche Aktivität
Spezifische Aktivität
• Definition.
Die spezifische Aktivität ist die Zahl der Zerfälle pro Masse der applizierten Substanz. Ihre Einhe1t 1St ßq/kg.
Aus Mr spe1ifischen Aktivität lässt sich die im Patlt>nten gewünschte Aktivität errechnen.
Die gewünschte AktiVItät kann durch Abmessen emer entsprechenden Menge Lösungsmittel erreicht werden. D1e Zahlvornchtung zur Akllvlllitsbestimmung einer Substanz umg~bt die Probe vollständig. so dass alle Zerfalle gezä hlt werden.
Effektive Halbwertszeit
Effektive Halbwertszeit
Die physikalische Halbwertszeit des vcrwen· deten Isotops, seine Applikationsart und Biokinetik sind ausschlaggebend für die Strahlenexposition.
Im Gegensatzzur Röntgendiagnostik befinden sich in der Nuklearmedizin die Stra hler im Körper des Patienten. Dies erschwert d1e Berechnung der StrahlenexpOSIIIOn. da diese von der physikalischen Halbwertszeit des verwendeten Isotops. von dessen Verteilung im Korper des Pauenten und der Geschwindigkeit seiner Aus~che1dung abhängt. Um die Biokinetik des Isotops berücksichtigen zu konnen. bedien t man sich der biologischen Halbwertszeit Tb•••·
19
A 1.4 Messung von Strahlung
Die biologische Halbwertszeit Tblol ist d1e Zeitspanne. nach der die Halfte der Aktivität des verabreichten Isotops ausgeschieden ist. Sie charakterisiert die Verweildauer des Isotops im Patienten. Aus der physikalischen und der biologischen Halbwertszeit lässt sich die effektive Halbwertszeit T"" berechnen:
I T,!! -
1
Tp~~ys + Tr..~
Die effektive Halbwertszeit ist maßgeblich flir die Strahlenexposition des Patienten und gibt an, nach welcher Zeitspanne die Aktivität im Patienten auf die Hälfte abgeklungen isL.
1.4.3 Nachweis von Strahlung
1.4.3 Nachweis von Strahlung
Im Gegensatz zu Licht ist radioaktive Strahlung für die Sinne nicht unmittelbar wahrnehmbar. Der Nachweis erfolgt daher md1rekt durch Detektoren (Tab. A-1.3), die reproduzierbar auf Bestrahlung reagieren.
Der Nachweis von Radioakti.,tät erfolgt indirekt über Detektoren (Tab. A-1.3).
Übersicht über Strahlungsdetektoren und ihre Anwendungsbereiche Detektor
Messprlnzlp
bevorzugter An\Wftdungsberelch
Ionisationskammer
Ionisation von Gasen oder Flüssigkeiten
Strahlentherapie (Dosismessung)
Stabdosimeter
Ionisation von Gas
Strahlenschutz
Gcigcr·Müller-Zählrohr
Nachweis durch Auslösung von ladung~lawmen Nuklearmedizin (AktiVitätsmessung)
Röntgenfilm (filmdosimeter)
Filmschwärzung
Strahlentherapie, Strahlenschutz (Dosismessung)
Thermolumlne,zenzdetektor (TLD) Anregung und Speocherung von Elektronen tn Kristallen
Strahlentherapie. Strahlenschutl (Dosismessung)
S~lntillatio11!>dt>t~ktor
Erzeugung von Photonen durch Stöße 111 Kris· taUen
Nuklearmedizin (Nachweis der Kernzerf;ille im Patienten)
Eisensulfatdosimeter
Umwandlung von Fe'' in Fe '
Strahlentherapie (Bestimmung der Absolutdosis)
Wasserkalorimeter
Erwärmung von Wasser
Strahlentherapie (Bestimmung der Absolutdosis)
Ionisationskammer
Ionisationskammer
Eine Ionisationskammer besteht aus einem mit Gas (meist Luft) gefüllten Hohlraum. in dem sich 2 Elektroden befinden. zwischen denen eine Spannung angelegt ist (Abb. A-1.14 ). Oie einfallende Strahlung führt zur Ionisation der GasmolekOie. Die entstehenden Ladungen bewegen sich zur jeweils entgegengesetzt geladenen Elektrode. Dadurch fließt zwischen den Elektroden eme messbare Ladung, die der IonendOSIS proportional ist. Durch Multiplikauon mtt einem sog. Kalibrierfaktor
Eine Ionisationskammer (Abb. A-1.1 4) ist m1t Gas gefüllt. das durch Strahlung ionisiert wird. Aus der freigesellten Ladunglasst sich die Energiedosis bere
Schematische Darstellung einer Ionisationskammer (Fingerhutkammer)
r::>-
Q (=Ladungs·
Mcss· volumen
Außl'll· elekuode Halterung -
Mittel· elektrode messung)
I
400 V (• typische
•
1
a Aufbau
Pnnztp
Spannung)
20
A 1 Physikalische Grundlagen
(Einhert Gy/C) lässt sich aus der L.ldung die Energiedosis berechnen. Die Dosismessung mit Ionisationskammern ist sehr genau und findet in allen Bererchen der Strahlungsmessung Anwendung. Mrt der Ionisationskammer lässt sich die Energiedosis messen. Stabdosimeter
Stabdosimeter
Im Stabdosimeter wird die Dosis über die Entladung von llektroden gemessen. Das Maß der Entladung ist der Dosis proportional. Stabdosometer werden im Strahlen~huu wr ÜbeJWachung von Personen eingeset2t.
Ein Stabdosimeter besteht aus 2 Elektroden. die einen gasgefüllten Hohlraum umschheßen. Vor dem Gebrauch werden die Elektroden mittels ei ner Spa nnungsquelle ~ufgeladen und danach wieder von der Spannungsquelle getrennt. Die einfallende Strahlung iomsiert die Gasmoleküle rm Messvolumen und die dadurch erzeugten 1..1dungen führen zu einer Entladung der Elekrroden. Das Maß der Entlad ung kann abgelesen werden und rst der Dosis proportional. Stabdosimeter werden im Strahlenschutz zur Überwachung von Personen eingesetzt
Gelger-Müller-Zählrohr
Geiger-Müller-Zählrohr
Die im Vergleich zur Ionisationskammer höhere Spannung im Geiger-Müller-Zählrohr fühot über eine Elektronenlawine zur Verstärlrung des Messimpulses. so dass Teilchen gezählt werden.
DasGeiger-Müller-Zählrohr ist wie eine Ionisationskammer aufgebaut. Die angelegte Spannung ist allerdings höher. Dies flihrt dazu. da.ss die durch die Strahlung freigesetzten Elektronen auf ihrem Weg zur Elektrode weitere Luftmoleküle ionisieren. So bildet sich eine Elektronenlawine. die zu einer Verstärkung des Messimpulses fUhrt. Im Gegensatz zur Ionisationskammer 1st der Messimpuls fOr alle nachgewiesenen Teilchengleich groß, so dass sich aus der Anzahl der Impulse die Aktivität bestimmen lässt. Mrt dem Geiger-Müller-Zählrohr lässt sich die Aktivität messen.
Durch Einbringen von Material zwischen die Strahlenquelle und das Zahlrohr kann man die ReiChwt>ite der Strahlung ab~hät7cn und so mit einfachen Mitteln die Strahlungsart ermitteln.
Durch Einbringen von Material zwischen die Strahlenquelle und das Zählrohr kann man dre Reichweite der Strahlung abschätzen und so mit einfachen Mitteln die Strahlungsart emtltteln. So werden a-Teilchcn wegen ihrer geringen Rerchweite (s. S. 16) durch ein Blatt Papier bereits vollständig absorbiert Für [3-Strahlung ist bereits wesentlich mehr Material erforderlich (z. 8. 5 mm Aluminium). y-Strahl ung wird wegen des exponentiellen SchwJchungsgesetzes durch die gleiche Menge Material nur unwesentlich geschwächt. Die hohe Durchdringungsfähigkeit von y-Strahlung wird in der Nuklearmedizin ausgenutzt. um die im Patienten stattfindenden Kernzerfä lle außerhalb des Patienten nachzuweisen. Ber Bestimmung der Zählr.ne für einen Strahler muss dre durch die Umgebungsstrahlung bedingte Zählrate (Nulleffekt) abgezogen werden.
Röntgenfilm (Filmdosimeter)
Röntgenfilm (Filmdosimeter)
Durch Bestimmung der Almschwärzung lässt sich mittels einer Dosis-Schwärzungskurve die Dosis ablesen.
Photografische Emulsionen und ;omu auch Röntgenfilme werden durch Bestrahlung geschwärzt. Durch Bestimmung der Filmschwärzung kan n die Dosis gemessen werden.ln der Regel besteht ein nrchtlinearerZusammenhang zwischen Schw
Thermolumineszenzdetektor
Thermolumineszenzdetektor
Im Thermolumineszenzdetektor werden durch Strahlung Elektronen angeregt und dauerhaft an Haftstellen gebunden. Erst durch Ausheizen rekombinieren sie unter Emission von Lichtquanten mit dem Muttenon. Die emittierte lichtmenge (Abb. A-1.1 5) ist der Dosis proportional.
Ein Thermolumineszenzderektor(1l.D) besteht aus lonenkristallen. die mi t Fremdaromen dotiert sind (z. ß. UF:Mg). Dadurch entstehen Dcfektstl'llen rm Kristallgitter (Haftsrellen~ Ber Bestrahlung werden Elektronen angeregt und binden sich dauerhaft an die Haftstellen. können also nicht mehr mrt dem Mutterion rekombinieren. Durch Ausheizen in ernem spe7iellen Ofen werden dre Elektronen von ih ren Haftstellen gelöst und rekombinieren unter Abg.1be von Phoronen mit ihrem Mutterion. Dre während de~ Au~herzens eminierte l.ichtmenge (Abb. A·1.1 5 ) wird gemessen und ist der Energ•edosis proportional. TLDs werden rn allen Bereichen der Stra hl ungsmessu ng eingesetzt. z. B. in Form von Fingerringdosimetern.
21
A 1.4 Messung von Strahlung
Belspiel für den Temperaturverlauf und die emittierte Lichtmenge beim Aushelzen eines Thermolumineszenzdetektors (TLO) 350 300 250
ü
-B
200
"'8.
~
t: .So!
50 0
0.8
E ~ 0
.:.
0,6
"
0"'
.... ..... 0
100
- - Temperaturverlauf - - TLD-Signal
1,0
;;;
E 150
Im g~1cogtcn Beospicl wurde der TLD vor dem Auslesevorgang zunächst eine Stunde bei I00 •c vorbehandelt. Vor seiner Wiederverwendung wird der TLO durch ~lne clnstün· dige Behandlung bei 400 ' C zurückgesetzt.
1,2
0,4
0,2 0.0 =~-o...,...,~"""T"T""'T''T""?,--.-. ..--.--r..;:::;::;r-.....,.."T""-...,
so
100
200
ISO
250
300
350
Temperatur I C) I i
0
I I I
5
I
10
I I
I I I
I
I
15
25
20
I I
30
Zeit (s]
Szintillationsdetektor Ein Szintillationsdetektor besteht aus emem transparenten Kristall. der mit Metallatomen dotiert ist (z. B. Naj:Ti~ Oie einfallende Strahlung führt zu r Anregungder Metallionen, die unter Aussendung von Photonen (Lichtblitze) sofort w1eder in den Grundzustand übergehen. Diese emittierten Photonen werden mittels eines Photomultipliers (Abb. A-1.16 ), der hinter dem Knstall angeordnet ist. nachgewiesen. Die l.lhl der Photonen ist proportional zu der vom Kristall absorbierten Strahlungsenergie. Szintillationsdetektoren werden vor allem in der Nuklearmedizin 7Ur ortsempfindlichen Messung der Akuvit~t emgesetzt.
Szintillationsdetektor Absorption von Strahlung führt im Kristall des Szintillationsdetektors zur Emission von Photonen, die mitleis eines Photomultipliers. der hinter dem Krist.lli angeordnet ist, nachgewiesen werden (Abb. A-1.16).
Schematische Darstellung eines Szintillationsdetektors f-Kollimator-1- - - Kristall---]
1 - - - - - - Photomultiplier - - - - - -: (Eiektronenvervielfachung)
,,.
Messung des eiekinsehen Signals
V
Photokathode
Anode
Absorption von Strahlung führt zur Emission von Photonen im Kristall (lichtblitze). Oie erzeugten Photonen lösen aus der Photokathode des Photomultipliers Elektronen aus, doe auf dem Weg zur Anode aus weoteren llel
Eisensulfatdosimeter
Eisensulfatdosimeter
Ein Eisensulfatdosimeter besteht aus emer Eisensulfat-lösung. in der durch Bestrahlung k'2' -Ionen zu Fe 1' -Ionen oxidiert werden. Da die bei dieserchemischen Reaktion umgc>elltc Energie genau bekannt ist, kann durch Bestimmung der Fe ·-Konzentration die absorbierte Energie und damit die Energiedosis bestimmt werden. Mit diesem Verfahl cn kann d1e Dosis absolut. d. h. ohne Verwendung emcs Referenzdosuneters, bestimmt werden.
Strahlung OJtidiert Fe7 '-zu Fe1'-ionen. Da die hierfür benötigte Energie bekannt ist, lässt sich aus der Fe 1' ~Konzentration (ohne Rcfl'· renzdosirneter) die Energiedosis ermitteln.
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A 1 Physikalische Grundlagen
Wasserkalorimeter
Wasserkalorimeter
ln einem sehr gut isolierten Gefäß wird die durch Strahlenabsorption bedingte Temperature1höhung von Wasser gemessen. So lässt sich die Dosis ohne Referenzdosimeter bestimmen.
Mit dem Wasserkalorimeter lässt sich wie beim Eisensulfatdosimeter die Dosis absolut bestimmen. Die vom Wasser absorbierte Strahl ungsenergie bewirkt eine Temperaturerhöhung. die in emem speziellen Wassergefiiß gemessen werden kann. Da sich Wasser bei einer Bestrahlung mit 1 Gy nur um 2.4 x 10"" •c erwärmt. muss die Wasserprobe thermisch sehr gut isoliert sein. Diese Messungen sind daher sehr aufwendig.
1.5 Erzeugung von Strahlung 1.5.1 En:eugung von Radionukliden s. s.
1.5 Erzeugung von Strahlung
138
1.5. 1 Erzeugung von Radionukliden s. S. 138
1.5.2 En:eugung von Röntgenstrahlen
1.5.2 Erzeugung von Röntgenst rahlen
Strahlenen:eugung mittels Röntgenröhre
Strahlenerzeugung mittels Röntgenröhre
ln einer Röntgenröhre (Abb. A-1.17) werden im Vakuum Elektronen aus einer Glüh· kathodedurch Anlegen einer Hochspannung in Richtung Anode beschleunigt. ln der oberflächennahen Schicht der Anode wird ca. I %ihrer kinetischen Energie 1n Röntgenbremsstrahlung. der Rest in Wärmeenergie umgesetzt. Als Anodenmaterial dient daher meist das thermisch stabile Wolfram , in der Mammografie jedoch Molybdan. Durch die Verwendung von Drehanoden wird die thermische Belastung reduzicl"t.
Abb. A-1.17 zetgt den sehemanschen Aufbau einer Röntgenröhre. ln einem hochevakuierten Glaszylinder befi nden sich 2 Elektroden: die durch eine Heizspirale zum Glühengebrachte Kathode, ein Wolframdraht. und die Anode. Durch Zufuhr von Wk meenergie können Hüllenelektronen vom Atom getrennt werden. Durch Anlegen einer Span nung zwischen Anode (positiv) und Kathode (negativ) werden die Elektro· nen zur Anode hingezogen und durch die Spannung beschleunigt. Nach dem Austritt aus der Kathode werden die Elektronen im Wehnelt-Zylinder mittelseines elektrostatischen Feldes fokussiert, so dass sie im BrennOecl<(B) auf die Anode auflrclfen. Sie dringen in die oberflächennahe Schicht der Anode ein und geben dort ca. 1 % ihrer Energie in Form von Röntgenbremsstrahlung (s. S. 16) ab. Der Rest geht in Form von Warme verloren. so dass das Anodenmatet"idl einer hohen thermischen Belastung standhalten muss (d. h. einen hoch liegenden Schmelzpunkt aufweisen). Es muss zudem eine hohe Strahlenausbeute aufweisen. Als Anodenmaterial kommt vorwiegend das therm1sch sehr stabile Wolfram zum Einsau. seltener Wolfram-RhemumLegierungen. Für niederenergetische Anwendungen, z. B. in der Mammografie. w ird Molylxlan verwendet. da e~ charakteristische Strahlung (s.S. 7) geringet Energie emittiert. Um die thermische Belastbarkeit der Anode zu steigern. werden schnelldrehende Anodenteller (Drehanode, 9000 U/min} mit abgeschragter Brennneckbahn verwendet. Durch Verteilung des Brennnecksauf eine ringfömige Bahn wird dte thermische Belastung reduziert. Die Erzeugung der Röntgenstrahlung erfolgt durch 2 Prozesse: das Abbremsen der Elektronen im Feld der Atomkerne der Anode und die Anregung der Atome in der Anode. Beim Abbremsen der Elektronen entsreht Röntgenbremsstrahlung (s. S. 16). Da d1e Elektronen in unterschiedlichem Maße Bewegungsenergie verlieren und somit Photonen unterschiedlicher Energu~ entstehen, ergibt sich ein Spektrum al ler Energien bis hin zur maximalen Energie der Elektronen. die durch die angelegte Röhrenspannung vorgegeben ist. ln Abb. A· 1.18 ist dieses kontinuierliche Bremsstrahlungs· spektrum als Kurve zu sehen.
Röntgenstrahlung besteht aus Bremsstrahlung und charakteristischer Strahlung. Bremsstrahlung ze1gt e1n Energiespektrum (Abb. A-1.18). dessen Maximalenergie von
der Röhrenspannung abhängt.
Sehemallsehe Darst ellung einer Röntgenröhre
Ue
(Beschleu n1gungssp~nnung )
~------------:••
e----AI1od--e------,
UH
(Heizspannung) 0----if---'1:-"C;..,..J
Gluhkathode Röhrenabschirmung Strahlenaustrittsfenster
23
A 1.5 Er<eugung von Strahlung
Spektrum einer Röntgenröhre mit Wolframanode bei einer Beschleunigungsspannung von l OOkV mit (B) und ohne Filterung (A)
Die angeregten Atome der Anode gehen unter Aussendung dlarakteristlscher Stranlu ng (s. S. 7) wieder in den Grundzustand über. Dem kontinuierlichen Bestrahlungsspektrum liberiagern sich daher Spektrallinien (Abb. A-1 .18). d1e in ihrer Gesamtheit als Liniens pektru m bezeichnet werden.
Charakteristische Strahlung zeigt diskrete Energiewerte. die als Linienspektrum das kontinuierliche fnergll'~pektrum überlagern (Abb. A-1.18).
Lage und Form des kontinuierlichen Bremsstrahlungsspektrums smd a bhängig von der Röhrenspannung. die des Linienspektrums abhängig vom Anodenmatenal.
· on. Anhand ihrer Energ1e wlfd Rontgenstrahlung e ingeteilt m • w e iche Strahlung ( < I 00 keV) • harte Strahlung {100 kcV-1 MeV) • ultraharte Strahlung(> l MeV). Die Qualität der Strahlung (weich, hart. u ltrahart) hängt also von der Röhrenspa n nung (ca. 30-200 kV) und dem Anodenmaterial ab. Da bei steigender Heizspannung d ie Zahl der aus der Kathode emittierten Elektronen zunimmt, bestimmt sie die Dosislcistung (s.S. 18). Da der niederenergetische Anteil des Röntgenspektrums im Patienten stark absorbiert w1rd. muss dieser Anteil (s.o.) durch Filter am Strahlenaustrittsfenster reduzie rt werden. Diese bestehen aus Aluminium- oder Kupferplatten von wenigen MiUimetern Dicke. Die Folge der Filterung ist eine Aufhärtung der Strahlung (relative Zunahme des energiereichen Anteils der Strahlung, Abb. A-1.18).
Strahlenerzeugung mittels Elektronenlinearbeschleuniger Für Beschleunigungsspannungen von mehr als 200 kV werden Elektronenlinearbeschleumger eingesetzt. F.s gibt 2 Typen von Elektronenlinearbeschleunigern (Unac): Stehwellen-und Wanderwellenbeschleuniger. Abb. A-1.19 zeigr schematisch den Aufbau eines Ste hwellenbeschleunigers: Elektronen werdenmeiner Glühkathode erzeugt und gelangen auf die Beschleunigungsstrecke. S1e besteht aus mehreren hinteremander geschalteten zylindrischen Elektroden. an die ein elektrisches Hoch frequenzfeld angelegt wird. Dadurch werden die Elektronen jewe1ls zw1schen den Elektroden beschleunigt. Be1m Durchfliegen des feldfreien Raums in der Elektrode wird das Feld u mgepolt. so dass die Elektronen zwischen den nächsten Elektroden erneut beschleun igt werden. Die Beschleumgungsspannung wird also mehrfach durchlaufen. Der Stehwellenbeschleuniger ist sehr kompakt.
Röhrenspannung und Anodenmaterial bestimmen die Qualität der Strahlung. Die Heizspannung bestimmt die Dosisleistung. Durch Filterung wird der niederenergetische Anteil der Strahlung 1m Röhrenstl('ktrum redu7iert (Aufhärtung der Strahlung, Abb. A-1.18). Strahlenerzeugung mittels Elektronenlinearbeschleuniger
Im Stehwellenbeschleuniger (Abb. A-1.19) ~den in t>inN Glühkathode eoeugte Oektronen durch ein Hochfrequenzfeld zwischen hintereinander geschalteten Elektrodeo beschleunigt.
24
A 1 Physikalische Grundlagen
Schematische Darstellung eines Stehwellenbeschleunigers
Glühkathode Ocschlcunigungsstrcckc
Beim Wanderwellenbeschleunlger .surfen· d1c Clcktronen auf der llochfrequemwelle. Ein Magnet lenkt die Elektronen auf ein BremsstrahlungstargeL Das Strahlenfeld wird durch Ausgleichsfilter homogenisiert und durch Blenden begrenLt. Ohne Bremsstrahlungstarget kann auch direkt die Elektronenstrahlung genuttt werden. Strahlenerzeugung mittels Elektronenkreisbeschleuniger Elektronen werden durch ein Magnetfeld (Betatron) oder elektrisches Hochlrequenzll'ld (Mikrotron) auf ~iner Kreisbahn beschleunigt. An
einem T~rget er1eugen sie
Bremsstrahlung.
Umlenkmagnet
Beim Wanderwellenbeschleuniger läuft auf der Beschleunigungsstrecke die llochfrequenzwelle mit den Elektronen mit. Oie Elektronen ..surfen• dabei aufder Hochfrequenzwelle. Oie Hochfrequenz wird in speziellen Generatoren (Magnetrons oder Klystrons) erzeugt. ln beiden Beschleunigertypen werden die Elektronen am Ende der Beschleunigungsstrecke durch einen M.~gneten senkrecht auf ein Bremsstrahlungst.uget abgelenkt (Abb. A-1.19) und erzeugen darin Röntgenbremsstrahlung. Um ein homogenes Strahlenfeld zu erzeugen werden Ausgleichsfi lter eingesetzt. Das Strahlenfeld wird durch Blenden begrenzt. Wird das Bremsstrahlungstarget entfernt. kann auch d•rekt em Elektronenstrahl genutzt werden. Dan n sind Streufolien nötig. um den sch malen Elektronenstrah l auf eine nulLbare Feldgröße aufwstreuen.
Strahlenerzeugung mittels Elektronenkreisbeschleuniger Vor der Entwicklung von Linearbeschleunigern wurden Elektronen mithilfe von Magnetfeldern aufeine Kreisbahn ge1wungen und dort besch leunigt. Die Beschleunigung der Elektronen erfolgt im sog. Betatron durch veränderliche Magnetfelder, im Mikrotron durch ein elektrisches Hochfrequenzfeld. Am Ende der Besch leunigungsstrecke werden die Elektronen wie beim l.mearbeschleuniger auf ein Bremsstrahlungstarget gelenkt und erzeugen Rönrgenbremsstrahlung.
1.5.3 Erzeugung von Korpuskularstrahlen
1.5.3 Erzeugung von Korpuskularstrahlen
Geladene Korpuskeln werden durch Gasionisation erzeugt.
Elektronenstrahlung kann mit ünearbeschleumgern erzeugt werden (s. S. 23). Zur Erzeugung von Protonen-. Deuteronen- ( I Proton + 1 Neutron) oder a-Strahlung wird Wa~serstoff-. Deuterium- oder Heliumgas durch Elektronenstrahlung oder ein Hoch frequenzleid ionisiert und die Ionen werden durch ein elektrisches Feld getrennt. Im Zyklotron (Abb. A-1.20) werden die Korpuskeln durch ein starkes Magnetfeld auf eine Kreisbahn gezwungen. Sie laufen dabei in zwei 0-fönnigen Elektroden. zwischen denen ein räumlich konstantes Hochfrequenzfeld angelegt wird. Bei jedem Durchgang zwischen den O's erf,lhrcn sie eme Beschleunigung. Sie laufen auf einer Spiralbahn von der Quelle in der Mitte nach außen. wo sie extrahiert werden. Der Korpuskular~trahl kann magnetisch fokussiert und uber viele Meter an seinen Anwendu ngsort gefuhrt werden. Zyklotrons werden für die Strahlentherapie mit Protonen und die Herstellung von Isotopen bcnot;gt. Außerdem werden Korpuskul,lrstrahlcn verwendet. um sog. sekundäre Strahlen zu erzeugen. Durch Beschuss von BerylliumtargNs mit Protonen können z. B. gebündelte Strahlen schneller Neutronen erzeugt werden. Durch Verwendung höherer Strahlenenergien und geeigneter Targetmaterialien werden eine
Im Zyklotron (Abb. A-1.20) werden geladene Korpuskeln durch ein starkes Magnetfeld auf eine Kreisbahn gezwungen und bei redem Durchl~ul LWischen LWei 0-lörmigen Halbschalen beschleunigt.
Zyklotron5 finden in der Strahlentherapie m1t Protonen oder Lur Herstellung von Isotopen Verwendung.
A 1.5 Erzeugung von Strahlung
S~hematls~he Darst ellung
homogenes Magnetfeld
@
eines Zyklotrons
A·t.ZO
Im Zyklotron werden geladene Ko
Um
hochfrequente Sp~nnung rw.
den D·förmigen Elektroden
Rethe von Kernreaktionen ausgelöst. in deren Folge auch andere Korpuskeln, z. B. geladene l'tonen. erzeugt werden. Um Korpuskeln auf sehr hohe Energien (mehrere 100 MeV) zu beschleunigen. kann auch das Synchrotron eingesetzt werden. ln ihm werden die Korpuskeln auf einer Kretsbah n durch emen Ring geführt und mir einer variablen Hochfi"NJuen7 beschleunigt. Oie so cr7eugten Korpuskularstro~hlen können für die Strahlentherapie genutzt werden.
Im Synchrotron werden Korpuskeln auf einer Kreisbahn mit einer variablen Hochfrequenz auf hohe Energien beschleunigt.
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A 2 Strahlenbiologie
2
Strahlenbiologie
2
2.1
Einleitung
2.1 Einleitung
Dem Radiologen müssen die G~fahren und RiSiken einer unkritischen Anwendung der Röntgenstrahlung in der Diagnostik bekannt sein.
Für den Strahlentherapeuten sind das Wissen und der Umgang mit strahlenbiologischen Grundlagen unumgänglich.
Die moderne StTahlentherapie ist durch den technischen Fortschritt und erweiterte strahlenbiologische Kenntnisse zum wichtigsten Pfeiler in der kurativen Behandlung maligner Erkrankungen neben der Chirurgie geworden (s. $. 95).
2.2
Wirkung Ionisierender Strahlung auf biologische Systeme
Die Wirkung ionisierender Strahlung auf biologische Systeme gliedert sich in I. Wechselwirkungen von Strahlung mit Materie (Prlmärprozesse) mit Energietransfer auf Materie und Anregung oder Ionisation
Strahlenbiologie
Die heutige moderne Strahlentherapie und zum geringeren Tell auch die Radiologie wäre ohne das Wissen der grundlegenden Wirkungen ionisierender Strahlung nicht vorstellbar. Dabei müssen dem Radiologen die Gefahren und Risiken einer unkritischen Anwendung der Röntgenstrahlung in der Diagnostik bekannt sein. Dies dient sowohl der Sicherheit der Paricnrcn als .weh seiner eigenen. Cerade in der heutigen Zeit nimmtdurch dieCTund den interventioneilen radiologischen Verfahren die Dosisbelastung flir Patient und Arzt wieder zu. Fürden Strahlentherapeuten sind das Wissen und der Umgang mit strahlenbiologischen Grundlagen unumgänglich. Nur so ist eine sichere und erfolgreiche Anwendung der Strahlentherapie möglich, die darauf ausgerichtet 1st. das maligne Geschwulst möglichst zu zerstören, im Gegensatz dazu aber die besrmögliche Schonung des umgebenden Normalgewebes zu erzielen. Zur Lösung dieses scheinbaren Widerspruches sind gen01ue Kenntnisse der molekularen und zellulären Zusammenhänge von ionisierender Strahlung auf un terschiedliche Zelh.•n oder Gewebe notwendig. Durch erwe1terte strahlenbiologische Kenntnisse und den technischen Fortschrirt ist die moderne Strahlentherapie zum wichtigsten Pfeiler in der kurativen Behandlung maligner Erkrankungen neben der Chirurgie geworden (s. S. 95).
2.2 Wirkung ionisierender Strahlung auf biologische Systeme
Sie lässt sich in Phasen einteilen (s. S. 27). Der Energietransfer und die Strahlenwirkung auf Biomoleküle sind direkt oder Indirekt.
Die Wirkung ionisierender Strahlung aufbiologische Systeme lässt sich in 2 aufeinander folgende Prozesse bzw. Zeitintervalle gliedern: 1. Die Wechsl'lw1rkungcn von Strahlung mit Materie (Primärprozesse. s. S. 11 ). die zur Übertragung von Energie auf Materie führen. Da bei einer WechSI'Iwirkung meist zahlreiche Sekundärelektronen entstehen. sind vor allem diesefürdie Energieübertragung auf Materie verantwortlich. Die Absorption der Strahlungsenergie durch Materie führt zu Anregung oder loniSdtion von Atomen oder Molekülen. 2. Die chemischen und biochemischen Prozesse. die durch d1e Anregung oder Ionisation in Gang gesetzt werden (Sekundärprozesse) und zu Veränderungen an Biomolekülen führen. Diese Prozesse bzw. Zeitintervalle lassen sich in Phasen untergliedern (s.S. 27). Die Veränderungen an Biomolekülen entstehen durch unmittelbare oder mittelbare Übertragung von Strahlungsenergie auf Biomoleküle (direkte bzw. indirekte Strahlenwfrkung).
2.2.1 Primärprozesse
2.2.1 Primärprozesse
Zu den Wcchsclw•rl
D1e Wechselwirkungen von Strahlung mit Matene. die zu Übertragung von Energie auf Atome und Moleküle fUhren. smd aufS. II beschrieben.
2.2.2 Sekundärprozesse
2.2.2 Sekundärprozesse
Dies sind die Radiolyse des Wassers und biochem•sche Realcbonen an Biomolekülen.
Hierunter fasst man die Radiolyse des Wassers und biochemische Reaktionen. d1e 7u Veränderungen an B1omolekulen fuhren. zus.1mmen.
Radiolyse des Wassers
Radiolyse des Wassers
Durch Anregung von Wassermolekülen entstehen OH- und H-Radikale.
Wassermoleküle werden durch Korpuskeln und Photonen (z. B. Sekundärelektronen) angeregt oder 10nisierr. Bei Anregung zerr.illt das Wassermoll'kül in die Rad1kale II und OH:
2. chemische und biochemische (Sekundär-) Prozesse, die 7u Veränderungen an Biomolekülen führen.
H20-H· + OH·
Durch Ionisation von Wassermolekülen entstehen H10' und e1n freies Elektron, 1n Folgereaktionen H· und OH-Rad1kale. Außerdem entstehen hydratisierte Elektronen.
Bei Ionisation des Wassermoleküls wird ein Bindungselektron freigesetzt: H20 + Energie • H20' + e
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A 2.2 Wirkung ionisierender Strahlung auf biologi.che Systeme
Das fre1e Eleklron umgib! sich außerdem mil mehreren Wassermolekulen. der sog. Hydrathülle. und wird dann als e.oqu bezeichnet. Die OH- und H-Radikale sowie e.oqu reagieren miteinander oder mit Biomolekü len. Eine WIChtige Rolle spielen dabei Reaktionen mit Sauerstoff, da hierbei .giftige· Peroxidradikale entstehen. in Anwesenheit von Sauerstoff wird daher die Strahlenwirkung um ein Mehrfaches (bis wm Dreifachen ) gesteigert.
Die Reaktionsprodukte greifen direkt an Blomolckültm an oder reagieren mit Sauerstoff zu Peroxidradikalen. die an Biomolekülen angreifen.
Sauerstoff steigert die Strahlenwirkung. Biochemische Reaktionen an Biomolekülen
Biochemische Reaktionen an Biomolekülen Die biochemischen Reaktionen. die zu VerJnderungen an BiomolckOien führen. sind im Einzelnen aufS. 30 f. beschrieben. Veränderungen an den Nukleinsäuren der DNA fuhren zu generischen Schaden, Veränderungen an anderen Biomolekulen (z. B. Proteine. Lipide) zur Schädigung von Körperzellen oder des Embryos (somatische und teratogene Strahlenschäden).
2.2.3 Direkte und indirekte Strahlenwirkung Da lebende Zellen zum überaus größten Teil aus Wasser bestehen, werden durch die Strahlenabsorption im Wesentlichen Wasserradikale (OH'. H' und e•..,lhydratisierres ElektronI) infolge der Radiolyse des Wassers gebildet. Die Wasserradikale reag1eren sekundär mit biologischen Molekülen wie DNA und Proteinen. Bei dieser Form des Strahleneffektes spricht man von der indirekten Strahlenwirkung. Im Gegensalz dazu steht die direkte Strahlenwi rkung (Abb. A·2.1), be1 der die Energieabsorption der Strahlung, die nachfolgenden Reaktionen und die daraus resultierenden SCMden am gleichen biologischen Moleklll ablaufen.
Biochemische Reaktionen an Biomolekülen (s. S. 30 f.) führen zu Strahlenschäden genetischer. somatischer oder teratoge11er Art.
2.2.J Direkte und
Indirekte Strahlenwirkung Durch die Sirahlenabsorption werden v. a. Wasserradikale gebildet. Diese reagieren sekundär m•t biologischen Molekülen (2. B. DNA) • Indirekte Strahlenwlrkung. Bei der direkten Strahlenwirkung (Abb. A-2.1) laufen Energieabsorption der Strahlung. nachfolgende Reaktionen und resultierende Schäden am gleichen biologischen Molekül ab.
Direkte und indirekte Strahlungswirkungen
~
Organismus
Bildung von Wasserradikalen OH'
~ J lndlr~lcte
Strahleneinwirkung
direkte Strahleneinwirkung 2.2.4 Phasen der Wirkung ionisierender
2.2.4 Phasen der Wirkung ionisierender Strahlung
Strahlung
Trifft ionisierende Strahlung auf ein biologisches System. läuft eine Vielzahl sich zeitlich überlappender Proze~e ab. Diese lassen s1ch m Phasen einteilen, die sich überlappen und deren Dauer zwischen Sekundenbruchteilen und mehreren Jahrzehnten schwankt.
Die Wirkung ionisierender Strahlung manifestiert sich in Phast'n.
Physikalisch-chemische Phase
Physikalisch
Die physikalische und d1e chemische Phase werden häufig zur physlkalisch·chemischen Phase zusam mengefassL Oie physikalische Phase umfasst die Wechselwirkung der ionisierenden Strahlung mit den Atomen der biologischen Materte (s.S. 15). D1e Absorption der Strahlungsenergie durch die biologische Materie erfolgt innerhalb von w-6 Sekunden. Als Folge werden Alomc oder Moleküle in der Materie angeregt oder ionisiert. Sieht genügend Ausgangsenergie zur Verf(lgung. kann durch diese beiden Effekte eine Reaktionskaskade entstehen.
Oie physikalische und die chemische Phase werden oft zusammengefasst. Oie physikalische Phase umfasst die Wechselwirkung der Ionisierenden Strahlung mit den Atomen der biologischen Materie, die zu Anregung oder Ionisation von Atomen oder Molekülen führt.
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A 2 Strahlenbiologie
Oie chemische Phase ist durch die Reaktion der angeregten oder io01sierten Atome oder Moleküle mit anderen Molekülen gekenn· 1eichnct. Dabei entstehen freie Radikale, im Wesentlichen Wasserradikale (s. S. 26).
Oie chemische Phase ist durch die Reaktion der angeregten oder ionisierten Atome oder Moleküle mit anderen Molekülen gekennzeichnet. Im Gegensal'Z zur physi kalischen Phase spielt bei den in dieser Phase ablaufenden intra- und intermolekularen chemischen Reaktionen die Molek!ilsrrukrur eine wichtige Rolle. Durch die der Anregung oder Ionisation folgenden Reaktionsabläufe entstehen freie Radikale. Schon ca. I ms nach Strahlenexposition sind die Bildung und d1e Folgereaktionen der freien Radikale abgeschlossen. Da lebende Zellen zum weitaus größten Teil aus Wasser bestehen, werden durch die Strahlenabsorption im Wesentlichen Wasserradikale (s.S. 26) in folge der Radiolyse des Wassers gebildet.
Biochemisch-biologische Phase
Blochemisch-biologische Phase
Oie biochemische und die biologische Phase werden oft 7usammengefasst.
Oie biochemische und die biologische Phase werden häufig zur biochemisch-biologischen Phase zusammengefasst Deren Dauer schwankt zwischen Sekunden und Jahren. Oie biochemische Phase umfasst die biochemischen Reaktionen, die die Struktur der Biomoleküle verändern. ln dieser Phase stehen enzymatische Reaktionen sowie Reparaturprozesse der Veränderungen der Biomoleküle im Vordergrund. Die biologische Phase ist durch die Auswirkungen der nicht rückgangig gem.Jchten Veränderungen der Biomoleküle gekennzeichnet. Es kommt zu Störungen des zellu· lären Stoffwechsels und in folge der irreversiblen Schäden im Bereich der Gene (der funktionell en Abschnille der DNA) zu Mutationen. Diese können zu schwerwiegenden Zellschädigungen mit Untergang der Zelle führen. DNA-Schädeo haben besonders schwelwiegende Auswirkungen auf die Zelle, da • die in der DNA gespeicherten Informationen 111 der Zelle nur einfach. Enzym- und andere Proteine dagegen mehrfach vorhanden sind, • die in der DNA auf engstem Raum angeordneten Gene alle Informationen fü r das Leben der Zelle enthalten.
Oie biochemische Phase umfasst enzymatische. Biomoleküle ver3ndernde Reaktionen sowie Reparaturprozesse. Nicht reparierte Veränderungen an Bio· molckülen führen in der biologischen Phase zu Störungen des Zellstoffwechsels und zu Mutationen. ONA·Schäden sind besonders schwerwiegend, dd o die DNA in der Zelle nur einmal vorhanden ist. o sie alle für die Zelle 1clevantcn lnfOfmationen enthält.
2.2.5 Linearer Energietransfer und
relative biologische Wlri<samkelt
2.2.5 linearer Energietransfer und relative biologische Wirksamkeit Der lineare Energietransfer (linearer Energieübertrag. Bremsver· mögen. LET) ist ein Maß fiir die lonisationsdichte. d. h. die deponierte Energiemenge pro Wegstrecke der Strahlung. und damit für die biologische Wirkung einer ionisie· renden Strahlung. Er gibt an, wie viel Energie ein geladenes Korpuskel oder Photon auf dem Weg durch biologische Strukturen auf seiner Flugstrecke abg1bt.
E' . k V/ LET • 6 u•Energteverlust Flugsrrecke • ln1lCII c 11111. Nach der Ionisationsdichte unterscheidet man: • locker Ionisierende Strahlung (niedriger LET)
• dicht ionisierende Strahlung (hohcr LET).
locker Ionisierende Strahlung führt auf ihrer Flugstrecke zu einer Vielzahl von Einulanregungen oder Einzelionisatlonen. Diese bewirken geringgradige, reparable Schäden.
Nach der lonisat1onsd1chte unterscheidet man: o locker ionisierende Strahlung (niedriger LFf): Elektronen- bzw. ß·Strahlung: im weiteren Sinne auch elektromagnetische Strahlung (Röntgenstrahlen. 60Co-yStrahler, elektromagnetische Wellen. die durch Elektronenbeschleuniger erzeugt werden )- obwohl sie indirekt ionisiert. • dicht ionisierende Strahlung (hoher LFf): Protonen. Pionen. a·Strahler und Schwerionen: 1m weneren Sinne auch schnelle Neutronen - oll\vohl sie indirekt ionisieren. Der LET von a ·Strahlern ist jedoch höher als der von Neutronen. locker ionisierende Strahlung führt auf ihrer Flugstrecke zu eine1· Vielzahl von Einzelannegungen oder Einzelionisationen. d. h. die Ionisationsdichte ist gering. Dadurch entsteht eine große Zahl von Strukturveränderungen an Biomolekülen und zellulären Schäden geringen Ausmaßes. Die ONA zeigt hauptsliehlieh Einzelstrangbrüche (s. S. 30). Solche geringgradigen Schäden können durch intra- und extrazel· luläre Mechamsmen repariert werden. Bei Strahlungsarten mit einem niedrigem LFf überwiegt die indirekte Strahlenwirkung. Mit steigender Masse und Ladung der Strahlung, d. h. stetgendem LFf. nimmt der Antei l der direkten Strahlenwirkung zu.
29
A 2.3 Wirkung ionisierender Strahlung auf lellen Für Elektronen und Photonen betr~gt der Anteil von direkter 7 U indirekter Strahlenwirkung etwa 1 :2. Bei dicht ionisierender Strahlung ist wegen ihrer groBen Masse (bzw. L1dung) die Zahl dererzeugten Ionenpaare pro Milli meter Rugstrecke hoch; die lomsationsereignisse liegen wesentlich dichter zusammen und die Reichweite ist wesentlich kürzer als bei locker iomsierender Strahlung. Kommt es zur Interaktion mit DNA oder Zellorganellen. treten wesentlich ausgeprägtere Schäden auf als bei locker ionisierender Strahlung. So sind in der ONA vermehrt schwer oder nicht reparable Ooppelstrangbruche nachweisbar (manche Formen von Doppelstrangbrüchen sind fehlerfrei. andere nur schwer und fehlerhaft bzw. nicht zu reparieren. s. S. 31). Um unterschiedliche Strahlungsarten bzgl. ihres LET und damrt ihr-er brologischen Wirkung besser vergleichen zu können. wurde als Bezugsgröße die relative biologische Wirksamkeit geschaffen. Sie wird experimentell ermittelt und dient als Grundlage fUrdre Festlegungdes Qualit;itsfaktors Qder Äquivalentdosrs (s. S. 52). Ste rst also nicht identisch mir dem Qualitärsfaktor!
Dicht ionisierende Strahlung erzeugt eine große Zahl von Ionenpaaren pro Millimeter Flugstrecke und bC\virkt ausgeprägtere (schwer oder nicht rePiJrable) Schäden an Biomolekülen und Zellorganellen als locker ionisierende Strahlung.
Die relat ive biologische Wirksamkeit er1aubt es. unterschiedliche Strahlungsarten b7gl. ihres LET miteinander zu vergleichen und den Quahtätsfaktor der Äquivalentdosis (s. S. 52) festzulegen.
• Definition. D1e relative biologische Wirksamkeit (RBW, relative biological effectiveness, RBE) ist der Quotient aus denjenigen Energiedosen einer Referen7strahlung und der zu untersuchenden Strahlung. dre im Testsystem den glerchen brologischen Effekt aufweisen (bei denen z. B. 50 %der bestrahlten Zellen absterben). RBW =
Dosts (Referenzsrraltlung) (Gy) Dosis (zu uncersuchendeScralllung) ( Gy)
Als Referenzstrahlu ng dient Röntgenstrahlung mit einer Energie von 250 keV (RBWFaktor • 1) oder y-Strahlung des fii)Co. Hochenergetische Elektronenstrahlung hat einen RBW Faktor von 0,8 1. die mcrsten Hoch-LET Strahler haben einen RBW-Faktor zwischen 2 und 10. Die RBW hängt neben der Strahlungsart von zahlreichen weiteren Faktoren ab. z. B. von der An drs durchmahlten Gewebes und der räumlirhen und zeillirh~'n On~lsver teilung. Der Wert der RBW nimmt mit steigendem LET zu. DieHrkiJ rt man dadurch, da~s bei einem hohen LET die Zahl der in sn ahlensensiblen Bereichen der Zelle anzutreffenden und irreversiblen Schäden größer ist als bei nied rigem LET. Desh,llb fuhrt l>er gleicher Strahlendosis ein IIoch-LET-Strahier zu mehr biologischen Schäden und damr t zu einem höheren RBW-Faktor als ein Niedrig-LET-Strahler. Bei einem LET von etwa 100 keV{Ilm errercht der RBW-Faktor sein Maximum. jen<erts dieses LET Wertes kommt es zum . overkill", d. h. es wird mehr Energie aufgewendet, als zum Abtöten der Zelle notwendig ist. ln diesem Energiebereich nimmt die biologische Wirksamkeit der Strahlung ab. da die Energie nicht mehr zur Abtölung werterer Zelle n zur Verfügung steht.
2.3 Wirkung ionisierender Strahlung auf Zellen
Die Referenz ist 250-keV-Röntgenstrahlung oder y·Strahlung des "'Co. Der RBW·faktor energiereicher Elektronen beträgt ca. 1. der von Hoch-LET-Strahlern 2-10. Die RBW hängt u. a. von der durchstrahlten Materie und der Dosisverteilung ab. Oie RBW nimmt mit steigendem LET zu. Bei gleicher Strahlendosis führt ein Hoch· LET-Strahler zu mehr biologischen Schäden und damit zu einem höheren RBW-Faktor als ein Niedrig-LET·Strahler. jenseits des Maximums des RBW-FaktOJS (bei einem LET von ca. 100 keVf~m) kommt es zum .overklll".
2.3 Wirkung Ionisierender Strahlung auf Zellen
Radiobtologische Unter;uchungen von Zellen haben wesentlich 1um Verstandnis der Wirkung tonisierender Strah lung auf Normal- oder Tumorgewebe beigetragen. Die Strahlenwirkung betrifftjede einzelne Zelle. wird aber durch den Zellverband modifizrert. Hemmung der Zellproliferation und Zelltod smd dte schwerwiegendsten und in Tumorgewebe erwünschten Strahlenwtrkungen.
DiE' Strahlenwirkung betrifft jede Zelle. wird aber durch den Zellverband modifiZiert. Maximalwirkungen sind Hemmung der Zellproliferation und Zelltod.
2.3. 1 Abhängigkeit vom Zellzyklus
2.3.1 Abhängigkeit vom Zellzyklus
jede proliferierende Zelle durchlauft emen Zyklus. der steh in die Mrtosephasc und die lntermrtosephase einteilen lasst ln der Mrtosephase (M.Phase. Abb. A-2.2) findet dre Zellteilung stan. Die Intermitosephase l.!sst sich weiter unterteilen in die • G1-Phase: In drescr auf die Zellteilung folgenden Phase werden neben Zytoplasma und Zellorganellen Enzyme und DNA-Bausteine zur Vorbereitung auf die DNA-Syn thcsc produzrert. • $-Phase: In dreser Phase wird dre DNA replizrert, die Chromosomen haben nun 2 Chromatiden (diploider Chromosomensav).
jede proliferierende Zelle durchläuft einen Zyklus. der aus 4 Phasen besteht: • M·Phase • (.,.Phase • S·Phase • GrPhase.
30
A
2 Strahlenbiologie
Der Zellzyklus
-
G0 -Ph•se1- - , Oifleren~ierung,
Tod
Die Dauer der S-, G,- und M-Phase i~t für jeden Zelltyp konstant. die der G1-Phase variabel. Proliferierende Zellen können reversibel in die G0 -Phase {Abb. A-2.2). eine Ruhephase. eintreten. Die Strahlensensibilität der Zelle ist je nach Zyklusphase unterschiedlich.
• G,.Phase: ln dieser Phase werden Proteine u nd RNA synthetisien und die Mitose wird vorbereitet. Die S-. G2- und die M -Phase laufen m Abhimgigkeit vom Zelltyp in einem genauen zeitlichen Rahmen von 8- 20 Stunden ab. ln der G1- Phase dagegen gibt es eine erhebliche zeitliche Variationsbreite von wenigen Stunden bis Tagen. Proliferierende Zellen können den Zellzyklus verlassen u nd in eine Ruhephase, die G0 Phase (Abb. A-2.2). eintreten. Sie können aus der G.J-Phase w ieder in die G 1- Ph ase eintreten oder differenzieren sich und sterben nach einiger Zeit ab. Untersuchungen haben gezeigt. dass Zellen in den einzelnen Zyk lusphasen eine unterschiedliche Strahlensensibilität aufweisen. Die Strahlenempfindlichkeit ist in der M-Phase am größten. am zweitgrößten in derG.-Phase und der frühen S· Phase. lm weiteren Verlaufist die S-Phase sehr strah lenresistent. Auch eine lange G1-Phase ist relativ strahlenunempfindlich. Die Strahlenwirkung dicht ionisierender Strahlung (z. B. Neutronenstrahlung) zeigt im Unterschied zu der locker ionisierenden Strahlung keine so große Abhlngigkeir von den verschiedenen Phasen des Zellzyklus. Dennoch tritt auch bei dieser Strahlung eine unterschiedliche Strahlenempfind lichkeit in Abhängigkeit vom Zellzyklu s auf.
Zu den ersten Strahlenwirtcungen zählen die vorObergehende Tellsynchronlslerung des Zyklus und die Abnahme der Mitose rate. Die Dauer des Zellzyklus nimmt zu. Nach einiger Zeit treten überlebendezellenwieder in strahlensensible Zyklusphasen ein und sprechen dann gut auf erneute Bestrahlung an.
Normalerweise ist der Zellzyklus einer Zell population sehr asynchron. Zu den ersten Strahlenwirkungen z:ihlen d1e vorübergehende Teilsynchronlslenung des Zyklus u nd die Abnahme der Mitoserate. Dies hängt damit zusammen, dass vorwiegend Zellen überleben, d1e sich in strahlenresistenten Zyklusphasen befinden, und daher vorübergehend keine Zellen aus der G2-Phase in die M-Phase eintreten. Folg lich nimmt d ie Dauer des Zellzyklus zu. Wird zu diesem Zeitpunkt eme Bestrah lung durchgeführt, so sind die meisten Zellen sehr strahlenresistent Durch die Tei lsynch ronisierung treten überlebende Zellen nach einiger Zeit wieder in strah Jensensible Zyklusphasen em und sprechen daher gut auf eine erneute Bestrahlung an.
2.3.2 Wirkung auf Zellbestandteile
2.3.2 Wirkung auf Zellbestandteile
Nukleinsäuren
Nukleinsäuren
folgende formen von DNA-Schäden kommen vor: • Einzelstrangbruch (Abb. A-2.3) • Doppelstrangbruch (Abb. A-2.3) • DNA-Vernetzung (intra- oder intermolekulare Crossfinks, Abb. A-2.3) • Basenuhaden (Mod1fikation oder Verlust einer Base, Abb. A-2.3) • Mehrfachschaden (Bulky leslon. mehrere DNA-Schäden in Kombination auf engstem Raum).
Wie aufS. 28 dargestellt. wirken sich DNA-Sch~den besonders ungünstig auf d1e Zelle aus. Folgende Formen von DNA-Schäden (durch direkte oder indirekte Strahlenwirkung) kommen vor : • Einzelstrangbruch (Abb. A-2.3): Unterbrechung eines ONA-Strangs aufgrundeiner gespaltenen Phosphoesterbindung oder einer chemisch modifizienen Desoxyribose • Doppelstrangbruch (Abb. A-2.3): Unterbrechung beider DNA-Stränge. Hierzu kommt es entweder. wenn 2 Einzelstrangbrüche nah beieinander liegen. oder wenn ein Korpuskel die ONA quer durchschlägt. • DNA-Vernetzung: Bei hohen Strahlendosen bilden sich Verbindungen (Crosslinks) zwischen den beiden DNA-Strdngen (Abb. A-2.3) oder zwischen einem DNA-Strang und einem Protein aus. • Basenschaden: Chemische Modifikation oder Verlust einer Purin- oder Pyrimidinbase (Abb. A-2.3), z. 8. Bildung von Pyrimidin-Dimeren nach UV-Bestrahlung
31
A 2.3 Wirkung Ionisierender Strahlung auf Zellen
Fonn~n d~r DNA·SchJden
I
I
"Tl.,.,""Ti I II I .,..I.,..I'T"I
durch Ionisierende Str;ahlung lrl\lC'hll•"'t und
~strangbruch
I
lliliZili
ONA Vcrnttzung
I I I 1I I I I i
B.l-~
t
(Cronl•nks)
{~r>vt'rimt,
modaf•Jit"tte &Iw)
• Mehrfachschaden (Bulky Leslon): Ber em~m Mchrf.-.chschaden treten d te obrgen Fonnen von DNA-Schäden rn Kombmatron und dicht beremander auf. Es handelt steh merst um rrreparable Sch.iden Bei emer Strahlendosrs. bet der 63l der str~hlenexpomenen Zellen absterben, treten über 1000 Basenschaden, ca. 1000 Einzelstrangbrüche und c.a. 40 Doppelstrangbruche auf. Um dtese Wtrkung zu cwelen. rst meiner oxygcnrertcn Sdugcrrerzelle eine einzelne Dosis von 1-2 Gy notwendtg.
Eine Dosrs von 1-2 Gy bewirkt in err1er oxygenienen Zelle ca. I000 BasenschJden. ca 1000 Einzelstrang und ca. 40 Doppel· strangbrüche.
Die ~orm des DNA·Sch.ulcns tSl von der Dosis und der Art der Strahlu ng (hoher vs. niedriger LET) abh.ingig. So erzeugt Strahlung mit e inem hohen LET vNmehrt schwer oder nicht repMablc Doppclstt angbrUchc. Strahlung mtt ernem niedrigen LETvor allem Einzclstrangbrüchc. Proteine
Proteine
Dre Struktur von Proreinen wird durch d~rek1e oder indtrekte Strahlenwirkung veränden. Unterschtedltchco Modlfik;allont>n (z ß, ~'i.lmtnrerung, ~.ll'boxylr<>rung od<>r Molekülbrüche) können zu einer Störung der Proteinsynthese führen. Die Proteinsynthese tSI Jedoc;h strahlcnremtcnlcr ah die DNA Synthese. Du~ Iomsterende Strahlung kann auch zu Änderung~n der Sekundär· und Tertiärstruktur von Proternen und zu Enzymhemmung fuhren
Strahlung kann dul'{h Modtlikallon von Pto tt'inl'n Ptnt> Störung der Protelnsynthese. Änderung der Sekundär· und Tertlir· struktur und Enzymhemmung b<'Wlrk(.>n
Zellorganellen
Zellorganellen
Nach ~rrahlung emer Zelle entstehen durch DNA·Protern-Crosslinks h~ufig DNA· Zellmembran-Komplexe. außerdem können eme Pem1eabt~tatsstörung der Mem· bran und Vakuolen auftreten. NachBestrahlung mtt höheren Oo~n konnen das endoplasmatische Retikulum und dte Mttoc;hondnen geschadtgt werden.
Strahlung schädigt Zellmcmbr.lnen, an höheren Do.en auch endoplasmallsches Retikulum und M•tochondrien.
Doe rm Zellkern
he&~-"nden
Strukturen und die dort ablaufenden Stoffwechselprozesse werden bet deutloch geringeren Dosen geschadtgt als dte rm Zytoplasma.
2.3.3 Zelluläre Reparaturmechanismen als Reaktion auf Strahlenschäden
2.l.J Zl'llullrl' RPparaturmechanlsmen
Zellen verfügen uber Sy)tcmc. dre die verursachten Strolhlenschaden vollständrg oder zumindest teilwctse reparieren können. Nach emer Bestrahlung treten eme Vielzahl unterschiedlicher intrazcllul~rcr Erholungsvorgänge auf physikalischer, chemi· scher, blochemiseher und ~ellul3rer Ebene auf. Dtese smd 7Ptlhch abhangig und können rnnerhalb von Monuren brs Tagen zur Reparatur des Schadens führen. Einzel· Strangbrüche sowie Basenschäden werden enzymatt~ch durch Exzision des geschädigten Abschmttes behoben (Abb. A-2.4 ). Lange Zeit wurde angenommen, dass Doppelstrangbrüche mcht reparabel sind. Heute tSt bekannt. dass Doppelstrangbruche ~hr effekttv von der Zelle auf unterschiedliche An und Wetse unschlldlich gemacht werden können. Dabe1 stehen unterschiedliche Formen der genetischen Rekombination und der End·zu·End.Yerbin· dungen 1m Vordergrund.
Nach einer Bestrahlung tr~ten eine Vrt•lzahl unterschiedlicher rntraLellul.!re• Erholungs· vorgänge aur physikalischer, chemischer. blochemiseher und zellul~rer Ebene aul. Elnzelstr~ngbrGche ~ow·~ Basenschäden werden enzymatisch durch Exzision des gl"< hJdrgten Ab\Chnlttcs behoben (Abb. A-2.4). Doppelstrangbnkhe können sehr effekt1v von der Zelle un\ChJdllch g~mdcht wc.•rdt'll. Dabei stehen unterschiedh
als Ruktlon ;auf Str;ahlensch~en
32
A
2 Strahlenbiologie
Schematische Darstellung der Exzlslonsreparatur EinTelstrangbruch
Ein ONA·Schaden wird heorau~ge!.
I ONA
.., I
~
Exzisionsendonuklt-ase
'I
I
I
~
I
DNA-Polymerase
'
I I I
~
Auch Mehrfachschäden und Schädigungen der Proteine können repariert werden. Die Apoptose (programmierter Zelltod) ist ein wichtiges Reparatursystem, dass irreparable Schädigungen beseollgt. lus.1mmen mit der Zellerneuerung kann die Funlctionalität erhalten werden.
I
ONA-ligase
Auch Mehrfachschäden und Schädigungen der Proteine können durch unterschiedliche. derzeit noch nicht komplet t erforschte Reparatursysteme beseitigt werden. Auf zellul~rer Ebene stellt die Apoptose (programmierter Zelltod) em wichuges Reparatursystem dar. dass irreparable Schädigungen d urch Zelluntergang beseitigt. Durch diesen Mechanismus. gemeins.Jm mit einer damit verbundenen Zellerneuerung. kann doe Funktionalität des Gewebeverbandes erhalten werden.
2.3.4 Folgen von Strahlenschäden und fehlerhafter Reparatur für Zellen
2.3.4 Folgen von Strahlenschäden und fehlerhafter Reparatur für Zellen
Mutationen
Mutationen Mutationen sind irreversible Veränderungen der generischen Information von Körperzellen (somatische Mutation) oder von Keimzellen (Keimzellmutation).
Mutationen nach Bestrahlung entstehen durch Strahlenwirkung oder fehlerhafte Reparatur der Strahlenschäden.
Es gibt Gen- (Punkt-), Chromosomen- und Genommutationen: • Genmutationen (Punktmutationen) sind Veränderungen eines Nukleotids oder weniger Nukleotide. • Chromosomenmutationen sind Veränderungen der Chromosomenstruktur. Oie Chromosomenaberrations·Analyse (von Lymphozyten) lässt sich als . biologischer Dosimeter• verwenden.
Mutationen nach Bestrahlung en tstehen durch d irekte oder indirekte Strahlenwirkung oder durch rchlerhaftc Reparatur der Strahlenschaden. Sie sind nocht von Spontanmutationen oder anderen (z. B. durch chemische Noxen) induzienen Mul.iltionen zu unterscheiden. Mutationen lassen sich einteilen in Genmutationen (Punktmutationen), Chromosomenmutationen und Genommutationen: • Genmutationen (Punktmutationen) sind Veränderungen eines Nukleotids oder weniger Nukleotide, z. B. der Ersatz einer Base durch eine andere (Transition und Transversion). der Verlust (Deletion) oder .Erwerb" ( Insertion ) einer Base sowie die Umkehrung der Reihenfolge (Inversion) von Nukleotiden. • Chromosomenmutationen sind Veränderungen der Chromosomenstrukturdurch Verlust (Deletion), Verdopplung (Dupli kation) oder Verschiebung (Translokation ) eines oder durch Umkehrung der Reihenrolge (Inversion) mehrerer Chromosomenanteile. Diese Veränderungen können einen oder beide Arme eines Chromosoms oder mehrere Chromosomen betreffen. Auch d ie Bildung von Ring- oder dizentrischen Chromosomen ~ hl r zu den Chromosomenmutationen. Der Nachweis d ieser Veranderungen in Lymphozyten (Chromosomenaberratlons-Analy se) nach Bestrahlung erlaubt eine Aussage über d ie empfangene Strahlendosis und kann somot als .biologischer Dosimet er• dienen.
A 2.3 Wirkung ionisierender Strahlung auf Zellen
• Genommutationen sind Vcr~nderungen der Anzahl der Chromosomen. entweder des gesamten Chromosomensatzes (Vervielfachung =Polyploidie) oder einzelner Chromosomen ( z. 8. Monosomie, Trisomie). Sowohl in Körperzellen als auch in Keimzell en können Mutationen stumm, d. h. ohne Folgen bleiben. den Phänotyp (das Erscheinungsbild des Betroffenen) verändern. zu Störungen des Stoffwech sels oder zu Entartung und Tod der Zelle und des Individuums führen. Somatische Mutationen wirken sich nur während der Lebensdauer des Betroffenen aus. Keimzellmutationen dagegen können weit reichende Folgen für die Nachkommen des Betroffenen haben. Die Häufigkeit strahleninduzierter Mutationen hdngt von 7ahlr~ichen Faktoren ab: • Zelltyp • Zelldtfferenzierungsgrad • Dosisleistung • LET • Sauerstoffgehalt (s. S. 51 ) • Exposttionszeit. Sie lässt sich nur im Tierexperiment oder an strahlenexponierten Personen (z. 8. Atombombenüberlebenden) bestimmen.
• Genommutationen sind Veränderungen der Anzahl der Chromosomen. Mutationen können stumm bleiben. den Phänotyp verändern, zu Störungen des Stoffwechsels oder 7U Entartung und Tod der Zelle und des Individuums führen.
Oie Häufogkelt strahleninduzierter Mutationen hängt von zahlreichen Faktoren {s. Haupttext) ab.
Die Mutationsverdopplungsdosis ist dte Strahlendosis. die ebenso viele Mutationen induztert. wie Spontanmutationen auftreten. Sie beträgt für den Menschen 1,0 Gy.
Potenziellletale und subletale Zellschädigung
Potenziellletale und subletale Zellschädigung
Bct diesen Formen derZelbchddigung b<'stcht fUrdie Zelle dte Möglichkeit, den Strah lenschaden zu reparieren. Repattert sie ihn nicht oder fehlerhaft. kommt es zum Zelltod (s.S. 34}. Seide Zellschädigungsformen sind bei der fraktionierten Bestrahlung (s. S. 35) von Bedeutung.
ltierb<'oost eine Reparatur des Strahlenschadens möglich.
Potenziellletaler Strahlenschaden
Potenziellletaler Strahlenschaden
Als potenzteil letalen Strahlenschaden (potentially Iethai damage. PLD) bezeichnet man ein Spektrum von Strahlenschäden, d ie in Abhängigkeit vom Zellmilieu zu einer letalen Zellschädigung oder (mittels Repararurmechanismen) zur Erholung der Zelle führen können. Ein Zellmilieu, das eine Zcllproliferdtion nrcht wlas~t. erhöht die Wahrscheinlichkelt einer Reparatur des PLD. Nicht proliferierende Zellen haben mehr Zeit d,nu. Strahlenschäden in den Zellzykluspausen zu reparieren. als steh nach der Bestrahlung teilende Zellen.
Cs handelt sich um Strahlenschäden. die sich je nach Zellmilieu letal oder nicht letal auswirl<en können. Nicht proliferierende Zellen überteb<'n diese häufiger als proliferierende 7ellen.
Subletaler Strahlenschaden
Subletaler Strahlenschaden
Subletale Strahlenschäden (SLDs) konncn ln Abhängigkeit vom LET der Strahlung. voo der Zahl der SlOs und von dem Zeltintervall seit Bestrahlung vor dem Eintritt in die M-Phase repariert werden. So sind einzelne SLDs i. d. R. reparabel.
Dieser kann je nach LET der Strahlung, bhl der SLOs und Zeitintervall seit Bestrahlung repariert werden.
Mit steigendem LET emer Strahlungsart mmmt die Fähigkeit einer Zelle zur Repdratur des SLD ab. Ist eine Zelle von zwei oder mehreren SLDs betroffen. addiert sich deren Wirkung und führt zum Zelltod. je länger die Bestrahlung zurückliegt. desto bessererholen sich Zellen von einem SLD.
Zwei oder mehr SLDs sind für die Zelle letal. Die Erholung ist leitabhdngtg.
Tumorzellen erholen steh im Vergleich zum Normalgewebe schiechter von einem SLD. SLDs ~ptelen eine große Rolle b<'i der fraktionierten Bestrahlung (s. S. 35)
SLDs sind beo der fraktionierten Bestrahlung wichtig (s. S. 35).
A 2 Strahlenbiologie
Letale Zellschädigung (Zelltod) Es gibt 3 Formen des Zelltodes nach Bestrahlung: den klonogenen Zelltod, die Nekrose
Letale Zellschädigung (Zelltod) Es gibt 3 Formen des Zelltodes.
und die Apoptose. • Dem klonogenen (reproduktiven) Zelltod zum Opfer fallende Zellen sind nJch der Bestrahlu ng zunächst morphologisch und metabolisch intakt. Wahrend oder nach einer oder mehreren Mitose(n) verlieren sie jedoch ihre Teilungsfähigkeil und gehen zugrunde. Diese häufigste Form des Zelltodes nach Bestrahlung wird daher auch als Mitosetod bezeichnet. Sie tritt bei den meisten Zellen - mit Ausnahme des blutbildenden Systems- auf.ln einer Zellkultur zeigtsich der klonogene Zelltod als Verlust der F~higkeit zur Koloniebildung. • Bei der Nekrose kommt es zum schnellen und vollstä ndigen Funktionsverlust und damit zum Untergang der betroffenen Zellen. verbunden miteiner Entzündungsreaktion des umgebenden Gewebes. • Bei der Apoptose (programmierter Zelltod) löst sich eine einzelne Zelle aus dem Zellverband und zerf:illt in membranumschlossene Apoptosekörperchen. du~ Zellmaterial enrhalren und phagozytiert werden. Die Apoprose lauft ohne Enrzün· dungsreakrion ab. Sie tritt in derselben Interphase ein, in der sich die Zelle bei der Bestrahlung befand , und wird daher auch als Interphasetod bezeichnet. Apoptase tritt bei Zellen des blutbildenden Systems (z. B. Lymphozyten) und epithelialen Zellen (z. 8. Spe1cheldrUsenzellen) auf. Vergleicht man nach der Bestrahlung von Zellkulturen mit unterschiedlichen Dosen deren Koloniebildungsrate mit der einer unbestrahlten Zellkultur. zeigt sich bei den bestrahlten Zellen i. d. R. eine Abnahme der Koloniebildungsrate und damit der Zell· population. Trägt man die Strahlendosis (Abszisse) gegen den Anteil überlebender Zellen (Überlebensrate, Ord inate) auf, erhält man eine Dosis·Eifekt·Kurve. d1e Zell · überlebenskurve. Sie lässt sich sowohl linear als auch halblogarithmisch darstellen (Abb. A·2.5 ). Bei locker ionisierender Strahlung ergibt sich bei halblogarithmischer Darstellung (der häufigsten ·Darstell ungsrorm) eine Schulterkurve (durchgezogene Linie in Abb. A·2.5b). d1e 2 Charakteristika zeigt: • Im Bereich gennger Dosen findet sich die sog. Schulter: in diesem Dosisbereich rreten offenbar Sills aur. die die Zellen reparieren können. • Im Bereich höherer Dosen zeigt die Zellüberlebenskurve einen exponenziellen Ver· lauf: Die durch diese Dosen entstandenen Strahlenschäden können nicht repanert werden und führen zum Zelluntergang. Bei dicht Ionisierender Strahlung zeigt die Zellüberlebenskurve eine geringer ausgeprägte Schulterkurve, deshalb findet sich bei dieser Stra hlung ein beinahe exponen· Zieller Verlauf (gestrichelte Linie in Abb. A·2.5b): Die durch diese Strahlung verur· sachten Schäden könnennicht repariert werden.
• 8e1m klonogenen {reproduktiven) Zelltod verliert d1e Zelle während oder nach einer oder mehreren Mitose{n) Ihre Teilungsfähigkeit und geht zugrunde {Mitosetod).
• Die Nekrose ist ein schneller Zellunter· gang mit Entzündungsreaktion der Umgebung. • Die Apoptose ist ein programmierter Zelltod einer einleinen Zelle ohne Entzündungsreakllon. Sie wird auch als lnterpha.setod bezeichnet.
Trägt man nach einer Bestrahlung die Strahlendosis (AbsziSse) gegen den Anteil überlebender Zellen {Überlebensrate, Ordinate) auf, erhält man eine DosisEffekt-Kurve, die Zellüberlebenskurve (Abb. A·2.5).
Sei locker ionisierender Strahlung ergibt sich bei halbloganthmischer Darstellung eine Schulterkurve (Abb. A·2.5b), die 1m N1ed· rlg·Dosis·Berelch eine Schulter. bei höheren Dosen einen exponenzlellen Vertaul ze1gt.
Bei dicht Ionisierender Strahlung zeigt sich ein beinahe exponenzleller Verlauf (Abb. A·2.5b).
Dosis-Effekt-Kurven fllr die Überlebensrate von Säugerzellen nach Bestrahlung (schematische Darstellung)
..
10
a lineare Darstellung. b Halblogarithmische Darstellung.
1.0
80
01~--.-~--,---.-----~
2
a
4
6
8 Strahlendosis (Gy)
10
0
12
b
2 4 6 8 Strahlendosis (Gy)
10
12
35
A 23 Wirkung ionisierender Strahlung ,uf Zellen
2.3.5 Die Strahlenwirkung modifizierende Faktoren
2.3.5 Die Strahlenwirkung modifizierende Faktoren
Zeitliche Dosisverteilung
Zeitliche Dosisverteilung
Einzeit bestrahlung mit hoher Dosis
Einzeitbestrahlung mit hoher Dosis
Nach einmaliger Bestrahlung mit hoher Dosis resul tiert eine Zell überlebenskurve wae in Abb. A-2.6.
Die Zellubertebenskurve verläuft wie in Abb. A-2.6.
Fraktionierte Bestrahlung
Fraktionierte Bestrahlung
Bei fraktionierter Bestrahlung wird die Gesamtdosis auf mehrere Einzeldosen (Fraktionen) aufgeteilt. Dae Zell Oberlebenskurve zeigt nach jeder Fraktion eme Schulter (Abb. A·2.6). die aufdie Reparatur von SLDs im Bestrahlungsintervall zurückzuführen ist. Da gesunde Zellen SLDs besser reparieren können als Tumorzellen. zeigt ihre Zell· überlebenskurve eine ausgeprägtere Schulter (Abb. A·2.6). Die Schulter ist darüber hinaus bei locker ionisierender Strahlung deutlich ausgeprägter als bei dicht ionisae· render Strahlung. da bei letzterer am Bestrahlu ng.sintervall viel weniger Reparatur· vorgänge stattfinden. Bei gleicher Gesamtdosis ist demnach bei fraktaonierter Be· Strahlung vor allem mit locker ionisierender Strahlung die StrahlemVJrkung geringer als bei Einzeitbestrahlung. Deshalb müssen bei fraktionierter Bestrahlung insbeson· dere mit locker ionisierender Strahlung höhere Gesamtdosen verwendet werden als bei Elnzeltbestrahlung. Bea dacht aonisierender Strahlung spaelt die zellliehe Dosisverteil ung eine geringere Rolle. Die Wirkung fraktionierter Best rahlung wird durch folgende Faktoren modifiziert. die als die 5 R's der Strahlenbiologie bezeichnet werden: • Repopulation: Im Bestrahlungsintervall kann es zu Zellproliferation kommen. so dass emc höhere Dosis not wendag ist, um die lusätzlichcn Zellen abzutöten. • Repair. d. h. die Fahigkeit der Zellen. Ptos und SLDs zu reparieren • Reoxygenatlon: Die Wirkung locker ionisierender Stra hl ung auf sauerstoiThaltige Zellen ist größer als auf hyp. oder anoxische Zellen (s. S. 36). Bea fraktionierter Be· Strahlung nimmr nach Jeder Fraktion die Zahl hypoxisrhrr Tumom·ll~n ilh, da der Tumor durch Zelluntergang klemer wird und der Daffusionsweg des Sauerstoffs zu den Tumorzellen abnimmt. Die Strahlenwirkung auf das Tumorge..vebe nimmt also mit steigender Anzahl der Fraktionen zu. • Redistribution: Zellen. die sich in nach einer Fraktion in einer strahlenresistenten Zellzyklusphase befinden. können am Bestrahlungsintervall 111 strahlensensible Zyklusphasen (M-. Gr Phase) übergehen. • Radlosensltlvlty: Dae Strahlensensibilität von l\Jmoren ist unterschiedlich, ebenso die von Tumor· und Normalgewebe. was maßgeblich für den Erfolg der Strahlentherapie bei Tumorerkrankungen ist.
llierbei wird die Gesamtd~is auf mehrere Einzeldosen aufgeteilt. Die Zellübertebenskurve zeigt nach jeder Dosis eine Schulter (Abb. A-2.6). die durch die Reparatur von SLDs im Intervall entsteht und besonder5 bei Niedrig·LfT·Strahlung ausgeprägt ist. Daher müssen bei fraktionierter Bestrahlung mit solcher Strahlung höhere Gesamtdosen verwendet werden als bei Einzeltbestrahlung.
Oie Wiri
ZeiiObertebenskurve von gesundem und von Tumorgewebe bei fraktionierter Bestrahlung Gesundes Gewebe kann im Gegensatz zu Tumorgewebe im Bestrahlungsintervall fast alle subletalen Strahlenschäden beseitigen. Zum Vergleich ist die Zellüberiebenskurve nach Einzeitbestrahlung dargestellt. gewndes c.e-bc
TumorgeW\'bc
0.001 !--i_.T_ag _ _, -_ _2._T_ag_ _ , -_ 3_._Tag _ ____ 4._t_ag_ _ r - -0
2
4
Strahlendosos (Gy)
6
8
A 2 Strahlenbiologie
Reoxygenation und Redistribution können die Strah lensensibilität von Tu mor- und Normalgewebe für weitere Strahlendosen erhöhen, Repopulation und Repair dagegen die Strahlenresistenz erhöhen. Protrahierte Bestrahlung
Protrahierte Bestrahlung
Die Gesamtdosis wird über einen länqeren Zeitraum hinweg verabreicht. so dass die Dosisleistung gering 1st. So steigt die Chance, Z.cllen in strahlensensiblen Zyklusphasen zu bestrahlen, und lx>i locker Ionisierender Strahlung können gesunde Zellen SLDs reparieren.
(s. S. 102).
Bei protrahierter Bestrah lung wird die Gesamtdosis über einen längeren Zeitraum hinweg kontinuierlich verabreicht. so dass die Dosis pro Zeiteinheit (Oosisleistung) gering ist Dadurch besteht fürdie bestrahlten Zellen vor allem bei protrahierter Bestrahlung die Moglichkeit, SLDs zu rep,lrleren. Auch hier wird ausgenutzt, dass gesunde Zellen diese besser reparieren kö nn en als Tumorzcllen. Außerdem steigt bei protrah ierrer Bestrahlung wegen des langen Bestrahlungszeitraums die Wahrscheinlichkeit, dass Zellen aus strahlenresistenten in strahlensensible Zyklusphasen übergehen und ruhende Zellen (G 0-Phase) in den Zellzyklus eintreten. D1e protrahierte Bestra hlung findet vor allem in der ßrachythcrapie bei der Kontaktbestrahlung (s.S. 102) Anwendung.
Sauernoffgehalt
Sauerstoffgehalt
Sauerstoff sensibilisiert Zellen für die Wirkunq locker ionisil'rl'nder Strahlung (Sauerstoffeffekt, Abb. A·2. 7), quantifiller· bar durch den Sauerstoffverstärkungsfaktor DER.
Oie Wirkung locker ionisierender Strahlung 1st in Anwesenheit von Sauerstoff größer als bei Sauerstoffmangel (Hypoxie und Anoxie): Unter aerolx>n Bedingungen sind Zellen wesenrlich strahlensensibler (Sauerstoffeffekt, Abb. A-2.7). Oie strahlensensibilisierende Wirkung von Saucrstoff lässt s1ch durch den Sauerstoffverstär· kungsfaktor OER (oxygen enhanccment ratio) quantifizieren:
Haupteu1saltgeb1et 1st die Brachytherapie
OER .. Energiedosis (Gy) unter anoxisclten ßedirl!Ungen Energiedosis (Gy) unter oxischcn Bedingungen
Oxygenierte Zellen sind 2· bis 3-mal strahlenempfindlicher als Zellen mit Sauerstoffmangl.'l. FraktiOf'lierte ßestrahlung kann Tumoflellen reoxygenieren und so zu größerer Strahlenwirkung führen.
Untersuchungen haben gezeigt. dass bei klinisch relevanten Einzeldosen der Sauersroffvcrstärkungsfaktor zwischen 2.0 und 3,0 schwankt. Somit sind sauerstoffhaltige Zellen um den Faktor 2- 3 strahlenempfindlicher als hypoxi sehe oder anoxische Zellen. Ein hoher Anteil anoxischcr und hypoxischerZellen in ei nem Tumor gefä hrdet den Erfolg einer Strahlentherapie. Eine fraktionierte Bestrahlung kann bei vielen Tumoren zu einer Reoxygenierung von Tumorzellen führen (s. S. 35).
--,~~=~I
Mit Lu nehmenden LET nimmt der Sauerstoffvcrstarkungsfaktor ab. b1s er Null erreicht.
Zellilberlebenskurve nach Bestrahlung mit locker ionisierender Strahlung unter oxlschen und anoxischen Bedingungen Der Sauerstolfverstärkungs· faktor (OER) beträgt ca. 3.0.
0,1 Dosis (Gy)
A 2.3 Wirkung Ionisierender Strahlung auf Zellen
Phannaka Die Suahlenwirkung Jasst sich durch besnmmte l'harmaka steigern oder mindern. Srrahlensensibilisierende Submn7en ,Radlosensitizer) tm engeren Sinne verstärken dte Strahlenwit kung. ohne Tytotoxt~h 1u wtrken. wie z. B Misonid.J7ol und Nimorazol. dte dte Radikalbtldung bet der Radtoly'e d~> Wassre~ fordern Radio~n~ntzer im \\"elleren Sinne sind Zytostattka 1 8. Ctsplattn. Carboplatin. Acnnomyon D} und Schwermetallionen (letztere stetgern dte Strahlenabsorpnon}. Srrahlcnschurzsubst•mzen (Radioprotektoren) im engerl'n Sinne nundem dte \'Virkung iontsierender Strahlung auf Normalgewebe. ntcht Jedoch .1uf Tumorgewebe (L 8. Amtfosllne}. Radioprotektoren unw~ttrtrn Stnne ~tnd ntcht q:lekuv. Hterzu l.lhlen Sulfhydryl (SH LVerbtndungen wte Glutathton und Cysteamtn (Radik.tlf radtoakuvcn jods in dte SChtlddruse.
Pharmak.J Strahhmsemibilislerende Substanzen (Radlosenslttzer) sind Rad•kJibildner (1. 8. Mo
Temperatur
Temperatur
Bei der Hypertherm~ wtrd durch ~pez11~lle Verfahren versucht. etne Erhöhung der Körpertemperatur auf 41 - 44 "C an7u~treben. Man unterschctdetdabet dte regionale Hyperthermie von der Ganzkörperhyperthermie ln Komlltnauon mn der Strdhlentherapte kan n dadurch emc Vcmarkung d~t Radlosenslblllslerung und des tumorizlden Effekts erzielt werden. Zu beachten ist aber. dass durch dte~ Therapie auch die Nebenwirkungswahrscheinhchkell 101 Normalgewebe erhöht wird. Erste klinische Studien sind erfolgversprechend. den noch 1St dte llypl'rthermte noch keine Standardtherapie und sollte nu1·in Studten 1ur Anwendung kommen.
Bei der Hyperthermie ""d durch spczoele Verfahren versucht 1'1111' frhohung dN Köf· pertemperatllr duf 41-44 C .Jnzustreben. in Komb,nat,on mit dN StrJhlcntheraple kann dadurch eine Verstar\(ung der Radtosensibllislerung und des tumorlzlden Effekts erztelt werden.
2.3.6 Quantifizierung der Strahle nw irkung Zur mathemattschen Beschreibung von /ell liberlebenskurven. vor allem von Schulterkurven. etgnct steh da~ linear-quadrallsehe Modell (a/ß·Modell) fs IJt>schretbt dte Anzahl der (tbertebenden 7ellcn n~th 111sbe~ondere frakttomertcr - Bestrahlung. und zwar nach folgender Beziehung.
2-3.6
Quanttßzlerung der Strahlenwirkung
Das linear-quadratische Modell (afjl-Modell) bl'\Chtcobl d ~ Anlolhl ubt-<· lel><1ld<·• 7('1ir n (SF) n.xh Ln\bP\Oildt•lt' fraktionierter Bestrahlung:
log SF ~ a D - ßD' SF wrvtval fracuon steht fur dte Anz~hl der uberlcbenden Zelle~. D [ur dte applizierte Dosts. a und II smd gewebe>peztfische Konstanten. - aD ISt die lineare Komponente des Modells. Sie entsteht durch mcht oder fehlerhaft reparierte Doppelstrallßbruche. dte zum Tod der 7cllc fuhrrn. beschretbt also eme genn ·.e bts [('hlende ReparaturkapaLt tat fur Strahlen~h.\drn ß02 tst dte quadratische Komponente dö Modells. Sie entsteht durch reparable- Dnppclman11,brüche und tx s.:llretbt somtt eine hohe Reparaturkapazuat. Su~ besnmmt dte Brette der Schulter. Der Dosiswen (in Gray). bet dem dte hneare und dteqwdratische Komponente gleich groß sind. hetßt a/11-Wert. Anhand des a/ß-Wert~ lam•n \ICh 2 Gewebetypen unterschetdcn
Die lineare Komponente d> ·\ Modl'ih (-aO) beschreLbl eint> g<'fm!tt· Rfop.oraturkapazoWt von Strat-lenschäden. dtt> quadratische Komponente (-1101} eo~ '>olle Rep.~r.•h• • kap.lt tat
Die Do9s. bei der oD g~ch PD' ist. heißt o/11-WM Anh,o• ld 0/ß·WI'ot~' IJ,~n sich unt Pr\Chc· dffi '
1. Früh reagierende Gewebe be>nzen emen hohen a /ji-Wert (6-30 Gy). Bet ihnen überwiegt die lineare Komponente. d. h. d te Reparaturkaputtat fiir Strahlenschäden ist genng. Der Verlauf der Zelluberlebenskurve ist fast hnear. dte Schulter klein. Die Unte~htede tn der Strahl~nwirkung 7Wischen ~lllZCit-. rraktiOntencr und protrahierter Bewa hlung s111d bei vrtgieichb.uer Cesamtdosts daher nur genng. Zu den fruh reagterenden Geweben z~hlen dte m Tab. A-2.1 aufgeführten Normalgewebe und dte meisten mahgnen Tumoren. 2. Spät reagierende Gewebe (Tab. A·2.1) besttzen etnen niedrigen a/ji-Wert (1-6 Gy Bei ihnen uberwtegt d1e quadrau~che Komponente, die aufeme hohe Rt-pararurkapa71tät hmY.eist. Dte Zelluberlebt-n~kurve zetgt eine ausgeprägte Schulter. Bet d1esen Geweben ist dte Strahlenwtrkung bet frakuonicrter oder protrahierter Bestrahlung bet vergletchbarer Ge
1. früh reagierende Gewebe Ihr o/11-WM ist hoch (&-30 Gy). ihre Reparaturkapallt.lt
genng. Die Zellüberlebenskurw w rlauh fast linear. doe Schulter 1st klein
2. spat reagierende Gewebe: Ihr o/11-Wert ist niedrig (1- 6 Gy). thrt' Rep.lroltUt kap.Jtotat hoch. Die ltlluberlebt·•"~'""" t <'lgt r ·n•' ausgepragte Schulter
A 2 Stra hlenbiologie
Repräsentative a/(l-Werte für Normalgewebe und Tumoren
Gewebetyp und Folgen
0/,..Wert (Gy)
früh reagierende Normalgewebe Haut (Erytht>m) Lunge (Pneumonitis innerhalb der ersten 90 Tage der Radiotherapie, Ösophagitis) Mundschleimhaut (Mukositis)
10.6 > 8,8 ca. 10,8
spät reagie rende Normalgewe be Haut (Teleangoektaslcn) Haut (Fibrose) Lunge (Pneumonitis später als 90 Tage nach Radiotherapie, Atelektase, Fibrose. Lungenödem) Darm (Perforation, Strikturen) Rückenmao·k (Myelopathie) Knorpel oder KnO
2.7 1,7 < 3,8
3.9 < 3.3 4,5
Tumoren Nasapharynxkarzinom Stimmbandkarzinom Mundhöhlenkarzinom Bronchialkamnom (Piattencpothclkal7inom) Zervixkarzinom (Piattenepithelkarzinom) Haut (Piattenepithelkminom) Haut (malignes Melanom) Liposarkom
Das Modell kann unterschiedliche Behandlungsschemata bezüglich der Gesamtdosis vergleichen.
16 ca. 13 ca. 16
ca.S0-90 > 13,9
8,5
0.6 0,4
Das a/ß· Modell kann unrerschiedliche Behandlungsschemata bezüglich der Ges.Jmt· dosis vergleichen. wenn die Einzeldosis und die Gesamtdosis einer Standardbehandlung beka nnt sind. Dazu wird folgende Gleichung verwend et: D2/DI •(a/ß+dl )/(a /ß+d2)
Der Einfluss des Zeitfaktors auf die Strahlenwirkung bleibt unbeo·ücksichtigt.
2.4
Wirkung Ionisierender Strahlung auf den menschlichen Körper
Ooe Folgen ionisierender Strahlung für Organe und Gewebe lassen sich einteilen in: • akut oder chronosch • lokal oder systemisch.
Das Modell berücksichtigt den Einnuss der Fraktionierung auf die Strahlenwirkung, nicht jedoch den des Zeirfaktors. d. h. der Bcstrahlungsdauer.
2.4 Wirkung ionisierender Strahlung auf den
menschlichen Körper
h sind deterministische Strahlenschäden (s. s. 57).
Wie erläutert, fUhrt ionisierende Strahlung zu Hemmung der Zellproliferation und Zelltod. Deren Folgen für Gewebe und Organe lassen sich nach folgenden Gesochts· punkten e inteilen: • nach dem Zeitpunkt ihres Auftretens in akute und chronische Strahlen folgen. • nach ihrem Ausmaß in lokale und systemische Strahlenfolgen. Diese Smhlenfolgen s ind detenninistlsch e Strahlenschäden (s.S. 57). d. h. fur sie existiert eine Schwellendosis.
2.4.1 Akute Strahlenfolgen
2.4.1 Akute Strahlenfolgen
• Oefinrtlon.
Betroffen sind Gewebe mit hohem Zellumsatz und Gefäße. Rasch proliferierende und daher früh n~agie· rende Gewebe (Tab. A·2.1 ) zeigen eint> hierarchische Proliferation.s organisatlon. Der strahleninduzierte Verlust an Stammzellen führt rasch zu eonem Mangel an funlctlonstOchtlgen Zellen.
Akute Strahlenfolgen treten in eanem Zeitraum von bis zu 90 Tagen nach Bestrahlung auf. Sie betreffen Gewebe m it einem hohen Zellumsatz sowie das Gefäßsystem. Rasch proliferierende Zcllvcrbdnde sind durch eanen hohen ajß-Wert gckennzeochnet (früh reagierende Gewebe. Tab. A·2 .1 ). besiuen alsoeine geringe Reparaturkapaztt:lt. Sie zeigen eine hierarchische Proliferation sorganisation, d. h. es besteh t eine klare Aufgabentrennung zwischen Stammzellen. Vorläuferzellen und ausd ifferenzierten. funktionstüchttgen Zellen. Die Bestrahlung führt zu einem Verlust der Stammzellen.
A 2.4 Wirl
Eine Erweiterung der Kapillaren führt zu Erythem und Ödem.
Das Ausmaß der akuten Strahlenfolgen hängt von der Expositionsdauer ab. Akute Strahlenfolgen heilen meist aus.
Meist kommt es zur Restitutlo.
2.4.2 Chronische Strahlenfolgen
2.4.2 Chronische Strahlenfolgen
Chromsehe Strahlenfolgen treten ab 90 Tagen nach Bestra hlung auf. Sie betreffen Gewebe mit einem geringen Zellumsatz. Bindegewebe und ebenfalls das Gefäßsystem. Langsam proliferierende Zellverbände sind durch einen niedrigen a /fl-Wert gekennzeichnet (spät reagierende Ge\vebe, Tab. A-2.1 ). besirzen also eine hohe ReparaturkapaLit
Betroffen sind Gewebe mit geringem Zellumsatz, Bindegew~ und Gefäße. langsam proliferierende und daher spät reagie· rende Gewebe (Tab. A-2.1) lCigen eine flexible Prolfferationsorganfsatfon. so dass sich der Verlust an Stammzellen weniger auswirl
Das Risiko und das Ausmaß chronischer Strahlenfolgen hängen von der Höhe der Dosis ab. Chronische Strahlenfolgen sind. da sie meist irreversibel. teilweise progred ient und selten therapierbar sind. von Strahlentherapeuten sehr gefürchtete Nebenwirkungen.
Sie sind meist irreversibel und selten therap1erbar.
2.4.3 Systemische Strahlenfolgen:
2.4.3
Akutes Strahlensyndrom Systemische Strahlenfolgen treten auf. wenn eine große Anzahl von Zellen abstirbt, und sind daher dkut Akutes Strahlensyndrom (akute Strahlenkrankheit) ist der Oberbegriff für eine Vielzahl von Symptomen, die nach einer ausgedehnten Teilbestrahlung des Körpers oder einer Ganzkörperexposition auftreten. Oie Ausprägung der Symptome hängt außer vom bestrahlten Körpervolumen von der Höhe der Dosis. dem lETder Strahlung. der zeitlichen Aufteilung der Dos1s (Einzeit- vs. fraktiomerte Bestrahlung} und der Dosisleistung ab. Es verläuft in 3 Phasen: 1. PTOdromalphase: Sie ist durch Kopfschmerzen. O!x>lkeit und Erbrechen gekennzeichnet. Sie tritt umso früher ein. je höher die Dosis ist. 2. latenzphase: Während sich d1e Strahlenschäden ausbilden. ist der Betroffene weitgehend asymptomarisch. 3. Hauptphase: Hier manifestieren sich die Strahlenschäden klinisch. Anhand der betroffenen Organsysteme kann man 3 Formen unterscheiden (Tab. A-2.2). Welches Organsystem betroffen ist. hängt vor allem von der Höhe der Dosis ab. Eine therapeutische Intervention ist m1t gutem Ergebnis nur beim hämatopoerischcn Syndrom möglich. Eine Dosis von bis zu 2 Gy (2 Sv) flihrt lediglich passager zu rascher Ermüdung und Konzentrationsstörungen. Oie mediane Letaldosis, bei der nach GanzkörperexpoSitiOn 50% der Menschen nach 30 Tagen versterben (LD 50/30). liegt bei 3-4 Gy (3- 4 Sv). die absolut letale Dosis be1 ca. 7 Gy (7 Sv). Eine Dos1s > 100 Gy führt noch während oder kurz nach der Exposilion zum Tod.
Systemische Strahlenfolgen: Akutes Strahlensyndrom
Ursache ist das Absterben vteler Zellen. d« Verlauf daher akut. Das akute Strahlensyndrom (akute Strah· lenkrankheit) tritt nach einer ausgedehnten Teil- oder Ganzkörperexposition auf. Die Intensität variiert u. a. mit der Höhe der DoSIS. Es verläuft in 3 Phasen:
Prodromalphase: Kopfschmerzen, Übelkeit, Erbrechen 2. lattnzphase: wettgehend symptomfrei 3. Hauptphase: je nach Höhe der Dosis manifestieren sich die Strahlenschäden an unterschiedlidum Organen (Tab. A-2.2). J.
Bei bis zu 2 Gy tr('ten passager subjektive Symptome auf,> HJO Gy führen last sofort zum Tod. Oie LD 50/30 ltegt bei 3-4 Gy (3-4 Sv), die absolut letale Dosis bet 7 Gy (7 Sv).
40
A 2 Strahlenbiologie
Klinische Forme n der Strahlenkrankheit Erkrankungsform
zetebraks Syndrom
gastrointestlnales Syndrom
hämatopoetlsches Syndrom
bestimmendes Organ
zentrale~
Dünoldarm
Knochenmark
auslösende Dosis
> IOGy
4 6Gy
2-4 Gy
Dauer der Latenzphase
0.5-3 Stunden
3-5 Tage
3 Wochen
leitsymptome
Kopfschmerzen. Übelkeit, Erbre
Diarrhö (Re~orptionsstörungen). fieber (Superinfektion). Wasserund Elektrolybtörungen. hypovolämischer Schock
Blutungen, Purpura. Infektionen
Pathologie
Entzündung des ZIIIS, Hirnödem
Teilungshemmung der Stamm- Absterben 7unächst der Stammzellen zellen in den Lleberl<ühn-Krypten (am schnellsten der Lymphoblasten). mit Denudation der Darm/Ollen dann der Lymphoryten und der ubrigen penpheren Blutzellen on der Reihenfolge ihrer Lebensdauer. Knochenmarklobrose
mögliche Überlebenszeit (ohne Therapie)
2Tage
2 Wochen
2 Monate
Prognose
hoffnungslos
schlecht
bei Therapie gut
Nervensystem
2.4.4 lokale Strahlenfolgen
2.4.4 Lokale Strahlenfolgen
Sie sind akut oder chronisch. Proliferationsorganisation und Anordnung der funktionellen Untereinheiten ~nes Organs (FSUs) bestimmen ihr AusmaS.
lokale Strahlenfolgen sind akut oder chronisch. Das Ausmaß der Strahlenfolgen an e inem Organ hangt nicht nur von seiner Proliferarionsorganisation, sondern auch von der Anordnung seiner funktionellen Untereinheiten (funcrional s ubunits. FSUs) ab. Bei paralleler Anordnung der FSUs kann der strahle nbedingte Ausfall von FSUs kompensiert werden. bei serieller nicht
Ham.:.topoetisches System
Hämatopoetisches System
Das Knochenmark ist sehr strahlenempfindlich. Am empfindlichsten sind die pluripotenten Stammzellen. Eine Einzeitbestrahlung mit 3--4 Gy reduziert die Stammzellzahl um bos tu 90%. Eine Wiederbesiedlung des bestrahlten Knochenmarl<s ist nach Dosen bis zu 45 Gy möglich.
Das Knoche nmark ist wegen seiner hierarchischen Proliferationsorganisation sehr strahlenempfindlich. Am s trahlenempfindlichsten sind die undifferenzierten pluripotenten Stammzellen. je höher der Differenzierungsgrad. desto geringer isr die Strahlenempfindlichkeit der Knochenmarkzellen. Eone Einzeitbestrahlung des Knochenmarks mit einer Dosis von 3-4 Gy reduziert die Zahl der Stammzellen um bis zu 90%. Eine Wiederbesiedlung des bestrahlten Knochenmarkstromas mit plunpotenten Stammzellen ist nach Dosen von bis zu 45 Gy möglich. Die Stammzellen können aus der Peripherie oderunbestrahlten Knochenmarkbereichen einwandern.
Blutbildveränderungen nach Ganzkörperexposition mit ca. 3 Gy
7
14
4
.:;-0
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c
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.. o3
Blutblättchen
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Granulozyten
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E .'?;- 0
0
Schaden nicht sichtb.Jr
2 I Strahleninsult 0
10
Schaden sochtbar 30
20
Tage
lrtlotung
40
50
60
A
2.4 Wirkung ionisierender Strahlung auf den menschlichen Körper
Die peripheren Blutteilen sind relativ strahlenresistent Deshalb mani festiere sich eine strah lenbedingte Abnahme der Zellzahl erst am Ende illres Generationszyklus (Abb. A-2.8 ). Erythrozyten sind am resistentesten und haben die höchste Lebensdauer. so dass ihre Zahl nur geri ngfiigig abnim mt
Die Reaktion der strahlenresistenteren peripheren Blutzellen zeigt Abb. A-2.8.
Verdauu ngstrakt
Verdauungstr~kt
Die Strahlensensibilität der Abschnine d es Verdauungstrakts ist unterschiedlich. Sie ist am größten im Dünndarm und nimmt in der Reihenfolge Dickdarm. Magen, Ösophagus und Rektum ab. Akut bewirkt d ie Strdhlung eine Teilungshemmung der Stammzellen. die wegen des fehlenden Zellnachschubs und Gefaßsch:ldens (s.S. 38) zu einer Mukositis fühn (s. auch Tab. A-2.4). Am Dünndann fiihrt der Mitosestopp der Stammzellen in den lieberkühn-Kry pten nach Absterben der Epithelzellen an der Zonenoberfläche zur Denudation der Zotten ( Strahlenenteritis) mit Resorptionsstörungen, blutiger Diarrhö. Wa~ser- und Elektrolytverlusten sowie evtl. einer bakteriellen Infektion. Am Dickdarm fuhrt der M110sestopp zu einer Strahlenproktitis. d ie sich durch blutige. schleimige Diarrhö äußert Bei Gesamtdosen von 50-54 Gy und Einzeldosen von 2 Gy sind aku te Strahlenfolgen selten dosislimitierend. Chronische St rahlenfolgen w ie Ulzera. Perforation, narbige Stenosen oder Strikturen können sich je nach bestrahltem Volumen und m Abh:ingigke11 von der verwendeten Einzeldosis nach Dosen von ca. 60 65 Gy entwickeln.
Der strahlenempfindlichste Abschnitt ist der Dünndarm. Akut kommt es durch reilungshl'mmung der Stammzellen und Gefäßschäden zu einer Mukositis (s. auch Tab. A-2.4). Am Dünn· darm entsteht durch Denudation der Zotten eine Strahlenenterit is mit Diarrhö. Was~·. Elektrolytverlusten und Infektionsgefahr. am Dickdarm eine Strahlenproktitls.
Chronische Strahlenfolgen sind Ulzera. Perf01at1on. naobigc Stenosen und Strikturen.
Lunge
Lunge
Da die FSUs der Lunge parallel angeordnet sind. können unbesrrahltc FSUs die Funkrionsemschränkung bestrah lter FSUs kompensieren. so dass sich d1c Gesa mtlungen funkuon nicht verschlechter t. Da aber bei ausgedehnten Lungenwmorcn oft ein sehr großes Areal bestrahlt werden muss. sind die akuten Strahlenfolgen am umhegenden gesunden Lungengewebe oft dosisl imitierend. Werden Lungenrumoren mittels kombinierter Strahlen- und Chemotherapie behandelt ( häufig). schränkt dies die Toleranz des gesunden Gewebes zusatzlieh ein. Nach Gesamtdosen von 20- 30 Gy kann als akute Strahlenfolge ca. 4- 8 Wochen nach Bestrahlung eine Strahlenpneumonitis auftreten. Das klinisch e und das radiologische Bild ähneln dem einer atypischen viralen Pneumonie ( Husten, Dyspnoe b~w. s. Abb. A·2.9}. Sehr oft verläuft diese Form d er Pneumon iris aber völlig asym ptomatisch. Als chronische Strahlenfolge kann die Strahlenpneumonitis in eine Lungenfibrose ubergehen. d eren Entwicklung 1-2 Jahre nach Bestrahlung abgeschlossen ist.
Durch d~e parallele Anordnung der FSUs lasst sich der Ausfall bestrahlter fSU~ kompen· slcrcn. bei großem bestrahlten Volulll('n sind die akuten Strahlenfolgen jedoch oft dosislimitierend.
Strahienpneumonitls 1 Monat (a), 3 (b) und 8 (c) Monate nach Bestrahlung
'
Akut kann nach ca. 1 Monat ehw Strahlenpneumonitis auftreten (Abb. A-2.9).
Sie kann in eone l ungenflbrose übergehen (chronisch).
4
A 2 Strahlenbiologie
Herz-Kreislauf-System
Herz-Kreislauf-System
Am Herzen treten akut und meist asymp-
Am Herzen treten als akute Strahlenfolgen funktionelle Störungen (EKG-Veränderungen), Perikarderguss, Perikarditis oder Pankarditis auf. die meist asymptomatisch sind. Als Langzeitfolge emer mediastinalen Bestra hlung(z. B. bei Morbus Hodgkm) kann eine Kardiamyopathie auftreten. die durch Veränderungen der Herzgefllße (s. u.) und eine intersti tielle Fibrose gekennzeichnet ist. Langzeituntersuchungen zei gen. dass bei 15-20% der wegen Morbus Hodgkin Bestrah Iren die Herzfunktion redu· ziert ist. Veränderungen der Gefäße sind in vielen Organen maßgeblich an der Entstehung von akuten und chronischen Strahlenfolgen beteiligt. Großvolumtge Gefäße Z<.'ig<.'n nach einer Bestrahlung im therapeutischen DosisbereiCh geringe Ver.Jnderungen. Arteriolen und Kapillaren dagegen sind von zentraler Bedeutung für die Entstehu ng chronischer Strahlenfolgen (s. S. 3gJ_ Diese manifestieren sich aufgrundder langen Zellzyklusdauer der Endothelzellen erst sehr spät Kapillaren und Venolen spielen auch bei der Entstehung von akuten Strahlenfolgen eme Rolle (s.S. 38). Venen dageg<.'n sind sehr strah lenresistent.
tomatisch EKG-Verändetungen. Perikarderguss. Perikarditis oder Pankarditi~ auf, al~ Langzeitfolge eine Kardiomyopathol'.
Verlinderungen der Gefäße sind in vielen Organen maggebtich an der rnt stel1ung von akuten und chronischen Strahlenfolgen bett>iligt. Arteriolen und Kapillaren spielen eine entscheidende Rolle bei der Entstehung chronischer Strahlenfolgen.
Leber
Leber
Bei Bestrahlung der gesamten Leber mot Dosen > 30 Gy tritt als akute Strahlenfolge eine Strahlenhepatitis mit Verschluss von Zentralvenen (Abb. A-2.10). als chronische Strahlenfolge eine Leberzirrhose auf.
Da die FSUs der Leber parallel angeordnet sind. können be i Leberteilbestrahlungen hohe Dosen apphzt<.'rt werden. ohne die Leberfunktion zu beemrrlichtigen. Bei Bestrahlu ng der gesamten Leber mit Dosen von über 30 Gy trittjedoch mit einer Latenz von 2-6 Wochen als akute Strahlenfolge eine Strahlenhepatitis auf. die die Charakteristika der veno-occlusive d isease (VOD. Abb. A-2.10) zeigt: Verschluss von Zentralvenen und Untergang von llepatozyten in den betroffenen Lcberläppchen. Sie manifestiert sich durch einen Anstieg dl'r Lcberenzyme. Ikterus. Hepatomegalie und Aszires. Als chronische Strahlenfolge entwickelt sich. beginnend etwa 6 Monate nach Be· Strahlung, eine nur begrenzt reversible Leberzirrhose.
Strahlenhepatitis
Computertomogramm wm Zeitpunkt der Bestrahlung einer Lebermetastase (a. schwarze Pfeile) sowie 2 Monate (b). 4 Monate (c) und 15 Monate nach Bestrahlung. Die Strahlenreaktion zeigt das Bild der vcno-occlusive disease (VOD) (weiße Pfeile). Niere
Niere
Bei Oberschreitung der Toleranzdosis (Tab. A-2.4) entwickelt sich als chronis.:he Strahlenfolge eine Strahlennephropathie (Strahlennephrltls) mot den klinischen Zeichen der Nlerenlnsuffizienz.
Teilbestrahlungen oder die Bestrahlung einer Niere bei ausreichender Schonung der anderen schränk<.'n auch bei sehrhohen Dosen die Nierenfunktion nicht ein. Bei überschrettung der Toleranzdosis (Tab. A-2.4 ) entwtckelt sich als charakteristische chronische Strahlenfolge e ine Strahlennephropathie (auch als Strahlennephritis bezetchnet) mit Tubulusarrophie und interstitieller Fibrose. Sie mamfestiert sich erwa 6 Monare nach Bestrahlung mit den klassischen Zeichen einer Niereninsuffizienz. Ein strahleninduzierter Bluthochdruck kann auch noch 10 Jahre nach Bestrahlung entstehen.
A 2.4 Wirkung ionisierender Strahlung auf den menschliche n Körper
Nervensystem
Nervensystem
für strahlen induzierte Effekte des ZNS w ird nicht die allgemein gültige Einteilung in Früh- bzw. Spätveränderungen verwendet. Vielmehr können 3 Kategorien unterschieden werden: 1. Frilhveränderungen: Sie können bei Ap plikation sehr hoher Dosen schon Stunden nach Bestrahlung auftreten. Es kan n sich ein radlogen Induziertes Ödem während oder nach der Bestrahlung manifestieren (Abb. A-2.11 ). Dabei ist die Störung d er Blut-Hirn-Schranke eine d er maßgeblichen Ursachen. je nach Lokalisation werden diese FrühverJnderungen a ls akute Strahlenenzephalitis oder akute Strahlenmyelitis bezeichnet. 2. Frilhe Spätreaktion: ln d en ersten 6 Monaren nach Bestrahlung kann es zu einer subakuten Myelitis. Enzephalitis oder e ine r leukoenzephalopathie kommen. Im Bereich des Rückenmarks treten m öglicherweise reversible Parästhesien (Lhermitte-Zekhen) auf. 3. Späte Spätreaktion: ln e inem Zeltraum von mehreren Monaten b1s Jahren kann sowohl im Gehirn als a uch im Rückenmark eine Radionekrose (Abb. A-2.12) auftreten. Die ablaufenden histomorphologischen Veränderungen manifestieren sich schon in früheren Phasen sowohl an den Gefäßen als auch an den Nervenund Gliazellen und sind sehr komplex. Die mit emer Radionekrose verbundenen neurologischen Ausfalle sind m der Regel irreversibel.
Für strahleninduzierte Effekte des ZNS können 3 Kategorien unterschieden werden: 1. Frilhveränderungen: Sie können be1 Applikation sehr hoher Dosen schon Stunden nach Bestrahlung auftreten (Abb. A-2.11 ).
2. Frilhe Spätreaktlon: ln den ersten 6 Monaten können eine subakute Myelitis, Enzephalitis oder Leukoenzephalopathie auftreten. 3. Späte Spätreaktlon: !n einem Zeotraum von mehreren Monaten bis Jahren kann sowohl im Gehirn als auch im Rückenmark eine Radionekrose auftreten (Abb. A-2.12).
a Vor Be~trahlung. b 3 Monale nach Bestrahlung: Zurn~hme eine~ zerebralen Ödems 3 Monate nach EinLE>il· bestrahJung einer arteriovenösen Malformation (AVM).
Tl-gewichtetes Kernspintomogramm nach Kontrastrnittclgabe.
44
A 2 Strahlenbiologie
Das ~riphere Nervensystem scheint relativ strahlenresistent zu sein, Schäden können jedoch auch hier auftreten.
Das periphere Nervensystem scheint relativ strahlenresistent zu sein. Bei Gesamtdosen von über 60 Gy in Einzeldosen von 2 Gy könnenjedoch auch hier Spätschäden mit Lähmungserscheinungen auftreten.
Haut
Haut
D~ akute Radiodennatitls. eine der häufigsten Nebenwir1
Die akute Radiodermatitis ist eine der häungsten Nebrnwirkungen der fraktionierten Strahlentherapie. bei der das Zielvolumen eng an die Haut angrenzt Ursachen sind eine Teilungshemmung der Stammzellen im Stratum basale und Gefaßschäden (s. S. 38). Sie manifestiert sich nach einer Gesamtdosis von ca. 16-20 Gy bei Einzeldosen von 2 Gy. ln ,._bh~ngigkeit von der Dosis ~ußen sie sich in Erythem, Ödem. t rockener Schuppung. Haarvertust, feuchter Epitheliolyse, Blutung und Nekrose. Ihre Ausprägung lässr sich durch ad;iquate HautpOege mindern. Chronische Strahlenfolgen manifestieren sich als Atrophie der Hautanhangsgebilde. Pigmentveränderungen, Teleangiektasien (Abb. A-2.13), Epidermisatrophie, Ulzeration, Hyper- und Dyskeratose und be1 Schlldigung der Dennos als radiogene Flbrose. Bei Radiologen können diese Vcrandcrungen bei ungenügendem Schutz nach jahrzehntelanger Exposition gegenüber kleinen Dosen ionisierender Strahlung auftreten ( .. Röntgenhaut").
Chronische Strahlenfolgen sind Atrophie von Epidermis und Hautanhangsgebdden. Veranderungcn des Pigment 1 und der HQ(nschicht. Teleangoektasleo' (Abb. A-2.13), Ulzeration und radiogene Fibrose.
Teleangiektasien
Auge
Auge
Am Auge treten als Strahlenfolgen auf: • Katarakt • akute Keratokonjunktivitis • Keratitis • Retonopathie • Conjunctivitis sicca
Doe srrah lenscnsibelste Struktur des Auges 1st doe Lmsc. Schon nach geringen Dosen ( 10 Gy bzw. 10 Sv) kann sich mot emer Larenz von Monatenbisjahren als chronische Strahlenfolge eine Strahlenkatarakt entwickeln, die aber durch Kataraktoperation mit Einsetzen einer Kunstlinse gut therJpierbar ist Des Weiteren kann dne akute Keratokonjunktivitls entstehen. doe sich aber nach Ende der Besrrahlung zurückboldet. Eine Strahlenkeratitis flohrt zur Trubung oder emem Ulkus der Hornhaut. Strahlung kann auch eine Retinopathie mduzieren. Bei Fibrose der Tränendrüse manifestiert sich eine Conjunctivitis sicca.
Knochen
Knochen
Strahlenfolgen bei Heranwachsenden sind Wachstumsstörungen. bei Erwachsenen Knochennekrosen.
Beo Kindern und jugendlichen führen Dosen ab 20 Gy durch Schädogung der Epophysenfugen zu Wachstu msstörungen. Bei Erwachsenen können ab Dosen von 60 Gy aseptische Knochennekrosen auftreten.
Keimdrüsen
Keimdrüsen
Keomdrüsen, insbesondere kindlkhe. sond sehr strahlen sensibel.
Doe Keomdrusen gehören zu den str.lhlencmpnndlichstcn Organen. Kmdliche Keimdrüsen sollten besonders gut vor oonisierender Strahlung geschützt werden. da sie ca. 10- mal strahlensensibler sind als die Erwachsener. Ionisierende Strahlung bewirkt • Storungen det Keimzellproduktion • endokrine funktoon~störungen • genetische Schaden an Keimzellen durch Erhohung der Mutationsrate. Daher muss eine Befruchtung während der Bestrahlung unbedingt vermieden werden. Sie sollte bei Kinderwunsch erst erfolgen, wenn die Bestrahlungsserie abgeschlossen. eone eventuelle pa~sagere Sterilität überwunden und doe Risiken ausfuhrlieh diskutierr wurden.
Strahlenfolgen sind Störungen der Keimzellproduktion. endokrine Störungen wwie genetosehe Schaden an Keimzellen. Daher muss eine Befruchtung während der Bestrahlung unbedingt vermieden werden.
A 2.4 Wirkung ionisierender Strahlung auf den menschlichen Körper
Reaktionen männlicher und weiblicher Keimdrüsen Erwachsener auf ionisierende Strahlung Hoden
Eierstöcke
Schwellendosis der sensibelsten lellen
0.2 Gy
2-6Gy
Einfluss der frakttonterung/Prolt ah•erung
Zunahme der Strahlenfolgen
Schul/Wirkung
empfindliches Fertilitätsstadium
Interphase-Gooozyten (vor Spermatogonienbildung). Fetalperiode und Säuglingsalter
5. Monat. Beginn der Pubertät
unbekannt
An5lleg mit dem Alter
Zusammenhang von Strahlensenstbilität und Lebensalter
primäre Oozyten, Fetalperiode ab
RepOpulation aus fruhen Entwicklungsstadien möglich
nicht möglich
endokrine Funktionen
sehr strahlenscnsibel. abhängig von Keimzellschädigung
strahlenresistent bis 20 Gy. unabhängig von Keimzellschädigung
Männliche und weibliche Keimdrüsen rNgieren unterschiedlich auf ionisierende Srrahlung (s. auch Tab. A·2.3).
Die StrahlenreJktion ist geschlechtsspezifisch (s. auch Tab. A-2.3).
Männliche Keimdrusen
Männliche Keimdrüsen
Oie Strahlensensibilität und mir ihrdie Gefahr des Zelltods männlicher Keimzellen ist in frühen Phasen der Spermatogenese am höchsten (Tab. A·2.3~ Die Gefahr genetischer Veränderungen dagegen wächst mit dem Differenzierungsgrad. Sie ist im Spermatidenstadium am größten. Das Spermium dagegen ist sehr strahlenresistent. Eine Fraktiomerung oder l'rotrah1erung tOrden da~ Auftreten von Strahlenfolgen am Hoden. Da die hormonproduzierenden Zellen des Hodens bc1 therapeut ischen Dosen sehr strahlenresistent sind (Tab. A-2.3). wird nur selten ein Sistieren der Hormonproduktion beobachtet.
Die Strahlensensibilital und mit ihr die Gefahr des Zelltods mannileher Keimzellen ist in frühen Phasen der Spermatogenese am höchsten (Tab. A-2.3). Strahleninduzierte endoknne Störungen sind selten.
Weibliche Keimdrüsen
Weibliche Keimdrüsen
Im Gegensatz zu mannliehen Ke1mzellen ist die Srrahlemensib1lit~t we1bilcher Keimzellen am höchsten in den sp~ten Stadien der Oogenese. nämlich bei den primaren Oozyten (Tab. A-2.3). die im Primordialfollikelliegen. Die Strahlensensibil ität sekundärer Oozyten ist geringer. Die Gefahr für ge netische Verimderungen steigt ebenfalls mitdem D1 fferenzierungsgrad. BeiJungen Frauen ist die Strahlensensibilität des Ovars geringer <1ls bei ~lteren Frauen. da die Wahrscheinlichkeit. nach Bestrahlung unveränderte Eizellen vorzufinden. größer ist Eine Infertilität tritt also erst nach höheren Oosen auf. Eine Fraktionierung reduziert die Strahtenfolgen. Im Gegensatz zum Mann smd bei der Frau Funktion der Keimzellen und endokrine Störungen sehr eng m1temander verbunden (Tab. A-2.3). Bereits Dosen von 1-2 Gy können wr Amenor· rhö führen.
Die StrahlensenstbilttJt weiblicher Kclmtelien ist bei primären Oozyten (Tab. A-2.3). die Gefahr genetischer Veränderungen bei sekundären Oozyten am größten. Bereits Dosen 110n l - 2 Gy können tur Amenormö führen.
Modifizierende Faktoren lokaler Strahlenfolgen
ModifiZierende Faktoren lokaler Strahlenfolgen
Dosis und zeitliche Dosisverteilung
Dosis und zeitliche Dosisverteilung
je gennger die Dosis. desto geringer das Risiko chronischer Strahlenfolgen (s. S. 39). Die Einzeldosis be1 fraktionierter Bestrahlung sollte daher be1 ca. 2 Gy liegen. Eine Fraktionierung oder Protrahierung mmdert bei spät reagierenden Geweben das Ausmaß akuter Strahlenfolgen. da im Bestrahlungsintervall bzw. während der Bestrahlung mit niedriger GesamtdOSIS Strahlenschäden repariert werden können.
Dte Dosos und das Rtsiko chronischer Strah· lenfolgen korrelieren mtteonandcr. Fraktionierung und Protrahierung mindern bei spät reagierenden Geweben das Ausmaß akuter Strahlenfolgen.
Bestrahlungszeitraum und Bestrahlungsintervall Je länger ei ne fraktionierte Bestrahlung insgesamt dauert. desto geringer das Ausmaß akuter Strahlenfolgen, da friih reagierende Gewebe auf einen verlängerten Bestrahlungszeltraum m1t emer verstärkten Repopulierung reagieren. Der Bestrahlungszelt· raum hat keinen Einfluss auf chromsehe Strahlenfolgen. Das Bestrahlungsintervall sollte mindestens 6 Stunden betragen. damit Normalgewebe genügend Zeit dazu hat. SlDs zu reparieren.
Bestrahlungneitraum und Bestrahlungsintervall je länger eine fraktionierte Bestrahlung insgesamt dauert. desto geringer sind die akuten Strahlenfolgen. Das Bestrahlungstntervall sollte mindestens 6 Stunden betragen.
46
A 2 St rl>hlenbiologie
Bestrahlungsvolumen
Bestrahlungsvolumen
Die Bestrahlung gr~r Organvolumina erzeugt mehr Nebenwirkungen als die kleiner Organvolumina (Volumenelfekt). Eine wichtige Ursache o>t doe Anordnung der funktionellen Untereonheitcn des bestrahlten Organs (s. S. 40).
Die BestrahlunggroßerOrganvolumina erzeugt mt>hr Nebenwirkungen als die kleiner Organvolumona (Volumeneffekt). Eine wichtige Ursacl1e ist die Anordnung der funktionellen Untereonhe1ten des bestrahlten Organs (parallel oder seriell. s. S. 40). Der Ausfall nur einer FSU im klassischen seriell strukturierten Organ. dem Rückenmark. kann das gesamte Organ inaktivieren. ln Organen mit paralleler Anordnung der FSUs (z. B. Lunge, Leber) dagegen kann der Ausf.JII zahlreicher FSUs von den unbestrahlten FSUs kompensiert werden. so dass die Organfu nktion lange normal bleibt.
Wiederbestrahlung
Wiederbestrahlung
Eine Wiederbestrahlung bei Rezidiv ISt schwierig. Informationen über Dosis·, Volumen-. Zeit· und fraktionierungsmuster der Erstbestrahlung aus dem Initialen Be· handlungsplan sind unabdingbar. Bestrahlt w~den durfen (nach einigen Monaten):
Eine Wiederbestrahlung bei Rezidiv ist ein schwoeriges Unterfangen. Bei der Enrschci· dung pro oder contra Wiederbestrahlung ist der initiale Behandlungsplan maßgeb· lieh. denn Informationen über Dosis-. Volumen-. Zeit- und Fraktionierungsmuster der Erstbestrahlung sind unabdingbar. Das Ausmaß der bei der Erstbestrahlung entstandenen StrahlenlehMen muss ermiltelt und die Dauer der Bestrahlungspa usen festgestellt werden. Außerdem musscn die Zielvolumina verglichen und die im Be· reich des Zielvolumens liegenden Risikostrukturen beurteilt werden. Da bezüglich der Wiederbestrahlung nur wenige klinische und experimentelle Daten vorliegen. können derzeit nureinige Schl üsse gezogen werden : 1. R.Jsch prolifenerende Gewebe. wie z. ß. Haut und Knochenmark. erholen SICh schnell. Deshalb kann man doese Gewebe nach ca. 3 Monaten erneut mit der ursprünglichen Toleranzdosis belasten. 2. Langsam proliferierende Gewebe wie Rückenmark und Lunge können nach einem Zeltraum von mindestens 3-6 Monaten wieder mit 50-75 :1: der ursprünglichen ioleranzdosos belastet werden. 3. Andere langsam proliferierende Gewebe wie d1e Blase zeigen keine langunerho· lung. Unabhang.g davon. wie lange die Erstbestrahlung zurückliegt. muss die ioleranzdosis halbiert werden. Außerdem treten hier Strahlenschäden bei der Wiederbestrahlung deutlich frü her auf. 4. Im Gegensatz zu den meo)ten anderen Organen und Geweben nimmt bei der Niere in einem Iangeren Zeitraum nach Bestrahlung die Toleranzdosis nicht ab.
1. rasch proliferierende Gewebe mot der
ursprünglichen Dosis 2. manche langsam proliferierende Gewebe
mot bis zu 50- 75 %der ursprünglichen D<xi~
3. andere langsam proliferierende Ge-.'ebe mit 50% der ursprünglichen Dosis
4. O.e Toleranzdosos der Niere nimmt über eonen IJngeren Zeitraum nach Bestrahlung nicht ab. Schätzung des Risikos lokaler Strahlenfolgen Hierzu doent das Toleranzdoslskonzept, das 2 Toleranzdosen (TD) unterscheidet.
• Definition.
Schätzung des Risikos lokaler Strahlenfolgen Zur Schätzung des Risikos lokaler Strahlenfolgen dient das Toleranzdosiskonzept. Es basiert auf emp1nsch ermittelten Dosen. bei denen definierte organspezifische Folgeschäden auftreten. 2 Toleranzdosen (TO) werden unterschieden: Dte TD 5/5 ist die Dosis. die 5Jahre nach Bestrahlung bei bis zu 5% der Panenten zu typischen organspezifischen Folgeschäden führt. D1e TD 50/5 istdie Dosis. die 5jahre nach Behandlung bei bis zu 50%dcr Patienten zu typischen organspezifischen Folgeschäden führt.
Das bestrahlte Organvolumen wird beriicksichtigt (Tab. A-2.4). Das Toleranzdosiskomept gilt nur für die Strahlentherapie.
Die TD 5/5 beo GanzkörperexpoSitiOn beträgt 1 Gy. Da das bestrahlte Organvolumen (u.a.) maßgeblich fOr das Auftreten von Folgeschaden ist, wird es 1m Toleranzdosiskonzept berücksichtigt (Tab. A-2.4). Das Toleranzdosiskonzept gilt nur für die Strahlentherapie. Es berücksichtigt keine zusatzliehen Einflüsse bei Kombinationstherapien.
Dokumentation lokaler Strahlenfolgen
Dokumentation lokal er Strahlenfolgen
Der Strahlentherapeut muss neben dt>m die Nebenwirkungen seiner Behandlung langfristig kontrollieren. Dazu werden unterschoedloche Klassifikationen verwendet.
Die Radooonkologie befasst sich schon sehr lange mot Strahlenfolgen. Die erhobenen Daten nießen in die Risiko-Nutzen-Abschätzung einer Strahlentherapie ein. Der Strahlentherapeut ist gesetzl ich verpflichtet. außer dem Therapi~rfolg auch die Nebenworkungen seiner Behandlung langfristig zu kontrollieren. Deshalb gibt es Klassifikationen für fruhe Nebenwirkungen (l . 8. CTC-Kiassifikanon, EORTCJRTOG-Eintel· lung) und späte Nebenwirkungen (z. B. EORTCJRTOG-Eintellung. LENT-SOMA-Konzept).
Therapi~rfolg
47
A 2.4 Wirkung ionisierender Strahlung auf den menschlichen Körper
Toleranzdosen nach Radiotherapie Organ(system) Toleranzdosis T05/5'' für Organ(teil)volumen' 2 in cGy 'h
~
~
'h
250
4000
Knochenmark
3000
(Unter)haut
7000/10 cm2 6000/30 cm 2 5000/ 100cm1
Speicheldrüsen
7000
6000
5500
-
3200''
3200''
7900' 1
- /10 cm2
~
/30 cm'
4600' '
6000/50 cm'
-
700
7000''
9000''
4500
4500''
Mundschlciln· haut
Larynx
Toleranzdosis 50/5'4 für Organ(tell)volu~MJ~· 2 in cGy
8000'
typische Organfolgen
'II>
450
Knochenmarkaplasie, Panzytopenie
7000/ 100cm1
Teleangiektasie
7000
Nekrose; Ulzeration
4600'' 5000 (TD100/5)
Fibrose {Xerostomie)
7500f50cm1
Nekrose. Ulzeration
8000''
Knorpelnekrose
8ooo·•
larynxödem
Lung<'
4500
3000
1750
6500
4000
2450
akute/chronische interstitie~ Pneumonie
Herz
6000
4500
4000
7000
5500
5000
akute/chronische Perl· und/oder Pankarditis
7000-10000
Sklerosierung. Teleangiektasie
Gef~ßc/
5()()()...6000
Kapillaren Ösophagus
6000
5800
5500
7200
7000
6800
Striktur, Stenose. Ulkus. Perforation
Magen
6000
5500
5000
7000
5700
6SOO
Ulkus. Perforation. Blutung
Leber
5000
3500
3000
5500
4500
4000
akutejchroni~hc
Hepalltis. Leberversagen Dünndarm
5000
4000' 1
6000
55oo·•
Obstruktion, Ulkus, Perforation. Fistel
DKkdarm
5500
4500
6500
5500
ObstruktiOn. Ulkus, Perforation. Fistel
Rektum
kein Volu· meneffekt/ 1 !,; 100 cm
kein Volu· meneffekt/ s 100 cm1
6000/ > 100 cm 3
kein Volu· meneffekt/ s 100 cm 1
keinVolu· meneffekt/ 1 !,; 100 cm
8000/ > 100 cm 1
hämonhagische Proktitis. Stenose. Nekrose, Fistel
Nier<'
5000
3000
3000''
4000''
2800''
akute/chronische inIerstitiefte Nephritis. Nephrosklerose
10000/ 5 10cm
Striktur. Obstruktion
8000
akute/chromsehe Zystit1s, Schrumpfblase
Ureter Blase
I
7500/ 5-10 cm N
8000
6500
N
8500
Testes
500- 1500
2000
permanente Sterilität
Ovanen
200 300
625-1200
permanente Sterilität
Uteru~
10000
20000
Nekrose, Perforation
V~gina
9000
10000
Ulkus. Nekrose. Fistelbildung
Brustdrüse
2000
3000
fehlende Entwicklung. Wachstumsstillstand
5000
10000
Atrophie, Nekrose
6000
Nekrose. Infarkt der Hirnsubstanz
(Kind)
Brustdrüse (EMachsener) Geh im
6000
5000
4500
7500
6500
48
A 2 Strahlenbiologie
Toleranzdosen nach Radiotherapie (Fortsetzung)
Organ{system) Toleranzdosis TDSts'' für Organ{teil)volumen · 2 in cGy Hirnstamm
6000
Nervus opticus, Chiasma opticum
-
5000
6500
N<>kro'>t'. lnfarkt der llirnsubstan?
5000
6500
Optikusschaden, Blindheit
Augen/Linse
1000
1800
Katarakt
Auge} Kornea
5000
6000
Keratitis
4500
6500
Nekrose der Netzhaut, Blindheit
6000
10000
Morbus Menlcre
Auge/Netzhaut
5300
typische Organfolgen
Toleranzdosis 50f5 ·•
für Organ(tell)volumen"2 1n diy
-
Ncrvus vcstibularis Mittelohr
3000
3000
3000''
4000
4000
4000"'
akute seröse Otitis
5500
S500
5500 .,
6500
6500
6500
chronisch seröse Otitis
Innenohr Rückenmark
I
laubhe1t
6000 5000/5 cm
5000/10 cm
4700/20cm
7000/5 cm
7000(10
-/20 cm
Myelitis. Nekrose des Rückenmarks
7500
klinisch eindeutige Nervenschädigung
7500
klinisch eindeutige Nervenschädigung
15000
Schilddrüsen.ltrophie (Hypothyreoidismus)
cm Rückenmark: Cauda equina periphere Nerven: Armplexus
6000 6200
6100
6000
7700
7600
Sch1lddrüsc
4500
Nebenniere
6000
Hypophyse
4500
20000 · 30000
Hypophysenatrophie (Hypoprtultarismus)
Muskulatur {Kind)
2000-3000
4000-5000
keine Entwicklung, Wachstumsstillstand
Muskulatur (Erwachsener)
10000
Lymphknoten
4500
7000
Atrophoe
Lymphgefäße
5000
8000
Sklerosierung
Knochen: Femurkopf
5200
6500
Femurkopfnekrose
7200
massive Funktionsein· schränkung (Trismus)
Knochen: Temporo· mandibular· gdenk
6500
Knochen: Rippen/ Thoraxwand
5000
6000
6000
Nebennierenatrophie (Nebennierenunterfunktion)
Muskel.ltrophie
7700
6500
7200
pathologhche Fraktur
< 50 !1: Orgall\'Oiul1len kein Unt•f\Chotd. ·' komc Volun.,....bN119i9k•it. ., s S~ Komplik•Uon on S johren; ., ~ 50 S ~okatlon in 5 jahrefl. ((.y • centi(,r.-y; modiiiLiertulld COYe'ltert nach Ernami et .t 1991
49
A 2.5 Wirkung ionisierender Strahlung auf Tumoren
2.4.5 Strahlenwirkung auf die Leibesfrucht
2.4.5 Strahlenwirkung auf die Leibesfrucht
Die Gefahr teratogener. d. h. pränataler Strahlenschäden ist schon bei kleinen Dosen sehr hoch. Untersuchungen zeigen, dass Personen. die pr~natal mit ungefähr 0.06 Gy bestrahlt wurden. messbare neurologische Veränderungen aufweisen.
Die Gefahr teratogener Strahlenschäden ist schon bei kiPinE'n DosE'n sehr hoch.
Oie Zunahme des relativen teratogenen R1s1kos in den sensiblen Phasen der Schwangerschaft beträgt pro Gray ungef'ähr 40%. Ob teratogene Schäden auftreten und welcher Art sie sind, hängt neben der Gesamtdosis. der Dosisleistung und dem LET der Strahlung vom Zeitpunkt der intrauterinen l:nt wiekJung ab: • Blastogenese (Präimplantationspcriode. bis 10. Entwicklungstag): Hier führt Stral1lung- ab einer Dosis von 0,05 Sv - entweder zum Tod des Embryos oder es resulnert eine normale Entwicklung (Alles-oder-nichts-Gesetz). • Organogenese (2.-8. Enrwicklungswoche): ln dieser Phase erzeugt Strahlung Organfehlblldungen vor allem des ZNS. da Neuroblasten besonders strahlenempfindlich sind. Diese Fehlbildungen können zum Tod des Embryos führen. Eine Dosis von < 0.05 Sv gilt als unbedenklich. • Fetogenese (9. Entwicklungswoche bis Geburt): ln d1eserWachstumsphast> mmmt die Strahlensensibilität-mitAusnahme dt>sGt>hirns- ab. Es kann zu t>inem nt>u rologischen Defiz11 und zu Wachstumsstörungen kommen.
Das Auftreten und die Art teratogener Schäden hängt u. a. vorn Entwicklungs· stadium ab: • Während der Blastogenese gilt das Alles·odef-nichts·Gesel2. • Während der Organogenese entstehen Organfehlbildungen vor allem des ZNS.
• Während der Fetegenese kann es zu einem neurologischen Defizit und Wach~tum~störungen kommen.
2.4.6 Krebsinduktion (Kanzerogenese)
2.4.6 Krebsinduktion (l
Für dit> maligne Entartung von Zellen durch Mutationen infolge ionisierender Strahlung (s. S. 32)existicrt nach dC'rzcitigcm Wissen keine Schwellendosls. Man bezeichnet diesen kanzerogenen Effekt zusammen m1t den genetischen Schäden als stochastische Strahlenfolgen (s. S. 57). Um das Risiko des Todes infolge eines strahlenindt171erren Malignoms zu ~rfass~n. berech nN man gemäß der ICRf' (International Commission on Rad iological Prorection) flir die Gesamtbevölkerung einen Risikofaktor von 5% pro Sv bei niedriger Dosisleistu ng und ch ronischer Bestrahlung und ei nen Risikofaktor von 10%pro Sv bei hoher Dosisleistung und akurer Bestrah lung. Man geht dabei jedoch von einer in der Gesamtbevölkerung praktisch nie auftretenden Ganzkörperexposition mll I Sv aus. Dennoch können schon be1 sehr klemen Dosen wegen der unterschiedlichen Strahlensensibilität der Organe beispielsweise folgende Krebserkrankungen induziert werden: Leukämien. Brustkrebs, Lungenkrebs. Schllddrüsenkrebs. Dickdarmkrebs. Dit> Latenzzeit bis zur klinischen Manifestation beträgt bei soliden Tumoren im Durchschnitt 20 Jahre. beiLeukämien 5-10 Jahre. Ist es zu MutatiOnen gekommen. sind neben vielen anderen molekularbiOlogischen Mt>chanismen die Aktivierung von Onkogenen und die Inaktivierung von Tu morsuppressorgenen maßgeblich an der malignen Transformation und Tumorentstehung beteiligt.
Die maligne Entartung von Zellen durch Mutationen aufgrund IOniSierender Strah· lung (kanzerogener Effekt) zählt mit genetischen Schäden zu den stochastischen Strahlen folgen. d. h. es gibt keine Schwel· lendosls. S
Onkogene und Tumorsuppressorgene sind maßgeblich an der malignen Transformation beteiligt.
2.5 Wirkung ionisierender Strahlung auf Tumoren
2.5
2.5.1 Grundlagen: Tumorwachstum
2.5.1 Grundlagen: Tumorwachstum
Wachstumsverhalten von Tumoren
Wachstumsverhalten von Tumoren
Grundsätzlich wachsen Tumoren deutlich schneller als Nonnalgewcbe. Die Volumen· Verdopplungszeit eines Tumors hängt von der Zellzylcluneit. dem Zellverlust und der Wachstumsfraktion (Zellen. die sich nicht in der G0 -Phase befinden) ab. Durchschninlich haben menschliche Tumor~n ~me Volum~nvcrdopplungszeu von 90 Tagen. Ris ein Tumor klinisch nachweisbar ist, d. h. eine Größe von ca. 1 cm hat. haben seme Zellen ca. 30 Teilungen durchlaufen. Er besteht dann aus etwa I 09 Zellen und hat em Gew1cht von I g. Oie Wachstumskurve der meisten menschlichen Tumoren entspricht einer Gompertz·Kurve: Zunächst wachst der Tumor exponentiell, dann nimmt d1e Wachstums-
Die Volumenverdopplungszeit eines lumors hängt von der Zellzykluszeit. dem Zellverlust und der Wachstumsfraktion ab. B1s ein Tumor nachweisbar ist (ca. t cm groß ist). haben seine Zellen ca. 30 Tellungen durchlaufen.
Wiri
Die Wachstumskurve der meisten menschliChen lumoren entspricht e1ner Gompertz-Kurve.
50
A 2
Die Wachsturnskurve erlaubt Ruckschlüsse auf doe Dignotat. Methoden zur Untersuchung des Tumorwachstums Der Mitoseindex von Tumorzellen lässt skh immunhistochemisch, durch Markierung von ONA-B
2.5.2
Endpunkte der Strahlentherapie von Tumoren
Oie Strahlentherapie hat folgende Zielgrößen (Endpunkte): • Tumorkontrolle
• Tumorwachstumsverzögerung
• Turnorprogression.
2.5.3 Modifizierende Faktoren
der Strahlenwirkung
rate •ufgrund von Zellverlust ab und e~ bildet sich ein Plateau. Es entspricht einer ..Steady-state"-Situation. in der sich Proliferation und Zellverlust die Waage halten. Das Wachstumsverhalten von Tumoren ermöglicht prognostische Aussagen über ihre Dignotat.
Methoden zur Untersuchung des Tumorwachstums Um das Wachsrumsverhalten von Tumoren zu untersuchen, bestimmt man den Mitoseindex vonTumorzcllen. sei es immunh istochemisch mit Hilfe von PCNA- und Ki-67Anttkörpern. ml!tt'ls Anti-BUdR-Antikörpem (BI'Omdesoxyuridin ist ei n künstlicher DNA-Bin.. 3H-Thymidin oder durch Messung des DNA-Gehalrs mittels Durchflusszyrometrit>.
2.5.2 Endpunkte der Strahlentherapie von Tumoren Bei der Strahlentherapie von Tumoren lassen sich folgende Zielgrößen (Endpunkte) untt'rscheiden • Tumorkontrolle: Hot>rbei findet sich 5 oder I 0 Jahre nach Bestrahlung kt>in erneutes Tumorwachstum. Dies ist das Ziel einer lokalen kurativen Strahlentherapie. M1'1St sinkt die Zahl Obt'rlebender Tumorzellen mot zunehmender Gesamtdosis. • Tumorwachstumsverzögerung: Dies ist das Ziel bei strahlensensiblen Tumoren. d1e nicht heilbM sind. So werden die Lebenszeit und die Lebensqualität des Patienten erhöht • Tumorprogression: Hierbei wächst der Tumor unter oder kurz nach der Strahlentherapie weoter. Oi~es Nichtansprechen auf die Strahlentherapie ist ein schlechter prognostischer Fakror.
2 5.3 Modifizierende Faktoren der Strahlenwirkung
Strahlensensibilität des Tumors
Strahlensensibilität des Tumors
Die Strahlensensibilität von Zellen steigt mit der Proliferationsrate und sinkt mit dem Differenzierungsgrad (Bergonie-Tribondeau-Gesetz).
Generell gilt. dass die Strahlensensibilität von Zellen. also auch Tumorzellen. uonso höher ost. Je höher ihre Proloferationsrate und je geringer ihr Differenzierungsgrad ist (Bergonh!-Trlbondeau-Gesetz). Dennoch gibt es undiffcrenzierte und schnell wachsende Tumoren, die sehr strahlenresistent sind. Diese Folgerung ist auch umkehr!); r. Außerdem hängt die Strah lensensibilität eines Tumors ab von seiner generisch vorgegebenen. so~ Intrinsischen Strahlenempllndlichkeit. seiner Größe und seinem Sauerstoffgehalt (s. u.). den S R's der Strahlenbiologie (s.S. 35) und dem Bestrahlungszeitraum. Daher kann die Strahlensensibilität bei Tumoren gleicher Histologie untt' «:hoedhch scon. BeiSpiele fur sehr strahlensenSible Tumoren sind Seminome und Lymphome. Bei ihnen reichen 30-40 Gy aus. um einen hohen Grad lokaler Tumorkontrolle zu erzielen. Intermediär strahlensensobel sind rlanenepithel- und Adenokarzinome: sie sind bei 60-80 Gy gut kontrollierbar. Ein Beispiel fUr strahlenresistente Tumoren sond maligne- Gliome: s1e können auch bei Dosen von uber 80 Gy nur schwer kontrolliert werden.
Wichtig sind auch genetische Faktoren, Größe und OrGehalt d~ Tumors. die 5 R's deoStrahlcnboologic (s. S. 35) und deo Bestrahlungszeitraum.
Tumorvolumen
Tumorvolumen
Große Tumoren erlauben seltener eine kurative Strahlentherapie und zeigen meist eine geringere Strahlensensibilitat als kleine Tumoren.
Das Tumorvolumen ist für den Erfolg einer Strahlentherapie ein entscheidender Faktor. Ein<' kurauw Strahlentherapie iSt bei großen Tumoren seltener möglich als 1>e1 klemvoluonigen Tumoren. Außerdem tst die Strahlensensibilität großer Tumoren im Allgemeinen 6eringer als die kleiner Tumoren. Dies kann mit der geringeren Blutzufuhr u 1d der ~hlechteren Oxygenierung zusammenhängen (s. u.). Zellwachstum und Zelluntergang der klonogenen (teilu ngsr.ihigen) Zellen eines Tumors vcrlauf~n exponentiell. Dies ist bt'i der Wahl der zur Tumorkontrolle größerer Tumoren nöngen DosiS zu beachten. ln der Praxis wird diese Dosis nur gelegentlich ,lpploz•f'rt, da dof' Toleranzdosen der umliegenden Risikostrukturen dosisl imitierend sind
Oie zur Kontrolle großer Tumoren nötige Dosis kann meist nicht appliziert werden.
51
A 2.5 Wirkung ionisierender Strahlung auf Tumoren
Sauerstoffgehalt des Tumors
Sauerstoffgehalt des Tumors
Hypoxisehe Tumorzellen sind llhnlich wie Normalgewebszellen ca. 3-mal strahlenresistenter als oxygenierte Zellen. Bei großen Tumoren finden sich z~ntrale Nekrosen, die aufeme zu germge Angiogenese und lugroße Diffusionsstrecken zurückzuführen sind. Viele vitale hypoxisehe Zellen, die den Erfolg einer Strahlentherapie mindern, liegen im Randbereich einer Nekrose. Hypoxie entsteht auch durch Cefar~verschlüsse. Die Reoxygenierung von Tumorzellen im Bestrahlungsintervall bei fraktionierter Bestrahlung führt dazu. dass ein strahlenresistenter Zellklon bei der nächsten Fraktion bessN anspricht (Abb. A-2.14 ~ Als Mechanismen der Reoxygenierung werden verkürzte Diffusionsstrecken bei geringerer Zellzahl. eine Öffnung temporär verschlossener Cefliße und eme Verbesserung der Mikrozirkulation durch ver~ndene Druckverhliltnisse dtskuuert.
Hypoxisehe Tumorzellen sind ähnlich wie nonnale Zellen strahlenresistenter als oxygenlerte Zellen. Oie Reoxygenlerung von Tumorzellen im Bestrahlungsintervall bei fraktionierter Bestrahlung bt'Wirkt. dass ein strahlenresistenter Zellklon bei der nächsten Fraktion besser anspricht (Abb. A-2.14).
Reoxygenlerung während fraktionierter Bestrahlung
oxlsche Zellen
Tumor
8c1lrohlung
6ewahlung
-
Reoxy-
genu!rung
@)-•
Bestrahlung
-
Reoxy·
genierung
®- • ---
hypoxisdie Zellen
Unmttlelbar nach Bestrahlung sond all~ überlebenden klonogenen Zellen hypoxlsch. Bis zur nächsten Fraktion kommt es zur Reoxygenierung.
Bestrahlungszeitraum und Bestrahlungsintervall Eine Verlängerung der Gesamtbehandlungszelt kann zu einer geringeren 1\Jmorkontrolle führen. Dies hängt vorwiegend mir einer verstärkten Repopulierung (s. S. 35) klonogencrTumorzellen zusammen. Bei einer konventionell fraktionterten Strahlentherapie sollte man deshalb eine Unterbrechung der Bestrahlung vermeiden oder bei längerer Unterbrechung- wenn möglich- eine höhere Gesamtdom applizieren. Eine VerkOrlung der Gesamtbehandlungszeit durch Steigerung der Etnzeldosis pro Fraktion führt im Allgemeinen nicht zu einer besseren Tumorkontrolle und erhöht das Risiko chronischer Strahlenfolgen (s. S. 45). Deshalb sollte eine Einzeldosis von etwa 2 Gy appliziert werden. Das Bestrahlungsintervall sollte mindestens 6 Stunden betragen. damit Tumorzellen aus strahlenreststenten Phasen tn strahlensensible Phasen Obergehen konnen.
Bestrahlungszeltraum und Bestrahlungsintervall (lne Verlängerung der Gesamtbehand-
lungszelt kann, vor allem wegen verstärkter Repopulierung. die Tumorkontrolle verringern. Eine Verkürzung der Gesamtbehandlungneit durch Steigerung der Einreldosls pro Fraktion verbessert die Tumorkontrolle i. d. R. nicht.
Das Bestrahlungsintervall sollte mindestens 6 Stunden betragen.
52
A 3 Grundlagen des Strahlenschutzes
3
Grundlagen des Strahlenschutzes
3
3.1
Dosisbegriffe Im Strahlenschutz
3.1 Dosisbegriffe im Strahlenschutz
Die meisten Dosisgrößen im Strahlenschutl können nicht d~rekt gemessen werden.
3.1.1
Äquivalentdosis
Grundlagen des Strahlenschutzes
Neben der physikalischen Messgröße Wasser-Energiedosis D (s.S. 17} finden im Strahlenschutz eine Reihe weiterer dosimernscher Größen Verwendung. die jedoch nicht direkt gemessen werden können, sondern reine Rechengrößen sind.
3.1.1 Äquivalentdosis
Si~ tragt dN unterschiedlichen biologischen Wirkung der Strahlungsarten Rechnung.
Bei Bestrahlung mit der gle1chen Energiedosis 1st d1e biologische W1rkung verschiedener Strahlungsarten unterschiedlich (s. S. 28). Um verschiedene Strahlungsarten dennoch in Bezug auf ihre biologische Wirkung vergleichen zu können. verwendet man die Äquivalentdosis.
, • Ol!fmttiOn.
Die Äquivalentdosis ist das Produkt der Energiedosis D und eines in der Strahlenschutzverordnung festgelegten Strahlungs-Wichtungsfaktor w., der die unterschiedliChe biologische Wirksamkeit verschiedener Strahlenarten berücksichtigt.
D1e ÄqulvalcntdO\is eln1elnrr Organe wird als Organdosis bezeichnet.
Strahlungs·WI
ÄQUivalentdoSIS II • "'• • D Beim Vorliegen mehrerer Srrahlungsarten und Energien. ist die gesamte Äquivalenrdosis die Summe der ermittelten Einzelbei träge. Die Äquivalentdosis tragt die EinheitJJkg. Um sie von der Energiedosis zu unterscheiden. wird die Einheitjedoch mit Sievert (Sv) bezeichnet. Die Äquivalentdosis emLelner Organe wird als Organdosis bezeichnet Sie berechnet sich aus dem Produkt der mittleren Energiedosis im Organ und dem StrahlungsWichtungsfaktor. Die Organdosis des kritischsten Organs. als desjenigen mit der ge ringsten Tolcranzdosis, ist von großer praklischer Bedeutung. Sind d1e Ke1mdrUsen das kritische Organ. spricht man von der Keimdrüsen- oder Gonadendosis. Tab. A-3.1 leagt ehe StrahlungS-WiChtungsfaktoren unterschiedlicher Strahlungsarten. -
A·3.1
Strahlungs·Wichtungsfaktoren unterschiedlicher Strahlungsarten
Art der Strahlung
Photonen Elektronen Neutronen • Energie< 10 keV
5
• lnergie 10- 100 keV
10
• Energie> 100 keV-2 MeV
20
• Energie> 2 MeV ·20 MeV
10
• Energie > 20 MeV
5
Protonen außer Rückstor~protonen, Energie> 2 MeV
5
Alphateilth<'n, Spaltfragmente, schwere Kerne
20
53
A 3.1 Dosisbegriffe im Strahlenschutz
3.1.2 Effektive Äquivalentdosis
3.1.2 Effektive Äquival~ntdosls
Die effektive Äquivalentdosis (kurz: effektive Dosis) verwendet man. wenn die unterschiedliche Strahlenempfindlichkeit verschiedener Organe zu berücksichtigen ist.
Sie berücksichtigt die Strahlen· empnndlichkeit verschiedener Organe.
Die effektive Äquivalentdosis (effektive Dosis) H,~ ist du~ Summe der Organdosen H 1, gewichtet mit den Gewebe-Wichtungsfakroren wr: effektive Äquivalentdosis H,ff s L: Wr Hr 1
Sie hat wie die Äquivalentdosis die Einheit Sieven (Sv). Tab. A·3.2 zeigt die Gewebe-Wichtungsfaktoren verschiedener Organe.
Zu den Gewebe·Wichtungsfaktoren s. Tab. A-3.2.
Die effektive Äquivalentdosis eignet sich nur für Strahlungsdosen. wie sie im Bereich des Strahlenschutzes vorkommen.
Oie effektive Äquivalentdosis eignet sich nur für kleine Strahlungsdosen.
Gewebe-Wlchtungsfaktoren verschiedener Organe Organe und
<öeweM
<öeweM-Wlchtungsfalctor w,
Kr1mdrüsen
0.20
rotes Knochenmarle
0,12
Dickdarm
0.12
Lunge
0.12
Magen
0.12
Blase
0.05
Brust
0,05
Leber
0.05
Speiseröhre
0.05
Schilddrüse
0.05
Haut
0,01
Knach<•noberfl.lcht
0.0 I
andere Organe oder Gewebe: Nebennieren, Gehirn, Dünndarm. Niere. Muskel, Bauchspeicheldrüse, Milz. Thymus. Gebärmutter
0,05
3.1.3 Ortsdosis
3.1.3 onsdosls
Die Onsdosis ist eine Aquivalentdosis. Sie dient der Unterscheidung der Strahlenschutzhereiche (s. 5. 60) und wird aus der an einem bestimmten Punkt (z. B. auf einem Labortisch) gemessenen Onsdosisleistung berechnet.
Sie dient der Unterscheidung von Strahleoschutzberei~hen.
Oie Ortsdosisleistung iSt die ÄqUivalentdosis pro Ze1t, die an emem bestimmten Messpunkt bestimmt wird. Die Ortsdosis ist das Produkt der gemessenen Onsdosisleistung und der Expositionsdauer.
3.1.4 Personen- und Körperdosis
3.1.4 Personen- und Körperdosis
Seide Messgrößen werden vef\..,endet. um die Strahlenexposition von Personen zu quantifizieren.
Seide sind ein Maß der StrahlenexpositiOn einer Person.
Die Personendosis 1st die Äquivalentdosis. die an einer rcpr~sentati· ven Stelle der Körperobern~che. z. 8. am Brustkorb unter der Ble1schürze. mithilfe eines Personendosimeters erm1ttelt wird.
Die Korperdosis ist ein Sammelbegrifffür Organdosis und effektive Dosis. Die Körper· dosis 1stdie Summe derdurch äußere Bestrahlung m emem bestimmten Zeitraum bedingten Personendosis und der durch Inkorporation von Aktivität m d1esem Zeltraum bedingten lebenslangen Dosisbelastung (Folgedosis).
54
A 3 Grundlagen des Strahlenschutzes
3.2
Formen der Strahlenexposition
3.2 Formen der Strahlenexposition
3.2.1
Expositionspfade
3.2.1 Expositionspfade
Die 'A1Chtigsten StrahlenexpositiOnen entstehen durch: • externe Bestrahlung • die Bestrahlung von innen nach Inkorporation (l. 8. lnhalahon oder Ingestion) von Radoonukliden. Eilw unbeabsochtigte lnkoq>oration ist nur
bei offenen radioaktiven Stoffen mögHch. Die Hülle umschlossener radioaktiver Stoffe verhindert eine unbeabsichtigte Inkorporation.
3.2.2
Natürlich bedingte Strahlenexposition
Eine unvermeidloche Strahlenexposition ent· steht durch natürliche Strahlungsquellen: Kosmische Höhenstrahlung stammt aus dem Weltall. Die Strahlenexpositoon nommt mit der Höhe über Meeresniveau ll'-
Terrestrische Strahlung rührt von Radio nukliden in unserer Umgebung her. Die Höhe der t:Jcposition ist regional unterschiedlich.
Außerdem nimmt man natOrllch vorkommende Radionuklide, vor allem m Radon. auf. 121 Rn-Gas entweicht aus Baumaterialien und
Gestein. Seine Inhalation in geschlossenen Räumen rührt zu Strahlenexposollon der Atemwege und der Lunge. Auch das natürlich im Körper vorkommende Kführt zu Strahlencxposition. Diese Strahlungsquellen bedingen das Gros der Strahlenbelastung, wie die mottlere effektive Dosos pro Jahr zeogt (Tab. A-3.3). 40
Als Expositionspfad bezeichnet man die Art und Weise, wte die Strahlenexposition zustande kommt. Die wichtigsten Expositionspfade sind : • Bestrahlung von außen (externe Best rahlung) • Bestrahlung von innen nach Aufnahme radioaktiver Substanzen in den Körper (Inkorporation) durch - lnhalatton (Aufnahme der Substanzen über dte Atemwege) - Ingestion (Aufnahme der Substanzen über den Verdauungstrakt}. Eine unbeabsichtigte Inkorporation tst nur bet offenen radioaktiven Stoffen möglich. also Stoffen. die nicht von emer festen. nicht strahlenden Hülle umgeben sind. Sie werden z. 8. in der Forschung oder in der Nuklearmedizin verwendet Die Hülle um· schlossener radioaktiver Stoffe verhinden die unbeabsichtigte Inkorporation. Bei· spiele umschlossener radioaktiver Stoffe sind Teststrahler für technische Anwendun· genund Str.!hlungsquellen.dte im Rahmen der Brachytherapte zur Tumorbehandlung eingesetzt werden.
3.2.2 Nat ürlich bedingte Strahle nexposition Ein Tet l der Strahlenexposttion ist unvermeidbar. da er von natürlichen Strah lungsquellen in unserer Umgebung stammt. Man unterscheidet folgende Strahlungsquellen: Kosmische Höhenstrahlung tst Strahlung aus dem Weltall. dte durch Wechselwirkung mit den Luftmolekülen in der Armosphare Sekundärteilchen erzeugt. Die Strah· lung der Sekundärtellehen kann btsauf die Erdoberflache gelangen. Die durch kosmt· sehe Strahlen bzw. thre Sekundärstrahlung bedingte Strahlenexposttion nimmt mit der Höhe über Meeresniveau zu. Terrestrische Strahlung hat thre Urs.1chc m R,ldionukliden. die naturlieherweise auf der Erde vorkommen. Beisptele solcher Radtonukltde smd 226 Ra, 23 2fh und ""K. die in Gesteonen und in menschltchen Körper (..,K) vorkommen. Das Ausmaß der aus terrestrtscher Strahlung resultierenden Strahlenexposttion hangt von den regtanalen geologischen Gegebenheiten ab. D1e Strahlenexposition durch Inkorporation natürlich vorkommender Radionuklide ist größtenteils auf das gasffirmige Radon-Isotop 2Z2Rn und tn geringerem Maße auf •°K zurückzuführen. m Rn-Gas. etn a -Strahler. entsteht als Folgeprodukt des in Baumaterial und Gestein enthaltenen Radiums und kann aus Rissen in diesem Material austreten. Dies führt in geschlossenen Räumen durch Jnhalatton des Gases zu etner Strahlenexposition der Atemwege und der Lunge. Das nalürltch im menschlichen Körper vorkommende ""K ist ein ß-Strahler und kommt zu emem genngen Antetl im natürlichen Kalium vor. Naturliehe Strahlungsquellen sind für den Großteil der Strahlenbelastung verant· wonltch. D1es zeigt sich an der mtttleren effektiven Dosis pro Jahr (Tab. A-3.3). Doe genetisch signifikante Dosis ist definiert als die Summe der mit dem sog. geneti· sehen Wichtungsfaktor multiplizierten Werte der Keimdrüsendosen aller Angehöngen emer Bevölkerungsgruppe, dtvtdtert durch deren Anzahl. Dabei ist im genetischen Wichtungsfaktor die mittlere Kindererwartung der strahlenexponierten Personen m Abhangigkett vom Alter bcrücksichttgt.
A 3.2 Fonnen der Strahlenexposition
3.2.3 Zivilisatorisch bedingte Strahlenexposition Oer größte Teil der zivilisatorisch bedingten Srrahlenexposition resultiert aus der Anwendung von Röntgenstrahlen und Radionukliden 111 der Medizin (Tab. A·3.3~
55 3.2.3
Zlvllisatorlsch bedingte Strahlenexposition
Hauptursache ist die medizinische Anwendung ionisierender Strahlung (Tab. A·3.3).
Strahlenexposition der deutschen Bevölkerung im Jahr 2006 Art der Exposition
mittlere effektive Dosis ImSvjJahr]
natürlich bedingte Strahlenexposition
2,1
kosmische Strahlung
0.3
terrestrische Strahlung
0.4
Inhalation von Radon in Wohnungen
I, 1
inkorporierte natürliche Stoffe (z. 8. 44K)
0,3
zivilisatorisch bedingte Strahlenexposition
1,9
medizinische Anwendung ionisierender Strahlung (Röntgendiagnostik, Nuklearmedizin, Strahlc nth~apie)
1,9
Anwendung ionisierender Strahlung in Forschung und T1.'chn1k. Kernwaffenverwche, Reaktorunf.ille, Sonstiges
<0.1
gesamte Strahlenexposition
4,0
Strahlenexposition durch medizinische Untersuchungen Da medizmische Untersuchungen sehr ungleichmäßig auf die Bevölkerung verteilt sind. kann die durch sie bedingte Strahlenexposition bei Einzelnen weitaus größer sein als deren natürlich bedingte Strahlenexpos1tion. Die Strahlenexposition bei Röntgenaufnahmen von Schädel und Extremitäten (z. B. Hände) ist grundsätzlich geringer als bei Aufnahmen vom Körperstammbereich (z. B. Wirbelsliule oderVerdauungstrakt)(Tab. A-3.4). Dies liegt daran, dass die strah· Jensensiblen Organe im Körperstammbereich liegen. Durch ihre höheren OrganWichtungsfaktoren (s. S. 53) trägt ihre Bestrahlung stärker zur effektiven Dosis bei. Außerdem ist wegen der längeren Wegstrecken im Körperstammbereich die absorbierte Dosis größer. Die Computertomografie bietet mehr diagnostische Information. erzeugt aber im Vergleich zu Röntgenaufnahmen der gleichen Körperregion eine deutlich höhere ef· fektive Dosis (Tab. A-3.4). Besonders hohe Srrahlenexpositionen treten bei interventionellen Untersuchungen (z. B. Angiografie des Herzens) und Durchleuchtungsuntersuchungen (z. B. Magen· Darm-l'assage) auf. Im Gegensatz zur radiologischen Diagnostik ist bei nuklearmedizinischen Untersuchungen immer der ganze Körper des Paltenren von der StrahlenexpoSitiOn betroffen. je nach der Biokinetikdes verabreichten Radionuklids werdenjedoch manche Organe oder Gewebe stärker belasteta ls andere. Daher muss die effektive Dosis fürJede nuklearmedizinische Untersuchung separat berechnet werden.Ste wird miuels eines biokinetischen Modells der Aktivitätsverteilung im Körper aus der applizierten Akti· vitat ermittelt. Tab. A·3.S zeigt die effekt1ve Dosis einrger nuklearmediZiniSCher Un· tersuchungen.
Strahlenexposition durch medizinische Untersuchungen Diese Form der Strahlenexposition ist sehr ungleichmäßig auf die Bevölkerung verteilt. Röntgenaufnahmen des Schädels und der Extremitäten bewirken eine geringere Stt ahlenexp05ltton als die des Korper· Stammbereichs (Tab. A-3.4).
Die Strahlenexposition bei der CT ist höher als bei einfachen Röntgenaufnahmen (Tab. A·3.4). Dasselbe gilt für interventlonelle und Ourchleuchtungsuntersuchungen. Bei nuklearmedizinischen Untersuchun· gen wird der ganze Körper bestrahlt. wobei manche Organe oder Gewebe stärker belastet werden als andere. Tab. A·3.5 zeigt dte effektive ~is e10iger nuklearmediz1ni· scher Untersuchungen.
56
A 3 Grundlag~rl des Strahlenschutzes
Strahlenexposition durch radiologische Untersuchungen in Deutschland im jahr 1997 effektive Dosis [mSv[ Röntgenuntersuchungen in 1 oder 2 Ebenen Zahnaufn.lhmen
< 0,01
Extremitaten
O,Oi-0,1
Schadet
0,03-0,1
Thorax. 1 lufnahme
0,02-0,05
\Virbelsaule in 2 Ebenen • H JIIWI,n"hdule
0.09-0.15
• Btust'l-'r!Jt,lsäule
0.5-0,8
• Lenderw.TrbelsäuJe
0,8-1.8
Mammografrt>, bt>idseits in 2 Ebenen
0.2-0.6
Be
0,5-1,0
Abdom,·n b •rslcht
0.6· 1.1
Röntgenuntersuchungen mit Durchleuchtung Magen
6-12
Darm (Dünndarm blW. Dickdarm)
10-18
Galle
1-5
Harntrilkt U ogramm)
2.5-7
Bein-ßecken-Phlebograße
0.5-2
At, >gr, Ir und lntel\lentron
10-20
Cl-Untersuchungen ~
2-4
Wirbel~le
3- 10
lhorax
6-10
Abdomen
10-25
Effektive Dosen nuklearmedizinischer Untersuchungen (Schweiz 1989 und 1990) Untfl'SUchung
isotop
Pharmakon
effektive Dosis [ mSv)
Skelett
•
Phosphat
3,6
Schilddrüse
ml
Jodid
2,1
ll'j
Jodid
34
"""Tc
Pertechnetat
l.i
-rc
DTPA
1.9
"""Tc
MAG3
0,80
ml
Hippuran
0,24
Nebennieren
"'J
MIBG
3,2
Gehirn
"""Tc
Pertechnetat
7.4
-rc
HMPAO
5.7
"""Tc """Tc
Kollord
1,i
IDA
i,5
Citrat
2i
Nieren
Leber/Mill
Tumor/Enttündung
67
Tc
Ga
57
A 3.4 Schutz vor Strahlenexposition
Strahlenexposition durch andere Quellen ionisierender Strahlung Die Exposition durch Anwendung ionisierender Strahlung in Forschung und Technik, oder durch Kernwaffe nve rsuche und Reaktorunfälle an der Gesamtexposition ist in Deutschland sehr gering (Tab. A·3 .3).
Strahlenexposltlon durch andere Quellen Ionisierender Strahlung Sie ist in Deutschland sehr gering (Tab. A·3.3).
3.3 Risiken durch Strahlenexposition
3.3
Die W1rkung von Strahlung auf ein biologisches System ist äußerst komplex (s.S. 26). Mit Jeder Strahlenexposition ist em Risiko von Strahlenschäden verbunden. Man un· terscheidet stochastische und deterministische Strahle nschäde n (Strahlenfolge n).
Strahlenexposition birgt das Risiko stochastischer und deterministischer Strahlenschäden (Strahlenfolgen).
Risiken durch Strahlenexposition
Stochastische Strahlenschäden treten zufällig ein (Entwede r-oderEreignisse); es existiert keine Schwellendosis. Mit zunehmender Dosis steigt die Wahrscheinlichkeit ihres Eintretens. Beispiele sind DNA·Schaden (genetis che Sch äd en) und die Induktion emes Tumors (kanzerogener Schaden). D1e fllr stochastische Schaden maßgebliche Dosisgröße 1st die effektive Dosis (s. S. 53). Flir determinist ische Strahle nschäden existiert eine Sdlwelle ndos is. Die Schwellendosis ist eine Organdosis (s. S. 52). Mit zunehmender DoSIS steigt die Aus· pr.lgung des Schadens. Beispiele sind Organschäden, z. B. ein Erythem oder eine Strahlennekrose. Ta b. A·3.6 zeigt die Ris1ken bzw. Sch\vellendosen fur einige stochastische bzw. deter111101Stische Strahlenschäden.
Beisp1cle für Risiken bzw. Schwellendosen 7eigt Tab. A·3.6.
Risiken bzw. Schwellendosen für stochastische bzw. deterministische Strahle nschäden
Art des Strahlenschadens
Risiko bzw. ~lendosls
stochastische Strahle nschäden
Risiko ( %/Sv) erwachsene Bevölkerung
Gesamtbevölkerung
Krebs (tödlich)
4,0
5.0
Krebs (nKht tödl.ch)
0.8
I .0
dete rministische Strahlenschäden
Schwellendos is (Sv) 1
Hoden • zeitweilige Sterilitat
0,15
• permanente Stenhtat
3.5·6,0
Ovarien (Stenhtat)
2.5-6.0
Augenlinse (Katarakt)
5,0
Knochenmark (Untt>rdrückung der Blutbildung)
0.5
1
tx~•bon erfolgt durth ttne eln~tgf', k1 rtLt"tll<)f' 8t~tro.hlo
KJ
3.4 Schutz vor Strahlenexposition
3.4
3.4.1 Strahlenschutz-Grundregeln
3.4.1 Strahlenschutz-Grundregeln
Oie Strahlenexposition ist grundsätzlich möglichst gering zu halten. Dies wird durch das sog. AlARA-Prinzlp gefordert. ALARA steht flir .as low a s reasonably a chievable". 01e Einschränkung .reasonably- soll dazu führen. dass nur solche Maßnahmen getroffen werden, d1e auf der einen Se1te eine wesentliche Verbesserung des Strahlen· schurzeserzielen und auf der anderen Seite praktikabel sind. Grundregeln des Strahlenschutzes sind die 4 ..A's~ : o Abstand halten o Abschirmung sicherstellen • Aufenthaltsdauer begrenzen • Aufnahm e von Radioaktivität vermeiden I
Oie Strahlenexposition ist . as low as reasonably achievable" zu halten (AlARA· Prinzlp).
Schutz vor Strahlenexposition
Oie Grundregeln des Strahlenschutzes sind die 4 ..A's~:
58
A 3 Gnmdlagen des Strahlenschutzes
Das Abstandsquadratgesetz
~0 ••. •••· ,•'
I Dosis (0) 0
.. '·..
punktfönnige-•'~~·::::::: Strahler>quelle (Q)
'
l-40
J
.
.. ..
,. ,.
•
~
'
. . •.•• .......
IAbstand (r)
-- ~
Bei einer punktförmigen Strahlenquelle (Q) nimmt mit wachsendem Abstand zur Strahlenquelle (r) die Strahlungsintensität ln Luft mit dem Quadrat des Abstandes ( 1/r') ab. da die Größe der durchstrahlten Fläche mit r' zunimmt.
2r J
Abstand zu halten ist nach dem Abstandsquadratgesetz (Abb. A-3.1) der beste Strahlenschutz. Dies gilt insbesondere für Photonenstrahlung (exponentielle Schwächung!).
Aus dem Abstandsquadratgesetz folgt. dass das Flächendosisprodukt konstant 111.
Eine Abschirmung von Strahlung erfolgt durch Einbringen von Material zwischen
Person und Strahlungsquelle. Bei a-Strahlung ist Luft als Absorber ausreichend. bei II·Strahiung setzt man Plexiglas oder Aluminium. bei Photonenstrahlung meist Blei ein. Aufschluss über die photonenabschirmende Wirkung eines Materials gibt sein Bleigleichwert (Bieläqulvalent).
Oie Aufenthaltszeit im Strahlenfeld ist zu minimieren.
Zur Prävention der Kont.lminabon und der Aufnahme von RadooaktoVltat beo Arbeoten mot Radionukliden ist SchutJkleidung zu tragen.
I Strahft>n frld
3r
. --4r
Abstand zu halten ist unabhängig von der Strahlungsart der wirksamste Schutz vor Strahlung. Dies ergtbt sich aus dem Abstandsquadratgesetz (Abb. A-3.1). Da Photo~nstrahlung wegen ihrer exponentiellen Schwächung eine größere Reichweite als a· und Jl-Strahlung hat (s.S. 10). hat das Abstandsquadratgesetz für sie d1e größte. fur a-Strahlung (Reichweite in Luft wenige Zentimeter!) die geringste Bedeutung. Aus dem Abstandsquadratgeset2 folgt. dass die Dosis mit dem Quadrat des Abstandes von der Strahlenquelle abnimmt. Das Flächendosisprodukt. also das Produkt aus be· str.Jhlter Fläche und der dort deponierten Dosis. 1stjedoch - unabhangig vom Abstand zur Strahlenquelle- konstant. E1nt Abschirmung von Strahlung wird durch Einbringen absorbierenden Materials zwischen Person und Strahlungsquelle erreicht Die Wahl des Materials hängt dabei von der Strahlungsart ab: • a-Strahlung word bereits durch Luft ausreichend absorbiert. • Fur P·Strahlung sond dickere Materialschichten erforderlich. Man verwendet Matenalien geringer Ordnungszahl. z. B. Aluminium. Plexiglas. um die Bremsstrahlung, d1e beim Auftreffen von ß-Strahlung auf Abschirmmaterial entsteht. möglichst gering zu halten. Eon niederenergetischer Jl·Strahler wie Tritium stellt. wenn er umschlossen 1st. allerd1ngs ke1ne Gefahr dar. • Photonenstrahlung wird bei geringer Strahlungsenergie durch MateriaLen hoher Ordnungszahl (z. B. Blei) geschwacht. bei hoher Energie durch Materiahen hoher Dichte (z. B. Blei. Beton). Aufschluss über die photonenabschirmende Wirkung e1nes Materials gibt sein Bleigleichwert (BieJäquivalent): die Dicke e;ner BleisChiCht, die d1e OrtsdosisleiStung um denselben Wert schwacht wie das betreffende Material. Um d1e Aufenthalts2eit im Strahlenfeld zu begrenzen, sollten Arbeiten im Strahlenfeld genaugeplant und ggf. vorher außerhalb des Strahlenfeldes geübt wer.len. Um be1 Arbeiten m1t Radionukliden eine Kontamination und die Aufnahmt von RadooaktiVILat on den Körper zu vermeiden. 1st gee1gnere Schutzkleidung ru tragen (z. B Handschuhe und Schutzkmel): Essen, Tnnken. Rauchen und 5chm inker sind untersagt. Nach Abschluss der Arbe1ten muss eine Kontamination von Händen.Schuhen oder Kleidung durch Strahlungsmonitore ausgeschlossen werden.
3.4.2 Gesetzliche Regelungen
3.4.2 Gesetzliche Regelungen
Die Röntgen- und d1e Strahlenschutzver· ordnung regeln den Umgang mit ionisierender Strahlung.
Der rechtliche Rahmen des Strahlenschutzes on Deutschland ist durch das Atomgesetz gegeben. Es ist die Grundlage der Röntgenverordnung (RöV) und der Strahlenschutzverordnung (StrlSchV). d1e den Umgang m1t ionisierender Strahlung m Detail
Oie RöV gilt für alle Röntgenstrahler mit Beschleunigungsspannungen zwischen 5 kV und I MV.
D1e RöV rt'gt'lt den Umgang mit allen Geräten. d1e Rön tgenstrahlung m1t toner Beschleunigungsspannung zwischen 5 kV und I MV erzeugen. Dazu zählen mch sog. Srorstrahler. die Röntgenstrahlung erzeugen. ohne dass sie zu diesem Zwed< betric· benwerden {Z-B. Bildröhren in Fernsehern und Monitoren).
r~eln.
A 3.4 Schut z vor Strahlenexposition
59
Dte StriSchV regelt den Umgang mit offenen und umschlossenen Radionukliden sowie die Einrichtung und den Betrieb von Beschleunigeranlagen soweit sie nicht der RöV unterliegen. Hierunter fallen u. a. Gammabestrahlungsanlagen und Teilchenbeschleuniger zur Erzeugung von Röntgen- oder Teilchenstrahlung. Als Ausführungsbestimmungen dienen Richtlinien. nämlich die .Richtlinie Strahlenschutz in der Medizin" (RLStrSch) und dte •. Fachkunderichtlinie Medizin nach RöV" (FRLRöV). Die Richtlinien enthalten u. a. spezielle Strahlenschutzmaßnahmen für das Personal. Regelungen zur Ausbildung des Personals (Fachkunde). zum Schutz der Patienten. zur Quahiatssicherung und zur AufLeichnungspnicht.
Oie StrtSchV regelt den Umga119 mit Radio· nukliden und Beschleunigeranlagen soweit sie nicht der RöV unterliegen.
3.4.3 Schutz der Bevölkerung
3.4.3
Zum Schutz der Bevölkerung vor Strahlenexposition dienen Zutrittsverbote zu Räumen. in denen tonisierende Strahlung eingesetzt wird blw. auftritt, und der Einbau strahlenabsorbierenden Materials (s. S. 57) in die W~nde dieser Räume. Darüber hinaus sind in der StriSchV Grenzwerte für die effektive Dosis der Bevölkerung festgelegt: So darf die aus Strahlenexposition resullierendc effektive Dosis von Einzelpersonen in der Bevölkerung pro Kalenderjahr 1 mSv nicht überschreiten (Tab. A-3.7). Oie aus AbiMungcn radioaktiver Stoffe resultierende effektive Dosis von Einzelpersonen der Bevolkerung pro Kalenderjahr darf0.3 mSv nicht überschreiten. Zu diesem Zweck werden diese Ableitungen behördlich überwacht.
Dem Strahlenschut7 der Bevölkerung dienen die AbS
Die Richtlinien enthalten Be5timmungen zum Strahlenschutz von Personalund Patient und regeln d1e Dokumentation und Quahtätssicherung.
Schutz der Bevölkerung
Grenzwerte für beruflich strahlenexponierte Personen [mSviJahr) Körperdo~ls
alle b«uftkh Strahlenexpo- PenOMnd« nlerten (Kategorie A und B) KategorieB
effektwe Dosis (mSvflahr)
20
geblrflhlge
Minder-
Frauen
Jährige
6
Organdosen (mSvflahr) •
K~1m
Gebä1muttcr. rotes Knochenmark
50 150
• Au<}('nlmse
45
15
150
50
• Oickd
300
• Haut Hände. Unterarme. FüBe. Knöchel
500
Gcbiirmuller
2 mSv/Monat
ungeborenes Kind
1 mSv insgesamt
400mSv
Berufslebensdosis
3.4.4
3.4.4 Schutz beruflich strahlenexponierter Personen
Schutz beruftich strahlenexponierter Personen
Als berunich strahlenexponiert gilt. wer bei semer Arbett mehr als die für die Bevölkerung zulässige Dosts von 1 mSv im Jahr erhalten kann. Nach der Höhe der möglichen Strahlenexposition unterscheidet man Personen der Kategorien A und B Tab. A-3.7). Ote Räume. in denen berun ich Strah lenexponierte J l beiten. werden zwecks Überwachung der Strahlenexposition anhand der dort auftretenden Orts- und Körperdosen in die Strahlenschutzbereiche Sperrbereich. Kontrollbereich und Überwachungsbereich emgcteilt (Tab. A-3.8). Strahlenschutzbereiche Strahlenschutzbereich
effelctive Dosis
Sperrbo~eich
> 3 mSvfStunde
Kontrollbereich
> 6 mSv/Jahr
Übei'Nachungsbereich
> 1 mSviJahr
allgemo,nes Staatsgebiet
< 1 mSv/Jahr
Anhand der auftretenden Orts- und Körper· dosenwerden die Arbeitsräume in Strahlenschutzbereiche eingeteilt (Tab. A·3.8).
60
A 3 Grundlagen des Strahlenschutzes
Im Sperrbereich gilt ein Aufenthaltsverbot Er ist Ten des Kontrollbereichs und "'ie dieser räumlich abzugrenzen und lu kenn· zeichnen. Vor Betreten des Kontrollbereichs ist eine Unterweisung durchzuführen. 01e Messung der Personendosis vorgeschrieben.
Ein Sperrbereich 1sr einzunchlen, wenn die Dosisleistung 3 mSvfh überschreiten kann. Ein Beispiel ist ein Bestrahlungsraum während der Strahlentherapie. Im Sperrbereich giltein Aufenthaltsverbot (Ausnahme: Patienten in der Strahlentherapie}. Der Sperrbereich istTeil des Kontrollbereichs.lm Kontrollbereich können effektive Dosen erreicht werden. die 6 mSv/Jahr überschreiten. Beispiele für Kontrollräume sind ein Bestrahlungsraum außerhalb der Bestrahlungszeiten und Untersuchungsr~ume der Röntgendiagnostik und der Nuklearmedi zin. Schwangere und Minderjährige dürfen nur unter besonderen AuOagen im Kontrollbereich arbeiten. Beide Bereiche sind raumlieh abzugrenzen und zu kennzeichnen. Vor Betreten des Kontroll bereichs ist für alle Personen eine StrahlenschutzunteiWelsung vorgeschrieben. Außerdem ist die Überwachung der Personendosis vorgeschneben. Im Überwachungsbereich können effektive Dosen erreicht werden. die 1 mSv/Jahr überschreiten. Er bildet die Grenze zum allgemeinen Staatsgebiet. in dem die Strahlenexposition nicht mehr als I mSv/Jahr betragen darf(s.o.). D1e Strahlenexposition von Personen. die in Strahlenschutzbereichen arbeiten. darf d1e Grenzwerte von Tab. A·3.7nicht überschrellen. für gebärfähige Frauen gelten besondere Teilkörperdosen, für Minderjährige niedrigere Grenzwerte. Zwecks Strahlenschutz gelten fiir beruflich strahlenexponierte Personen folgende Auflagen: • Zur Bestimmung der Personendosis (s. S. 53 ) mussensie em (Film-. Stab- oder Fingerring-) Dosimeter (s. S. 19) tragen. Ist vorauszusehen. dassd1e Teilkörperdosis an Haut oder Händen. Unterarmen, Füßen und Knöcheln oder der Augenlinse den in Tab. A·3.7genannten Grenzwert übersteigt. muss die Personendosis.m diesen Körperteilen durch weitere Dos•meter ermittelt werden. • regelm,1ßige Teilnahme an StrahlenschutzunteiWeisungen • Fur Personen der KategorieAisteine jährhc:he ärztliche Vorsorgeuntersuchung vorgeschrieben.
Der Überwachungsbereich grenzt den Kontrollbereich vom allgemeinen Staatsgebiet ab. Oie StrahlenexpositiOn darf die Grenzwerte der Tab. A·3.7 nicht überschreiten. Zwecks Strahlenschutz gelten folgende Auflagen: • Bestimmung der Personendosis m1ttels Dosimeter
• regelmäßige Teilnahme an Unterweisungen • jährliche Untersuchung bei Personen der Kategone A. Ist eine Anwesenheit des Personals im Strahlenfeld unabdingb.lr, muss eine BlelschOrze getragen werden. Bei einem Bleigleichwert von 0,5 mm schullt sie wirksam vor weicher Röntgenstrahlung.
Auch die Qualltlitsskherung (s. S. 62) d1ent dem Strahlenschutz.
Be1 einfachen Rontgenaufnahmen ist die Strahlenexposition des Personals praktisch ll('rnathiJ~\igbdt. da sich d.ts Bedienpul I außerhalb des StrahlungsbereiChs befindet. Daher muss das Personal hier keme Bleischürze tragen. Bei interventioneilen radiologischen Untersuchungen oder der Applikation von Aktivität m der Nuklearmedizin dagegen muss sich der Untersucher durch das Tragen einer Bleischürze mit einem Bleigleichwert von 0.35- 0.5 mm schlitzen. Eine Bleischürze eines Bleigleichwerts von 0.5 mm schiltzt wirksam vor weicher Röntgenstrahlung. ln der Nuklearmedizm 1st es h3ufig mcht möglich, d1e durch y-Strahlung bedingte eFfektive Dosis des Personals durch Abst.lndhalten genugend zu reduzieren. Daher smd Abschirmungen durch zentimeterdicke Bleischichten notwendig. Patienten. die zur Radiojodtherapie 111J (einen ß- und y-Strahler) erhalten. müssen. da sie eine Strahlungsquelle dar..tellen. meinem abgeschirmten Z1mmer untergebracht und 1hre Aus<;eheidungen in Abklinganlagen ZWISchengelagert werden. Be1m Umgang m1t Radionukliden sind Schutzmaßnahmen zur Vermeidung einer Kontamination zu treffen (s. S. 57). 1st es dennoch zu einer Kontamination gekommen. spült man zur Dekontamination die Haut mit Wasser ab und wäscht sich m1t Seife oder Dekontammauonsmmel. Auch d1e Qualitätssicheru ng (s. S. 62 ) stclh eme Strahlen~chutzmaßnahme für beruflich Strahlenexponierte dar.
3.4.5 Schutz der Patienten
3.4.5 Schutz der Patienten
Für die Patienten gibt es keil\e Dos•s·Crenz· werte. Daher muss jede Strahienanv.~dung durch eine individuelle Indikation gerecht· fertigt werden.
DoSlS-Crenzvvene. w1e sie für berunich mahlenexpomcrte Personen existieren, gibt es rur Patienten mcht. da für s1e d1e Strahlenanwendung nicht nur ein Strai\Jenris•ko b1rgt. sondern auch einen medizinischen Nuuen hat. Daraus ergibt sich eine besondere Verantwortung des Arztes be1 der Indikationsstellung f\ir die Strahlenanwendung.
in der Nuklearmedizin sind u. U. Abschlr· mungen durch Bleischichten notwend1g. Patienten. die eine Radiojodtherapie erhalten, müssen isoliert werden.
Bei Kontamination mit Radionukliden dienen
Wasse1' und Seife oder Oekontaminations·
mittel zur Dekontamination.
61
A 3.4 Schutz vor Strahlenexposition
Strahlenschutz in der Röntgendiagnostik
Strahlenschutz in der Röntgendiagnostik
ln der Röntgendiagnostik spielt die Venneidung unnötiger Strahlenexposition eine besondere Rolle: Eine Strahlenexposition ist nur zulässig. wenn für den Patienten ein medizinischer Nutzen erwartet werden kann. der das Strahlenrisiko überwiegt. Die lndtkation für eme Röntgenuntersuchung darf daher nur ein Arzt stellen. der die Fachkunde im Strahlenschutz har. Vor der Untersuchung muss er nachfragen, ob eme ähnliche Röntgenuntersuchung bereits durchgeführt wurde. Frauen im gebärfähigen Alter sind bei allen radiologischen Untersuchungen nach emer möglichen Schwangerschaft zu befragen. Oie Antwort ist schriftlich festzuhalten. Set nichtauszuschließender Schwangerschaft smd Nutzen und Rtstken der Untersuchung besonders streng abzuwägen. Folgende technische Parameter sind für den Strahlenschutz der Patienten maßgeblich: • die Qualität (Härte) der Strahlung: Weiche Strahlung führt zu emer höheren Dostsbelastung als hane Strahlung (s.S. 23). Die Strahlenqualit~tlasst sich durch Ftlterung becinnusscn. • die Feldgröße: Einblendung (Begrenzung des Strahlenkegels durch Blenden ) des Strahlenfeldes auf Objektgröße minder! die Strahlenbelastung des Patienten. • der Fokus-Haut-Abstand: je größer der Abstand zwischen Brennneck und liaut, desto st~rl
Röntgenaufnahmen dürfen nur durchgeführt werden, wenn für den Patienten ein Nutzen erwartet werden kann, der das Strahlenrisiko Oberwiegt.
Strahlenschutz in der Nuklearmedizin
Strahlenschutz in der Nuklearmedizin
Fine wesentliche Maßnahme wr Expositionsbegrenzung ist der Ein~tz kurzlebiger Radionuklide. Diese werden meist in Nukl idgeneratoren gewonnen (s. S. 139). Darüber hinaus stnd Maßnahmen w treffen, die eine Aufnahme von Radioakllvitat verhindern. Daher ist im Kontrollbereich essen. trinken, rauchen und schminken zu unterlassen. Nach Abschluss der Arbetten ist eine Kontamination durch eine Messung mtt emem Strahlungsmonitor auszuschließen. Betmdtagnosti~chen Ein~at7. von Radionukliden müssen u. a. Art und Aktivtt~t desapplizierten Radionuklids dokumentiert werden. Diese Aufzeichnungen sind 10 Jahre lang aufzubewahren.
Wesentlich ist der [insatz kurzlebiger Radionuklide (s. S. 139).
Strahlenschutz in der Strahlentherapie
Strahlenschutz in der Strahlentherapie
Um die StrahlenexpoSitiOn des g~unden Gewebes bei emer Strahlentherapie Jederzeit rekonstruieren zu können, fordert die RIStrSch für jede strahlentherapeutische Behandlung ein vollständiges Bestrahlungsprotokoll, bestehend aus der strah lentherapeuttschen Dostsverordnung, dem Bestrahlungsplan und den Besuahlungsnach· wetsen Der Bestrahlungsplan bemhaltet insbesondere alle btldhchen Nachwetsc, dte zur Bestrahlungsplanung verwendet wurden (z. B. Dokumentation der Dostsvertetlung. Stmulatoraufnahmen, Röntgenbilder). Diese Unterlagen müssen 30 Jahre aufbewahrt werden. Im Fall einer weiteren Strahlenbehandlung müssen sie dem Strahlentherapeuten zuganglich gemacht werden.
Um die Strahlenexp~•ttOn de~ Normal· gewebes rekonstruieren zu können. müssen im Bestrahlungsprotokoll alle relevanten Parameter und Bildnachweise dokumentiert und 30 Jahre aufbewahrt werden.
Frauen im gebärfähigen Alter sind vor der Untersuchung nach einer möglichen Schwangerschaft zu befragen. Folgende Parameter sind für den Strahlenschutz wichtig: • die Qualität (Härte) der Strahlung
• die Feldgröße • der Fokus·Haut·Abstand • die Expositionszeit • die Empfindlichkeit des Bildauffangsystems • der Einsatz digitaler Techniken • die Quahiatssicherung Oie vorgeschriebene Dokumentation der Aufnahmeparameter dient der Abschätzung der Strahlenexposilion. Oer Arzt muss dem Patienten auf Verlangen Auskunft über die Dosisbelastung gl'~rl.
Aufzeichnungen über Unte~uchungen mit Radionukliden sind I 0 Jahre lang aufzubewahren.
62
A 3 Grundlagen des Strahlenschutzes
3.4.6 Qualltätsskherung
3.4.6 Qualitätssicherung
Qualitätsprüfungen der Röntgenanlagen gewährleisten eine hohe Bildqualität bei geringer Strahlenexposition. Oie Aufzeich· nungen sind aufzubewahren.
Die RöV schreibt regelmäßige Prüfungen von Röntgeneinrichtungen vor (mindestens 1-maljährlich). um eine ausreichende Qualität der Bildgebung bei vertretbarer Strahlenexposition zu gew~hrleisten. Ziel ist u. a.. d1e Durchlass-Strahlung. also die trotz Abschirmung der Strahlenquelle in die Umgebung austretende Strahlung. zu mini· mieren. Die Ergebnisse der Qualitätsprüfungen sind aufzuzeichnen und aufzubewahren. Zudem sind diagnostische Referenzwerte für alle Röntgenuntersuchungen festgelegt. Wcrden diese Werte 10 einer Einrichtung im M1ttel dauerhaft überschritten. müssen g~ignetc Maßnahmen zur Dos1sredu ktion getroffen werden. Die Strahlenschutzverordnung schreibt Qualit.itssichcrungsmaßnahmen vor. um sicherzustellen. dass Geräte. Ausrüstung und angewendete Verfahren den notwendigen Qualitlitsstandards und den Erfordernissen der medizinischen Wissenschart entsprechen. Die Einhaltung d1eser Vorschrift wind durch die sog. ärztlichen Stellen überprOfr.
Es gibt diagnostische Referenzwerte für alle Röntgenuntersuchungen.
Oie Strahlenschutzverordnung schreibt Qualitätssicherungsmaßnahmen vor.
A 4.1 Konventionelle Röntgenuntersuchung
4
Radiologische Verfahren
4.1 Konventionelle Röntgenuntersuchung 4.1.1 Gerätetechnik
4
Radiologische Verfahren
4.1
Konventionelle Röntgenuntersuchung
4.1.1 Gerätetechnik
Eine konventionelle Röntgeneinrichtung besteht aus einem Generator. dem Röntgenstrahler mit der Röntgenröh re und Zubehör.
Generator
Generator
Der Generator ist ei n technisches System zum Betrieb und zur Steuerung einer oder meh rerer Römgenröhre(n). Er wandelt die Wechselspannung des Stromnetzes in eine gleichgerichtete Hochspannung (25-150 kV) um und liefert den Heizstrom für die GIOhkarhode (ca. 20 V: 3-8 A). Außerdem erfolgt vom Generator aus die Anwahl des Arbeitsplatzes und - bei Mehrfokusröhren- des Fokus (Brennflecks~ Am Schalttisch des Generators können die Röhrenspannung ( kV). Stromstärke ( mA) und die Belichrungszeit (s) für die freie Belichtung einer Röntgenaufnahme festemgestellt und die Aufnahme kann .JUsgelöst werden. Obiich ist aber der Ei nsatz der Belichtung.s automatik : An einem strahhmtransparenten Dosismessgerät das sich zwischen Patient und Röntgenfilmkassette befindet (Abb. A-4.1) und mehrere Ionisationskammern (Dominanten) enthalt. wird ein für die Organregion typischer Dostswert voreingestellt Haben die Röntgenphotonen. die den Körper durchdrungen haben . die voreingestellte t..1dungsmenge in den Ionisationskammern freigesetzt. schaltet der Generator automat isch ab. So ist eine optim ale Belicht ungszeit gesichert. je nach Aufnahmetechnik erfolgt die Dosismessung munterschiedlichen Messkammern (Abb. A-4.2). Sie können vom Generator aus einzeln angewählt werden. Die Belichtungsautomatik passt den Rontgenröhrenstrom während der Aufnahme kontinuierlich an d1e max1male Belastbarkeit der Röntgenröhre an, wodurch d1e kOrzestmögliche Aufna hmezeit erreicht wird. Dies schont Röntgenröhre und Anode ( Fokus).
Der Generator liefert Spannung und Strom für die Röntgenröhre(n). Außerdem stellt man hier die Parameter für die freie Belichtung einer Röntgenaufnahme e1n und löst die Aufnahme aus.
Röntgenstrahl er
Röntgenstrahler
Meist wird jedoch die Belichtungsautomatik eingesetzt: Zeigen Ionisationskammern vor dem Röntgenfilm (Dominanten, Abb. A-4.1) einen bestimmten Belichtungswert an. schaltet sich der Generator automatisch ab. Dies garantiert eine optimale Belichtungszelt
Die Belichtungs,lutomatik gewährleistet die kürzestmögliche Aufnahrnezelt .
Ein Röntgenstrahler besteht aus der Romgenröhre und dem s1e umgebenden Schutzgehäuse. Röntgenröhre
Röntgenröhre Siehe S. 22 und Abb. A-1.17.
Position des Dosismessgeräts für die Belichtungsautomatik
)
' ( .J-7-\- - l
(
pr;;:};_~_ '
1 Röntgenröhre 2 ObJekt 3 Aufnahmetisch 4 Streustrahlenraster 5 Oosi,messger;)t 6 Röntgenfilmka>wttc
Wahl der Belichtungsmesskammern je nach Aufnahmetechnik
)
3 4
5
- 6
A 4 Radiologische Verfahren
Schutzgehäuse
Schutzgehäuse
Das Schutzgehäuse dient der Isolation und Kühlung der Röntgenröhre. dem Strahlenschutz und zur Begrenzung des Nutz>trahlenbündels.
Im Schutzgehäuse 1st die Röntgenröhre mit ihren Hochspannungs- und Heizstromzuführungen gelagert. Zu ihrer Kühlung und zur Isolation der Hochspannung ist die Röntgenröhre von Öl umgeben. Das Röhrenschutzgehäuse besitzt ein strahlentransp,lrcmes Strahlenaustmtsfensrer (s. S. 22. Abb . A-1.17 ). l. 8. aus Alummlllm oder Beryllium. und eine BleiUmmanrelung. um Stra hlung außerhalb des Nutzstrahle nbündels weitgehend zu unterdrücken. Das Nutzstrahlenbündel wird durch die Tiefenblende begrenzt 01e Wandung der Röntgenröhre. die Ölschicht und das Strahlenaustri tLsfenster weisen eine Eigenfilterung der Strahlung mil einem AI-Gieichwert von 2.5 mm auf. 01ese Eigenfilterung und Zusatzfilter (z. B. Tiefenblende. Durchleuchtungstischplaue. Spezi.llfilter für Kinderaufnahmen oder Mammografie) beeinOussen durch Absorption des niederenergetischen Anteils im Strahlungsspektrum die Strahlenqualität (s. S. 67).
D>t' Eigenfilterung von Röntgenröhre und Schuvgehäu\P \0\'VIe Zusatzfilter abs01bie rcn den niederenergetischen Anteil des Strahlenspektrums.
Zubehör
Zubehor
Zum Zubehör emer Rönrgenemrichtung gehören Stative für den Rönrgenstrahler, das Rasterwandstativ flir Aufnahmen am aufrecht stehenden Patienten und der Aufnahmetisch. ggf. mit Schichtzusangerät. Stative für den Rontgenstrahler
Stative für den Röntgenstrahler
Der Röntgenstrahler ist über Stative so befestigt. dass er frei beweglich ist (Abb. A-4.3).
Der Röntgenstrahler ist zu semer Befestigu ng und Fühntng überemen höhenverstellbaren Steuerarm an 2 Schienenpaaren des Deckenstativs befestigt und kann so dreid imensional im Aufnahmeraum bewegt werden (Abb. A-4.3).
Rasterwandstativ und Aufnahmetisch
Rasterwandstativ und Aufnahmetisch
Das Rasterwandstativ trägt eine horizontal und vertikal verschiebliehe Aufnahmeeinheit mit Kassetten lade, Laufraster und Belichtungsautomatik.
Rasterwandstative ( Abb. A-4.3) eignen sich z. B. fur Thorax- oder Abdomenaufnahmen im Stehen. An emem Wandstativ befindet sich eine horizonral und vertikal verschiebliehe Aufnahmeeinheit mit Kassettenlade (enthält die Filmkassette oder den Detektor). l.dufraster (s. S. 68~ lomsationskammern für die Belichtungsautomatik sowie einem System zur au1omat1schrn Formalemblen(lung entsprechend dem verwendeten Kasserrenformat.
Digitales Radiografiesystem mit kabellosem Festkörperdetektor. deckenmontiertem Röntgenstrahler, Budcytisch und Rasterwandstativ
1. Bügelzum festhalten der Patienten bei ThoraXilufnahmen tm Stehen 2: Ra~terwandgerät 3: Detektor in der Ladestation 4: Tele~kop mit Röntgenstrahler und Tiefenblende. Touchscreen-Bediendisplay, Lichtvisier 5: schwimmende Tischplatte 6: Detektortade mot integriertem Streustrahlenraster 7: Fußleiste zum Bedienen der Tischhohe und Tischplattenarretierung
A 4.1 Konventionelle Röntgenuntersuchung Der Aufnahmetisch (Bucky-lisch) be~itzt eine schwimnwnde, d. h. bewegliche Tischplane und 1~1 1m c..mlen hohcnvc~tcllbar. Unter der T1schplane befindtt s1ch eme Aufnahmeemheit mit Kassetten lade, Laufraster und Behchrungsautomauk. Schichtzusatzgerate fllr die konventionelle Tomografie Mit konventionl'ller Tomografie lassen sich o;chanengebende Ottails m einer bestimmten ObJckltlcfe scharf abb1lden. durch eult' Verw1schungstl'<:hmk emhemen daruber und darunter hegende Strukturen unscharf. Während der Patient unbe~ ble1bt, vollluh1cn Röntgenröhre und Kassettenwagen eme gegeniJurige Bt.>wcgung. Eine Sonderform stellt die Orthopantomografie in der l.lhnhcilkunde dar (Abb. A-4.8. S. 70). It1er befindet ~ich der Röntgenfilm oder d1e Speicherfolie in einer l
4.1 .2 Bildauffangsystem: Röntgenfilm und Verstärkerfolien Röntge nfilme sind bis auf wemge Ausnahmen auf be1den Seuen mn emer hehlempFindlichen fmui\IOO aus Silberbromid kristallen beo;chichtet. Röntgenstrahlung macht nur 5% der l'ihmchw~mmg au~. 95% sind du•·ch das lluore>tenlhrht emer Verstärke·rfolle bedmgt. Durch den Einsatz von Verstärkerfolien lasst ~1ch also Dosis sparen. Bei der Belichtung 1.'1111.'~ Röntgt-nftlms entsteht em la tente~ 81ld. und lWM 1n 2 Phasen: • ln der Elektronenphase w1rd durch die Energie der Rontgen\trahlung oder des Fluor~,.enlhlhl~ eml:.lektron .1us dem Bronud1on h.·rau\gl'lo- t, • ln der lonenpNse werden Silbenonen durch Aufnahnlt' d1~r Elektronen zu elementarem Sllbt-r redu11ert Be1 der Entwicklung des ROmgenfilms Wird das l.ltente 81ld durch wellere ReduktiOn von Silber zum SIChtbaren B1ld. Die Entwicklung ve~tärkt da~ lo~tente Bild um das bis zu 10°fache. I ür d1c f-llmentw•cklung smd J'ntwlcklung~ma\Chull'n IM Em~atz. die den Film m1th1lfe cmes Rollentransportsystems durch die versch1edenen Entwtck· ler-. Fixier- und Sp11llö~ungcn transportieren und 1hn am End e trocknen. Oie Schwätzung des Hirns wird als o ptische Dichte (O) m11 einem lknsllometer gemessen. Oie optische D•chte ist definiert als dekadischer Logarithmu~ des Quotienten aus einstrahlender I ich11ntens1t.lt und der vom Film durdtgcl
Der Aufnahme- (Bucky-)Tisch 1St höhen•Nstel bar ur~d enthak e~ne Aulnahmeeinhett (s.o.). SchlchtzuS.~tzgerate fur die konventionelle Tomografie Durch geqenlduf•ge lk'weg'"'9 von Röntg..nröhre und flknkJ,SNlE' werden schattengebende Oeld•ls einer Objektebene \Chdll db!Jl'b•ldt•l (konventionelle Tomografie). Eine Sonderform der konventionellen TomogoJflt• \ll'lil eilt• Orthopantomografle in dN 7.lhnhrolkundP dar.
4.1.2 BHdauffangsystM!: Röntgenfilm
und Verst~rhrfolien Röntgenfilme sind m•tlkhtempfindlichen Silberbromodkristallen beschichtet. Verstärkerfolien beworken das Gro1 der Schwärzung und 1paren Dom. Bei der Filmbelichtung entlieht ein latentes Bild • Ooe Strahlung 1d>l.tgl aus Brom Elektronen h•·•4"' (Eielctronenplwse) • Ooese redUZieren S• benonen (Jonenphöe)
Beo deo Filmentwicklung mttels Entw1Ck· lungsmasch•nen Wird d.l1latl'flte Bild durch wt-ot~• Rt'dukl~tm vnn Silber rum sichtbaren Bild Oil' Schwirzung dt•l Films wird als opll..:he Dichte (DJ gemessen.
je weniger d1e Röntgenstrahlung durch Körperstrulcturrn geschwacht w1rd, doto 1llrkrr 1st d1c Flhmchw4rtung. ln emerlhor.lxJufn.lhnll' ruft Röntgenstro~hlung daher hmter der Lunge eme größere Filmschwartung hervor als hmu.•r Herz und Med~anmum. Diese Beziehung lWISchen Dosis und Filmschwätzung kommtm der optischen Dichtekurve des rihns (Abb. A-4.4 7Um Au\druck. 01t~t' g1bt Au WNdcn Strahlenkomraste adaquat m Dichtekontraste umgesetzt. Durchhang und Schulter rntSIJrechen Unter- und Überbelichtung. Überbelichtete Rontgen~ufnahmen sind einheitlich schwarz und ohne ausreichenden Cewc.>bekontr.m. unterbelichtete Aufnahmen gleiChmJßl!( hell und ebenfalls ohne ausre1chendc.>n CewebekontrasL Verstärkerfolien ""d m d1e Vorder- und Rilckse1te der ROmgcnkasscttc cmgcklebt und wcrde'l durch t'lllt' Schaumstoffpolsterung fe11 an den Film o~ngep1 ~~t. Sie bestehen aus seltenen Erden. d. h. chemischen Elementen aus der 111. Nebengruppe im 1\'noden
optischl' Okhtekurve des Films (Abb. A-4.4) <J•bt Au'l ,Jnft ubt-• 1elne Die
Abb•ldung...,og<'nlthalt~n.
Überbelichtete Röntgenaufnahmen sind schwarr, unt erbelichtete Aufnahmen tu hell VersiMkerfolien \Iod on doe Vorder- und Rücal••te d•· Rontg.· '""' e•ngeldd>tSie bestehen aus Leuchtstoffen (seltenen frdto). 0 bei lk>
A 4 Radiologische Verfahren
Optische Dichtekurve eines Röntgenfllms
3
2 Dosis (log I L)
I Grundschleier des Filmes 2 Fußteil (UntertJelichtung) 3 linearer Teil (optimale Belichtung) 4 Schulter (Überbelichtung) 5 Solansalion
Rontgenfilm plus VerstJrkerfol1e (Film-Folien-Kombination) sind 1n Empfindlichkeitsklassen eingeteilt.
die Lichtemission im grünen. blauen oder ultravioletten Bereich erfolgt Dieser Wel· lenlängenbere1ch w1rd auf d1e spektrale Empfindlichkeit des Films abgestimmt. Bildauffangsysteme werden als Film-Folien-Kombination bezeichnet. Sie sind in Empfi ndlichkeltsklassen (z.B. 100.200,400, 800) eingeteilt. Berechnet wird der Dosisbedarf einer Film-Folien-Kombmation zur Erzielung einer optischen Dichte des Films von 1. Empfindlichkelt (S) • 1000 ~Cy/KS (Dosisbedarf) Eine Verdoppelung der Empfindlichkeltsklasse bedeutet eine Halbierung des Dosisbedarfs.
Verstärkerfolien bestimmen die Abbildungsqualit;,t. 1. Innerhalb der Folie entstehendes Streulich t (Abb. A-4.5) und Durchbelichtung bewirken auf dem Film eine Unschäofe (Film-Folien-Unschärfe).
2. Bei hochverstärkenden Folien und niedriger Dosis tritt Quantenrauschen auf. durch das kleine Bilddetails maskiert werden können.
Folgende Eigenschaften der Verstärkerfolien beeinfl ussen maßgeblich die Abbildungsquahldl de~ BlidaufTang~y~lems: 1. Innerhalb der Folie entsteht Streulicht da von jedem Knstall Fluoreszenzlicht nach allen Richtungen ausstrahlt. Es entsteht umso mehr Streulicht. je dickerund damit empfindlicher- die Folie ist (Abb. A-4.5). Da die Verstärkerfolien an der Vor- und Ruckseite des Filmes angeordnet sind. wird die jeweils gegenüber liegende Filmemulsionsschicht belichtet (Durchbelichtung). Streuhehl und Durchbelichtung bewirken auf dem Film eme UnscMrfe (Alm-Folien-Unschärfe). 2. Bei hochverstarkenden Fohen tritt bei niedriger Dosis Quantenrauschen auf: Zur Bildgebung \verden nur wenige Röntgenquanten benötigt. Deren Verteilung auf der Fläche der Folie ist aber mcht gleichmäßig. sondern unterliegt statistischen Schwankungen. Im Bildeindruck macht sich d1eses Phänomen als vermehrte Körnung bemerkbar. so dass kle1ne Bilddetails maskiert werden können. 1 Eine hohe Empfindlichkeit der Film-Folien-Kombination bedeutet zwar eine Dosisreduktion, geht aber wegen der auftretenden Unschärfe und des Quantenrau<ehens mit e111em Vertust an Ortsauflösung einher
Die Wahl der Film-Folien-Kombination bzw. ihrer Empfindlichkeit richtet sich nach den klinischen Erfordernissen.
Die Wahl der Film-Fohen-Kombmation bzw. ihrer Empfindlichkeit richtet sich nach den klinischen Erfordernissen. Für die Beurteilung feiner Strukturen w ie in der Knochendiagnostik werden 200er Kombmationen verwendet. Geht es um grobe ObJektZusammenhang lWischen Stärke der Verstärkerfolie und Unschärfe kein Streuhehl
wenig Streulicht
• kc~nc Fol~e
IOOer fol~
viel
Streulicht
~~,. I•
•
400er Foloe
Film
Zunahme der Unsct-oäofe mit Stärke der Verstärkerfolie.
67
A 4.1 Konwntloll('llc Röntgenuntersuchung deta1ls (Abdomen ) oder ~t~ht der Strahl~nschutz 101 Vordergrund (Aufnahmen bei Kindern und Schwangeren). benutzt man 800er Kombmauoncn.
4.1.3 Bilderzeugung
4.1.3
Bildentstehung
Bildentstehung
Be1m Dur<:tmin von Röntgenstrahlung durch Materie findet durch Absorption und Srreuung eine Schwächung statt. Bei nrcdngc.-r Photonentnergie überwiegt die Absorption. be1 hohrr Energll' i.lberw1cgt d1e Streuung. D1e Schwachung d~ Rönt~n strahlung ist abh.ing1g von der D1cke. D1chrc und Ordnungszahl des durchstrahlten Materials sow1e von der Srrahlenquahtat Im Brem~~pc.-ktrum -rden d1e mederenergetischen Anteile relativ starker absorbiert. Nur d1e energ~ert1chen Quanten durchdringen d1c Matenc und können 1ur ßild,;ebung bellra,;en
Die Sdlwächung der Röntqenstrahlung ist abh.lngig von der Dide. Didlte und Ordnungszahl des durchstrahlt~ Matl'flals SOIVIe von der Strahlenqualltdl.
Bilderzeugung
Die Schwachung der Röntgenstrahlen ist umso starker und damit das Bilddetail um <;O heller. Jl' d1cker und d1chter das Objekt und je höher d1e Ordnungszahl semer Atome. Alterung (E1genfllter der Röhre und Zuwtlfllter) reduz1ert den nrederenergctlschen. nicht bildwuksamen Ante1l des Bremsmahlungsspc.-ktrums und damit die im Patienten absorbierte DoSIS. Sie fuhrt lU cmerZundhmc des höherencrgcnschcn Anteils im Spc.-ktrum (Aufhärtung) und zu emer Homogenlslerung der Strahlung. Die aus dem Körper austretenden Strahlungsmtensit.ltsunterschiede bilden das Strahlenrellef. Ben,lchb.utc ßc1 c1chc untcrschiedhchcr Do~i $ Cr7eugen emen Strah· Jenkontrast Die unterschiedliche Dosis bewirkt am Film eme unterschiedlich starke Schwiirzung (Schwärzungskontrast).
Alterung rt>dullt'rt d1t' Do\1\ do·' Pdllt'llh•ll und fuhrt zu eoner Aufhärtung und Homogenlslerung d(•o Str.1hlung Benachbarte Bereiche untrruhl('(llich<'r Oo\i\ im Strahlenrelief <'r7<'U g<'n <'ln<'n Strahlen· bzw. am film Schwärzung,s· kontrast.
Streustrahlung. d. h. ~kundäre. ungenchtete Strahlung, die be1m Durch· trill von Röntgen~t rahlung durch Matene aufgrundvon Compton ode kla~~1sche Streuung (s. S. 12 ) entsteht, m1ndert d~n Schwarzungsköntrast und somit die Biidquaht~t.
Bildqualität Modiflzi~ende
Faktoren
D1e Bildqualltat w1rd von objektabhängigen r•ktoren und den technischen Eigenschaften des blldubertragenden S}"tems besnmmt. EntsCheidend für d1e Erkrnnb.lrke1t von B1ldd~ta1ls 1st das Signal-zu-Rausch-Verhältms (Rauschen) Quantenrauschen und d1e Körmgkeuvon F1lmemuls10n und Verstdrkerfohe SOWie elektromsch~ Rauschen bet dtgltalen S~temen beeinträchtigen insbesondere be1 mcdnger Dom d1e Detailerkennbarkeil Em w1chnger. dll' Bildqualltat beemOussender faktor 1~t der Kontrast. Der Strahlenkontrast hJngt von der Absorption der Röntgenstrahlen 1m Objekt und der Qualität der Strahlung ~lso von der Hohe der Röhrcn$pannun)t Vorfilterung und Art des Anodenmatenals ab. Der FilmkontrastiSt vom Kontrastfaktordes Films 'Gradation} und der Filmentwicklung abhJng1g. Eme Vcrmmderung des Kontrastes erfolgt durch das Rauschen und durch Streu>trahlung. Ein weiteres wichtiges Kriterium der Blldquahtdt 1st die Unschärfe. Sie hat 3 Quellen: • Bewegungsunschärfe ent~leht durd1 Bewegung von Objekt und/oder Aufnahme· systemwahrend der Strahlenexpos1t10n. • Der Fokuseiner Röntgenröhre ISt nicht punktRirmig. <;Ondcrn O~chenhaft. Dadurch entstehen am Objektrand Halbschatten. Diese Randunschärfe mmmr m11 derGroße des Fokus zu. Da das Röntgenbild eine Zentralprojektion 1st, wächst mitdem FokusObjekt- und dem Objekt-Film-Abstand d1e llalb~chauenb1ldung. 01e~ geometrischen Faktoren führen zur geometrischen Unschärfe. • Durch Streuhehl und Durchbelichtung der Verstärkerfolie kommt I'S zus.itzlich zu emer Alm·Follen·Unsch.lrfe.
Modifizierende Faktoren
Entscheödend fiir dil' f~nnl>oJrkio1t 1100 8o1d· dl'ld 1, 1\t d•· Siynoll-lV-Rdu\Cit-Vt'l'hlltrll\ (Rausd!en) W1chtog 1\t a..c:h der Kontrast. d<'r von d('r Absorption der Röntgenstr~hlen 1m Objekt. d<'r Strahlenqu.JIIUt. f1lmeoqenschaften und der Filmentwicklunq abh.lngt.
Ein wes<:!ntliches Kriterium ist doe Unschärfe, bedingt durch • Bewegung wahrl'nd der Aufnahme (Bewegungsunschärfe) • Ausdehnung des Fokus und WrgHlße· rungsfaktor (geometrische Unschlrfe) • Alm·folien·Unschärfe (s.o.).
68 Magliehkelten zur Verbesserung der Bildqualität
Wesentlich ist di~ R~uktlon der Streu· strahlung. Streustrahlenraster bestehen aus Bleila· mellen mit zwischengelagertem strahlen· transparenten Material. Die Bleilamellen h.lben eine Richtwirkung (Abb. A-4.6). Meistens werden (bewegte) Laufraster eingesetzt. die auf dem Röntgenbild nicht abgebildet werden.
A 4 Radiologische Verfahren Möglichkeiten zur Verbesserung der Bildqualität Kontrast, Unscharfe und Rauschen beeinflussen sich gegenseitig. Daher können Maßnahmen zur Verbesseru ng einer Komponente Verseblechterungen der anderen nach sich ziehen. Ein wtchriges Zteltst es. den Anteil Jn Streustrahlung zu reduzieren. Dazu kommen Streustrahlenraster zum Einsatz. Sie bestehen aus Blei lamellen mit einem dazwischen gelagerten strahlentransparenten Medium. Die strahlenabsorbierenden Bleilamellen lassen nur parallel auftreffende Strahlung durch (Richtwirkung. Abb. A-4.6). Es gibt parallel ausgerichtete feststehende Streustrahlenraster fUr Übertischaufnahmen. Sie werden auf dem Röntgenbild abgebtldet. Daher verwendet man metstens fokussierte Raster. deren Bleilamellen entsprechend der Strahlendivergenz des Nutzstrahlenbündels bei definiertem Fokus-Film-Abstand ausgerichtet sind. Diese sog. Laufraster werden wäh rend der Röntgenaufnahme mit boberGeschwindigkeit zwischen Objekt und Filmkassette in den Strahlengang hineinbewegt Die Rasterbewegung wird automatisch so geregelt, dass sich fur jede Belichtungszeit eine optimale Rasterverwischung ergibt. Streustrahlenraster reduzieren die Streustrahlung am Bildauffangsystem und verbessern dadurch den Kontrast. absorbieren aber auch Dosis der Nutzstr,thlung. Im Vergleich zur Röntgenaufnahme ohne Streustrahlenraster tst daher eine längere Bclichtung(Bewegungsunscharfel)oder eine empfindlichere Film-Folien-Kombination (Film-Folien-Unschärfe! ) notwendig. um eine identische Filmschwärzung zu erreichen.
Einblendung und Kompression des Objekts verringern die Feldgröße bzw. Objektdlcke. Letzteres ist besonders wichtig be1 Einsatz der Weichstrahltechnik. fln großer Objekt·film·Abstand reduziert S!tt>ustrahlung. Eine Reduktion der Bewegungsunschärfe erre;cht man durch optimale Lagerung und Fixation des Patienten und Einsatz der Hartstrahltechnik. Bei dieser ist im Ver· gleoch zur Weichstrahltechnik die Belieh· tungszeit kürzer. die PatientendoSIS und der Objektkontrast sind geringer.
Wettere, emfache Möglichketten zur Rcduktton von Streustrahlung sind die Einblendung, d. h. die Begrenzung des Strahlenkegels durch Blenden zur Verringerung der Feldgröße, und die Kompression des Objekts zur Verringerung der Objektdicke. Die Kompression des Objekts ist besonders wichtig bei Einsatz der Weichstrahltechnik. also von Strahlung einer Energte < 100 kV, z. B. m der Mammografie. Die Streustrahlung auf dem rilm nimmt auC'h ab, wcnnm.tn den Objeki-Film-Abstand vergrößert. Eine Reduktion der Bewegung.sunschärfe erreicht man durch gute Lagerung und Fixation des Patienten. aber auch durch hohe Röhrenspannuog. Durch die Hartstrahlteei Strahlung dteser Energie mcht die Absorpuon (Photoeffekt) von Röntgenstrahlen wesentlich ist. sondern der Compton-Effekt (s.S. 13). Bei Thoraxaufnahmen (Röhrenspannung 125 kV) ist dies erwünscht: Durch den geringen Weichteil-Knochen-Kontrast lassen sich Lungen und Mediastinum beurteilen. Bei Hartstrah ltechmk tSt die l'atientendosis
Streustrahlenraster
Objekt
Streustrahlenraster
!ihn
69
A 4.1 Konventionelle Röntgenuntersuchung
darüber hmaus geringer als bei Weichstrahltechnik. weil die Ourchdringungsf:ihigkeit der Strahlung größer ist. Oie geometrische Unschärfe lässt sich dureil Wahl eines möglichst kleinen Fokus, emen großen Fokus-Objekt-Abstand und einen kleinen Objekt-Alm-Abstand minimieren.
Die geometrische Unschärfe ist minimal bei kleonem Fokus. großem Fokus-Objektund kleinem Objekt-Film-Abstand.
4.1.4 Konventionelle Röntgenaufnahme
4 .1.4 Konventionelle Röntgenaufnahme
Allgemeine Bildkriterien
Allgemeine Bildkriterien
Die Befundterminologie konventioneller Röntgenaufnahmen entstammt der Ära der Schinnbilddurchleuchtung. Auf dem nuoreszierenden Sch1rm findet sich in Regionen geringer Strahlenabsorption (z. B. Metastase im Knochenl eine stärkere Lichtemission (Au01cllung) als in Regionen starker Absorption (Knochenkortikalis). Andererseits ruftein Lungentumor durch seine im Vergleich zurgesunden Lunge stärkere Strahlenabsorption einen Schatten (Verschattung) hervor. Auf dem Röntgenfilm einer FilmFolien-Kombinatlon bew1rkt eine starke Uchtem1ssion aber eine ausgeprJgte Silberreduktion und damit eine starke Schwärzung des Films. Somit ergibt sich auf dem Röntgenfilm ein umgekehrtes Bild (Negativbild): Die Aufhellung. d. h. eine Region geringer Absorption. erschemt als dunkle Zone. die Verschattung,d. h. eine Reg1on starker Absorption, als heller Bezirk (Abb. A-4.7).
Auf dem Röntgenfilm entsteht ein im Vergleich zum Leuchtschirm umgekehrter Kontrast: Dte Aufhellung erscheint als dunkle Zone, die Verschattung als heller Bezirk (Negabvbild, Abb. A-4.7).
Im Röntgenbild ist Luft am dunkelsten. Fett. Wasser. Weichgewebe und Knochen sind in aufsteigender Reihenfolge zunehmend heller. 1
b Durch lnvert1eNng der Kontraste einer d1gitalen Aufnahme kann a Rundherde auf der Röntgenthoraxaufnahme werden der BikfeindNck eines Durchleuchtungsbildes erzeugt werden, als Verschaltungen bezeichnet. obwohl sie sich auf der dem die Terminologie entstammt. Aufnahme als Aufhellung darstellen.
Strahlenbelastung
Strahlenbelastung
Für eine Thoraxaufnahme wird eine mittlere effektive Dosis (s.S. 53) von 0.1 mSv angegeben. Bei Skelettaufnahmen variiert d1ese Dosis von 0,2 mSv (ScMdel ) bis 1,8 mSv (LWS in 2 Ebenen).
Die Dosis einer Thoraxaufnahme (p.·a.) betragt ca 0,1 mSv, die einer Skelettauf· nahme bis 1.8 mSv.
4.1 .5 Stellenwert im Vergleich zu konkurrierenden Verfahren
4. 1.5 Stellenwert im Vergleich
Konventionelle Röntgendiagnostik
Konventionelle Röntgendiagnostik
ln der Traumatologie werden konventionel le Röntgenaufnahmen des Stutz- und Bewegungsapparates zur Fraktursuche und Dokumentarion der Therapie (Stellungskontrolle) eingesetzt, in der Orthopädie und Rheumatologie. um das Ausmaß degenerativer und entzündlicher Veränderungen am Knochen zu beurteilen. An ihre Grenzen stößt die konventionelle Röntgendiagnostik, wenn Welchteile zu beurteilen sind (besteht eme intrakranielle Blutung bel Schlidelfraktur? Bestehen Bandscheibenschäden?), und bei komplexen dreidimensionalen Lagebeziehungen (z. B. be1 instabiler Wirbelkörperfraktur oder Acetabulumfraktur). Als weiterführende Verfahren kom-
Die konventionelle Röntgendiagnostik ist die Basisdiagnostik ln der Traumatologie. Sind jedoch Weichteile zu beurteilen oder bestehen komplexe Lagebeziehungen, mus\en CT und MRT l'ingl'Setlt werden.
lU
konkurrierenden Verfahren
70
A
4 Radiofogische Verfahren
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Die Thoraxaufnahme in 2 Ebenen ist die Basisdiagnostik bei Erkrankungen der Atemwege und des Herz·Kreislauf-Sys· tems. ProjektionSbedingte Überlagerung kann ihre Beurteilbarke•t einschränken.
Die Abdomenübersichtsaufnahme in Rücken· und Unksseitenfage ist die Basis· diagnostik beim akuten Abdomen.
dann Computertomografie (CT) und Magnetresonanztomografie (MRT) zum Einsatz (s. S. 73. 79). Die Thoraxaufnahme in 2 Ebenen ist die Basisdiagnostik bei Erkrankungen der Atemwege und des Herz-Kreislauf-Syst em s. Durch sie lassen s1ch Herzgröße. Pleuraerguss und Veränderungen des Lungenparenchyms und des Mediastinums nachweisen. Überlagerungen können dazu führen. dass Lunge und Mediastinum sich nur mit Einschränkung beurteilen lassen. Gelegentlich kann eine rotierende Thoraxdurch leuchtung klären. ob ein intrapulmonaler Rund herd oder eine projektionsbedmgte Überlagerung vorfiegL Aussagekräftiger ist jedoch die er. die beim Staging von Lungenrumoren. unklaren Lungen- und Mediastinalprozessen und Lungengerüsterkrankungen (HR-CT. s. S. 79) zum Einsatz kommt. Die Abdomenübersichtsaufnahme in Rücken· und Linksseitenlage ist die Basi5diagnostik beim akuten Abdomen. Mit ihr gelingt der Nachweis von freier Luft. von Konkrementen und pathologischer Darmgasverteilung (Ileus). Oft werden aber weiterfuhrende Untersuchungen (er. t
Konventionelfe Tomografie
Konventionelle Tomografie
Mit zunehmender Verfügbarkelt der CT und MRT hat die konventiOnl'lle Tomografie keine klinische Bedeutung mehr. Als Sonderform findet die Orthopantomografie (OPG) noch breiten Einsatz in der Zahnheilkunde (Abb. A-4.8).
Mit zunehmender Verfügbarkeie der er und MRT hat die konventionelle Tomografie an klinischer Bedeutung verloren. Da die Strahlenbelastung bei der konventionellen Tomografie hoch und die Ortsauflösung relativ gering ist, wird stattdessen heute eine Computertomografie mir multiplanarer Reformation (MPR) angefertigt (s. S. 79). Breiten Einsatz in der Zahnheilkunde findet dagegen noch die Orthopantomografie. Der Vortell dieser Aufnahmetechnik liegt in der gleichzeitigen scharfen Abbildung aller Zähne (Abb. A-4.8).
Wahrend durch die Verwischungstechnik doe knöchernen Strukturen relativ un· scharf zu Darstellung kommen. bilden sich trotz des gekrümmten Verlaufs der Kiefer alle Zähne und der Zahnhalteapparat scharf ab.
4.1.6 Digitale Radiografie
4.1.6 Digitale Radiografie
H.etbei wird die BildO.Khe (Matrix) zeolen· und spaltenweise in Bildpunkte (Pixel) auf· geteilt und jedem Pixel ein seiner Helligkeit entsprechender Zahlenwert (Graustufe) zugeo
Durch d1e Entwicklung der Computertechnologie 1st auch in der klassischen ProJektionsradiografie der Einsatz digitaler Bildaufnahme- und -verarbeitungssysteme möglich. Das Prinzip der Digitalisierung besteht in einer getrennten Bearbeitung der Signale für die Bildaufnahme und der Signale für die Bildwiedergabe. Die am Detektorsystem emgehenden analogen Signale der Röntgenphotonen werden in zweifacher Hinsicht digitalisiert: D1e Bildfläche (Matrix) w1rd zeifen- und spalrenwe1se in Bildpunkte (Pixel) aufgeteilt. jedem Pixel wird em seiner Helligkeit entsprechender Zahlenwert (Graustufe) zugeordnet Die Anzahl der Graustufen. die das System aufzulosen vermag. wird als Speichertiefe bezeichnet und als V1elfaches der Zahl 2 (Binarsystem) in Bit angegeben. Gebräuchliche dignale Radiografiesysteme verwenden eine Matrix von 2048 x 2048 Pixeln mitjeweils 10-14 Bit ( 210 • 1024Grausrufen ~ Die Anzahl der pro Flache zur Verfügung stehenden Pixel (Pixelgröße) bestimmtdie Orts· auflösungdes Bildes. Die pro Pixel verfügbare Anzahl der Graustufen bestimmt die Genauigkeit der Grauwertdarstellung.
A 4.1 Konventionelle Röntgenuntersuchung
Vergleich der optischen Dichtekurven einer konventionellen Fllm·Follen· Kombination (unten) und eines digitalen Radiografiesystems (oben) Detektordosis
0,.--------------. dlg1tal6 opt11nale Belichtung
Signal
Dosis am Film (log I · t) Die optische Dichtekurve eines digitalen Radiografieaufnahmesystems hat emen günstigeren Verlauf als die konventioneller Film-Folien- Kombinationen (Abb. A-4.9). Über einen weiten Dosisbereich werden Jntensir.ätsunterschiede am Detektor adä· quat m digitale Daten und damit Schwärzungsunterschiede umgesetzt. Dieser als Dy· namikbereich bezetchnere Belichtungsumfang ist um den Faktor 100 größer als bet konventionell en Film-Folien-Kombinationen und schließt Fehlbelichtungen praktisch aus. Lediglich bei sehr geringer Dosis nimmt das Rauschen merklich zu. Verschiedene Systeme der digitalen Radiografie sind im Einsatz bzw. in der klinischen Erprobung: 1. dtgitale Lumineszenzradiografie (Speicherfolie) 2. dtgitale Sclentechmk (Selentrommel) 3. CCD-Technik 4. Flachdetektoren mit direkter Wandlung (Selen) oder indirekter Wand lung (Silizium). Am wettesten in der Khmk verbrettet 1st dte digitale lumlneszenzradlografle. Kern· stOck 1st eine aus Phosphorkristallen bestehende Spelcherfolle. dte in einer Röntgenfilmkassette steckt. Durch die emfallenden Röntgenphotonen werden Elektronen im Kristallgirter der Speicherfolie energetisch angehoben und in sog. Haftstellen (Traps) festgehalten. Somit wtrd ein latentes Ladungsbildgespetchert.ln der Auswerteeinheit wird dte Kassette geöffnet und mit emem Laserstrahl zeilenweise abgetastet. Ote Energie des Laserstrahls löst die in den Traps gefangenen Elektronen und die angeregten Phosphoratome gehen unter Aussendung von I.Jcht (stimulierte Lumi neszenz) in den Grundzustand über. Das emittierte Ucht wird mit einem Photomultiplier nachgewiesen. verstärkt und digital umgewandelt (Abb. A-4.10). Nach dem Auslesevorgang wird dte Restladung der Speicherfolie durch intenstve Lichtbestrahlung gelöscht und dte Folie kann erneut benutzt werden. Haupteinsatzgebiet der Speicherfolien sind Aufnahmen in freier Belichtungstechnik und hier insbesondere die Thoraxaufnahmen auf der Intensivstation. Dabei kommt der Vorteil des großen Belichtungsumfanges eines digita len Systems zum Tragen. Prinzip der digitalen Lumineszenzradiografie
An.lloglawr
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Monitor
Ocr Bereich optimaler Belichtung (Oynamikbereich) ist bei digitalen Radiografie· systemengrößer als bei konventionellen (Abb. A-4.9). Dadurch treten kaum Fehlbelichtungen auf.
Es gibt mehrere digitale Radiografiesysteme: 1. digitale lumine~enzradiografie (Speicherfolle) 2. digitale Selentechnik 3. CCD·Technik 4. Flachdetektoren (Direktradiografie). Am verbrettersten Ist dtc digitale Lumlnes· zenuadiografle. ln c1ner Speicherfolie werden Elektronen durch Röntgenphotonen energetisch angehoben. Sie geben diese Energie erst bei weiterer Energiezufuhr durch emen Laserstrahl unter Aussendung von licht ab. Oieses Wird nachgi:'Wiesen. verstärkt und digttal umgewandelt (Abb. A-4.1 0).
Haupteinsatzgebiet der Speicherfolien sind Aufnahmen in freier Belichtungstechnik.
A 4 Radiologische Verfahren
Digitale Radiograf.esysteme mit flach· detektoren sellen sich zunehmend durch. Vorteil gegenüber der Speicherfolientechnik ist. dass das Röntgenbild sofo1t nach der Aufnahme auf dem \lonitor ?ur Verfügung (Direktradiografie) steht und der zeitaufwendige Ausfese110rgang entfällt
Oie digitalen Bildaufnahmesysteme (Speicherfolie oder flachdetektor) haben das konventionelle Film-Folien-System in den meisten radiologischen Einrichtungen abgelöst. Tab. A-4.1 zeigt Vor· und Nachteile digitaler 811danafysesysteme.
Fehlbelichtungen. wie mir konventionellen Film-Folien-Systemen in freier Belichtung häufig. lassen sich mit dem Speicherfoliensystem annähernd ausschließen. Während die CCD-Technik und die Selentrommel keinen weiten Einzug in die klinische Routi ne gefunden haben. setzen sich nun zunehmend digitale Radiografiesysteme mir Flachdetektoren durch. Hrerbei sind photoelektrische Halbleiter aus amorphen Seien oder Silizium auf emer Matrix angeordnet. Deren Anuhl und Kanrenf;inge (Pixel) bestimmen die Onsaunösung des drgitalen Systems. Die einfallenden Röntgenquanten werden bei den Siliziumdetektoren von einer darüber aufgebrachten Szmtillatorschicht aus Cäsiumjodid in optische Photonen umgewandelt und dann von den Silizmm-Photodioden ineme elektromsche ladung transformiert. Sei den Selendetektoren wird doe Röntgenstrahlung dorekr in elektrische Impulse umgewandelt. Aus dem elektronischen Rohbild der Halbleotermarrix entsteht durch Verstärkung und digitale Nachbearbeitung das Röntgenbild. Als Vorteil gegenüber der Speicherfolientechnik steht bei der Detektortechnologoe das Röntgenbild praktisch sofort nach der Aufnahme auf dem Momtor l lll' Verfügung (Direktradoografic) und der zeltaufwendige Auslesevorgang entfallt. Nicht zuletzt durch die inzwischen weite Verbreitung digitaler Bildarchive (PACS) haben die digitalen Bildaufnahmesysteme (Speicherfotie oder flachdctektor) das konventionelle Film-Folien-System in den meisten radiologischen Einrichtungen abgelost. Tab. A-4.1 fasst doe Vor- und Nachteile digitaler Bildanalysesysteme zusammen. _
4.2
Durchleuchtung
D1e Durchleuchtung w~rd heute mit der dosissparenden Bildverstärkertechnik bei Tageslicht durchgeführt.
4.2.1
Gerätetechnik
Das Durchleuchtungsgerät besteht aus Generator. Röntgenstrahler, Bifdverstarkerfemsehkettc und kippfilhigem Unter· suchungstisch. Der Röntgenstrahler ist meist unter dem Tisch angebracht. Der Bildverstärker über dem Patienten ist frei beweglich und mit dem Röntgenstrahler gekoppelt So fassen sich Bewegungsabläufe dokumentieren.
Oie aus dem Patienten austretenden Röntgenphotonen bewirken am Eingang der Bildverstärkerröhre Fluoreszenz. die ElektronP~> aus einer Photokathode auslöst. Diese werdl'n beschleunigt und erzeugen am Ausgang der Röhre l'on verkfeinertl'S,
A-4.1
Vor- und Nachteile digitaler Bildanalysesysteme
Vorteile
• • • • • •
Nachtelle
• hohe Anfang•onvestitionskosten • z. T. genngere Ort~uflösung
großer Dynamokbereich (kaum Fehlbclichtungen) Mögllchk.ett der Dosisreduktion Bildnachbearbeitung (l. B. Kantenbetonung) möglich Zeiterspamis durch unmittelbare Darstellung der Aufnahme digitale Bildspeicherung (PACS) möglich keine Chemikalien zur Fifmentwo
4.2 Durchleuchtung Dre Durchleuchtung mit der Bildll('rstärkertechnrk hat die nm emer hohen Parientendosis verbundene und in Dunkelheit durchzuführende Fluoreszenzschirmdurchleuchtung abgelöst. Der Bildverstärker spart Dosis ein und überträgt das Durchleuchtungsbild auf ernen FPrnsehmonrror. wo es ber Tageslich t betrachtet werden kann.
4.2.1 Gerätetechnik Das Durchleuchtungsgerät besteht aus • Generator • Rontgenslrahler • Bifdversrärker-Fernsehkette • kippfahlgern Untersuchungstisch. Generator und Römgenstrahfpr enrsprechen denen konventioneller Röntgenanlagen. Doe Rön tgenröhre rst r. d. R. unter dem Untersuchungstisch ( Untertisch röhre). selten uber dem Trsch monrrert. Der ober dem Tisch und damot uber dem t>anenren befindliche Sildverstärker rst frer beweglich, aber mot der Untertischröhre so gekoppelt. dass der Zentralstrahl immer das Zentrum des Bildverstärkers trifft. So können Bewegungsabläufe beoruchret und pathologrsche bzw. repräsentative Befunde gezoelr dokumentiert werden (Zoelaufnahme). Die Brldverstarkerrohre 1st ein Vakuumgef.iß mrt ernem grof~en Eingangs- und emem kleinen Ausgangsfenster. Am Eingangsfenster ist unter einer Fluoreszenzsehrehr eine Photokathodenschicht angebrarht(Abb. A-4.1 1). Die aus dem Patil'nten austretenden Röntgenphoroncm beworken 1n der FluoreszenzschiCht Lichtemossoon und das Ucht lost aus der f'hotok.Jrhodenschocht Elektronen heraus. Doese werden im Hochspan-
73
A 4.3 Computertomografie (CT)
Bildverstärkerröhre Gehäuse Eu~angsfenster
Finqangsschlrm Photokathode
Austrittsfenster
-
mit Faseroptik
nungsfeld (25 kV) der Verstärkerröhre zum Ausgangsfenster hin beschleunigt und dabei von Ablenkspulen elektronenoptisch fokussiert. Am Ausgangsschirm entsteht an einer Fluoreszenzschicht ein verkleinertes, aber sehr viel helleres (verstärktes) Durchleuchtungsbild (Abb. A-4 .11 ). Eine Faseroptikscheibe aus Glasfasern verhindert Lichtstreuung und Verzeichnung. Über eine Koppeloptik mit semitransparenten Ablenkspiegeln ftir eine 100-mm-Kamera werden dte Bildsignale dem Detektorsystem der Fernsehkamera zugeleitet. Oie Fernsehkamera wandelt die Bildsignale wieder in elektrische Stgnale (Videosignale) um und lettet sie an einen oder mehrere Monitore weiter.
4.2.2 Stellenwert im Vergleich zu konkurrierenden
Verfahren
verstärktes Durchleuchtungsbild (Abb. A-4.11 ).
Die Fernsehkamera wandelt dieses in Videosignale um. 4.2.2
Stellenwert Im Vergleich zu konkurrierenden Verfahren
Typtsehe Durchleuchtungsuntersuchungen sind Thoraxdu rchleuchtung. Kontrast· mittelpossage des Magen DMm-Traktes. Fistcldarstetlung. Ph lebografie. Arthrografie und Myelografie. Die rotierende Thoraxdurchleuchtung kann zur Abklärung hilärer Prozesse und zur Differenzierung extra- oder intrapulmonalerVerschanungen hilfreich sein. Eine vollständigere Abklärung derartiger Fragestellungen erzielt man mit dem Thorax-er in .. Low-dose-Tcchni k". Obwohl Kontrastmitteluntersuchungen des Magen-Darm-Traktes m Ooppelkonrrasnechnik (s. S. 436) pathologische Veränderungen mir hoher Sensttivität und Spezifität nachweisen können. ist die Diagnostik des Magens und Kolons. nicht zuletzt wl'gen der Möglichkeit der Biopsie. eine Domäne der Endoskopie. Der Dünndarm wtrd in Form der Doppelkontrastuntersuchung nach Seilink mit Durchleuchtung untersucht (neuerdings auch in Kombinarion mit CT oder MRT). Arthrograflen sind seit der Oächenhaften Einführung der MRT selten und zumeist entbehrlich geworden. Ote Myelografie stellt in Verbindung mit der Postmyelo-CT den Goldstandard bctm Nachweis von Wurzelkompressionen dar.
Die Durchleuchtung ist bei Kontrast· mitteluntersuchungen des Magen-DarmTraktes. vor allem des Dünndarms, von Bedeutung.
4.3 Computertomografie (CT)
4.3 Computertomografie (CT)
Die rotierende Thoraxdurchleuchtung hilft. hiläre Prozesse. extra- oder intrapulmona~ Verschaltungen abzukl5ren.
Oie MRT macht Arthrografien meist überflüssig. Die Myelografie (plus Postmyelo·CT) weist Wurzelkompressionen nach.
Dte Computertomografie (CT) ist em Röntgenverfahren. mit dem transversale Schichten erzeugt werden. Dadurch lassen sich Gewebe und Organe überlagerungsfrei zweidimensional darstellen. in derSumme deremzelnen Schichten liegt die Information der 3. Dimension. Die Cf zählt zu den Schninbildverfahren.
4.3.1 Gerätetechnik Computertomografen der 1.-4. Generation Das Prinzip der CT wurde 1968 von Hounsfield und Cormack entwickelt. Oie ersten Geräte mtl Messzetten von mehr als 5 Minuten pro Schicht kamen 197! als Schaclel-CT-Ceräte wm Einsatz.
4.3.1 Gerätetechnik Computertomografen der 1.-4. Generation
74
A 4 Radiologische Verfahren
Ein a-Gcrät besteht aus • Gantry (Abtasteinheit) mit Röntgenröhre, Detektorsystem u. a. • Patientenlagerungstisch • Bedienpult • Computer.
Ein CT-Gcr~t bestehr aus • Gantry (Abrasteinheir, .. Röhre"): ln der Gantry sind der Hochspannungsgeneraror. die Röntgenröhre. ein Blendensystem. die Kühlung und das Detektorsystem untergebracht. • Patientenlagerungstisch • Bedienpult • Computer. Um eine Körperschicht zu durchstrahlen, bewegte sich die Röntgenröhre bei den CT· Geräten der 1. und 2. Generarion noch in 2 getrennten Einzelbewegungen: TransJanon und Rotation. Bei den heute verwendeten Geräten der 3. und 4. Generation dagegen rotiert die R6ntgcnröhre. Hierzu wird mit einem System von Blenden, dem Kollimator, ein schmaler. fächerförmiger Röntgenstrahl aus dem Strahlenkegel ausgeblendet. Seine Breite entspricht der gewünschten Dicke der Körperschichr. Der Öff· nungswinkel des Strah lenkegels ist so breit. dass der gesamte Patientenquerschnitt durchstrahlt w1rd (Abb. A-4.1 2 ~ Bei den Ger~ten der 3. Generauon vollführen die Rohre und die ihrgegenOber angeordneten Detektoren gemeinsam eine kreisformoge Bewegung um den Patienten. Die Geräte der 4. Generation besitzen einen im Vollkreis angeordneten. stationären Detektorkranz. Nur die Röntgenröhre umkreist den Patienten. Als Detektoren kommen sowohl Gas- als auch Festkörperdetektoren (z. B. Ionisationskammern. Szinrillationsdetektoren) zum Eins.1tz. Beiden Detektorarten ist gemeinsam. dass sie die Intensitätsunterschiede der nach dem Durchtritt durch den Patienten geschwächten Röntgenstrahlung messen und in elektrische Signale umwan deln. die anschließend digitalisiert und der Bildrekonstruktion zugefUhrt werden. Modernste Enrw1cklungen gehen dahin. mehrere Detektorzeilen nebeneinander anzuordnen (MOCT, Multidetektor- oder Mehrzeilencomputertomografle. s. S. 75 so dass mit emer Röhrenumdrehung mehr als eine Untersuchungsschicht errechnet werden kann. D1e Geräte der 4. Generation ermöglichen folgende Formen der Bildakquisition · Einzelschlcht·G: Bei den konventionellen Computerternografen der 4. Generation rollen sich die Kabel fLlr die Hochspannungszuführung und die Messdatenabführung auf. so dass sie nach einer 360'-Umdrehung zurückgeführt werden müssen. Die Zeit für die Kabelrückführung wird dazu genutzt. den Patientenlagerungstisch in Körperlängsachse vorzuschieben. so dass die n;ichste Körperschicht durchstrahlt werden kann. Spiral-a : Die Einführungeines Schleifringsystems zur Spannungszuführung machte die srändige Drehrichtungsänderung der Röhre zur Kabelrückführung unnötig und ermöglichte eine dauerrotierende Röhre. Bei sich kontinuierlich vorwärtsbewegendem Patiententisch beschreibt die Röntgenröhre einespiralförm1ge Bahn um den Körper (Abb. A-4.13 01e Messdaten werden dabe1 ebenso kontinuoerlich als sog. Volumendatensatz aufgenommen. Daraus können durch bestimmte Rekonsrruktionsalgo-
Um eine Körperschicht zu durchstrahlen. wird bei den heute üblichen Geräten der 3. und 4. Generation. bei denen die Röntgen· röhre rotiert, mit einem Blendensystem ein schmaler, fächerförmiger Röntgenstrahl aus dem Strahlenkegel ausgeblendet. Er ist so breit wie die gewünschte Dicke der Körperschicht und erfasst den gesamten Patientcnquemhnott (Abb. A-4.12).
Oie Detektoren messen die lntensotdtS· unterschiede der Röntgenstrahlung und wandeln sie in elektrische Signale um. Multidetektorsysteme (MOa ) bestehen aus mehreren Detektorzeilen (s. S. 75).
Es gibt folgende Formen der Blldakquisotion:
Elnzelschlcht-G : Bei den konventionellen Compotertomografen der 4. Generation sind Röhrenrotation und Tischvorschub diskontinuierlich.
Spiral-a : Röhrenrotation und nschvorschub sind kontinuierlich. Oie Röntgenröhre beschreibt eine spiralförmige Bahn um den Körper (Abb. A-4.13). Aus dem Oatensatl' lassen sich Schichten beloebiger Dtcke und in variablem Abstand zueinander rekonstruieren.
Bildakquisition in einem Computerternografen der 3. Generation
75
A 4.3 Computertomografie {CT)
Spirai·CT Position des Röhrenfokus
Tischvorschub rithmen Schichten beliebiger Dicke und in variablen Abstand zueinander rekonstruiert werden. Die Vorteile der Spiral-Cl zeigt Tab. A-4.2.
Die Vorteile der Spirai·CT zeigt Tab. A-4.2.
Vorteile der Spiral-Cl • kurze Untersuchungszeiten • lückenlose Erfassung von Volumendatensätzen in einer Atempause; dadurch entstehen keine z".oschemäume durch unterschiedliche Atemlage wie im Einzelschicht-Cl • Reduzterung von Partialvolumeneffekten durch Rekonstruktion überlappender Sehtenten • Moglochkett zur dreidtmenslonalen Rekonstruktion (30). Berechnung von koronaren, sagtttalen oder irregul~rcn Schichtebenen {MPR) • bessere Ausnutzung des Kontrastmittelbolus für Mehrphasenuntersuchungen (z. 8. der Leber) und CT-Angiografie Multldetektor-Computertomograf
Multidetektor-Computertomograf (MDCT) .. Synonym. Mehrzeilen-CT. Mulrislice-CT Multidetektortomograren benutzen eme Scannergeometrie der 3. Generation. d. h. sie besitzen eine simultan rotierende Röhre mit gegcnuberliegender DetektoreinhelL Es können 2-256 Detektorzeilen parallel nebeneinander angeordnet scm {Abb. A-4.14 ). Dte Brette der einzelnen Detektoren (z. B. 0.5 mm bet einem 64-ZeiPrinzip der MDCT
(MOCT) • Synonym.
Multidetektortomogralen benutzen eine ~cannergeomNric der 3. Generation. es können aber mehrere Detektorzellen parallel nebeneinander angeordnet se1n {Abb. A-4.14).
76
A 4 Radiologische Verfahren
Prinzip der Ouai-Source-CT
Durch die Integration von 2 Röntgenstrah· lem in einem System kann die zeitlkhe Auflösung verbessert ~rden (Ouai·Source·CT. Abb. A-4.15). D1e reduzierte RotatiOnsleit ermöglicht scharfe Aufnahmen bewegter Strukturen (Herz-CT mit EKG-Triggerung).
len-Scanner)besllmmt die m1mmale Schichtdicke und damit auchdie OrtsauOosung. Für dickere Schichten und damit em geringeres R.luschen können emzelne Detektorreihen auch zusammengeschaltet werden. MDCT-Geräte besitzen bereits eine höhere Rotationsgeschwindigkeit als herkömmliche Spiral-CT-Geräte. Ein neuer Weg zur Verbesserung der zeitlichen Auflösung ist d1e IntegratiOn von 2 Rönlgenstrahlern 111 emem System (Ouai-Source-CT, Abb. A·4.15 ). 01e beiden versetzt angeordneten Rohren werden dabei mit unterschiedlicher Spannung angesteuert. So erhält man aus identischen Projekrionswin· kein ein unterschiedliches Strahlungsspektrum. Die benötigte Zeit, um die Daten flir em Bild zu erfassen. w~rd dr.Jstisch vernngert: Die effektive Rotationszelt kann .tuf 165 ms 1cdUliCrt werden. wom1r nun auch sch.nfe Aufnahmen bewegter Strukturen (Herz-CT mu EKG-iriggerung) möglich smd. Die Multidetektor-Technologie erlaubt. in kürzerer Zeit mit dünneren Schichten größere Untersuchungsvolumina darzustellen (Tab. A-4.3). Mulri slice·CT mlt64 und mehr Detektorzellen oder Dual Sourc~-CT mit sehr kurzen Scanzeiren finden heute in der modernen Herzblldgebung Anwendung. Vorteile der Multidetektor-Cf dunnere Schkhten
lsotrape Auflosung ermögliCht Rekonstrukt•on in jeder Raumebene wie MPR. 3D·Darstellungt>n, virtuelle Kolosl
größere Unter· suchungwolumlna
Ganzkörperuntt>rsuchungen im Rahmen der Polytraumaversorgung (Abb. A-4. 16), CT·Angiogralie der gesamten Aorta und Becken· Be•n·Strohmbahn
kürzere Scanzelten
reduzierte Bewegungsartefakte bei Schwerstkranken, defin1erte Organperfusionsphasen, Perfusionsbildgebung, RedukliOI\ der Kontrastmttelmenge
Elektronenstrahi.Computertomograf
Elektronenstrahi-Computertomograf
Die Elektronenstrahltomografie (EBT) hat sich aufgrund hoher Kosten und die wenig überzeugende Bildquaht;it klinisch nicht durchgesetzt.
Dte Elektronenstrahltomografie ( EST) war eme interessante Entwicklung. um mit ultrakurzen Scanzeiten (unter 100 ms) bewegte Organe. w1e das schlagende Herz artefaktfrei untersuchen zu konnen. Anstelle e1ner bewegten Röntgenröhre wurde h1er nur ein hoch~nergctischer Elektronenmahl in emem V.tkuumtnchrer halbkrciS· formig um den Patienten gelenkt und dam1t die Romgenstrahlung an den verschiedenen Punkten des Halbkreises ausgelöst. Die hohen lnvestirionskosten. die Einschränkung aufwemge Untersuchungsindikationen und die wenig überzeugende ßlldqualit.tt haben emen bre1ten Finzug m d1e klinische Routme vt'rhindert.
77
A 4.3 Computertomografie (CT)
a Ganzkörper-Cl'" der Polytraurna· Diagnostik. b Virtuelle Kolonoskot>ie. c 3·0-0aten~tl m1t !•int>m 64-7t>IIC'n·CT erzeugt. Obo.>rflach<>nrekonstruktoon (SSO) JUr Darstellung der Hcrzkrolfllgef3ße.
4.3.2 Bildrekonstruktion
4 .3.2
Bildr•l
Dit Detektoren messen d1e Schwdchu~ der Rontgtnstrahlen be1m Durchrrirr durch den Panenren in Jeder Wmkel~tellung der Romgenrohre (Projektion). Die so ermmelten Schw.ichungswerte werden 1m Computer Joganthm1ert und n
Nach loganthmierung und Bearbe•tung (gefaltete Rückprojektion) der von den
Oas Ausmaß der Absorpuon tmd dam1t der Schwachung der Röntgenstrahlung in einem Voxel hängt von dN 7u~ammtn\et 7ung z. B. Dtchte - des Gewebes 1m Voxel und von dc.-r Strahlung~energtt ab (ltne.utr Schw.:~chung1kocffiztent. s. 5. 13). Um den Fmfluss d~r ~trahlungstn~rgtt 7u thmtnteren und die Absorptton von Gewebearten besser mttetn.ander vergleichen zu können. verwendet m.tn tn der CT die Hounsfteld-Einheit.
Oas Ausmaß der Strahll'nabsorplion be· stimmt dt>r lineat~ Schwachungskocffiz•ent Zur be~\{'l~n Verglt•lchbari<ett dN Cl'wt'be dll'nl •n ck'l CT aber d•e Hounsfleld·Elnhell
Oetekt~ geme)senl'll
C)chwachungw.".te
erg1bt•h•e Uht>rlolgl'lung d.l\ C)ch•chtbtld ledl'\ S.ldek.>mt•nt (Pixel) ep<J,t•ntl<•rt em Volumenelement (Voxel)
78 •
D~flnltlon.
A 4 Radiologosehe Verfahren
Oie Hounsfield-Einheit (HE) errechnet sich aus dem linearen Schwächu ngskoeffizienten J.l und ist ein Maß für die Dichte. Sie ist ein relativer Schwächungskoeffizient. Bezugsgröße ist Wasser (O HE). HE. I 000 x JI(ObjektJ - JI(Wasser) JI{Wasser)
Tab. A-4.4 zeigt typisthe Oichtewerte.
Wählt man als 2. Fixpunkt Luft (-1 000 HE), la.ssen sich die relativen Schwächungskoeffizienten der Gewebe auf einer Dichteskala, der Hounsfield-Skala, anordnen. Tab. A-4.4 zeogt typosche Dichtewerte der CT. Typische Dichtewerte in der CT in Hounslield-Elnheiten Hounsfield-Einheit (HE)
Dichtewerte stellen sich als Graustufen dar. Oa das menschliche Auge nur ca. 20 Graustufen unterscheiden kann. bedient man sich der Fenstertechnik (Abb. A-4.17).
Lunge
·500 Hf
Fett
- 100-0 II(
Wasser
0 HE
Leber (nativ)
40-60 HE
fnscht' Blutung
70 ·90 H(
Leber (nach Kontrastmittelgabel
ca. ISO HE
Spongiosa
300 HE
Kompakta
> 1000 HE
Dichtewerte stellen sich im Computerromogramm als Graustufen dar. Da das menschliche Auge nur ca. 20 Graustufen unterscheiden kann. bedient man sich der Fenstertechnik: Man wählt für jede Untersuchung eine geeignete Fenstereinstellung. welche nut dte zu beurteilenden Organstrukturen als Graustu fen darstellt. (Abb. A-4.17). Dochtewerte ober- und unterhalb dieses Fensters stellen sich einheitlich schwarz bzw. weiß dar. Gewebe bzw. l>athologische Veränderungen. deren Dichte annähernd mot der einer Bezugsgröße (z. B. Wasser. Gehorn) ubereinstimmt. bezeichnet man als lsodens. solche mit im Vergleich zur Bezugsgröße höheren Dtchtewerten als hyperdens. mit geringeren Dichtewerten als hypodens.
Fenstertechnik zur optimierten Darstellung relevanter Strukturen
::nu ;: '0::~ ~00/-650
- I
-t ooo.J
WeKhtetlfenster
- I 000 -I 100
"""
0
-600 - 1 000-'
Lungenfenster
Knochenfenster
4.3.3 Strahlenexposition
4.3.3 Strahlenexposition
Ooe effektive Dosis für eine Thorax·CT ist ca. I 00-mal höher als die der konventoonellen Thoraxaufnahme.
Die Strahlenexposotion durch die Computerromogralie ist nicht unerheblich. Obwohl nur 7 :t der radoologosthen Untersuchungen CTs sond. machen du~se 54 :t der medizt nisch bedingten Strahlenexposmon aus. Die efft>ktive Dosis fur eine Thorax-CT betragt ca. 6- 10 mSv und ist damit ca. 100-mal höht>r als die der konventionellen Thoraxiibersichtsaufnahme. Der Arzt muss daht>r zum einen die Indikation zur CT kritisch stellen. zum andern die Untersuchungsparameter (mAs) mot Bedacht festlegen: Eine Dososhalbicrung ver-
jl'de Anwendung ionosierender Strahlung erfordert die rcchtfertogende lndikatoon durch einen fachkundogen Arlt.
71
A 4.4 Magnetresonanztomografie vierfacht das Rauo;chen Fme llalb1erung der SlhKhtdilkc erfordert be1 gleicher Bildqualität eme Verdoppelung de1 Dom. Für die Anwendung 1001S1erender Strahlen gelten diC~ Strahlenschuugrunds.lrze .RKhtferugung'" und .,Optmuerung".jcde Durchfuhrung emcr ROmgenuntersuchung erfordert dte rechtfertigende Ind•k.Jt10n durch emen fachkundigen Am. DPr Gesetzgeber hat m der Rontgl'nvcrordnung Dosisgrenzwerte diagno<usche Referenzwerte) filr Röntgen.lufnahmcn, Durchleuchtungsuntersuchungen und CT-Untersuchungen bei Erwachsenen und Kmdem f~tgelegt. D1~e DoSISwerte sind keme Individuellen Grenzwerte, d1e Innerhalb emcr Untrr;uchung mcht ubero;chntten \\"erden dürfen. Werden die dl.lgnostischcn Referen7\verte in emer Einnehrung aber dauerhan uberschntten, mu~'en d1<' Urs.achcn h•trfllr g~ucht und Abhllfemaßrwhmen getroffen werdt'n.
D<'f S..'treolx>< t'iner ROntqene.nrlchtunq ost
vom Gesetzgeber angehalten. Dosisgrenzwerte (diagnostische Ref.,.-enzwerte) nicht dauerll.>lt zu ub\>~hrt'oteo.
Be1 Hochkontrammtersuchungen 1 8. de~ Thorax oder der NNH k.Jnn die Dosis ohne rekvanten Vertust an 81ldquaht.tt reduz1ert \\'erden (.Low-doseTechnik") 1
4.3.4 St ellenwert im Vergleich zu konkurrierenden Verfahren D1e CT tst da' Verf.1hren der Wahllur Oberlagerung~fiCICn Darstellung der inneren Organe. Sie we1st eine hohe DIChteauOOsung auf. Im Vergleich zu konventionellen Röntgenaufnahmen ist d1e Kontrastab~tufung dahet b<'sscr. Die raumliehe AuOösung 1St jedoch geringer. weil es sich um eine rekonstrUierte Darstdlung der Absorptionswerte handelt. D1e kraniale CT 1st Basisd1agnost1k beun Schlaganfall (Biutung•ausschluss) und bei m Schädel-Hirn-Trauma. An 1hre Grenzen stößt sie beim Nachwe1s klemer Läsionen, sehr frischer lnfarktt.' und m dtr Belllttllung des Hlrnstamme~. H1er ist die MRTviel auss.1gekrafuger. Da sich Lungenparenchym und Media~nnal~trukturen 1m Thorax-Computertornogramm hervorra~:..-nd beurtelh.•n la\\l'n, 1\t d1e Thorax-CT hier das holdgebende Ver fahren der Wahl. Die hoch~uOö,tnde Computertomografie (HR-CT) ist eine spemlle Untersuchungstechnik. die zur Beurte1lung von fem)trukturcn, z. 8. der Lunge oderdes Felsenbeines eingesetzt wird. Bei dilnnen SchiChten von 1-2 mm Wird eint.> hochauflösende Bildfn.ltrix und zur Vt-rmmdcrung des R.luschens tmt höiM're Dom Vl'rwendet. Die parenchymato:>en Oberbauchorgane smd i.d.lt sonogralisch gut zu beurteilen. Als weiterfuhrendes bildgl'bend~ V('rfahren w1rd d1e Sp~rai · CT m1t oraler und/oder 1. v. Gabe von Kontrastmittel t.'mg~t7t. 7. T. ist iedoch d1e MRl ' be1 Ems.Jtz schneller Sequenzen und Atemanholltetechmk) b6ser gee~gnet Dit'CT l'lgnt.'t sich ht.>rvorragend 1ur Beurteolung knöcherner Strukturen z 8. Wirbelkörper- oder Beckenfrakturen ~ Wt-ichte1le lassen s1ch JedOCh durch d1e MRT besser beurttilt-n (z. B. Myelonkompr~~10n be1 mtraspmalem Hdmatom) D•e Multldetektor-CT erl.1ubt 111 kurzer Scanze1t em großes Untersuchungsvolumen mitdünner Schichtungdurchzufuhren Sie 1st 1m R.lhmen von Schockraumkonzepten hervorragend gee1gnet. m\tabtle polytraumaustcrtc Pat1entcn m emcm Untersuchungsgang zu d1agnosnz1eren. Ze1taufwend1ge konventiOnelle Röntgenaufnahmen werden emgespart und der Pattent kann schneller emcr ad.lquaten Therapie zugefilhrt werden. Aus den dunnschKhtigen Volumcnd.ltcns.JtlCil "nd multtplanare Reformationen (MPR) und 3D-Rekonstruktionen (CT-Angiogralic, MIP) in hoher Qualitat möghch.
4.4 Magnetresonanztomografie (MRT) D1t.' MagnNrr'Onannomografie ( Kern~ptntomografie. MRT) ist ein Verfahren zur Erzeugung von Schmnb1ldern 111 emer fre• wahlbaren R.lumebene ohne Verwendung von Röntgenmahlung.
4.3.4
Stellenwert Im Vergleich zu konkurrierenden Verfahren
Die ( T stellt Org,ltll' ubt•rld911UI1<j\lll'i dolr. Der Kontrast i;t höh('r und die Omauflösung gNingeoal' IX'l kon•entlon('lll'n Röntgen· ~ufnahmcn.
Oll' kraniale CT l\1 ß.l,o\dliKJnostlk beim Schlaganfall und Schadel·lhm Trauma.
Die Thorax-Cl ost ~ Wt1ahren 7Ur Oa"tcllung 11011lur'ICJ!' und Medlastlnum. Oie HR-CT •sl eine Unte~uchunqstechnok mot dunnen Schochten, hoch.Juflös!"nde.' Soldmatrix und emooter Do"stur btoo.wren D~tellung von FM\tmkturt"n. Doe Oberbauchorgane sind Domdne der Sonografie, dif> CT ist hi('r v.l'itt>rfuhrt'Od!'\
Verf•hrt•n. KnOdwme Struktu~ lol'l\t'tl soch '>t'ht qut, Wttehtelle ~h)('chtc• ah mot dN MRT beurteilen.
Mol der Multidetektor-Cl I•''''" soch G~n1 körperunternJn beim Polytrauma 'OWM" dreldiml'nsoon.l)(' Rckotntruktooncn. wie dot' CT-Anglografoe, ln hoher Qualotat durchführen.
4.4
Magnetresonanztomografie (MRT)
80
A 4 Radiologische Verfahren
Ph~ikalische
Grundlagen der MRT ohne äußeres Magnetleid
Kreise~ung des Protons um die Achse dc• M•qnctl~lde•
A Prozession
st•rkes äußeres Magnetleid
---~
EigenroL1tion AKernspin magnetl"hc'
a Oopolmoment
b
ungeordnete 01pole kompenso~en sich
4.4.1 Physikalische Grundlagen
4.4.1 Physikalische Grundlagen
Kernmagnetresonanz bctrin t Atomkerne ungerader Nuklconcnzahl. z. B. das Wasser· stoffproton.
D1c Kernm~gnetrcsonanz beruht auf den Eigen«ehaftcn von Atomkernen m1t ungerader Nuklconenzahl. Da Wasser das häufigsre Molekül im menschlichen Körper ist. e1gnet sich das Wasserst offproton (H") besonders zur Messung und Erläuterung des Phänomens. Jedes Proton besitZt einen Eigendrehimpuls (Kernspin). d. h. seine positive Ladung be· wegt soch m1t eoner stoffspezifischen Gcschwmd1gkeit tun d1e e1gene Achse. D1e be· wegtc elektrische Ladung onduziert ihr e1genes magnetisches Dipolmoment {Abb. A-4.18a 1• Im menschlichen Körper liegen diese Magnetfelder ungeordnet vor und kompens1eren s1ch folglich (Abb. A-4.18b).ln einem starken äußeren Magnetfeld jedoch mhtcn .ICh die m.1gneuschcn Dipole entlang der Feldlinoen p.".,,llel oder annpMallcl - aus. Doe Mehrzahl der Protonen nommt die energeusch etwas günsugere Parallelposition ein, so dass eine messbare Nettomagnetisierung (längsmagnetisie· rung Mz) entsteht (Abb. A·4.18c). Atomkerne mir ungerader Nukleonenzahl bcwcgen sich wie ein torkelnder Kreisel um d1e Uing
Jedes Proton bes.tzt einen Eigendrehompuls (K~mspln). der e1n magnetisches Dipol· moment induziert.ln einem starken äußeren Magnetfeld richten skh die magnetischen Dipole entlang der Feldlinien aus. Eine messbdre Nenornagnellsierung (Längsmagnetisierung M: ) entsteht (Abb. A-4.18).
Die Bewegung der Atomkerne um die Längsachse des Magnetfeldes heißt Prlzesslon. Die Prlzesslons· oder larmorfrequen:. mit der die Ladung rotiert, hängt u. a. von der Stäri<e des Magnetfeldes (Bo) ab: Lannorfrequenz (wo) • v x Bo
Das swke .lußere Magnetfeld zwongt den Protonen auch die Geschwindigkeit bzw. Frequenz auf. m1t der ihre Ladung rotiert. D1ese Präzessions- oder larmorfrequenz hangt von einer stoffspezifischen Konstante (y) und der Stärke des äußeren Magnet· feldes (ßo) ab und beträgt für die Wasserstoffprotonen 42 MHzpro Tesla (T). l.annorfrequenz (wo) • v x Bo Die Ausrichtung und d1e identi sche Präzessionsfrequenz al ler Protonen in emem starken Magnetfeld ermöglichen das Phänomen der Resonanz: Ähnlich w1e eme St1mmgabcl eine Gitarrensaite gleicher Frequenz zum Klingen bringt. ISt be1 Eonhahung der Larmorfrequrn7 (Resonanzbedlngung) eme Energieübertragung auf die Protonen (Anregung) möglich. D1cs geschieht in Form e1nes Hochfrequenz(Hf)·lmpulses mot der Larmorfrequenz. Nach Abschalten des Impulses geben die Protonen die aufgenommene Energie in Form eines magnetischen Impulses wieder ab. Dieser wird gemessen und fOr die Bildgcbung genutzt.
4.4.2 Gerätetechnik
4.4.2 Gerätetechnik
Ein Magnetresonanztomograf besteht aus • Magnet • Gradientenspult>n • Hochfrequenzspulen • Rechnersystem.
D1e wesentlichen Bestandteile eines Magnetresonanzromografen sind: • Ma~nN • Gradientenspulen • Hochfrequen1spulcn • Rechnersysrem. Zur Erzeugungeines fürdie Bildgebung ausreichendgroßen und homogenen Magnet· feldcs 1st der Eonsatz supraleitender Magnete notwendig: Be1 eonerTemperatur nahe am absoluten Nullpunkt verlieren d1e 111 den Magnetspulen verwendeten Materiahen
Zur Erzeugung eines für die Bildgebung aUS<'l'ichend großen und homogenen Magnetf~lclcs benötigt man supraleitende Magnete.
A 4.4 Magnetresonanrtomografie thren elektrischen Widcrst.lnd. 0.1durch nehmen n.1ch cmer emmaligcn Energtezufuhr (..Hochfahten des Ger~tes· Stromnuss und magnetische Feldstarke mehr ab. Lediglich die Temperatur des Magne1en muss nahe am Nullpunkt gehalten werden. was durch em Kuhlsystcm mtt Ousstgcm llelium realistert wtrd. Zur Ortskodierung werden dem ~ußel'l!n Magnetfeld (emer Stärke von z.B. 1.5 Tl wahrend der M~'stqu<"n7tn durch Gradientenspulen Magnetfl'lder gl'nngl'r Feldstarke (z. B. 1- 15 ml) tn den l Raumebl'nen Ubl'r1agert. Dte Schaltzelten dieser Gradientenfelder li~n im Mtlhsekundtnbl'retch. Zur Signalerzeugung und 1um S.gndlempf~ng "'~den mobtle Hochfrequenzspulen· systeme dtcht an dte Körperobl'rßache gebracht 1z. 8. Kopfs pule. Oberflächenspule). Sie arbetten wte eme Sendl'· und lmpfang..... ntenne. Ndch emem deftnterten HF-Im· puls zur Anregung der Protonen m emem durch dte Ortskodterung boummten Unrersuchungsvolumen nimmt dte Spule das von den Protonen emtttierte Signal auf und lettel es an das Redmersystem zur Btldrekonstruktton wetter.
81
Zur Ortskodierung W!'fden dem Magnctft'ld durch Gradientenspulen M.lqnctft'idrr gennqe~ Feldst.lrke (Gladoentenf<'ldl'l) überlagert.
Mobtle Hochfrequenzspulensysteme dienen der Signaleneu<jung. dem Sign.ll empfang und seoncr Wetterlertunq an d.:IS Rechnersystrm
4.4.3 Bilderzeugung
4.4 l
Ein delinil'rrer HF-Impuls fuhrt zur Anregung der Protonen. d. h. die Längsmagnetisierung Mz wird um cmcn be)ltmmtcn Wmkel tn dte xy-Ebenc ausgelenkt Dadurch entsteht eme messbare Quermagnetisierung Mxy. GleiChzeitig wird dte Präzessionsbewegung synchronisiert. Oie Protonen bewegen steh also nicht nur mttder gletchen Geschwtndtglrotonen etner schmalen Schtcht an. Oie Frequenz entspricht dann einem Ort tm Gradn.•ntenfcld.
Ein HF-Impuls regt die Protonen an. induziert so e~ne Quermagnetisierung Mxy und synchronisiert die Prizesslonsbewegung.
Bildkontrast
Bildkontrast
Ocr Blldkontr<~st. abodie Hdhgkcttsuntcrschicde untem:hiedlicher Ge· webe. h.lngt von den Gewebeparametern (Tl. 1'2. rrotonendtchte IPDI. d.h. Wassergeh.llt), SequenLp.Jrametern ( TR. TE) und dem Sequenltyp (s. S. 82) ab. Der fü r den Komtast ausschlaggebende Gewebeparameter besttmmt dte Grwichtung und damit den Bildcharakter emcr ScqucnL: • Eint' Tl -gewichtete Sequenz1st durch kurze TR und TE charakteristert. Gewebe mit einer kurzen Tl (z. 8. wetße Htrnsubstanz. Fett) erscheinen hell (hyperlntens). Gewebe m11 ctncr langen Tl (z. ß. graue Htmsubstanz, Muskel) erscheinen dunkel (hypolntens) (Abb. A-4.19). • Eine 1'2-gewlchtete Sequenz ist durch längere TR und TE charakterisiert. Gewebe mtl etncr langenT2 (7. ß. Was'!'r) Nsrhcmen hell. Gcwehc mtt cmer kurzen T2 (z. 8. Muskulatur erschemen dunkel. Da Wasserdte längste T2 hat. erschemen Liquor, Ödeme und 7ysten hell • Eine Sequenz mit PO-Gewichtung tst durch eme lange TR und l'tnl' kurze TE charakterisiert Der EmOuss der Tl und T2 ist mmtmal. Gewebe mtt hoher PD (7 B. Wa\<er Btndt1:ewebe) er\chetnen hl'll. Gew.-be mtt gennger PO (z. 8 Knochen. Luft ) erschemen dunkel.
Bildernugung
Nach der Anregung kehren die Protonen in d~11 GrundiU\t.ond turu
Zeitkonstante Tl (Spin-Gitter-Relaxationszeit) und etncr Querrelaxation mit d!'l Konstante T2 (Spln-Spin-Relaxatlonszelt).
Folge rno..,.,ol'!<·r Hf llnpuh.- IW\-.· ßt Rtpetl· tlonszell (TR), doe zv.•-chen Anrt(_Jur>g und Signalaufnahme Echozelt (TE) (in..•
Oie Oberlagerung d~ Magnetfelds durch Grild ..ntenfeldt>r ~rkl. dass ein Hf-Impuls nw ProiOO<·n o·on"' '
82
A 4 Radiologische Verfahren
Magnetresonanztomogramme des Gehirns mit unterschiedlicher Gewichtung a Tl·Gewichtu ng: TR = 400-800 ms TE< 30 ms b T2-Gewlchtung: TR > 2000 ms TE • 70-150 ms c PD-Gewichtung: TR > 2500 ms TE< 30 ms
Tl -Gewichtung: Fett· hell. Wasser • dunkel. T2-Gewlchtung: Wasser • hell. Gewebe • dunkel. Sequenztypen
Sequenztypen
Es gibt mehrere Arten der Pulssl'qiK'nz. D1e meisten erzeugen ein Signalecho. 01e Spinecho·(SE-)Sequenz liefert die besten Gewebekontraste bei relativ langer Untersuchungszeit.
Es gibt mehrere Arten der PulsSI'quenz. Bei den meisten wird durch Umpolung des Magnetfeldes zum Zeitpunkt des Signalempfangs ein Signalecho erzeugt. Als Cnmdsl'quenz kommt besonders in der Neuroradiologie die Spinecho-{SE-)Se· quenz zum Einsatz. Sie liefert die besten Gewebekomraste und ist wenig störanfallig gegenüber Magnetfeldinhomogenitäten: Artefakte sind daher selten. Ihr Nachteil ist eme rel.ltiv lange Untersuchungszeit besonders bei T2-Gewichtung (z. T. 10 Minuten pro Messung). Im Bemllhen um kürzere Messze1ten wurden Sequenzen enrwickelr. bei denen mehrere Echos nach einer Anregung ausgelesen werden (Turbospinecho· oder TSE-Sequenz) . Andere Sl'quenzen lenken die Längsmagnetisierung der Protonen nur um einen geringen Winkel in die xy-Ebene Jus und verkürzen dadurch die Messzeit (Gradlentenecho- oder GE-Sequenz). Beidc Sequenzen ermöglichen Untersuchungen m Atemstillsland.lm Vergleich zur SE-Sequenz 1st 1hr Gewebekontrastjedoch geringer. die Störanfälligkeit gegenüber Magnetfeldinhomogenitäten größer (mehr Artefakte). Eine Sonderform der schnellen Gradientenechosequenz ist das Echo Planar lmaging {EPt·Sequenz). Extrem kurze Schaltzeiten und hohe Gradientenamplituden ermöglichen eme Single-shot-Bi ldgebung unter 100 msJe Bild. Diese Untersuchungstechnik ermöglicht funknoneile Aussagen und wird 1n der Dlffuslonsbildgebung emgesetzt. Durch Einfügung von Sättigungsimpulsen vor der eigentlichen Anregung können die Signale bestimmter Gewebe. z. B. von Fett (STlR-Sequenz) oder Wasser (FLAIR-Se· quenz). unterdrückt werden. so dass die S1gnale der übrigen Gewebe stärker hervortreten. Eine besondere Sl'quenz wird m derMR-Anglografie zur Erzeugung von Gefäßbildern ohne Kontrastmittel eingesetzL ln der als ~time of flight" (TOF) bezeichneten GE-Sequenz werden die Protonen des untersuchten Volumens in so kurzen Zeitabstanden angeregt. dass s1e mcht genügend Zeit zur Relaxation haben. Das stationäre Gewebe des Untersuchungsvolumens sendet folglich nur ein geringes Signal. Dagegen senden d1e Protonen. die mit dem Blut m das Untersuchungsvolumen emströmen und noch keine Voranregung erfahren haben, ein starkes Signal. Daraus ergibt sich em Signalund kontrastarmes Einzelbild mit leuchtenden Gefaßquerschninen. Aus der Summe der Einzelbilder emes Untersuchungsvolumens kann man über eme Maximum-in· tenslty-Projektlon (MIP) e111 ang1ografieJhnliches Geldßb1 ld berechnen.
Die Turbosplnecho- oder TSE·Sequenz und die Gradientenecho-(GE·)SI'quenz verkürzen die Messzeit erheblich. sind aber artefaktanfälliger
Mit EPI-Sequenzen können Diffusionsstörungen als früheste Veränderungen beim Schlaganfall nacngCWiescn we1den. Sättigungsimpulse vor der Anre<Jung unterdrücken die Signale von Fett (STlRSequenz) oder Wasser (FLAIR-Sequenz). Oie .nme-of-fllght"-(TOF-)GE·SequenL \'oird in der MR-Angiografle eingesetzt. Nur die bewegten Protonen des fließenden Blutes erzeugen ein Signal. Aus der Summe der Einzelbilder eines Untersuchungsvolumens lasst sich uber eine MaKimum-lntenslty·Projektion (MIP} ein angiografieähnliches Gefäßbild berechnen.
Artefakte
Artefakte
Signalerzeugung und Bildberechnung sind störanfällig, was sich in Artefakten im MRT·B1Id äußern kann.
Der komplizierte Prozess der Signalerzeugung und Bildberechnung kann durch eine V1eiZ<1hl von Faktoren gesrörr werden, was sich in Form von Artefakten 1m MRTBIId niederschlagen kann. Em Te1l der Artefakte lasst sich durd1 entsprechende Em-
83
A 4.4 Magnetresonanztomografie
stellungder Untersuchungsparameter verhindern. andere Artefakte muss der Untersucher kennen, um Fehlbefunde zu vermeiden. Typische Artefakte sind: • durch Bewegungen des Patienten bedingte Bewegungsartefakte • Fluss- oder Pulsationsaftefakte der großen ßlurgefllße • Einfaltungen bei nicht eindeutigerOrrskodierung • GrenzOächenartefakte an fett- und wasserhaltigen Grenzsrrukrurcn: .. Chcmicalshift-Artefakte" • Artefakte durch lokale Magnetfeldinhomogenitäten: .SuszeptibilitatS
Typische Artefakte sind: Bewegungsartefakte • Pulsationsattefakte • Einfaltungen bei nicht eindeutiger Ortskodierung • _Chemical-shift·Artefakte" • .Suszeptibilitätsartefakte• .
4.4.4 Risike n
4.4.4 Risiken
Als Verfahren ohne ionisierende Strahlung stellen Magnetresonanz-(MR-)Unrersuchungen kei ne Gefahrdung des Patienten dil r. Um Risiken für Patient und Personal w~hrend der MR-UntersuchLulg zu vermeiden. sind folgende Siehemettsaspekte der MRT zu herticksichtigen: • Das starke statische Magnetfeld zieht magnetisierbare Metalle mit großer Kraft an, so dass auch große Eisenmassen (z.. B. Patientenben! ) zum Magneten hin besc:hleuOigt werden, was zu einer Gefahrdung von Patient und Personal führen kann. • Potenziell bewegliche und magnerisierbarc Metallteile im Körper des Patienten (z. B. frische Gefllßclips, Metallsplltter, einige Herzklap(>emypcn) können durch das Magnetfeld disloziert werden. • Das Magnetfeld kann zu einer Funktionsstörung elektrischer Implantate (z. 8. Schrittmacher) führen. • Die HF-Impulse führen zu einer Erhöhung der Körpertemperatur um bis w 3"C. Tab. A-4.5 zeigt die Kontraindikationen für die MR-Untersuchung.
Folgende _Nebenwirkungen- der MRTsind zu bedenken: • Ver1et7ungsgefahr durch unbefestigte magnetisicrb~re Metalle. da sie vom Magneten ange10gom werden • Gefahr der Dislokation potenziell beweglicher. magnetisierbarer Metallteile im Patienten • Funktionsstörung elektrischer Implantate • Erhöhung der Körpertemperatu r.
Kontraindokatloncn s. Tab. A-4.5.
Kontraindikationen für MR-Untersuchungen relative Kontraindikationen Herzschrittmacher
Herzklappen, Clops, Kava·Schirme je nach Material
Cochlea-Implantate
Granatsplitter je nach Lage Frühschwangerschaft
4.4.5 Ste lle nwert im Ve rgleich zu ko nkurrie re nde n Verfahre n Die MRT ist das Verfahren mit dem höchsten Weichteilkontrast und daher am besten geetgnet zur Beurteilungdes Gehlms und des Myelons. Mit EPI-Sequenzen lassen sich Diffustonsstörungen als früheste Veränderungen betm Schlaganfall extrem sensttiv nachweisen. Geringe Einschränkungen gibt es lediglich flir die ganz akute Blutung. die im CT leichter nachzuweisen ist. Tumoren und entzündliche Veränderungen weisen durch ihren erhöhten Flüssigkeitsanteileine hohe Signalintensität 111 der T2-Gewtchtung auf. Auch Muskeln, Sehnen. Bandschetben und Gelenke m1t ihren Band- und Knorpelstrukturen sowie Knochenmark lassen steh mit der MRT am besten beurteilen. Weitere wichtige Untersuchungsindikationen der MRT sind das Becken und zunehmend auch die Oberbauchorgane. Die MRT stößl an ihre Grenzen bet der Darstellung der KnochenkorttkaHs und von Verkalkungen. denn beide geben kein oder nur em sehr schwaches Stgnal. Der apparative Aufwand und die Kontraindikationen schränken den Einsatz der MRT in der Akutd iagnostik ein. Gelegentlich kann eine Untersuchungauch an der Klausrrophobte eines Patienten scheitern.
4.4.5 Stellenwert Im Vergleich
zu konkurrierenden Verfahren Oie MRT ist das Verfahren mit dem höchsten Weichtellkontrast und die beste Methode lUr Beurte11ung des ZNS.
Tumoren und Entzündungen sind in T2·gewichteten Bildern gut zu beurteilen. Sie ist das Verfahren der l. Wahl für Bewegungsapparat (Ausnahme: Knochen) und Knochenmark. Auch Becken und Oberbauchorgane sind gut 1u beurteilen. Knochenkoctokalis und Verkalkungcn dagegen sind in der MRT signalarm. Der apparative Aufwand und die Kontraindikationen schränken den Einsatz der MRT in der Akutdiagnostik etn.
84 4.5
A 4 Rad•ologische Verfahren Sonogr~fle
4.5 Sonografie Die Sonografie ist ein Schnittbildverfahren, das auf der Aussendung von Ultraschallwellen und dem Empfang der im Gewebe reneklierten Schallwellen (Echos) bas1ert. Als Ultraschall bezeichnet man Schallwellen. deren Frequenz über der menschlichen Hörschwelle(> 20 k117) liegt. ln der mcdi7inischen Diagnostik finden i.d.R. Frequenzen von 1-15 MHzAnwendung.
4.5.1 Physikalische Grundlagen
4.5.1 Physikalische Grundlagen
Charakterlsti~
Charakteristika von Schallwellen
von Schallwellen
Schallwellen sind mechanische Schwingungen. Sie sind an Matene gebunden. Energie wird nur in Ausbreitungsnchtung der Welle (longitudinal) transportiert.
Zu den Kenngrößen Wellenlänge, Frequenz und Amplitude s. S. 5. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit hängt von der Dichte und Kompressibilität des Gewebes ab.
Schallwellen sind mechanische Schwingungen. Sie sind an Materie gebunden und breiten ;ich in longitudinaler Richtung Jus. Durch die Bewegung der M.lterieteilchen wechseln sich Kompression und Dekompression im Gewebe ab. Wahrend die Mate· rieteilchen transversal und damit senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle um 1hre Ruhelage schwingen. wird Energ1e nur m Ausbreitungsrichtung der Welle (longitudinal) transportiert. Die Lage der Teilchen bleibt im zeitlichen Mittel kon· stant Wie alle Wellen werden Schallwellen durch die Kenngrößen Wellenlänge (11), Fre· quenz (f) und Amplitude (A) beschrieben (s.S. 5). Die Ausbreitungsgeschwindigkeit (11 x f) der Schallwellen hangt wesentlich von der Dichte und Kompressibilität des Gewebes ab. Sie ist in Luft am niedrigsten (330 m/s) und 1m Knochen am höchsten (3300 m/s). Für Weichgewebe {Wasser. Fett. Muskula· tur. Leber) beträgt die Schallgeschwmdigke1t ca. 1500 m{s.
Schwkhung von Schallwellen ln Materie
Schwächung von Schallwellen in Materie
Die unten aufgeführten Ursachen der Schwächung von Schaltwellen 10 Matene sind d•e Grundlagt> der B1ldgebung (Abb. A-4.20).
Beim Durchtritt durch biologisches Gewebe werden Schallwellen geschwächt. Die Ursachen der Schwächung- Absorption. RcOexion und Brechung. Streuung und Diver genz (Abb. A-4.20)- s111d die Grundlage der Bildgcbung (s. S. 86). Ursachen der Sc:hallabschwächung
I \ Streuung Absorption Durch Reibung wird die kinetische Energie von Schallwellen in Wärme umgewandelt (Absorption) und ihre Amplitude längs der Ausbreitungsrichtung nimmt ab. Das Aus· maß der Absorption hängt von der DIChte der Materie und der Frequenz ab.
Absorptoon
D
Absorption Da Schallwellen Atome zum Schwingen bringen, entsteht Re1bung. Dadurch wird ki· neti~he Energ1e der Schallwellen 10 Wärme umgewandelt (Absorption) und d1e Amphrude der SchaUwell en langs 1hrer Ausbreitungsrichtung nimmt ab. Die Schwachung bzw. Dämpfung der Schallwellen erfolgt exponentiell. Ihr Ausmaß hängt von der Kompre~s1b1 htat und D1chte des Matenals und von der Frequenz ab. D1e Dämpfung durch Absorption ist in Wasser geringer als in Weichgewebe. am höchsten in Knochen. Eine hohe Frequenz wird stark gedampft und hat deshalb nur eine geringe Eindnnguefe. Daher gilt: ·· je mcdnger d1e Frequenz. desto größer d1e Eindnngt1efe. je tiefer also die zu beurteilenden Organstrukturen liegen. desto niedriger muss die Frequenz des zu wählendc11 Schallkopfes sein.
85
A 4.5 Sonografie
Ein typischer Schallkopfftir die Sonografie obernächlicher Strukturen (Kutis, Lymphknoten, Mamma) hat eine Frequenz von 7.5 MHZ. ein Schallkopfftir Muskulatur und Gefäßdiagnostik 5 MHz. für die Abdomensonografie 3,5 MHz. je höher die Frequenz. desto höher die OrtsauOösung. Daher muss man bei jeder Ultraschalluntersuchung einen Kompromiss zwischen erforderlicher Eindringtiefe und gutem Aunösungsvermögen finden. Reflexion un d Brechung
Reflexion und Brechung
Trifft eine Schallwelle auf eine Grenznächezwischen Geweben m1t unterschiedlichen akustischen Eigenschaften. w ird sie teilweise als Echo Lurlickgeworfen (Reflexion) und/oder ändert ihre Ausbreitungsrichtung (Brechung). Das Ausmaß von Renexion und Brechung hängt davon ab, wie stark sich die Schalllcitungsf.ihigkeit (akustische Impedanz) der be1den Gewebe unterscheidet. Besondersgroße Impedanzunterschiede finden sich zwischen Lurt oder Knochen und den meisten anderen Geweben. Daher findet an Grenzflächen zwischen Luft. Knochen oder kalkdichten Konkrementen (z. B. Gallenstein) und anderen Geweben eine nahezu I 00 %ige Renex1on stalt. Die Ultraschallwel le kann diese G1·enzfläche niCh t durchdringen. Aus der Region jenseits der Grenzfläche gelangen daher keine Echos zum Schallkopf: Dorsal der Grenzfläche resultiert eine Schallauslöschuns (dorsaler Schallschatten. Abb. A-4.21 ). Die dorsale Schallauslöschung bei Meteorismus behindert die Beurteilung der Oberbauchorgane, besonders des Pankreas. Besondere praktische Bedeutung hat der Impedanzunterschied zwischen Luft und Gewebe beim Aufsetzen des Ultraschallkopfes auf die Haut. Damit es n~cht schon an d1eser Grenzfläche zur vollständigen Renexion kommt, ist eine Ankopplung durch ein Ultraschall-Kontaktgel notwendig.
Rückstrahlung (Reflexion) und/oder eone Änderung der Ausbreitungsrichtung (Brechung) treten zwischen Geweben unterschiedlicher akustischer Impedanz auf.
r---
An Grenzflächen zwischen Luft. Knochen oder kalkdichten Konkrementen und anderen Geweben ist die Reflexioo nahezu 100% ig. Dorsal dieser Grenzflächen resultiert eine S
An der Grenlfläche Luft-Haut wird die starke Reflexion durch ein Ultraschaii·Kontaktgel verhindert.
- Gallenstein
- - - dorsaler Schallschatten
Streuung und Divergenz
Streuung und Dlvergen1
Treffen Schallwellen aufSrruktunen. die kleiner als ihre Wellenlänge sind. werden sie in alle Raumrichtungen abgelenkt (Streuung). Durch d1e ungerichteten Echos zeigt das Sonogramm emen hellen Schle1er. Der Kontrast und damit d1e Detallerkennbarkeit nehmen ab. Dieser Effekt tritt am häufigsten bei der Leberverfettung ein. Die sehr feinen femropfchen führen zu einer diffus erhöhten EchodiChte der Leber. wodurch Herdbefunde sich schlechter abgrenzen lassen. Ein weiterer Grund für die Schwächung der Schallwellen 1st das mit der Entfernung von der Schallquelle zunehmende Ausemanderlaufen des Strahlenbundeis (Divergenz). Ausschlaggebend hierfür sind nicht die Gewebeeigenschaften, sondern der AufbJu des Schallkopfes und die Emdringliefe des Schalls.
Treffen Schallwellen auf Strukturen. die kletner als ihre Wellenlänge sind, werden sie in alle Raumti
Mtt wachsender Entfernung von der Schall· quelle geht das Strahlenbündel auseinander (Divergenz).
86
A 4 Radiologische Verfahren
Auflösungsvermögen
Auflösungsvermögen
Das Auflösungsvermögen ist für die Aussagekraft der Sonografie voo größter Bedeutung. ls gibt 2 Formen:
Das Auflösungsvermögen ist für die Aussagekraft der Sonografie von größter Bedeutung. Es beschreibt ihre Fähigkeit. zwei getrennte Gewebestrukturen auch getrennt darzustellen. Man unterseheoder 2 Formen des Auflösungsvermögens: • Unter dem axialen Auflösungsvenmögen versteht man den kleinsten Abstand zweier noch getrennt abgebildeter Grenzflächen in SchallausbrCitungsnchrung. Es hängt nur von der Wellenlänge ab und beträgt z. B. 0.2- 0,3 mm bei 7,5 MHz. • Das laterale Auflösungsvermögen ist der kleinste Abstand zweoer noch getrennt abgebildeter Strukturen. die senkrecht zur Schallausbreotungsnchtung hegen. Es ist stets schlechter als das axiale Auflösungsvermögen. Es hängt von der Wellenlange und der Schallfeldbreite. also der Geometrie des Schallkopfes ab und nimmt mit zunehmender Eindringtiefe ab.
• Das axiale Auflösungsvermögen hängt nur von der Weilenlange ab. • Das laterale Auflösungsvermögen hangt von der Weilenliinge und der Schallleidbreite ab und nimmt mit zunehmender Eindringtiefe ab.
4.5.2
Bilderzeugung
Grundlage für die Aussendung und den Empfang von Ultraschallweilenost der piezoelektrisdle Effekt. Der piezoelektri· sehe Kristall sendet einen kurzen Schall· Impuls. Zwecks Ortskodierung muss er erst alle Echos empfangen, bevor er den nächsten Puls sendet (Puls-Echo-Prinzip).
Das Sonagramm beruht auf der Schwächung der Ultraschallwellen im Körper (Abb. A-4.22): 1. unterschiedloche Absorption durch unterschiedliche Gewebe. 2. vor allem Reflexion : Aus den unterschiedlichen Laufzeiten der Schallwellen lässt sich die Lage, aus dem Ausmaß der Reflexion die Art der Grenzfläche bestimmen.
4.5.2 Bilderzeugung Grundlage für die Aussendung und den Empfang von Ultraschallwellen ist der piezo· elektrische Effekt: Legt man an Kristalle mit polaren Achsen (Piezokristalle) eine Wechselspannung an. verformen sie sich periodisch. Dabei entstehen mechanische Schwongungen. Dieser Effekt ist umkehrbar: Schallwellen verformen Piezokristalle, was zu einer messbaren Spannung führt. Daher dient ein Piezokristall sowohl als Sender als auch als Empflinger: Er sendet einen ku rzen Schallimpuls von ca. 0.3-0.6 llS Dauer. Anschließend dient er als Empfanger fllr die Echos. Um eine eineieurige Ortskodierung vornehmen zu können (s. u.). müssen alle Echosam Schallkopf angekommen sein. bevor der nächste Schallimpuls erfolgen kann (Puls-Echo-Prinzip). Bildgebendes Prinzip ist die Schwächung der Ultraschallwellen im Körper (Abb. A-4.2.2 ): 1. Schallwellen werden von Geweben verschiedrmer Dichte umerschiedlich stark absorbiert Die Differenz der Ampli tuden von ausgesandter Schallwelle und Echo g1bt Aufschluss liber das durchstrahlte Gewebe. 2. Die Reflexion ist für die Bilderzeugung ausschlaggebend: Oie Laufzeit der Schallwellen. d. h. die Zeit von der Aussendung bis lUm Empfang. ist. JC nachdem. an welcher Grenzflache sie renektoert wurden. unterschiedlich. Geht man von einer konstanten Ausbreitungsgeschwindigkeit im Gewebe aus. gibt die l..lufzeit Aufschluss über doe l..lge der Grenzfläche im Körper. Das Ausmaß der Reflexion an einer Grenzfläche lässt Rückschlilsse aur die beteiligten Gewebe zu. funktionsweise der Sonografie Schallkopf
/-
Dämpfungskörper p1ezoelektnsche Kristalle Schallfcn•tco Kontaktgelschicht
Patient
Knochen,
Leber.
Lufthohlraum Milz. Niere
Z)"te. Gefdl!
Piezokrhtallen erzeugte Ultraschall..ellen werden im Körper absorbiert. gebrocht>n oder reflektiert. Knochen und Luft stellen sich hell dar und bilden einen Schallschanen Im dahinter hegenden Ce-.vebe. Zystische Strukturen dage· generscheinen dunkel und führen zu einer dorsalen Von
Scnallve~tärkung.
87
A 4.5 Sonografie
4.5.3 Gerätetechnik
4.5.3
Ein Ultraschallgerät besteht aus dem Schall kopf. drr P1ezokristalle enthält. und einer Steuereinheit, von der aus die Pu!zokmt~lle angesteuert werden und die Echos in elektrische Impulse umgewandelt, VC!r.tJrkt und auf e1nem Moßllor dargestellt ~-er den. 01e Ansteuerung der l'lezoknstalle und d1e Au~werrung der Fchos erfolgt so. dass ca. 20 Bilder pro Sekunde aufdem Momtor aufgebaut werden (Real·time-Sonografle). Nadl der Anordnung der Piezoknstalle im Schallkopf unterscheidet man mehrere Schallkopfarten: Uncar-. Sektor- und Konvexscanner.
Ein Ultraschallgerät besteht aus dem Schallkopf mit Piezokrist<JIIen und !'in!'f S~nhett Diese SOfgt dafür. dau dit' rchos otls ~gtes Btld d.lrgestellt werden (Real·tlme·Sonogr•fle).
Unearscanner
I.Jnearscanner
Im Lmearscanner sind mehrere P1ezokristalle nebenemander angeordnet. Sie werden einzeln oder in Gruppen n.1cheinandcr angesteuert. Das Schallfeld des Unearscanners ist redueck1g (Abb. A-4.23a). wodurch auch in der Tiefe cme annahernd gle1ch blel~nde B1ldquahtat Te\Uit1crr. Auch das B1ld ISt re
Linearscanner erzeugen etn rechteckiges Schall· und Bildfeld (Abb. A-4.23a) m1t gleich bleibender Nah· und Tiefen bild· qual,t.lt.
Sektorscanner
Sektorscanner
Beim Sektorscanner bewegt ein ~lektromotor d1e P1ezokmtallc schnttwcisc um 1hre Achse. Dabei werden die Schallwellen \0 ausgesandt, dass ein fächerformiges Schallfeld entsteht. Es resultiert ein schmaler Nahfeld bildausschnitt und em breiter Bildausschnitt aus der Gewebetiefe (Abb. A·4.23b). Sektorscanner sind auf Grund llm~s klemcn Sdtallkopfes sehr handlich Auch schmale Schallfenster (lnterko
SektorscannN <'rt<'ugt•n ~'nl'n kcllförm1gen Bildausschnitt (Abb. A-4.23b).
Ge.-atetechnlk
Nach der Anordnung der Piezokrista~ un· terscheidet man folgende Schallkopfarten:
Sie s1nd besonders für UntN\uchung<•n durch schmale Schallft'n\tN g<'<'i91l<'t Nachteilig ist die in der Tiefe geringe Schallwellendichte
Schallki!pfe a I.Jnearsunner.
II
b Sekt~anner.
c Konvt'xscanner.
-
:::::::::::-
tt •• T •
b
(
Konvexscanner
Konvexscanner
Hier smd d1e P1ezoknstalle bogcnform1g .mgeordnet. Dadurch verbmdetdiese Schallkopfkonstrukllon das gute Auflösunj~svermögcn des Linearscanners mit dem weuen Gesichtsfeld des Sektorscanners (Abb. A·4.23c). 01cse Scha llkopfform findet besonders in der Abdomensonografie Anwendung.
H1er s1nd d1e Eigenschaften des I h1t'al· und d.... Selctorscanncrs kombiniert (Abb. A-4.23c).
4.5.4 Ultraschallverfahren
4.5.4 Ultraschallverfahn~n
A-Mode·Verfahren
A·M~Verfahren
D1e emfachste Reahs1erung des Puls-Echo-PrinZips m der Ultraschalldiagnostik tsr das A-Mode-Verfahren. Nach emem kurzen Schallimpuls werden dJe Amplituden der Echos auf emer :Üit~ch\4.' aufgctra~ten (A·Mode • Amplitudenbild) Aufgrund der konstanten Schallge-chwmdl&kl'll 1m Gl'webe emspncht die Zeltachse der Entfernung vom Schallsender. 111 der d1e Echos ent~tanden smd (Abb. A-4.24).
Hierbeiwerden die Amfll•ruden der l:chos auf e-iner Zettachse aufgetrage-n (A·Mode • Amplltudenblld). Oie- Zl'•tachse entspocht der [ntkmung vom Sch.lftsendl'r (Abb. A-4.24)
•
A 4 R.ldiologtschl' Verfahren
Nonnales Echoenzephalogramm SVI
SV2
E
M
M
~
TH
I·
•
~
1-
b
l
-I
-l
Das Verfahren wird zur Echoenzephalagrafie und Sinusitisdiagnostik eing~sel:lt.
DasA-Mode-Verfahren wird nur noch gelegentlich eingesetzt, und zwar zur Echocn7«'ph.11ografte, dte cmr Mittelltmenverlagerung durch Raumforderungen im Gehirn nJ
8-Mode-Verfahren
8-Mode-Verfahren
Den Amplituden der Echos werden Grauwerte zugeordnet. Viele nebeneinander lit>9!'ndr Grauwertlinien ergeben !'in H!'lltg kettsschnlttbild (8-Mode • brlghtness mode).
Das 8-Mode-Verfahren stellt eine Fortentwicklung des A-Modes dar. j e nach ihrer Amplttude 1m Verlauf der Laufstrecke werden den Echos Grauwerte zugeordnet. je höherdte Amplitude. desto starker n~hcrt sich derGrauwert Wetß an. Viele nebeneinander hegende Grauwenlinien ergeben dann em Helligkeirsschnmbild (B-Mode • brightness mode). Das 8-Mode-Verfahren ist das in der medizinischen Diagnostik am häufigsten eingesetzte Verfahren.
Der B-Mode wird am häufigsten eingesetzt.
M-Mode.Verfahren
M·Mode·Verfahren
Oie Echos eines Ortes werden auf einer Zeitachse aufgetragen. So lassen sich dyna· mische Prozesse (M-Mode : motton mode) darstellen.
Auch betm 1\1-Mode werden dte Amplituden der Echos in Grauwerte umgewandelt. Man beschallt einen konstanten Ort. Die Echos werden auf einer Zeitachse aufgetragen. Dadurch konnen dynamische Prozesse (M·Mode • motion mode). z. B. die Herzklapp('llbewegung. dargestellt werden. Der M-Mode wtrd haupts~chltch m der Katdtologte eingesetzt (s.S. 229).
Hauptemsallgebtettst dte Kardiologte (s. S. 229). Dopplerverfahren
Dopplerverfahren
Sie registrieren frE'quenlVerS
Dies stnd sp<'MIIe Ultraschallverfahren zur Gefdßd tagnosuk Sn? regtstrieren Frequenzvc.>rschtebungen. die an bewegten Rencktorcn (Biurkorperchcn) auftreten. D1ese Frequenzverschiebungen können farblieh entsprechend der Blutnussrichtung dargestellt werden. Die farbkodierte DupleJtSonografie (FKDS) ist eine Kombination aus Dopplerverfahren und ß-Mode. Eme ausführlichere Darstellung findet ~ICh aufS. 385.
4 .5.5 Befundbausteine
4.5.5 Befundbausteine
Eine Gren1fläche mit großem Impedanzunterschied bewirkt einen echostarken (heDen) Reflex. viele Grenzflächen bewirken Echorelchtum.
An emer Gtenznäche mit großem Impedanzunterschied entsteht ein echostarker Renex. d. h. em heller runkt bzw.I.Jme. Eine Vielzahl von Grenznachen mnerhalb emer Struk!Ur erhöht dte Ant.lhl der Echos. Da> Gewebe erscheint insgesamt hell (echo-
89
A 4.6 Kontrastmittel
7ysle
dorsale Schaltverstärkung
reich). Oie gesunde Leber weist die gleiche Echodichte wte das Nierenparenchym auf. Bei cmcr Lebcrvcrfeuung ist das Lebergewebe deutlich echoreicher {heller). Ultrasch,lllwellcn werden an der ObertUche von Knochen und Kalk vollst~ndig renektiert. Hinter der Grenznäche resultieren keine Echos. Konkremente der Gallenwege oder Niere weisen daher eine dorsale Schallauslöschung auf (s. Abb. A-4.21 ). Oie Schallabsorption in Flüssigkeiten ist geringer als tm Weichgewebe. Der Inhalt von Zysten 1st d.1her echofrel. Da in derZystenflüssigkeit. anders als tm benachbarten Cewebe. der Schall mcht absorbiert wurde, resultiert hinter einer Zyste eine (relative) dorsale Schallverstärkung {Abb. A-4.25).
4.5.6 Stellenwert gegenüber konkurrierenden Verfahren Die Sonograne 1st ein ubiquitär verfügbares. kostengünstiges und sehr auss.lgckrafhges Untersuchungsverfahren. Die Treffsicherheit hängt ,1ber sehr von der Erfahrung des Untersuchers ab. Da schädigende Einflüsse auf den menschlichen Organismus nicht nachgewiesen sind. wird die Sonografie großzOgtg bet Vorsorgeuntersuchungen und als prnnäres Bildgebungsverfahren des Weichgewebes eingesetzt. Bei schlechten Schallbedingungen (ausgeprägte AdipoSitas. Meteonsmus) stößt die Sonografie an ihre Grenzen.
Konkremente zeigen eine dorsale Schallauslöschung (s. Abb. A-4.21 ). Der Inhalt einer Zyste ist echofrei und weist eine (relative) dorsale Schallverstärkung aul {Abb. A-4.25}. 4.5.6 Stellenwert gegenüber konkurrierl'ndt'n Verfahren Oie Sonografie Ist ein kostengünstlges. sehr aussagekräftiges Unterwchungsverfahren. Si~
ist das Verfahren der Wahl für Vorsorgeuntersuchungen und tur Darstellung von W~ichgew~bc.
Einschränkung~n bestehen bei Adipositas und Meteorismus.
Schlanke Pattenten sind tdeal fllr die Ultrasch,llluntersuchung geetgnet. Die Untersuchung bei Adipösen erfolgt besser mtt der CT. da Fett emen guten Kontrast zu den Organen aufweist. DarOber hinaus lassen sich Flüssigkeiten (frisches Blut vs. Aszites) sonografisch nicht unterscheiden. Eine eingeschmolzene Meta~tase kann die sonografischen Kritenen emer Zyste erfüllen. So sind zur Abklarung von Befunden oft auch andere Schmttbtldverfahren (CT. MRT) notwendig. Die Sonografie erreicht beim Metastasen-Staging der Leber nicht die Sensitivitat der Konrrastminel-CTund vor allem nichtder MRTmitleberspezifischen Kontr.lstmitteln.
Da sich Flüssigkeiten sonografisch nicht unter.chelden lassen. müssen hier CT oder MRT eingesellt werden.
4.6 Kontrastmittel
4.6 Kontrastmittel
Kontrastmittel verstärken. indem sie sich im darzustellenden Organ anreichern. die Dichteunterschiede zwischen dem Organ und dem umgebenden Gewebe. und steigern so den Kontrast. Häufig werden pathologische Prozesse erst nach der Gabe von Kontrastmittel stchtbar oder dte Kontrastmittelkmetik erlaubt Ruckschlüsse auf die Art einer Läsion. Kontrastmittel sind als in den Körpereingebrachte Fremdkörper anzusehen und müssenvollständig eliminiert werden. Da sie Nebenwtrkungen hervorrufen können. muss der Arzt dtc lncltkauon zur Kontrastmittelgabe in Jedem Einzelfall prufen und den Pa· ti!'nten über die Rtsiken autl
Kontrastmittel verstärlcen Dichteunterschiede zwischen Geweben.
Beim Metastasen·Staging der Leber sind CT und MRT Verfahren der Wahl.
Da Kontrastmittel Nebenwirkungen hervorrufen können. besteht Aulldärungspllicht.
90
A 4 Radiologische Verfahren
4.6.1 Rontgenkontrastmittel
4.6.1 Röntgenkontrastmittel
Man untersche;det röntgenpositive und -negative Kontrastmittel.
Röntgenkontrastmittel absorbieren Röntgenstrahlen stärker (röntgenpositive Kontrastmittel) oder wemger (röntgennegative Kontrastmittel) als das umliegende Ge· webe. Positive und negative Kontrastmittel können miteinander kombiniert werden (s.S. g t}.
Röntgenpositive Kontrastmittel
Rönt genpositive Kontrastmittel
Röntgenpositiv sind Bariumsulfat und Jodverbindungen.
Dies sind Verbindungen mit hoher Ordnungsl
Bariumsulfat
Bariumsulfat
Das unlösliche Bariumsulfat wird meist im Magen-Darm-Trakt eingesetzt und mit röntgennegativem Kontrastmoltel (lult) kombiniert (Doppelkontrasttechnik).
Bariumsulfathaltige Suspensionen werden vorwiegend in der Magen-Darm-Diagnostik eingesetzt. Sie fUhren auf der Schleimhaut zu einem anhaltenden Kontrastmittelbeschlag und lassen sich m1t röntgennegativem Kontrastmittel (Luft) kombinieren (Doppelkontrasttechnik, s.S. 91 ). Bariumsulfat ist unlöslich. Daher gilt: Die Gabe von Bariumsulfat ist kontraindiziert bei Verdacht auf Perforation oder Aspiration, da durch eine Fremdkörperreaktion des Peritoneums bzw. der Alveolarw~nde d1e Gefahr der Peritoni tis bzw. Pneumonie besteht.
ln does~>m rall werden wasserlösliche jodhaltige Konrr<~stmittel eingesetzt.
ln d1esem fall werden wasserlösliche jodhaluge Komrastmittel eingesetzt. z. B. Perltrast Dann sind allerdings nur grobe Angaben zu Funktionsstörungen, eventuellen Stenosen oder einer Perforation möglich.
Jodverbindungen Sie sind fett- oder wasserlöslich (Abb. A-4.26). Mit fettlöslichen Verbindungen erfolgt die lymphogr
Jodverbindungen jodhaltige Kontrastmittel sind fett- oder wasserlöslich (Abb. A-4.26~ Oie fettlöslichen Verbindungen werden vor allem zur - heute selten durchgerührten - Lymphegrafie emgesetzt (s. S. 422). Die wasserlöslichen Verbindungen werden von allen Röntgenkonrrastmitteln am häufigsten eongese171, 1. B. wr Angiografie. Chole1yst· und Cholangoografie. Urografie und M}'elografie. Sie sind Salze der Trijodbenzoes.'lure. Ihre Jodkonzentration bestimmt das Ausmaß der Strahlenabsorption. Die Viskosität beeinnusst den Injektionsdruck bei mrravasaler Gabe. Ionische Verbindungen haben eine höhere Osmolalitat als Blut, sind also hyperosmolar. Bei intravasaler Anwendung entziehen sie dem Extravasalraum Wasser. können das Endothel schädigen und so Schmerzen hervorrufen. Nichtionische Verbindungen sind weniger hyperosmolar als ionische Verbindungen und daher besser verträgl ich.
Röntgenkontrastmittel
COrDoppelkontraSI oder ·AngiOgrafle
lyrnphograf•e z. B. lipoodol
Magen-Darm-Trakt z. 8. Peritrast
intrdvasal
z. 8. Ultravist
Bronchografoe z. B. Hytrast
intrathekal z. 8. ISOYist
Magen-Darm-Trakt z. 8. Mikropaque
I
A 4.6 Kontrasbnirtel Modeme Jodhalllge Kontra~tmittel zur mrravasalen Apphk~tlon lx~uzen eine niedrige Viskosität und smd mchtionisch. also niederosmolar. Sie ~rden ubcrwiegeod über die Nieren. zum klemeren Teil über den Darm. das hepatobl11are System und d1e SpeKheldrü<en ehmm1ert. Be1 der mtr~va<.~lrn Appllk.JliOn der modernen jodhalugen Kontr.istmlt!t'l smd Nebenwirkungen möghch. Obwohl sie nach 1. v.· Gabe der Kontr.istmJt!el nur selten bis sehr selten auftreten, muss du~ lndikauon zur Kontra.stmmelgabe IR Jedem Einzelfall knnsch iiberpruft, eme gcnaue Anamnese bezüglich möglicher RISikofaktoren erhoben und die Kontra~tminclmenge aufdas diagnostisch notwend1ge Maß redu1iert werden. Folgende Nebenwirkungen konnen auftreten. • BeeinOussung der SchllddrOsenfunktlon: Das an den Bcnzolnng gebundene Jod liegt zu einem germgenTeil als ffeies atomares Jod vor und wird von der Schilddruse aufgenommen Daher isr eine FunktionsdiagnoStik oder RadioJodtherapie der Sch1lddrihe nach Gabe emes Jodhaitigen Kontrastmittels fUr Wochen b1s Mon.1te nicht möglich. Be1 Palienten m11 (latenter) llypcnhyrcosc oder autonomem Ade· nom kann e; zur Thyreotoxikose kommen. • BeeinOussung der Nierenfunktion: Die nierengangigcn Kontrastmittel wirken insbesondere an der vorgeschädigten Niere tubulotoxlsch Bc1 alten Patienten. Diabetikern und Patu~nttn m1t erhöhtem Kreatinm~n «llltc d1c KontrastmmeldosJs halb1ert und LU>Jtzhch die D1urese durch Volumtn7ufuhr angeregt werden. Auch du.' zusatlhchc Ga~ von Acerylcystem (ACC) 1. v. ~ht'mt l'lnen nephroprorekuven Effekt zu haben. • Auslösung von Überempfindlichkeitsreaktionen: Übelkeit , Erbrechen. Erythem. Urtikaria. Rronch~pasmus. l..lryngospasmus. Krämpfe und .maphylaktischen Schock können olUitrt'len. Daher ISt d1e Allamnc>e betUglich früherer Kontrastmittelgaben oder alltrp,1~cher Prad1sposition besondcr.. Wllhl1g.DJe Hauflgkeit letaler Komplikationen nach mtravenöser Kontrastmittelgabe liegt fur 1omsche KM bei I : 100000 und fur mehrionische KM bei 1 : 1 M10 Anwendungen. 90~ der schweren KontrastmJttelzwl~henflllle rreren in dt'n t'mt'n 15 Mmuten auf. • M;aßnahmen bei UberempOndlkhkeltsreaktlon: Bel leichter Symptomatik (Ubelkel!. Erbrcchen,juckrcll, Erythem) fur ausreJcheod Fnschluft sorgen. den Palienten beruh~gen und dafursorgen. dass er we1ter arztlieh beobadltet wird. Eine zusatzliehe 1. v. Gabe von Annhistamimka sowie ggf. Kortiko~ttroJden (Soludccortm) 1st ratsam. Bt1 ausgeprägter Symptomatik l..lryngospa~mus. Kreislaulkol .1p~) mü~~en du~ notwend igen JntcnsJvmcdizimschen Schritte (Bcarmung, Schocktherapie) eingeleitet werden.
91 Modeme jodhaltlge Konrr~stmittcl zur intravas,alen ApplikatiOn Slod nichtionisch uod werden vor allem renal eliminiert Bl'l der ontr.wa\illen ApplikabOn der moder-
nen )Odllait19en KontrasiiTIIttel sind folgend<' Nebenwirkungen m6gloch:
• Beeinflussung der Schilddrüsenfunktlon: Gefahr der Thyreotoxikose bei Patienten mit (lat~ntcr) Hyperthyreose oder autono
• Beeinflussung der Nierenfunktion: Tubuloloxlzi\il o~ere an der vorg. w:h.ld;qten Noul'
• Auslösung von Überempfindlichkeitsreaktionen wie Übelkeot. Erythem, Broncho· und Laryngospasmus. Krämpfe, anaphylaktlscher Schock.
• Moaßnahmen: leichte Symptomatik: fri~hluft. Pat•..,..tt'n beruhigen. Antihisramini!GJ und Kort•~teroide i. v. l1Usgc!Pf"ol9l e Symptomatik: ~atmung uod S.:hockthcrap•e e•nleoten.
Röntgennegative Kontrastmittel
Röntgennegative Kontrastmittel
RönrgennegJtJve Kontrmmitrel sind CO, und Luft Src werden lU!>.lmmen mit Ban um zur Darstellung derS<:hle1mhaur dts Magen-Darm-Traktes m Dopptlkontrasttechnik eingesetzt (s. S. 436 • Auf diese Weist lassen sich entzundllchc oder tumoröse Veränderungl'n gut da!') teilen. CO, wird außerdem m der Angiografic emge~tzt (s. s. 390).
Ooes ·. >d C02 und Luft Soe werden mot Barrum ZU! Ooppelkontroastuntersuchung des Magen·Oarm·Traktes eingesetzt, CO, außerdem on der Angiografie.
4.6.2 MR-Kontrastmittel
4.6.2 MR·Kontra,lmtttel
MR-Konrrasrmme! verstJrken Gewebekonrraste. mdem s1e d1e Rclaxauonsze1ten der berroffenen Gewebe beemnussen.Am häufigsten wud d1e pararn.1gnerische Substanz Gadolinium e111ge<etzt. Das hochtoxische Gdl· -Ion 1st an emen Chelatbildner (z. B. DTPA) gebundt'n r~ dringt daher mehr in Zellen em und kann d1e Intakte BlutHlrn·Schrankt' nicht passicrcll. Pathologische Proze,~e des Ztnrralncrvensystems mirgestörter Blut-Hirn-Schranke werden aber mit sehr hoher SensiuvJt.lt nachgewiesen. Don reicher! sich Gadolinium an, verkürzt die Tl und fuhrt o;o zu einer Signalzunahmt des l'ro7es
Eine Möghchke•t zur Verstarkung von Gewebskontrasten ist der EinSGtz von MRKontrastm•tteln. Die metstverwendere Stob~t•"' ht do1s pJramagnebsche Gadolinium rm Komplex 1. 8. m•t DTPA. Sie reichert sich in pathologl>ehen Proressen des ZNS mot gestörtN Blut-Hio n-Schranke an und verkürzt die Tl.
92
A 4 Radiologische Verfahren
~ganspezlflsche
OrganspeziOsche Kontrastmittel haben die Sensnivität und Spelilit:il vor allem der leberdiagnosnk beträchtlich steigern können: • SPIO: Dies sind superparamagnetische EisenpartikeL die vom RES der Leber phagozytiert werden und sich demzufolge nur im gesunden. mit RES ausgestatteten lebergewebe anreochern. Durch die Verkürzung der T2 wird doe gesunde Leber 111 der T2·Gewichtung dunkel (negatives Kontrasumttel). die Läsionen bleiben hell. • Mangan-DPOP wird von den Hepatozyten aufgenommen und führt zu einem lang anhaltenden Signalanstieg des Leberparenchyms. ln Tumorzellen gelangt die Substanz nicht. • Gd-EOB·DTPA (Resovist) ist Gadohn illln·Chelat, welches von Hepatolyten aufgenommen und zu ca. 50% biliär ausgesch ieden wird. Es vereinigt doe Eigenschaften extrazellulärer Kontrastmittel (z. B. Organperfusion von Leber und Niere) mit einer hohen Leberspezilität (reichert sich in einer Spätaufnahme nicht in leberfremden Gewebe an ~
Kontrastmittel werden in der Leberdiagnostik eingesetzt: • SPIO: Diese paramagnetischen Eisen· partikelreichem sich im RES der Leber an. • Mangan-DPDP und Cd·EOB·DTPA (Resovist) wNden von Hepatotyten aufgenommen.
MR-Kontrastmottel besotzen zwareone deutlich bessere Verträglichkeit als Röntgenkontrastmittel (kaum Allergien. weniger nephrotoxisch), bei niereninsuffizienten Patienten können sie aber bei wiederholter Gabe eine schwere Bindegewebserkrankung auslösen.
4.6.3
Ultraschallkontrastmittel
Grundlage sind Mikrobläschen. Sie steigern die Rückstreuung der Ultraschallwellen. Ultraschallkontrasrmottel verbleiben intravaS<JI.
4. 7
Interventioneile Radiologie
• Defmition.
Monimalinvasive Eingnffe zeichnen sich durch einen kleinen Zugang zum Behandlungs· gebiet. entbehrliche Narkose und damit einem geringeren Risikoprofil aus.
Zur bildgebenden Steuerung und Kontrolle sind Röntgenverfahren (Durchleuchtung. DSA). CTsowie Ultraschall und MRT geeignet.
4.7.1
Vaskuläre Eingriffe
Gefäßeröffnende Eingriffe: • lysebehandlung (medikamentöse und/oder onechnische Auflösung 110n Thromben)
4.6.3 Ultraschallkontrastmittel Grundlage der Ultraschallkontrastmittel sind Mikrobläschen definierter Größe. Die Gasbläschen erhilhen die Ruckstreuung der Ultraschallwellen und verstä rken so das Signal. Pharmakokinensch unterscheiden sich Ultraschallkontrastmittel von den Röntgenkontrastmitteln dahingehend, dass sie nicht in das Interstitium übertreten. sondern intravasal vernieoben und hier zu einer Verstärkung des Signals von Oießendem Blut führrn. Ultra~challkontra~tmittcl werden zur besseren Demarkierung von Läsionen on parenchymatösen Organen. vor allem der Leber, eingesetzt.
4. 7 Interventionelle Radiologie Unter intervennoneller Radiologie versteht man mlnlmallnvaslve diagnostische oder therapeutische Verfahren unter Steuerung und Kontrolle bild· gebender Verfahren. Dabeo wird unter sterilen Bedongungen über eonen kleinen perkutanen Eonstoch eon Zugang zum Gefäß. oder Organsystem hergestellt und mot Drähten. Kathetern und minoaturisierten Instrumenten doe eigentliche Behandlung durchgeführt. Es ist meist keine Narkose erforderlich. Gelegentlich wird die Gabe \/On Medikamenten zur Analgosedoerung erforderlich. Deshalb und wegen de~ grundsatzliehen Rosokopotenzoals Ist eone andauernde Überwachung der Votalparameter während einer Inter· ventoon erforderlich. Zur bildgebenden Steuerung und Kontrolle sind Röntgenverfahren ( Durchleuchtung. DSA). Computertomografie sowie Ultraschall und Kernspintomografie (MRT) geeognet. je nach Bildgebung~verfahren sind unterschied liche Materialeigenschaften der Instrumente erforderlich (z. B. nochtfcrromagneuschc Instrumente beo Interventionen im MRT ,. Oie Eingriffe können in vaskuläre und nichtvaskulare Prozeduren unterteilt werden.
4.7.1 Vaskuläre Eingriffe Beo den vaskularen Eingriffen gibt es gefäßeröffnende und gefäßverschli eßende Behandlungsmöglichkeoten (s. a. S. 423 ff). Gefäßeröffnende Eingriffe: lnroesondere in der Behandlung der pAVK nimmt die interventionelle Radiologie eonen bedeutenden Stellenwert t'm. So wt>rdt'n z. B. on akute Gefiißverschlusse spezoelle lysekatheter emgelegt und die Thromben medok.t·
93
A 4.7 Interventionelle Radiologie
a Nachweis eines malignen Lebertumor'i (hepato7elluläres Kar1inom) im CT. b DSA der A. hepatica. c Superselektive Darstellung der Tumorgefäße mit einem Mikrokatheter vor Chemoembolisation. mentos (z. B. mit r-TPA) aufgd öst oder mit miniatunsieren Instrumenten zerkleinert und abgesaugt. Zugrundeliegende Verengungen können mit Ballonkathetern dilatiert werden (perkutane rransluminale Angioplastie, PTA) und die Durchgängigkeif mit speziellen Gefaßprothesen (Stent. Graft) gesichert werden (s. a. S. 429). Gefäßverschließende Eingriffe: Arterielle Katheterembolisationen kommen sowohl bei der akuten Blutung tiefer vaszeraler Arterien als auch beam Verschluss von Gellißmalformationen zum Einsatz. Zur Embolisauen stehen verschaedene Materia len zur Verfügung (l . 8. Spiralen. Partikel oder Gewebckleber). Daese werden z. r. mit Mikrokathetern bis unmittelbar an das blutende oder pathologisch veränderte Bl utgefäß herangebracht (s. a. S. 430). Bei der transarteriellen selektiven Chemotherapie wird über einen transfemoralen Zugang mat einem Makrokathetersystem das tu morversorgende Gefaß ( z. B. ein Segmenta~t dN A. hepatic
• PTA (Dilatation mittels Ballonkatheter) • Stentimplantation (Dilatation mittels Gefägprothese).
4.7.2 Nichtvaskulärer Eingriffe
4.7.2 Nichtvaskulärer Eingriffe
Lur hastologischen Sicherung pathologischer Befunde werden unter Steuerung mat bildgebenden Verfahren wie Ultraschall oder Cf perkutane Biopsien durchgeführL Im Körper detektiene Abszesse oder poswperative Verhalte können durch perkutan eingelegte Drainagen abgeleitet werden. Bei der perkutanen transhepatischen Cholangiodrai&hlge (PTCD) wird unter Durchleuchtung dae Leber so punktiert, dass dae Punktaonsnadel in einem erweiterten Gallengang hegt. Durch dae Hohlnadel wird dann ein Fü hrungsdraht im Gallengang verankert, über welchen ein Drainagekathelcr eingeführt wird (s. a. 5.492). Im Rahmen lokaler Tumorablat ionen können solide Tumoren bis zu emer bestimmten Größe perkutan und bildgesleuert mat speziellen Sonden punktaert und durch Zufuhrung von Kalte (Kryothcrapie) oder Hatte (Radiofrcquenzablation/RFA oder laserinduzaener Thermotherapie/UTT) nekrotisiert werden (Abb. A-4.28). Ein weiterer Schwerpunkt sind Eingriffe am peripheren Nervensystem und der Wirbelsäule. So können Cf-gesteuert punktgenau Medikamente an die spinale Nervenwurzel applizaert und eine Neurolyse erreicht werden (perlradikuläre Therapie). Ebenfalls über einen klemsten perkutanen Zugang kann bea schmerzhaften Protrusao-
• perkutane Biopsien (t. B. von Tumoren) • perkutane Oralnagen (z. 8. von Abszessen, perlcutane Gallen· gangsdrainage/PTCO) • perkutane lokale Tumorablation (durch Zuführung von Kälte oder Hitze über spez1elle Sonden) • periradikuläre Therapie (Neurolyse durch perkutane Applikation von Medikamenten an den Nervenwurzeln) • perkutane Nukleotomie (Entlemung von Bandscheibengewebe tur Druck· entlastung) • Sympathlkolyse (Cf·gesteuerte Alkohol· injektion an den Grenzsrrang).
Gefäßverschließende Eingriffe: • arterielle Embollsation (von akuten Blutungen oder 1um Ve~hlu ss von Gefä&m.llformationen) • Chemoembolis.1tion (z. B. beim hepatozellulären Karzinom. Abb. A-4.27) • Sklerosierungsbehandlung von Varizen (z. 8. VankozelenverOdung) • Kavafilter (zur Lungenembolieprophylaxe bei Beckenvenenthrombose).
94
A 4 Radiologische Verfahren
CT·gesteuerte Radlofrequenublatlon (RAF) einer malignen Raumforderung der Leber
-----------------Unter Cl-Kontrolle wird eine RF· Sonde (Pieil) bis in den Leberherd vorgeführt. Die Energiezufuhr über den Radiofrequenz· generator (Stern) führt zur Thermokoagulation des Tumors.
nen Bandscheibengewebe zur Druckentlastung des Anulus fibrosus aus dem Zentrum des Nucleus polposus entnommen werden (perkutane Nukleotomie). Bei chronischen Schmerzsyndromen. HyperhidroSIS und schwerster peripherer Durchblutungsstörung erreicht man durch er-gesteuerte Alkoholinjektion an den Grenzstrang (Sympathlkolyse) oft eine Besserung der Symptome. Die imerventionelle Radiologie bereichert damit das Spektrum der therapeutischen Möglichkeiten vieler Fachgebiete. IhrEinsatz wird oft in interdisziplinären Fallbesprechungen geplant und m mult1modale Behand lungskonzepte ei ngebunden.
95
A 5.2 Prinzipien und Abläufe der Radioonkologie
5
Strahlentherapie
5.1 Einführung Die Strahlentherapie tsr eine eigensrandige Fachrichtung innerhalb der Radiologie und wird hauptsächlich zur Behandlung maligner Tumoren eingeserzt. Sie ist eine der 3 Hauptsäul en deronkologischen Therapie; die anderen beiden sind die Chirurgie und die medikamentöseTherapie(Chemotherapie~ Hinzu kommen Hormontherapie und sog.•targeted therapies··, d. h. Ztelgerichtete medikamentöse Therapien, die selektiv in Signaltransduktionswege der Zellproli ferarion. Angiogcnese und Apoptose eingreifen. Häutig müssen mehrere Therapiemodalitäten miteinander kombiniert werden. um ein optimales Therapieergebnis zu erzielen. Die meisten onkologischen Patienten werden daher interdisziplinär betreut. VorTherapiebeginn ist die Aufstellung eines Behandlungsplans notwendtg, um die zetthche Abfolge der Therapiemaßnahmen zu koordinieren und unnötige Therapiepausen zu vermetden. Oie Strahlentherapie gutartiger Erkrankungen nimmt nur einen vergleichsweise kleinen Teil ein.
5
Str.~hlentheraple
5.1
Einführung
HauptcinS
5.2 Prinzipien und Abläufe der Radioonkologie
5.2
Prinzipien und AbiJufe der Radioonkologie
5.2.1 Diagnosestellung
5.2.1
Diagnosestellung
Am Anfang jeder onkologischen Therapie steht die genaue Diagnosestellung. Erfasst werden mhssen Tumorart (1Yping). -dtfferenzierungsgrad (Grading) und ·
Erfasst werden müssen Tumoratt (Typing). Tumordifferenzierungsgrad (Gr,1ding) und Tumonulbreitung (Staglng).
Beim Staging kommen neben der klinischen Untersuchung bildgebende Verfahren wie Sonografie. Szintigralie, Computertomografie (CT). Magnetresonanztomografie (MRT) und Positronenemtssionstomogralie (PET) zur Anwendung. Am Ende des Staging steht das Tumorstadium nach der TNM-Kiasslflkatlon fest.
Das Typing erfolgt meist durch histologische Un te~uchung.
Das Grading erfolgt nur durch histologische Untersuchung. Das Staglng erfolgt mittels klinischer Unte~uchung und bildgebender Verfahren. ~rgebnis
1st das Tumorstadium nach der TNM·Kiassiflkatlon.
Die TNM-Klassifikation ist eine klinische Stadieneinteilung von Tumoren: T beschreibt die Ausdehnung des Primärtumors. N lx-schreibt das Fehlen oder Vorhegen und die Ausdehnung regtonärer lymphknotenmetastasen. M beschreibt das Fehlen oder Vorliegen von Femmetastasen. pl pathologische Klassifikation des Primärtumors anhancl einer histologischen Untersuchung. C beschretbtd1e Zuverlässigkeitder Stadieneinteilung in Abhängigkeit von der verwendeten diagnostischen Methode(z. ß. klinische Untersuchung. CToder MRT. Biopsie und Zytologie oder pathologische Untersuchung des Tumorresektats).
5.2.2 Interdisziplinäre Therapieentscheidung Vom TNM-Stadium hängt die Zielsetzung derTherapte - Heilung oder Linderung von Beschwerden- ab. Es bestimmt. welche der Säulen der onkologischen Therapie zum Einsatz kommen. Es ist also die Basis für die Indikationsstellung zur Strahlentherapie innerhalb eines interdisziplinären Konzepts. Bei derTherapte maligner Tumoren unterscheidet man etne kurative und eine palliative Zielsetzung: Ziel der kurativen Therapie ist die Heilung. Es gilr. einen lokoregional begrenzten Tumor beim emen Zugriff. also in der Primärtherapie. nachhaltig zu entfernen, da das Auftreten von Rezidiven die Gesamtprognose in aller Regel verschlechtert. Oie Chance auf l leilung besteht vot allem in frOhen Tumorstadien. Voraussetzung ist die Wahl der opnmalen Therapie. Meistens kommt als Prim~rtherapte die Operanon
5.2.2
Interdisziplinäre Therapieentscheidung
Das TNM-Stadlum bestimmt das Ziel der Therapie und ist die Basis für die Indikationsstellung zur Strahlentherapie. Oie Therapie maligner Tumoren ist kurativ oder palliativ. Ziel der kurativen Ther.~pie ist die Heilung.
96 Ziele der palliativen Therapie sind Schmer/linderung und dre Verbesserung oder Erhaltung der LebensquahW.
5.2.3 Aufklärung und Beratung des Patienten Mindestens I Tag vor Beginn einer indizierten Strahlentherapie muss ein Aufklärungsgespräch stattfinden.
A 5 Strahlentherapie
in Frage. seltener du~ allem1gc Chemotherapie oder die alleinige primare Radiotherapie. Bei Fortgeschrittenem TUmorleiden mit Generalisation ist häufig keine Heilung mehr möglrch. Ziel der palliativen Therapie ist es, Schmel"1!en zu lindern und d1e Lebensqualität zu verbessern oder zu erhalten, ohne dass die Maßnahmen eine wesentliche Lebensvcrl~ngcrung bewirken können.
5.2.3 Aufklärung und Beratung des Patienten Da eine Strahlentherapie potenziell Nebenwirkungen und Komplikationen verursachen kann. besteht Aufklärungspflicht Das Aufklärungsgespräch muss mindestens I Tag vor Begmn emer indtzterten SCrahlentherap1e stattfinden und von emem erfahrenen Arztgeführt werden. Ziel ist das informierte Einverständnis(informed consent) des Patienten. Eine Aufklärung kann nur bei einem einsichts- und ei nwilligungsFähtgen VOIIJahrigen Patienten d urchgeführt werden.
Bei fehlender Einsichts· und Einwilligungsfähigkelt ist ern Betreuer beim Amtsgericht zu bestellen. Bei Kindern und jugendlichen sind dit' Sorgeberechtrgten auf1uklären.
Inhalt des Aufklärungsgesprä
Der Am hat sich vor der Aufklärung davon zu libcl"1!eugen. dass diese Voraussetzungen erfüllt smd. Be1 Fehlender Einsichts- und Einwilligungsfähigke lt ist ein Betreuer beim Amtsgericht zu bestellen. der den Patienten gegenüber dem Al"lt vertritt. Das Aufklärungsgespräch 1st dann in AnwesenhM des Betreuers d urchzuführen. Bei Kindem und jugendlichen sind die Sorgeberechtigten über die Radiotherapie aufzuklären. sofern der Pallent das 14. Lebensja hr nrcht vollendet hat bzw. wenn d1e jugendlichen die volle Tragweite der geplanten Therapie noch nicht verstehen können. Inhalt des Aufklärungsgesprächs sind neben Diagnose und Prognose des Patienten Therapieltel. -an. -urnfang, VerlauF sowie zu erwartende R1s1ken der geplanten Strahlentherapie. Auf typische Gefahren und deren Wahrscheinlichkeit sollte so ausführlich wre rroglich hingewiesen werden. Ein weiterer Bestandteil des Aufklärungsgesprächs 111 d1c Diskussion von Therapiealtemativen. 11 ".,. Wesentliche Punkte des Aulldarungsgcsprachs sollten schriftlich restgehalten und durch eine Unterschrift des Ames. des Patienten und ggf. am Aufldärungsge~prach beteiligter Personen wie Familienangehörigen bcstatigt werden.
Für die Untertagen zur Strahlentherapie besteht Aufbewahrungspflicht.
Für d1e schriftliche Dokumentation haben sich vorgefertigte Aufklärungsbögen bewährt. Für die Unterlagen zur Strahlentherapie besteht Aufbewahrungspflicht
5.2.4 Strahlentherapieverfahren
5.2.4 Strahlentherapieverfahren
Die Strahlentherapie kann in unterschoedli· chen Formen und Kombrnalionen erfolgen.
Die Strahlentherapie kannmunterschiedlichen Formen und Kombmationen erfolgen. in jedem Fall 1st sie vom Fachkundigen Strahlentherapeuten zu überwachen. Hiel"lu zählt die regelmäßige Untersuchung des Patienten. um akute Nebenwirkungen (s. S. 137) Frühzc1llg erkennen und behandeln zu können. Zudem ISt eine Supportlvtherapie inkl. medikamentöser Schmemherapie. Ernährungstherapie sowie eine psychoonkologisrhe Beglettung von P,ltienr und Angehöngen oft von großer Bedeutung.
Alleinige Radiotherapie
Alleinige Radiotherapie
ln der kurativen Situation wrrd d1e allcrnigc Radiotherapie 110< allem bei strahlensensiblen Tumoren durchgeführt
in der kurativen Situatron w1rd eme alleinrge pnmare Rad1otherap1e vor allem dann durchgeführt. wenn es sich um einen ausreichend strahlensensiblen Tumor handelt (z. 8. Lymphom ), und außerdem. wenn be1 vergleichbarer Heilungswa hrscheinlich keit die Strahlentherapie ein besseres Funktionelles Ergebnrsel"1!ielt als eine Operation (z. B. Zungenkarzinom, Prostatakal"1!inom. Basaliom~ Eine alleinige Radiotherapre kommt zudem haung m der palliative n Behandlungssituation zum Einsatz. Hier ist eine ausgewogene Balance von Belastung und Nebenwirkung tu Be~hwerdehnderung von großter Bedeutung. Man unterschetdet die Stabilisierungs- und die Schmel"1!behandlung. Die Stabilisierungsbestrahlung soll das Tumorwachstum soweit aufhalten. dass drohende schwere T\Jmorkomphk,uionen (z. 8. pathologtsche ~rakturen bei Knochenmetastasen ) verhindert und Notfallsituationen (z. B. akute Querschnittsymptomatik
Häufig kommt sre auch in palliativen Situationen zum Einsatz. Man unterscheidet die Stabilisierungs· und die Schmerz· behandlung. Die Stabilisierungsbestrahlung verhindert drohende schwere Komplikationen und be· seitigt Notfallsituationen.
A 5.2 Prinzipien und Abläufe der Radioonkologie durch Warbel~aulcnrneta~tasen oder eme obere Emnu~; ·Stauung bea Mediastill.llrumoren. s. S. 136) beseahgl wtrden. Die Beseitigung bzw. Linderung rumorbedingter Schmerzen ist bert1ts mat niedrigeren Omen zu erreichc.'n. ln 1\bhäng~gken vom 1\llgememzustand dM Paraenten und der Cts.~mtprognose k.lnn dae Radaotherapae lur Vern~adung langwaenger Behandlungen an nur wenal'cn Sat7ungen. manchmal nur in em<'r emzagen Fraletion erfolgen. Auch tumorbedmgte Sieteerblutungen können minels Strahlentherapie gemildert bzw. gestoppt werden. Man spricht hier von einer Verschorfungsbestrahlung oder hämostyptischcn Bemahlung.
Tumofbedmgt~ S('flru bessern bzw. zu
~·ti!J<'O.
Auch tumorbto
Radiochemotherapie
Radiochemotherapie
Eine Chemotherapae zusatzlieh lur Radiotherapie (RT) ko1nn vorher (!.e<JucnLiell)od('r w;!hrend emer Radaotherapic (simultan) erfolgen. Ziele Mr kombinaerten Radiochemotherapie können dae Elimlnlerung von okkulten Metasra~n (z ß. beam klemlelhgen Bronchialk.lrzanom). dac Strahlensenslbilisierung eanes lumo~ (LB. beam Rektum- oder Analk.lrzmom ) oder aber eme Konsolidienang (Erzaelung bzw. Erhaltung der Vollremassaon. z. B beam Lymphom) sein.
Sie kann IIOfhcr (sequenziell) oder während einer RT (Stmultan) erfolgen. Ziele sind die Ellmlnlerung von Metastasen. die Strahlensenslbllhlerung e•ne\ lumor\ und dte Konsolidierung
Präoperative Radiotherapie
PIOlopet"~ive
Das Zael der pr,loper.ltavtn Rad aotherapu~ ast es. dll' Vor<~ussctlung (ur eme kuratave Operauon zu schaff«:>n. Sae ~oll dae Tumormasse reduzieren. raner Tumorzellverschleppung wahaend der nachfolgenden Operation entgegenwirken und die loblrezidivrate senken (z. B. Rektumkarzinom. Ewing-Sarkom. ösophaguskarzinom). Oie erforderlichen Ge~amtdosen sind geringer als bea eaner pnm~ren allemagen Radiotherapie. Verbleiben bea der Ot)~ration deonoch makroskopa~ch~ oder rnakro~kopische TumorrMtl'. a ~t AAf postopcadliV emc Dosisaufsatllgun~t Nfordea hch.
Sie \Oll dtfo Tumormasse reduzieren und caner TumoruHverschleppung bei der Opcrat100 entgegenwlrlcen.
Intraoperative Radiotherapie (IORT)
Intraoperative Radiotherapie (IORT)
Bea Tumoren. dae ln der Nähe von str.lhlensensiblen Strukturen lo~~~~~aert sind (l. ß. retropentonrale lumoren, Rektumk.lrzanom). kann~ 10\bc\ooderl n.xh mkomplet· ter ~uon vortealh.1ft '><'m.uuraoperanveme emm.JhgeCe~mtdosas von t5- 20Cy manels schneller Elektronen uber emen m den OP-Suu~ emgcbrachten Tubus und unter Schonung der Risikoorgane zu applizieren. So können beaspactswease empfindliclleS Darmgewl·be odl'r nl'rvale Strukturen aus dem Bestrahtun •sftld htrausgelagcrt werden. w,ts eme Schonung gewahrteastct. dae bea perkutaner Radaatlo unmoghch ast.l.d.R. rtfolgt dae IORT als vorgezogene Boost Bemahlung und postoperauv wird eme perkutane Dosasaufsäuigung durchgefllhrt.
~.e "•d b.·• Tumor-en in der Nähe von strM>Iensenslblen Strulcturen durth gefuh·t u ., d""'" Strukt~en besser zu
Postoperative Radiotherapie
Postoperative Radiotherapie
Postoperativast eme Radaothcaapac lcdaghch erforderlich. wenn du: Tumorresektion unter Beruck\achugung onkologsscher Knrenen ("1\Jmoraat und bo:nougtcr Sicherheatsa~tand. Wah~hemhchkeat der regionaren lymphogenen Mc:tastasierung) nicht komplett erfolgt ast Davon ist auszugehen. wenn mikroskopa~he (Rl) oder Tll.lkroskopaschc (R2) Tumorreste verbheben sind. /Iuch bea ausgcpragtem Iymphknotenbefaii oder lymph~notcnbefall mat Kapseldurchbruduknon des Rezadiv- und Metastasaenangsnsakos.
Sie 1\t bo·· lnkomplettl'r Tumorresektion eine obhr".Jtt' .tdjuv•ntP Tht'tNlo. durch Vemlchtung "erbliebener Turmrzellen
Interstitielle Radiotherapie
Interstitielle Radiotherapie
Bei der interstitiellen Radiotherapiewerden Radionuklide direkt an das Tumorgewebe implannert. Vorteal dae~erTherapieform ist eine sehr hohe Dosis Im Zielvolumen und em steiler Dosisabfall zum Normalgewebe hinaufgrundder kurLcn Reachweate der Strahlung und d~\1\~t.lnd'>Quadratgesctztes (s. S. 58 M~t\ten~ ward dtc mterstallelle Rad10therapae zur 1\pphkauon emer Boost-Dosas emg~m (z. 8. Mamfll.lkarzinom. Analk.lrzmom). selten <~ls primare Radiotherapie ·z. 8. fruhes l'rostatakarzinom bei älteren Patienten oder lungenkamnom Tl ).
Hier Wl.'fden Radionuklide an den Tumor implam..,n. Sie c:-rzeugen etne hohe Dosis im Zielvolumen bei steilem Dosisabfall zum NOnNigewebe h1n.
R
\
A 5 Strahlentherapie Radioimmuntherapie
Radioimmuntherapie
Die Kombination von Radiotherapie und zielgerichteter medikamentöser Therapie kann bei einigen Tumoren die Erfolgs· wahr~cheinlichkeot erhöhen.
Bei ausgewählten Indikationen können moderne zielgerichtete medikamentöse Therapien ( ..targeted therapies") spezifisch in Signalrransduktionswege der Zellproliferation, Angiogenese und Apoptose eingreifen. Hoerdurch kann eine Erhöhungder Strahlenemplindlichkel! und als Folgeeineerhöhte Erfolgswahrschemlichkcit der Therapie erreicht werden.
Radio- plus Hormontherapie
Radio- plus Hormontherapie
Die Hormontherapie trägt bei hormon· abhangigen Tumoren zur Hemmung ~ Tumorwachstums beo.
Bei hormonabh.mgigen Tumoren.z. 8. dem Mammakarzinom oder dem Prostatakarzmom, kann eme zus~tzlich zur Radiotherapoe durchgeführre Hormontherapie zur Hemmung des Tumorwachstums beitragen.
Radiotherapie plus Hyperthermie
Radiotherapie plus Hyperthermie
Man unterscheidet Ganzkörpcr·, lokale und interstitielle Hyperthermie. Temperaturen > 40"C sensibilisieren den Tumor für Radio· oder Chemotherapie, Temperaturen > 42.5 ·c wirken tumorizid.
Nach der Form der Erwärmung unterscheidet man die Ganzkörperhyperthermie (nicht invasove Erwarmungdesganzen Körpers).doe lokale Hyperrhermie (nicht invasive Erwärmung von Körperteilen) und die Interstitielle Hypenhermie (invasive Erwärmu ng durch spezielle ins Tumorgewebe eingebrachte Applikatoren}. Temperaruren > 4o•c bewirken eine Sensibilisierung für eine simultane oder nachfolgende Radio· oder Chemotherapie. z. 8. indem sie Reparaturmechamsmen hemmen. Temperaturen > 42.S"C haben eine direkte tumorizlde Wlfkung. ln der T\omortherapie werden heute vor allem die imerstirielle Hyperrhermic und die lokale Hypcrrhermie eingesetzt.
Radiotherapie mit Radiosensitizem
Radiotherapie mit Radiosensitizern
Radoosensiti7eo (s. S. 37) werden nicht routinemäßig eingesetzt, u. a. da sie radio gene Nebenwirkungen verstärken.
Ooe Radiorherapoe mit Radoosensotizern (s.S. 37) erzielt gute experimenrelle Ergcb· nisse. die khmsch aber noch mehr umgesetzt werden konnren. Der rourmemäßige Einsatz der Substanzen ist jedoch nicht zulerzt durch die Verst:irkung der akuten und späten Nebenwirkungen limitiert.
5.2.5
Nachsorge
5.2.5 Nachsorge
Regelmäßige Untersuchungen wahrend und nach der Strahlentherapie sind nötig zur Erfassung von Nebenwirkungen bzw. Beurteilung des Therapieerfolgs.
Nach Beendigung der Behandlung muss jeder Tumorpatient mindestens 5 Jahre lang in regelmäßigen Abständen nachuntersucht werden. um zum einen den Therapieerfolg mittels gee1gnerer Verfahren zu beurteilen und zum anderen akute und späte radlogene Nebenworkungen w erfassen.
5.3 Spezielle Strahlentherapieformen
5.3 Spezielle Strahlentherapieformen
Sie lassen sich nach Strahlungsart und Dostanz zwischen Strahlenquelle und Tumor tointeilen.
Strahlentherapeurosche Verfahren lassen sich nach der eingeserzten Strahlungsart und nach der Enrfernung zwischen Strahlenquelle und 1\omor eonteilen.
5.3.1 Klassifikation nach Strahlungsart
5.3.1 Klassifikation nach Strahlungsart
Die in der Strahlentherapie verwendeten Strahlungsarten unterscheiden sich in ihrem Tiefendosisverlauf und durch Ihre unter· schoedliche biologische WirksamkeiL
ln der Strahlentherapie werden unterschiedliche Strahlungsarten verwendet. Doese können in Photonen- und Teolchensrr.lhlung (Neutronen und geladene Teilchen) unterschieden werden. Die verschiedenen Strahlungsarten untcrscheoden sich am augenfalligsten durch ihren unterschiedlichen Tiefendosisverlauf und durch ihre unterschiedliche biologische Wirksamkeit.
Photonentherapie
Photonentherapie
Abb. A-5.1 vergleicht den Tlefendososvertauf verschiedener Photonenstrahlungen mit dem von Elektronen. Tab. A·5.1 zeigt die dazugehörigen dos.metrischen Kenngrößen.
ln der Strahlentherapie werden Photonen mot Energoen b1s zu erwa 30 MeV emgeserzt. Abb. A-5.1 vergleich t den Tiefendosisverlauf verschiedener Photonenstrahlungen mir dem von Elektronen. Tab. A·5.1 zeigt die dazugehörigen dosimetrischen Kenngrößen. ln der Praxis untrrsche1dct man Je nach Enl'rgoe der Photonensrrahlung zwoschen verschiedenen Therapoeformen:
A 5.3 Spezielle Strahlentherapieformen
Tiefendosisverlauf für Photonen- und Elektronenstrahlung verschiedener Energie in Wa.sser relative Tiefendosis (%)
FHA Fokus-Haut-Abstand QHA Quellen-Haut-Abstand
80 60
so
Röstr. 30 kV; Elektronen O.JmmAI 7McV
\.30un
20
0~--~----~---------r---------r---------.--~
5
0
10 Tiefe im Wasser
20 crn
15
Dosimetrische Kenngrößen für verschiedene Strahlungsarten Strahlungsart
Tiefe des Dosismaxlmums
Rso
0 (10cm) FHA
200-kV-Röntgenstrahlung
Oberllache
6cm
30'
40cm
60Co-Strahlung
O.Scm
lOcm
52%
60cm
10-MV-Photonenstrahlung
2.5cm
18cm
72%
100 cm
10-MeV ·Eiektronenstrahlung
2.5cm
4-4.5 cm
0%
IOOcm
RSO 1>1 d< r.e(t. bri d.• SO tk!r Maxlmoldo<.! ttrtl
••"""ln 10 cm r..r•. bt>mgtn ouf dk Mo.. FHA • rotcus-Hoot-.U"tand.
Röntgentherapie
Röntgentherapie
ln der Röntgentherapie unrcrsche1det man zwischen Welchstrahltherapie {Beschleunigungsspannung < 100 kV) und Hamtrahl- oder Orthovolttheraple {Beschleunigungsspannung 100-400 kV). Diese Strahlung wird mittels Röntgenröhren erzeugt und wegen der durch den Tiefendosisverlauf bedingten hohen Eintrittsdosis heute nur noch für obernächlich gelegene Tumoren emgesetzt {7- 8. Hauttumoren).
Oie Weichstrahltherapie verwend~! Rönt· genstrahlung mit einer Beschleunigungsspannung < 100 kV: die Orthovolttherapie Beschleunigungsspannung von I00-400 kV. Bei beiden entsteht eine hohe Eintrittsdosis.
Megavolttherapie (Hochvolttherapie)
Megavolttherapie (Hochvolttheraple)
Um tiefer liegende Tumoren zu behandeln. wird Photonenstrahlungeiner Beschleunigungsspannung zwischen 6und 30 MV verwendet. Dies ist die häufigste in der Radioonkologie genutzte Strahlungsart Bei diesen hohen Energien haben die Sekundärelektronen (vorwiegend durch den Compton-Effekt) Reichweiten von einigen Zentimetern und bewegen s1ch in Richtung der pnmären PhotonenSlrahlung. Dabei geben sie ihre kinetische Energie durch Ionisation von Atomen an das Gewebe ab. Der Energietransfer der Sekundärelektronen führt dann zum Dosisaufbau. Da- wegen der geringeren Dichte - in Luft etwa 1000-mal weniger sekundäre Elektronen erzeugt werden als im Gewebe. kommen in den obernächennahen Schichten weniger sekundäre Elektronen an. alsdonerzeugt werden. Erst nach einigen Zentimetern (Reichweite der sekundären Elektronen) bildet sich ein Sekundärelektronengleichgewicht aus. Daher verlagert sich das Dosismaximum in größere Tiefe (Aufbaueffekt). Im Vergleich zu niederenergetischer Photonenstrahlung oder hochenergetischen Elektronenstrahlung werden obern~chhche Gewebeschichten besser geschont {s. Abb. A-5.1 ).
Bei höheren Photonenenergien verlagert sich das Dosismaximum in größere Tiefen (Aufbaueffekt) (s. Abb. A-5.1). Dadurch sinkt d1e Dosisbelastung für das ober· flächennahe Gewebe (z. B. die Haut).
je höher die Energie der Photonenstrahlung, desto tiefer im Gewebe liegt das Dosismaximum. Dadurch sinkt die Dosisbelastung für das obernächennahe Gewebe.
A 5 Strahlentherapie Oie vor allem früher eingesetzten Tele· kobaltgeräte verwenden drehbar gelagerte 60Co-Quellen (Ein· und Ausschaltung der Strahlung).
Unearbeschleuniger erzeugen Photonenund Elektronenstrahlung im MeV-Bereich.
Früher wurden vor allem Tc.>lekobaltgerätc verwendet. bei denen die Photonenstrah· lung von 60Co (Energie ca. 1 MeV) genutzt word. Die Strahlenquelle befindet sich in einem mit Blei abgeschirmten Zylinder. der ein Austrittsfenster besitzt. Dieser Zyl in· der ist in einem zum Schutz der Umgebung abgeschirmten Bestrahlungskopf mit Aus· tnttsoffnungdrehbdrgeiJgert. Durch Drehen des Zylinders im Bestrahlungskopfkann das Telekobaltgerät an· bzw. ausgeschaltet werden. Vor dem Strahlaustrittsfenster befindet sich ein Blendensystem zur Eingrenzung des Nutzstrahlenbündels. Da die Strahlung des Telekobaltgerätes lediglich durch Verschluss der Austrittsöff· nung abgeschaltet werden kann. besteht im Gegensatz zum Linearbeschleuniger das Risiko von Strahlenunfllllen durch Verschlussstörungen. Ocr von Zeit zu Zert notwendige Austauo;ch der "°Co-Quelle ist außerdem sehr teuer und aufwend•g. Heute werden meist Unearbeschleuniger emgesent. Sie erzeugen Photonenstrah lung höherer Energien (bis 30 MeV). i. d. R. auch Elektronenstrahlung verschiedener Energien. Derber Telekobaltgeräten regelmäßig notwendige Quellenausrausch ent· fallt. Dcl sich das DoSISmaxomum bei höheren Strahlungsenergien in die Tiefe verlagert. sind Lmearbeschleumger besonders 'l.ur Behandlung tief liegender Tumoren ge· eignet.
Neutronentherapie
Neutronentherapie
Neutronen haben einen vergleichbaren Til'fl'ndosisvl'rlaul Wie hochenergetische Photonenstrahlung, aber eine größere rela· tive biologische Wirksamkeit. Neutronen· strahlen lassen sich durch Blenden nur ~hwer an die Turnetform anpasst'n.
Neutronen besrtzen einen
Therapie mit geladenen Teilchen
Therapie mit geladenen Teilchen
Geladene Teilchen besitzen eine maximale Rerchweite in Matene. die von der Energie der Teilchen abilangt Dadurch Wird d.ls Gewebe hinter dem Tumor g~S
Im Gegensan zu Photonen und Neutronen besinen geladene Teilchen eine durch ihre Energie festgelegte maxrmale Reichweite. Dadurch wird Gewebe. das sich im Strahlcngung hrnterdem lumor bdindet. geschon1. Außerdem steogt die Dosis m1t der Ge· webetiefe an
Elektronen
Elektronen Schnelle Elektronen geben auf rhrer Bahnwemger Energie ab als langsame. Daher deponieren Elektronen die meiste Energie am Ende Ihrer Reichweite. Da Elektronen aufgrundihrer klernen Masse sehr st.ll'kgestreut werdenund damit in einer vorgegebenen Tiefe bererts ganz unterschiedliche Wegsrrecken zurückgelegt haben. kommt es nicht zu eonem abrupten DosisabfalL Durch die Ablenkung der Elektronen an Atomkernen entsteht außerdem Bremsstrahlung, so dass auch in Tiefen. die größer als dre Reichwerte srnd. noch Dosrs messbar ost.
Flektronen deponieren die meiste Energie am Ende Ihrer Bahn. Wegen der narken Streuung e11eichen nrcht alle Elektronen die gierehe Tiefe. sodass der Dosrsabfall nicht abrupt ist. Durch die Ablenkung der Elektronen an Atomkernen entsteht Brems· Strahlung. die in Materie exponentiell geS
Dre Re1chweite von Elektronen wird mot steigender Energie größer. Die t herapeutische Reichweite von Elektronen ist durch die Tiefe im Gewebe definiert. in der die Dosis auf85% des Dosimaximums abgefallen ist. Näherungsweise gilt: . h .h . . Energie in MtV 1h trapeunsc e Rerc welle m cm • 3 Elektronen werden bei oberflächlich gelegeneo Tumoren und in der Intraoperativen Strahlentherapie eingesetll.
So haben z. B. Elektronen der Energie 24 MeV eine therapeutische Reichweite von etwa 8 cm. Elektronenstrahlung word vor allem ber obcrfi.Jchlich gelegenen Tumoren und rn der intraoperativen Strahlentherapie erngeset?t.
Schwere geladene Teilchen
Schwere geladene Teilchen
Außer Elektronen werden auch Protonen und Kohlenstoff·lonen verwendet. Im Gegensat7 zu Elektronl'n werden Ionen durch Strl'uung kaum aus ihrc.>r ß.Jhn abgelenkt, so d.lss sich ein sehr steiler Dcxisablall am Ende der Reichweite ergibt. Den Dosisverfaul bezeichnet man als Bragg-Peak (s. S. 16).
Neben Elektronen werdenvor allem Protonen. aber auch schwerer<' Ionen ( 12() fürdie Strahlentherapie verwendet. Da drese Teilchen wegen ihrer größeren Masse kaumgestreut werden. beobachtet man einen starken Do)rsanstieg am Ende 1hrcr Rerchwerte, der rm Gegensatz zu Elektronen dahinter poaktrsch auf null abfällt (s. S. 16). Oresen DosisverlaufbezeiChnet man als Bragg·Peak. Ore biologische Wirksamkeit von Proto· nen ist mit der von Photonen vergleichbar. Die von Kohlenstoff-Ionen ist jedoch im Bragg·Pt>akdeuthch höher bedmgtdurch eine hohere Anzahl verursachter DNS-Dop· pelstr.lngllruche. Im Gcgcn~atz zu 'lleutronen lasst ~•eh die Dososvertei lung be1 gela·
101
A 5.3 Spezielle Strahlentherapieformen
denen Tellehen gut an den Tumor anpassen. Oiesen Vorteilen steht der enorme technische Aufwand in Erzeugung, Beschleunigung und Steuerungder geladenen Teilchen gegenüber. Oie Behandlung ist bisher nur an wenigen spezialisierten Zentren verfügbar. sie hat jedoch großes Potenzial. neue Behandlungsoptionen rür schwierig gelegene oder rad io resistente Tumoren zu öffnen.
5.3.2 Klassifikation nach Distanz der Strahlungsquelle
5.3.2 Klassifikation nach Distanz der Strahlungsquelle
Strahlentherapeutische Verfahren lassen sich einteilen in Teletherapie (perkutane Strahlentherapie~ be1 der die Strahlenquelle in e1mger Entfernung vom Tumor und außerhalb des Körpers lokalisiert ist. und Brachytheraple (KurzdistanLtherapie). bei derdie Strahlenquelle direkt am Tumor - aufder Körperoberflächeoder im Körper - lokalisiert ist.
Bei der Telet herapie befindet sich die Strahl~>nquclle in einiger Entfernung vom Tumor. bct der Brachytherapie direkt am Tumor.
Teletherapie (perkutane Strahlentherapie)
Teletherapie (perkutane Strahlentherapie)
Oie Teletherapie lässt sich nach ihrer Tiefenwirkung unterteilen 111 Oberflächen-. Halbtiefen-und Tiefentherapic.
Sie lässt sich nach Ihrer Tiefenwirkung unterteilen.
Oberflächentherapie
Oberflädlentherapie
Als Oberfl~chentheraple bezeichnet man die Strahlentherapie von Herden, dies 1 cm unter der Körperoberfläche liegen. Hierzu werden eingesetzt: • Röntgenstrahlen: welche Röntgenstrahlen ( 10 50 kV): Sie werden bereits an der Körperoberfläche absorbiert, haben also eine geringe Tiefenwirkung (Abb. A-5.1 ) und e1gnen sich somit hervorragend zur Oberflächentherap1e. Sie werden bereits von der Glaswandung herkömmlicher Röntgenröhren stark absorbiert. so dass als RöhrenwJndung Beryllium verwendet werden muss. - harte Röntgenstrahlen: Auch diese können verwendet werden. wenn man den Fokus-Haut-Abstand auf ca. 1-5 cm reduziert. Dadurch steigt d1e Dosisleistung an der Haut bei steilem Dosisabfall unter der Haut • schnelle Elektronen (3-10 MeV): Sie werden im Lmear- oder Kreisbeschleuniger erzeuge und beschleunigt Elc.>krronen zeichnen steh dadu rch duS. ddss die Dosis hinter dem Dosismaximum stell abt:lllt (Abb. A-5.1 ).
Cingesetzt werden: • Röntgenstrahlen: - welche Röntgen strahlen (1 0-50 kV, Abb. A-5.1) unter Verwendung von Beryllium als Röhrenwandung
Halbtiefentherapie
Halbtiefentherapie
- harte Röntgenstrahlen bei einem Fokus-Haut·Abstalld von ca. 1-5 cm • schnelle Elektrone n (3-10 MeV): steiler Oosi\dbfall (Abb. A-5.1).
Als Halbtiefentherapie bezeichnet man die Strahlentherapie von llerden. d1e 1-5 cm unter der Körperoberfläche liegen. Hierzu werden eingesetzt: • mittelharte Röntgenstrahlen {100-150 keV): Hierbei müssen zur Hautschonung Kupferfilter verwendet werden. • y-Strahler: das eme Encrg1e von 0.66 MeV hat (s.S. 1 02~ • schnelle Elektronen ( 10-20 MeV): Elektronen d1eser Energien verursachen in signifikantem Maße Sekundärstrahlung. indem sie aus dem durchstrahlten Material Sekundärelektronen herausschlagen. Ocr Energietransfer der Sekundärelektronen auf Materie add1ert sich zu dem der Primärelektronen und trJgt somit zur Dosis be1 (Dcx1saufbau). Dadurch ver lagen sich das Oos1smax1mum in die Tiefe, der Dosisab fall hmter dem Maximum 1stjedoch mehr mehr so stell wie bei Elektronen geringerer Energie (Abb. A-5.1 ).
Eingesetzt werden: • mittelharte Röntgenstrahlen (100-150 keV) plus Kupferftlter
Tiefentherapie
Tiefentherapie
wes.
Als Tiefentherapie bezeichnet man d1e Strahlentherapie von Herden. die > 5 cm unter der Körperoberfläche liege n.
• y·Strahler: "'es • schnelle Elektronen (10-20 MeV): Der Beitrag der Sekundärelektronen zur Dosis verlagert das Dosismaximum in die Tiefe (Oosisaufbau) und dämpft den Dosisabfall dahinter (Abb. A-5.1 ).
102
A 5 Strahlentherapie
Ei"9esetzt werdt>n: • Röntgenstrahlen: - harte Röntgenstrahlen (200-400 kV, Hartstrahl- oder Orthovolttherapie, Abb. A-5.1 ).
Hierzu werden eingesetzt: • Röntgenstrahlen: - harte Röntgenstrahlen (200-400 kV. HartStrahl-oder Orthovolttherapie}: Sie werden selten eingesetzt. da sie trotz Filterung zu einer starken Strahlenbelastung der Haut führen (Abb. A-5.1 ). - ultraharte Röntgenstrahlen (15 - 50 MeV, Hoch- oder Megavolttherapie}: Sie werden im ElektrOnl'nlincar- oder · kreisbeschleuniger (s. S. 23} erzeugt Bei Photonen dieser Energien generiert der Compton-Effekt eine große Menge an Sekundärelektronen. deren Energietransfer auf Materie zur Dosis beiträgt (Aufbaueffekt). • y-Strahler (Telegammatherap•e}: 60Co mit emer Ent>rgie von 1.3 MeV und 117Cs mit t>iner Energie von 0,66 Mt>V. Wegen seiner geringeren Energie wird es meist zur Halbtiefemht>rapie (s.S. 101 } eingesl'tzt. Oer Abstand zwischen Strahlenquelle und Herd beträgt bl'i der Telegammatherapie >50 cm. Die Strahlenquelle befindet sich in einem Telegammagerat.
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- ultraharte Röntgenstrahlen ( 15-50 MeV, Hoch· oder Megavolttherapie): Oer durch den Compton-Effekt bedingte Aufbaueffekt verlagert das Oo· sismaxlmum in die Tiefe (Abb. A-5.1 ). • y-Strahler (Telegammatherapie): 00Co (1.3 MeV} und ·"es (0,66 MeV}. Oas Radionuklid befindet sich in > 50 cm Abstand vom Herd in einem Telegamma· gerät, in dem es drehbar gelagert und vo11 einem dickt>n Blamantel umgeben ist. • schnelle Elektronen (30-50 Mt>Y) • schnelle Neutronen: Aufgrund ihres hohen LETs induzieren sie ausgeprägte Schäden auch an Normalgewebl'.
• Protonen und Deuteronen: Bei hohem LET zeigen sie eine sehr günstige Tiefendosiskurve (ßragg-Peak. s. S. 16).
Kurzdistanztherapie mit umschlossenen Radionukliden (Srachytherapie) • O..flnltlon.
• schnelle Elektronen (30- 50 MeV) • schnelle Neutronen: Sie generierl'n durch elastische Streuung (s. S. 15} Rückstoßprotonen. d1e mit Materie in Wechselwirkung treten. Neutronen besitzen einen hohen LET. fuhren also zu ausgeprägtl'n SchJden auch an Norma lgewebe. Daher sollte sich •hr Einsatz auf Tumoren germger Strahlensensibilität l>eschranken. Ihre Tiefendosiskurve zeigt Abb. A-5.1 {s. S. 99). • Protonen und Deuteronen (1 p + I n ): Auch sie sind durch einen hohen LET gekennzeichnet Der Verlauf ihrer Tiefendosiskurve ist für die Strah lenthcrapil' sehr günstig. da der LET - und mit ihm die Tiefendosis- erst gegen Ende der Reichweite swk anste1gt (Bragg-l'eak. s.S. 16).
Kurzdistanztherapie mit umschlossenen Radionukliden (Brachytherapie) Be• der lrapie. intral
Ziel ist e1ne sehr hohe Oosis im klinischen Zoelvolumen bei steilem Dosisabfall zum umgebenden Normalgewebe hon. Die Strah· ler sind i. d. R. von Metallhülsen umgeben. Sie werden entweder direkt implantiert (interstitielle Therapie, Seeds) oder abl'r Im Nachlade~rfahren (Afterloading) m1thilfe eines Aftcrloading-Geräts in vomer posltio nierte Kunststoffapplikatoren eingebracht. Beom Afterloadlog ist das Personal keiner Strahlung ausgesetzt.
Ziel ist e1ne sehr hohe Dosis im klinischen Zielvolumen bei steilem Dosisabfall zum umgebenden Normalgcwebl' hm. Die resultierende Dosisverteilung kann be1 Bedarf durch Verwendung mehrerer Strahler in besummter geometrischer Anordnung dem Zielvolumen angepasst werden. Die Brachytherapie ist nicht der Patienten Iagerungs- und Bewegungsungenauigkeit unterworfen. Die Strahler sind i.d. R. von Metallhülsen umgeben. Sie werden entweder direkt implantiert (interst itielle Therapie, Seeds) oder aber im Nachladeverfahren (Aftertoading) in vorher poSitionierte Kunststoffapplikatoren eingebracht. Beim Afterloading ist d1e Smhlt>nbl'lastung des Personals gleich null, da die Applikatoren erst mithilfe einesAfterloading-Gcräts mit Strahlenquellen beschickt werden. wenn das Personal den Bestrahlungsraum verlassen hat. Oie Strahlenquellen lagern in einem Strahlenschutzbehaltcr. je nach Bedarf fährt das errat s•e aus bzw. bewegt s1c nach ErreiChen der 1u applilierenden Dosis wieder in dt>n Behalter zurück. Oas Afterloadmg l'rmöglicht es, (ß- und} y-Strahler wie ' 921r, 137Cs und 60Co mit hoher bis mirrelhohl'r Dosisle1srung t>inzusetzen.
Kontakttherapie
Kontakttherapie
V()(aussellung 1st doe oberflächliche Lage des zu bestrahlenden Zielvolumens. Oer umschlossent> Strahler wird direkt an die Patientenoberfläche gebracht. Oazu werden Applikatoren für kurze Zeit aufgenäht bzw bei Tumorresten odN Rezidiven dem Körper anmodell1ert (Abb. A-5.2).
Voraussetzung fur d1e Kontakttherapie isr d1e obernachliehe Lage des zu bestrahlenden Zielvolumens. Das umschlossene Radionuklid wird direkt an die Patientenoberfläche gebracht. Beispiele sind d1e Therapil' des Aderhautmelanoms mit 101Ruthenium oder ~r. D•e Applikatoren werden hier jeweils für kurze Zeit aufgenäht. Bei der Therapie von obernächhchen Tumorresiduen oder Rezid1ven bl'i vorbestrahlter Haut (z. B. Thoraxwandrezidiv bl'1 Mammakarzmom ) werden Moulagen aus Kunst stoffindividuell der Körperform anmodelherr (Abb. A-5.2 ). Die Moulagen enthaltl'n Applikatoren. d1e mmels Afterloading mit emem umschlossenen Strahler beschickt werden.
1
A 5.3 Spezielle Strahlentherapie formen
Kontakttherapie in Moulagentechnik bei Thoraxwandrezidiv eines Mammakarzinoms
lntrakavitäre Therapie
lntrakavitäre Therapie
Unter intrakavitärer Therapie versteht man das Einbringen einer radioaktiven Strahlenquelle in eine präformierte Körperhöhle. Die intrakavitärc Therapie spielt vor allem bei der Behand lung gynäkologischer Tumoren eine Rolle. wo sie häufig in Kombination mit der perkutanen Strahlentherapie eingesetzt wird. Es werden spezielle Appl ikatoren oder Applikatorkombinationen (Stifte. Kapseln, Ovoide: Abb. A-5.3) emgesetll. die den Anforderungen an die raumliehe Dosisverreilung bzw. der Geometrie des klinischen Zielvolumens Rechnung tragen. Der Applikator wird intrauterin. intrazervikal oder intravaginal positioniert und minels Afterloading mit 192Jr. 60co oder 137Cs bestückt. Meist wird die Brachytherapic nach rechnergestutzter Bestrahlungsplanung in wöchentlichen Abständen während der J>Crkutanen Bestrahlungsserie durchgefUhrt, und 7war m1t emer DoSISleistung> 1000 cGy/h (HDR-Brachytherapic). Die früher häufig durchgefUhrte Therapie mit 216 Ra ist heute nicht mehr üblich.
Die intrakavitäre Therapie spielt vor allem bei der Behandlung gynäkologischer Tumoren eine Rolle. Der Applikator (Abb. A·5.3) wird Intrauterin. intrazervikal oder Intravaginal positioniert und mittels Afterlo.1ding mtt 1 1 ~ 1r, "'co oder mcs bestückt.
Interstitielle Therapie
Interstitielle Therapie
Be1 der Interstitiellen Therapie wird die Strahlenquelle direkt in das Tumorgewebe implantiert (.,Spickung" des Tumors~ Man unterscheidet die permanente Implantation, bei der die Strahlenquelle im Gewebe verbleibt. von der temporären Implantation. bei der die Strahlenquelle wieder entfernt wird. Zur permanenten Implantation werden Radionuklide mit geringer Aktivität und relativ kurzer Halbwertszeit w ie ' 98Au (HWZ 3 Tage) oder mJ (HWZ 60 Tage) verwendet. Sie werden in Form eines Drahtes. e iner Nadel oder eines Korns {Seeds) implantiert. Bei der temporilren Implantation kommen Radionuklide mit hoher Aktiv1tat und langer Halbwertszeit wie 117Cs oder 192 ir zur Anwendung. Sie werden mitleis Afierloading appliziert.
Zur permanenten Implantation dienen Strahler m1t geringer Aktivität und relativ kurzer Halbwertsteit, 1ur temporären Implantation solche m1t hoher Aktivität und langer Halbwertszeit.
A 5 Strahlentherapie
Indikationen für die Brachytheraple
Indikationen für die Brachytherapie
Zur Kontakttherapie s. S. I02. Die lntrakavitäre Therapie wird vor allem bei gynäkolog•<ehen Tumoren eingesetlt.
Zu den Indikationen der Kontakttherapie s. S. 102. Die intrakavitäre Therapie kommt vor allem bei Endometrium·, Zervix- und Vaginalkarzmomen zur Anwendung, außerdem lx-1 Ösophagus- und Gallengangskarzino-
Oie interstitielle Therapie wird z. 8. bei Anal· und Prosurakarzinomen (vorher Abb. A-5.4) angewandt
mcn. Die Interstitielle Therapie wird bei HNO-Tumoren. Anal- und Promtakarlinomen alleme oder zur lokalen Dosisaufsanigung in Kombmation mit einer perkutanen Radlario angewandt z. 8. Mammakarzinom, Abb. A-5.4). Interstitielle Therapie mit
5.4
Durchführung der Radiotherapie und spezielle Techniken
192
1r beim Mammakarzinom
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5.4 Durchführung der Radiotherapie und spezielle Techniken Furd1e lx>schriebcncn Strahlentherapieformen steht w iederum eine Vielzahl spezieller Techniken Verfügung. je nach r.nient. JUmorgröße und -pos•tion. Zielsetzung und vo1 ,,ngl'gang~n~n Therapien muss ein differenzierter Einsatz dies~r Technolog•en erfolgen. Z1el 1st es. eine optimale Balance zwischen Schnelligkeit und Qualität zu finden sowie Wirkung und Nebenwirkung in ein ausgewogenes Verhä ltnis zu bringen. So kann d.lS therapeutische Fenster auf die ind ividuelle Snuation des Patienten au~g~richtet werden. Die Qualltat der Behandlung wird dabei von einer ganzen Kelt~ von essenziellen Bestandteilen best1mmt. D1~sc sind notwendig, um eme exakte, rcproduz1erbare. möglichst schonende und wi rksame Therapie zu gewährleis-
zur
ten. 5.4.1 Immobilisierung
5.4.1 Immobilisierung
Dam1t die Bestrahlung täglich 1n gleicher Weise erfolgen kann. muss der Paoent bei jede-r Fraktion idrotisch gelagert werden. Al} Lagerungshilfen dienen bet Be\trahlung das Lochbrett (Abb. A·S.Sa), be1 &>strahlung des Kopfes oder Hai~\ Bestrahlungsmasken, Gipsmasken oder der stereotaktische Ring (Abb. A·S.Sb).
Damit d1e Bestrahlung t~ghch m gleiCher Wc1se erfolgen kann, muss der Patient bei jeder Fraktion identisch gelagert werden. Dazu stehen vielfältige Lagerungshilfen wr Verfügung. Bei Bestrahlung im Beckenbereich kommt häufig die Lagerung in Bauchlage im Lochbrett zur Anwendung, bei der sich große Anteile des zu schonenden Dunndarm) aus dem Bestrahlungsvolumen heraus halten las~en (Abb. A-5.5a). Be1 Restrahlungen 1m Hals· bzw. KopfbereiCh haben sich Bestrahlungsmasken aus PVC bewährt. die über spezielle Kopfhalterungen mit der Patientenliege verbunden smd. Auf diesen Masken lassen sich d ie Feldmarkierungen und Laserkreuze einzeichnen, Hautmarkierungen smd übernuss1g. Ist die Posiuomerungsgenamgkeit lx 1be~ummten &>strahlungstechmken mcht ausreichend, werden mdividuelle rig1de Gipsmasken emgeserzt oder es wird eine Fixieru ng im stereotaktischen Ring (Abb. A-S.Sb vorgenommen. Zur präzisen Lagerung im Körperstammbereich stehen Knierollen. Vakuummatratzen und Gipsschalen ?ur Verfugung. Lagerungshilfen müssen im BestrahlungsprOiokoll wrm~rkt scm.
Außerdem gibt es Knierollen, Vakuummatratnn und Gipsschalen.
105
A 5.4 Durchführung der Radiotherapie und spezielle Techniken
a Schonung des Dünndarms durch Lagerung im Lochbrett b Fixierung 1111 stereotakti~chen Rong.
5.4.2 Bildgebung ln der Bestrahlungsposition wird zur rech nergestützten Bestrahlungsplanung eine Schninbildgebung durchgcführr. Dies 1st notwendig. um individuell für JCdcn Patienten das Bestrahlungszielvolumen (s. u.) zu definieren und gleichzeitig zu schonende Organe zu visua Iisieren. je nach Körperregion und Erkrankung kommen hier Computertomografie (CT). Magnetresonanztomografie (MRT) und Positronenemissionstomografie (PET) zum Ein!>dtz. Die CT 1st das wichtigste bildgebende Verfahren zur Erfassung der Tumorausbreitung. Sie erlaubt allerdings keine Andiagnose. Da die einzelnen CT-Schmtte eine ortsabhängige Darstellung der Schwächungskoeffizienten des Patienten liefern. eignet sich die CT hervorragend für die rechnergestützte Bestrahlungsplanung. Neben der Tumorausbreitung werden durch du~ CT auch d1e benachbMien Slrukwren dargestellt, so dass eine klinische Ziclvolumrndefinition unter Schonung von benachbarten Risikoorganen möglich wird. ln einigen Körperregionen (z. ß. ZNS) 1st die Gadolinium-gestützte MRT der CT deutlich überlegen. Zudem bietet die MRT die Möglichkeit. Stoffwechselvorgänge mittels MR-Spektrometrie w untersuchen. Em weiterer Vorteil der MRTbesteht in der belie bigen Schnitrführung.Auch die PET kann durch dir Beurtei lung von Stoffwechselaktivir~r wiChtige Zusarzmformationcn uber Tumorausbreitung und Lymphknotenbefall geben. Da sich auf der Basis von MRT- und PET-Daten nicht ohne weiteres Dosisverteilungen berechnen lassen. eignen sich diese Verfahren nichtdirekt fürdie physikalische Besrrahlungsplanung. Allerdings hat es sich be1 der Zielvolumendefinition im ZNS. und m1lllerwcilc auch in ~nderen Körperlokalisauonen. als vorteilhan erwiesen. die zuS
5.4.2 Bildgebung
Die CT eignet sich hervOfragend für die rechnergestützte Bestrahlungsplanung.
ln einigen Körperregionen (z. 8. ZNS) ist die MRT der CT deutlich überlegen. Zudem bietet dte MRT die Mögliehkl.'it, Stolfwcch wlvorgange mitteil MR-Spektrometrle zu untersuchen. Ein weiterer Vorteil ist doe beliebige Schnittführung. Auch die PET kann durch die 8e1Jrteilung von StoffwechselaktMtät wichtige Zusatzinformationen über rumOfausbreitung und Iymphknotenbefaii geben.
Bei einzelnen Fragestellungen liefert die Sonografie wochtige zu\odtzloche lnforma· tionen.
5-4.3 Bestrahlungsplanung
5.4.3 Bestrahlungsplanung
Festlegung der Zielvolumina und der Dosis
Festlegung der Zlelvolumlna und der Dosis
Zielvolumlna
Zielvolumina
Die Körperregionen. die eine erfolgreiche Strahlentherapie umfassen muss. hell~en Zielvolumma.
106
A 5 Strahlentherapie
Es gibt onkologische und strahlen· therapeutische Zielvolumina.
Nach dem ICRU Reporr 50 (1993) unterscheidet man onkologische und strahlentherapeutische Zielvolumina.
• Definition.
Onkologische Zielvolumina sind (Abb. A-5.6): 1. Tumorvolumen • gross tumorvolume (CTV): Es beinhaltet das mit diagnostischen Methoden nachweisbare Tumorgewebe einschließ!ich sichtbarer Metastasen. 2. Tumorausbreitungsgebiet: Es beinhaltet neben dem Tumorvolumen die subklinischen Ausbreitungswege des Tumors wie z. B. regionäre Lymphknotenstationen. Es muss davon ausgegangen werden. dass sich in diesem Volumen bereits einzelne 1\Jmorzellen befinden. die bildgebend noch nicht nachweisbar sind.
• Defmition.
Strahlentherapeutische Zielvolumina sind (Abb. A-5.6): Klinisches Zielvolumen = dinical target volume (CTV): Es bezeichnet räumlich zusammenhängende onkologische Volumina. in denen ein bestimmtes radioonkologtsches Ziel erretcht werden soll. Planungszielvolumen • planning target volume (PTV): Es enthält neben dem klinischen Zielvolumen einen Sicherheitsabstand unter Berücksichtigung von Lagerungs- und Positionierungsungenauigkeiren, räumlicher Verlagerung des ClV durch Atmung und Peristaltik sowte unter~ch ied l icher Füllungszustände benachbarter oder rumorrragender Organe. Behandeltes Volumen • treated volume (TV): Volumen, das von der Isodosenlinie (s.S. 107) eingefasst wird, auf der die Energiedosis als ausreichend für das Erreichen des Behandlungsziels erachtet wird. Bestrahltes Volumen • irradiated volume: Volumen. in dem relevante Strahlenwirkungen induziert werden können. Risikoorgan • organ at risk: Normalgewebe innerhalb des Bestrah lungsvolumens, dessen Strahlenempfindlichkeit die Bestrahlungsplanung und/oder die verot·dnete Dosis limitiert.
1.
2.
3.
4.
S.
Onkologische und strahlentherapeutische Zlelvolumlna bestrahltes Volumen
behandeltes Volumen
P!aoungsziei-
I!Oiumen
kl1rnsches Z1ehlolumcn Tumorvolumen rumorausbre1tuogsgeb1et Oosismessgrö~n
Dosismessgrößen
• 0f1finltion.
Energiedosis (s.S. 17): in der R.1dioonkologie wird die Energiedosis auf Wasser bezogen. Dosisleistung (s. S. 18): Die Dosisleisrung ist das Verhältnis von Energiedosis pro Zeitemheit(Gy/min~ Bei Linearbeschleumgem wtrd die Dosisleistung auf die Anzeige der Momtorkammer bezogen (Si-Einhett Gy/Momtoremhcit). Referenzdosis: Dtcs ist diejemge Energiedosis. dte für die phystkahsche Dostsverteilung im klimschen Zielvolumen als repräsentativ angesehen wind. Dabei ist nach dem ICRU-Report 50 ein Referenz-Dosispunkt festzulegen (ICRU Reference Point). an dem dte Energiedosts als reprihentaflv fiir die Dostsvertei lung angesehen werden kann. Der ReferenT· Dostspunkt sollte betAnwendungvon Photonen~trahlung folgende Kri· tenen erfüllen : • Er soll khmsch relevant sem. • Seine Lage soll emdeurig beschrieben werden können. • Die Energtedosts m diesem Punkt soll hinretchend genau bestimmt werden können. • Er sollnicht m emer Region mtt hohem Energtedosisgradienten hegen.
107
A 5.4 Durchführung der Radiotherapie und spe1ielle Techniken
Dosis-Volumen-Histogramm Volumen(%) 100~----......
-
Tumorvolumen Risikoo,·gane
50
so
100
Minlmaldosis: Dies 1St der kleinste Wert der Energiedo~1s m einem Volumen. Maximaldosis: Dies ist der größte Wert der Energiedosis innerhalb einer räumlichen Dosisverteilung. Klinische Relevanz besteht. wenn der kleinste Durchmesser des Volumens 15 mm überschreitet. Dosis im Risikobereich: Maximalwert der Energiedosis in einem Risikobereich oder Risikoorgan. Grenzdosis: Energiedosis. d ie in e inem Risikobereich nicht überschritten werden sollte. Dosisspitze (hot spot): Volumen außerhalb des Planungsvolumens. das ellle höhere Dosis als die Referenzdosis erhält. Klinische Relevanz besteht. wenn der kleinste Durchmt'Sser dl's Volumens 15 mm Oberschreirer. Dosis-Volumen-Histogramm (DVH): DVH beinhalten Informationen über die Erfassung d es Zielvolumens und die strah lentherapeutische Belastung von Risikoorganen (Abb. A-5.7). Anhand von DVH lassen sich physikalische Dosisverteilungen bewerten. nefendosis: Dies ist der Absolutwert der Dosis an einem auf der Zentralstrahlachse liegenden Punkt 1n der Tiefe des Ko1·pers. Relative Tiefendosis: Die relative Tiefendosis ist die Dosis entlang der Zentralstrahlachse in der Tiefe bezogen au f einen Referenzpunkt in der Tiefe. Die relative Tiefendosis hangt von der Strahlenart u nd ~nergie. der Feldgröße sowie dem FokusHaut-Abstand ab. Sie nimmt für Photonen mit steigender Energie und Feldgröße zu. Be1 Elektronen fällt sie nach dem Maximum zurT1efe hin steil ab. Die therapeutische Reichweite von Elektronen. definiert a ls 85 %-lsodose. beträgt ca. ~des Zahlenwertes der verwendeten Elektronenenergie in Zentimetern. Aufbaueffekt: M1t s teigender Photonenenergie nimmt der Compton-Effekt zu, wodurch das Dosismaximum in die Tiefe wandert. lsodosenlinle: Eine lsodosenlime verbmdet im durchstrahlten Voltunen alle Punkte gleicher Dosis. lsodosenkurve: Eine Isodosenkurve zeigt alle Punkte gleicher Dosis in einer Ebene, stellt also emen Schnitt durch em Strahlenbündel dar. D1e Dosis wird m Prozent der Rererenzdosis ausgedrückt. z. B. 80%-lsodose. oder a ls Absolutwert (20-Gy-lsodose). Isodosenkurven e1gnen sich tur Beu rteilung von Dosisverteilungen nach Überlagerung der Isodosenlinien mit den CT-Schmnen des Patienten. Festlegung d er Zielvolumina
Festlegung der Zlelvolumlna
Zielvolumina werden durch den Emsatz verschiedener bildgebender Verfahren besnmmt (CT, MRT. PET, s.S. 105). Festlegung der Dosis
Festlegung der Dosis
Die zu applizierende Gesamtdosis richtet sich nach Art. Größe und Malignitärsgrad des Tumors (s. S. 95). und hängt vom Therapieziel und von der Normalgewebstoleranz (s.S. 46) ab. Sie muss so gewählt werden. dass die Wahrschemlichkelt der Tumorkontrolle groß. das Risiko des Auftretens von Spätnebenwirkungen (s. S. 137) an strahlenempfindlichen Organen jedoch gering 1st.
Die Gesamtdosis muss die Tumorkontrolle ermöglkhen und das Risiko von Spätfolgen
Festlegung der zeitlichen Dosisverteilung
Festlegung der zeitflehen Dosisverteilung
Es muss festgelegt werden. ob eme Einze1t·. eine rrakt1onierte oder eine protrahierte Bestrahlung errolgen soll.
m1111mieren.
108
A 5 Strahlentherapie
Einzeltbestrahlung
Einzeitbestrahlung
Sie wird z. B. bei solitären Hirnmetast.lSen angewandt.
Die ~inzeitbesrrahlung (s.S. 35) wird z. B. bei der Behandlung von solitären Hirnmerastasen angewandt
Fraktionierung
Fraktionierung
Die GesamtdoSi~ wird in Einzeldosen aufgeteilt. Es gibt folgende Fraktionienungsschemata (Abb. A-5.8):
Be• der FraktiOnierung wird d1e GesamtdOSIS in mehreren Einzeldosen (Fraktionen) verabreicht Ziel ist die Schonung des Normalgewebes (s. S. 35). Man un terscheidet folgende Fraktlonierungsschemata (Abb. A-5.8): I. Konventionelle Fraktionierung: 5 Tage pro Woche wird mit einer tlglichen Einzeldosis von 1.8 2.0 Gy bestrahlt. D1e Gesamtbehandlungsdauerberrägtca.4-7 Wochen. ZurGesamtdosiss.S. 107. 2. Hyperfraktionierung: Bei gleicher Gesamtbehandlungsdauer wird die Anzahl der Fraktionen im Vergleich zur konventionellen Fraktionierung erhöht. die Einzeldosis verringert. Dadurch ist die Gesamtdosis höher. Ziel ist die Dosiserhöhung bei gleichblt'ibcnden Spdtnebenwirkungen. 3. Akzelerienung: Durch Verabreichung mehrerer Fraktionen pro Tag bei im Vergleich zur konventionellen Fraktionierung unveränderter Gesamtanzahl der Fraktionen und nahezu unverimderter Einzeldosis wird die Gesamtbehandlungsdauer verkürzt. Die GesamtdOSIS muss reduziert werden, damit nicht vermehrt akute Nebenwirkungen auftreten. 7iellst. der Rcpopuherung im Bestrahlungsintervall entgegenzuwirken. 4. Akzelerierte Hyperfraktionierung: Die Anzahl der FraktiOnen im Vergle1ch zu r konventionellen Fraktionierung wird erhöht, die Gesamtbehandlungsdauer dadurch verkürzt und die Strahlentherapie intensiviert. Zwischen den Einzelfraktionen sollten mmdestens 6 Stunden liegen. dam1t das Normalgewebe sich erholen kann. Die akuten Nebenwirkungen sind mitunter schwerwiegender als ber konventioneller Frakuonie runz das R1siko spater Nebenwirkungen ist 1dennsch. 5. Hypofraktlonienung: Im Vergleich zur konventioneilen Fraktionierung ist die Anzahl der Fraktionen geringer. die Einzeldosis höher. Ziel ist, die Behandlungsdauer rm Rahm~n CIOI'r palliativen Therapie zu verkürzen. Die Gesamtdosis wird i. d R.. vernngell. 7wrsdlen den Frakiloneo mbssen IJngere Bestrahlungspausen emgehalten \verden.
1. Konventionelle Fraktionierung
2. Hyperfraktlonierung: Ziel ist die
Dosiserhöhung bei gleichbleibenden Spätnebenwirl
4. Akzelerierte Hyperfraktionierung: Ziel ist eine Intensivierung der Strahlentherapie. Akute Nebenwirkungen können vermehrt auftreten.
5. Hypofraktionierung: Ziel ist die Behandlungsdauer im Rahmen einer palliativen Therap~e zu verkurzt"n.
Fraktlonierungsschemata konvenloonefle rrakloomerung
1111 1 11111 11111 lGy/Tag SxfWoche
Hypeilraktron,erung
Aklek-rierung
akteltriNte Hyper·
Hypofraktionierung
fraktronoerung
1111111111
1111111111
1111111111
lx 1,15Cy/Tag Sx/Woche
1111111111
1111111111
1111111111
2x I.SGy!Tag Sx/Woche
11 1 11
11111
II II I
boost
II II II 5Gy/lag 2x/Woche
Eine Doslsaufsattigung (.boost") im makr<Xkopischen Tumor erfolgt hJullg be• dN aktelerierten Fraktionierung. indem täglich et1e zweite Frak!JOn auf das Tumoooumen (GTV) appliz,ert wird. Protrahierung
Protrahlerung
Be1 Bestrahlung m•t niedriger Dosrsle.stung finden vor allem in gesunden Zellen Repara· turvorgänge statt.
Du.• Gesamtdosis w1rd mit niednger Dosisleistung uber einen Iangeren Zeitraum hinweg kontinuierlich verabreicht. Dabe1 finden in den bestrahlten- vor al lem in gesunden- Zellen (s.S. 35) Reparaturvorgänge stan. Ist die Dosisleisrung sehr niedrig. besteht die Gefahr der Tumorproliferation während der Strahlentherapie.
Festlegung der raumliehen Dosisverteilung
Festlegung der räumlichen Dosisverteilung
Die räumliche Dos.sverteflung hängt von der gewählten Bestrahlungstechnik (s. S. 113), diese wiederum vom Zielvolumen ab.
Neben der zellliehen Dosisverteilung spielt flir die Strahlentherapie die ra~mhche Dosisverteilung eme große Rolle. Sie hängt von der gewählten Bestrahlungstechnik (s. S. 113) ab. Welche Bestrahlungstechnik zum Einsatz kommt, hangt von der Loka· lisauon und Au~ehnung des Zielvolumens ab.
3D-Planung mit Referen-tpunkt
3D-Planung mit Referenzpunkt
Bei komplexen Bestrahlungslechniken kann ein Bestrahlungsplanungsrechner aus den Daten einer unter Bestrahlungsbedingungeil
Gerade bei komplexen Bestrahlungstechniken, z. 6. Mehrfelderbestrahlung. ist die Verwendung emes Bestrahlungsplanungsre
A
109
5.4 Durchführung der Radiotherapie und spezielle Techniken
die spilter bei der Bestrahlung verwendet werden sollen. Die Cf-Daten werden in den Planungsrechner eingespeist und Zielvolumina und Risikoorgane in den einzelnen cr-Sch1chren markiert. Ansch ließend werden verschiedene Bestrahlungsparameter angewdhlt und es wird ein Isodosenplan berechnet. So lassen sicl1 für verschiedene Bestrahlungssituanonen mdividuelle Bestrahlungspläne (s.S. 105) anfertigen. Außerdem können die auf der Basis von Bestrahlungsplanungs-Cf-Daten berechneten digitalen rekonstrUierten Radiografien direkt m1t den Feldkontrollaufnahmen verglichen we1·den. 30-Pianungssysteme erlauben eine dreidimensionale Darstellung der Bestrahlungsplane und eine Oberlagerung der Cf-Schichten mir den Isodosenverläufen (Abb. A-5.9) sowie die Qualitätskontrolle der Bestrahlungsl>läne anhand von DosisVolumen-Hbtogrammcn.
durchgeführten axialen a individuelle Bestrahlungspläne errechnen.
Auch ein Vergleich der digitalen Röntgen· rekonstruktion auf CT -Bas1s mit den Feldkontrollaufnahmen 11t möglich. 30-Pianungssysteme berechnen 30-Bestrahlung~pläne. diese werden mot Cl-Schichten überlagert (Abb. A·5.9).
Wichtige Cutckoiteroen eones Berechnungsplanes sond doe Homogcmtat im Zielvolumen. die Zielvolumenerfassung und die Schonung des umgebenden Norrnalgewebes. Häufig sind mrhrere Optimierungsschrille nötig. wobei jeweils eonzclne Bestrahlungsparameter verändert werden und der Plan neu berechnet word. Es sind zunehmend auch Bestrahlungsplanungssysteme im Einsatz. die eine automatisierte Berechnung von Bestrahlungsparametern bei Vorgabe einer gewü nschten Dosisverteilung erlauben (inverse Planung). Diese Form der rechnergestützten Bestrahlungsplanung kommt vor allem beo der IMRT wm Einsat7. ßcstrahlungspläne sollten zusätzlich Angaben zu Dosismax1ma. -mi nima und der Isozentrumsdosis enthalten. Der Ausdruck von Isodosenverläufen bzw. Dosis-Volumen-Histogrammen ist sinnvoll.
Häufig sind Optimierungsschrotte nötig. wobei jeweils einzelne Bestrahlungspara· meterverändert werden und der Plan neu berechnet wird. Zunt.>hmend ist inverse Planung möglich.
5.4.4 Therapieeinstellung
5.4.4 Therapieeinstellung
Ist eine Bestrahlungsdosis berechnet bzw. wurde ein rechnergc~tutzterBcstrahl ungs plan erstellt, gi lt es. diesen präzose auf das Zielvolumen zu applizieren. je nach verwendeter Technik und therapeutischer Zielsetzung kann dieser .Zielvorgang" unterschiedlich erfolgen.
Klinische Einstellung
Klinische Einstellung
Beo emfachen Bestrahlungstechniken oder bei obernächlichen Tumoren kann die Einstellung der Bestrahlung rein klinisch nach Sicht oderTastbefund erfolgen.
Bei einfachen Bestrahlungstechniken oder bei oberflächlichen Tumoren.
Konventionelle Simulation
Konventionelle Simulation
Der Therapiesimulat or ist ein speziell Hlr doe Bestrahlungsplanung entwockeltes Durchleuchtung.sgerät. mit dem sich einfache Bestrahlungstechnoken somulieren lassen. Es herrschen die gleichen geometrischen Bedingungen wie am Therapiegerät (Line.Jrbeschleunigcr) vor und es werden identische Lagerungshilfen verwendet. Nach Lagerung dl'S Patienten wie fur doc Srrah lentherapoe werden doe Strahlenfelder simuliert und die Bestrahlungsparameter Feldgröße. Cantry (Tragarm)- und Kolli-
Ocr Therapiesimulator ist eon speziell für die Bestrahlungsplanung entwickeltes Durch· leuchtungsgerät, mit dem sich einfache Bestrahlungstechniken simulieren und Strahlenfelder dokumentieren la~~en. b herTSChen dieselben Bl'dongungen wie am TherapiegerJt.
A 5 Strahlentherapie matordrehung. Tischrotation und der Fokus-Haut-Abstand (FHA) eingestellt. Die Strahlenfelder werden mittels Röntgenaufnahmen dokumentiert. Diese dienen dem Vergleich mit den später während der Therapie angefertigten Feldkontrollaufnahmen. Um spater identische Einstellungen am Bestrahlungsgerät vornehmen zu können. werden Feldmitte, Feldgrenzen sowie Lagerungskreuze auf der Haut des P,Jlienten marklerr. Bei Verwendung von Lagerungshilfen empfiehlt s1ch eine zusatzliehe Photodokumentation. Virtuelle Simulation
Virtuelle Simulation
Hier werden die oben beschriebenen Parameter am Computer auf CT·Basis eingestellt.
Alternativ zum klasSISchen S1mulator können d1e oben beschriebenen Parameter am Computer auf CT-Basls eingestellt werden. Man spricht hier von einer virrucllen Simulation. Ein Vorteil dieser Methode ist die Möglichkeit der Verwendung eines nor· malen Computerromografen ohne Notwendigkeiteines speziellen Simulators. Zudem kann die Einstellung von Tischposition. Gantrywinkelund Bestrahlungsfeldern an einem 30-0atensat~ des CTs erfolgen. wodurch eine zuveri.Jssige Zielerfassung gewahrleistet wird.
Planung mit Referenzpunkt
Planung mit Referenzpunkt
Zur Positionierung wird ein Koordinatensystem über einem bestimmten Referenz· punkt im Patienten verwendet.
Während der Planungs-Cf kann em Punkt im Raum mittels dreier Metallmarkierungen auf der Oberfläche des Pat1enten definiert werden. Dieser Punkt befindet sich me1st im Patienten und kann als Ausgangspunkt für ein dreidimensionales Koordinatensystem für die Patientenpositionierung genutzt werden, indem w~hrend der Bestrahlungsplanung Verschiebekoordinaten zum gewünschten Zielpunkt berechnet werden.
Stereotaxie
Stereotaxie
Hierbei wird mittels 30-Zieisystem außerhalb des Körpers die exakte Einstellung der Bestrahlungsfelder ennögiicht.
Alternativ kann em räumliches Koordinatensystem mittels stereotaktischen Zielsystems zur Zielpunkteinstellung genutzt werden. Hierbei wird mittels 30-Zielsystem außerhalb des Körpers die exakte Emstellung der Bestrahlungsfelder ermöglicht.
Bildgesteuerte Radiotherapie (Image guided radiotherapy. iGRT)
Bildgesteuerte Radiotherapie (Image guided radiotherapy, IGRT)
Die iGRT verbessert die Prä~ision der Therapieeinstellung mittels Bildgebung direkt am Bestrahlungsgerät. So kann direkt auf Veranderungen gegenüber der lmtialro Planungsbllclgebung reagiert werden.
Zus.itzlich ~u den bisher genannten Methoden kann mittels Bildgebung direkt am Bestrahlungsgerät die Präzision der Therapieeinstellung verbessert werden. Durch Integration verschiedener ßildgebungsmodalitäten m die täghche Anwendung der Radiotherapie wird d1e rasche und tägliche Kontrolle von Lagerungsgenauigke1t. Tumorposition und eventuellen Veränderungen der Patientenanatomie (~. B. Tumorschrumpfungoderöffnung einer Atelektase) möglich. Somit kann direkt aufVeränderungengegenüber der Initialen Planungsbildgebung reagiert werden.
Interfraktionelle Variationen
Interfraktionelle Variationen
01e Gesamtheit aller Veränderungen, die zwischen den eimelnen Behandlungssitzungen (Fraktionen) auftreten können. beleichnct man als Interfraktionelle VariatiOnen. Variablen: • Positionlerung: Eine präzise POSIIiORie· rung ist insbesondere bei modernen Hochpr~lsionstechniken mit individuel· ler Dosisverteilung wichtig. da hier bereits kleine Positiomerungs.lnderungen große AbweiChungen in der Dosisverteilung bew1rken. • Beweglichkeit der inneren Organe: l. B. Lagevariabilität der Niere, Füllungs· Variationen abdorn1neller Organe, Öffnung e1ner Atelektase oder Größenänderung eines Ergusses.
Die Gesamthell aller Veränderungen und Abweichungen, d1e zwischen den ei~el· nen Behandlungssitzungen(Fraktionen) auftreten können, bezeichnet man als interfraktionelle Variationen. Wichtige Variablen sind: • Positlonlerung: 01e Genau1gke1t und Reproduzierbarkeif hängt stark von der anatomischen RegJOn und der Position1erungshllfe ab. Oie bildgestützte Bestrahlung erlaubt d 1e Deteknon solcher Abweichungen und d1e sofortige Korrektur der Posi· rionierung und erhöht somit die Präzision der täglichen Bestrahlungsfraktionen. Dies ist von besonderer Bedeutung bei modernen Hochpmisionstechniken mit mdiv1dueller Oosisverteilung. Eskalation der Dosis 1m Tumor- bzw. Zielvolumen· bereich und Schonung eng benachbarter strahlenempfindlicher Org.tne. H1cr können kleine PosJtionierungsabwcichungen bereits große Abweichungen in der Dosisverteilung bewirken. Während herkömmliche Techniken unter Verwendung weniger Stehfelder begrenzt anfällig gegenüber solchen Varianonen sind, können be1 solch ausgefeilten Techniken Unterdosierungen des Zielvolumens oder Uber· dos1erungen emes zu schonenden Organs resulucren. 01e IGRT stell t sicher. d.tss ein solch praziser Plan auch genau am richtigen On appliZiert wird.
111
A 5.4 Durchführung der Radiotherapie und speZielle Techniken • Beweglichkelt der inneren Organe : Auch bei perfekter Lagerung von knöchernen Strukturen kann beispielsweise die Niere ei ne erhebliche Lagevariabilität aufweisen. Zudem können Füllungsvariationen abdomineller Organe Ausmaße erreichen. aufdie herkömmlich mit großen Sicherheitssäumen reagiert wurde. ModerneTechniken erlauben nun d1e hochkonformale Radiatio beispielsweise des Magens unter verbesserter Schonung empfindlicher Strukturen. Dies ist mit engeren Sicherheitssäumen machbar. da die bildgesteuerte Radiotherapie sichersteUt. dass das zu bestrahlende Organ getroffen wird. Andernfalls besteht die Gefahr. dass ein individueller. hochkonformaler Plan das Zielorgan verfehlt. Auch Ändrrungen in der Umgebung eines Tumors. wie die OITnung einer Atelektase oder Größenänderung eines Ergusses bei der Behandlung eines Bronchialkarzinoms. können friih detektienund deren Auswirkung auf die anvisierte Strahlendosis berechnet werden. Intrafraktioneile Variationen
Intrafraktionelle Variationen
Sind die interfraktionellen Variationen erkannt. behoben b7w. wurde der Besrrahlungsplan auf geänderte anatomische Verhältnisse adaptiert. kann die Behandlung mit der maximal möglichen Präzision erfolgen. Es bleibt jedoch die Unsicherheit aller Veränderungen innerhalb der Bestrahlungssitzung selbst. was als intrafraktionelle Variation bezeichnet wird. Wichtige Variablen smd: • Bewegung des Patienten selbst : Sie muss durch eme intensive AufkiJrung sowie eine geeignete Immobilisation verhmdert bzw. mm1m1ert werden. • Atembewegung: Davon sind v.a. Tumoren der Lunge und der Leber betroffen. Es sind maximale Bewegungen von bis zu 3 cm beschrieben. Aber auch für Risikostrukturen wie Nieren oder Magen muss eine solche Bewegung berücksichtigt werden. Zum einen kann sie bis auf em gewisses Maß reduz1crt werden. beispielsweise durch den Einsatz einer abdominellen Ko1npression: zum anderen kann durch eme Erfassung der maximalen Bcwegungsamplirude mittels zeitlich aufgelöster Computertomografie (40-CT) ein geeigneter Sicherheitssaum gewählt werden. der den gesamten Aufenthaltsraum emes bewegten Tumors einschließt. Ein anderes Vorgehen besteht darin. nurwJhrend gewisser Atempha~en die llestrahlungdurchzufilhren, was als .Gatlng" bezeichnet wird. H1erdurch können Sicherheitssäume verringert und die Belastung umliegender Gewebe etwas reduziert werden. Diese Methode setzt aber neben der initialen Erfassung der Bewegung auch ein Monitaring wahrend der Therapie selbst voraus. Mittels speZJeller Methoden kann der 1'herap1estrahl auch dem beweglichen Tumor nachgerührt werden. Ein solches ..Tracklng· eines Thmors beschleunigt eine Therapie durch Reduktion der .inaktiven" Zeitintervalle. Sowohl Gating als auch Tracking sind aufwendige Verfahren. die nurdann flir wenige Patienten indiziert sind. wenn herkömmliche Verfahren mit einer zu hohen Belastung der Risikoorgane verbunden sind.
Veränderungen Innerhalb der Bestrahlungssitzung selbst werden als Intrafraktionelle Variationen bezeichnet. Variablen: • Bewegung des Patienten selbst: intensive Aufklärung sowie geeignete Immobilisation • Atembewegung: Rele-vant v. a. für TumOten der Lunge und der Leber, auch für Risikostrukturen wie Nieren oder Magen.
Technische Realisierung der IGRT
Technische Realisierung der IGRT
Es gibt verschiedene Integrationsmöglichkeiten der Bildgebung in das Bestrahlungsgerät: Wcichteilstrukturen. wie z. ß. die Prostata. können m1thilfe des Ultraschalls dargestellt und ihre Pos1rion mithilfe emes stereotaktiSChen Koordinatensystems wr Planungssituation im Ausgangs-Cl korreliert werden. 01ese Methode 1st - wie auch sonst be1m diagnostischen Ultraschall - stark untersucherabhangig. sie hat aber den Vorteil der fehlenden zusätzlichen Dosisbelasrung. Mittels digitaler Röntgenaufnahmen m 2 Ebenen kann ebenfalls eine Überprüfung der Posi!IOnierung erfolgen. dabe1 1St man weitestgehend aur d1e Darstellung knOcherner Anatom1e begrenzt. Diese Methode eignet sich daher v. a. ftir kle1 nere Tumoren 1m oder mit direktem Bezug zum Knochen. z. B. ossäre Metastasen oder Schädelbasisrumoren. Zur besseren Darstellung von Weichgewebsstrukturen kann eine volumetrische Bildgtbung mittels ComputertomograOe emgesetzt werden. Diese kann m1t emem eigenständigen CT erfolgen. in das der Patient auf dem Bcstrahlungsnsch direkt 111 Besrrahlungsposition gefahren werden kann (ln-room-CT. Abb. A-5.10a). Diese Anordnung benötigt allerdings zwei Geräte und beansprucht viel Platz. der nur in wenigen Bestrahlungsr;iumenvorhanden ist. Hier bietetdie Integration des CT d1rekt in das Bestrahlungsger~t deutliche Vorteile. 01e klassische Cl-Technik lässt sich jedoch kaum unterbringen. so dass 1m Großteil der technischen Lösungen ein sog. Kegelstrahi-CT
Es gibt verschiedene Integrationsmöglichkei-
ten der Bildgebung in das Bestrahlungsgerät: Ult raschall: geeignet für Weichteilstrukturen (z. 8. Prostata).
Röntgenaufnahmen 1n 2 Ebenen: geeognel fur kleinere Tumoren om oder mil direktem Bezug zum Knochen (1. 8. ossäre Metastasen oder SchadelbasistumOten). Computertomogralle: zur besseren Darstellung von Weichgewel>strukturen. Es gibt verschiedene Systeme (Abb. A-5.10): • eigenst.lndlges 0, in das der Patient auf dem Bestrahlungstisch gefahren werden kann (ln-room-CT) • in das Bestrahlungsgerät integriertes 0 (Kegelstrahi-CT oder Cone-beam-CT)
A 5 Strahlentherapie
BlldgefOhrte Strahlentherapie mittels CT a Separates CT (ln-room-CT). b Kegelstrahi-CT
(Cone-beam·CT). c Rotierender Beschleuniger
auf emer Ring-Gantry.
b
c
• rotierender Beschleuniger auf einer Ring· Gantry.
Einbindung der IGRT in die klinische Strahlentherapie Oie IGRT stellt eine WIChtige Methode in der Radioonkologie dar, d1e zur sicheren und präzisen Anwendung moderner Techniken beitragen. Dennoch benötigt keineswegs jeder Patient eine sokhe Bildsteuerung Sie sollte dann 1um (ins.1t1 kommen, wenn die genannten Variationen mittels geeignl'· ter Sicherheitssäume nicht verhindert bzw. minimiert werden können.
verwendet wird (Cone-beam-CT. Abb. A-S.l). Hier wird kein Facherstrahl verwendet, da die mehrfachen Rotationen mit den normalen (-Arm-Beschleunigern mcht zu reahs1eren sind. Es ist zwar eine Rotation des Bestrahlungsarme~ Ober 360• möghch. Jedoch keine kontinuierliche Rotation über mehrere Umläufe. Um dieses Problem w umgehen, kann statt des Fächerstrahlsein Kegelstrahl ein größeres Volumen in einer Rotation abbilden (Abb. A-5.10b). Eine andere technische Realis1erung der IGRT 1st d1e sog. Ring-Gantry. d. h. em um den Patienten kreisfönn1g rollerender Lmearbeschleun iger. H1er kann eme pratherapeurische CT-Akquisi tion genau wie im klassischen Spirai-CT erfolgen. nur dass auch hier der Therapiestrahl genutzt wird (Abb. A-5.10c). Einbindung der IGRT in die klinische Strahlentherapie Du~blldgefuhrteStrahlen theraple 1st aufwend1g; s1e benötigt eme spezielle technische Ausstattung und stellt eine Herausforderung für Finanz- und Arbeitskraftressourcen dar. Doch sie stellt eine wichtige Methode in der Radioonkologie dar, die zur sicheren und präzisen Anwendung moderner Techniken, wie beispielsweise der intensitats moduhertCn RadiOtherapie oder Part1keltherap11~. beiträgt. W1cht1g ISt rcstzuhalten. dass keineswegSJeder Patient emesolche Bildsteuerung benötigt. in vielen Fallen kön nen die genannten Variationen mittels gee igneterSicherheitssäume 1m Vorauseinkalkuliert und so eine sichere Applikation der beabsichtigten Dosis im Tumor erreicht werden. Die bildgesteue1 te Strahlentherapie sollte dann zum Einsatz kommen. wenn Tumor.Jrt, Tumorsll t. angestrebte Dosis und benachbartt R1~1kostrukturcn solche Sicherhens~aume und eme gt:'w1sse Vanauonsbreite mcht tolerabel machen.
A 5.4 Durchführung der Radiotherapie und spezielle Techniken
5.4.5 Spezielle Bestrahlungstechniken
5.4.5 Spezielle Be~tr•hlung~technlkt>n
Einzelstehfeldbestrahlung Oie Strahlung w1rd llber em ei nz~g~ Strahlenfeld apphzu~rt (Abb. A·5.11). häufig m1t
Einzelstehfeldbestrahlung
konstantem Fokus-H.lut-Abstand (FHA-Elnstelltechnlk) D1c Str~hlenquahtät bzw. der Referenz-DoSISpunkt nchtet ~·eh nach der T1cfcnau~ehnung des Z1elvolumens. Du~ Verwendung eines einzelnen Stehfddes ISt lcd1ghch fur d1e Oberflächen- oder Halbtiefenthera~ sinnvoll. Eine mOghchc lnd1kat•on 1st d1e Bestrahlung symptomarischer Wirbelsaulenrnctastascn.
Die Str.lhlung wird über etn einziges Strahlenf~ld appliziert (Abb. A-5.11 1. olt m1t konstantem Foku~·H.lut-Ab~tand (FliA-Einstelltechnik) l•"'>iltzgt:b..·t 't die Oberflichen- und .... btiefen~
Elnzmtehfeldbestrahlung R: Oosh-Ref~enzpunkt 90 '1: 90 %-lsodO'e so '1: so \ -1\0do
Gegenfeldbestrahlung
Gegenfeldbestrahlung
Bei til.•fcr gelegenen Z•clvolumina oder Lur homogenen Durchstrahlung des Z•elvolumens w1rd die Strahlung ubcr 2 um 180' gcgencmandcr gedrehte rog. Gegenfelder (Abb. A-5.12 ) appliziert D.ldurch w1rd Normalgewebe an der Körperoberfläche stärker geschont. Alternativ zur FHA-Einstclltcchnik kann die Isozentrische Einstelltechnik (lsozcntrum: der Raumpunkt. m dem s•ch bc1 Drehung des Bestrahlerkopfes d1e Zentralstrahlen aller Felder '>Chn4:1dl'n. Abb. A-5. 12) gcw.lhh werden: Iher hegt der Referenz· Do~1~punkt der Strahlcnfcldach'>t' 11n /entrum de~ Llelvolumens. Das Isozentrum entspriCht gleich7tlllg der Drehach5e des Bestrahlungsger;ites. Eine Indikation 1st z. 8. d1e Bestrahlung von HNO-Tumoren mld. der zervikalen lymphknotcnstauonen.
DIP Strahlung Wird ulx•r 2 Gt>gl'11fl•ldN 1m W1nkcl11011 180' (Abb. A-5.121 .1pph11Nt. Dadurch Wird Normalgewebe an der Körperoberfläche starl<er geschont. Statt FHA· ist d1e isolentrlsche Einstelltechnik möglKh (Abb. A·5.121
.wr
Gegenffldbestrahlung R: D<xis·Referenzpunkt
Mehrfelderbestrahlung
Mehrfelderbestrahlung
Be1 der Mehrfelderbestrahlung w~rd d1e Strahlung Ober 2 oder mehr St rahlenfelder apphzi~rt.l. d. R. w~rd d1e l~o7entn<ehf' Fm~telltechmk angt:'wandt OJC.' Mehrfeldrrbestrahlung ermöglicht r.ne optimale Schonung des Normalgewebes. während die Maximaldosis im 7~elvolumen erre•cht wird. Häufig kommt:'nTechniken mit 3 um jeweils 120' gegenem~nder gedrehten Strahlenfeldern (Abb. A·5.13 oder aber 4-Felder-Techmken (sog. 4 Felder flox odf'r Kreuzfeuerbest rahlung. Abb. A·S.14 ) zur Anwendung. ße1 ~hr komplexen llf'lvolumlna können 1111 Ausnahmefall auch mehr als 4 Felder erforderliCh ~m.
Bei 2 oder mehr Strah~nfeldern w11d tU\ Norm;~lgewebc b1•l m.oxinMII'r Wi1 kung dul den Tumor optimal geschont. Oll w("rd(>n 3 (Abb. A-5.13) O
A 5 Strahlentherapie
3-Felder-Technik
4·Felder-Technik
I
1. X
~~ R: Dosis-Referenzpunkt
R:
O~os-Referenzpunkt
Bewegungsbestrahlung
Beweg ungsbestrahlung
Der Fokus dreht sich kontinuierlich auf einer Krt>isbahn oder eonem Kreissegment um den Patienten. Es resultiert eine Dosiseskalation im Zielvolumen ~~ Schonung des Normalgewe~s an der Körperoberfläche.
Bei der ßewegungsbesrrahlung dreht sich dl.'r Fokus konlinuoerlich auf einer Kreisbahn oder einem Kreissegment um den unbewegten l'atienten. Der Referenz-Dosispunkt ist mot dem Isozentrum identisch und liegt im Ziclvolumen. Wä hrend der Bestrahlung bewegt sich das Zielvolumen somit nicht aus dem Strahlenfeld, während die KörperoberO;iche im Eintnttskanal variiert. Es resultiert eine Dosiseskalation im Zielvolumen bei Schonung des Normalgewebes an der Körperoberfläche. Neben einer Vollrotation {360•) können auch em oder mehrere kleinere Winkel in dieser Weise bestrahlt werden. Bei der Rotationsbestrahlung mehrerer Segmente unterscheidet man die bisegmentale monoaxiale und die bisegmentale biaxiale Rotationsbeslrahlung. Bei der bosegml.'ntalcn monoaxoalrn Rotatoonsbestrahlung hegt der Referenz-Oosospunkt im Zent rum des Zoelvolumens und beide Rotationsfelder sond auf ihn gelichtet (Abb. A-5.15). Bei der bisegmentalen biaxialen Rotationsbestrahlung werden zwei Isozentren restgelegt (Abb. A-5. 1 6~ Spezielle Einstelltechniken wie die stereotaktische Rotationsbestrahlung {Abb. A-5.17) haben eine Dosiserhöhung om Zielvolumen beo optimaler Schonung des umgebenden Gewebes zum Zoel und erfordern eine prame Eins1cllung des Isozentrums sowie die weitgehende Immobilisierung des Patienten.
Mehrere Segmente lassen sich durch bisegmentale monoaxiale oder blaxiale Rotationsbestrahlung (Abb. A-5.15, Abb. A-5.16) bestrahlen.
fine spezielle Form ost die stereotaktische Rotationsbestrahlung (Abb. A-5.17).
Blsegmentale monoaxiale Rotationsbestrahlung
2
R X
R: Referenz-Dosispunkt • Isozentrum
Bisegmentale biaxiale Rotationsbestrahlung
2
R1: Referenz-Dosispunkt • Isozentrum 1 R2; Referenz·Dosispunkt • 1SOlentrum 2 Dosisverteilung bei stereotaktischer Rotationsbestrahlung einer Hirnmetastase
A 5.4 Durchführung der Radiotherapie und spezielle Techniken
Dynamische Bestrahlung (dynamlc treatment) Bei der dynamischen Bestrahlung ändern SICh während der Bestrahlung automatisch Bestrahlungsparameter wie Tischdrehwinkel. Gantrywmkel (der Winkel des d1e Strahlenquelle tragenden Tragarm~) und l..lmellen~monen der Muln-leaf Kollimatoren s. u.~ Dadurch kann d1e Dosisverteilung auch lrregul~ren Z~lvolumina eng angepasst und RisikOOf'gane kOnnen m hohem Maße geschont werden.
5.4.6 Modifikation des Strahle nfeldes
115 Dynamische Best rahlung (dynamic treatment) Während der Bestrahlung andern sich Parameter automatisch .o dass sich die DosisiH!f'teilung lrregul.uen ZlelvolumiN anpasst und Risikoorgane geschont werden. 5.4.6 Modofibtlon des Strahlenfeldes
Absorber Be1 1rregularen Zlelvolumma 1st zu.atzh
ßeo •rr"9UI.iren Zrelvolul" ., 1>t eine ZU'- tr· liehe Ausblockung von Normalgewebe mot Metallabsn
Multi-leaf-Kolllmatoren (MLC)
Multl-leaf-Kollimatoren (MlC)
Modernere Beschleumger verfugen uber automausehe Multi-leaf-Kollimatoren (MLC}. Hierbei handelt es sich um em in das Blendensystem integriertes System fokussierter Bleilamellen (leafs) cmer Dl(kc von 5 10 mm. die automatisch ein (gewunschtes) Irreguläres Strahlenfeld kolllmleren (emgrcnlcn). Um d1e Position der leafs festzulegen, w1rd d1e gcwllnschte Blockkontur auf der Simulationsaufnahme eingezeichnet. d1g1talisiert und in Leafpos1tioncn umgesetzt. Müssen sehr kleine irreguläre Zielvolumina bestrahlt werden. smd du~ lcafs dts mtegnenen MLC häufig zu grob. ln solchen fallen kommen manuelle MI C mu emcr Lcafbrelle von 1-3 mm zur Anwendung. 11\'0bc.'r der MI.C 10 rmrn fmschub~n der Untcr~ene des Blendensystems emgeschoben und ver\chraubt wrrd. Die irregularen Feldformen werden be1 der Computerplanung mithilfe spe11eller Software festgelegt und aus PleJuglasrohlmgen gefräst. Die femgen Plexrglasformen werden manuell m den MLC emgebracht und die l..lmellen entsprechend zugefahren und filuert (Abb. A-5.18 ~
Dies sind in das Blendens~tem intcgrlelte fokussierte Bleilamellen (leafsl. die auto matrsch oder manuell ein (gewünschtes) Irreguläres Strahlenfeld kolllmlcren. Ma · nuelle MlC (Abb. A·5.18) w..orden bei s~hr kleinen irregul<~ren /rdvolumrna ~lngl•wut.
Manuel~ Multl-leaf·Kolhmator
Keilfilter
Keilfilter
Dies sind keilförmrge Abwrber. d1e 1n emen Ein~chub unterhalbdes Blendensystems emgeschoben werden und bei j~ekrummtcn ObcrO~chen einen Aus~leJCh des lso· dosenverlaufs ermoghchen (Abb. A-5.19). ln Abh.lng1gke•t von dem durch s1e verursachten Ablenkungswmkel der SO Isodose werden s1e als 15 -. 30 -. 45•- oder so·-Keilfilter bezeichnet. Moderne Beschleumger verfugen ubcr vutuelle Keile: Die Ke1lfilterwirkunx WJrd durch Verschlt'bung des Blendensystems wahrend der Bestrahlung erzeugt
Diese keilförmigen Absorber ermöglichen bei gekrümmten Oberfl~cht'ß ernen Au~qleiCh des Isodosenverlaufs (Abb. A·5.19).
116
A 5 Strahlentherapie
Keilfilter (a) und ihr Funktionsprinzip (b)
a
Körperoberfläche SO :1> I!Odose b
Kompensatoren und Bolusmaterlai
Kompensatoren und Bolusmaterial
Eine unregelm.lß;ge Körperkontur bzw. Form des Bestrahlungsvolumens lässt si
Eine unregelmaßige Körperkontur bzw. große Durchmesserdofferenzen innerhalb emes Bestrahlungsvolumens können durch Kompensatoren aus körpergewebeaqui· valentem Material ausgeglichen werden. Die anhand der Cf-Schnitte hergestellten fokussierten Kompens.ltoren werden patientenfern in den Strahlengang eingebracht Bet sehr obernachliehen Zielvolumona. die bos an die Körperoberfläche reichen, muss eon Bolus aus gewebe~quivalentem Material auf doe Haut des Panenten aufgebracht werden. um den Aufbaueffekt zu reduzieren und eme eiTektove Dosis an der Oberil:iche zu gewährleisten.
Intensitätsmodulierte Radiotherapie (IM Rn
Doe IMRT erl~ubt unter\chicdllche Dosis· intensltäten innerhalb eines Bestrahlungsfeldes. Durch die Verwendung einer Vielzahl von Subleidem wird die hochkontormale Behandlung komplex geformter Zielvofu· mina unter Schonung von benachbarten Risokostrukturen moglo
Doe IMRT hat sich beo kompl11ierten Fallen in der Radioonkologie bt-wJhrt, bei der die Schonung eng benachbarter Organe (Risik.oorgane) angestrebt wird. wie z. B. beo Bestrahlungen im Kopf·Hals·Bereich. So muss bei Malignomen von Mundhöhle. Pharynx und Larynx auf die Speicheldrüsen geachtet werden. DuKh die IMRT kann die Belastung dieser Risikoorgane deutloch reduziert werden.
Intensitätsmodulierte Radiotherapie (IMRT} Charakteristosch für die konvenuonelle Radoothcrapic ost doe Verwendung von Bestrah lungsfeldern einheitlicher Dosisintensitat. Bei der IMRT kan n die Strahlen· dosisintensität hingegen im jeweiligen Bestrahlungsfeld wmoduliertw werden. jedes primäre Bestrahlungsfeld setzt sich dabei aus einer Vielzahl von Subfeldern zusammen, doe nachemander aus möglichst unterschiedlichen Einstrahlrichtungen abbestrahlt werden. Befindet soch em Tumor zum Setspiel direkt neben einem strahlenempfindlochen Organ oder umgibt er dieses, ist es von Vorteil, dies bei der Bestrahlungsplanung speziell zu berücksichtigen. j e nachdem ob eine Risikostruktur durchstrahlt werden muss. wird die Dosisintensitat differenziert moduliert. Somit ist es möglich die Dosis· verteilung so maßgeschneidert anzupassen. dass die Belastung von Risikoorganen deutlich reduzten word. Durch die Verwendung mehrerer intensotätsmoduliener Felder aus unterschiedlichen Richtungen wird bei der IMRT eine hochkonformale Behandlung komplex geformter Zielvolumina ermöglicht. Doe IMRT hat sich bei komplizoerten Fällen in der Radioonkologie bewährt, bei derdie Schonung eng benachbarter Organe angestrebt word. Diese Herausforderung stellt sich beispielsweise regelmäßig bei der Radiotherapoe im Kopf-Hals-Bereich. So mussen bei Malignomen der Mundhöhle. des Pharynx und des Larynx insbesondere die Speicheldrüsen berücksichtigt werden. Da flir den Therapoeerfolg der meisten hier vorkommenden Tumoren eine hohe Bestrahlungsdosis erforder1och ist, konnten herkommloche Therapoeverfahren doese Dosis mehr adaquar apphzoeren oder waren mit belastenden Toxizitäten verbunden. Die gleichmaßige Dosisonrensirat konventooneller Bestrahlungsfelder verursachte eine gleichmä&ige Mitbelastung angrenzender Normalgewebe. Daraus ergab soch eine Dosislimitierung. welche nur reduzierte Behandlungserfolge erlaubte. Andererseots wurden Speocheld rü<en der vollen Dosisbelastung ausgesetzt. was eine ausgeprägte Xerostomoe mit schwerwoegcnden Folgen woe Zahnschaden. Schl uck- und Sprechproblemen und msgesamr deutlich eingeschränkter Lebensqualität zur Folge haben konnte. Abb. A-5.20 verdeutlicht die Speocheldrüsenschonung durch IMRT am Beispiel eines Patienten mit lungengrundkarzmom. Hier erfolgt eine homogene Bestrahlung der zervok.llen lymphabnusswege (rot) bei gleichzelliger Oosiserhohung on der Pnmar-
!
A 5.4 Durchführung der Radiotherapie und spezielle Techniken
Dosisverteilung einer Intensitätsmodulierten Radiotherapie (IMRT) bei Zungengrundkarzinom rot 54 Gy im zervJkalen Lym1>habfluss lila 66 Gy simultane lokale Dosisauf\Jtttgung der Primärtumorregion Schonung der Parotiden (Pieile) m1t 20 Gy Durchschnittsdosis.
tumorregion (lila). Die Dosis der Parotiden kann dabe1 mit 20 Gy auf ein Niveau gesenkt werden. wodurch eine posttherapeutische Erholung möglich wird.
5.4.7 Bestrahlungsplan und Bestrahlungsprotokoll Der Bestrahlungsplan enth~ll s.lmrltche P.tramerer einer Strahlentherapie: Angaben zu Gesamtdosis. Fraktionierungsschema, Einzeldosis und Bestrahlungspausen. Strahlenart und -Qualität, Bestrahlungstechnik einschließlich der aus dieser Technik resultierenden räumlichen Dosisverteilung und zu Zubehor (s.S. 113). Aus dem Bestrahlungsplan l~sst sich d1e Strahlen1herap1e rekonstruieren.
5.4.7 Bestrahlungsplan und Bestrahlungsprotokoll Der Bestrahlungsplan enrhJit s~mtllche Parameter einer Strahlentherapie, so dass sie sich aus ihm rekonstruieren lässt.
Das Bestrahlungsprotokoll enthält neben dem Bestrahlungsplan d1e strahlentherapeutische Verordnung. die Patientendaten, das Ziel der Rad iario, d1e Beschreibung des Z1elvolumens. Angaben über Zusatzmaßnahmen. mitwirkende Personen, Datum, Bestra hlungsnachweis und -hste und ist 30 Jahre aufzubewahren.
5.4.8 Verifikation des Bestrahlungsplans, Feldkontrolle und Dokumentation Vor der ersten Bestrahlung müssen d1e Parameter eines Bestrahlungsplanes auf Plausibilität geprüft werden durch Abschätzung der erwarteten Monitoreinheiten in Abhängigkeit von der Herdtiefe und der Feldgröße. Bei komplexeren Bestrahlungsplanen geschieht d1es durch zusätzliche dosimetrische Messungen am Pha ntom. Be1 der Emeinstellung am Bestrahlungsgerät muss neben der Panentenlagerung geprufr werden. ob das zu bestrahlende Zielvolumen tats.Jchlich mn dem eingestellten Zielvolumen übereinstimmt und ob die Laserkreuze und die Feldausleuchtung mit den Markierungen auf der Haut des Patienten überemstimmen. Auch muss sichergestellt werden. dass Lagerungshilfen. Blöcke, Keilfilter und Kompensatoren ent sprN"hend dem Besrrahlungsplan verwendet werden. Die Überprufung und Dokumentation des Isozentrums und der Bestrahlungsfelder erfolgt durch eine Feldkontrollaufnahme bzw. ein digitales Feldkontroll bild. Oie Strahlenfelder sollten während der Bestrahlungsserie regelmäßig (z. B. in WÖchentlichen Abstdnden) überprüft werden. Moderne Beschleuniger verfugen über Portal-imaglng-Systeme. die eine Feldkontrolle unter Echrze1rbedmgungen noch wahrend der Bestrahlung ermöglichen. Oie Feldkontrollaufnahmen werden JeWeils mit der Simulatoraufnahme oder rnit digitalen, vom Bestrahlungsplanungsrechner rekonstruierten Radiografien verglichen.
5.4.8 Verifikation des Bestrahlungsplans, Feldkontrolle und Dokumentation Komplexe Bestrahlungspläne werden durch dosimetrische Messungen am Phantom überprüft. Bei der ErsteinStellung am Bestrahlungsger~t werden die Felder durch eine Feldkontrollaufnahme bzw. ein dig1tales Feld kontrollbild überprüft und dokumentiert.
Wahrend der Bestrahlung müssen die Strahlenfelder regelmallig überprüft werden. Dazu d1enen Portal-lmaging-Systeme.
A 5 Strahlentherapie Für d1e Unterlagen zur Strahlentherapie be<;teht Aulbewahrungspflicht.
Für d1e Unterlagen zur Strahlentherapie besteht Aufbewahrungspfllcht: Die Protokolle aller Bestrahlungssitzungen und der Bestrahlungsplan müssen nach Ende der Bestrahlungsserie 30 Jahre lang aufgehoben werden. ,.". Die Feldkontrollaufnahmen sind im Bestr~hlungsprotokoll zu dokumentieren und zusammen mit diesem 30 Jahre aufzubewahren.
5.5
Ausgewählte Indikationen zur Strahlentherapie
5.5 Ausgewählte Indikationen zur Strahlentherapie Die Strahlentherapie spielt im interdisziplinären Behandlungskonzept für sehr viele Tumoren aller Körperregionen eme Rolle. Im Folgenden soll eine Auswah l an Indikationen und Behandlungskonzepten fOr die häufigsten Anwendungen gegeben werden.
5.5.1
Hirntumoren
5.5.1 Hirntumoren
Primäre Hirntumoren
Primäre Himtumoren
Allgemeine Therapierichtlinien
Allgemeine Therapierichtlinien
Behandlungskonzept adjuvante Radiotherapie bet Rl/2 • selten primäre Radiotherapie oder Chemotherapie.
D1e Therapie erfolgt m Abhangigke1t von der histologischen Artdiagnose sow1e der Größe und Ausdehnung, patientenspezifischen Faktoren sowie dem Dignitatsgrad ("I entspricht einem benignen Tumor. •1veinem hochmal ignen Tumor). Bei perifokalem Ödem erfolgt eine antiödematöse Therapie m1t Kortikoiden. Bei symptomatischer Epilepsie ISt eme Therapie mit Antiepilept1ka angezeigt. D1e Therapie der Wahl ist d1e vollständige Tumorentfernung und empfiehlt sich vor allem bei lokal umschriebenen Tumoren. Eine adjuvante Radiotherapie kann bei RI/2-Situation je nach Histologie angewendet werden. ln einigen Fällen kann eme primäre Radiotherapie oder Chemotherapu~ erfolgen.
• OP +
--11ZII"fl'~in~e~alle1n1ge Strahlentherapie erfolgt nur bei Tumoren. die eine ausrei chende Strahlensensibilität aufwe1sen (z. B. Mcdulloblastome,lymphome). Die übrigen Tumoren sind relativ srrahlenresistent, so dass zunächst eme weitestgehende Resektion angestrebt wird. Strahlentherapie
Strahlentherapie
Eine adjuvante Strahlentherapie kommt in Frage bei inoperablen Tumoren sowie nach inkompletter Resektion und be1malignen h1meogenen Tomoren (z. B. Glloblastom) (Tab. A-5.2).
Eine adjuvante Strahlentherapie kommt in Frage bei inoperablen Tumoren sowie nach inkompletter Resektion (z. B. Glioblastom. malignes Meningeom). Bei Glioblastomen ist eine Resektion im Gesunden so gut w1e nie möglich. eme adjuvante Nachbestrahlung verdoppelt die Uberlebenszeir im Vergleich zu emer alleinigen Operanon aufbis zu 15 Monate. Durch die Kombinarion der Bestrahlung mit dem oralen Chemotherapeutikum Temozolomide lässt sich die Überlebenszeit weiter erhöhen. Bei nicdriggradigen Astrozytomen oder benignen Meningeomen müssen Faktoren wie Tumorwachstum. Lebensalter. zu erwartende Ausf
Die perkutane Bestrahlung erfolgt bei Hirntumoren meist als fraktionierte Konformationsstrahlentherapie.
Sicherheitsabstand von 5 mm b1s 5 cm.
119
A 5.5 Ausgewählte Indikationen zur Strahlentherapie
Bestrahlung von Hirntumoren Radiotherapie-Indikation
Prognose
'1- ·n
Rl/2 oder lnoperabilität und Progredienz
5-Jahres-Überleben 30-50%
'111
immer nach Resektion oder bei lnoperabilität
ca. 36 Monate mit OP + Radiotherapie
'IV (Giioblastom)
immer nach Resektion oder bei lnoperabilität
ca. 15 Monate mrt OP + Radiotherapie
'I
bei Progredienz eines inoperablen Tumors oder Rest-/Rezidivtumors
10-Jahres-Kontrollrate > 90% nach alleiniger Radiotherapie
'II-' 111
immer nach möglichst weitgehender OP
schlechte Prognose. Rezidive nachwenigen Monaten
Ependymom
immer postoperativ
5-Jahres·Überleben 55-70%
Medulloblastom
immer nach OP + Chemotherapie
5-Jahres-Kontrollrate 4Q-60%
Hypophysenadenom
bei Tumorrest. Rezidiv oder lnoperabilität
5-Jahres-Kontrollrate > 90%
Neurinom
Radloth«.>rapie altemativ 1u OP. postoperativ be1 Rezidiv 5-Jahrcs-Kontrollrate > 90%
Tumorhistologie Astrozytom
Meningeom
Bestrahlung der Neuroaxis: Bei Tumoren mit hohem Risiko für eine Ausbreitung über das Uquorsystem ( z. B. Medulloblastom) ist eine Bestrahlung des gesamten Hirnschädels mit30- 40 Gy und des Spinalkanals mit 30-36 Gy erforderlich. Die Primärrumorregion wird uber ein klemeres Bestrahlungsvolumen bis zu e10er Gesamtdosis von 50-60 Gy aurgesäu igt (Boost-Bestrahlung). Der Patient wrrd. wenn möglich. in Bauchlage in einer Gipsschale gelagert. Das gesamte Gehirn wird unter Ausblockung des GesichtsSChädels über 2 seitliche isozentrische Besuahlungsrelder mit asymmetrischer unterer Feldgrenze bestrahlt. An dre untere Feldgren1e ~chließen sich 2 Stehrclclcr rur die Rad iauo des gesamten Sprnalkana ls brs S3 an. Am Feldanschluss zwischen den beiden sprnalen Feldern werden durch dre Strahldivergenz bedingte Dosisüberschneidungen in der Tiefe bzw. im Myelon durch einen Hautgap (= Haut1ücke) verhindert. Die Feldanpassung zwischen Ganzhirnfeldern und dem oberen dorsa len Stehreld errolgt durch Kollimatordrehungder seitlichen Ganzhirn[elder(Abb. A-5.21). Dre Feldanschlüssewerden alle IOGy um 2 cm rneme Richtung verschoben. um die Dosrs hrer zu verwrschen. Alternativ kann die Bestrahlung der kraniospinalen Achse mittels helikaler intensitätsmodulierter Radiotherapie errolgen. Das bedeutet. dass unter kontinuierlicher Rotation der Bestrahlungsquelle der Patient durch den Strahl bewegt wird. Diese spiralfOrmige Dosisapplikation erlaubt eine Behandlung großer Volumina ohne dre beschriebenen Anschlussschwrerigkeiten meh rerer Felder und der daraus resultierenden Gerahr der Ober- oder Unterdosierung
Bestrahlung der Neuroaxls: Bei Tumoren mit hohem Risiko für eine Ausbreitung über das Uquorsystem (7. B. Medulloblastom) ist eine Bestrahlung des gesamten Hirnschadcis mit 30-40 Gy und des Sprnalkanals m1t 30-36 Gy erforderlich (Abb. A-5.21 ). Alternativ kann die Bestrahlung der kraniospinalen Achse mittels helikaler Intensitätsmodulierter Radiotherapie er[olgen (Abb. A-5.22)
(Abb. A-5.22 ). Bestrahlung der Neuroachse ln konventioneller Technik 2
Hautlücke
Neuroachsenbestrahlung mittels helikaler Intensitätsmodulierter Radloth~raple
120
A 5 St rahlentherapie
Dosisverteilungbel fraktionierter stereotaktischer Radiotherapie eines Keilbeinflügelmeningeoms
Fraktionierte stereotaktische Bestrahlung: Bei Tumoren. die in der Nähe von radiosensiblen Strukturen wie 1. B. dem Htrnst.lmm liegen. selbst aber rt>lativ strahlet'lresistent sind, müssen die Bestrahlungsplanungsuntersuchungen mit einem aufgesteckten Lokalisationssystem durchgeführt werden. das die Berechnung von stereotaktischen Koordinaten ermbgflcht. Alternativ erfolgt die Zielpunkteinstellung mtt einem Integrierten CT am Bestrahlungsgerät. Der Patient wird hierbei jeweils in einer Präzisionskopfmaske gelagert (Abb. A-5.23. Abb. A-5.24).
Fraktionierte stereotaktische Bestrahlung: Bei Tumoren. die in der Nähevon radiosensiblen Strukturen wie z. B. dem Hirnstamm hegen. selbst aber relativ strahlenresistent sind. 1st nach 30-ßestrahlungsplanung eine Zielpun ktbestimmung am Simulator nicht präzise genug. Hier erfolgt eme Immobilisierung des Patienten in einer Präzisionskopfmaske. die eine Genauigkeit von 1-2 mm hat (Abb. A-5.23 ). Die Bestrahlungsplanu ngs-Cl und -MRTwerden mit aufgestecktem Lokalisationssystem durchgefuhrt. das die Bere
Radlodtirurgle: in t>mer einzigen Fraktion wird eme hohe Gesamtdosis von 10-25 Gy auf umschriebene kleine Lä.sionen (z. 8. solitäre Himmet.lSt.lsen. arteriovenöse Malformationen. Akustikusneurinome) appfiz,ert (Abb. A·5.25 Abb. A-5.27).
Radiochlrurgle: D1ese rorm der mehr invasiven Bestrahlung wird am speziell h1erfllr ausgerüsteten Linearbeschleuniger mit Photonen oder aber mn dem Camma-Knife durchgeführt. Die Bestrahl ungerfolgt hierbei perkutan. Man spricht von Radiochirurgie. wei l diese Fonm der Bestrahlung die Elimination des Zielvolumens zum Ziel hat. Das P1V entspricht hierbei in etwa dem ClV, so dass so gut wie kein Normalgewebe im Zielvolumt>n enthalten ist. Deshalb können auch sehr hohe Dosen in einer Fraktion appliziert werden.ln einer einzigen Fraktion wird eine hohe Cesamtdosis von 10- 25 Gy auf umschriebene kleine Läsionen wie 2.. 13. solitäre Hirnmetastasen. arteriovenöse Malformationen (Abb. A-5.25- Abb. A-5.27) oder kleine Akustikusneurinome appli Ziert.
Dosisverteilung bei der stereotaktischen Elnzeltradiatio einer AVM (arteriovenöse Malformation)
AVM·Nidus prätherapeutisch (DSA)
----
llCI 13 0' 2000
121
A 5.5 Ausgewählte Indikationen zur Strahlentherapie
Obliteration des AVM·Nidus nach Elnzeitradiatio (DSA)
[\. ...
Die Radiochirurgie am Unearbeschleuniger erfolgt entweder in einer Pr~zisions l
Die Radiochirurgie am Linearbeschleuniger erfolgt entweder in einer Präzisions· koplmaske oder aber nach invasiver Fix1erung des Schädels in einem stereotaktischen Ring.
Teilchentherapie: Bei relativ strahlenresistenten und chemotherapieresistenten Tumoren. die operatiV nicht vollständig entfernt werden können und damit hohe Rezldivraten aufwe1sen (z B. Chordome und Low-grade-Chond rosarkome der SchadelbaSIS). konntedie Therap1e mit geladenen Tellehen wie Protonen. Helium. Neon oder Kohlenstoff die lokalen Kontrollraren deutlich verbessern. D1e Verbesserung der Ergebnisse beruht auf den vergleichsweise günstigeren physikalischen und biologischen Eigenschaften der Teilchenstrahlen. wodurch eine Dosiseskalation im Tumor auf eine Gesamtdosis > 60 Gy bei opt1maler Schonung der benachbarten Risikoorgane möglich wird. 01e Verfugbarkcit der Te1lchentherap1e ist Jedoch begrenzt.
Teilchentherapie: Bei relativ strahlenresistenten und chemotllerapieresistenten Tumoren. die opero~tJv nicht vollsto1nd1g entfernt werden können und damit hohe Rezidivraten aufweisen (z. B. Chondrosarkome der Schädelbasis). ist die 1herapie mit geladenen Teilchen wie Protonen. HeSum, Neon oder Kohlenstoff Indiziert.
Sekundäre Hirntumoren
Sekundäre Hirntumoren
Bei multiplen zerebralen Metastasen erfolgt eine Ganzhirnbestrahlung mit einer Cesamtdosis von 30-40 Gy. Beim klemzelligen Bronchialk,lrzmom w1rd h~ufig eme prophylaktische Canzhlrnradiatio durchgeführt (s.S. 126). Größere Metastasen können evtl. nach Canzhirnradiatio radiochirurgisch aufgesättigt werden. um d1e lokale Kontrollwahrscheinlichkelt zu erhöhen. Be1 solitären Metastasen kann eme alleinige stereotaktische Emzeltkonvergenzbemahlung am Unearbeschleumger (lokale Kontrollrate> 90%) oder eme Behandlung m1t dem Camma-kmfe erwogen werden. Die Cesamtdosis wird h1erbei so gewahlt ( 15-20 Gy). dass beim Auftreten von neuen Metastasen im weiteren Verlauf eine Ganzhirnbestrahlung angeschlossen werden kann.
Bei multiplen Hirnmetastasen erfolgt eine Ganzhirnbestrahlung mit einer Gesamtdosis von 30-40 Gy.
5.5.2 HNO-Tumoren
S.S.2 HNQ-Tumoren
Nasapharynxkarzinom
Nasopharynxkarzlnom
Karzinome des Nasenrachens sind aufgrund ihrer schwer zugänglichen Lage einer kompletten onkologischen Re~ektion kaum zug.111ghch. ein postoperativer Defekt lasst s1ch nur aufw.Ind1g schließen. Zudem zeichnen SICh diese Tumoren durch eme hohe Radiosensitivität .tus. Sie sind daher im Fruhst.tdiUm eine Domane der alleinigen Radiotherapie. in fortgeschrittenen Stad ien eine Domäne der Radiochemotherapie. Es erfolgt eine Radiotherapie der zervikalen lymphabnusswege beidseits und eine lokale Dosisaufs.lmgung der Primartumorregion.
Behandlungskonzept: primäre Radio· therapie im Frühstadium. Radiochemo therapte bei fortgeschrittenen Stadien
Bei solitären Metastasen ist evtl. die Radiochirurgie angeze1gt
122
A 5 Strahlentherapie
Larynxkarzinom
Larynxkarzinom
Behandlungskonzept: OP oder primäre Radio- oder Radiochemotherapie, postoperative Radiotherapie der Lymphabflusswege bei Befall (Bestrahlungsfelder bei Tl/ 2-Tumoren s. Abb. A-5.28).
Beim Cardnoma in situ des Stimmbandes ist eine endolaryngeale Tumorentfernung als alleinige Maßnahme indiziert. Bei T1/T2-Tumoren werden vergleichbare lokale Kontrollraten von 80-95% mitChirurgischen Maßnahmen oder aber mit Radiatio erretchr. Die Bestrahlungsfelder umfassen bei TI/2-Tumoren ledtghch den Prim~rtumor (kleines larynxfeld. Abb. A-5.28). Bei Tl/4-Tumoren wird in der Regel eine Laryngektomie durchgefiihrt und eine Radiotherapie der LymphabOüsseangeschlossen, sofern ein Befall der Lymphknoten nachgewiesen wurde. Bei inoperablen B/4-Tumoren wtrd eine primare Rad1otherap1e oder Radiochemotherapie von Primärtumor und zervtkalen LK-Stationen beidsetts durchgefOhrr. Bestrahlung eines Larynxkarzinoms im Stadium T2 über 2 lateral opponierende Bestrahlungsfelder
Schilddrüsenkarzinom
Schilddrüsenkarzinom
Allgemeine Therapierichtlinien
Allgemeine Therapierichtlinien
Behandlungskonzept: totale Thyreotdektomie, adjuvante Therapie (Radiojod, Radiotherapie) in Abhängigkeit von Histologie und Stadium.
Grundsätzlich istdieenge Zusammenarbeit von Chirurg, Nuklearmediziner, Endokrineloge und Strahlentherapeut erforderl ich. Die Operation steht im Vordergrund. Es sollte 1mmcr eme totale Thyreoidektomie angestrebt werden. um möglichst opti male Vorau~sctzungen fltl' eme nachfolgende Radiojodtherapie zu schaffen. Eine Radiojodtherapie kommt lediglich bei differenzierten Karzinomen zur Anwendung.
Radiojodtherapie
Radiojodtherapie
Zur Ablation sind Organdosen von 4001000 Gy erforderlich. Nebenwirkungen der Radiojodtherapie können u. a. Thyreoidotis. Gastntis, Sialademtis oder eine Thrornboundfoder lcuko.rytopenien sein.
3-4 Wochen nach roraler Thyreotdektomie wird d1e Radikalitätdurch einen Radiojodtest übeq>rüft:. H1erbe1wird nach oraler Verabretchung von 20 MBq 121jod eme Sondenmessung der aufgenommenen Aktivität in-' der verabreichten Aktivität im zeitlichen Verlauf von mehreren Stunden vorgenommen und das Speichermaximum sowie die effektive Halbwertszeit bestimmt. je nach Uptake wird über die erforderliche Dosis zur vollständigen Ausschaltung des SchilddrOsenrestes. Anzahl der RadioJodgaben und Notwendigkelt emer erneuten Operation entschteden. Zur Ablation smd Organdosen von 400-1000 Gy erforderlich. Zu den optimalen Voraussetzungen gehört ein TSH-Spiegel > 30 mU/1. Werden nach der Ablation im Ganzkörpcrszintigramm Metastasen nachgewiesen. erfolgteine erneute Radiojodtherapie nach 3 Monaten zu deren Elimmation. Hierzu ist eine höhere AktiVitJt von 6-10 GBq nett!' c1nc mehrfache Verabretchung ist möghch. Nach jeder Radtojodgabe erfolgt eme Posttherapteszinrigrafie. Der Effekt der aktuellen Therap1e tritt jedoch erst 6-8 Wochen nach Therapie ein. daher ist ein Kontrollszintigramm nach 3- 6 Monaten zur Überprüfung des Therapieerfolges erforderlich. Nebenwiricungen der Radiojodtherapie ~ind eme ThyreoidtiiS wwie eine Gastnris (frühe Nebenwirkungen). eine Staladenitis kommt beoca. 30 der Patienten vor. des Wetteren treten be1 ca. 25% der Parienten Thrombo- und/oder Leukozytopemen auf.
A 5.5 Ausgewählte Indikationen zur Strahlentherapie Indikationen für die Radlojodtheraple: • zur Ablauon von po~toperativ verbliebenem Schilddrusengewebe bei differenzierten Schtlddrusenk.Jrzmomen (Ausnahme: papillare Schilddrusenk.Jrzinorne im Stadturn pTI bet P..uemen < 4()-45 Jahren: allemtr.e Hemtthyrroldektomte .-.usre•chend) • bet Metaslascn dtlfcrenzu~rter Schtlddrüsenkarzmorne • bei lokorcgionaren Tumorresten oder Rezidiven jodspeichernder SchJiddrfisenkarzinomc.
123 lndlbt~n Radloj~ple:
• Ablatoon von postoperatiV verbliebenem Sdlilddruwngt'Webe bct dlfferenziettem Schilddrihenkolrzinom • M~t~ d•ff. SO-K.lwnome • lokortqlon.ire Tumorreste.
Perkutane Radlatlo
Perkutan. Radlatlo
Die perkutane Rad1at10 1s1 indiziert nach lnkompletter Resektion (R 1/2). bei lnoperabilität. papillären T4-Tumoren oder bei fehlender Radlojodspelcherung. Daneben kommen al~ lnd1kauonen Lokalreztdive oder onkozytare Karzinome m Frage. die mcht komplett re~nert werden konnen. Dte postoperalive R.ldl.ltto 1st be1m medullären Schilddrüsenkarzinom um~triuen. Sie 1st vorallem n.xhmkompletterReselction. be1 pT4-Iumoren. k.Jpsdube~hrenen den Lymphknotenmeust.-.sen sowie bei inoperablem Rez1d1v oder Met.-.stasen indiziert. Ist keme voll~tandtge Resektion möglich. erfolgt eme perkutane Radiatio von Pnm.lrtumor und zervtk.Jien Lymphknotenstauonen be1dsettS rillt 60 Gy. Be• anaplastlsc~n SchllddrOsenkarzinomen erfolgt nach wctt~tgthl'ndcr Resekuon eme P.llhat1ve Rad1.Jt10 m1t 30-40 Gy. Beljungen Pauenten 1St n.teh der Operauon eme hyperfrakuonJerte Bestrahlung in Kombination m1t einer amrazyklinhaltigen Chemotherapie zu crw.igen. wobei die Prognose insgesamt schlecht 1st.
Oie perkutane R~dlatio ist indiziert nach lnkomplener Resektion. bei lnoperabilität oder be1 fehlender Radiojodspeicherung. Be1m medull;iren Schilddrusenkarzinom erfolgt ene postopera~ RadiatJO u. a. nach 1nkomplettrr Resekbon oder inoperablem Rezidiv. Bei ilnapiastlschen Schilddrusenkarzinomen erfolgt nach Re-bon i. d. R. etne palhalllie Radiatlo m1t 3()...40 Gy. Es kommen a.-p.fp. -a. Gegenfelder zur Anwendung.
5.5.3 Hodgkin-lymphom
5.5.3 Hodgkln-lymphom
Oie Prognose und damn auch die Wahl der Therap1e hangen zum emen ab von der Ausbreitung des Hodgkm-Lymphoms. zum anderen vom Vorhandensein von Risikofaktoren groRer Medl.l\lmaltumor. ~ 3 befallene lymphknoumarcak'. Extranodalbefall. BSG-FrhOhung ~50 mm b7w. 2: 30 mm be1 8-Symptomauk) und 8-Symptomauk (unkl.lres F1eber > 38', Nachtschweiß. Gewichtsverlust von> 10 dP< Korpergewichts in 6 Monaten ~ Die Therap1e. best~d o~us Radiotherapie und/oder Chemotherapie. erfolgt stadlengerecht. ln O..'Ut.schl.md nehmen d1e meisten TherapJe7cntren .. n den Studien der Deutschen Hod1:km Studiengruppe te1l. so da~s d1c Thcr.lpte 1m Rahmen von großen randomtsicrten multtlcntnschen Parienrensrud1~n streng nach Studienprotokoll durchgeffihrt w1rd.
Therap•..-nt\Cheldend ,;nd Tumorausbreltung. vorhandene Risikofaktoren (großH IA<-d•~tlnaltumor > 3 befallene IK·Art·.tl•.lxtrdnod.Jibddl. BSG-Erhöhung) und 8-Symptornabk.
Allgemeine Therapierichtlinien
Allgemeine Therapierichtlinien
I
Oie Tht-rapoe erfolgt JC nach Stadium mittels Radlotherilple und/odff C~theraple
'f:m§ 0.1 t'S :h'bem1llodgk10-lymphom um ~10e poren1iell he1lbare Krankheu be1 haufig sehr JUn .. n Patienten handelt. muss be1 der lherap1e 10 hohem Maße auch d1e Spättaxizitat (ZweJtmahgnomnsiko 1-2% nach 15 Jahren) berucksichogt werden.
5o ge~n die Be~trebun~n m d1e Richtung. Radlothero~pJe und Chemotherapte so wett w•e möghch zu m1mmteren. ohne eme Verschlechterun11 der Hetlungs.~u>sichten zu riskieren. In den me1sten Fallen kommen Protokolle zur Anwendung. d1e eine Chemothero~plc m11 c10cr nachfolgenden Radiotherapie kombinieren. Je nach Stadtum w,orden dte Palienten bei Teilnahme an Stud1en der Deutschen Hodgk10-Studicngruppe den hm11ierten. intermed1aren ode1 foJtgcschnttenen StadJen zugeordnet und 10 d1e jeweihgen Therap1earme random1sierr. ln den frOhen Stadien (Stadium I und II ohne Risikofaktoren) erfolgt zunächst eine Chemotherapie m1t 2 Zyklen ABVO. anschließend e10e 10volvcd field Radiotherapie m1t 30 Gy. Finen Sonderfall stellt das lymphozyten-pr.Jdommant~ Hodgkin-lymphom tm Stad1um lA do~r das m1t emer alle1111gen lnvolvcd·field (IF}-RadJotherap•~ m1t 30 Gy gut het'bar tst In den intennedlaren Stadien (Stadten I. UA mn RlsJkofaktoren.ll8 m1t den Rlstkofalctoren hohe BSG oder m•nd. 3 Lymphknotenarealen 1erfolgt m d~r Rrgel eme sequentielle Radiochemotherapie Ote Standardtherapie ~teht au~ 4 Zyklen ABVD. gefolgt von ell'ler lf Rad1o n •rapu.• m1t 30 Gy. 01e lntensuat der Chemotherapie 1st Gegenstand von Stud1en.
Behandlung~konupt:
Kornbmation aus und Radiotherapie in Abh.ing•gkelt vom Stad1um: Chemott~~e<.tplt•
• frühe Stadien: 2 Zyklen Chemotherapie m1t n.>nder IF Radiotherapie
• inttrmediJre Stadien: 4 Zyklen Cho..,. >1"-' ITlll nachfolgender IF RoKJ...:J · ·"'P'e
124
A
• fortgeschrittene Stadien: Chemcr therapie, Radiotherapie bei Resttumor der buiky disease.
Bei allen f o rtgeschri ttenen Stadien steht die alleinige Chemotherapie im Vordergrund. Eine zusätzliche konsolidierende lokale Rad iotherapie erfolgt jedoch bei bulky disease (lymphommanifestation > 5 cm) oder weiter bestehendem Resttumor nach Chemotherapie. Die Indikation fOr eine Radiotherapie bei bestehendem Resttumor wird zunehmend mithilfe einer PI'.T nach Chemotherapie gestellt.
Radiotherapie
Radiotherapie
Bei der involved-field-Radiotherapie werden lediglich die befallenen LymphknotenregiOnen be~trahlt
Die Rad iotherapie erfolgt als Großfeldtechnik unter Verwendung von lndividualblenden. Bei der lnvolved -field-Radiotherapie werden lediglich die befallenen Lymphknotenregionen bestrahlt. Typische Feldformen sind das T-Feld be1 Mediastinalbefall oder das Paraaortalfeld bei Befall der paraaortalen Lymphknoten. Bei der Extended-field-Radiotherapie werden alle befallenen Lymphknotenregionen sowie alle angrenzenden. klinisch nicht befallenen Lymphknotenregionen bestrah lt. Typische Radiotherapiefelder sind bei hochzervikalem Befall das Mantelfeld ( beidSCitS zervikale. supra-/i nfraklavikuiJre. axilläre. mediastinale und hil3re Lymphknoten: Abb. A-5 .29 ) sowie das umgekehrte Y (paraaortale. iliakale, inguinale Lymphknoten sowie Milzstiel und ggf. M ilz). Die Extended -field-Radiotherapie kommt heute n ur noch im Einzelfall bei Kontraindikationen für eine Chemotherapie zur Anwendung.
Bei der Extended-field-Radiotherapie werden alle befallenen Lymphknot enregionen sowie alle angrenzenden. klinix-h nicht befallenen Lymphknotenregionen bewahlt (Abb. A-5.29).
5 Strahlentherapie
Mantelfeldbestrahlung beim Hodgkin-Lymphom unter Einschluss der ~ervikalen, supra-. infraklavikularen, axillären, mediastinalen und hilären Lymphknoten
5.5.4 Non·Hodgkin· lymphom (NHL)
5.5.4 Non-Hodgkin-lymphom (NHl)
Allgrmrlne Therapierichtlinien
Allgemeine Therapierichtlinien
Behandlungskonzept: • aggressive NHL: Chemotherapie. evtl. konsolidierende Radiotherapie
Aggressive NHL gelten als heilbar, sofern be1 der PrunJrrherap1e eme VollremiSSion erreicht werden kann. Da in ca. 90% aller Fälle primär ein Stadium IV vorliegt. erfolgt unter Berücksichtigung des Alters sowie des Allgemeinzustandes m der Regel eine Chemotherapie. Be1 bulky d1sease oder Resttumor w~rd in den Stad1en I und II eine konsolid ierende Radiatlo empfohlen. Indolente NHL iiegen ebenfalls bei Diagnosestellung meistens 1m generalisierten Stadium vor. Eine kurat ive Radiotherapie kann nur in den lok alisierten Stadien 1/ 11 durchgeführt werden. ln höheren Stadien erfolgt eme Chemotherapie unter palliativem Ansatz. wobei bei nur geringer Progred1enz auch zugewartet werden kann. Insbesondere MALT-lymphome und follikuläre Lymphome konnen 1m Stadium I und II durch eine aih~1mge Radiotherapie (involved field) gehe1lt werden.
• indolente maligne NHL: kurative Radiotherapie nur in Stadien I und II. ansonsten Chemotherapie Ausnahme: MALT-lymphome und follikuläre Lymphome können durch Radiotherapie geheilt werden. Oie Ganzkörper-Elektronenbestrahlung kann bei Mycosis fungoides und sezary· Syndrom zur Remission führen.
Die Mycosis fungoides und das 5ezary-Syndrom werden in den Stadien 111/IV chemotheraplert. Be1 isoliertem Hautbefall ohne Lymphknoten- und Viszeralbeteiligung kann eine Ganzkörper-Elektronen best rahlung zu guten RemiSSionen führen.
A 5.5 Ausgewählte Indikationen zur Strahlentherapie
Radiotherapie
Radiotherapie
Ähnlich wie beim Hodgkin-Lymphom wird auch bei den NHL in Großfeldtechnik (IF/EF) bestrah lt. Die benötigte Gesamtdosis liegt bei alleiniger Radiotherapie von aggressiven NHL be1 50 Gy. nach Chemotherapie werden Dosen von 36-40 Gy für eine Konsolidierung benotigt. Bei den mdolcnten NHL hegt die Dosis bei 40 Gy.
Oie Bestrahlung erfolgt wie beim Hodgkin· Lymphom in Großfe.ldtechnik. Die Gesamtdosis beträgt für aggressive Lymphome 50 Gy (36-40 Cy nach Chemotherapie mot Resttumor oder bulk), für niedrig maligne Lymphome 40 Gy.
5.5.5 Bronchialkarzinom
5.5.5 Bronchialkarzinom
Man unterscheid('( .JIIgemein nicht kleinzellige von kleinzelligen Bronchialkar7inomen. Daneben wird zwtschen zent ralen und peripheren Kartinomen unterschieden.
Allgemeine Therapierichtlinien
Allgemeine Therapierichtlinien
Die Entscheidung über die stadiengerechte Therapie sollte immer interdiszipli när getroffen werden (Abb. A-5.30). Behandlungskonzept beim Bronchialkarzinom NSCLC
[
resezierba<
P<äOPRT
bei Pancoast
RT oderRCHT
OP
ru ,----'''----,
Tl/2RO
keine weitere Therapie
L CHT
Rl/2 oderN2 RT SCLC
=:J Clll
I
I
konsolidierende RT PT/Mediastinurn
RT nur bei guter part. Remission oder Vollremission
I bei Vollreminion nach CHT prophylaktisch GH·RT NSCLC SCLC CHT
bel Vollremissoon
nachCHT J>rophylaktisch GH-RT
nocht kleinr~lllgc~ Bronchialkaollnom kleinzelliges Sronthoalk.lrzlnom Chemotherapoc Radiotherapie Radiochemotherapie Nicht kleinzelliges Bronchialkarzinom
Nicht kleinzelliges Bronchialkarzinom (NSCLC)
(NSClC)
Bei Operabilität (ca. 20 %) sollte primär operiert werden. Die OP beinhaltet eine mediasnnale Lymphknotendtssektion. Aufgrund der hohen Metastasierungsrate ist auch 1mmer dte Indikation fur emc Chemotherapie zu prüfen. Be1 resezierbaren NSCLC ist eine Bestrahlung lediglich indiziert bet. • Pancoast-Situation präoperative Radiatio. ggf. kombmiert mit einer Chemotherapie) • Rlf2-Resektion oder N2-Situation.
Bei resezierbaren NSCLC ist eine Bestrahlung lediglich indiziert bei: • Pancoast·Situation (präoperative Radiatio. ggf. kombiniert m1t eoner Chemotherapie) • R1/2·Resektion oder N2-Situation.
A 5 Strahlrntherapie
Bei nicht resezlerbarem NSCLC erfolgt doe kombinierte Radiochemotherapie oder eine Radiotherapie.
Beo nicht resezlerbaren NSCLC ist die perkutane Bestrahlung grunds.'irzlich indtziert, sofern der Allgemeinzustand des Patienten eine Radiatio zulässt Mit einer kombinie rten Radiochemothe rapie können die besten Ergebnisse erzielt werden. Die Bestrahlung erfolgt über a.-p.fp.-a.-Gegenfelder bzw. als Mehrfelderbestrahlung nach computergestUtzter 3D-Bestrahlungspl~nu ng. Bei Patienten in gutem Allgemcmzustand ist eine Dosiseskalanon Ober 60 Gy zu erwägen.
Kleinzelliges Bronchialkarzinom
Kleinzelliges Bronchia lkarzinom
Oie Chemotherapie steht Im Vordergrund. 8P~ begrenztem Tumorstadium erfolgt eine konsohdiNt>nde, lokale Bestrahlung des Primärtumoo·s sOWie des Mediastinums mit einer Gesamtdosis von 50- 60 Gy.
Bei klcinzciHgen Bronchialkarzmomen s teht aufgrundder frühen Metastasierung und der hohen Chemosensibilität dte Systemische Therapie im Vordergrund. l läufig verwendete Chemotherapeutika smd Cyclophosphamid, Carboplarin und Etopostd. Es werden 4-6Zykleneiner Kombinationschemotherapie verabreicht. Bei begrenztem Tumorstadium erfolgt eine konsolidierende, lokale Bestrahlung des Primärrumors sowte des Mediastinums mit einer Gesamtdosis von 50-60 Gy. Ote 2-jahres-Überlebensrate hegt bet 5-15%. Bei guter Remi ssion nach Chemotherapie sollte sowohlun begrenzten als auch tm forrgeschnnenen Stadium eine prophylaktische Ganzhlrnradiatio erfolgen.
5.5.6 Mammakarzinom
5.5.6 Mammakarzinom
Allgemeine Therapiertehrlinien
Allgemeine Therapierichtlinien
Das brusterhaltende Konzept beinhaltet eine postoperative Radiotherapie der Restbrust Nach Mastektomie erfolgt t>ine Radiotherapie nur beo Risikofaktoren.
Die brust erhaltende Operation als Tumorektomte oder Quadrantenresektion ist die Therapie der Wahl. die modifiziert radikale Mastektomie wird led ig lich noch bei lokal sehr fortgeschriuenen Tumoren durchgeführt. Das brusterhaltende Konzept betnhaltet eine postoperative Radiothe rapie der Restbrust Nach Mastcktomte erfolgteine Radtotherapte nur bet Rtsikofaktoren. Haufig kommteme Biopsie des Wächterlymphknotens (sentinel node) zum Einsatz. Bei Tumorbefall ist die axilläre Dissektion zum Stagmg obligat. wobei die Entfernung von mindestens 10 Lymphknoten gefordert w1rrl Fine adjuvante Chemothe rapie wtrd vor allem bct lymphknotenpositiven prämenopausalcn Frauen und fon geschnuenen Tumoren durchgcrtihrt. Eine adjuvante Ho rmontherapie wtrd analog bei hormonrezeptorpositiven und lymphknotenpositiven postmenopausalen Patientinnen durchgeführt. je nach Rezeptorstatus erfolgt bei Posttivität von Her2neu eine gegen Her2neu gerichtete Therapie.
Radiotherapie
Radiotherapie
Behandlungskonzept: Brusterhaltende Therapie (Tumorektomie + Radiotherapie der Restbrust, Abb. A-5.31 ). Die Gesamtdosis betragt 50 Gy + und Oosis~ufsättigung im Tumorbett mit 10 16 Gy.
Nach brusterhaltender Operation wird die Bestrahlung nach Cf-gestützter Rechnerplanung über Tangentia lfelder mit 4-15 MV Photonen. ggf. unter Verwendung von Ketlfiltern, durchgeftihrr. Ziel ist dte homogene Bestrah lung der Restbrust unter optimaler Schonung der Lunge und unter Vermetdung von Dosismaxima (Abb. A-5. 31 ). D1e Gesamtdosis beträgt 50 Gy. Die Dosisaufsamgung des Tumorbettes mit 10-16 GyunterVer.vendung von Elektronen ist in den allermeisten fallen ind iziert. Bet großer Mamma. thoraxwandnahem Sitz oder R1/2-Status kann eine Boos\-Bestrahlung mtt lr- 192 tm Aftertoading-Verfahren (CD 18-20 Gy) vortet lhaft setn. 30.Bestrahlungs plan zur Radlatlo der Restbrust bei Mammakarzinom
A 5.5 Ausgewählte Indikationen zur Strahlent herapie
5.5.7 Ösophaguskarzinom
5.5.7 ÖSOphaguskarzinom
Allgemeine Therapierichtlinien
Allgemeine Therapierichtlinien
Die Therapie wird aufgrundder frühzeotigen Metastasierung und häufig bereirs fortgeschrittenem Stadium mit Übersehreoien der Organgrenzen meistens unter palliativer Zoelserzung durchgeführt. Als Therapieoptionen kommen chirurgische Maßnahmen. Radiotherapie sowie Chemotherapie in Frage. Im Bereich des zervikalen Ösophagus ist die kombinierte Radiochemotherapie Therapie der Wahl. Im mittleren und kaudalen Abschnitt wird häufig rine at>dominothorakale Ösopha· gusexstlrpatlon mot mediastinaler Lymphknotendisseknon angestrebt. die Passage wird mit Magen- oder Koloninterponat wiederhergestellt. Eine Operation istjedoch nur dann si nnvoll. wenn eine vollständige Tumorenrfernung wahrscheinlich ist. Mit einer kombinierten Radiochemotherapie oder der präoperativen Radiochemotherapie können vergleichbao·e Ergebnisse erzielt werden. Als Chemotherapeutoka kommen 5-FU und Cisplatin zur Anwendu ng. Als palliative Therapieoptionen sind Stent-lm plantation, Lasertherapie. Bougierung und Brachytherapie zu nennen.
Die Therapie erfolgt meist unter palliativer Zielsetzung.
Behandlungskonzept: OP nur bei Operabilität. sonst kombinierte Radiochemotherapie (50-60 Gy+ 5-FU J Cisplatin).
Radiotherapie
Radiotherapie
DasZielvolumen fürdoe perkutane Radiotherapie umfasst den befallenen Ösophagus mit eonem Sicherheitsabstand von Je 5-8 cm nach proximal und dostal (mögliche submuköse Ausbreitung)(Abb. A-5.32). Zusätzlich werden je nach Lokalisation die regionären Lymphknotenstationen eingefassL Die Bestrahlungsplanung erfolgt meist ergestutzt als Mehrfeldertechnik. Doe GesamtdoSIS betragt bei kuratovem Ansatz und bei Kombmation mn Chemotherapoe 50-60 Gy in Shnnking-field-Technok (das Zoelvolumen wird während der Bestrahlungsserie nach 45 Gy verkleonert). Der Boost kann auch mit HDR-Afterloading erfolgen. Die Chemotherapiegabe erfolgt simultan zur Radiotherapie.
Die Radiotherapie erfolgt in der Regel als Mehrfeldertechnik nach CT ·gestützter Bestrahlungsplanung (Abb. A-5.32).
30-Bestrahlungsplan zur Bestrahlung eines Ösophaguskarzinoms (sagittale Ansicht der Dosisverteilung)
--~~------------------:
5.5.8 Pankreaskarzinom
5.5.8 Pankreaskarzinom
Im Folgenden werden ausschließlich die Karzinome des exokrinen Pankreas besprochen. lhstologosch handelt es soch uberwoegend um Adenokarzinome
Allgemeine Therapierichtlinien
Allgemeine Therapierichtlinien
Die einzige kurative Therapie besteht in einer partiellen Duodenopankreatektomie (Whopple-OP). die jedoch meistens nur beim Papillenkarzinom oder bei Pankreaskopftumoren durchfuhrbar ist. Ooe 5-jahresliberlebensrate liegt beo ca 10%. Beo lnoperabllltät oder unvollständiger Resektion k<mn eine Radiotherapie, ggf. auch m Kombination mit einer Chemotherapie als palliative Maßnahme bei Schmerzen indiziert sein. Bei grenzwerrig operablen Pankreaskarzi nomen kann auch eine präoperatove kombonoerte Radiochemotherapie erwogen werden mir dem Ziel. sekundar Operabohtat zu erreichen. Wirksame Chemotherapeutika sind 5-FU und Gemcitabinc mit Ansprechraten von bos w 25%.
Behandlungskonzept: • kurativ: partielle Duodenopankrcatektomie • palliativ: Radiotherapie+(- Chemo· therapie.
A 5 Strahlentherapie
30-Bestrahlungsplanung beim Pankreaskarzinom
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Radiotherapie
Radiotherapie
Bei inoperablen Pankreaskarzinomen word dil' Radiatlo mit palliativer oder neoadJu· vanter Absicht bis zu einer Gesamt~is von 45- 50 Gy durchgeführt. Es kommen Mehrfeldertechniken zur Anwendung (Abb. A-5.33).
Bei inoperablen Pankreaskamnomen wird die Radialio mit palliativer oder neoadjuvanrer AbSICht b1s tu einer Gesa mtdosis von 45-50 Gy durchgefOhrr. F.s kommen Mehrfeldertechniken nach 3-dlmensionaler Bestrahlungsplanung zur Anwend ung (Abb. A·5.33). Das Behandlungsvolumen beinhaltet neben dem Primärrumor und den regionären Lymphknotensrationen bei Pankreaskopfrumoren das duodenale C. bei Pankreasschwanztumoren den Milzhilus.
5.5.9 Vaginalkarzinom
5.5.9 Vaginalkarzinom
Allgemeine Therapierichtlinien
Allgemeine Therapierichtlinien
Doe Radiotherapie steht bei fort· geschnttenen Stadoeo im Vordergrund.
Eine r.ldtkale 01' ist lediglich be1 portiO· bzw. intrOIIUStl
Radiotherapie
Radiotherapie
Behandlungskonzept: • bei portionahen Tumoren rad1kale OP • bei Infiltration von Parametrien, Becken· wand oder Mukosa von I tarnblase oder Rektum definitive kombinierte RadiOtherapie (perkutane RT des Beckens und Brachytherapil.'-boost) oder alleinige perkutane RT des Becken~.
Es stehen die perkutane Radiotherapie sowie die Brachytherapie (Brachytherapie, s.S. 102)z.ur Verf\lgung. Während bei kleinen auf die Vagina beschränkten Tumoren eme Brachytherap1e der gesamten vagmalen Mukosa ausretcht. erfolgt bet fortgeschmrcneren Tumoren entweder eine komb1merre perkutane Radtothcrapic des Beckens bis zu einer Gesamtdosis von SO Gy und ein Br.lchyrherapie-Boost. oder aber eine alleinige perkutane Radiotherapie des Beckens. Die Therapieentscheidung w1rd individuell entsprechend der Befundausdehnung getroffen. ßei Thmoren in den unteren '11 der Vaginamussen zus~tzlich d1e mguinalen Lymphknoten bestr.lhh werden. Die Prognose ist in den lokalisienen Stadien mit 5-Jahres-Oberlebensraten von 5060% noch gut. in fongeschrirrenen Stadien mit bis zu 25% schlechter.
5.5.10 Endometriumkarzinom
5.5.10 Endometriumkarzinom
Allgemeine Therapierichtlinien
Allgemeine Therapierichtlinien
Behandlungskonzept: • lokalisierte Stadien: abdominelle Hysterektom1e • fortgeschrittene Stadien und/oder bei lnoperabilität: primäre Rad1abo.
Bei den lokalisierten Stadien ist die Therapie der Wah l die abdominelle Hysterekto· mle m1t beidseitiger Adnexektomte. ln fortgeschrittenen Stadien und/oder be1 lnoperabilität aus mternist ischen Grunden erfolgt du~ primäre Radiatlo. Dabei werden unter kurattvem Ansatz perkutane Radiotherapie und Brachytherapie (s.S. 102) kombiniert.
Radiotherapie
Radiotherapie SradtcnunabhJngig erfolgt postoperativ fast immer eme vaginale Kontakttherapie zur Minimierung des Sche1densrumpfrczidivrisikos. Dabei wnd unter Verwendung Spelieller Vaginalapplikatoren eme Cesamtdosts von z. B. 4 x 5 Gy'" HDR-Techmk auf d1e Vagma m 5 mm Schleimhauttiefe appliziert.
A 5.5 Ausgewählte Indikationen zur Strahlentherapie
Dosiswort~lung
IOr die lntrilkavitäre Brachytherapie des Endometriumkarzinoms --------------------~
Im Stadium I und lllcdnn m Abh.ing1gke1t von RISikofalctoren w1e Grddmg. Histologie. lnfiltrauonst1efe, Lymphangiosis carcmomatosa und nach unLUre1chender Lymphknotendissektion be1 nachgcwi~~~nrm pelvmen Lymphknotenbefall eme zusätzliche perkutane Radiotherapie der pelvmen Lymphabnus~ erforderlich ~em. Es werden hierbei 50 Gy appliziert. D1e Paraaortalreg1on wird nurbe1 Adnexbefall oder Nachweis von paraaortalen Lymphknotenmetastasen mitbestrahlt Im Stad ium 111 oder aber bei lnoperabllität wird du.• Durchführung emer primären kombinierten Radiotherapie (Teletherap1e und Brachythcrapie) unter kurativerZiel setzung empfohlen. D1e Brachytheraplt' erfolsl in IIDR·Tt'chnik nach lmbringen von Plastikkapseln in das Uteruskavum (Abb. A-5.34). Diese werden im After1oading-Verfahren mitlr-i92 beschickt. Meistens werden Gesamtdosen von 6 x 7 Gy auf die Uterusserosa verab1C1Cht.S1multan zur Brachytherap1tw1rd d1e perkutane Radiotherapie de1 pelvmen l.ymphabnu~~wcgc durchgt'fuh1t. Nach emer Dom von ca 20 Gy erfolgt d1e Ausblockungder l!e
Stadium I und II: bet R•s.kofaktoren fur Lymphknotenbefall postoperalive RadiO· therap•e (perkutane Rad•otherapl~ dl•\ klc1ncn Beckens • Brachytheraplt>)
5.5.11 Zervixkarzino m
5.5.11 Z~xkarzinom
Allgemeine Therapierichtlinien
All~nt Ther~p••
01e Therap1e erfolgt 'tadll'ngerelht unter Berucks1chugung von md1v1duellen Faktoren wu~ Alter. Kinderwunsch. Operab1htat und mttmlsllschen Beglenerkrankungen. Neben der rad1kalen Hy5terektomle n.lCh Wenhe1m Me1gs m1t pelviner Lymphknotendissektion ~teht d1e kombiillerte bd"IOChemotherilpie 'Teletherap1e und Br<~chy theraple 0111 sunultancr Chcmotherap·~ rur \tadu~n .ercchtcn Therap1c zur Verfugung. • Im Stadium lA 1st eme einfache U)'\ltrektom1e ausreichend. be1 Kinderwunsch kann eine Konisation durchgeführt werden. • Im Stadium IB 1'1 d1e rad1kale U)'\terektom1e nach Wertheim-Mc1gs mir pelviner Lymphknotcndl~'ekuon und voll~tand1gcr lntfernung des PMamerricn MNhode
Behandlungskonzept: • 10 Fri:~Mtad~ rad•k.>le ~terektomoe rwch Werti>e<m-Meoqs • postOperative kombinterte Rad•ochcmotherapoe (perkutdnt' Rdd'oothl'ldplr dl'\ Beck<'fl\ • ßr • Cht·mothera p1t>) bt'i VOtl•cgt•n von Rl\lkofJktoren • primare kombiml"te RddiOChemoth<'
derW~hl.
• Im Stadium IIA w1rd entweder eme 01' nach Werthe1m-Mcigs oder aber eine kombinierte Radiochemotherapie empfohlen. Im Falle emcr Operation 1st eme postoperalive Radiochemotherapie led1ghch bea Befall der pelv1nt>n Lymphknoten. unzureichender l.ymphknotendl\sekuon. R1/2-SIIuauon. LI oder un1ure1chendem Sicherheu~bstand 1m Bere1ch der Scheidenmanschelle t'rfordcrhch • ln den Stadien 118 und 111 AlB erfolgt d1e prunarc kombm1erte R.ld1ochemotherap1e mit perkutaner Bemahlung des klemen Beckens und UDR-Brachytherapie der PnmJrtumorregson Abb. A-S.3S l Dsc Simultan!' CISplatmh.Jiuge Chemotherapte erfolgt m wochenthch"n Ab)tand•·n
Stadium 111 oder bei lnoperabllltät: prundrt' kombinierte Radlothcraptl' (I ••k•th•••••l>•t• und Brachytherap1e. Abb. A-5.34) Stadium IV: mel~t palllallvr R~dlothl'rapte.
chthnit-n
A 5 Strahlentherapie
Dosisverteilung fOr die HDR·Brachytherapie beim Zervlxkarzlnom (HOR • high dose rate)
• Im Stadium IV erfolgt die Therapie individuell in Abhängigkelt von Lokalbefund und Prognose. Radiotherapie
Radiotherapie
Das Zielvolumen für die perkutane Radio· therapoe umfasst die primäre Tumorausdehnung, die Parametrien. Teile der Vagina sowie die regionären Lymphknoten· 1tationen.
Das Zielvolumen furdic perkutane Radiotherapoe umfasst doe pnmäre Tumorausdchnung, die Parametroen. Teile derVagonasowoedie regionären Lymphknotenstationen. DasZielvolumen der Brachytherapie umfasstdie primäre Tumorausdeh nung. die proximalen Parametneo sowie die portionahen Vagonalanteile. Doe perkutane Radiotherapie wird bevorzugt nach 3D·BeSirahlungsplanung als 4-Felder-Box mutcls 10-25 MeV Photonen durchgeführt. Bei der definitiven Radio· therapie (d. h. primärer Radiotherapie ohne vorherige OP) erfolgen eine perkutane Radiotherapie des Beckens sowie eine intrakavitäre HDR-Brachytherapie mit z. B. 5 x 7.5 Gy in wöchentlichen Abständen wAhrend der perkutanen Radiotherapoe. Bei Befall der Parametroen erfolgt eone zusätzliche Boost-Bestrahlung der Parametrien unter Bcrücksochtigung der Afterloadingdosis durch Aussparung der Beckenmotte. Für die lntrakavitäre Brachytherapie beim Zervixkarzinom stehen lr-192-Quellen zur Verfügung. Nach gynäkologischer Untersuchung wird eine Sondierung des Zervikalkanals und des Cavum uten vorgenommen und ein Afterloadingapplikator (z. B. Rong-/Stiftapplikator. s.S. 102) eongelegt. Doe Dostanzierung von Blase und Rektum und doe Fixoerung dl'r Applikatoren erfolgt durch eine Tamponade. Zur Messung der Organdosen werden Blasen- und Rektumsonden eongei>racht.
5.5.12
5eminom
5.5.12 Seminom
Allgemeine Therapierichtlinien
Allgemeine Therapierichtlinien
Behandlungskonzept: radikale inguinale Orchielctomie und adjuvante Radiotherapie oder Chemotherapie in Abhängigkeit vom Stadium (Tab. A·S.l. Abb. A·5.36).
Zunächst erfolgt die radikale inguinale Orchiektomie mit hoher üganor des Samenstranges. Über die weitere Therapie wird entsprechend dem Stadium entschieden (Tab. A-5.3). Im klinischen Stadium I gobt es grundsdtzlich 3 Optoonen: Neben der Radiotherapoe der paraaonalen Lymphknoten mit einer Cesamtdosis von 20 Cy (Abb. A-5.36 ). kann eine Monochemotherapie mot einem Zyklus Carboplatin oder aber engmaschige Verlaufskontrollen mit kurativer Radiotherapie oder Chemotherapie bei Auftreten eines Rezidives durchgeführt werden. ln den klinoschen Stadien II A+B word eme postoperative Radoallo der paraaonalcn sowie der opsilateralen iloakalen Lymphknoten empfohlen. D1e Verwendung einer Hodenkapselost hoer obligat Eone Hodenkapsel istein Bellalter aus Blei zur Aufnahme des Hodens. Hierdurch wird der kontralaterale Hoden vor Streustrahlung geschützt.
A 5.5 Ausgewählte Indikationen zur Strahlentherapie
a Sagittale Ansicht.
b Axiale Ansicht.
c Coronare Ansicht.
Stadlengerechte Therapie beim Seminom Stadium
Stadieneinteilung (Royal Marsden)
Therapie
Dosis
S·Jahres.Überleben
Hodentumor ohne LK·Befall
Radiotherapie (RT) paraaortal
20Gy
95-98~
HA
Befall retro~ritonealer LK~ 2 cm
RT paraaortal • lf">lldteral lliakal
30 Gy
90-95'"'
IIB
Befall rctr~rltonealer LK2-5 cm
RT paraaortal + ipsilateral iliakal
3GGy
80-90,
IIC
Befall retroperitonealer LK> 5 cm
Chemotherapie
80-90 %
111/IV
111: Befall supradlaphragmaler LK IV: extralymphatische Metastasen
Chemotherapie
60-75~
Ab dem klinischen Stadium IIC werden Seminome be1 hohem MetaStas1erungsrisiko chemotherapiert. Als Chemotherapeutika kommen Cisplatin. Bleomycin, Etoposid, Vinblastm und lfosfamid zum Einsatz. ln ca. 5 ~aller Fälle findet sich im kontralateralen Hoden eme testi kulare mtraepitheliale Neoplasie (TIN). d1e sich m 50~der Fälle innerhalb von 5Jahren zu einem inva~l ven Malignom entwickelt. Therapie der Wahl ist hier die Radiotherapie des Hodens mit 20Gy. Nichtseminome können durch eine Radiatio nicht kuriert werden.
5.5.13 Prostatakarzinom
5.5.13 Prostatakarzinom
Allgemeine Therapierichtlinien
Allgemeine Therapierichtlinien
Die Therap1e erfolgt stadlengerecht unter Berücksichtigung von Patoentenalter. Allgememzustand. ßegle1rerkrankungen. Lebenserwartung und Grading. Als Therapieoptionen stehen Operation. Radiotherapie. Hormont herapie sowie m Ausnahmefallen auch die Chemotherapie zur Verfügung. Eine Therapieentscheidung sollte interdisziplinä rgetroffen und der Patient in die Diskussion mit einbezogen werden. Beim zuf.illigcntdeckten Prostatakarnnom ohne klinischeSymptome (oncidental carcinoma) ist bei hohem lebensalterund hohem Differenzierungsgrad eone abwartende Haltung mit engmaschiger PSA-Konrrollc vertretbar. Bei PSA-Ansticg sollte eine lokale Therapie unter kurativer Zielseuung eingeleitet werden. ln frühen Stadien kann entweder durch ei ne radikale Prostatektomie oder aber durch eone pri märe Radiotherapie e1ne He1lung erre1ch1 werden. D1e Ergebnisse beider Verfahren sind vergleichbar, wobei random1s1erte Stud1en fehlen. Be 1m disseminierten Prostatakarzinom (Nl-3. MO-l ) bzw. T4-Tumor ist eine lokale Therapie in der Regel nicht erfolgreich. so dass hier unter palliativer Zielsetzung die hormonelle Therapie vorzuziehen 1st. Eine Hormonablation gelingt durch eine subkap~ulare Orchiekt0m1e oder revers1bel mit Gonadotropin·Releasing-Hormon(GnRH)-Analoga. Bei HarnobstruktiOn on diesen Stadien kann eone palliative Tumorresektion Abhilfe schaffen.
Therapieoptionen sind Operation. Radio· therapie, Hormontherapie wwie in Ausnahmefallen die Chemotherapie.
ln frühen Stadien ist eine Heilung durch radikale Prostatektomie oder primäre Radiotherapie möglich. Beim disseminlerten Prostatakarzinom (Nl-3, M0-1) bzw. T4-Tulll()(ist unter palliativer Zielsetzung die hormonelle Therapie vor1uziehcn.
132
A
Radiotherapie
Radiotherapie
5 Strahlentherapie
------------------~
Bet.andlungskonzept: • T1 -3NOMO: radikale Prostatektomie oder Strahlentherap•e (GD 72-80 Gy) als Kurat•vthe•apie • T4 oder Nl - 3 oder M1: pallldt•ve Hormontherapie. ggf. palliative Radiott.erapie von Knochenmetastasen.
Es sollte eine Konformationsstrahlentherapie unter Verwendung von mehreren isozentrischen Bestranlungsfeldem oder aber eine IMRT (Abb. A-5.37) durchgeführt "erden.
Oie postoperative Radiotherapie ist indiziert nach inkompletter Resektion. kap~überschrCitendem Wachstum. Samenblaseninfiltration und bel po•toperativem PSA-Anstleg.
Die perkutane Radiotherapie ist indiziert als kurative primäre Therapie in den frühen Stadien T1 -3NOMO. Bei nachgewiesenem Lymphknotenbefall kann die adjuvante Radiotherapie der LymphabOusswege die lokale Kontrolle im Becken zwar erhöhen. ein Überlebensvorteil ist jedoch nicht zu erwarten. da bei lymphogener Metastasierung me1stens auch eine hämatogene Metastasierung vorliegt. Ob m den frühen Stad ien eine Kombinarion von Radiotherapie m it Hormontherapie vorteilhaft ist, ist noch nicht abschließend geklärt. Eine adjuvante Hormontherapie wird bei Parienten mit Risikofaktoren empfohlen. Filr eine langfristige lokale Thmorkontrolle nach prim.irer R.1diotherapie 1st eine GeS
IMRT der Prostata unter Rektumschonung
110 115 80
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a IMRT der Prostata - sagittale Ansicht. b IMRT der Prostata - axiale Ansicht. c Dosis-Volumcn·H•St()9ramm (blau- Rektum. grün • Harnbla\1.', rol • I' IV und CTV).
A 5.5 Ausgewählte Indikationen zur Strahlentherapie
133
Alternativ zur perkut<men Rildiotherapie kann in frOhen Stadien eme alleinige inter· stitielle Radiotherapie mit J- 125 erfolgen. Hierzu werden vom Perineum aus ultraschallgesteuert über Hohlnadeln J-125-Seeds implantiert. die im Afterloading-Verfahren mit lr-192 beschrckt werden. Oieses Vorgehen eignet sich msbesondere für sehr alte Puticnten. denen man eine Bestrahl ungsserie über 7 Wochen nicht wmuten möchte. ln den Stadien Tl /2 liegen die 10-jahresüberlebensraren insgesamt bei 80%. bei TITumoren bei 60%.
Eine Alternative zur perl
5.5.14 Kolorektale Karzinome
5.5.14 Kalorektale Karzinome
Allgemeine Therapierichtlinien
Allgemeine Therapierichtlinien
Bei der Therapie des Kolonkarzinoms steht die radikale Tumorexstirpation im Vordergrund. bei Ausbreitung über die Darmwand hinaus bzw.lymphknotenmetastasen oder Fernmetastasen wrrd eine adJUvanre 5-FU haluge Chemotherapie durchgeführt. Oie Strahlentherapie kommt nur m Ausnahmefällen nach R1/2-Resektion oder bei lnoperabilit~r zur Anwendung. Bei Rektum- und Rektosigmoidkarzinomen gilt die anteriore Rektumresektion bzw. die abdominasakrale Rektumamputation als Therapie der Wahl. Bei TI/4 oder N1-3Tumoren erfolgt prJoperativ eine kombinierte Radiochemotherapie nur 5-Fiuoruracil oder eine Kurzzeit radiotherapie zur Senkung der lokalrezidivrate. Bei lnoperabi· lir~t kann evtl. hierdurch ei n Down-Staging und damit Operabiliut erreicht werden. Eine palliative Radiot herapie ist auch bei Patienten mit Fernmetastasen sinnvoll. Bei inoperablen Karzrnomen besteht an einigen Zentren dre Möglichkeit der intraopera· tiven Radiotherapie (IORT) mit Elektronen oder aber der Afterloadrngtherapie. erne postoperative perkutane Dosisaufsarrigung ist jedoch auch in dresen Fällen nötig.
Behandlungskonzept Kolonkarzinom: • radikale Tumorresektion • ber Tl/4. N1·3 oder M1 adjuvante Chemotherapie mrt 5-FU/Follns.'iure.
Radiotherapie
Radiotherapie
Das Zielvolumen fur die postoperative Radiotherapie schließt dre Primärtumorregion. das Sakrum sowre die regronaren Lymphknoten ein. Um den Dünndarm optimal zu schonen. wird der Pat ient rn Bauchlage auf ein lochbren gelagert. Die Radiotherapie erfolgt in Mehrfeldertechnik (3- oder 4-isozenrrische Felder. s. S. 113) nach IT·gestützter Bestrahlungsplanung bei möglichst gefüllter Blase (Abb. A·5.3B). Oie Cesamtdosis liegt bei 45-50 Gy rn konventioneller Fraktionierung oder bei 5 x 5 Gy im Kurzzeitschcma.
Die Radiotherapie erfolgt on Mehrfelder· technlk. die GesamtdO
Behandlungskonzept Rektumkarzinom: • OP (anteriore Rektumresektion oder abdomrnosakrale Rekrumampulation) • bei Tl/4. N1-3: neoad,uvante kombinierte Radiochemotherapoe (45·50 Gy+ 5·FU) oder Kurzzeitradiotherapie (5 x 5 Gy) • bei lnoperabilität: primäre Radio· chemotherapieoder präoperative RCHT wm Downstaging.
3D·Bestrahlungsplan ~ur Radiotherapie eines Rektumkarzinoms (Lagerung in Bauchlage im Lochbrettl
5.5.15 Analkarzinom
5.5.15 Analkarzinom
Allgemeine Therapierichtlinien
Allgemeine Therapierichtlinien
Dre kombinierte Radiochemotherapie mit 5-fluoruracil und Mrtornycin Cistin allen Stadien Therapie der Wahl mit Heilungsraten von ca. 80%. Gegenüberder früher häufig durchgeführten Resektion hat dieses Vorgehen neben einer Steigerung der 5-Jahres-Oberlebensraten den Vorterl des Kontinenzerhalrs. Erne Operation wird ledighch ber Rezidrven nach Radrochemotherapre durchgefllhrr.
Behandfungskonzept: primäre kombinierte Radiochemotherapie (50-60 Gy+ 5-FU/Mrtomycin C).
134
A 5 Strahlentherapie
R.ldiotherapie
Radiotherapie Oie Chemotherapie w1rd simultan zur Radiotherapie verabreicht. &!r der Radiotherapie werden 50-60 Gy Jppliziert. D1e Erfassung der Analreg1on m1t hohen Bestrah lungsdosen. be1 glcJchleitlger Verabreichung von mode1aten Dosen im Berc1ch der Lymphabflusswc,:t.> und Schonung drr G<'nllalrcg•on. gelingt am besten bei der Verwendung von IMRT.
S.S.16 H~mblasenkan:mom
5.5.16 Harnblasenkarzinom
Allgt"mtlne Therapienchilinien
Allgemeine Therapierichtlinien
Prinldr kommen OP. Radiotherapie und Chemotherapie unter &!rückslchtigung des Tumo<\tddiums alleine oder in Kombination zur Ac ,,...,'lldung.
ln der primären Therap1e kommen OP. Radiotherapie und Chemotherapie umer Bcruckslchtigung des Tumorstadiums alleme oder m Kombination zur Anwendung. Bei den operativen Verfahren unterscheidet m.tn dJe transurethrale Tumorresektion tTlJR~ d1e Bl~senteJire-eokt•on sow1e d1e rad1ule Zysto-Pron.Jto-Vesikulotomle. 01c Chemotherapie erfolgt 7Umt1St als CISplatmh.llllge Polychemother.lple. n s(Tl : Me1stens word die TUR .1ls .-.11e1111ge Therap•e durchgefuhrt. Zur RezidiVpro· phyl.-.xe kann nachfolgend eine Instillation von Chemotherapeutika erfolgen. n-4: Alternativ zur radikalen Zysto·Prostato-Vesikulotomle kann eine Tl.IR m1t nachfolgender ddimuver Radiochemotherapie '54 Gy und C1~platin) durchgefuhrt wrrden, 01e He•h•ngndtCn smd vergle1chb.lr. bet derdefimuven Rold1ochemother~p1e unn die H.JmbY·~ Jedoch m Gt. 75 der F~lle erhollten werden. 01e Radiatio erfolgt OolCh Cl-gestutzter Rechnerplanung unter Einschluss der regoonären Lymph.knoten und wird über eme 4-Fclder-Box m Shnnkmg-ficld-Techmk durchgeführt. Die Blase sollte Jeweils entleert werden. um d,l\ ße~trahlungsvolumen so klc111 wie möglich 7U h.1lten. Verble•ix'n n.Kh kombm1erter RadJachemotherapie rumorrcstc. 1st emt' Zy)tektomie notwendig. Ist eme Chemotherapie .1us intert11SIIschen Gründen kontra mdiZiert. kann auch eme .-.llemige Rad1other.1p1e erfolgen. wobei die GesamtdOSIS auf 60- 66 Gy erhoht werden muss.
&!handlungskonzept: • Tos[T I: TUR Blase • T2 -4: radikale Zystektomie oder primäre kombinierte RCHT (54 Gy • C1splatm) Di<' R.Kfo~tiO erfolgt ndCh ( I -gestutzter Rechnerplanung und \Wd ubt•r eine 4-felder· Box in Shnnking·foekHechnok applozoert.
Welchteilsarkome
5.5.17 Weichteilsarkome
AllgemPine Therapierichtlinien
Allgemeine Therapierichtlinien
&!handlungskonzept: • ~ "9" w1de e>:osoon nur 1m Stadium
Ther.1p1e der Wahl 1St d1e TurnorTeSektion mit ausreichendem S1cherhe•tsabst.1nd (wide excision nu ildjuvanter postoperativer Stahlentherapie &!1 diesem VofiC • hen konnen ahnhc!'lgute Ergebnl)\1! emt.'lt wc, den wie durch eme Amput.-.non. Jl'• doch kann gerade 1m Extrem1tatenbere1ch haufog die Funkuon erhalten werden. D•e alleinige w1de excis1on istled1ghch bei Tumoren im StadiUm Tla GI ausreiChend. in allen anderen Stddicn ist die adjuvame Rad1atio obligat. Bc1 großen G2/3-Tumoren word zusatzlieh eme Cht.'motherap•e empfohlen.
5.5.17
• Ia GI • wldc e>«oslon •
postoper~tl\1.'
RadiOtherapie mit 60-66 Gy.
R~
rt-< raple
Doe postoperative R.ldi
Radiotherapie Die postoperative Radlatlo erfolgt me1st uber Gegenfelder m Shnnking-fieid-Techmk
Abb. A-5.39). Ools Z1elvolumen umfasst hrerbe1 dolS Tumorbett ent~prechcnd der pr.l operallven B1ldgebung sow1e emen Sicherheitsabstand von 5 8 cm. Ocr Narben 3D-Bestrahlungsplan zur Behandlung eines Welchtellsarkoms unter Verwendu09 von Gegenfeldern ~~=~------------
A 5.5 Ausgewählte Indikationen zur Strahlentherapie bereichund Drainageausrnrtsstellen sollten immer mtr eingeschlossen werden. Zunächst werden 50 Gy bei Einzeldosen von 1,8- 2.0 Gy appliziert. Anschließend erfolgt eine Dosis.Jufsättigung des Tumorbettes bis zu einer Gesamtdosis von 60-66 Gy. Bei inoperablen Tumoren kann eine pnmäre Radiotherapie erfolgen. jedoch muss hter die Gesamtdosis > 70 Gy gewählt werden. Bei intraabdominellen Tumoren mir fragheher Operabilität erfolgt die Radiotherapie bevorzugt präoperativ. Bei ungünstiger Tumorlokalisation (Körperstamm. retroperitoneal) kann ggf. eine intraoperative Radiotherapie (fORT) mit schnellen Elektronen hilfreich sein. Hierbei wird eine Einzeldosis von 15-20 Gy appliziert. gefolgt von einer postoperativen perkutanen Oosisaufs.'itttgung.
Bei ungünstiger Tumorlokalisation (z. B. retroperitoneal) kann eine IORT mit schnellen Elektronen hilfreich sein.
5.5.18 Ewing-Sarkom
5.5.18
Allgemei ne Therapierichtlinien
Allgemeine Therapierichtlinien
Die Behandlung erfolgt meisr im Rahmen von multizentrischen randomtsierten The· rapiestudien. Die Therapie bestehr ausemer Kombination aus präoperativer Polychemotherapie. OP und Best rahlung nach inkompletter Resektion. Bei lnoperabilitat erfolgt nach der Chemotherapie die primäre Radiotherapie. Erfolgt die OPals wide excision nach gutem Ansprechen auf dte Chemotherapie oder als radikale OP. kann auf eine postoperative Rildrorherapie verztchtet werden.
Die Therap1e besteht aus einer KombinatiOn aus pr.loperdtivcr Polychemotherapie, OP und Bestrahlung nach in kompletter
Radiotherapie
Radiotherapie
Das rumortragende Kompartiment erhält eine Gesamtdosis von 45 Gy. Bei R2-Resektion oder Restrumor erfolgt ein zusatzlicher boost auf das Tumorrestvolumen brs 55 Gy. liegen Lungenmetastasen ber Oragnose vor. muss die zusatzliehe konsolidierende Ganzlungenradiatio mrt 15-18 Gy zur Vemtchtung okkulter Lungenherde erwogen werden.
Behandlungskonzept: • CHT und OP bei operabieil Tumoren • RT bei lnoperabihtäl nach CIIT oder postoperativ b<-i RI/2-Situatlon.
5.5.19 St rahlentherapie bei benignen Erkrankungen Bei der Radiotherapre gutartiger Erkrankungen werden El nu ldosen von 0,2-1 Cy eingesetzt. Bei den mersren lndikanonen genügen Gesamtdosen von< 20 Gy. Der genaue Wirkungsmechanismus ist noch nicht vollständig geklärt. Als Komponenten der Bestrahlungswirkung werden neben einer antl phlogistischen und antiproliferat iven Wirkung auch die Frerseu:ung von Medtatoren und Zytokinen und dte Änderung von Gewebeperfusion und Gewebemilieu diskutiert.
Ewing-Sarl
Resektion.
5.5.19 Strahlentherapie bei benignen Erkrankungen Bel der Radiotherapie gutartiger [rl
Indikationen für die Bestrahlung von benignen Erkrankungen Erit~
lndlbtlon zur RJtdlottwt-..-
Fraw-twoche
Gesamtdosis
akute Entzündungen
akute Parotitis
3 x O.SGy
3-SCy
chron.-rez. Entzlindungen
Panantium
3 X 0.3-1.0 Gy
10·15Gy
Schwed~drüsenabszess
rurunkel degenerative Erlcrankungen
Schmerzlinderung be1 Fersensporn Periarthropathia humeroscapularis Epieond)iopathia humeri Arthrose (möglichst akut)
3 X 0.5-1.0 Gy ggf. 2. Serie nachJ Mon.
3-12Gy
hyperproliferative Erkrankungen
Morbus Dupuytrcn (Frühstadtum) Morbus ledderhose (Frühstadium) lnduratio penis plastica (Schmerzlinderung) Pterygium (Rezidivprophytaxe postoperativ) Keloid (Rez1divprophytax~ postoperativ) HämangiOITI arle<~ovenöse Malformation
3 x 2.0.. 3.0 Gy 3 X 2.ü-3.0 Gy 3 x 2.ü-3.0Gy 3 X 2.ü-3.0 Gy 3 x 2.0-3.0 Gy 1 3 x 4.0Gy 1 X 20-25 Gy I X 15-20 Cy
15-25 Gy 15-25 Gy
endokrine Orbitapathie Prophylaxe heterotoper Ossifikationen Gynäkomastie (prophytakllsch/thcrapeull!><:h)
5 )( 2.0 Gy 12-20 Gy 1x7.0Gy 7.0Gy s X 3.0-4.0 Gy I 5 X 2.0-4 0 Gy 12-20 Gy /20-30 Gy
funktionelle Erkrankungen
!5-30Gy
15-20 Gy 12-20 Gy 4-12 Gy 20-25 Gy 15-20 Gy
A 5 Strahlentherapie lndllu1t1onen sind VO( allem entzündliche, hyperproliferative und degenerative Erkrankungen (Tab. A·5.4).
5.5.20
Notfallindikationen
Indikationen sond vor allem entzund liche. hyperproliferative und degenerative Erkrankungen. Ziel ist die Schmerzreduktion. der Erhalt der Organfunktion sowie die Verbesserung der Lebensqualität Oie Indikation ist bei jungen Parienten aufgrund des Risikos für Schäden der Erbsubstanz eng zu stellen. Du~ Radiotherapie erfolgt enr.vedcr am Orthovoltgerät oder aber am Unear· beschleunlger mutels Photonen oder Elektronen. ln Tab. A-5.4 sind die wichtigsten Indikationen und die benötigten Einzel· und Gesamtdosen aufgelistet.
5.5.20 Notfallindikationen Zoel der notfallrnaßogen Bestrahlung 1st die Ruckbildung einer akuten lebensbedrohlochen Symptomatik, die durch einen malignen Tumor verursacht wurde und noch nicht länger als 24 Stunden besteht. Die wichtigsten Indikationen für eine perkutane Notfallbestrahlung stellen die akute Querschnittsymptomatik und die obere Ein· flussstauung dar. Auch akute Tumorblutungen können durch eme sofortige Radoauo gunstig beeinflusst werden.
Akute Querschnittsymptomatik
Akute Querschnittsymptomatik
Bei potenziell reversibler motorischer Qul'rschnittsymptomatik ist - sofl'm es sich um einen strahlensensiblen Tumor handelt - die sofortige Strahlentherapie indiz1ert (+ antiödematöse Therapie mit Oexame· thasonl).
Bei inkompietter und potenziell reversibler motorischer Querschnittsymptomatik ist doe sofortige Strahlentherapie indiziert. sofern es sich bei dem die Symptomatik verursachenden Tumor um emen relativ strahlensensiblen Tumor ha ndelt (z. B. Lymphom, kleinzelliges Bronchialkarzinom) und somtt eine schnelle Rückbildung des Tumors und damit der Symptomatik möglich erscheint. Begleitend ist immer eine antiödematöse Therapie mit Dexamethason einzuleiten. uegt dagegen e1n rel,lliv strahlenresistenter Tumor vor (z. 8. Nierenzcllkarzmom. Sarkome), ostmit etner schnellen Ruckbildung der Symptomank durch eine Radoat1o mcht zu rechnen. so dass eine Laminektomie (chirurgische Resektion eines Wirbel bogens mit Dornfortsarz) zur Entlastung des Rückenmarks angestrebt werden sollte. Die perkutane Radiotherapie wird in diesen F'allen postoperativ eingeleitet. Oie t.ig· lochen Einzeldosen betragen an den ersten 3- 4 Bestrahlungstagen 3 4 Gy. später cofolgt die Umstellung auf eine konventionelle rrakuonicrung.
Be1 l'her strahlen
Obere Einflussstauung
Obere Einflussstauung
Die Radiotherapie erfolgt über ventro· dorsale Gegenfelder unter Einschluss des Primdrtumors mot erhohten flnzeldosen von 3-4 Gy in den ersten 3-4 Tagen, danach mit 2-3 Gy pro Tag.
Bei tumorbedingter Kompression oder Verlegung der V. cava superior (z. B. zentra l wachsendes Bronchialkar7inom, Lymphome) kommt es zum V.-cava-superior-Syndrom mu Stauung der Halsvenen sowie zur Ausbildung von Ge~ßkollareralcn und Gesichtsödem (Abb. A·S.40). Sofern keine akut lebensbedrohloche Sotuarion vorliegt. sollte vor Einleitung der Strahlentherapie eine histologische Sicherung angestrebt werden. Zur schnellen Besserung der Atemnot erfolgt dann die Radiotherapie über ventrodorsale Gegenfelder unter E1nschluss des Primärtumors mot erhöhten Einzel· dosenvon 3-4 Gy in den ersten 3 4 Tagen. Anschließend word doe Einzeldosis auf2-3 Gy pro Tag redu~ierr. Oie Gesamtdosis richtet sich nach dem urs.lchlichen Primär!Umor. Begleitend erfolgt auch hier eine antiödematöse Therapie mit Oexamerhason.
Stauung oberflächhcher Venen und Gesichtsrötung.
A 5.6 Nebenwirkungen
Tumorblutung
Tumorblutung
Man<:he Tumoren können zu Hb-wirksamen Sickcrblutungen Führen. die durch konservative Maßnahmen wie Koagulation. Tamponade oder Umspritzung nicht zu stoppen smd. Dies kommt vor al lem bei Tumoren des Uterus. aber auch be1 Harnblasenrumoren. Magemumoren oder HNO-Tumoren vor. H1er kann eine palliative Radiotherapie berei ts mit wenigen Fraktionen und niedriger Dosis einen hamostyptischen. d. h. blutstillenden Effekt haben.
Hier kann eine palliative Radiotherapie bereits mit wenigen Fraktionen und niedriger Dosis einen blutslilienden Effekt haben.
5.6 Nebenwirkungen
5.6
Man unterscheidet akute (Aufrreren nach Tagen bis Wochen) und späte (Auftreten nach Monaten bis Jahren) St rahlenreaktionen (Tab. A-5.5 und S. 38). Die Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens hängt von der eingesuahlten Dosis ab.
Nebenwlrkungt>n
Man unterscheidet akute und späte Strahlenreaktionen (Tab. A-5.5).
Die Srrahlenemptindlichkelt blw. d1e Strahlentoleranz verschiedener Organe ist sehr unterschiedlich. Eine Abschätzung des Nebenwirkungsrisikos bei Verabreichung einer bestimmten Dosis kann anhand der TO 5/5 (s. 5. 46) erfolgen. Für Zweitmalignome besteht keine Schwellendosis. es handelt s1ch h1erbei um em stochastisches Risiko. Insgesamt beträgt die Wahrscheinlichkelt unter 1 %. Durch eine Kombin,ltion der Radiotherapie mir einer Chemotherapie erhöht sich das Zweitmalignomrisiko.
Die Wahrscheinlichkeit d~ Auftrelens eines :Zwt>itrnallgnoms nach Strahlentherapie liegt unter 1 %.
Akute und späte radiogene Nebenwirkungen llkute Nebenwirkungen
späte Nebenwirtrungen
Knochenmark
leukozytopenie. Thrombozytopt>nie
Knochenmarlonsuffizienz
Haut
frythem. Ep1lation . Ulkus
Fibro~e.
Herz
Perikard1tis
chronische Perikarditis
Lunge
Pneumoniris
Fibrose
Gastrolntestlnaltrakt
Mukosibs mit Übelkeit. Erbrechen, Oiarrh6. Ulzera. Fisteln. Proktitis
Strikturen, Stenosen. Ulzera
lt>ber
Leberenzymerhöhung
radlogene Hepatopathie
Nit>re
Ulkus. Teleangiektasien
Nephropathie (Fibrose) mit Proteinurie. Hypertonie. Anämie
Ureter, Blase
akute Z~titis
Stenose. Striktur. Ulkus. chronische Zystitis. Schrumpfblase
Hoden
Sterilisatoon
Stenhsation
Ovarien
Steril1sation
Sterilisation
Gehim
Hirnödem
Nekrose
ROdcenmark
transironsehe Myelopathie
chronisch progredicnte Myclopathie mit sensansehen und/ oder motorischen Ausfällen. Lhermitte·Zeichen Plexussc~digung
periphert' Nerven Auge
KeratokonJunktivitis
Katarakt. Erblindung. ConJunctivitis sicca
Ohr
Otitis extema. Paukenerguss
Hörmlnderung, -verlusl
SpeicheldrOst>n
Xerostomie
Xerostomie
A 6 Nuklearmedizin
6
6
Nukleannedizln
Nuklearmedizin
Die Nuklearmedizin umfasst die Diagnostik und die Therapie mit offenen radioaktiven Substanzen (offene Radionuklide). Im CegenS<Jtz zuo· radiologischen Diagnostik, welche die reine Morphologie darstell t, werden bei den nuklNrmedizinischen Methoden Stoffwechselvorgänge stehtbar gemacht (Funktlonsdlagnostlk). Die 111 den Stoffwechsel eingeschleusten R.ldiopharmaka können im Rahmen der Diagnostik mittels geeigneter Messgeräte sichtbar gemacht werden oder bewirken eine thera· peutlsche Strahlenwirkung an emem bestimmten Organ.
6.1
Herstellung von Radionukliden
Die meisten medizinisch eingesetzten Radionuklide werden künstlich erzeugt (Tab. A·6.1 ).
6.1 Herstellung von Radionukliden Die überwiegende Mehrzahl der medizinisch eingesetzten Radionuklide wird künstlich erzeugt. Tab. A·6.1 gibt eme Übersicht über die hierzu emgesetzten Methoden.
Übersicht einiger klinisch genul2ter Radionuklide und ihre Anwendung bdlonukllcl
emittierte
~Wbwertslelt
Herstellung
klinische Anwendung
Str11hlung
"""'Technetium (Tc)
V
6 Stunden
Generator
konventionelle szontigrafische Diagnostik von z. 8. Skelett. Lungen, Nieren, Gehom. Herz
' 8Fiuor (F)
ß"
110 Monuten
Zyklotron
PET. z. 8. Glukosemetabolismus für onkologische und neuoalogische Fragestellungen
"'Gallium (Ga)
ß'
68Monuten
Generator
PET. v. a. in der Ooagnostlk von neuroendokrinen Tumoren (Darstellung von Somatostatinrezeptor)
"Kohlenstoff (C)
ß'
20 Minuten
Zyklotron
PET. z. 8. Aminosäurestoffwechsel für onkologische FragPstellungrn (Prostatakar11nom. Gliome)
'''Jod (J)
y,ß
STage
KPmreaktor
SchilddrGsenrherapoe, MIBG·Therilpie
12ljod (J)
V
13 Stunden
Reaktor/Zyklotron
Schilddrüsendiagnostik, Oopaminrezeptor-Szintigrafie, Aminosäurestolh.echsel
V
2.8 Tage
Zyklotron
liquorszintigrafie. Somatostatinrereptor-Szintigrafu~
"'vttrlum (V)
ß
2,7 Tage
RedktO<
Rad•osynoviorthese, selcktove mterne Radiotherapie (SIRT), Radiopeptidtherapie, Radioimmunetherapie
mlutetium (Lu)
6.7 Tage
Reaktor
R.ldiopeptidtherapie
"'Samarium (Sm)
y,ß v.ß
2Tage
Reaktor
palliative Therapie von SkelettmPta\tasen
· 'Strontium (Sr)
ß
50.5 Tage
ReaktO<
palliatove Therapt~ von Skelettmetastasen
))Xenon (Xe)
V
5,2 Tage
Reaktor
Lungenfunktionsdiagnostik
111
\nd•um (ln)
6.1.1 Isotopenherstellung Im Kernreaktor
6.1.1 Isotopenherstellung im Kernreaktor
Im Kernreaktor können durch Beschuss stabiler Kerne mit Neutronen radioaktive Kerne erzeugt werden. Zugrunde liegen folgende Mechanosmen:
Durch die Bestrahlung stabiler Elemente mot Neutronen können d1ese in radioakuve Nuklide umgewandelt werden. Wegen der hohen Ausbeute smd Kernreaktoren flir d1e Neutronenerzeugung besonders geeignet. Radioaktive Nuklide können hierbei durch den Einfang eines Neutrons durch den Atomkern oder durch eme Sp.Jitung emes schweren Atomkerns entstehen. Beim Neutroneneinfang entsteht ein angeregter Kern mit Neurronenüberschuss. der seine überschüssige Energie in Form von y-Srrahlung abgibt Exemplarisch hierflir steht die Erzeugung von ' 17 Luteuum (ein in der nuklearmed1Z1mschen Therapie genutztes Nuklid aus "'Ytterb1um Eine weitere Methode der Nukllder7eugung ist d1e Kernspaltung. zu der es z. B. durch den Beschuss von "15Uran m11 schnellen Neutronen kommt. Dabei entsteht ein Gemisch von Isotopen. die chemisch gerrennt und gerein igt werden (Beispiel: 111jod).
Beim Neutroneneinfang wird der Atomkern angeregt und emittiert y-Strahlung.
Zur Kernspaltung kommt es L. B. bei Beschuss von muran mit Neutronen. Es entsteht ein Gemisch von Isotopen.
139
A 6.2 Nuklearmedizomsche Diagnostik
6.1.2 Isotopenherstellung im Nuklidgenerat or
6.1.2
I\OIOJ)f'nherstellung Im Nuklidgenerator
Der Nuklidgenerator dornt der ErzeQgUng kurzlebiger radooaktover Nultlide m Kliniken und Pr~xen für dH! nuklearmediZinische Diagnostok. so dass do~ Nuklide vor Ort frro verfugb.Jr sond. Funktoonspnnzop ist die Trennung des Jt'Weohgen Tochternuklids von -.einem l~nltld>ogen Mutternuklid durch EluUM. Das am h.tufigstcn ve..-ndete R.adoonuklid ist -rechnetlum F.s word om Molybdän-Technetium-Generator erzeugt. D.tS Munemukhd 'Molybd~n (T., • 67 Stunden) geht durch ~-Zerfall m das met.tStabile Nuklid ...,.c uber. Motholfe emes Ionenaustauschcrs wird aus • 'Mo ll'lmJ'c-Pertechnctat ("""Tc04) au~gewa~hen '""'Tc04 dient als AusgMlgmobstan7 für die Herstellung der ver~chledenen technetiumhalugen R.adoopharmaka vor Ort. 90"'Tc hat eme Halbwemzelt von 6 Stunden. so dass die Strahlenbelastung des Patienten gering bleobr. Es emottiert y-Strahlung einer Energie von 140 kcV Ein weoterer, 7unt.'hmt'nd verwenderer Generatorost der '· Germanoum - 'Gallium-Generator 1ur Gt.'wmnung d~ Positronrnrmotters' ·c~ Hoerbei zerfJIIt d.J, Muttemukhd "Ge mu emer tulbwenszen von 271 Tagen zu ""Ca mit emer H.llbwenszeu von 68 Mmuten.
Der Nuklidgffierator loelert vor Ort kurzlebige roldiO.lktiiiC Nuklodc. Durch Elution wird ein Tochtemuklod -.om I.Jnglebigen MutterniMid getrennt.
6.1.3 Isotopenherstellung im Zyklotron
6.13
Radooakuve lsotopr konnen durch Beschuss st.tboler Kernemu schweren geladenen Korpuskeln (Protonen. Deuteronen. a-Teolchen) om Vakuum rr1cugr werden. Dies setzt einen Teilchenbeschleuniger (Zyklotron. s. S. 24) voraus. Aufgrund der geringen Ausbeuten sind die O~otronencmissoons tomografischc (PFI-)Do.lgnostik. Kompakte. sog. Noederstrom Zyklotrone, sind teolwetse auch an Khnoken mstalllert.
Im Zyklotron(~. S. 24) ""rdt-n durch Beschu\s m•t \chweren gclitdenen Korpuskeln vor allem p· ·Ernotter (z. B. ' 3Fiuor) für nukiNrml'dllon•sche Untersuchungen (PET) erzeugt.
Das am t..iuhgstcn verw.'ßdete Radionuklid ist ' lc [s word im Molybdän-TechnetiumGenerator erzeugt und hat eine Halbwertszeit von 6 Stunden (gennge Strahlen· belastung lur den l'at1enten).
hotopenherstellung im Zyklotron
6.2 Nuklearmedizinische Diagnostik
6.2
Nuldeannl'dlzinkc:tt., Ooagnostik
6.2.1 Grundprinzip
6.2.1
Grundpronzop
ln der nuklearmedo7onoschen Doagnosnk kommen sog. Radiopharmaka zum Einsatz. d. h. ehemosche Subt~n1en, an doe Radionuklide gekoppdt )ind Die von den Radoonukllden emottlerte Strahlung wird mottels geeogneter M··»$Y~teme cl"tcktoert.
ln der nullbt unverandert. wenn stab•le Atomt' durch ent\pfl'thende roldio~ktM.•I\Ot<>p(' ro\!'t/t "'"'den.
Dabei m.1chen soch doc nuklearmedozmoschen Verfahren das sog. Tracerprinzip zu Nutze. für dessen Entdeckung G. von Hevesy 1943 der Chemienobelpreis verliehen wurde. Das Tracerprinzop b.1sicrt auf der Erkenntnis. dass das blochemosche Verhalten orgamschco Vcrbmdungcn unverolndcrt blcobt. wenn ~tabile Atom'!' durch entspre· chcnde radoo.1ktovc Isotope ersetzt werden. Beo der ln-vovo-Dragnostok werden doe Radoopharrnaka als sog. lracer m germgsren Mengen {mokro- bos pokomolar) in den menschlochen Stoffwechsel emgeschleust. um du~ Funktion von Organen zu Oberprüfen und Stoffwechselvorgange bzw. den Rezeptotbesatz ~Khtb.lr zu milchen. Da doe apphzl
Radoopharmaka werden ab sog. Tracer in genngsten Mo.>ngen in den mens.chhchen StoftWl'Ch~ eongi."SChl(>ust, um die Funktion von Organen tu übefpriilen und StoftwKh. se~ blw. den RezeptO
Die nuklearmedozomsche ln-vivo-Diagnostik ost vorwtl'gcnd Fu nktionsdiagnostik. Sie hefert nur wemge Informationen über anatomische Details. Doe boldliche Dar.tellung der im Korper gemcssen<"n Akuvotatwerteolung ost das Szlntlgramm lk·ondcr$ mot tornografischcn Szmugraficn (SPECT. PET) lassen
l
D•e Ak~o> •tdtswrh••lung JC19t sich im Szintigramm Tomogralos.che Stontigrafoen (SPECT. PET) erlauben Nlt' tokalisationsdi;!9nost"
A 6 Nuklearmedizin
Wichtige konventionelle nukleannedizinlsche Untersuchungen mit y-Strahlern Untersuchung
Radiopharmakon (Tracerl
Applika-
klinische Anwendung
tlonsfonn
01säre Läsionen Myokardperfusion
i.v.
Staging pr~märer und sekundärer Knochentumoren. Osteomyehto~/Osteotis. Prothesenlockerung, .battered child"
i. v.
KHK, Identifikation und Quantifizierung belastungsinduzierter Ischämien und infarzoerten Myokards, linksventrikuläre Pumpfunktion. regionale Wandbewegung
9•'"Tc-MAG3
i.v.
Nlerenperfusion. Nierenfunktoon (tubuläre Extraktionsrate). Abflussverhältnisse aus dem Nierenbeckenkelchsystem. vesikorenaler Reflux
"""'Tc-DTPA
i.V•
glomeruläre Filtrationsrate
....,Tc-Aibuminmakrop.Jrtokel
l.v.
Lungenemboloe, präoperative Abschätzung der regionalen lungenfunktoonsverteolung. obstruktive und restriktove Lungenerkrankungen
inhalativ
Lungenperfusion
"""'Tc-Mono- und Diphosphonate (DPDI
20•n """'Tc-MIBI ""'Tc-Tetrofo~min
Nierenfunktoon
lungen;>erfusion
(MAA)
Lungenventilation
""'Tc-markicrte Aerosole (z. 8. Technegas) IJJ)(e
Schilddrüsenfunktion
i19"'Tc-Pertechnetat
i.v.
Schilddrüsenknoten. unklare Hypo- oder Hyperthyreose. V. a. ektopes Schilddrüsengewebe
Schilddrüsenkarzinom
"'J
oral
Re·Staging nach erfolgter ~adiojodtherapie
Leberfunktion
"""'fc·IDA
I, V.
unklare Raumforderung der Leber (Adenome. fokale noduläre Hyperplas•e). Beurteolung Galleabflu~~. V. a. postoperative Galleleckage
Hirnperfusion
"""'Tc-HMPAO """'Tc-ECD
i.v.
Epilepsie, Stenosen hornzuführender Arterien. Demenzen
1231
Nachweis de~ Wachter· " Tc·Schwefei·M•krokotlold Lymphknotens
s.c.
präoperatove Daostellung des WJchter-Lymphknotens beo
z. B. malignem Melanom. MammakarLinom, Prostatakarzonom
EntzündungsIokaiisation
"""'Tc-Fab-Antikörper 1' 'fn·Oxin-Leukozyten
i. V.
z. 8. entzündliche/infektiöse Prozesse im Skelettsystem (Osteomyelitis)
Expression d~~ Somatostatlnrezeptors
1
I. v.
Oiag001tik von neuroendokronen rumoren
zerebrale Dopamin-D2 • Rezeptordichte
121
J-IBZM
i.v.
Frühdiagnose des Morbus Parkinson. Differenzialdiagnose des Parkinsonismus
präsynaptoscher Dopamlntransporter
' 11)-FP-CIT
i.v.
frühdoagnoo,e des Morbus Parkinson. Dofferenzoaldlagnose des Parkinsonismus
Expression des Noradrenalintransporters
mJ-MIBG
i. v.
Diagnostik von Neuroblastomen. Paraganghornen und Phäochromozytomen
'fn-Octreoscan
6.2.2 Radlophannazie
6.2.2 Radiopharmazie
Für doe Radiodiagn01tika eignen sich vor allem reine, mittelenergetische y-Strahler (z. B. ""Tc) sowie runehmend auch P"-Emltter (PET-Diagn01tik).
Die Radiopharmazie befasst sich u.a. mitden Eigenschafren und der Applikationsform von Radiopharmaka. die zur Dugnosrik und Therapie von Erkrankungen eingesetzt werden. Für die Radiodiagnostika eignen sich vor allem reone. mittelenergetische y-Strahler (l. B. -rc). die über eone ausreochende Reichwelle verfUgen und deren verursachte Strahlenbelastung vergleichsweose gerong ist. sowoe zunehmend auch p·-Emitter (PET-Diagnostik). Um als Diagnostikum geeignet zu sein. muss das Radoonuklid meist mit einem Trägermolekül gekoppelt werden. Will man beispoelsweose die Expressoon von Somarostatinrezeptooen von neuroendokronen Tumoren me~sen.muss das Radionuklid an eon Somatosratonanalogon gekoppelt werden (s.S. s2n welches an die entsprechenden Rezeptoren bondeL Nur in der Schilddrüsendiagnostik (und Therapie) ist eine Koppelung mit einem Träger nicht notwendig. da das radooaktive jodosotop von Schilddrüsenzellen genauso wie das naturlieh vorkommendejodaufgenommen und verstoffwechselt wird.
Das Radionuklid muss meist an eon Träger· molekül gekoppelt werden, welches sich im entsprechenden GI'Webe dnreichert. Eine Ausnahme bildet das radioaktive Jodisotop, das auch ohne Träger von der Schilddrüse aufgenommen wird.
A 6.2 Nuklearmedizinische Diagnostik
6.2.3 Geräte- und Messtechnik
6.2.3 Gerate- und Messtechnik
Ga mma-Kamera
Gamma-Kamera
DieGamma-Kamera misst die aus dem Körper austretende y-Strahlung. OieStrahlung löst in emem Stinnllanonskristall (s. S. 21) Lichtblitze aus. Diese werden mittels emes l'hotomultiplicrs um den Faktor 10' verst:irkt. Das so erhaltene elektrische Signal kann in hohcr zeitlicher Aunösung (ms) aufgezctchnet werden. Diese gute zeitliche Diskriminierung des Signals wird vor allem für dynamische Untersuchungen wie die Mehrphasen· oder Sequenzszintigrafie genutzt (Abb. A-6.1). Der am häufigsten verwendete y-Strahler ist ~c mit einer H,llbwertszcit von 6 Stunden. Zur ört lichen Aunösung des Signals tst vor dem Szinnllationsdetektor em wabenartiges System von Bleilamellen (Kollimat oren) angebracht, die nach dem Prinzip des Srreusrrahlenrasters (s. S. 68) funktionieren. Nurdie senkrecht auf den Detektor treffenden Photonen erreichen die Octektorobernäche und tragen zur Signalgebung bei. Schrag emtrcffende Photonen werden hingegen durch die Bietlamellen absorbiert.
Die Gamma-Kamera misst mittels eines S7intillatoonskristalls dte aus dem Körpt>r austretende v·Strahlung. Ihre hohe 7ettltche Auflösung ermöglicht dynamische Unter· suchungen (Mehrphasen· oder Sequenzszintigrafie, Abb. A-6.1). Der am häufigsten eingesetzte v·Strahler ist -rc. Kollimatoren vor dem Szmttllatlonsdetektor wirken wie ein Streustrahleoraster. Dadurch lässt sich der Ursprung jedes y·Quants bestimmen und die Aktivitätsverteilung in einem Organ zu einem bestimmten Zeitpunkt darstellen (statische Szlntigrafie. Abb. A-6.2).
Mehrphasen-Skelettszlntigrafie 3-30 sec p. i.
a #
•
•
Physiologtsche Darstellung der arteriellen Durchblutung (a). des venösen Blutpools (ftühe Phase. b) und der Mineralisations· phase (späte Phase. c) einer Mehrphasen-SkclcttSlllltigraflc .
1 •
... 10 minp. i.
b
RVl
•
c
LDR
R • ftcht~.l-llnk\, V .. wontt.,l. 0 • dn1 Y I
3hp. i.
RVl
LOR
A 6 Nukleannedilin Somit lässt sich der Ausgangspunktjedes y-Quanrs bestimmt und die Akrivitdtsverteliung in einem Organ zu einem bestimmten Zeltpunkt abbilden (statische Szintlgrafie. Abb. A-6.2). 01e Szmtigrafie erlaubt eine Differenzieru ng 1w1schen funktionell aktivem und Inaktivem Gewebe. SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography)
SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography)
Bei der SPECT rotieren eine oder mehrere Gamma-Kameras um den Körper und nehmen Messwerte aus unterschiedlochen Projektionen auf, aus denen Schnittbilder in 3 Ebenen rekonstruiert werden. Die SPECT-CT (Abb. A-6.2) ist eine Kombination aus Gamma-Kameras und einer CT in einem Gerat.
Bei derSPEerrotieren eineoder meist mehrere Gamma-Kamerakopfe um den Körper und nehmen. ahnlieh wie dit Computertomografie. Messwerte aus unterschiedlichen Projektionen auf. Aus den Messwerten können Schnittbilder in jeder beliebigen Ebene- üblicherweise in transversaler. sagiualer und koronarer Ebene - rekonstruiert werden. Obwohl die räumliche AuOösung limitiert ist. hat die SPECT den Vorteil, dass Oberlagerungen der Aktivlt.ltsverteilung emes planaren Szmtig•·amms vermieden werden. Eine weitere VerbesM>rung der Diagnostik konnte durch die Einführung und zunehmende Verbreitung der kombinierten SPECT-CT (Abb. A-6.2 ) erreicht werden. bei der Gamma-Kameras und eine CT in einem Gerät kombiniert und somit zeitgleich eingesetzt werden.
Statisches Ganzkörper-Skelettszintigramm und SPECT/CT eines Patienten mit Zustand nach Prostatakarzinom
•
b
Im Gan7körper-Skeiettszintigramm (a) ist deutlich der pathologisch er· höhte Knochenstoffwechsel im rech· ten distalen Femur. dem rechten Trochanter major und dem rechten Femurkopf zu erl<ennen. Eine bessere Zuordnung dieser Knochenmetasta· sengelingt mittels SPECT (b). CT (c) oder SPECT·CT (d).
transversal
A 6.2 Nuklearmedizinische Diagnostik
143
PET (Positronen-Emissions-Tomografie)
PET (Positronenemlsslonstomografle)
Dieses moderne und an Verbreitung zunehmende Verfahren nutzt die Tatsache aus. dass die beim 13'-Zerfall entstehenden Positronen zusammen m1t je einem Elektron unter Abgabe von 2 Photonen vermehret werden (Vernichtungsstrahlung). Diese 2 Photonen mit einer charakteristischen Energie von 511 keV bewegen s1ch mit Licht· geschwindigkeit in diametral entgegengesetzter RIChtung. Im Tomografen befindet sich ein geschlossener Detektorring {Abb. A-6.3). Die Detektoren sind in einer Konvergenzschaltung miteinander verbunden: Sich gegenüberliegende Detektoren registrieren nahe1u 7e1tgle1ch (innerhalb von 10 ns)das Auftreten emes Photons. Dieses zeitgleiche Auftreffenzweier Photonen aufeiner tso•-Ebene l;isst aufden On derVernichtungdes POSitronen-Elektronen-Paares und somit des p- -Strahlers schließen. Aus einer Vielzahl von Ereignissen kann ein Aktivitätsverteilungsmuster in transversaler. sagittaler und koronarer Schichtebene rekonstruiert werden.
Sie basiert auf der Entstehung von Vernichtungsstrahlung beim Jl -Zerfall. Die dabei entstehenden 2 Photonen bewegen sich on entgegengeseuter Richtung (Abb. A·6.3). Regi~tnl'ren LWel gegenüberliegende Detek· toren nahezu zeitgleich die beiden Photonen, lässt sich auf den Ort der .Vernichtung• schließen_ Daraus können transversale, sagittale und koronare Schichtebene rekonstruiert werden.
Die räumliche Auflösung der PET liegt be1 modernen SCannern m1t ca. 3 mm deutlich über der SPECT. Häufig eingesetzte Positronenemitter sind 18F(Halbwertszeit 109 min: meist in Form von Auordesoxyglukose. FOG, um den Glukosestoffwechsel darzustellen). 68Ga (Halbwenszelt 68 min) und 11 C (Ha lbwertszeit 20 min). Tab. A·6.3 g1bt emen überblick Ober wichtige Radiopharmaka in der PET-Diagnosrik. Eine Vielzahl \velterer Radiopharmaka. z. B. für die Darstell ung von Apoptose oder Hypoxie. sind in Entwicklung. Mit der PET-cr werden die Vorteile der nuklearmedizinischen Funktionsdiagnostik mit der hohen Ortsaunosung anatomischer Strukturen der Computertomografie verbunden. Dabei werden 10 emem Hybridger~t PET- und cr-Aufnahmen in ei nem Untersuchungsgang genenert und emander zugeordnet Somit können pathologische Stoffwechselvorgänge der entsprechenden anatomischen Lokalisation exakt zugeordnet werden (Abb. A-6.4 ). ln einer Vielzahl von Studien konnte eine Erhöhung Mr SenSIUVltCit und 5P<'Zifiliil durch d1e PET-Cfim Vergleich zu PETundaals Ein7elmethoden nachgewiesen werden. Mittlerweile werden für klinische Fragestellungen fast ausschließlich PET-cr-Kombmauonsger~te verwendet ~ Die PET/Cf verbindet die hohe Sensitivität für Läsionen mit pathologischem Stoffwechsel der PET mit der hohen räumlichen AuOösung der CT und erlaubt somit eine exakte anatom1sche Zuordnung.
Prinzip einer PET Oettktorring dN PH
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Mit der PET-cr können pathologische Stoffwechselvorgänge (PET) der entsprechenden anatomischen Lokalisation (C T) exakt zugeordnet werden (Abb. A-6.4).
144
A
A-6.3
6 Nuklearmedizin
Wichtige Radiopharmaka in der PET-Diagnostik
Radiopharmakon (Tracer)
Anreicherungsmechanismus
klinische Anwendung
18
F-FDG (Fluorodesoxyglukose)
Glukosemetabolismus
onkologische Diagnostik (Staging, Therapiekontrolle, Rezidivdiagnsotik, Bestrahlungsplanung) von vielen Tumoren (Mamma-, Bronchial-, Ösophagus-, Pankreaskarzinom, Lymphome, HNOTumoren, Melanome, kolorektale und gynäkologische Karzinome) Entzündungsdiagnostik neurologische Diagnostik (v. a. Differenzialdiagnostik von Demenzen, Epilepsie)
11
C-Methionin
Aminosäuretransport, Proteinsynthese
Hirntumoren
18
FET (Fluorethyl-L-Tyrosin)
Aminosäuretransport
Hirntumoren (Gliome)
68
Ga-DOTATATE
Somatostatinrezeptoren
neuroendokrine Tumoren, Meningiome
18
F-DOPA (Dihydroxyphenylalanin)
Decarboxylase-Aktivität
serotoninproduzierende neuroendokrine Tumoren, Insulinome, medulläres Schilddrüsenkarzinom, Phäochromozytome, Paragangliome, Parkinson-Syndrome (Dopaminsynthese)
18
F-FLT (3´-Desoxy-3´Fluorothymidin)
Thymidinkinase-Aktivität
Darstellung der Zellproliferation
18
F-Fluorcholin, 18F-FEC (Fluorethylcholin) und 11C-Cholin
Membransynthese
Diagnostik des Prostatakarzinoms
18
Knochenstoffwechsel
Knochendiagnostik: Metastasensuche, Osteomyelitis, V. a. Lockerung einer Endoprothese
F-Natriumfluorid
A-6.4
PET-CT der Leber zur Tumorsuche
a Unauffälliges CT der Leber bei einem Patienten mit Karzinomerkrankung und ansteigenden Tumormarkern. b Das PET-Bild zeigt eine eindeutige metastasenbedingte Mehranreicherung in der Leber. Die genaue anatomische Zuordnung ist eingeschränkt. c Das Fusionsbild von PET und CT ermöglicht die exakte anatomische Zuordnung des pathologischen Befundes. (Mit freundlicher Genehmigung von Herrn Prof. A. Bockisch, Nuklearmedizin, Universitätsklinikum Essen)
6.2.4 In-vitro-Diagnostik
6.2.4 In-vitro-Diagnostik
Die In-vitro-Diagnostik weist Substanzen in Körperproben mittels Radionukliden nach.
Bei der In-vitro-Diagnostik werden Körperproben (Blut, Urin) mithilfe von Radionukliden auf kleinste Mengen von Hormonen oder anderen Substanzen hin untersucht. Der menschliche Organismus kommt dabei nicht mit Radioaktivität in Berührung. Das zur In-vitro-Diagnostik eingesetzte Verfahren heißt Radioimmunoassay (RIA). Es nutzt die hohe Affinität und Spezifität der Antigen-Antikörper-Reaktion: Der Probe mit der nachzuweisenden Substanz (Antigen) wird eine definierte Menge derselben, radioaktiv markierten Substanz (Tracer) zugesetzt. Gibt man außerdem einen spezifischen Antikörper hinzu, konkurrieren die unmarkierten Moleküle in der Probe mit den markierten um eine begrenzte Anzahl an Antikörper-Bindungsstellen (Abb. A-6.5). Nach Trennung der gebundenen und der freien Fraktion ist die Radioak-
Eingesetzt wird der Radioimmunoassay (RIA). Er nutzt die hohe Affinität und Spezifität der Antigen-Antikörper-Reaktion (Abb. A-6.5).
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
A
A-6.5
Prinzip des Radioimmunoassays
A-6.5
freie unmarkierte Antigene
+ Antikörper
145
6.3 Nuklearmedizinische Therapie
Probe mit nachzuweisender Substanz und Tracern
markierte und unmarkierte Antigene konkurrieren um die Antikörperbindungsstellen
freie markierte Antigene (Tracer)
tivität der Antigen-Antikörper-Komplexe ein Maß für die Antigenmenge in der Probe. Die Aktivitätsmessung erfolgt an einem Bohrlochmessplatz, einem zur Reduktion der Umgebungsstrahlung bleiummantelten Szintilationsdetektor.
6.2.5 Stellenwert im Vergleich zu anderen
diagnostischen Verfahren Die nuklearmedizinische Diagnostik steht nicht in Konkurrenz zu anderen bildgebenden Verfahren, sondern ist in den meisten Fällen komplementär zu sehen und ergänzt sie somit. Ein Beispiel hierfür ist die kombinierte FDG-PET/CT in der Therapiekontrolle von Malignomen. Im Falle eines Therapieansprechens (z. B. einer Chemotherapie bei Lymphomen) verbleiben oft größere Tumormassen, ohne dass mithilfe morphologischer Bildgebungsverfahren zwischen vitalen und avitalen Anteilen unterschieden werden kann. Erst mithilfe der FDG-PET kann differenziert werden, ob es sich im Falle von avitalen Tumormassen um eine erfolgreiche Therapie handelt oder ob hier noch vitale Lymphomanteile vorliegen, die weitere therapeutische Maßnahmen nötig machen. Ein weiteres Beispiel ist die Schilddrüsenszintigrafie. Sie identifiziert hypofunktionelle Schilddrüsenareale, die mithilfe der Sonografie Strukturen wie Nodus oder Zyste zugeordnet werden können. Durch die kombinierte Beurteilung beider Befunde kann die Indikation für das weitere Procedere – z. B. Gewinnung eines zytologischen Befundes oder Verlaufsbeobachtung – gestellt werden.
6.3 Nuklearmedizinische Therapie Offene Radionuklide liegen im Gegensatz zu umschlossenen Nukliden als Kapsel oder in flüssiger Form vor. Für die Therapie sind in erster Linie β-Strahler geeignet, da sie sich durch eine geringe Reichweite, einen hohen linearen Energietransfer und somit eine hohe biologische Wirksamkeit auszeichnen. Eingesetzt werden vor allem 131J, 90Y und 177Lu. Tab. A-6.4 zeigt die wichtigsten therapeutisch genutzten Radiopharmaka und ihre Anwendungsgebiete. Je nach Verabreichung und Anreicherungsmechanismus des Nuklids unterscheidet man: systemische Nuklidtherapie: Nach oraler oder intravenöser Verabreichung entfalten Radionuklide ihre Wirkung durch unterschiedliche Mechanismen: – durch die metabolische Anreicherung im Zielgewebe, z. B. bei Radiojodtherapie – indem sie an bestimmte Rezeptoren des Zielgewebes binden, z. B. Therapie mit Rezeptorliganden (Radioligandentherapie/Radiopeptidtherapie, z. B. mit Somatostatinanaloga) oder markierten Antikörpern (Radioimmuntherapie) lokale Nuklidtherapie: Installation des Radiopharmakons in Gelenke (Radiosynoviorthese) und Körperhöhlen (z. B. Pleurahöhle oder Peritoneum).
6.2.5 Stellenwert im Vergleich zu
anderen diagnostischen Verfahren Die nuklearmedizinische Diagnostik steht nicht in Konkurrenz zu anderen bildgebenden Verfahren, sondern ist in den meisten Fällen komplementär zu sehen und ergänzt sie somit.
6.3
Nuklearmedizinische Therapie
Für die Therapie sind in erster Linie β-Strahler geeignet.
Man unterscheidet: systemische Nuklidtherapie: orale oder i. v.-Applikation – metabolische Anreicherung – Bindung an bestimmte Rezeptoren (Radioliganden- oder Radioimmuntherapie) lokale Nuklidtherapie: intraartikuläre (Radiosynoviorthese) oder intrakavitäre (z. B. Pleurahöhle) Applikation.
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
146
A 6 Nuklearmedizin
Wichtige Radiophannaka ln der nuklearmedlzlnlschen Therapie emittierte Strahlung
Halbwertszelt
lnclllcation
Jod
Pund v
8 Tage
differenzierte Sinerung
UIJ-MIBG
ßundv
8 Tage
Phäochromozytom, Paragangliom, Neoroblastom, medulläres Schilddrüsenkarzinom
89Strontiumchlorid
p
' 53 Samarium-lDTMP
~
50,5 Tage 2 Tage
palliative (Schmerz-)Therapie von osteoplastischen KnochenmetilS\asen
"Yttrium 116 Rhenium 169Erbium
p
2,7 Tage 3,7 Tage 9,5 Tage
Radiosynoviorthese be1 rheumatischen Arthritiden, villonodulärer Synovialitis, Hämarthros (bei Hämophilie). aktivierter Arthrose. Reizzustand nach TEP-Implantation
2,7 Tage
Radioimmuntherap•e von 8-Zeii·Lymphomen
Radlophannalcon '
11
90y.zcvalin 111 J·Bcxxar
ßundv
p p
ßund V
STage
ßund V
Radioligandentherapie von neuroendol
"Lu-DOTATATE 90y-DOTATOC
y
6,7 Tage 2.7 Tage
"'Y-SIR-Spheres
V
2.7 Tage
6.3.1 Radiojodtherapie
6.3.1 Radiojodtherapie D1e Therapie benigner und maligner Schilddrüsenerkrankungen ist d1e am häufigsten angewandte nuklearmedizinische Therapie.
Indikationen sind: autonome Adenome. dissiminierte Autonomien, Morbus Basedow, euthyreote Struma, differenziertes S
Das Prinzip der Radiojodtherapie ist die Aufnahmedes Radiojods in das Schilddrüsenparenchym und du~ VerstoiTwechselung 1m Rahmen der Hormonsynthese. 111 deren Folge das Schilddrüsenparenchyms selektiv bestrahlt wird. Indikationen sind autonome Adenome. dissiminierte Autonomien. ionmonogene Hyperthyreose (Morbus Basedow) sowie euthyreote Struma. Die Erfolgsrate in der Beseitigung der Hyperthyreose liegt bei über 90%. Eine weitere Ind ikation für die Radiojodtherapie 1st das dillerenzierte Schilddrüsenkarzinom. Nach totaler Thyreoid ektomie crfolg1 h1er eine ablari~ Radiojodtherapie mit dem Ziel. das verbliebene Schilddrüsenparenchym zu vernichten. Da die Jodaufnahme durch TSH stimuliert wird. ist ein hoher TSH-Spiegel erforderlich. so dass die Therapie ca. 4 Wochen nach der Operation ohne zwischenzeitliche S
6.3.2 Selektive Interne Radiotherapie (SIRT) Oie SIRT wird als palliatives Verfahren bei primären Lebertumoren oder hepatischen Metastasen verschiedenster Primärtumoren angewendet. Sie führt zu einer Embolis.erung im Tumorgewebe.
6.3.2 Selektive interne Radiotherapie (SIRT) Die SIRTwird als palliatives Verfahren bei primaren Lebertumoren oder hepatischen Metastasen verschiedenster Primartumoren angewendet. Mit 90yttrium beladene Glas- oder Harzspharen werden uber einen Katheter in d1e A. hepatica 111fund1ert, die dann im Kapillarbett embolisleren. Dabei wlfd die unterschiedliche Blurversorgung von normalem Leberparenchym (hauptsächliche Blutversorgung durch die Pfortader) und den Lebertumoren bzw. -metastasen (hauptsiichlich arterielle Blutversorgung) ausgenutzt. so dass em hoher Konzentrationsgradient zwischen malignem Gewebe und normalem Leberparenchym erre1cht werden kann.
147
A 6.3 Nuklearmedizinische Therapie
6.3.3 Radioligandentherapie mit Somatostatinanaloga Neuroendokrine Tumoren zeichnen sich meist durch eine ausgepragte Expression von Somatostatinrezeptorcn aus. Ou~~e Oberexpression wird be1 der Therapie mit den rad1oakt1v markierten Somatostatlnanaloga 177 lu-OOTATATE und "v-OOTATOC ausgenutzt. Seide R.ldJopharmaka werdem intravenös apphz1en und btnden an d1e Somatostannrezeptoren auf der Oberflache von neuroendokrmen Turnorzellen. Die selektive Bestrahlung der neuroendokrinen TUmoren erreicht e1ne Ansprechrate im Sinne einer signifikanten GrößenreduktiOn der Tumoren von b1s zu 46\ bei hohen TumorstabJhSJerungsraten. Auch die h~ufig bestehende khm~ Symptomatik (Ourchf~lle, Flush-Symptomatik kann durch d1ese Therapie m den ßle!Sten F".illen poSitiv beemnusst werden. Um d1e Nephro!OXIZit.lt der Therapie zu senken. werden zeitgleiCh Aminosäurelösungen mfund1ert. Seltener wird diese RadJohgandenrherapJt auch be1 Par.-.g.Jnghomen und nicht mehr jodspe1chemden Sch1lddrusenkarzmomen eingeseut.
l
6.3.3 Radioligandentherapie mit Somatostatlnanaloga Radioaktiv markierte Somatmtatlnanaloga 171 Lu-OOTATATE und '"v-OOTATOC) werden zur Therapoe neuroendolcnner Tumoren und seltener auch bei Paro)C)angloomen und nicht mehr jodspeichernden Schilddru~ (
karzinomen eingesetzt.
152
B
1 Thorax
Thorax
1
Thorax
1
1.1
Radiologische Methoden
1.1 Radiologische Methoden
1.1.1 Konventionelle Röntgendiagnostik
1.1.1 Konventionelle Röntgendiagnostik
Dorsoventrale Thoraxübersichtsaufnahme
Dorsoventrale Thoraxübersichtsaufnahme ▶ Synonym. posterior–anteriore Aufnahme (p.-a.-Aufnahme)
▶ Synonym.
Methode: Die Brustwand des Patienten liegt dem Aufnahmestativ an. Die Röhre befindet sich hinter dem Rücken, so dass die Strahlen den Thorax von „hinten“ nach „vorne“ durchdringen. Die Aufnahme erfolgt in inspiratorischem Atemstillstand (Abb. B-1.1). Die Handrücken sind in die Hüfte gestützt, die Ellenbogen nach vorne gedreht. Bei einem Fokus-Film-Abstand von 2 m wird das Herz in richtiger Größe abgebildet. Harte Strahlung (100–150 kV) reduziert Bewegungsunschärfen und setzt den Kontrast zwischen Knochen und Weichteilen herab, so dass die Thoraxorgane gut beurteilt werden können.
Indikationen: s. Tab. B-1.1. B-1.1
Methode: Abb. B-1.1 zeigt die Kriterien für eine standardmäßige Thoraxübersichtsaufnahme. Die Brustwand des Patienten liegt dem Aufnahmestativ an, die Röhre befindet sich hinter dem Rücken des Patienten, so dass die Röntgenstrahlen den Patienten von „hinten“ nach „vorne“ durchdringen. Die Aufnahmen werden bei geöffnetem Mund in inspiratorischem Atemstillstand – zentriert auf den 6. BWK – aufgenommen. Um die Schulterblätter aus dem Lungenbild herauszudrehen, sind die Handrücken in die Hüfte gestützt und die Ellenbogen so weit wie möglich nach vorne gedreht. Bei einem Fokus-Film-Abstand von 2 m wird das Herz in annähernd richtiger Größe abgebildet. Der Fokus entspricht dabei dem Areal der Anode, wo Elektroden aufprallen und die Röntgenstrahlen entstehen. Die Verwendung harter Strahlung (100–150 kV) erlaubt kurze Belichtungszeiten und reduziert so die Bewegungsunschärfe. Zugleich wird der Kontrast zwischen Knochen und Weichteilen herabgesetzt, so dass die Rippenschatten, welche die Lunge überlagern, transparenter werden und die Beurteilung der Thoraxorgane kaum beeinträchtigen. Indikationen: s. Tab. B-1.1.
Kriterien für eine standardmäßige Thoraxübersichtsaufnahme
Aufnahmeparameter: · stehender Patient · posteriorer-anteriorer Strahlengang · Fokus-Film-Abstand 2 m · harte Strahlung (100 – 150 kV) · Zentrierung auf den 6. BWK · herausgedrehte Schulterblätter · inspiratorischer Atemstillstand Anmerkung: bei einer p.-a.-Aufnahme wird der Scribor mit den Patientendaten so belichtet, dass die endgültige Aufnahme spiegelbildlich angeschaut wird. Dann zeigt die Herzspitze auf dem Röntgenbild nach links.
B-1.1
B-1.1
Hauptanwendungen des dorsoventralen Übersichtsbildes
Abklärung einer klinisch manifesten Lungenerkrankung Ausschluss/Nachweis einer Lungenbeteiligung unter anderem bei kardialen, renalen oder malignen Krankheitsprozessen Bestimmung von Herzgröße und -konfiguration (s. S. 227) Einsatz als Präventivuntersuchung (z. B. präoperativ, Einstellungsuntersuchung, Reihenuntersuchung bei Tbc-Exposition) Verlaufskontrolle bei bekannten Erkrankungen (z. B. Pneumonie, Stauung, Tumo/Metastasen)
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
B
153
1.1 Radiologische Methoden
Seitaufnahme
Seitaufnahme
Methode: Der Patient steht seitlich mit angehobenen Armen am Lungenstativ. Vereinbarungsgemäß liegt die linke Thoraxseite dem Wandstativ an, um bei geringem Organ-Film-Abstand das Herz möglichst ohne wesentlichen Vergrößerungseffekt durch das divergierende Röntgenstrahlenbündel abzubilden. Die Aufnahme erfolgt ebenfalls in tiefer Inspiration in Hartstrahltechnik (s. o.). Der Zentralstrahl trifft den Körper handbreit unter der Achselhöhle. Eine Kontrastierung des Ösophagus kann durch orale Einnahme von Bariumsulfat erreicht werden (s. S. 435).
Methode: Der Patient steht seitlich mit angehobenen Armen am Lungenstativ, seine linke Thoraxseite liegt dem Wandstativ an. Die Aufnahme erfolgt in tiefer Inspiration in Hartstrahltechnik.
Indikationen: Für eine dreidimensionale Herz- und Lungenbeurteilung sind prinzipiell Aufnahmen in 2 unterschiedlichen Ebenen erforderlich. Meist schließt sich daher an die dorsoventrale (d. v.) Aufnahme eine seitliche Aufnahme an.
Indikationen: Für die dreidimensionale Herz- und Lungenbeurteilung werden Aufnahmen in 2 Ebenen benötigt: dorsoventral und seitlich.
Übersichtsaufnahme im Liegen
Übersichtsaufnahme im Liegen
Methode und Indikationen: Nicht stehfähige bzw. bettlägrige Patienten müssen im Liegen geröntgt werden (Abb. B-1.2). Die Aufnahmen werden auf Intensivstationen mit transportablen Röntgengeräten mit einem Fokus-Film-Abstand von 1 m (begrenzte Raumhöhe) durchgeführt. Die Kassette wird unter den Rücken des liegenden Patienten positioniert, der Strahlengang erfolgt im Gegensatz zum „normalen“ Vorgehen im Stehen von anterior nach posterior (a.-p.-Aufnahme). Wichtig für die Beurteilung dieser Liegendaufnahmen (sog. Bettaufnahme im Vergleich zur Stehendaufnahme) sind folgende Besonderheiten: Aufgrund der liegenden Position des Patienten stehen die Zwerchfelle höher und das Herz weist eine vermehrte Querlagerung auf. Die Herzgrößenbestimmung ist unsicher und die Beurteilung der basalen Lungenpartien erschwert. Durch den verminderten Fokus-Film-Abstand und den anterior-posterioren Strahlengang mit größerem Film-Herz-Abstand resultiert bei divergierendem Strahlengang eine Größenzunahme des Herzschattens. Auch das Mediastinum stellt sich breiter als auf einer Stehendaufnahme dar. Im Liegen werden die Lungenoberfelder stärker durchblutet (basoapikale Blutumverteilung) mit Erweiterung der Oberlappengefäße und die Zeichnungsschärfe ist infolge der verlängerten Belichtungszeit verringert.
Methode und Indikationen: Bettlägerige Patienten werden im Liegen geröntgt (Abb. B-1.2). Der Fokus-Film-Abstand beträgt 1 m, die Kassette liegt unter dem Rücken des Patienten. Der Strahlengang erfolgt von anterior nach posterior (a.-p.-Aufnahme). Besonderheiten bei der Beurteilung von Bettaufnahmen: Zwerchfelle stehen höher, Herzgrößenbestimmung unsicher, basale Lungenpartien erschwert beurteilbar der Herzschatten erscheint größer das Mediastinum wirkt breiter die Lungenoberfelder werden stärker durchblutet, die Zeichnungsschärfe ist infolge verlängerter Belichtungszeit verringert.
B-1.2
Bariumsulfat erlaubt die Kontrastierung des Ösophagus (s. S. 435).
Thoraxaufnahme a.-p. im Liegen
a
a Lagerung des Patienten und Strahlengang. b Normalbefund.
b
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
B 1 Thorax
154 Röntgenaufnahm<>n bei speziellen Fragestellungen
Röntgenaufnahmen bei speziellen Fragestellungen
• Thoraxaufnahmen mit 70 kV weisen Frakturen und knöcherne l äsoonen nach (Rippentechnlk).
Bei speziellen Fragestellungen werden Modifikationen der oben beschriebenen Stan· dardau fnahmen eingesetzt. • Aufnahmen in Exspiration begünstigen den Nachweis eines kleinen Pneumotho· rax (s.S. 188) und werden bei Verdacht auf Fremdkörperaspiration eingesetzt. Auch die Überblähung eines Segmentes oder Lappensaufgrund eines Venrilmecha· nismus ist deutlicher zu erkennen. • Mit Lagerungsaufnahmen wird das Verhalten von Verdichtungen überprüft. So laufen z. B. in der Stehendaufnahme subpulmonal gelegene. nicht gefangene PleuraOüssigkeuen in der Seirenlage an der lateralen Thoraxwand aus (Ergussaufnahme. s.S. 185). Durch den Einsatt der Sonografie und Cf werden sie aber nur noch selten durchgeführL • Thoraxübersichtsaufnahmen mit weniger harren Strahlen (70 kV, Rippentechnik, knöcherner Thorax) lragcn zu einem verbesserten Nachweis von Frakturen und knöchernen Lasionen bei.
Thoraxdurchleuchtung s. a. S. 72
Thoraxdurchleuchtung s. a. S. 72
Methode: Die Durchleuchtung ergänzt in seltenen F"allen doe Übersichtsaufnahmen und erlaubt eine Bewegungsanalyse der Thoraxorgane. Det.Jolaufnahmen (Zielauf· nahmen) ermöglichen außerdem eine präzise Befunddokumentation. Aufgrund der Strahlenexpasitoon sollte nur kur1 und mot kleoner Blende durchleuchtet werden. Indikationen: s. Tab. 8· 1.2.
Methode: Die Thoraxdurchleuchtung ergänzt in seltenen Fällen die Übersichtsaufnahmen. Sie ist weitestgehend von der er ersetzt worden und wird noch beo der BewegungsanalysevonThoraxorganen eingesetzt. Durch die Anfertigung von Detaolaufnahmen (Zielaufnahmen) ist eine präzise Befunddokumentatoon möglich. Zu berücksichtigen ist allerdings die Strahlenexpasition. aus diesem Grund soll so kurz wie möglich und mit möglichst kleiner Blende durchleuchtet werden.
• Aufnahmen in Exspiration: bei klemem Pneumothorax (s. S. 188). Fremdkörper· asptration, Überblähung. • Lagerungsaufnahmen: Überprüfen das Verhdlten von Verdichtungen (frgussdufnahnw, s. S. 185).
Indikationen: s. Tab. B-1.2.
Indikationen für die Thoraxdurchleuchtung Beurteilung der Zwerchfellmotilität lndokation: t'ln~eotigt'r odeo beid<Miger Zwerch· fellhochsland (Phrenikus1>arese?)
Die Ateonbewegi!Chkeit des Zwerchft"lls wird bei tiefer Inspiration u. Exspiration und bei forcico ter lnsptration (Hitlenberg·Schnuptwrsuch • ruckartiges Einatmen durch doe Nase bei ge«hlo~sencm Mund) geprüft.
Beurteilung der respiratorischen Lumen· schwankungen der Trachea lndokationen: präoperativ vor Strumaresektion. AbkiJrung TroKh~maiMie
Doe Lumenschwankungen werden im sog. Müller-Manöver und Valsalva·Manöver erfasst und auf Zielaufnahmen dokumentiert. Beim Müller-Manöver versucht der Pa· tient. bei zugehaltener Nase lU mspirieren und senkt damit den intrathorakalen Druck. Das Valsalva·Manöver erfolgt durch Pressen gegen doe geschlossene Stimmntze. der intrathorakale Druck wird erhöht.
Erfassung abnormer Mediastinalbewegungen
Unter ln· und Exspiration wird das Mediastinum beobachtet.
1.1.2 Sonografie
1.1.2 Sonografie
Methode: Ultraschallwellen durchdnngen Flüssigkeiten und Weichteilstrukturen, Luft und Knochen sind Schallhindemosse. Mit 3.5-10-MHz·Sonden kann der Thorax von abdomonell·subkostAI. rntt>rkostal, para\ter· nal odt'r suprasternal untersucht werd<>n.
Methode (s. a. S. 84): Ultraschallwellen durchdringen Flüssigkeiten und Weochteilstrukturen. Luft und Knochen sind dagegen ein Schallhindernis. Die Untersuchung (mit 3,5-10-MHz-Sonden. je nach Fragestellung) kann unter Umgehung von Lunge und Roppen von abdominell -subkostal, interkostal. parasternal oder suprasternal erfolgen. Der Schallkopf sollte Je nach Fragestellung gewählt werden. 8ei obernachl iehen Veränderungen kann heute der I 0-MHz-Schallkopf eingeseczt werden.
Indikationen: Darstellung von Pleura· ergüssen (Abb. 8-1.3) sowie Unterscheidung von soliden und liquiden R,Juonfordt'rungen. Unter sonografischer Führung können Drainagen eingebracht und Biopsien vorgenommen werden.
Indikationen: Ein Pleuraerguss kann sonografisch dargestellt werden (Abb. B-1 .3) und ersetzt on den meisten Fällen die rönt.genologosche Ergussaufnahme (s.S. 185). Das Verfahren kann zudem komplementar zur Thoraxübersichtsaufnahme eing~tzt werden. Bei Brustwandprozessen oder umschriebenen Raumforderungen der Pleura kann sonografisch entschieden werden. ob der Prozess solide oder liquide ist. Unter sonografi scher Führung können Drainagen eingebracht und Biopsien vorgenommen werden.
B 1.1 Radiologi-che Methoden
1.1.3 Computertomografie (G)
1.1.1
Die er nammt heute m der welterfuhrenden rad•ologJ\Chen OJ.Jgnost1k eme zentrale Stellung ein und ersetzt be1 v1elen fr.Jgestellungen d1e kon~nllonetle Tomografie. Bronchogralie und Ang1ografie. Durch SJe werden Lunge. Lungenhlli, Med1astinum. Pleura und d11! lhoraxw~nd uberl.lgerungsfre1 m der axJ.JII'n (tr•nweßOIIen) Sehnanebene dJrgc\tellt .Abb. 8· 1.4).
Soe t'lm6gli
Me~e (~.a.S.
73 Der Patienr hegt auf dem Rücken und hält während der Aufnahme den Atem an. Die Arme sollten durch Flevarion möglichst aus dem Unte~uchung~bereiCh herausgenommen Wl'rdcn ON 'I horax w1rd normalcrwe1~c von der tief~ten Stelle der Zwerchfell rippenwmkel bis zuroberen Thoraxapertur ge\chJchtet. Mitden heutzurage ubhchen Sp1ral crs (Multlshce-Cf. MSIT' gehngt d1e tuckenlose Untersuchung (AQUJsatJOn de~ Thorax m emer lnspiranonsphase. MeiSt Wird eme Schichtdicke von 5 mm. nn T!'o(hvo~hub von 8 oder 10 mm und em Rekonslrukllonsmkremenl von 4 mm 1rerwendet ( s. a. S. 75 ). D1e 1n1ravenöse KM.Wbe verbe,sert d1e Abgrenzung von Med•asun.lsrrukturen und Lungengefaßen und g~bt Hmwe1se auf die Durchblutung pJtholog•scher Thoraxstrukruren. Wegen des hohen Dichteumfangsder abgebildeten Strukturen (Luft: -1000 HE. Knochen: +1000 HE: HE • Schwachungswerte gemessen m Hounslield-Emhe•ten, s.S. 78)werden fil 1d•eopt1m.11e Beurteilungder Lunge und de~ MedJJ\tmums JCWCIIS unter\Chledhchc fenstere•nstellungen gewä hlt (Abb. 8· 1.5 und Abb. B· 1.6 . s. auch Abb. B-1.7, S. 158 1• Die Bronchien dienen bei der computertomografischen Lokalisationsdiagnostik (z. B. Segmcntwordnung emer Raumforderung vor ßroncho~kop•e als leltstruktur. Jeder Bronchus w1rd von der gle•chnam1gen Arten!' begleuet. D1e großen Lappenspalten ~md msbe~ndere m der Dunn~chnuuechmk (HR·cr· als Unien erkennbar D~e Flssura mlnor ist \Chwieriger zu 1denuflz•eren, da s•e ebenfalls einen transve~len Verlauf aufweist und somit genau m der Schmnebene verläuft. MeiSt 1st das an d1e Septen .mgreruende lungengev.ebe struktur•fml'r und wemger d1cht wodurch man J•K.hrckt du! l..lge der Septen vermuten k•nn Feinbau des Lungenparenchyms: D1e klemste rcsp1raton~he EmheltiSt der Azinus mit einer Größe von 6-Smm. Als Azinus wird das Lungengewebe bezeichnet, das von einem Bronch•olus termmalis versorg1 wird Ca. 3-12 Azini bilden zusammen einen sekund
l
155
Computertomogr~fle
(CT)
Plt"Ura und Thoraxwand on der axialen (trins\Jl'fS.llm) ~ho~ltt'lx rM' (Abb. 8-1.4).
Methode: Der Patoent hegt auf dem Ri.lcken und halt wahrend der Aufnahme den Atem an Der ThO<'ax wird von den Zwerchfell· rlpp~llWonkeln bis wr oberen 1horaxapertur 91'\chochtct. lntrawno\t' KM-Gabe velbe~· st>rt dlt> AbgH•ntung 1100 Med1astmum und lungengef~ßen und gobt Hinweise auf doe Durchblutung pathologischer StnJkturen. fur I uM ·ond Medmt,.,. "" W('rdro unt~~ ' ''' ~ h(• rt n'1\>ft 11\tellungro gewWt 1 Abb. 8· 1.5 Abb. 8·1.6. s. auch Abb. B-1.7)
Di~ Bronchien dlt'nl'n bei der CT • Lokalisationsdiagnostik als leltstruktur.
Dir großen Lappenspalten s1nd als lonim erkennba· Dir Assura mlnor ist \Chwieriger zu odenofoz,eren. da Sie genau in der Schnittebene verlauft. Feinbau des lungenparenchyrns: KleiMte resporatoriw:he Erllelt ist der Azlnus (6-8 mm). 3-12 Azmr bolden einen sekundären lobulus. der ~lt: oste Anteil des Lung.·op.~r~n
Weolh•
!l•'li< ~le
Te
• HR·CT (High R~luüon CT) {Abb. B-1.8 : Du""<'<e Sch•chten 10.5-2 mm) errnoghchen doe Darstellung des sekundären lobulus. Oo~krete lungerr.-eranderungen W\lm \Ich IruhE-r als Im normalen CT
156
B
1 Thorax
Normaler Thorax im CT (Mediastinalfenster)
Ii. V.bc
Tr.brachioceph.
h.A.cc Ii. A.sc
Trachea
Oe
V.es
Aorta
V.aL
Oe
A.asc.
V. es
LPA
II.
A.dCS<.
Oe
RA
Hauptbr. RV
A.asc. LA
A.asc. A.desc. A.cc A.sc
Aorta ascendens Aorta descen~ns
AOl
Obcrlappcnart~,. ~lauptbronchus
~tauptbr.
Arteria carotis communis
Arteria subclavia
hnker Vorhol lPA linke Pulmonalarterie lV linker Ventikel Osophagus 0.. rechter Vorhof RA RV rechter Vcntnkel Tr.brachioccph. Truncus brachocxephal•cus v.az Vena azygos V.bc Wna brachiocephali
Oe
A.desc.
RV
lA
IV
A.desc.
b
Vu
V.hem1az.
d
8
1.1 Radiologische Methoden
157
a Längsschnott-Anatomoe: Oie elngM.'oten Fbenen korre~pondieren mot den Schniltt>benen in b und c. b Querschnottzeichnungen. c 0-Querschnitte. d Koronare und sagittale Rekonstruktion aus einem MSCT-Oatensatz. Das Mediastinum wird auf den axialen Schnotten durch Herz und große Gefaße strukturiert. Der Aortenbogen ist ein geeigneter Ausgangspunkt für die Bddanalyse. Auf toeferen Schnitten ist die Aorta ascendens ventral rechts. die Aorta descendens prä~ebrai links erkennbar. Oberhalb des Aortenbogens werden die brachiozephalen Gef;iße getroffen. Die lrachea ist als luhhaltige. ringartoge Struktur abgrenzbar. prävertebral liegt als \1uskelschlauch der Ösophagus. Des Weiteren lassen sich insbesondere nach Kontrastmittelgabe die Pl.llmonalarterien, V. cava und V. azygos identifizieren. Oie Feinbeurteilung der Lunge erfolgt in spezieller Lungenfenstereinstellung. Im MSO (d) lässt sich die Anatomie der (kontrastierten) Herzhöhlen und großen Gefäße nachvollziehen: UnkerVentrikel (LV) und Aorta (Ao): rechter Ventrikel (RV)und A. pulmonatis (PA) sowie rechter (RA) und linker Vorhof (LA). Die horizontalen. streifigen Artefakte entstehen durch die Kontraktionen des Herzens und Pulsationen der Gefaße wllhrend der O·Aufnahme.
Mediastinalfenster (a) vs. Lungenfenster (b)
Beim Lungenfenster wird das Center {Fensterlage) auf -650 HE. das Window (Fensterbreite) auf 1500 HE eingestellt. Das Weochteilfenster lnw. Mediastinalfenster wird beo einem Center von ca 35 lll und einem Window von ca. 300 erreocht. Oie lahlreichcn unterschoedlich großen Lungenrundherde bei metastasierlern Mamma·Karzonom sind teilweosl' nur Im Lungenfenster erkennbar.
Normaler Thorax in der 0 (lungenfenster)
2
1"'f -i~iio.------·
Fünf reprihentati~ Schichten von kranial nach kaudal {1-5). Schemazeichnung und daneben zugehönge Computertomo· gramme. Grenze zwischen Ober· und Unterlappen durch Hauptsegment markiert. Segmentbezeichnung (1-10)
s. Abb. 8-1.20.
158
B 1 Thorax
Schematische Darstellung zweler benachbarter sekundärer Lobull Azinus
A. tenninalis
Bronchiolus tenninalis
viSlerale Pleura Bmnchiolus und A. lobularis sekund3rN Lobulus
l
•
/ 'obuläre Vene Lymphgefäß- ;
A.lobularis Bronchiolus lobularis
Vergleich einer konventionellen a- mit einer HR-a-Aufnahme a Konventionelle a (lungenfenster). b HR-a (entsprechende Schnitthöhe). Die lungenstnuktur (Piell • großer lappenspalt) ist on HRCT detaillierter abgebildet.
erkennen. lndikabonen: Asbestose. unklare Verändenungen. • Bei der Lungenemboliediagnostik werden die zentralen Lungenabschnitte enger untersucht • Bauchlage Im a: zur Differenzienung Hypostase - Fibrose/Asbestose. Hypostase - Infiltrat • Untersuchung im End-Exspioium bei obstruktiver Lungenerkrankung.
im normalen CT erkennen und leochter topografisch zuordnen. Indikationen: Oie HR-CTwird bei Asbestose und bei unklaren Lungenveränderungen eingesem. • Bei der Lungenemboliediagnostik werden die zentralen Lungenabschnitte enger untersucht. Hier kommt zum Beispiel eine Spirale mit den Parametern 3/5/4 (Schichtdicke. Tischvorschub. Inkrement) zum Einsatz. Eine intravenose KM Gabe ist 7ur Beurteil ung der Lungenarterien unbedingt nötog. • Indikationen fUr eme Bauchlage im CT sind: Differenzierung Hypostase- subpleurale Fibrose 1Asbestose. Differenzierung Hypostase - Infiltrat • Indikation für eine Untersuchung im End-Exspioium {.Air-Trapping"): Diagnostik bei obstruktiver Lungenerkrankung.
Indikationen: Oie Thorax·CT ermöglicht den sicheren und schnellen Ausschluss bzw. Nachweis von raumfordernden Prozessen im Mediastinum. Routinemäßig wird sie für die Stadieneinteilung (Staglng) von Tumorerkrankungen eingesetzt. Gefäßanomalien oder Aneurysmen werden durch KM-Gabe sichtbar. Weiterhin dient sie der Lungenemboliediagnostik, dem Nachweis von Rundherden, Lungengerüstveränderungen und der Planung von Radiotherapien.
Indikationen: Raumlordemde Prozesse des Mediastlnums können wesentlich sicherer ausgeschlossen bzw. nachgewiesen werden als durch konventionelle Röntgendiagnostik. Lokalisation. Ausdehnung und Beziehung zu Nachbarorganen sind exakt bestimmbar. 01e Dichtemessung gestattet in vielen Fällen eine Annäherung an die ArtdoagnoseeonesTumors. Oie CTword außerdem routinemäßig fürdoe Stadieneinteilung (Staglng) von Tumorerkrankungen (z. B. Lymphom, Bronchial- oder Osophaguskarzinom) eingesetzt. Gefäßanomalien oder Aneurysmen können mit Bolusgabe von KM dargestellt werden. Bei der Lungenemboliediagnostik hat die CT die Lungenszontigrafie und doe Pulmonahsangiografie weotestgehend abgelöst. Oie CT ist zudem gegenwärtog d1e empfindlichste 'VIethode zum Nachweis kleoner Lungenrundherde und einer Lungengerüstveränderung (Lungenfibrose, Lungenemphysem). Bei der Planung einer Radiotherapie ist sie ebenfalls nicht mehr wegzudenken.
1.1.4 Magnetresonanztomografie (MRT)
1.1.4 Magnetresonanztomografie (MRT)
Methode: Vorteole gegenüber der a sond: multiplanare Abblldungstechnik, höherer Gewebekontrast. Gefäßdarstellung ohne KM-Gabe, fehlende Strahlenbelastung (Abb. B-1.9).
Methode: Oie MRT ist wie d1e CT ein Schnlllboldverfahrcn. Zur Technik s. S. 79. Vorteile gegenüberder CTsind die multiplanare (u. a. axial, frontal, sagittal) Abbildungstechnik, der höhere Gewebekontrast, die Gefäßdarstellung auch ohne KM-Gabe verbunden mit der fehlenden Strahlenbelastung (Abb. B-1.9 ,.
8 1.1 Radiologische Methoden
159
Nachtelle sind die längeren Untersuchungszelten, die daraus resuluerenden Atemartefakte mit Verschlechterung der BildauOösung und die Bewegungsartefakte durch Herz- und Gel"äßpulsationen. diejedoch durch EKG-Triggerung minimiert werden können.
Nachteile: längere Untersuchungszelten, Atemartefakte, Bewegungsartefakte.
Indikationen: Als Sch1chrverrahren w1rd bei den me1sten Fragestellungen weiterhm die CT emgesetzt. D1e MRT ist der CT Oberlegen be1 der Untersuchung von Spinalraum, Pleura und Thoraxwand. Sie wird außerdem zunehmend bei der Beurteilung mediastinaler Prozesse, v. a. bei der Abklärung von Gefäßanomalien und Aneurysmen eingesetzt. Darllber hinaus erlauben die verschiedenen Bewertungskriterien der MRT gegenOber der CT in unklaren F~llen differenzialdiagnosusche Hinwe1se. Der Emsarz der MRTbei kardialen Fragestellungen (l. B. KHK, myokardiale Funktion) wird zur Zeit intensiv untersucht (s. S. 234).
Indikationen: Oie MRT ist der CT überlegen bei der Untersuchung von Spinal raum, Pleura und Thoraxwand. Zunehmend wird sie zur Abklärung von Gefäßanomalien und Aneurysmen eingesetzt. Ihr Einsatz bei kardialen Fragestellungen wird lnlensiv untersucht (s. S. 234).
a Transversale. Tl-gewichtete Aufnahmen des Thorax.
b Transversale, T2·gewichtcte Aufnahmen des Thorax. Die Schnittebenen en~ chen den Ebenen in Abb. 8-1 .4 S. IIJI.
8 1 Thorax 1.1.5 Gefäßdarstellende Verfahren
1.1.5 Gefäßdarstellende Verfahren
Pulmonalisarteriografie, Aortografie und Ka\'Ografie. Heute mittels digitaler Substraktionsangiografic (s. S. 393). Zunehmend werden er und MR -Angiografi<' initoal eingesetzt.
Hierzu gehören die Pulmonalisarteriografie. die Aortagrafie und Kavografie. Die digitale Subtraktionsangiografie (s.S. 393) bleibt der .Goldstandart" zur Gel'äßdarstellung. Wegen der lnvasi vit~t werden tunächst MR· oder er-Ang1ografic eingesetzt. 01e digitale Subtraktionsangiografie kommt vor allem bei unklaren Befunden oder bei geplanten Interventionen zum Einsatz.
1.1.6 Nuklearmedizinische Verfahren
1.1 .6 Nuklearmedizinische Verfahren
Soc erfassen reglo1101le Durchblutung (Perfuslonsszlntlgrafle) oder regionale Ventilation (lnhalationsszintigrafie). Bei der Emboliediagnostik sollte die Perfusionsszintigrafie mit der Venlilationsszintigrafie zur Steigerung der Treffsicherheit kombiniert eingesetzt werden. Mismatch-Befund: Perfusionsdefekt und unauffällige Ventilation an gleicher Stelle (- lungenembolie). Match-Befund: Perfusionsdefekt und reduloerte Venhlation an gleicher Stelle (-pulmonale Raumforderungen, Infekte, Pleuraergüsse oder COPO).
01e Szintigrafischen Methoden erfassen die regionale Durchblutung der Lunge (Per· fuslonsszlntigrafie) oder die regionale Ventilation (lnhalationsszintlgrafie). Die Sensitivität der Lungenszintigrafie ist sehr hoch, allerdings werden Perfusionsdefizite auch von anderen Lungenerkrankungen verursacht, so dass zur Steigerung der Spezifität zusätzlich eone Ven tilationsSlontigrafie durchgeführt werden sollte. Für eine Lungenembolie spricht ein keilfomuger Speicherdefekt im Perfusionsszintigramm bei unauffä lligem Ventilationsszintigramm (Mismatch-Befund). Pulmonale Raumforderungcn. Infekte, Pleuraergüsse oder COPD stellen sich aufgrund des Euler-Liljcstrand-Rencxes überwiegend als Match-Befunde dar.•1lso als Areale mit reduzierter Ventllaroon und Perfus1on. Seltenere lnd1kat ionen fur szm tigrafische Verfahren sind: Vorhersage der postoperativen Lungenfunktion sowie Berechnung der Shuntgröße eines Rechts-links-Shunts. Dabei steht dieQuantifizierung der Messdaten im Vordergrund.
Perfuslonsszlntlgrafle
Perfusionsszintigrafie
Methode: Sie word mot i. v. applizierten
Methode: D1e Perfusionsszontigrafie wird mn -rc-Pertechnetat-markierren Albuminpartikeln (Durchmesser 10-40 ~m}. die i. v. appliziert werden, durchgefUhrt. Oie radioaktiven Partikel setzen im normal perfundierten Lungenparenchym multiple kleinste Embohen. Oie dabe1 emittierten Gammastrahlen werden von eoner Gammakamera aufgezeochnet. Die Verteilung der Akuvitllt lässt RückschlOsse auf d1e regionale Perfus1on zu. Normalerwelse entspricht das entstandene Bild dem zweier schwarz dargestellter lungenförmiger Schatten.
-rc-Pertechnetat-markierten Albuminpartikeln durchgeführt. die Gammastrahlen emittieren. Oie Verteilung ihrer Aktivität lässt auf die regional<' Perfusion schließt'n. Normalbefund: Zwt?i schwarze Iungen förmige Schatten. Indikationen: Bei Lungenembolien entsteht ein ke1lformiger Speicherdefekt
Indikationen: Hauptindikation ist der V. a. Lungenembolie. Da der Embolus einen arteriellen Ast verlegt hat. entsteht eon keilform1ger Spcicherdefekt.
lnhalationsszlntigrafie
inhalationsszintigrafie
• Synonym.
.. Synonym. VentilationsSlintigrafie
Methode: Inhalation von radioaktoven Edelgasen ('llxenon) oder Aerosolen ("""Tc-Mikrosphären). die sich an den Wänden von Trachea. Bronchien und Alveolen niederschlagen (s. S. 222. Abb. B-1. 73).
Methode: Die Darstellung der reg1onalen Lungenluftverteilung geli ngt entweder m1t der Inhalation von radioaktiven Edelgasen (mXenon) oder von Aerosolen (~c-Mikrosphären). die sich an der Trachealwand. den Bronchialwänden und den Alveolarwänden niederschlagen. Die Verteilung charakterisiert die regionale Ventilation. d1e m1t externen Detektoren szmtografisch dokumentiert w1rd (s. S. 222. Abb. 8 ·1.73 ,.
Indikationen: Ventilationsstörungen. Bronchusstenosen, Lungenembolien.
Indikationen: Ventilationsstörungen (Restriknon, Obstruktion}. Bronchusstenosen und als Ergänzung zur Perfusionsszintigrafie bei Lungenembohe. Wird das Szintigramm mehrereStunden nachder Inhalation angefertigt. gibt es Auskunft überden Abtransport des Nukhd~ und darnot uberdie AktiVItdt des mukozlharenTransport5ystems.
1.1.7 Perkutane Interventionen
1.1. 7 Perkutane Interventionen
Sie umfassen Nadelbiopsle, Drainage pathologischer Flüssigkeitsansammlungen, therapeutische Embollsation von Lungen· geläßen sowie Thrombusfragmentation oder lokale Lyse bei bedrohlicher Lungenembolie. Schmerzreduktion. z. 8. bei Tumorinfiltration. gelingt durch er-gesteuerte Blockacle von Plexus brachialis. Ganglion stellatum oder einzelnen Nervenwurzeln.
Perkutane Interventionen im Bereich des Thorax umfassen die Nadelbiopsie, die Drainage pathologischer Flüssigkeitsansammlungen, d1e therapeutische Emboli· sation von Lungengefäßen (artenovcnöse Malformation. Lungenblutu ng) sowie Maßnahmen be1 eoner lebensbedrohlichen Lungenembolie (Thrombusfragmenta· tion. lokale medikamentöse Lyse). Bei Tumorinfiltrationen der Plexus oder resistenten Schmerzzustanden kann eine er-gesteuerte Blockade oder Ausschaltung erfolg<'n (d. h. unter er-Kontrollc Infiltration des Plexus brachialis. des Ganglion stell·
B 1.1 Radiologische Methoden atum oder einzelner thorakaler Nervenwurzeln m1t emem Lokaianastherikum oder konzentriertem Alkohol) und damit eine Schmerzreduktion erreicht werden.
Perkutane Nadelbiopsie
Perkutane Nadelbiopsie
Methode: Ultra~chall- und Cl-gesteuerte Biopsien gehören zu dem etablierten Techniken der nichtoperat1vtn Diagnosestellung. Rein durchleuchtungsgesteuerte Methoden werden durch den Einsatz derCT zurückgedrängt. Man u1Uersche1det zwei Arten von Punktionsnadein: o Nadeln, mit denen Material zur histologischen Untersuchung aus der Lunge herausgestanzt werden kann. o femlum1gc Nadeln (Femb1ops1enadeln). clie weniger traumansch smd und deren gewonnenes Material jedoch lediglich zur zytologischen Untersuchung ausreicht.
Methode: Man unterscheidet zwischen Nadeln, mit denen Material zur histologischen Untersuchung ausgestanzt wird und Feinbiopsienadeln, die der Materialgewinnung für :zytologische Untersuchun· gen dienen.
Vor.lllssetzungen für die Cl-gesteuerte Punktion sind wegen der Blulllngsgefahr ein Quick-Wen von mindestens 50% ( < 1.5 INR) und eme l'hrombozyrenZ<~hl von uber 70000/mm1. Der Patient wird
so gel<~gerr. dass ein optimaler Zug.mg gewährleistet ist. Zunächst wird em Radiogramm der betroffenen Region durchgeführt. Am Monitor werden der Emsuchwinkel und die Einstichtiefe geplant. Danach wird d1e Schichtcl>ene auf den Patienten mit Filzsllftmarkierung übertragen und d1e Punknonmeile markiert. Nach OberflächenanäSthesie erfolgt die Punktion in Atemstillstand des Pattenten. Die Punktionsst elle liegt zur Vermeidung von Blutungen und Nervenläsionen an der Rippenoberkante. Das gewonnene Materia1w1rd tetlweise aufObjektträgern ausgestrichen und tetlwetse in Fornldhnlösung fixtert. Zum Abschluss kann im er em Pncumorhor,u ausgeschlossrn werden. Die häufigste Komplikation ist das Auftreten emes Pneumothorax. Seltener sind Hauremphysem. Blutungen und Hämoprysen.
Die Punktion erfolgt nach Oberflächenanästhesie in Atemstillstand des Patienten. Die Punktionsstelle liegt zur Vermeidung von Blut ungen und Nervenläsionen an der Rlppenoberkante. Häufigste Komplikation ist ein Pneumothorax.
Indikat ionen: Be1 unklaren ßefunden (unklarer peripherer l.ungenrundherd.l'leuraodcrThoraxwandprozcss. mrdiasttnale Raumforderung), die durch bildgebende Verfahren nicht zu klären smd und eme Größe über 0.5 cm haben. kann eine diagnosnsche Punktion in Erwägung gezogen werden.
Indikationen: Bei unklaren Befunden (z. 6. peripherer Lungennrndhcrd) über 0.5 cm.
• Klinascher Fall.
ßcor ~m.r 53-)Jhngen Patienrln n111
systemi~chem
lupu> erylhematodr>
• Klinischer Fall.
Ireren Thor~xschmetlen und Dyspnoe auf. zu~.lllllch be>tehen reridiVIerend Arthr,1lgoen und fotberschube. Oie Thor.xuber.,chts;~ufnahmc( Abb. 8·1. 1fla)leigt cmc Vorbreorerung des Medld· stonums nach rechts mll polyzyklischer Segrenlllng. Aufdcr~ilaufnahme wird der Retroslemalraum größtenteils ausgefüllt. Der rechte Hilus ist aufder p.-<~.-Aufnahme nicht mehr abgrenzb.ar. der hnke ist unaufldlhg konfiguriert Zus.\tzlich besteht eon kleinerer Erg~»s hnksseitig. D1e erUntersuchung (Abb. B·1.10b) stellt den r•umfordernden Proztss om vorderen Medoa\lonum mll eoner m.txom,tlen Au~ehnung von 4 x 4 x 10 cm d.tr.
rechter Hauptbronchus a Überstehtsaufnahmen (g~strlchehe lmie • Thymom). b Cl-gesteuerte Punktoon.
linker Hauptbronchus
B 1 Thorax Der Tumor lt~t ~m Penkard br~tb.t<~g .1uf. es btsttht etn Perilurderauss. lus.ltzhlundes der v... PerikordinflllrdiJOn. DilS Thymom wird in toro reseziert m11 Perikard-TeilreselctJon. Entft•rnung von rechten Lungenanteilen und des N. phre· n•cus rechts. On Wrtteren erfolgen etne Chemother.pte und e111e konsolidierende Radwuo des Medtasrinums. d1e zu einer komplttten Remtsston führen. Perkutane Cf-gesteuerte Abszessdrainage
Perkutane Cl-gesteuerte Abszessdrainage
1m l<M-CT zeigt steh meist t'ln hyperdenser Ringsaum , der der Abszessmembran entspricht. Nach Lokalanästhesie wird ein Drainage-Katheter in die Abszesshöhle platziert
Oie perkutane Abszessdramage ermöglicht eme schonende. organerhaltende Therapie. Zunächst erfolgr zur AbszesslokaliS
Komplikationen: z. B. Blutungen und Pneumothorax. 1.2
Die normale Thoraxübersichtsaufnahme
Komplikationen: sind Blutungen Pneumothorax. Verletzung und Kontamination benachbarter Org.1ne sowie Fistelbildungen.
1.2 Die normale Thoraxübersichtsaufnahme
1.2.1 Allgemeines
1 .2. 1 Allgemeines
Doe Bildanalyse erfolgt von außen n
Abb. B-1.11 zeigr normale 11loraxübersichtsaufnahmen. Die Bildanalyse erfolgt am zweckmJI~tgsten von außen nach tnnen. d. h. von der Thoraxwand itber das Zwerch· fe!l. die Pleura, und dte Lungen zum Mediasunum. Häufig ist em autr.illiger pathologischer Befund 1m Thoraxbild schon auf den ersten Blick erkennbar (Abb. B-1.12~ Es ist jedoch flir den Patienten gefahrlich. wenn sich der Beobachter mitdiesem auffälligen Befund zufneden gibt. da diskrete Veränderun gen. die lll1tcr Umständen sogar wichtiger fiir d1e Diagnose sind. ubcrsehcn werden können. Um keme p.uhologtschen Ver~ nderungcn zu übersehen. tst ein systemati· sches Vorgehen wichtig.
Ein auffälliger Befund ist oft auf den ersten Blick erkennbar (Abb. B-1 .12). Doch werden diskrete Veränderungen so leicht übersehen, deshalb Ist systematisches Vorgehen wichtig.
1 Bei der Interpretation des Thoraxröntgenbildes ist eine systematische Analyse slimtltcher vorhandener Strukturen wtchttg.
,
B 1.2 Oie normale Thoraxübersichtsaufnahme
Verschattung Im linken lungenoberleid (gestrichelte time). die sich auf der Seite dOf'Sal wieder findet. Oie Rippendestruktion (4. Rippe dorsal. pfeil) weist auf einen malignen TuiTl()( hin.
Als Erstes sollte die Bildqualität beurteilt werden. um Einschränkungen oder Besonderheiten der vorliegenden Aufnahme zu erkennen. 1. Vollst~ndigc Abbildung der Thoraxorgane? 2. Orehfehler? 3. Sind die Schulterblätter herausgedreht? 4. Ausreichende Inspiration? 5. Behchrung? 6. Zentrierung der Röhre? zu 1. -Auf einer Thoraxaufnahme soll der gesamte knöcherne Thorax einschließlich der Sinus phrenicocostalis abgebildet sein. zu 2. - DerThorax 1st ohne Drehfehler abgebildet, wenn sich der Proc. spinosus des 3. BWK in die M1tte zwischen be1de Stemoklavikulargelenke projiZiert. Bei Drehfehlern werden Herz und Mediasrinum schräg von den Röntgenstrahlen getroffen und ihre Scharren erscheinen auf der Aufnahme vergrößert. zu 3. - Der Marge medialis des Schulterblattes kann mit der Pleura visceralis bei einem Pneumothorax verwechselt werden. wenn das Schulterblatt nicht herausgedreht wird. Oie lnnenrdnder sollten s1ch bei einer gut eingestellten Aufnahme außerhalb des knöchernen Thorax abbilden. zu 4. - Es ist wichtig. die Inspirationstiefe einzuschätzen. da bei unzureichender Inspiration oder Exspiration das Mediastinum und das Herz durch das hochstehende Zwerchfell breiter abgebildet werden. Der Scheitelpunkt der rechtsse1t1gen Zwerchfellkuppel projiziert sich bei max1maler Inspiration auf die 10.-11. Rippe dorsal. zu 5. - Die Beachtungder Belichtung ist aus folgendem Grund wichug: Ist ein Bild unterbelichtet. stellen sich selbst kleine Lungengeläße dar: ist die Aufnahme jedoch überbelichtet. erscheint das Bild schwärzer und es werden feinere Strukturen wie z. B. beginnende Infiltrate nicht mehr abgebildet Be1 ausreichender Belichtung ist die Brustwirbelsäule 1m Herzschatten gerade noch erkennbar, d1e Lungengefäße sind 1m peripheren Lungenanteil zu sehen. zu 6. - Bei dezentrlerter Röhre erscheinen Bildanteile heller. dies kann eine Versehartung vortauschen (Abb. B-1.13).
Zuerst soll die Bildqualitlit beurteilt werden. Gelragt wird nach folgenden Gesichtspunkten:
1. Vollständige Abbildung aller ThO
bei unzureichender ln- oder Exspiration durch das hochstehende Zwerchfell breoter abgebildet 5. Belichtung? Auf überbelichteten Aufnahmen werden feinere Strukturen nicht mehr abgebildet. Bei ausreiChender Belichtung ist die 8W5 im Herzschatten noch erkennbar. die peripheren Lungengefäße sond siChtbar.
6. Zentrierung der Röhre? Hierdurch können Versehartungen vorgetäuscht werden {Abb. B-1.13).
164
B 1 Thorax
Deutlicher Transparenz· unterschied zwischen rechter und linker Lunge. Hinweisend auf die Fehlbelichtung ist auch die hellere Abbildung der Thoraxweichteile links.
1.2.2 Thoraxwand
1.2.2 Thoraxwand
Eine Thoraxaufnahme zeigt knöcherne Strukturen und Weichtellschatten. Mammaschatten und M. pectoralis major können die Lungenfelder weniger transpa· rent erscheinen lassen. Oie Mamillen proji· zieren sich als rundliche Verdichtungen auf die unteren lungenfelder. Hautfalten können beim liegenden Patienten einen Pneuma· thoraxvortäuschen (Abb. 8·1.14).
Neben den knöchernen Strukturen sind auf einer Thoraxaufnahme Weichteilschat· ten erkennbar und zu beurteilen. Die Weichteile bilden die Kontur der Thoraxwand. Sie können sich aber auch als Verdichtungsstrukturen auf den Thorax proj izieren. Der Mammaschatten und auch ein kräftiger M. pectoralis majorkönnen die Transparenz der Lungenfelder herabsetzen. Die Mamillen projizieren sich als rundliche Verdichtungen in die lateralen Anteile der unteren Lungenfelder. Hautfalten erscheinen beim liegenden Patienten als vertikale Verdichtungslinien auf der Übersichtsauf. nahme und können einen Pneumothorax vortäuschen (Abb. 8·1.14). Auf der Seitaufnahme sind die proximalen Anteile der Oberarme im venrroapikalen Anteil der Aufnahme abgebildet. Zum knöchernen Thorax zählen Wirbelsäule. Skapula. Klavikula. Sternum und Rippen. Auf der Seitaufnahme sind die Schulterblätter als vertikale dichte Streifen auf oder vor der Wirbelsäule dargestellt. Die Schulterblätter ziehen horizontal über die Lungenspitzen. Das Sternum ist auf der p.·a.·Aufnahme nur unzureichend erkennbar. Die Rippen verlaufen im dorsalen Anteil fast horizontal. Im hinteren Anteil sind sie runder. dicker und kommen dadurch auf einer Thoraxaufnahme deutlicher zur Dar· stellungals die abgeplatteten. schräg nach unten verlaufenden vorderen Abschnitte (Abb. B-1.15). Der Rippenknorpel ist transparent und aufdem Röntgenbild nicht erkennbar. Mit zunehmendem Alter verkalken diese Knorpelanteile und werden röntgenologisch sichtbar.
Auf der Seitaufnahme sind die Schulter· blätter als vertikale dichte Streifen auf oder vor der Wirbelsäule dargestellt. Die Schul· terblätter ziehen horizontal über die Lun· genspitzen. Die Rippen verlaufen im dorsalen Anteil fast horizontal. Ihr hinterer Anteil ist deutlicher sichtbar als die vorderen Ab· schnitte (Abb. 8·1.15). Der Rippenknorpel wird erst bei zunehmender Verkalkung sichtbar.
Auf der Liegendaufnahme (Thorax a.·p.) sind rechts laterallinienschatten (Pieile) erkennbar. die mit einem Pneumothorax verwechselt werden können. Es handelt sich um Hautfalten. die sich durch Unterschieben der Kassette unter den Patienten bilden und sich auf den Thoraxaufnahmen in die Lunge projizieren. Im Gegensatz zum Pneumothorax ziehen Lungen· geläße über diese Figuren hinweg in die Peripherie.
8 1.2 Oie normale Thoraxübersichtsaufnahme
165
Rippen auf der Thoraxaufnahme Der knöcherne Thorax wurde so gezeichnet, wie er auf einer Übersichtsaufnahme erscheint. Die dorsalen. horizontal verlaufenden Rippen sind deutlicher als die ventralen Anteile erkennbar.
Pathologische Schatten werden häufig anhand der Rippen näher lokalisiert. Es wird dann angegeben. aufwelche Rippe bzw. aufwelchen Interkostalraum sich der Befund projiziert.
Pathologische Schatten werden anhand der Interkostalräume lokalisiert.
Der Interkostalraum (ICR) bezeich net immer den Raum zwischen den posterioren Anteilen zweier benachbarter Rippen. es sei denn. es wird ausdrücklich Bezug auf die vorderen Rippenteile genommen.
1.2.3 Zwerchfell
1.2.3
Die rechte Zwerchfellkuppel steht wegen der darunter liegenden Leber meist etwas höher als die linke. Der Scheitelpunkt der rechten Zwerchfellkuppel befindet sich bei ausreichender Inspirationstiefe meist im 10. ICR: bei Exspiration heben sich die Zwerchfellkuppeln um 3- 7 cm nach kranial. Der dorsale Sinus phrenicocostalis steht tiefer als der ventrale. so dass sich beim stehenden Patienten geringe Flüssigkeitsansammlungen zunächst hier wieder fi nden. Erst bei Ergussmengen ab ca. 200 ml versehatten sich die lateralen Sinus phrenicocostales. Direkt unterhalbdes linken Zwerchfells ist beim stehenden Patienten die Magenblase erkennbar. Auf der Seitaufnahme kann man das linke vom rechten Zwerchfell dadurch unterscheiden, dass das linke meist etwas tiefer steht. unmittelbar unter diesem die Magenblase lokalisiert ist und die Kontur nur bis zum Herzschatten erkennbar ist (Abb. B-1.16). Röntgenmorphologie der Zwerchfellkuppeln -
Exkursion 3 - 7cm
links bis zu 4 crn tiefer als rechts
rechts meist etwas höher als links rechte Kontur bis zum Stemum linke Kontur bis zum HeQen Magenblase unter dem linken Diaphragma
Zwerchfell
Oie rechte Zwerchfellkuppel steht etwas höher als die linke, ihr Scheitelpunkt befindet sich bei Inspiration im 1O.ICR. bei Exspiration 3-7 cm mehr kranial. Der dorsale Sinus phrenicocostalis steht tiefer als der ventrale, deshalb zeigen sich geringe Flüssigkeitsmengen zuerst hier. Erst bei Ergüssen ab 200 ml versehatten sich die lateralen Sinus phrenicocostales. Unterhalb des linken Zwerchfells ist die Magenblase erkennbar (Abb. B-1.16).
166
B 1 Thorax
Akzessorische Septen: Lobus venae azygos vier Pleura· schid,ten
Lobusvenae azygos
(·blätterl-..&"41.~
Pleura panetalis
Lobus venae
azygos Azygos·septum Pleura visceralis embryonaler Zustand
normal entwickelt
abnormer Azygoslappen Unteres akzessorisches Septum: Das untere akzessorische Segment trennt das mediale basale Segment des rechteo Mittellappens vom übrigen Lappen: lobus accessorius cardiacus.
Oberes akzessorisches Septum: Das obere akzessorische Septum trennt das obere Segment des rechten oder linken Unterlappens vom übrigen Unterlappen ab. a Schematische Darstellung
b Thoraxaufnahme (Ausschnitt)
111
c Niedrigdosis·CT
167
B 1.2 Die normale Thoraxübersichtsaufnahme a, b Der horizontale Teil der V. azygos senkt sich im Verlauf der Embryonalentwicklung normalerweise am medialen Lungenrand von der rechten Lungenspitze zum Trachea· bronchialwinkel. Als Normvariante erfolgt dieser Deszensus durch die Lunge und es entsteht eine Pleuraduplikatur. das Azygosseptum. Der mediale, kleine Lungenanteil heißt Lobus venae azygos. c Niedrigdosis·CT, axiale Schichten (1. II) und koronare Rekonstruktion (111) mit Schnitt· ebenen von I. II (gestrichelte Linien). Die V. azygos (Pfeilspitzen) verläuft durch den rechten Oberlappen und bildet dabei das Azygosseptum (Pfeile). wodurch ein .Lobus venae azygos· (Sterne) entsteht.
1.2.4 Pleura
1.2.4 Pleura
Normalerweise ist die Pleura auf einer Übersichtsaufnahme nicht erkennbar, es sei denn, sie ist durch einen krankhaften Prozess verdickt oder der Pleuraspalt vergrößert. Pleuraduplikaturen oder Septen sind erkennbar, wenn sie tangential getroffen werden. in den Lungenspalten liegen 2 Schichten viszeraler Pleura eng aneinander an und bilden eine Duplikatur, das Interlabium oder Septum. Dieses ist dünner als 1 mm und wird auf dem Röntgenbild sichtbar, wenn es von den Röntgenstrahlen tangential getroffen wird. Die Interlabien trennen Lungenlappen voneinander. Zwischen Oberund Unterlappen befindet sich das Hauptseptum, welches dorsal von etwa der Höhe des 5. BWK schräg nach kaudal und ventral zieht. Aufgrund dieses schrägen Verlaufs ist es meist nur auf einer Seitaufnahme erkennbar. Das Nebenseptum trennt den rechten Mittellappen vom überlappen. Da es horizontal verläuft. ist es meist sowohl auf einer Aufnahme im frontalen wie auch im seitlichen Strahlengang nachweisbar. ln einigen Fällen kann man als Normvariante noch weitere Septen. das Azygosseptum (Abb. B-1.17), das obere akzessorische oder das untere akzessorische Septum erkennen.
ln den lungenspalten liegen 2 Schichten viszeraler Pleura einander an und bilden die weniger als 1 mm dünnen Interlabien oder Septen. Das Hauptseptum trennt Ober- und Unterlappen. Es zieht dorsal vom 5. BWK schräg nach kaudal und ventral und ist auf Seitaufnahmen erkennbar. Das Nebenseptum trennt den rechten Mittellappen vom Oberlappen und wird im frontalen und seitlichen Strahlengang sichtbar. Als Normvariante wird z. B. das Azygosseptum sichtbar (Abb. B-1.17).
1.2.5 Lunge und Lungengefäße
1.2.5 Lunge und
Da das eigentliche lungenparenchym, die Alveolen, lufthaltig sind und die zarten Wände Röntgenstrahlen nicht wesentlich schwächen, sind die Lungen weitgehend strahlendurchlässig. Das morphologische Substrat der pulmonalen Gereißzeichnung sind die Lungenarterien und -venen. Der Pulmonalgefaßstamm verzweigt und verjüngt sich in der Lunge in alle Richtungen (Abb. B-1.18). Die Pulmonalarterienäste lassen sich normalerweise bis ca. 1-2 cm an die lungenoberOäche heran verfolgen. Die baumartige Aufzweigong der Lungenarterien ist in einem Pulmonali.sangiogramm deutlich erkennbar. Meist ist die Differenzierung eines Gefaßschattens (Arterie oder Vene) nicht möglich. in der nachfolgenden Abbildung(Abb. 8-1.19) werden einige Kriterien vorgestellt. anhand derer größere Arterien und Venen identifiziert werden können.
Die Lungen sind weitgehend strahlendurchlässig. Der Pulmonalgefäßstamm verzweigt und verjüngt sich in der Lunge baumartig in aiiP Richtungen, deutlich erkennbar im Pulmonalisangiogramm (Abb. B-1.18).
Lungengefäße
Kriterien für die Identifikation größerer Gefäße s. Abb. B-1.19.
B 1 Thorax
168
linke Pulmonalarterien
I längs getroffenes Gefäß
Arterien
3 Bronchus
Venen
2 quer getroffenes Gefäß
a Ausschnitt lungengefäße: Weit in der Peripherie, also thoraxwandnahe. kann man normalerweise keine Gefäßschatten mehr erkennen. Gefäße, die paral· lei zum Film verlaufen. werden als streifige Strukturen wiedergegeben. Läuft das Gefäß in annähernd sagittaler Richtung durch das Lungengewebe und in etwa gleicher Richtung wie das Strahlenbündel, erscheint sein Schatten als dichter runder Fleck.
1.2.6
Tracheabronchialsystem
Die Bronchien bilden ein sich baumartig verzweigendes System. Im Röntgenbild sind nur Trachea sowie Haupt- und Lappen· bronchien identifizierbar.
b Schem•. Gefaßbündelaul dem p.-a. Bild.
- Arterie parabronchial - apikal Arterien medial der Venen - basal kreuzen horizontal vertaufende Venen die Arterien
c Schema.
Gefäßbündel im Seitbild. - retrokardial verlauten Venen ventral, Arterien dorsal
1.2.6 Tracheabronchialsystem Die Rronchien sind ebenso wie die Arterien ein sich baumartig verzweigendes System. Mit Ausnahme der zentralen Anteile sind die Bronchien normalerweise nicht sichtbar. da sie wie die umgebenden Alveolen lufthaltig sind und die Bronchialwände zu dünn sind. um schattengebend zu sein. Im Röntgenbild sind nur die Trachea, Haupt· und Lappenbronchien identifizierbar. ~ Eine leichte VerlagerungderTrachea nach rechtsdurch den an liegenden Aortenbogen ist physiologisch.
Treffen die Röntgenstrahlen tangential auf Lappen- und Segmentbronchien. erscheinen diese als streifige Aufhellungen.
Aus dem rechten Hauptbronchus gehen 3 Lappenbronchien hervor: überlappen-. Mittellappen- und Unterlappenbroochus. die sich in Segmentbronchien verzweigen. Der linke Hauptbronchus teilt sich in Oberlappen- und Unter1appenbronchus auf. Die lingula entspricht dem rechten Mittellappen. Deren Segmentbronchien entwickeln sich aus dem Obertappen heraus. ein Mitteflappenbronchus fehlt.
1.2. 7
Bronchopulmonale Segmente
• Definition.
Die Lungensegmente sind keilförmig. Sie werden nach den sie versorgenden Segmentbronchien benannt (Abb. B-1.20). Die Arterien verlaufen mit den Bronchien im Zentrum des Segmentes, die Venen liegen intersegmental.
Die Trachea teilt sich in den rechten und linken Hauptbronchus. Wenn die Lappenbronchien und zum Teil Segmentbronchien tangential getroffen werden. erscheinen sie als streifige Aufhellungen. dievon einem zarten Streifenschatten begrenzt werden. Bei orthograder (senkrecht angeschnittener) Abbildung resultieren Ringschatten mit zentraler Auß1ellung. Aus dem rechten Hauptbronchus gehen 3 Lappenbronchien hervor. überlappen-. Mittellappen- und Unterlappenbronchus. Nach Abgangdes rechten Oberlappenbronchus wird der rechte Hauptbronchus Bronchus intermedius genannt. Der Oberlappenbronchus verzweigt sich in 3, der Mittellappenbronchus in 2 und der Unterlappenbronchus in 5 Scgmentbronchien. Der linke Hauptbronchus teiltsich in einen überlappen- und einen Unterlappenbronchus auf. Aus dem Oberlappenbronchus gehen zunächst 2 Bronchien hervor. der obere teilt sich in 2 Segmentbronchien des Oberlappens. der untere verzweigt sich in 2 Segmentbronchien der Lingula. Die Lingula entspricht dem rechten Mittellappeo. Im Gegensatz zum rechten Lungenßügel entwickeln sich die Segmentbronchien der Lingu!a aus dem Ober!appenbronchus. ein Mittellappenbronchus fehlt. Der Unterlappenbronchus links verzweigt sich in 4 Segmentbronchieo.
1.2. 7 Bronchopulmonale Segmente lungenanteil. der von einem Segmentbronchus versorgt wird. Die Lungensegmente sind keilförmig, die Basis liegt an der Lungenobernächc, die Spitze ist gegen den Hilus gerichtet. Die Lungensegmentewerden nach den sie versorgenden Segmentbronchien benannt. Der rechte Oberlappen besteht aus einem apikalen, anterioren und posterioren Segment. ln der linken Lunge sind das apikale und posteriore Segment zum apikoposterioren Oberlappensegment zusammengc-
B 1.2 Die normale Thoraxübersichtsaufnahme
169
Bronchienaufteilung und bronchopulmonale Segmente
Oberlappen
a Bronchienaufteilung. Segmentbronchicn. Lungen von ventral l appengrenzen: durchgezogene Linien. Segmentgrenzen: gestrichelte Linien
Mittellappen/lingula
... \ 3
Unterlappen
.......
'•
~
'
I 4
Segmentverteilung und zugehörige Bronchien: Oberlappen: 1 apikal (r) 2 posterior (r) 1. 2 apikoposterior (I) 3 anterior (r/1) Mlttellappen: 4 lateral (r) S medial (r)
8 9
7
- Unter. .../ 9 Iappen· 10 bronchus
b Bronchienaufteilung, Segmenlbronchlen,Lungen von medial
fasst. Das obere und untere Lingulasegmentsind dem linken Oberlappen zuzuordnen. Der rechte Mittellappen besteht aus einem medialen und lateralen Anteil. Die 5 Segmente des rechten Unterlappens heißen: apikales. basales mediales. basales vorderes, basales laterales und basales hinteres Segment. Das basale mediale Segment feh lt links. Die Lungensegmente sind schematisch in Abb. B-1 .20 dargestellt. Die Arterien verlaufen mit den Bronchien im Zentrum des Segmentes. Im Gegensatz dazu liegen die Venen intersegmentalund beziehen ihr Blut aus benachbarten Segmenten. Die Segmenteinteilung bezieht sich auf die bronchiale Baueinheit der Lunge. Da sich bronchogene Lungenerkrankungen hdufig auf Segmente beschr~n ken. hat die Segmentanatomie für Radiologen und Pneumologen große Bedeutung.
lingula: 4 superior (I) 5 medial (I) UnterlapJ>en: 6 superior (r/1) 7 mediobasal (r) 8 anterobasal (r) 7. 8 anteromediobasal (I) 9 laterobasal (r/1) 10 posterobasal (rfl)
170
B 1 ThoraK
1.2.8 Lungenhili
1.2.8 Lungenhili
Im Röntgenbild wird der Lungenhilus in erster Linie durch die Pulmonalarterien geformt Der re
Der Lungenhilus im Röntgenbild wird in erster Linie durch die Pulmonalarterien geformt. Pulmonalvenen und Lymphknoten haben beim Gesunden keinen wesentlichen Anteil an derDarstellungdes Hilus. Die Bronchien sind hilärdann erkennbar, wenn sie orthograd getroffen werden. Der rechte Hilus steht normalerweise 1-2 cm tiefer als der linke. Deutliche Abweichungen von dieser Norm weisen auf eine Volumenverminderung eines Lungenanteiles hin. Die Gefäße des rechten Hilus erscheinen ausgeprägter als die des linken, ein Phänomen, das dadurch zustande kommt. dass ein Teil des linken Hilus vom linken Herzscharten überlagert wird. Auf der Seitaufnahme erscheint die rechte Pulmonalarterie als prätracheale runde Verdichtung. Die linke Pulmonalarteriezieht über den linken Hauptbronchus nach dorsokaudal und wird als retrotracheales. kommafurmiges Band abgebildet. Form und Größe des Hilus sind auf dem p.-a.-Bild dadurch gekennzeichnet. dass die Hiluskontur nach lateral konkav ist und der Durchmesser der A. intem1edia (rechte Pulmonalarterie nach Abgang des Oberlappenbronchus) rechts bei Männem 16 mm und bei Frauen 15 mm nicht überschreitet. Wegen der großen Variabilität der individuellen Gefäß- und Hiluskaliber haben sich weitere Standardwerte nicht durchsetzen können. Bei einer Vergrößerung ist es von Bedeutung. ob die ursprüngliche Form der gefaßbedingten Aufzweigung erhalten geblieben ist (Abb. 8-1.21) (gef.ißbedingte Vergrößerung) oder ob der Hilus polyzyklisch konfiguriert ist (z. B. Lymphome. Tumoren).
Auf dem p.-a.-Bild erscheint die Hiluskontur nach lateral konkav. Die individuellen Gefäß· und Hiluskaliber sind äußerst variabel.
Bei vergrößertem Hilus ist die Form der Gefäßaufzweigung erhalten (Abb. B-1.21) oder polyzyklisch konfiguriert (z. B. Lymphome. Tumoren).
rechter Hilus
linker Hilus
rechter Hilus
linker Hilus
Aorta descendens
1.2.9 Mediastinum
1.2.9 Mediastinum
Begrenzungen: • ventral das Sternum • lateral die Pleurablätter • kaudal das Zwerchfell • dorsal die Wirbelsäule.
Das Mediastinum ist der intrathorakale. extrapleurale Raum zwischen beiden Lungenflügeln. Begrenzungen sind: • ventral das Sternum • lateral die Pleurablätter • kaudal das Zwerchfell und • dorsaldie Wirbelsäule.
171
B 1.3 Die normale Thoraxübersichtsaufnahme
Medlastinum p.·o. Thorax:
brachiozephales Gefäßband - -+--+ V. c::ava superior
-1-----".r---
brachio1ephales Gefäßband
Apex-Arkus-Bogen
Subklavia-Herz-Bogcn - paratrachealer Streifen - - - -1
'\-----\-- - Aortenbogen
V. azygos rechte Pulmonalarterie
-----=~
linke - - \ -- Pulmonalarterie
aortapulmonaler Streiiff•e~n~===.=st=if\ paraaortaler Streifen azygaösophagealer Streifen - -f+---1
rechter Vorhof
paraspinaler Streifen - - --1:-1
b
oberes Mediostinum: oberhalb der Verbindungslinie l\Yischen Unterrand des Manubriums und 4. BWK unteres Mediostmum: unterhalb dieser Verbindungslinie
seitlicher Thorax: brachiozephales Gefäßband +Trachea Aorta ascendens ---'1--+ rechter Vorhof -
vorderes unteres Mediastinum: --.P....zwischen Sternum und Perikard
Aorta descendens H--1----'il- linker Vorhof -
mittleres unteres Mediastinum: -.fi-~- Perikard. der Raum vor der
rechter Ventrikel
Bifurcatio tracheae
a
(
hinteres unteres Mediastinum: + - - - - Raum dor;al des Perikards
a Grenzen des Mediastinums. b Pleuraumschlagfalten. c Kompartimente des Mediastinums. Auf der p.·a.·Thoraxaufnahme stellt sich das Mediastinum als Mitleischatten zwischen beiden Lungen dar. Im oberen Anteil sind das dunkle Band der Iufthaitigen Trachea und die Aufzweigongen in die Hauptbronchien erkennbar. Der rechte Rand des Mediaseinums wird kranial von den brachiozephalen Gefäßen gebildet. An diese schließt sich der Schatten der V. cavasuperior und der rechte Vorhof an. Die horizontal getroffene V. azygos bildet etwa in Höhe des Abganges des Oberlappenbronchus (im Tracheobronchialwinkel) rechts eine Vorwölbung des Mediastinums. Links sind kranial ebenfalls die brachiozephalen Gef.iße randbildend. nach kaudal folgen Aortenknopf. Pulmonalisbogen. linker Vorhof und der linke Ventrikel. Das Herz ist zu ;o\ im linken Hemithorax und zu ca. 1-l im rechten Hemithorax gelegen. Zur Herzgrößenbestimmung kann im p. a.-Bild der Herz-Thorax-Quotient bestimmt werden. der maximal 1 : 2 betragen darf (s. S. 227). Auf dem Seitbild wird die vordere Kontur des Mediastinums kranial von den brachio· zephalen Gefaßen gebildet. An diese schließen sich die Aorta ascendens. der rechte Vorhof und der rechte Ventrikel an, der dem Sternum unmittelbar anliegt. Der Aortenbogen und diebrachiozephalen Getaße sind hingegen vom Sternum abgesetzt. der dadurch entstehende dreieckige retrosternale Raum ist normalerweisetransparent Linker Vorhof und linker Ventrikel sind an der Herzhinterkante abgrenzbar. Unmittelbar auf Zwerchfellhöhe ist an der hin teren Kontur des Herzschattens die V. cava inferior erkennbar (Abb. B-1.22a). Neben den äußeren Konturen sind im p. a.-Bild weitere Linien innerhalb des Mediastinalschattens erkennbar. die sog. Pleuraumschlagfalten. Eine Verlagerung oder Auslöschung dieser Linien liefert Hinweise auf pathologisclle Prozesse innerhalb des Mediastinums. noch bevor die äußeren Grenzen erreicht sind (Abb. B-1.22 b). Zur Lokalisation von Raumforderungen wird das Mediastinum in verschiedene Kompartimente eingeteilt (Abb. B·l.22c). Bei Kindern ist der Thymus oberhalb des Herzens als Scharten erkennbar. der ventral den großen Gefäßen unmittelbar anliegt.
Auf der p.-a.-Aufnahme erscheint das Mediastinum als Mittelschatten zwischen beiden Lungen. Der rechte Rand wird von brachiozephalen Gefäßen. V. cava superior und rechtem Vorhof gebildet. l inks randbildend sind brachiozephale Gefäße, Aortenknopf. Pulmonalisbogen. linker Vorhof und linker Ventrikel. Das Herz ist zu l1 im linken. zu 1-l im rechten Hemithorax gelegen. Seine Größe wird mit dem Hetl-Thorax-Quotienten bestimmt, der maximal 1 : 2 betragen darf (s. S. 227). Auf dem Seitbild wird die vordere Kontur des Mediastinums von brachiozephalen Gefäßen, Aorta ascendens, rechtem Vorhof und rechtem Ventrikel gebildet. linker Vorhof und linker Ventrikel sind an der Herzhinterkante abgrenzbar. auf Zwerchfellhöhe auch die V. cava inferior (Abb. B-1.22a).
Innerhalb des Mediastinalschattens sind im p. a.-Bild die Pleuraumschlagfalten erkennbar. Ihre Verlagerung oder Auslöschung deutet auf pathologische Prozesse hin (Abb. B-1.22b). Das Mediastinum wird in Kompartimente eingeteilt (Abb. 8-1 .22c).
172 1.3
B 1 Thorax
leitbefunde - vom radiologischen Befund zur Diagnose thorakaler Erkrankungen
1.3 leitbefunde - vom radiologischen Befund
zur Diagnose thorakaler Erkrankungen
1.3.1 Lokalisation
1.3.1 Lokalisation
Damit ein Befund räumlich lokalisiert werden kann, muss eine Seitaufnahme angefertigt werden. Zusätzlich sind Röntgenzeichen zur Lokalisation hilfreich:
Für die Diagnosestellung ist die exakte Lokalisierung einer Veränderung wichtig. Die Thoraxübersichtsaufnahme stellt ein Summationsbild dar. bei dem das gesamte durchstrahlte Volumen auf einer Fläche abgebi ldet wird. Für eine weitere Zuordnung. ob der Prozess z. ß. ventral oder dorsal liegt, ist eine Seitaufnahme nötig. Des Weiteren sind Röntgenzeichen für die Lokalisationsdiagnostik hilfreich: • Silhouettenzeichen (Abb. 8-1 .23): Eine Kontur (Silhouette) ist auf der Röntgenaufnahme dann erkennbar, wenn zwei Medien unterschiedlicher Dichte aneinandergrenzen. Unter dem Begriff Silhouettenzeichen versteht man eine Auslöschung der normalerweise vorhandenen Konrur beim Aneinandergrenzenzweier Medien gleicher Röntgendichte. Das Herz z. B. bildet normalerweise gegenüber der strah lendurchlässigeren Lunge eine deutliche Silhouette. Liegt dem Herzen jetzt an einer Stelle nicht mehr die lufthaltige Lunge. sondern ein Medium gleicher Dichte unmittelbar an(z. B. Infiltrat. Tumor). so verschwindet ind iesemAbschnittdie l
• Silhouettenzeichen (Abb. 8-1.23): Die Auslöschung der normalerweise vorhandenen Kontur beim Aneinandergrenzen zweier Medien gleicher Röntgendichte. Beispiel: Wenn dem Herzen statt der Iufthaitigen Lunge ein Medium gleicher Dichte unmittelbar anliegt (z. B. Infiltrat, Tumor). so verschwindet in diesem Ab· schnitt die Herzkontur.
• Pneumobronchogramm: Sichtbarwerden der Bronchiallumina innerhalb einer Verschattung. Normalerweise sind Bronchialwände zu dünn. um schattengebend zu sein.
• Air-Trapping: Überblähung einer Lunge bei Fremdkörperaspiration. Die betroffene Seite ist hypertransparent und volumenvermehrt. Unter Durchleuchtung ist Mediastinalpendeln erkennbar (Mediastinum bewegt sich in Exspiration zur gesunden Seite). Silhouettenzeichen
Thorax seitlich
a Verdichtung mit fehlender Abgrenzung (.Auslöschung") der Herzkontur. Auslöschung der rechten HerLkontur auf der p. a.·Übersichtsaufnahme (Pfeil). d. h. die Versehartung muss. ebenso wie das Herz. ventral liegen. Die Seitaufnahme bestätigt die ventrale Lage derVerschattung (Pfeil). ausgelöschte Kontur
Lokalisation der Versehartung
rechter Herzrand rechter oberer Henrand und Aorta ascendens Aortenknopf
Mittellappen anteriores S09ment rechter Mittellappen apikoposteriores Oberlappensegmentl1nks Oberlappen. Lingula
linker Herzrand
b .Verdichtung". bei der der Herzrand jedoch noch abgrembar bleibt.
Eine Gewebsvermeh1ung des Unterlappens führt nicht zu einer Auslöschung der Herzkontur. da sich Lwischen Herz und dem Unterlappen noch belut"tete Lunge befindet, die die Abgrenzung des Hemandes weiterhin ermöglichl
8 1.3 Leitbcfunde
1.3.2 Verschattungsmuster
1.3.2 Verschaltungsmuster
Erkrankungen des Lungenparenchyms kann man primar entweder m den Alveolen bzw. Azim (termmale Luftwege) oder im lnterstitoum lokali$1eren. Eine sog. .Verschattung· oder .Transparenzminderung· äußert sich im Thoraxröntgenbild in einem " hellen• Areal. da h1er d1e Röntgenstrahlen durch die Parenchymverdichtung mehr geschw.lcht werden und das entsprechende Areal des Röntgenfilmes weniger geschwänt wird. Der Begriff .lungeninfiltrate• beschreibt Veränderungen des Lungenparenchyms. ohne hmweisend auf die Genese zu sein. Eine in der Thoraxübersichtsaufnahme erkennbare Verschattung stellt sich in der CT als ein Areal mit vermehrter Dichte dar. DiesesAreal erscheint im Vergleich zum umgebenden belü ftetcn Lungengewebe hyperdens (d. h. die Veränderung erscheint heller. die gemessenen CT-Wertc sind höher). Oie Ursache kann z. B. eine unzureichende Enrfaltungder Alveolen sein oder das Vorliegen weichteildichten Materials (z. B. Flüssigkeit. Proteine. ZCIImaterial) in den terminalen Luftwegen oder dem Interstitium. je nach Intensität der Verdichtung Unterscheider man m der hochauflösenden er Konsolidierung und milchglasartige Dichtezunahme (ground glass opacity).lm Gegensatz zur Konsolidierung ist d1e DIChtezunahme be1 der milchglasartigen Verdichtung nur diskret, sodass Gefäße. Bronchialwände und Septen weiterhin abgegrenzt werden können. S1e 1st haufig so d1skret. dass sie unter Umstanden nur 1m hochauflösenden er nachgew1esen w1rd.
Eine .Verschattung· oder .Transparenz· minderung· wird als .helles• Areal sichtbar, weil Röntgenstrahlen durch die Parenchym· verdtehtung starker geschwächt und der Film weniger geschwän:t Wird.
Azinäres Verschattungsmuster
Azlnäres Verschattungsmuster
Ist die Luft der termin.1len Luftwege durch Flüssigkeitoder 1clluldre Elemente ersetzt. führt die stärkere Strahlenschwächung zu unscharf begrenzten Fleckschatt en. Diese haben die Tenden1 zu konfluieren und sich in anatomisch vorgegebenen Einheiten wie Lobuli. Subsegmentcn. Segmenten und Lappen auszubreiten. Dementsprechend resultieren azinarc. lobul.lre Fleckschanen oder subsegmentale Schatten. Innerhalb größerer Versehatrungen smd belüftete Bronchien (Bronchopneumogramm) und beluftete Alveolen (Pncumoalveologramm) erkennba1. Typ1sch fur eine Erkrankung der temunalen Luftwege (Alveolen, Az1m) 1st zusatzlieh em schneller Wechsel 1m Erschcmungsb1ld.
Ist die lufl der terminalen Luftwege durch Flüssigkelt oder 7ellulärc Elemente ersetzt, resultieren unscharf begrenzte Fleckschatten. die konfluieren und sich in größere Einheiten ausbreoten. Innerhalb größerer Verschaltungen sind belüftete Bronchien (Bronchopneumogramm) und Alveolen (Pneumoalveologramm) erkennbar.
Eine in der Thoraxübersichtsaufnahme erkennbare Verschaltung stellt sich in der CT als ein Areal mit vermehrter Dichte dar: Es erscheint hyperdens im Vergleich zum belüfteten lungengewebe. je nach lnten.sltät der Verdicht ung unterscheidet man in der CT Konsolidierung und milchglasartige Dichtezunahme (ground glass opacity). Bei letzterer ist die Dichtezunahme nur diskret.
Eine Erkrankung der terminalen Lurtwege (z. 8. baktenelle Pneumonie, alveoläres Lungenödem) ist gekennzeichnet durch unscharfbegrenzte Fleckschatten unterschiedlicher Größe mit Neigung zur Konfluation. posillvcm Pneumobronchogramm und raseitern Wechsel der Infiltrate.
Interstitielles Verschattungsmuster
Int erstitielles Verschaltungsmust er
Bei einer interstilleilen Lungenerkrankung sind d1e Alveolen weiterhin belüftet. die Verdichtungen lokalisieren sich ins Bindegewebe der Lunge. Der mtersuuelle Prozess führt zu Streifen oder Rundschanen, die das normale. rad1är verlaufende Gefaßbild überlagern. Haufig sp1elen s1ch d1e Veränderungen symmetrisch m be1den Lungen ab. Oie intersnnellen Verdichtungen lassen sich in verschiedene Formen unterteilen.
Bei inle~totlellen Lungenerkrankungen führen Verdichtungen im Bindegewebe zu Strerfen oder Rundschancn, die das normale Gef.ißbold überlagern. Häufig symmetrisch in beiden Lungen. Formen:
Streifenschatten
Streifenschatten
Charakteristisch fur mtersmielle Lungenerkrankungen smd Verdickungen der inter· lobulären Septen. Basallateral smd I -2 cm lange, horizontal verlaufende Linien erkennbar. die sog. Kerley-8-Unien. Die Kerley-A-Unien treten in den oberen Lungenfeldern auf und sind schmale b1s zu 5 cm lange hilifugale Linien (Abb. 8·1.24).
Verdickungen der lnter1obulären Septen: Keriey-8-llnlen (basal lateral. 1-2 cm lang. horizontal verlaufend) und Kerley-A-linien (apikal, bis 5 cm lang, hilifugal verlaufend) (Abb. 8-1.24).
Retikuläre (netzartlge) Verschaltung
Retikuläre (netzartige) Verschaltung
• Feinretikuläre Verschattung: feinmaschige Netzzcichnung. die durch Projektion der verdickten interlobularen Septen aufeinander resulnert. D1ese auch als Kerley-C-linien bezeichneten umen (Abb. 8-1.24) sind vor allem in den zentralen Lungenabschmtten zu sehen.
• Feinretikuläre Verschattung entsteht durch Projektion der verdickten Septen aufeinander. besonders zentral: Ker1ey<-Unlen (Abb. B-1.24).
Alle Kerley limen konnen beim interstitiellen Lungenödem. be1 entzündlichen Prozessen oder der Lymphangiosis carcinomatosa auftreten.
174
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ J
B 1 Thorax
Kerley-Unien
Kerley A KerleyC
Kerley ß
•
b Ausschnitt Kerley B-linien (Pielle)
Kerley A-linien: schmale. bis zu 5 cm lange hilifugale Linien in den Lungenoberfeldern. Kerley 8-Unlen: horizontal verlaufende, ca. 1 cm lange Linien, die v. a. in den lateralen Lungenabschnitten subpleural basal zu sehen sind. Kerley C-linien: feinmaschige Netzzeichnung, die sich diffus auf alle Lungenfelder erstrecken kann. Merke: Kerley-A-linien in Lungenoberfeldern - apikal Kerley-8-linien basal horizontal = basal Kerley·C·linien zentral • central
a, b Thoraxübersichtsaufnahmen: Die Zwerchfellkuppeln sind abgeflacht und stehen tief. die Lungentransparenz ist durch Überblähung und Gefäßrarefizierung vermehrt. Es besteht ein Kalibersprung zwischen kräftigen Hili und enggestellten peripheren Gefäßen. ln beiden Lungen ist zusätzlich eine teils retikuläre, teils streifige Zeichnungsvermehrung erkennbar. c, d CT: in den ventralen Lungenanteilen sind dünnwandige Emphysemblasen erkennbar. Im Unterlappen finden sich kleinere Blasen, wobei die sie umgebenden Septen verdickt sind. Hier hat eine Verschmelzung von Alveolen und Azini zu Bullae unter gleichzeitiger Fibrosierung des Interstitiums stattgefunden • Wabenlunge (c zeigt einen Schnitt mit konventioneller Cl-Technik, in d ist die ent· sprechende Schnittebene mit hochauflösender Technik (HR·CTI dargestellt). Sowohl die Waben als auch die verdickten Septen sind in d deutlicher erkennbar.
175.:__-I
B 1.3 Leitbcfunde • Grobrdlkulär ( honey·combmg/Hontgw,lbenmu~ter. Abb. 8-1.25 Odrunu•r versteht man eme grobmaschige Netzzetchnung. die sich zwar uber alle Lungenfelder erstrecken kann. besondersjedoch in den Lungenunterfeldern zu erkennen ist. Ods Homgwabenmuster entsteht aus emer Verschmelzung der AlvtOien und A7ini zu Bullae unter gletchzetttger Ftbrehterung des lnter-ullum~. Fs kennzeiChnet das Sp.ltstadtum emer tnter~ttttellen Lungenerkrankung bzw. lungenfibrose. Peribronchiale, perivaskuläre und subpleurale Verdichtungen
• Grobretikuläres Honigwabenmuster (Abb. 8-1.25) entsteht durch Verschmet· zung der Alveolen und Azmozu Bullae. besonders on Unterteldem. Es ken•veichnct das Spatstadrum dl'f lungenflbrost> Peribronchiale, periva
Neben emer Verdtckung der Interlobt fuhren Krankheitsprozesse z. 8. lungenodem. Entzundungen) zu emer Verbretterung dei pertbronchlollen. penn~kularen und subpleuralen Bindegewebes. Daraus resultteren das
Aus der Vert>rerterung des perobrOO< hr,.ll"l, periva•wui.Jren und subplttJ '•'••n Bindt" gewebes re\Uitreren .perlbronc.hlal cuffong• (Verdickung der BrOO
Noduläres Verschattungsmuster
Nodullres Verschattung\rnll\ter
Es fmden stch rundliche. scharfbegrenzu~. m,lximal bts zu 1 cmgroRe Verdichtungen. die Ober alle Lungenp.trtien verteilt sem können Nach der Knbtchengröße unterscheidet man: • mikronodulär (felnflecklg. miliar): Dte Lungen stnd von klelnsten.ca. 1- 3 mm großen Knötchen übersat. die scharfbegrenzt sind und ntcht konnuteren. Prototyp der Verschattungsform ist die Miliartuberkulose (Milium • Hirsekorn ~ • makronodulär (grobflecklg): Dte emzelnen Knötchen weisen emen Durchmesser von 0.5- 1 cm auf. Im Gegensatz zu den azl nilr~n Fleck~chatten smd ste schärfer begrenzt unclzetgen keme Tendenz zu konfluieren. Dte'e kommen z. 8. bet der Sarkotdose. Silikose. der Htstiocytosis Xoder bet Metasta~n (z. B. Schtlddrusenkarzinom) vor. Haufig sind d1e nodul.lren VerdiChtungen mir ltllkulart'n VerdichiUngrn kombinien (retikulonoduläres Muster).
RundliChe. schart begrenzte. bis 1u 1 cm gro&e Verd•chtungen uber allt> lungt•n· partoet1.
1.3.3 Lungenrundherd
• mlkronodul:lr (felnflecklg, miliar): 1-3 mm große, schart begrenzte Knötchen. Prototyp: Moliartuberkulose. • makronodulär (grobflt!cklg): 0,5 I cm goo&. scharf begren11 und nicht konflule· rend. Beo Sarkoldose. S•l•ko,r. MNanasPn, HistiOZytosis X. Hliuf.g find~! \ich Pin lromhon•l'rl<'' retlkulonodulllres Muster. 1.3.3 Lungenrundherd
• Definillon. Unter emem Rundherd versteht man etnen annlhernd kugei!Ormtgen. 1n der l.unge g ·legenen Verdtchtung~bemk. der emen Durchmesser von ca. 1-6 cm aufwetsl (Tab. 8·1 .3). Rundherde sind metst groRer als aztnJre Fleckschanen oder Noduh und weniger zahlretch. Gutartige Protesse smd h
Bronch alkJr 1inom, Mddlt
sonstige Tumoren
Adenome. Hamartome, Mesotheliorne. Neurofibrome
entzündliche Erkrankungen
Tuberkulome. chronosche Pneumon•t>n. Abszesse, EchinokokkustY'ten
Autolmmunerkrllnkungen
Rheum~l
vaskulär
Infarkt, H.imatom
kongenital
bronchogene Zy\le. Sequestration
VMI.l
Rundate4ekta'e
Wegtnl•r-Granulomatosc
• O.hmUon.
Gotilrtlge Pro"'''~ "nd
h '"' '9 sch•rf begrenzt. solltJr, mot Vftbikungen. fur Motlignitlt sprechen rasche Gr6ßen.. zunahme. unscharfe Begrenzung. Corona radlau, Pleurilflnget". Rlgler·N•belzel
176 B-1.26
B
1 Thorax
Rundherde
rund und glatt
a
Corona radiata: multiple strahlige Ausläufer (Krebsfüßchen)
lobuliert
Pleurafinger: strangartige Verdichtung des Interlobiums, bei pleuranahen Tumoren
unscharf
Rigler-Nabelzeichen: Kontureinkerbung am Eintrittsort der Gefäße
b
a Morphologische Charakteristika. b Lungenmetastasen bei Schilddrüsenkarzinom: zahlreiche, unterschiedlich große Rundherde (Pfeile) in beiden Lungen.
Zur artdiagnostischen Einordnung eines Rundherdes sollte eine CT durchgeführt werden. Wegen der überlagerungsfreien Darstellung werden häufig mehr Rundherde entdeckt als in der Thoraxübersichtsaufnahme. Zur weiteren Differenzierung zwischen benignem und malignem Rundherd kann bei einem Durchmesser ab 0,7 cm eine FDG-PET durchgeführt werden.
Bei einem gemessenen Dichtewert über 160 HE wird eine maligne Genese unwahrscheinlich (Ausnahmen: verkalkte Metastasen bei Osteo- oder Chondrosarkomen, Ovarial-, Mamma-, Kolon- oder Schilddrüsenkarzinomen). Zusätzlich können in der CT wegen der überlagerungsfreien Darstellung häufig mehr Rundherde als in der Thoraxübersichtsaufnahme entdeckt werden. Bei der weiteren artdiagnostischen Einordnung eines Rundherdes sollte aus diesen Gründen die CT als weiterführende Maßnahme durchgeführt werden. Letztendlich kann die Röntgendiagnostik jedoch nur Hinweise auf die Ätiologie geben. Zur weiteren Differenzierung zwischen benignem und malignem Rundherd kann bei einem Durchmesser ab 0,7 cm eine FDG-PET (s. S. 143) durchgeführt werden. Maligne Herde zeigen eine vermehrte Aktivität im Gegensatz zu benignen Tumoren. Entzündliche Veränderungen wie Tuberkulose, Kryptokokkose, Histoplasmose, Sarkoidose, Granulome oder Entzündungen können jedoch ebenfalls eine vermehrte Aktivität aufweisen (falsch positive Ergebnisse).
1.3.4 Ringschatten
1.3.4 Ringschatten ▶ Definition.
▶ Definition. Ringschatten sind luftgefüllte, unterschiedlich große Hohlräume, die
von belüftetem Lungengewebe umgeben sind. Man unterscheidet zwischen Blasen (dünnwandige Emphysembullae), Zysten (entstanden durch Hemmungsmissbildung) und Höhlenbildungen (Kavernen) (Abb. B-1.27).
Je nach Wanddicke und Entstehungsmechanismus unterscheidet man zwischen Blasen (Emphysembullae, dünnwandig), Zysten (durch Hemmungsmissbildung entstanden) und Höhlenbildungen (Kavernen) (Abb. B-1.27). Verflüssigt sich entzündliches oder tumoröses Gewebe und gewinnt es durch Perforation der Bronchuswand Anschluss an das Bronchialsystem, entsteht eine Kaverne. Wird die Flüssigkeit nicht vollständig entleert, entsteht ein Flüssigkeitsspiegel.
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
B
B-1.27
177
1.3 Leitbefunde
Pulmonale Ringschatten
1
9
2 3 4 5 6 7 8 a
1 adenoidzystische Malformation 2 Myzetom (Pilzbefall 10 einer Höhle) 3 einschmelzendes Bronchialkarzinom 4 Lungenabszess 11 5 Echinokokkuszyste 6 Amöbenabszess 7 zystische Bronchiektasen 8 intralobuläre Sequestration 9 bullöses apikales Emphysem 10 Emphysemblase 11 Kaverne
Thorax p.-a.
b
Thorax seitlich
a Morphologisches Erscheinungsbild. b Lungenabszess: Ringschatten mit dicker, unscharf begrenzter Wand im linken Oberlappen. Die Flüssigkeit ist über das Bronchialsystem drainiert, deshalb kein Spiegel (Erreger: Corynebacterium aequii bei einem HIV-Patienten).
1.3.5 Verkalkungen
1.3.5 Verkalkungen
Kalkschatten bzw. Kalzifikationen sind auf der Thoraxaufnahme häufig erkennbar. In den meisten Fällen sprechen Verkalkungen für abgelaufene und inaktive dystrophische Prozesse (z. B. Entzündungen, Hämatome). Mithilfe der CT oder alternativ der Durchleuchtungsuntersuchung wird im Bedarfsfall der Kalkschatten lokalisiert und der Thoraxwand, der Pleura, dem Mediastinum oder den Lungen zugeordnet. Abb. B-1.28 zeigt häufige Ursachen thorakaler Kalzifikationen. Befinden sich die Kalzifikationen in den Weichteilen, können sie Hinweise auf systemische Erkrankungen liefern (z. B. homogene größere periartikuläre Kalkablagerungen im Bereich des Schultergelenkes bei chronischer Niereninsuffizienz; subkutane, netzförmige Verkalkungen bei Dermatomyositis). Bei der Periarthropathia humeros-
Kalkschatten bzw. Kalzifikationen sprechen für abgelaufene und inaktive dystrophische Prozesse wie Entzündungen oder Hämatome. Abb. B-1.28 zeigt häufige Ursachen thorakaler Kalzifikationen.
B-1.28
Verkalkungen in Weichteilen weisen auf systemische Erkrankungen (chronische Niereninsuffizienz, Dermatomyositis) oder auch Brustwandnarben, Hämatome und posttraumatische Myositis ossificans hin.
Thorakale Kalzifikationen 3 2 2 1
4
1
1
3 3
a intrapulmonale Verkalkung Tuberkulose: · Ghon-Primäraffekt (1) · Ranke-Primärkomplex (1 + 2) · verkalkte Spitzentuberkulose (3) · Tuberkulom (4)
1 7
2
3
4
c
5
6
2 b intrathorakale extrapulmonale Verkalkungen, pleurale Verkalkungen · Pleuraschwarte (1) · Pleuritis calcarea diaphragmatica (Asbestose) (2) · Pleuraplaques (3)
weitere: · verkalkte hiläre LK bei Silikose, silikotische Knötchen, 2/3 verkalkte Rundherde (1) · Karzinom (2) · Hamartom mit grobscholliger Verkalkung (3) mediastinale Verkalkungen · Struma, Teratome, Thymome (1) · Aortenkalk (2) · Pulmonalarterienkalk (3) · Perikardverkalkung (4) · Klappenverkalkung (5) · Koronarienkalk (6) · verkalkte Trachealknorpel (7)
d
1 2 3 4 5
Verkalkungen der Thoraxwand · degenerative Veränderungen des 1. Kostosternalgelenkes (1) · Osteom der Rippe (2) · Kallus-Bildung nach Rippenfraktur (3) · Verkalkungen des Rippenknorpels (4) · verkalktes Fibroadenom d. Mamma (5) des Weiteren: · posttraumatische Verkalkungen (Myositis ossificans, Brustwandhämatom) · Weichteilverkalkungen bei Niereninsuffizienz
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
178
B 1 Thorax
Bei Verkalkungen der Mamma ist an Fibroadenome, Mastopathia cystica oder Fettgewebsnekrosen zu denken.
capularis treten zarte bandformige Verkalkungen der Supraspinatussehne auf. Differenzialdiagnostisch kommen noch Brustwandnarben, Hämatome und die posttraumatische Myositis ossificans in Frage. Bei Lokalisation in der Mamma ist an Fibroadenome, Mastopathia cystica oder Fettgewebsnekrosen zu denken.
1.3.6 Atelektase
1.3.6 Atelektase
Wird ein Lungensegment oder -Iappen nicht mehr belüftet, kollabiert das Gewebe: Es kommt zur Atelektase. Formen:
Bei einer Atelektase handelt es sich um einen luftleeren Lungenabschnitt. Wird ein Lungensegment oder -Iappen nicht mehr belüftet, kollabiert das Lungengewebe und wird röntgenologisch dichter. je nach auslösender Ursache werden verschiedene Formen unterschieden: • Die Obstruktionsatelektase (Resorptionsatelel
• Obstruktlonsatelektase: Bei Verschluss der Bronchuslichtung (z. B. durch Tumoren, Fremdkörper) mit Resorption der poststenotischen Luft. • Kompressionsatelektase: Kollaps des Gewebes bei Raumforderungen (Pneumothorax, Pleuraerguss). • Adhäslonsatelektase: Bei Surractantmangel bewirkt die erhöhte Oberflächenspannung einen Kollaps der Alveolen. z. B. beim akuten Atemnotsyndrom des Säuglings, ARDS und Strahlenpneumonitis. Röntgenologische Atelektasezeichen s. Abb. 8 -1.29. Zur Dystelektase kommt es bei inkompletter Minderbelüftung. Bei Kollaps eines Lobulus resultiert eine Plattenatelektase.
Eine Atelektase ist römgenologisch durch eine homogene Versehartung gekennzeichnet. die die Zeichen einer Volumenminderung aufweist. Die CT zeigt eine Verdichtung, die kräftig KM anreichert und scharf abgegrenzt ist.
Die CT zeigt bei einer Atelektase eine Verdichtung, die nach KM-Gabe aufgrund der eng aneinander liegenden Gefäße eine kräftige Anreicherung aufweist. Die Grenzen dieser Verdichtung si nd meist scharf gegenüber dem umgebenden Lungengewebe abgegrenlt.
Röntgenzeichen der Atelektase
a ThoraJ«~ufnahme p.-a. onit Obenappenatelektase rechts.
b Schema: Oberlappenatelektase
a Thoraxaufnahme p. -a. mit Oberlappenatelektase rechts. b Schema: Oberlappenatelektase. 1. Verschattung: • Die Verschaltungsfigur ist durch die Form und Topografie der betroffenen Segmente bzw. Lappen charakterisiert. • Aufgrund des verminderten Luftgehaltes kommt es w einer Volumenminderung mit konkaver Einziehung des Verschattungsrandes. • Bei voll ausgebildeter Atelektase fehlt ein Bronchopneumogramm. Dem2ufolge ist die Versehaltungsfigur meist homogen. 2. Zeichen der Volumenminderung: Diese sind je nach Größe und Anzahl der betroffenen Segmente unterschiedlich ausgeprägt: Verlagerung der Interlabien - Höhertreten des Zwerchfells Mediastinalverlagerung wr betroffenen Seite kompensatorisches Emphysem der nicht betroffenen Seite - Hilusverlagerung - Engstellung der Rippen.
179
B 1.3 leitbefunde 1.3.7 Totalverschaltung
1.3.7 Totalverschattung einer Thoraxhälfte
einer Thoraxhälfte
Sieht man auf der Aufnahme im frontalen Strahlengang (p.-a./a.-p.) eine Totalverschattung einer Thoraxhälfte. muss zunächst geklärt werden. ob es sich wirklich um eme solche handelt. oder ob doese nur vorgetäuscht wird. Eine Pneumonoe des rechten Ober- und Mittellappens kann auf der p.-a.-Aufnahme eine Totalverschaltung vortäuschen, obwohl noch der gesamte Unterlappen belüftet ist. Dies wird dann erst auf der Seitaufnahme ersichtlich. Ebenso kann eine ventral oder dorsal gelegene Pleuraschwarte als Verschattung imponieren, obwohl die Lunge vollständig belüftet ist.
Zur Abldärung muss eine Seitaufnahme gemacht werden. Pneumonien des rechten Ober- und Moltellappens sowie ventral oder dorsal gek!gene Pleuraschwarten können auf der p.-a.-Aufnahme eone Totalverschaltung vortäuschen.
Erst wenn sowohl auf der p.a.-Aufnahme als auch auf der seitlichen Aufnahme eine vollständige Verschanung erscheint, kann von einer Toralverschatrung des Hemithorax gesprochen werden. Aus der Beobachtung. ob doe Verschaltung mit einer Volumenkonstanz oder einer Zuoder Abnahme des Thoraxvolumens emhergeht.lassen sich wichrige differenzialdiagnostische Schlussfolgerungen ziehen (Abb. B-1 .30): • lnfiltrat ive Prozesse können sich in seltenen Fällen auf einen gesamten lungenOügel ausdehnen (z. 8. Tuberkulose beo Kindern). Das Medi,lstinum bleobt onittelst.lndig. eine Volumenanderung erfolgt meist nocht (Volumenkonstanz). Im Unterschied zum Pleuraerguss bleiben kleine Bereiche in den Sinus und den Randpartien frei. • Oie Totalatelektasedagegen bewirkt eine ausgeprägte Volumenabnahme mit Medoastonalverlagerung zur betroffenen Seite, Ve.-.;chmälerung der ICR und Zwerchfellhochstand.
Voluonenkon~tant btw. Zu· oder Abnahme des Thoraxvolumens geben diagnostische Hinweise (Abb. B-1 .30):
• lnfiltrative Prozesse dehnen sich nur selten auf gesamten Lungenflügel aus (z. B. Tuberkulose bei Kindern). Volumenkonstanz. • Totalatelektase: ausgeprägte Volumenabnahme mit Mediastinalverlagerung zur betroffenen Seite.
Totalverschattung einer Thoraxhälfte Radiologische Zeichen Volumenzunahme
-----
Volumenkonstanz
Volumenabnahme
3
- Mediastinalverlagerung zur gesunden Seite (1) -Verbreiterung der ICR (2) - Zwerch(elltie(stand (3)
- Mediastinalverlagerung zur betroffenen Seite (1) - Veoxhmälerung der ICR (2) - Zwerchrellhochstand (3)
- Mediastinum mlttelstJndog - symmetrische tCR
U~en
· Pleuraerguss (Sinus und Randpartien sind tn:lh und besonders intensiv veoxhattet)
· Pneumonoe (Randsinus häufig frei)
· Atelektase (s. Röntgenbild) · Lungenagenesie · Abrorhorax nach Pneumonektomie · Pleuraschwarte ·Thorax· derormitäten
Totalatelektase bei Bronchialkarzinom
180
B 1 Thorax
• Pleuraerguss: deutliche Volumen· zunahme. Mediastinalverlagerung zur gesunden Seite. Erweiterung der Zwischenrippenräume, Zwerchfelltief· stand, verschattete Randsinus. Erguss, Infiltration und Atelekt.ase treten häufig kombiniert auf. Deshalb sollte die Belichtungstechnik der verschatteten Seite angepasst werden. Ergüsse werden mittels Sonografie nachgew~esen.
• Mit einer deurlichen Volumenzunahme geht meist ein ausgepr~gter Pleuraerguss einher. Die Volumenzunahme ist an einer Verlagerung des Mediastinums zur gesunden Seite, einer Erweiterung der Zwischenrippenräume und einem Zwerchfell tiefstand erkennbar. Die Randsinus sind beim Erguss besonders frOh verschatter. D1e Kl~rung. welche Ursache 1m Einzelfall vorliegt. kann schw1eng sein. da Erguss. Infiltration des Lungengewebes (Tumor. Entzilndung) oder ALelekrase hiiulig kombi· niert auftreten. Es ist von Vorteil. die Belichtungstechnik der verschatteten Thoraxseite anzupassen. Auf diese Weise kann evtl. ein Tumorkernschatten oder noch belufiete Lunge abgegrenlt werden. Zum Nachwe1s eines Ergusses ist die Sooogralie geeignet. Die genauesie Analyse der einer Verschaltung zugrunde liegenden Ursache gelingt mithilfe der er. · Mithilfe der er können Erguss. Atelektase und Infiltrationen oder Tumor dilferennert werden.
Atelektasen nehmen kräftig KM auf, entzündliche Prozesse etwas weniger. Tumoren deutlich weniger. Ergüsse nehmen kein KM auf.
1.3.8 Hypertransparenz einer Thoraxhälfte
Eine Arelekrase ze1gt sich als keilförmlge, scharf begrenzte Verdichtung m t kräfti· ger KM-Aufnahme. Entzündliche Infiltrationen reichern KM meist etwas weniger stark (ein Tumor deutlich wemger stark) an als eme Atelektase. Ein Erguss ist anhand der Lokalisation :pleural. interlobar) und der fehlenden KM-Aufnahme diagnostizierbar.
1.3.8 Hypertransparenz einer Thoraxhälfte ~
~Synonym.
Synonym.
em~e1lig
dunkle Lunge
Bei der einseitig dunklen Lunge besteht ein Transparenzunterschied zwischen beiden Lungenflügeln. Mögliche Ursachen s. Tab. B-1.4.
Ursachen s. Tab. 8·1.4.
Ursachen der einseitig dunklen Lunge extrapulmonale Faktoren
• • • •
Pneumothorax
s. Abb. B-1.42. Abb. 8·1.44
vaskulär bedingt
• Thromboembolie • Pulmonalarterienhypoplasi<'
defokussierter Röntgenstrahl Thoraxasymmetrie verdrehte Aufnahmeposition Skoliose • l. n. Mastektomiekongenital<' P..>ktorail~.lplasic
Swyer-James· Syndrom Der betroffene lungenflugeilst aurgrund einer obstruktiven Ventilallonmörung mit verm•ndertcr Pel'\lsion hypertransparent Als Ursache wird eine frühkindlich durchgemachte Bronchiolitis obliterans angenol'l'lllell. Z. n. Lobektomie
1.3.9 Hilusvergrößerung
1.3.9 Hilusvergrößerung
Die Größenbeurteilung ist schwierig, weil bereits bet normalen Hili eine große Schwankungsbreite bcst~ht. Vergrößerun· gen ~•nd bedingt durch: • erweiterte Gefäße be• lungenstauung. Vitien etc. • vergrößerte Lymphknoten bei Lymphomen. Metastasen. Sarkoidose • Bronchialtumoren.
Auf den Übersichtsaufnahmen ist die Beurteilung. ob ein Lungenhilus norma konfiguriert oder pathologisch vergrößert ist. Je nach Ausprägung schw1erig. Zun emen stellt der Hilus em Summa!lonsb1ld von Gefil8en. Bronchien und Lymphknorn dar. zugleich besteht eme große Schwankungsbreite hinsichtlich der Form unt Größe normaler Hili. Entsprechend derden Hilusschalten bildenden Strukturen ist ene Ver· größerung bedingt durch: • erweiterte Gefoi8e bei Lungenstauung. Vitien etc. • vergrößerte Lymphknoten (maligne Lymphome. Merasta~e. Sarko1dose) • Bronchialrumoren. Pathologische Veränderungen können sich 1m p.-a.·BIId auf d1e Hilusregion p·ojizie· renund eine scheinbare Vergrößerung vo~uschen. Hierzu zählen z. B. das I orten· aneurysma. Wirbelsäulendefonnitaren (z. B. Spondylose), Brustwandprozes;e und d1e hilusnahe Pneumonie.
Scheinbare Vergrößerungen werden vorgetäuscht durch Aortenaneurysmen, Wirbetldulendeform•täten. Brustwandprozesse oder h1lusnahe Pncumomen.
181
B 1.3 Leitbefunde
Es besteht eine bilaterale asymmetrische Hilusvergrößerung mit polyzyklischer Konfiguration. Das Mediastinum 1st ebenfalls verb<'Mert. das obere vordere Mediastinum auf der Seitaufnahme (b) transparenz· gemindert.
Erste Hinweise kann die Beobachtung liefern, ob die Vergrößerung des Hilus einseitig, beidseitig asymmetrisch oder beidseits symmetrisch ist. Eine vorwiegend einseitige Verplumpung entsteht me1st beim Bronchialkarzinom und der Hiluslymphknotentuberkulose. Bilateral asymmetrische Lymphknotenvergrößerungen kommen be1 Lymphknotenmetastasen und malignen Lymphomen vor. Typisch flir das maligne Lymphom sind massive Lymphknotenvergrößerungen mit polyzyklischer Begrenzung unter gleichzeitiger Beteiligung des Me
Zur einseitigen Hilusvergrößerung kommt es bei Bronchialkarzinom und Hiluslymphknoten·Tbc. Bilateral asymmetrische Ver· größerungen kommen beiLymphknotenmetastasen und malignen Lymphomen vor (Abb. B-131 ). Symmetrischer Hilusbefall wird bei S...rkoidose. infektiöser Mono· nukleose. Silikose und vaskulären Ursachen beobachtet.
Mit der a lassen sich Hilusvergrößerungen fruher und SICherer diagnostiz1eren.
1.3.1 0 Veränderungen des Standes und der Beweglichkeit des Zwerchfells Veranderungen des Zwerchfellstandes werden häufiger durch thorakale oder abdommelle Erkrankungen als durch zwerchfelleigene Prozesse hervorgerufen (Tab. B-1.5). Diagnoslisch ist eine Überprüfung der Zwerchfellbeweglichkeit unter Durchleuchtungskontrolle wichtig: Bei einer Zwerchfellparese senkt sich das gesunde Zwerchfell in Inspiration, das paretische w1rd durch d1e inspiratansehe abdommelle Druckerh
1.3.10 Veränderungen des Standes und der Beweglichkeit des Zwerchfells Die Beweglichkeit des Zwetchfells wird unter Durchleuchtungskontrolle überprüft. Bei einer Zwerchfellparese senkt sich das gesunde Zwerchfell in Inspiration. das paretische wird nach kranial verschoben. in Exspiration hebt sich das gesunde Zwerchfell. das pareii'>Che senkt sich (Waagebalkenphänomen). Häufigste Ursache: Phrenikusparese bei Ösophagus- oder Bronchialkarzinom (Abb. B-1.32).
Ursachen für einen Zwerchfellhochstand oder -tlefstand Hochstand
Tiektand beidseitig
einseitig
beidseitig
einseitig
• asmenischer Habttus • Emphysem • Status asthmatieus
• einseitige Lungenüberblähung • Spannungspneumothorax
• Exspirationsstel ung • abdominale Raumforderung (z. B. Adipositas. Schwangerschaft, Aszites, Hepatosplenomegalie) • restriktive Ventilation;störung • Pieuraschwarten
• Lungenverkleinerung • abdomineller Prozess (2. 8. subphrenischer Abs1ess. lebertumor) • Zwerchfellparese
Metlce: Ein subpulmonaler Erguss kann einen Zwerchfellhochstand vortäuschen. Auf der Aufnahme in der entsprechenden Seitenlage ist dann die seitlich auslaufende Flüssigkeit erkennbar (s. Abb. 8-1.40. S. 187).
182
B 1 Thorax
/ Zum Zwerchfellbuckel kommt es bei einer umschriebenen Relaxation des Zwerchfells. Ursache meist unbekannt (Abb. B-1.32).
Als Ursache flir den sog. Zwerchfellbuckel wird eine umschriebene Relaxation des Zwerchfells angenommen. Die Ursache ist meist unbekannt. Diskurien werden Schädigungen des N. phrcnicus oder entzündliche oder traumatische Veränderungen des Zwerchfells. Durch narbige Verziehungen des Zwerchfells. subdiaphragma le Raumforderungen, Zwerchfelltumoren oder-hernienkann ebenso eine bucklige Form hervorgerufen werden (Abb. B-1.32).
1.3.11 Thoraxwand
1.3.1 1 Thoraxwand
Weichteil- oder knöcherne Veränderungen können intrapulmonale Veränderungen vortäuschen. Mittels Durchleuchtung oder CT werden sie der Brustwand zugeordnet.
Die Weichteilstrukturen und das Skelettsystem der Thoraxwand sollten grundsätzlich in die systematische Analyse des Thoraxbildes einbezogen werden. Weichteiloder knöcherne Veränderungen der Thoraxwand können sich aufd ie Lunge projizieren und so intrapulmonale Veränderungen vortäuschen. Mithilfe der Durchleuchtungsuntersuchung oder CT kann die Veränderung lokalisiert und der Brustwand zugeordnet werden. Die Thoraxweichteile führen zu einer symmetrischen Herabsetzung der Strahlentransparenz (Abb. 8·1.33). Kalzifikationen der Thoraxwand s. S. 177.
Die Thoraxweichteile setzen die Strahlentransparenz herab (Abb. 8-1.33). Kalzifikationen s. $. 177.
Bei fehlender Mamma rechts ist die Transparenz der rechten Lunge deutlich gegenüber der linken vermehrt.
183
B 1.3 Leitbefunde
Subi
Streifige oder blasige Aufheil ungsfiguren im Wetchteilmantel treten betm subkutanen Emphysem auf (h.lufig nach thoraxchirurgi«:hen EtngriiTen oder Thoraxwandverletzungenmit Pntumothorax).lm Beretch des M pesers zu etncm Fassthorax. Bet der Trichterbrust ist dteser Durchmesser vernngen. dte ~Narkte Querlagerung des Herzens tauS
Beim subkutanen Emphysem (nach chirurgischen Eingriffen oder Verletzungen) treten stre1f1ge oder blasige Aufheilungsfiguren tm Weichtt'llmantel aul (Abb. B-1.34). Ein Emphy\em fuhrt durch horizontalen und V••gr~rung de> Trans· versaldurchmes,ers rum F.u sthorax. 8'1i der Trichterbrust ldU\Cht d" "'~st.irkte Quf lagt>runq do"> Her zcns t -, Herzwrbretterung vor !Abb. 8 -1.351• Glodcenthor.u und rachotiiC...._., Rosenkranz werden bei RiKh•bs oder Osteomalalle beobachtet. Bei der Huhnerbrun i1t der Retr~nternalraum durch das vorgcYNibte ~lt•rnum t>rwe•trrl. R•PP<~"''~Iaul
a p.-a.-Aufnahme m•t S
184
8 1 Thorax
Pathologische Veränderungen der Wirbelsäule
----------------------Spondylosis deformans EUenbe;.,.,. rbcl Fischwtlbel (Osteoporose) Rahmenw"b
a Kyphoskollose mit Medlastonalvenagerung und untersd>iedlicher Lungentransparenz
Pallisadenwirbel (Hämangiom) MOfbus Bechterew (langsbandver· kalkung und Anky· lose der kleinen Wirbelgelenke)
Keilwirbel (Fraktur. kongenital)
b Palholoq•sche Veränderu119en ""Bereich derBWS.
Veränderungen bei Skoliose s. Abb. B·1.36a, pathologische Veränderungen der BWS s. Abb. B·1.36b. Veranderungen der Rippen s. Abb. 8·1.37. Bei Halsrippe oder in Fehlstellung verheilter Klavikulafraktur kann es zum Thorack-out· Iet-Syndrom kommen. Ossäre Destruktionen wetsen auf maligne Prozesse hin. Rippen· usuren (verstärkte Einkerbungen) zeigen sich z. B. bei Aortenisthmusstenosen.
Ke•lwirbel und Vertebra plana in der mottlerm BWS bei Plasmozytom.
Die Skoliose fuhrt je nach Ausprägungsgrad zu einer Asymmetrie der Thoraxhälften. einer unterschiedlichen Strahlentransparenz tm Röntgenbild und zu einer Verlagerung von Herz und Mediastinum (Abb. B·1.36a). Pathologische Veränderungen der 8WS smd tn Abb. 8·1.36b dargestellt. Abb. 8·1.37 zetgt wichtige Veranderungen der Rippen. Eine Halsrippe oder eme in Fehlstellung verheilte Klavikulafraktur können durch Kompression des Gefaß-Nerven·Stranges ein Thoraeie-outlet-Syndrom hervorrufen. Ossare Destruktionen weisen auf einen ausgedehn ten malignen Prozess hin. Rippenusuren. d. h. verstärkte Einkerbungen der Rtppen. kommen am häufigsten bei cmer Aortenisthmusstenose (durch Umgehungskreislauf sow•e vermehrte Durchblutung und Pulsationen der lnrerkostalarterien, s.S. 251) SO\\~e bei venösen (z. 8. Verschluss der V. cava superior} oder neuralen Erkrankungen (z.8. Neurofibromatose} vor.
B 1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
185 a Osteolysen bei multiplem M)'l!lom, b Ausschnittvergrößerung (Pieile). c Knöchern 1/el'heilte Rippenfraktur (Pfeil). d Rippenusuren bei Aortenisthmus· stenose (Pieile).
c
1.4 Wichtige Krankheitsbilder -
von der Diagnose zum Befund
1.4
Wichtige Krankheitsbildervon der Diagnose zum Befund
1.4.1 Fehlbildungen s. S. 685
1.4.1 Fehlbildungen s.S. 685
1.4.2 Erkrankungen der Pleura
1.4.2 Erkrankungen der Pleura
Pleuraerguss
Pleuraerguss
Pathologische Flüssigkeitsansammlung in der Pleurahöhle, die über die physiologisch vorhandene Menge von etwa 20 ml hinausgeht. Ursächlich ist das Gleichgewicht zwischen Flüssigkeltsproduktion und -ruckresorption gestört. Klinik : Ein Pleuraerguss trin begleitend bei einer Vielzahl von Krankheiten auf. D1e häufigsten Ursachen sind Herzinsuffizienz. Pneumonien und Malignome. In Abhängigkelt von der Ergussmenge kommt es zur zunehmenden Dyspnoe. Bei der körperlichen Untersuchung findet sich em abgeschwächtes bis fehlendes Atemgel äusch sowie eme Klopfschalldämpfung.
Klinik: Häufig begleitend bei Heoinsuffi· zienz. Pneumonien und Malignomen. Zunehmende Dyspnoe. abgeschwächtes oder fehlendes Atemgeräusch und gedämpfter Klopfschall
Diagnostisches Vorgehen: Der empfindlichste Nachweis eines Pleuraergusses gelingl mit der Sonog1afie (ab 50 ml).
Diagnostisches Vorgehen: Sonografie (ab 50 ml).
Radiologische Diagnostik: Auf der Röntgenthoraxaufnahme ~ammelt s1ch die Flussigkeit unter dem Einnuss der Schwerkraft am aufrecht stehenden Patienten zunächst am tiefsten Punkt. dem dorsalen Recessus phrenlcocostalis. Beträgl der Erguss wenige ml ( 15-150 ml). füllt er die hinteren paravertebralen Bereiche aus. wobei die normale Zwerchfellkontur erhalten bleibt. sodass er weder im seitlichen noch im p.-a.Bild erkennbar ist.ln der sog. Ergussaufnahme kommt es zu einem Ausnießen dergeringen Ergussmenge und zu einer Pleurasaumverbreiterung (Abb. B-1.38). Bei dieser
Radiologische Diagnostik: Aüssigkelt sammelt S
8 1 Thorax
186
Röntgenstrahlen
dorsal - - - '
II
----Strecke des vom Röntg('nstrahl passierten Pleuraergusses L--...1.-J-.._U
b
____ ..
Thoraxwand
a Pleuraerguss rechts: basale homogene Versehartung mit meniskusartigem Anstieg. Obwohl der Erguss die gesamte LungenbasiS mantelförmig umspült, wird er besonders dort sichtbar. wo 1hn der Röntgenstrahl tangent1al trifft (s. Grafik). b Aufnahme in Rechtsseitenlage im horizontalen Strahlengang: deutliche Pleurasaumverbreiterung durch auslaufenden Erguss (Pieil).
aus und 1eigt sich als Pleurasaumverbreitenung.
Aufnahme hegt der Patient auf der Seite des vermuteten Ergusses. die Aufnahme wird dabei im honzontalen Strahlengang angefertigt.
Der dorsJie Rec~sus phrenicocostalis wlfd beim stehenden Pauenten be1 einer Ergussmenge von ca. 150 ml verschattet die lateralen Wmkel erst ab ca. 200 ml, sodass beim stehenden Patienten der Erguss auf der Senaufnahme früher zu erkennen ISt (Abb. 8-1.39~ Beim liegenden Patienten wird der Erguss erst ab 500 ml ericennbar. da er uber die gesamte dorsale Pleura ausläuft. Röntgenologische Zeichen: o unscharfe Zwerchfellkontur o Versehartung der lateralen Recessus o Verbreiterung des Pleurasaums o homogene Verminderung der Strahlentransparenz des gesamten Hemithorax.
Atyp•sche LokalisatiOnen s. Tab. B-1.6.
Beim liegenden Pat ienten wlfd der Erguss erst ab 500 ml erkennbar. Auch hier sammelt sich d1e Fluss1gkeit ?Unachst am tiefsten Punkt. Der Erguss lauft dabe1 uber d1e gesamte dorsale Pleura aus. so dass zum Nachwels größere Mengen nötig sind. Dies äußert sich in der Aufnahme im Liegen durch eine diffuse Transparenzminderung der jeweiligen Thoraxhälfte. Die röntgenologischen Zeichen eines Ergusses beim hegenden Patienten sind: o unscharfe Zwerchfellkontur o Versehartung der lateralen Reces.sus o Verbreiterung des Pleurasaums o homogene Verminderung der Strahlentransparenz des gesamten Hemithorax. Ein Pleuraerguss kann auch noch an anderen Stellen lokalisiert sem (Tab. 8-1.6).
Atypische Lokalisationen eines Pleuraergusses subpulmonaler Erguss
Im Pleuraraum zwischen Lungenbasis und Zwerchfell sammelt sich Flüssigkeit an. ohne in den Recessus phnenicocostahs auszulaufen. Aus ungeklärten Gründen können auch gröBere Ergussmengen in diesef Position verbleiben. in der ThoraxubersichtYufnahme wird eon Zwerchfellhochstand vorgetäuscht (s. S. 18 I). ln Seotenlagc lauft der ~ubpulmonale Erguss aus (Abb. 8·1.40). in Zwe•felsfällen h1ift d1e Sonografoe bei der D1ffenenzoerung weiter.
abgekapselter Erguss (Abb. B-1 .41) thoraxwandnah. parletal
Bei Pleuraverwachsungen kann der Erguss nocht fre1 ausfließen und bildet pseodotumoröse, umschriebene Verschattungen. Sammelt sich d1e Flüssigke~t über der lungenoberfiJche, d. h. entlang der Thoraxwand an, entsteht eine scharf begrenztt'. sich in die Lunge konvt'x 1101wölbende Verschartung. d.e stumpf gegen d•e Thoraxwand ausläuft.
intertobär
Meist typische Verschattung in Spindelforrn. kann jedoch auch als Rundherd erscheinen.
8 1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
a Im p.-a.·Strahlengang ist als Hinweis auf einen P1euraerguss nur eine diskrete basale P1eurasaumverbreiterung erkennbar. b Die settllche Aufnahme offenbart den beidseitigen Erguss im dorsalen Recessus phrenicocostalis.
b
Mithilfe der transdiaphragmalen und transthorakalen Sonografie können geringere Ergussmengen sicherer als mit der Übersichtsaufnahme im Liegen nachgewiesen werden. Sie eignet sich auch bet abgekapselten. brustwandnahen Ergtissen. die auf der Übersichtsaufnahme nicht sicher von Tumoren umerschieden werden können. Die flüssigkeitsgefüllten Pleuraanteile erscheinen bei der Sonografie echofrei. Bereits geringste Flüssigkeitsmengen können mit der CT nachgewiesen wet·den. Der Erguss erscheint - je nach Ergussart-alsSaum unterschiedlicher Dichte zwischen Lunge und Thoraxwand. Wasser hat per defi nitionem emen Cl-Wert von 0 II E. Aufgrund des engen Zusammenhangs zwischen physikallscher DIChte und CT-Wert kann die Dichte von Flüssigkeiten computertomografisch abgeschätzt werden. Als Faustregel kann dabei gelten: CT-Werte unter 10 HE sprechen ffir eine Transsudat Radiologische Zeichen des subpulmonalen Ergusses scheinbarer Zwerchfellhochstand. aber · Verlagerung des Stheitelj)\Jnktes der Zwerthlellkuppel nach lateral (1) · Verbreoterung des Abstandes zwiS
Differenzialdiagnose zwischen pulmonaler und extrapulmonaler Verschattung
extrapulmonal (z. 8. abgekapselter P1euraerguss) . S
pulmonal · unKharte Begrenzung · sp•tzer Winkelgegenüber der Tho
187
Ein sicherer Nachweis geringer Erguss· mengen gelingt mit transdiaphragmaler und transthorakaler Sonografie. Flüssigkeltsgefüllte Pleuraanteile ersche1nen echofrei. Bereits geringste Mengen können mit der CT nachgewiesen werden. Der Erguss erscheint als Saum ZWISChen Lunge und Thoraxwand. Oie Dichte von FIOsslgkelten kann computertomograflsch angeschätzt werden. CT-Werte unter 10 HE sprechen für Transsudat (spez. Gewicht< 1018 mgfdl).
188
B 1 Thorax
über 25 HE für Exsudat (spez. Gewicht> 1018 mg/dl) oder hämorrhagische Rüssigkeit.
(spezifisches Gewicht< 1018 mgfdl). Wert!! über 25 HE für ein Exsudat (spezifisches Gewicht > 1018 mg/d l) oder hämorrhagische Flüssigkeit. Bei ausgedehnten thorakalen Verschaltungen kann mit der CT z. 8. zwischen Erguss. Alelekrase und Tumorgewebe unterschieden werden.
Werte
Methode der Wahl zum Nachweis eines Pleuraergusses ist d1e 5onografie. Pneumothorax • Dtflnltlon.
Unterscheidung nach Ursache: • Spontanpneumothorax: bei vorbcstt?h!!nden Veränderungen (2. B. Ruptur einer Zyste) • Iatrogen: Läsion der Pleura llisceralis 2. 8. nach Punktion oder Überdruckbeatmung. • traumatischer Pn~umothorax: offene (penetrierende Verletzung) oder geschlossene (Verletzung der Pleura llisceralis) Form. Manchmal entsteht durch einen Ventilmechanismus etn Spannungspneumothorax mit w nehmendem Intrapleuralem Luftvolumen, Totalkollaps der Lunge und Mediastinalverlagerung.
Pneumothorax Eindringen von Luft in den Pleuraraum. je nach Ursache werden unterschieden: • Der Spontanpneumothorax entwickelt sich 1. d. R. auf dem Boden vorbestehender Lungenver3nderungen (z. B. Ruptur einer Lungenzyste, emer Emphysemblase oder einer tuberkulösen Kaverne~ • Iatrogen kann ein Pneumothorax durch eine Läsion der Pleura visceralis z. 8. nach Pleurapunktion oder bei Überdruckbeatmungentstehen. Auch eine Bronchusinsuffizienl nach Lungenresektion führt zu einem Pneumothordx. • Der traumatische Pneumothorax wird je nach Eintrittspforte de1· Luft in eme offene (als Folge einer penetrierenden Thoraxwandverletzung) oder geschlossene (durch Verletzung der Pleura visceralis) Form unterteilt. Meist verschließt sich der Defekt der Pleura visceralis infolge des Lungenkollapses spontan. Gelegentlich wirkt d1e Pleuraläsion Jedoch als Vennl. so dass die inspiratonsch in den Pleuraraum strömende Luft exspiratorisch nicht mehr entweichen kann. Es entsteht ein lebensbedrohlicher Spannungspneumothorax mit zunehmendem intrapleuralen luftvolumen. Totalkollaps der betroffenen Lunge und fortschreitender Mediastinalvcrlagcrung.
Klinik : Von asymptomatisch bis zu Dyspnoe. Schmerzen, Hypox.jmie. Der Spannungspneumothorax führt zum Schock und ist lebensbedrohlich.
Klinlk :je nach Volumen kannder Pneumothorax asymptomwsch sein oder zu unterschiedlich stark ausgeprägter Dyspnoe, Schmerzen und Hypox.lmic fiihren. Der Spannungspneumothorax mit Mediastinalverlagerung ist durch die rasch auftretende Zirkularionsstörung und Schocksymptomatik lebensbedrohlich.
Diagnostisches Vorgehen: Anamnese, Perkussion. Auskultatton. Röntgenthoraxaufnahmen.
Diagnostisches Vorgehen: Anamnese (z. B. Thoraxtrauma7). Perkussion und Auskultation ( hypersonorer Klopfschall und abgeschwachtes Atemgeräusch aufder betroffenen Seite) und Rontgenthoraxaufnahmen sichern die Diagnose.
Radiologische Diagnostik: Beim Mantel· pneumothorax ist die viszerale Pleura als konvexe Linie parallel zur Thoraxwand sichtbar. Zwischen dteser Haarllnl~ und der Thoraxwand sind keine Lungengefäße erkennbar. Der lufthaltige Pleuraraum ist transparenter als die kollabierte Lunge. Die pleurale Luft ist besonders Im Bereich der lungenspitze zu erkennen. bei geringer Ausdehnung bildet sich ein Spltzenpneumothorax. Bei Aufnahme ln Exspiration wird der Pneumothorax leichter erkennbar (Abb. B-1.42).
Radiologische Diagnostik: Bei verhä ltnismäßig schmalem Luftsaum auf der Röntgenthoraxaufnahme spricht man von einem Mantelpneumothorax. Hierbei ist die viszerale Pleura von der Thoraxwand abgehoben und als konvexe Linie parallel zur Thoraxwand sichtbar. Zwischendieser Haarlinie und derThoraxwand sind keine Lungengefäße erkennbar. Der lufthaltige Pleuraraum ist transparenter als die teilweise oder komplett kollabierte Lunge. Im Gegensatzzum Pleuraerguss. der sich am tiefsten Punkt ansammelt. steigt die pleurale Luft an und ist besonders im Bereich der Lungenspitze zu erkennen. Au~ diesem Grund ist der Pneumothorax am leichtesten im Stehen. oder- falls ntcht moglich - auf einer Aufnahme in Scttenlage zu erkennen. Bei geringerer Ausdehnung bildet sich eventuell nur ein Spitzenpneumothorax aus. Oie Treffsicherheit erhöht sich bei Anfertigen der Aufnahme in Exspiration bei gleichbleibendem Volumen des Pneumothorax nimmt bei Exspiration das Lungenvolumen ab. so dass der Pneumothorax leichter erkennbar w1rd (Abb. 8· 1.42). Tntt neben Luft auch Flüss1gken m den Pleuraspalt em. entsteht em Seropneumothorax. der neben den o. g. radiologischen Erscheinungen des Pneumothorax einen Flüssigkeitsspiegel zeigt. Der Spannungspneumothorax führt zu einem Kollaps der Lunge, Zwerchfelltiefstand. weiten Interkostalräumen und einer Mediastinalverlagerung zur Gegensette (Abb. 8·1.43)
Beim Seropneumothorax zeigt das Röntgenbild einen Rüssigkeitsspiegel. Radiologische Zeichen des Spannungspneumothora)( s. Abb. B-1.43.
Hautfalten können pleurale Haartimen imitieren. Dte Lungenstruktur lässt sich jedoch in diesen F'.illen bis zur Thoraxwand verfolgen. Zudem ziehen diese Linien oft uber die Thoraxwand hinaus tn das Weichtellgewebe.
I
B
189
1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
a Inspiration: Oie Pleura visceralis ist als feine Haarlinie im 6. ICR
erkennbar. b E><splratlon: Das Lungenvolumen nimmt ab. das Volumen des Pneumothorax nimmt im Verhältnos zu. Der Pneumothorax wird so
oft leichter erkennbar.
Spitzen· pnrumothorax
Mantel· pneumothor.x
Seropneumothorax (s. auch Röntgen· btld)
Spannungs· pneumothorax (s. auch Abb. Sl>ropneumothorax
Eon 40-JJhnger Pati~nt klagt Ober plotlhch aufgetreten~ thorakale SchonerZus3tzhch be· steht ~one BelastungsdyspnOl und basal. Der spontan ~on getretene Spannungspneumothoraxost wahrschemhch durrh PlatLen emer Emphysembulla hnks entstanden. 4 Tage nach Emlegen der Thoraxdrainage ist die linke Lunge wieder entfaltet in.o.rl>all>~~<>n) Stunden auf den ge>dmtcn Brustkorb linkHusbreoten
(Abb. B-1 .44c).
8-1.44 a)
190
B 1 Thorax
a Thoraxüberslcht: Spannungspneumothorax links. b Thorax-er: Pneumothorax links. c Thoral(übersicht nach Drainagenelnlage: vollständige Entfaltung der linken Lunge.
Pleuraschwiele
Pleuraschwiele
• Synonym.
.,. Synonym. Pleuraschwarte
• Definition.
• Definition. Fibrös-narbige Verdickungder Pleura, meist mit Verwachsung beider Blärter.
Klinik: Pleuraschwielen entstehen sekundär infolge Pleuritis. Hämatothorax und chronischem Pneumothorax oder primär bei Staublungenerkrankungen (z. B. Asbest· exposition). Oie lungencompliance und Zwerchfellbeweglichkeit können eingeschränkt sein (Abb. 8-1.45).
Klinik: Pleuraschwielen entstehen meist sekundär infolge Pleuritis, Hämatothorax, chronischem Pneumothorax oder primär bei Staublungenerkrankungen. Als Residuum der Lungenspitzentuberkulose treten häufig Pleurakuppenschwielen mit streifigen Verbindungen zum Lungenhilus auf. Typisch für eine Asbestexposition sind flächige, z. T. verkalkte Schwielen ventrolateral und diaphragmal. je nach Ausprägung der narbigen Veränderungen können die Compliance der Lungen und die Zwerchfellbeweglichkeit eingeschränkt sein. Zusätzlich können Narbenemphysem und Thoraxdeformitäten zur respiratorischen Insuffizienz beitragen (Abb. B-1.45).
Radiologische Diagnostik: Kleine basale Schwielen führen zur Verschaltung des Sinus phrenicocostalis, größere bewirken flächige Transparenzmindefl.lngen sowie Hochziehung des Zwerchfells und Verkleinerung der lnterkostalräume.
Radiologische Diagnostik: Kleinere basale Schwielen führen auf der Röntgenaufnahme zu einer Versehartung des Sinus phrenicocostalis und zipnigen Ausziehungen der Zwerchfellkontur. Größere Schwielen. evtl. mit Verkalkungen, bewirken flächige oder bizarr geformte Transparenzminderungen der Lunge. Zusätzlich sind bei ausgedehnten Schwielen Folgeerscheinungen des narbigen Zuges auf die Umgebung wie Hochziehung des Zwerchfells oder Verkleinerung der Interkostalräume sichlbar.
B 1.4 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund
191
a Thorax p.·a. b Thorax seitlich.
Die P
Die Unterscheidung zwischen Pleuraerguss und Schwiele bei einer laterobasalen Versehartung gelingt mit der Aufnahme im horizontalen Strahlengang in Seitenlage: Während ein nicht abgekapselter Erguss in Seitenlage entlang der Thoraxwand ausläuft. ändert sich die durch eine Schwarte hervorgerufene Versehartungauch bei Lageänderung nicht Im Allgemeinen wirdjedoch die Sonografie zur Unterscheidung eingesetzt.
Pleuramesotheliom
Pleuramesothellom
Vom Mesothel der Pleura ausgehender maligner Tumor. Asbestexposition spielt eine entscheidende Rolle in der Ätiopathogenese (Berufskrankheit). Klinik: Die klinische Symptomatik istinitialmeist uncharakteristisch, im Verlauf ist das führende Symptom der bohrende und an Intensität zunehmendeThoraxschmerz.
Klinik: Uncharakteristisch. im Verlauf zunehmend bohrender Thoraxschmerz.
Diagnostisches Vorgehen: Anamnese (Asbestexposition?), Röntgenthorax. Sonografie. CT und histologischer Nachweis mittels Thorakaskopie bzw. Pleurastanzbiopsie sind die wegweisenden Untersuchungen.
Diagnostisches Vorgehen: Anamnese (Asbestexposition7). Röntgenthorax. Sonografie. CT, Thorakaskopie bzw. Pleurastanzbiopsie. Radiologische Diagnostik: Im Röntgenbild werden Pleuraerguss sowie ovaläre oder polyzyklische Versehatlungen sichtbar. Im CT zeigen sich die tumorartige Verdickung der Pleura und die Tumorausdehnung (Abb. 8-1.46).
Radiologische Diagnostik: Häuftgste Manifestation in den bildgebenden Verfahren ist der Pleuraerguss. Im Röntgenbild stellen sich im fortgeschrittenen Stadium der Pleura aufsitzende ovaläre oder polyzyklische Versehatrungen dar. Die CT spielt fii r die Diagnosestellung ( tumorartige Verdickung der Pleura) und für die Beurteilung der Tumorausdehnung eine entscheidende Rolle (u. a. Infiltration von Brustwand. Lunge. Perikard?) (Abb. B-1.46).
192
8 1 Thorax
a CT·Aufnahmen nach KM·Gabe: Auffallend ist die deutliche Verkleinerung der rechten Thoraxhälfte bei erheblicher knotiger Verdickung der Pleura. b Die Ausspielung im Lungenfenster zeigt. dass intrapulmonal ebenfalls Knoten nachweisbar sind. die von der Pleura aus in die Lunge vorgewachsen sind. c Mit der MRT können die Schichten der Brustwand besser als mit derCT beurteilt werden, was für die Einschätzung der Ausdehnung wichtig ist.
1 .4.3
Lungenemphysem
"' Definition.
1.4.3 Lungenemphysem Irreversible Vergrößerung des Luftraumes distal der terminalen Bronchiolen infolge Destruktion alveolärer Strukturen.
Klinik : Belastungsdyspnoe, Fassthorax. hypersonorer Klopfschall. wenig verschiebliehe Atemgrenzen.
Klinik: Klinisch bestehen Belastungsdyspnoe. Fassthorax, sowie bei begleitender Bronchitis Husten. Perkutorisch fallen wenig verschiebliehe Atemgrenzen und hypersonorer Klopfschall auf.
Diagnostisches Vorgehen: Frühdiagnose erfolgt durch HR-CT.
Diagnostisches Vorgehen: Anamnese (Raucher. pulmonale Grunderkrankungen?), Lungenfunktionsuntersuchung (Erhöhung von Residualvolumen und Vitalkapazität) und Röntgenthorax ermöglichen keine Frühdiagnose. Diese erfolgt durch die HR-CT.
Radiologische Diagnostik: Die Unterscheidung zwischen leichtem Emphysem und normaler Lunge ist schwierig. Radiologische Erscheinungen entstehen einerseits aus der chronischen Erweiterung der Lufträume, andererseits aus Gefäßveränderungen und pulmonaler Hypertonie.
Radiologische Diagnostik: Geringere Ausprägungsformen des Emphysems zeigen nur diskrete Veränderungen und können der radiologischen Erkennung entgehen. Aufgrund der großen Schwankungsbreite von Thoraxform. Weichteilmantel und Zwerchfellstand ist die Beurteilung. ob ein leichtes Emphysem vorliegt. oder die Lunge .normal" ist. unsicher. Die radiologischen Erscheinungen entstehen beim Emphysem zum einen aus der chronischen Erweiten.111g der Lufträume und den resultierenden Veränderungen an Lunge, Herz. Zwerchfell und Thoraxwand, zum anderen aus den Gefaßveränderungen und der pulmonalen Hypertonie. Im Rahmen des Lungenumbaus wird das Gefaßben rarefiziert, was sichauf der Röntgenthoraxaufnahme in einer verminderten Anzahl von Gcfaßschmen pro Flächen einheit und dünneren Gef.ißlinien äußert. Das Kriterium der vermehrten Lungentransparenz ist unsicher. da die Lungentransparenz sehr stark von den Aufnahmeparametern und der Konstitution des Patienten abhängt. Als sekundäre Veränderung entwickelt sich ein Fassthorax mit einem vergrößerten Sagittaldurchmesser, waagrecht verlaufenden Rippen mit verbreiterten Interkostalräumen und einem vergrößerten Retrostemalraum. Zudem bildet sich ein Zwerchfelltiefstand mit abgenachten. ungenügend atemverschiebliehen Zwerchfellkuppeln aus. die Zwerchfellrippenwinkel sind abgestumpft. Zu achten ist auch auf Zeichen der pul-
Das rarefizierte Gefäßbett zeigt sich in weniger Gefäßschatten pro Flächeneinheit und dünneren Gefäßlinien. Das Kriterium der vennehrten Lungentransparenz ist unsicher. Als sekundäre Veränderung entwickelt sich ein Fassthorax mit vergrößertem Sagittaldurchmesser, waagrechten Rippen und vergrößertem Retrosternalraum. Ein Zwerchfelltiefstand bildet sich aus. Die pulmonale Hypertonie äußert sich im vorspringenden
8 1.4 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund
193
monalen Hypertonie, die sichdurch den vorspringenden Pulmonalisbogen mit deutlichem Kalibersprung gegenüber den nachfolgenden Gefäßen äußert. Ein prominenter rechter Herzrand bestätigt den Verdacht der Druckerhöhung im kleinen Kreislauf. Von Bedeutung sind auch Veränderungen. die Hinweise zur Emphysemursache liefern können. z. B. ausgeprägte Narben. Thoraxwanddeformitäten oder eine .bronchit ische Strelfenzeichnung" (.dirty ehest"). Letzteres sind streifige bis kleinneckige Verdichtungen in allen Lungenfeldern bei Patienten mit chronischer Bronchitis. Als Ursache wird eine perlbronchiale und perlvasale Fibrose angenommen (Abb. 8-1.47).
Pulmonalisbngen und prominenten rechten Herzrand. Zu achten ist auf Narben. Wanddeformitäten und .bronchitische Streifenzeichnung· (Abb. 8-1.47).
Das Emphysem verändert das radiologische Erscheinungsbild vonzusätzlichen Lungenerkrankungeo. Entwickelt sich z. B. zum vorbestehenden Emphysem eine Lungenstauung. so erfolgt die Transsudation dort. wo das Gefäßbett noch erhalten ist, so dass ein untypisches Verteilungsbild der Stauung entsteht. Auch pneumonische Infiltrate sind je nach Ausprägung und Verteilung des Emphysems untypisch lokalisiert und von blasenartigen Aufhellungen durchsetzt. Jn der CT können besonders unter Ausnutzung hochaunösender Techniken bullöse Veränderungen der Lunge sowie ein Gerüstumbau früher erfasst und sicherer lokali· siert werden als mit der Übersichtsaufnahme (Abb. 8-1.48). Auch die Einschätzung des Schweregrades eines Emphysems gelingt mit der CT zuverlässiger als mit der Röntgenübersichtsaufnahme. Jn der er kann man ein zentrilobuläres. panlobuläres oder paraseptales Emphysem unterscheiden: • Beim zentrilobulären (zentroazinären) Emphysem sind die Bronchioli respiratorii erweitert. die Läppchenperipherie bleibt intakt. ln der CT findet man einzelne kleine Überblähungszonen im überwiegend normalen Parenchym. Diese Veränderungen sind im Oberlappen betont und kommen bei Rauchern vor (Abb. B-1.48). • Beim panlobulären (panazinären) Emphysem ist der gesamte sekundäre Lobulus betroffen. Die emphysematösen Veränderungen sind meist ausgeprägter als beim zentrilobulären Emphysem und vor allem in den Lungenunterlappen lokalisiert. Diese Form tritt auch bei a-1-Antitrypsinmangel auf.
Bullae
Signalgef.iße
Bei zusätzlicher Lungenstauung erfolgt die Transsudation dort. wo das Gefäßbett noch erhalten ist: Es entsteht ein untypisches Verteilungsbild; ebenso bei pneumonischen Infiltraten. ln der CT werden bullöse Veränderungen und Gerüstumbau früher erfasst als mit der Übersichtsaufnahme (Abb. 8-1.48). Mit der CT kann der Schweregrad eines Emphysems zuverlässig eingeschätzt werden. Man unterscheidet: • zentrilobuläres (zentroazinäres) Emphysem: V. a. im Oberlappen erweiterte Bronchioli respiratorii, Läppchenperipherie bleibt intakt (bei Rauchern) (Abb. B-1.48) • panlobuläres (panazinäres) Emphysem: Der gesamte sekundäre Lobulus ist betroffen. vor allem im Untertappen (bei o-1-Antitrypsinmangel) • paraseptales oder subpleurales Emphysem verursacht meist keine Funktionseinsc:hränkung.
waagerechte Rippen
abgeflachte Zwerchfellkuppeln
Thoro>p.·o.
Thorax seitlich
Volumen aueturn • Fassthorax: verbreiterter Sagittaldurchmesser. breiter Retrosternalraum. waagerechte Rippen. Erweiterung der lnter1
194
8 1 Thorax
Zentrilobuläres Emphysem: ln beiden Lungenflügeln sind lahlreiche Emphysemblasen bei sonst erhaltener Parenchymstruktur erkennbar.
Sei der Ventilations- und Perfusionsszintigrafie zeigen sich eine fleckige Nuklidbelegung in emphysematösen Antei· len sowie Nuklidausfälle bei großen Bullae. Sie beurteilt außerdem die Funktionsfähigkeit des verbleibenden Parenchyms vor geplanter Lungenteilresektion.
• Seim paraseptalen oder subpleuralen Emphysem liegen einzelne Ern physemareale benachbart an pleuralen Strukturen oder am bronchovaskulären Bündel. Es verursacht meist keine Einschränkung der Lungenfunktion kann aber zu einem Spontanpneumothorax führen. Die Ventilations- und Perfusionsszintigrafie sind der Thoraxübersichtsaufnahme insbesondere beim Nachweis fokaler Emphyseme überlegen. Bei diesen Methoden zeigt sich eine fleckige Nuklidbelegung in den emphysematösen Lungenanteilen. Große Bullae führen zu Nuklidausf;illen im Perfusionsszintigramm. Vor einer geplanten Lungenteilresektion erlauben Szintigrafische Verfahren eine Abschätzungdes verbleibenden funktionstüchtigen Lungenparenchyms. ln der Regel istjedoch die Kombination von Ra ucheranamnese. spirometrisch nachgewiesener Atemwegsobstruktion, niedriger Diffusionskapazität und röntgenologisch erkennbarem vergrößertem Lungenvolumen diagnostisch ausreichend.
er und Szintigrafie werden zudem in unklaren Fällen. bei der Verlaufskomrolle oder präoperativ eingesetzt (z. B. vor geplanter Resektion von Bullae). 1.4.4 Bronchiektasen • Definition.
1.4.4 Bronchiektasen Irreversible Erweiterungen von Bronchien.
Klinik: Rezidivierende bronchopulmonale Infekte.
Klinik: Rezidivierende bronchopulmonale Infekte. Maulvolle Expektorationen mit dreischichtigem Sputum sind zwar hinweisend. treten jedoch erst bei fortgeschrinenen Veränderungen auf.
Diagnostisches Vorgehen: Anamnese (täglicher Husten und Auswurf). Auskultation (grobblasige RG's, Giemen), Sputumuntersuchung. Radiologische Diagnostik: Bei Bronchiektasen ohne Segleitentzündung ist die Übersichtsaufnahme häufig unauffällig. Bei zusätzlicher Bronchitis zeigen sich typische Veränderungen: • Streifenzeichnung durch chronische Bronchitis • .Tram lines" (Schienengleisphänomen): verdickte Bronchialwände zylindrisch erweiterter Bronchien • Ringschatten entsprechen sackförmig erweiterten Bronchien. evtl. mit Flüssigkeitsspiegeln durch Schleim oder Eiter (Abb. 8·1.49).
Diagnostisches Vorgehen: Anamnese (täglicher Husten und Auswurf), klinische Untersuchung (grobblasige RG"s. Giemen) und Sputumuntersuchung liefern neben der radiologischen Diagnostik Hinweise auf das Vorliegen von Bronchiektasen. Radiologische Diagnostik: Die Übersichtsaufnahme ist bei Bronchiekrasen ohne begleitende Entzündung häufig unauffällig. da die Bronchialwände zu dünn für eine Darstellung im Übersichtsbild sind. Meist besteht j edoch zusätzlich eine Bronchitis bzw. Perlbronchitis mit Verdickung der Bronchialwände. Infiltration des peribron chialen Gewebes und flüssigkeitsgefüllten Lumina. Typische Veränderungen sind: • Streifenzeichnung durch chronische Bronch itis • . Tram lines" (Schienengleisphänomen): Schienenartige Schatten. die vom Hilus in die Peripherie ziehen und den verdickten Bronchialwänden zylindrisch erweiterter Bronchien entsprechen. • Veränderungen auf dem Übersichtsbild: Ringschatten. evtl. mit Flüssigkeitsspiegeln. entsprechen sackförmig erweiterten Bronchien.ln den Hohlräumen können sich durch Schleim oder Eiter Flüssigkeitsspiegel bilden.
195
ll 1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
a Übersichtsbild:
$ilkkiforme Bronchiekrase im rechten überlappen. b CT bei Bronchiekrasen im linken Unterlappen (anderer Patient): erweiterte Bronchien mit verdickter Wand und Verdichtung des umgebenden Gewebes (Prell).
Bei komplett mit Sekret gefüllten Zysten entstehen Rundschatten (Abb. B-1.49). Die Bronchografie stellte über lange Zeit das Verfahren zur Abklärungvon Bronchiekrasen dar. Ober Katheter bzw. Bronchoskopc wird KM zur direkten Darstellung des Bronchialbaumes instilliert. Nachteile sind die lnvasivität des Verf,lhrens, die Notwendigkeit der Sedierung bzw. Allgemeinnarkose und die Gefahr einer KM -Allergie. Sie wurde in den Ietztenjahren zunehmend durch die CT ersetzt. Diecomputertomografische Diagnose von Bronchiekrasen beruht auf dem Nachweis erweiterter Bronchien mit fehlender Verjüngung. Die Cf kann neben der bronchialen Di latation auch verursachende oder assoziierte Veränderungen des Lungenparenchyms darstellen (z. B.lungennarben, -rumoren).
Bei der Bronchografle wird KM zur direkten Darstellung des Bronchialbaumes über Katheter bzw. Bronchoskop instilliert. Heute zunehmend Ersatzdurch die CT. Hierwerden erweiterte Bronchien mit fehlender Verjüngung nachgewiesen. Sie kann auch assoziierte Veränderungen des Parenchyms wie Narben oder Tumoren darstellen.
1.4.5 Pneumonien
1.4.5 Pneumonien
Allgemeines
Allgemeines
Akut oder chronisch verlaufende Entzündungen der Lunge mir vorwiegendem Befall des Alveolarraumes (alveoläre Pneumonie) und/oder des Interstitiums (Interstitielle Pneumonie). Man umerscheidet primäre Pneumonien (Auftreten ohne vorausgehende Erkrankung oder lungenschädigung) und sekundäre Pneumonien (Folgekrankheit einer anderen pulmonalen oder Systemischen Erkrankung. die die Abwehr des Patienten schwächt). Nach morphologischen und radiologischen Kriterien unterscheidet man Lobärpneumonie, Bronchopneumonie (Herdpneumonie) und interstitielle Pneumonie (Abb. B-1.50).
Man unterscheidet primäre Pneumonien (ohne vorausgehende Erkrankung) und sekundäre Pneumonien (Folgekrankheit bei geschwächter Abwehr).
Diagnostisches Vorgehen: Die Diagnose der Lobär- und Bronchopneumonie lässt sich in der Regel aus den klinischen Symptomen und den typischen Veränderungen im Röntgenbild stellen. Bei der körperlichen Untersuchung finden sich ggf. eine Dämpfungdes Klopfschalls. inspiratorische Rasselgeräusche und ein Bronchialatmen. Bei Verdacht auf infektiöse Genese sollte ein Nachweis des Erregers erfolgen (z. B. aus Sputum. Blutkultur).
Diagnostisches Vorgehen: Klinische Untersuchung: gedämpfter Klopfschall. inspiratorische RG's, Bronchialatmen. Erregernachweis bei Verdacht auf infektiöse Genese (Sputum, Blutkultur).
Klini k: Die bakterielle lobäre Pneumonie beginnt meist plötzlich mit SchüLtelfrost und verläuft hochfebriL Neben Husten und Auswurf. der sich rostbraun farbt, können Thoraxschmerzen bestehen. Die Bronchopneumonie verläuft hingegen meist weniger stürmisch mit subfebrilen Temperaturen.
Klinik: Die bakterielle lobäre Pneumonie beginnt plötzlich und verläuft hochfebril. die Bronchopneumonie verläuft milder mit subfebrilen Temperaturen.
Zur Einteilung der primären Pneumonien
s. Abb. B-1.50.
B 1 Thorax
lobärpneumonl~
Bronchopneumonll!
Interstitielle Pneumonie
lokall· satlon:
Entzundung der Bronchiolen und Al~len. wobei der Belall herdlormlq Ist
lnloltratioo des blndegeweblgen Lungengeriistes
·konfluierende FleckS
· hilifugale streofige Zeichnungsvermehrung (meist beidwots)
lnliltratlon der Alveo!(,n eines Segmentes oder Lappens
Röntgen: ·segmentaler Flächenschatten · positlws Bronchopneumogramm • evtl. begleitender Pleuraerguss
a Lobärpneumonle rechter Mittellappen: Alveoläre Flächenschatten des rechten Motte!- und Unterfeldes. Nach kranial ist die Ver· schattung durch das horizontale Interlabium scharf begrenzt. Der rechte Recessus costodiaphragmaticus ist weiterhin transparent. b Bronchopneumonie. c Interstitielle Pneumonie: Hilifugale interstitielle Zeichnungsvermehrung
Die interstitielle Pneumonie beginnt langsam mit subfebrilen Temperaturen und trockenem Reizhusten. Häufig kommt es zur bakteroeflen Superinfektoon der terminalen Luftwege. Perkussion und Auskultation sind oft unauffällig. weil sich die Entzündung im Lungenkern abspiefL
Die interstitielle Pneumonie beginnt meist langsam mir subfebrilen Temperaturen. Es besteht trockener Reizhusten mit spärlichem oder fehlendem Auswurf. Stärkere Kopfschmerzen können vorhanden sein. Häufig erfolgt zusätzlich eine bakrenelle Supennfektion. doe eine Entzündung in den termanalen Luftwegen induziert. Da sich doc Entzündung vor allem im Lungenkern abspoeh. die Perkussoon aber nur den Lungenmantel (bis ca. 5 cm Tiefe) erfasst. sind dte physikalischen Untersuchungsbefunde (Perkussion. Auskultation ) hier häufig unauffallig.
Lobarpneumonie
Lobärpneumonle
• Oefimtion.
Bakterielle Entzundung in den Alveolen eines gesamten Lappens.
Der häufigste Erreger ambulant erworbener Pneumonien ist Streprococcus pneumoniae. Radiologische Diagnostik: Die Aufnahme in 2 Ebenen zeigt einen relativ scharf begrenzten. dreieckig konfigurierten Flächen· schatten mit positivem Bronchopneumo· gramm, oft von l'teuraerguss begleitet. Bei typischer Klinik ist die Übersichtsaufnahme ausreichend. Ausschluss von Pll'uraernpyem oder Einschmelzungen mit der CT.
Radiologische Diagnostik: Dte Röntgenthoraxaufnahme ln 2 Ebenen zctgt typi scherweise emen segmentalen bis Iobären Rächenschatten mn relativ scharfer Begrenzung und positivem Bronchopneumogramm. Die Verschanung ist entsprechend des Lungenaufbaus meist dreoecltförmig konfigunert. wobei sich die Basis in der Peripherie befindet ln vielen Fällen tst em begleotender Pleuraerguss vorhanden.
B 1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund Bei ryp1scher l
Bronchopneumonle ~ Synonym.
Typ1sch ist der multllobuläre Befall der Bronchiolen und Alveolen. Häufige Erreger sind z. B. Staphylokokken und Streptokokken. Radiologische Diagnostik: Auf der Röntgenthoraxaufnahme istein multifokaler Befall mit zahlreichen nebeneinander und hintereinander liegenden konnuierenden kleinen Fleckschatten zu sehen.
Radiologische Diagnostik: Multifokaler Befall mit konfluierenden kleinen fleck· schatten.
Interstitielle Pneumonie
Interstitielle Pneumonie
Bei der interstitiellen Pneumonie 1St das bindegewebige Lu ngengerüst von der Entzundungsreaktion betroffen. während die terminalen Luftwege fre1 bleiben. Als Synonym wird die Bezeichnung ,,atypische Pneumonie" gebraucht und beschreibt Pneumonien. deren klinisches Bild von dem der Lobär- oder Bronchopneumonie abweicht. Erreger können u. a. Viren. Mykoplasmen. Rickettsien und Chlamydien sein. Radiofogische Diagnostik: Oie Röntgenthoraxaufnahme ln 2 Ebenen ze1g1 beidseitige hilifugale Streifenschatten. die im bindegewebsreichen Lungenkern besonders deutlich zu erkennen sind. Diese Streifenschanen entstehen durch Septumverbreiterung und Verdichtungen des 1>enbronchialen penvaskulären Bindegewebes. Entwickelt sich eme baktenelle Superinfektion. wird das Bild von unscharfbegrenzten. konnuierenden Fleckscharten überlagen.
Radiologische Diagnostik: Die Aufnahme ln 2 Ebenen zeigt beidse1!lge hilifugale Streifenschatten besonders im Lungenkem. Bei bakterieller Superinfektion wird das Bild von konfluiNend!>n Reckschatten überlagert.
Charakteristisch für die interstitielle Pneumonie ist die Diskrepanz zwischen spärlichem Untersuchungsbefund und eindrucksvollen Veränderungen im Röntgenbild. Pilzpneumonien
Pilzpneumonien
Klinik : ln Europa werden Pilzinfektionen vor allem bei immunsupprimierten Patienten beobachtet. H~ufigste Erreger einer Pilzpneumonie sind Candida albicans und Aspergillus fumlgatus. Hmweisend auf cme Candida-Pneumamykose smd therapierefraktäre Lungeninfiltrate beim immungeschwächten Patienten mit manifester Soorinfektion des Rachens. Aspergillus fumigatus ist ubiquitär verbreitet (u. a. in der Mischnora beim Gesunden). Die wichtigste Eintrittspforte ist das Bronchialsystem. wobei eine herabgesetzte Immunabwehr me1st Voraussetzung flir eine lnfekt1on ist. Be1 relativ guter Abwehr kann s1ch m einer vorgegebenen Höhle (z. B. Kaverne. Bronchiektasen) em umschriebener Pilzknoten (Fungusball) entwickeln, das Asperglllom. Bei schlechter Abwehrlage kann der Keim eine disseminiene bronchopulmonale nekrotisierende Pneumonie hervorrufen. die invasive pulmonale Aspergillose.
Klinik: ln Europa v. a. bei immunsupprimierten Patienten. Häufigste Erreger sind Can· dlda alblcans und Aspergillus fumlgatus. Therapierefraktäre Lungeninfiltrate bei Soorinfektion des Rachens weisen auf eine Candida-Pneumomyl
Diagnost isches Vorgehen: Die Diagnose erfolgt durch röntgenologische Feststellung der Pneumonie sow1e durch direkten Erregernachweis 1m Bronchialsekret oder durch transbronchiale Lungenbiopsie.
Diagnostisches Vorgehen: Direkter Erregemachweis im Bronchialsekret oder transbronchiale Lungenbiopsie.
Radiologische Diagnostik: • Oie bronchogen entstandene Candida-Infektion führt zu bronchopneumonischen Infiltraten. Bei der hämatogenen Mykose der Lunge sind die Herde gleichm!lß1g uber alle Lungenpartien verteilt.
Radiologische Diagnostik: • Bronchopneumonische Infiltrate bei bronchogener Candida-Infektion. Herde in allen Lungenpartien bei hämatogener
• Das Asperglllom erscheint auf der Übersichtsaufnahme als homogener Rundschatten mnerhalb einer Höhle erkennbar. Typisch ist eine nng- bzw. s1chelformige Luftansammlung zwischen Rundschatten und Höhlenwand (Abb. 8 -1.51).
• Das Asperglllom erscheint als homogener Rundschatten Innerhalb einer Höhle (Abb. 8-1.51)
Mykose.
8
1 Thorax
Radiologische Befunde bei Aspergillom
•
Bei a lässt eine dünnwandige Kaverne erkennen. Im weiteren Vertauf (b) sieht man eine sichelformige. lageabhängige Verdichtung Innerhalb der Kavt'l"l\e, der Befund wird durch da$ Cl (c) untermauert. • Klinischer Fall.
• Klinischer Filii.
79-jährige Patkntin mit ausgeprog!en Ödemen. progredientcr Kachexte und H.lmaturie. Festg..-stcUt wurde e1n nephrotischcs Syndrom bti chroni$Cher Glomerulonephritls. Be• glelrhzeiti& bt>tehendcm Husten bntand der Verdachtauf einen Morbus Wcgcner. D•e P.r,en· lln wurde aus dtrsem Grund mulmmunsuppremva bthandell. Dte broncllopneumonJschen Jnliltra~(Abb. 8·1.52 waren progred1enL Trotz massiver anllmylcottscherund anllb•otischerTheraple entwickelte s1ch eine schnell fonschmtendc respirator&he lnsuffi z1enz. Die Puientm verstarb bei pulmonalem Versagen auf dem Boden einer rasch progredtenten Aspetgillenpneumonie.
Pneumocystls·jlrovecli·Pneumonle
Pneumocystls·jirovecii·Pneumonle
Klinik: Besonderes Erkrankungsrisiko besteht für Frühgeborene. Säuglinge und immungeschwächte Patienten. Im Kindesalter verläuft die Pneumocystis-jlrove
Klinik: Lange Zen wurde Pneumocysris carinii für den Erreger dieser inrersntiellcn Lungenentzündung gehalten. Inzwischen wurde festgestellt. dass der Erreger dieser opportunistischen lungenentzundung im Menschen sich geringftigig von Pneumocysus carinii unter~cheidet. Der Erreger der menschflehen lungenenrzundung wurde Pneumocystis J1rovec11 genannt. Es handelt sich um einen SchlauchpilZ. der von einer Schletmhülle überzogen ist. Einem besonderen Erkrankungsrisiko unterliegen Frühgeborene und Säuglinge sowie immungeschwächte Patienten (Leukämie. AIDS. immunsuppressive Therapie). Im Kmdes.Jiter verläuft die Erkrankung sehr sturm1sch mit rasch zunehmender Dyspnoe. Husten und Tachykardte. Be1 Erwachsenen entwickeln sich Dyspnoe und trockener Husten schleichend.
Radiologische Diagnostik: in der Fnühphase penhilär betonte interstitielle Zeichnung. die sich rasch als fläch>ge Verschattung in M>ttel· und Unterfelder ausdehnt (Abb. 8·1.53).
Radiologische Diagnostik: in der frühen Phase der Erkrankung ist eine perihilär betonte interstilteile Zeichnungsvermehrung auf der Röntgenthoraxaufnahme steht bar (Abb. 8 ·1.53). Diese dehnt steh innerhalb von Stunden b1s Tagen in d1e Mtttel und Unterfelder aus und führt zu flächigen Verschattungen.
B 1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
Bronchopneumonlsche Infiltrate beidseits bellnvaslver pulmonaler Aspergillase
199 @ 8-1.52
=----......".
Überskhtsaufnahmc p.-a.
Radiologischer Befund bei Pneumocystis·jlrovedi·Pneumonie Der HIV-posoll\le Palientstellt soch mit Fieber und Husten vor. Im Frühstadium der Pneumocystis·jirovecii·Pneumonie sind beidseits zarte, J>l'rihoiJre Fleckund Streifenschatten erkennbar.
1.4.6 Tuberkulose
1.4.6
Tuberkulose
Infektionskrankheit, die am häuFigsten durch Infektion mit Mycobacterium ruberculosis. seltener durch M)'<:obakterium bovis oder africanum hervorgerufen Wird. Erkrankungen nach Infektion mit anderen Mykobakterien {z. B. M)'<:obacterium av1um oder kansasii) werden als atypische Mykobaktenosen bezeichnet. Klinik: Die Primärtuberkulose verläuft klinisch häufig stumm. evtl. bestehen sutr febrile Temperaturen. Husten. Nachtschweiß. Appetttverlust und Thoraxschmerzen. Die emzelnen Stadien der Tuberkulose sind in Abb. B-1.54 dargestellt.
Klinik: Oie Primärtuberlwlose verläuft klinisch oft stumm. Stadieneinteilung s. Abb. B-1.54.
Diagnostisches Vorgehen: Neben Anamnese (z. B. resistenzmindernde Faktoren wie Diabetes mellitus, Alkoholismus) und Klinik kommt der radiologischen Diagnostik {Röntgenthorax in 2 Ebenen). dem Tuberkulin-Test und der bakteriologischen Untersuchung (Nachweis saurefester Stäbchen in Magensaft und Sputum?) d1e größte Bedeutung zu.
Diagnostisches Vorgehen: Anamnese (Diabetes? Alkoholismus?). Röntgenthorax in 2 Ebenen, Tuberkulin-Test Nachweis säurefester Stäbchen in Magensaft und Sputum.
B 1 Thorax
Stadien der Tuberleulose aerogene Infelmon
tuberkulöser Prlrmrkomplex Lungt'n und Lymphknotenherd
~
I-+
Tul>erku~nkonversion
{~)
r~
r: 'j.;~
~ J>t
·--Primär-
Stadium
~
+
progressive Lunge".. oder lymphknote".. tuberkulose
Pieulitis tuberculosa
Frühgeneralisation lympho-und h~matoge ne Streuung 1
Mcning•ti; tuberculos.a
Miliar· tuberleulose
1
Organherd~C<'.ill
(l \
N•ere
Lunge (Simon· Herde)
aerogene Super· oder Re•nfek\1011
I
Vemarbung, Heilung
I ~
1 I
1
...
f ~
f--+
Gehirn
Vernarbung. Heilung '---
Knochen!
Euurbatlon
•
-
Organtuberleu lose
--J
pOSt· primdre Tuber· kulose azinös-nodöse
lungentuberkulose, Lls•ge Pneumoo~. ~rnose Tuberkulo<e
Miliartuberkulose. Landouzy·Sepsis. Organtuberkulose ~iterer Organe
'---
Radiologische Diagnostik: Die Pnmar· tuberkulo$e wird me•st erst bei klin1schen Kompi•kationen radiolog1sch erfasst.
Radiologische Diagnostik: Da die primäre Tuberkulose me1st asymptomatisch verlauft. wird sie im Prim~rstad1um selten rad1olog1sch erfasst. Anlass der Röntgenun · tersuchung smd meist klimsch apparente Komplikationen.
Prlmärstadium: 5-6 Wochen nach Inhalation entwickelt $ich der meist subpleural und sol•tiir im Oberlappen gelegene, erbsen· große Primärherd (Ghon-Herd). Die 1psi· lateralen Hiluslymphknot en können enorm vergrößert sein. Der verkalkte Primärkomplex weist auf eine abgelaufene Tuberkulose hin (Abb. B-1.5Sa).
Primärstadium: Nach der Inhalation des Mykobakteriums entwickelt sich mit einer Latenz von 5-6 Wochen der Primärherd (Ghon-Herd). Dieser tritt meist solitär im Oberlappen subpleural gelegen auf und erre1cht Erbsen bis Haselnussgröße. Uber das regionäre Lymphabnussgeb1er werden d1e zugehörigen 1psilateralen Lymphkno· ten im Hilus erfasst. die sich enorm vergrößern können. ln den me1sten Fällen heilt der Primärkomplex ab. Auf späteren Aufnahmen ist als Hinweis auf eine abgelaufene Tuberkulose der verkalkte Primärkomplex nachweisbar (Abb. B·l .SSa).
Komplikationen Im Prlmärstadlum: • Primärtuberkulose: Bei schlechter Abwehr kann der Parenchymherd ein· schmelzen und ins Bronchialsystem einbrechen. Im Röntgenbild zeigen sich segmentale Verschaltungen (Broncho· pnl'Umonie) und R•ngschatten (Kavernen).
Komplikationen Im Stadium des Primärkomplexes: • Primärtuberkulose: Bei schlechter Abwehrlage kann es zu emer Einschmelzung des Parenchymherdes und einem Einbruch ms Bronchialsystem mit Ausbildung einer Kaverne kommen. Zusätzlich kommt es zu einer bronchogenen Streuung. Im Röntgenb1ld sind segmental verteilte. naue Versehatrungen (Bronchopneumo· me) und unter UmstänMn Rmgschatten (Kavernen) erkennb.lr. Beim Verdacht aufVorliegen emer Primarruberkulosc sollte unbedmgt eine er des Thorax durchgefuhrt werden. weil h1er d1e Kavernen sicherer erkennbar sind. • Atelektase: Besonders bei Kindern schwellen die Hiluslymphknoten sehr stark an. Diese können die Kompress1on emes Bronchus mit Atelektase des entsprechenden Lappens oder Segmentes bewirken. Im Röntgenbild ist eine segment.11e homogene Versch.mung mit Zc1chen der Volumenmmderung erkennbar (s. S. 178).
• Atelektase: Sie entsteht besonders bei Kindem durch stark geschwollene lymph· knoten, die einen Bronchus kompnmicren. Röntgenbefunds S. 178.
201
B 1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
a Verkalkter Primärkornplex: subpleural gelegener verkalkter Herd. im gleichseitigen llllus verkalkte Lymphknoten. b Ausschnitt: Miliartuberkulose. c, d Miliartuber1
•
c
• Pleuritis exsudatlva: Die Pleuritis kann in ,1llen Stadoen der Tuberkulose auftreten. H~ufig ist sie. vor allem bei jugendlichen. das einl~ge Zeichen eines om Ablauf begriffenen Primärinfektes. Im Römgcnbild ist meist em ausgedehmer einseiliger r>Jeuraerguss nachweosbar. • Khnls.cher fall. Eone 22-Jährige Arzthelfenn stellt sich mot seot 2 Monaten bestehenden Thoraxschmerzen, Reozhusten. Nachtschweoß und zunehmender Abgeschlagenheot vor. Auf der Thoraxubersichtsaufnahme ztigen sich eon auS8CPr~gter E11uss rechts sowoe eone zarte Zeoch· nungsvermehnong in der lungenspotzt. Voraufnahmen waren unauffiilhg. Ooe lytologosehe Untersuchungdes Pleurapunktatesergibt eme Pieurins tuberrulosa. im Magensaft werden siiurefeste Stäbchen nachgewoesen. Bei der Pauentm besteht demzufolge ein tuberkulöser Pleura· erguss. urs.lchhch war eme Lu"ienspittentuberkulose ;Abb. 8·1.56 ). Unter •ntotuberkul6ser Therapoe kommt es zur kompletten Rucl.
• Organherde im Primärstadium : Schon während der Primärherdentwicklung gewinnen die Mykobakterien Anschluss an das BlutsyStem und streuenmalle Organe. Bet guter Abwehrlage und geringer Vtrulenz entwickeln sich häufig die sog. SimonSpitzenherde. Im Rontgenbild äußern diese sich in Form doppelseitiger diskreter Fleckschatten ln den lungenspitzen. Postprimäre Lungentuberkulose: Die postprimäre Lungentuberkulose beginn! meist mtt einer Reaktivierung der Simon-Spirzenherde. die einschmelzen und An· schluss an das Bronchialsystem finden. Haufig sind naue, infraklavikulare Fleckschatten om Röntgenbild erkennbar (Assmann·frOhinnltrat).Jc nach Gewebereilktion werden unterschieden.
• Pleuritis exsudativa: ln allen Stadien. Häufig eontigcs Zeichen t'ines ablaufenden Poimarinfekte~.
• Klinischer Fall.
• Organherde im Primärstadium ent· stehen durch frühe hämatogene Streuung. Simon-Spltzenherde sind als doppelsei· tigl' Fleckschatten ln den Lungenspitzen sichtbar. Die postprimäre Lungentuberkulose beginnt mit Reaktivierung der Simon· Spitzenherde und Assmann-Frühinfiltraten (flaue. infraklavlkuläre Fleckschatten). Unterscheidung in:
202
8 1 Thorax
ln der Lungenspitze ist eine zarte Zeichnungsvermehrung erkennbar (Ooppelpfeil).
/'
• exsudative Herde (azinös·nodöse TuberleuloseI • produktive Infiltrate Kavernen sind als lufthaltige rundliche Hohlräume erkennbar, im CT zeigt sich haufi<J der Oralna<jcl>ronchus mot verdickter Wand. Be• hdmdtogener Streuung kommt es zur l\llillartubcrlculose mot zahlreichen hirsekomgroßen Knötchen in allen Arealen (Abb. B-1.55b-d). 1-2 mm große scharf begrenzte Fleckschatten entsprechen Tuberkeln, Tuberlculome sond 0. S-4 cm groß und h:iuflg verkalkt. Zeichen einer abgelaufenen Tuberkulose sind Pleurakuppenschwielen mit apikalen Narbensträngen, verstärkte apikohiläre Streifenzeichnung und kleinere Kalkherde (Abb. 8-1.57).
• exsudative Herde: Soe entsprechen om Röntgenbold unscharf begrenzten. zum Teil konfluierenden Fleckschatten (azinös-nodöse Lungentuberkulose). • produktive Infiltrate: typischerweise scharf konturierte, zum Teil verkalkte Rundherde. Unscharf begrenzte fleckige Verdichtungen können zu größeren konfluieren (käsige Pneumonie) oder unter Ausbildung einer Kaverne in einen Bronchus einbrechen. K.lvernen sind im Röntgenbild - oder zuverlässiger m der CT -als lufthaltige rundliche unterschiedlich große Hohlräume erkennbar. ln der CT ist haufogder Drainagebronchus mit verd1ckrer Wand nachweisbar. Beo häm~togenerStreuung entwickelt sich das Bold der Miliartuberkulose mot radiologisch nachweisbaren 1ahlrelchen hirsekomgroßen Knötchen in allen Lungen· arealen (Abb. 8-1.55b-d). Die Tuberkel, 1- 2 mm große, S
-----------------Narbige. streifoge Veränderungen in beiden Oberfeldem. Kranial· raffung und feonfleckige Verkaikungen beid('O' Htlo, unregelmäßige schwielige Verdockunq der Pleurakuppen.
B 1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
203
Mithilfe der CT können Kavernen relatiV sicher von Emphysembullae differenziert werden. Frische infiltrative Verlinderungen können insbesondere 1m HR-CTvon narbigen Residuen unterschieden werden, wodurch eine sichere Beurteilung der Krankheitsaktivltät mögltch 1st.
M1ttels CT können Kavernen von Emphysembullae und frische Infiltrate von narbigen Residuen unterschieden werden.
1.4.7 Echinokokkose
1.4.7 Echinokokkose
Parasitäre Infektion mir Echinococcus cysticus (Hundebandwurm. auch; Echinococcus granulosus) oder Echinococcus multJlocularis (Fuchsbandwurm. au.:h: Echmococcus alveoiMis). Klinik : Die Finnen von Echinococcus cysticus siedeln sich vor allem in der Leber(60%) und nachfolgend in Lunge (20%). M1lz. Nieren und ZNS an. Echinococcus multilocula· ris findet sich zu 98 \ primär in der Leber, sekundar k.111n eine Metastasierung in Lunge und andere Organe erfolgen. Der Befall bleibt mögltcherwetse Jahrelang latent, Symptome fehlen oder sind uncharakteristisch. Große Hydatiden können Kompressionserscheinungen hervorrufen. Klinische Symptome wie Schmerzen, Husten und Dyspnoe treten be1 Ruptur der Lungenhydatide auf.
Klinik: Finnen von E. cysticus finden sich häufig in Leber (60 %) und Lunge (20 %), E. multilocularls siedelt primär in der Leber und metastasiert sekundär in die Lunge. Symptome fehlen häuftg lange. bei Ruptur der Lungenhydatide kommt es zu Schmerzen, Husten und Dyspnoe.
Diagnostisches Vorgehen: Oie D1agnose wird m1th1lfe radiolog~scher Methoden (Röntgen. er. Sonografie) in Verbindung mit dem Anttkörpernachwe1s durch serologische Untersuchung gestellt.
Diagnostisches Vorgehen: 81ldgebung und Antikörpemachweis.
Radiologische Diagnostik: Bei Befall mit Echinococcus cysticus smd auf dem Röntgenbild solitäre. glatt berandete, homogene Rundhrrde mit emem Durchmesser von wen\gen Millimetern b1s w 30 cm SIChtbar. Gel~entltch ist zw1schen Luf~!~enkap sel und Echinokokkusmembran eine schmale Luftsichel erkennbar (Meniskus2:.el· chen). Nach Ruptur der Zyste kann die Zystenwand auf der Restflüssigkeit schwimmen (Wasser'lilien2:.elchen) (Abb. B-1.58 ). Bei Echmococcus multilocularis finden sich v. a. kleinere muluple Rundherde oder Zysten.
Radiologische Diagnostik: Wenige Millimeter bis 30 cm große. solitäre glatt berandcte, homogene Rundherde be1 Befall mit E. cysticus. Typisch sind Meniskuszeichen und Wasserlilienzeichen (Abb. 8-1 .58). Bei E. multilocularis finden ;ich klem.,re multiple Rundherde.
Lungenveränderungen bei Echlnococcus granulosus
• Rundherd ( 1) • Meniskuszeichen: Luft >wiSChen Lungen· kapsei und Ech,nolcolOkokkuswand schv.,mmt auf Flüssigkeit (3)
1.4.8 Askaridose
1.4.8 Askarldose
Ascaris lumbricoides (Spulwurm) ist ein weltweit verbreiteter Parasit. Die Ansteckung erfolgt durch Aufnahme von mit E1ern des Wurms kontaminierter Nahrung. Klinik: Symptome eines grippalen Infekts, abdommelle Schmerzen. allergische Haurmamfestationen.
Klinik : Abdominalschmerzen, allergische HautE'rscheinungen.
Diagnostisches Vorgehen: NachweiS der Askarideneier im Stuhl 1m Zusammenhang mit emer Bluteosmophilie.
Diagnostisches Vorgehen: Wurmeier 1m Stuhl, Bluteosinophtlte.
204
B 1 Thorax
E.s sind beidseits Fleckschatten unterschiedlicher Größe. überwiegend peripher gelegen. erkennbar. Einige projizieren sich im p.·a.·Röntgenbild auf den Hilus, liegen jedoch subpleural ventral oder dorsal in Hilushöhe.
Radiologische Diagnostik: Flächenschatten. die zeitlich versetzt über die Lunge wandern (Löffler-Infiltrat, Abb. 8-1.59).
Radiologische Diagnostik: Das Röntgenbild zeigt Flächenschatten oder konfluierende Fleckschatten. wobei dasAuftreten meost zenlieh versetzt ost. so dass die Infi ltrate Ober die Lunge wandern. Man spricht dann von eonem Löffler-lnfiltrat (Abb. 8·1.59).
Typisch für das Löffler-lnfiltrat sind: Flüchtigkeit;· DJslnfiltrJl darf nach max. IOTagennicht mehr nachweisbar sein. • Bluteosinophille • Symptomannut, evtl. grippale Erscheinungen. Das Löffler-lnfiltrat wird am haufigsten durch Askariden hervorgerufen, es kommen jedoch auch Medikamente als Ursache in Betracht (z. B. Penizillin. Salicyl5dure). 1.4.9 Interstitielle Lungenerkrankungen (s. a. S. 173)
1.4.9 Interstitielle Lungenerkrankungen (s. a. s. 173)
Pneumokoniosen
Pneumokoniosen
• Drflnition.
lungenschäden, die durch Inhalation anorgamscher oder organoseher Stäube ausgelöst werden.
Pathogenese: Partikel von 0.5-5 ~m Größe gelangen in die Alveolen, werden dort phagozytoert und om Parenchym abgelagert. E.s kann zu Fremdkörperreaktionen oder allergischen Entzündungen kommen, die beide zur Abrosierung führen.
Pathogenese: ln die Lunge gt>langen Partikel mot eonem Durchmesser von 0.5-5 J.lm. großere Panokel ble1ben im oberen Respirationstrakt Mngen und werden vom mukozoli.tren Apparat wieder oralwarrs transportiert. Der in doe Alveolen gelangte Staub wird phagozynert und im Lungenparenchym abgelagert Diese Ablagerung kann einerseits reaktionslos bleiben, es kann jedoch auch zu Fremdkörperreaktionen mit dotruser und knotiger Bindegewebsbildung oder zu eoner allergischen Entzündung kommen. die ebenfalls zu eoner flbrosierung fuhrt.
Arbeitsrecht: Anerkennung als Berufskrankheit möglich. Radiologische Veränderungen werden nach der ILO·Kiassifikation beschrieben: Sie erfasst Form. Größe und Haufung der Einzelschatten sowoe reaktive Pleura-, Perikard- und Hilusveränderungen.
Arbeitsrecht : Pneumokoniosen werden als Berufskrankheit anerkannt, wenn zwischen der versicherten Tätigkt>ot und der Lungenerkrankung eon ur5dchlicher Zusammenhang wahrscheinlich ist. Zu den diagnostischen Methoden gehören die Erhebung eoner genauen Arbeitsplatz- und Berufsanamnese. der Röntgenbefund und die sporemetrisch erfamt> Ventilatoonsstorung. Doe radoologischen Ver~nderungen werden entsprechend der internationalen Klassifikation des International l.dbour Office on Genf (ILO-Kiassofikation) beschneben. Dabeo werden Form. Größe und Häufung der Einzelschatten sowoe reaktive Pleura-. Perikard- und Hilusveränderungen erfasst.
205
B 1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
Silikose
SilikOS@
Lungenerkrankung, die durch Inhalation freier kristalliner Kieselsäure (Si02 ). meist als Quarzstaub in der Teilchengröße von 0.5-511m hervorgerufen wird (Beruf~krankhe1t). Die am häufigsten betroffenen Berufsgruppen sind Sandstrahler, Arbeiter im Kohlebergbau. in der Steingewinnung. -be.1rbeitung und -verarbei tung sowie Arbeiter in der Purzmittel-. Keramik- und Porzellanindustric. Klinik : Die Silikose entw1ckeh sich meist erst nach 10- bis 20-jähriger Exposition. wobei d1e radiologischen Veränderungen den klimschen Symptomen vorausgehen. langsam entwickelt sich Atemnot. zunehmende Belastungsdyspnoe und bronchitisehe Schübe. Der klinische Verlauf und die Prognose werden von den Komplikationen bestimmt: zum einen besteht eine erhohte lnfektanlälhgkeit der Lunge mit rezidivierenden bronchopulmonalen Infekten und chronisch-obstruktiver Bronchitis. ln etwa 10% der Fälle führt d1e Silikose zu einer Reaktivierung einer Lungentuberkulose (Silikotuberkulose). Im Spätstadium kann sich ein Cor pulmonale mit Ruhedyspnoe. Zyanose und Rechtsherzinsuffizienz entwickeln. Typisch für die Silikose ist das Fortschreiten der Erkrankung auch nach Beendigung der Exposition.
Klinik : Nach 10· bis 20·jahriger Exposition kommt es zu rezidivierenden bronchopul· monalen Infekten und chronisch obstruktiver Bronchitis sowie in 10% zur Reaktivierung einer Lungentuberkulose (Silikotuberku· lose). Radiologische Veränderungen gehen klin1schen Symptomen voraus. Auch nach Beendigung der Exposition sehreilet die Krankheit fort.
Diagnostisches Vorgehen: Die Diagnosewird anhand der Berufsanamm~~c und Röntgenverlaufskontrollen gestellt. im Zweifelsfall kann eine Lungenbiopsie indiziert sein.
Diagnostisches Vorgehen: Berufs· anamnese. Röntgenverlaufskontrollen. evtl. Biopsie. Radiologische Diagnostik (Abb. B·l.60b): Zu B<'ginn maschenfönnig verstärkte Lungenzeichnung. Im Verlauf entwickeln SICh in den Mittelfeldern und unteren äußeren Anteilen der Oberfelder Sillkoseknötchen. Diese Fleckschatten werden in p • pinhead (1.5 mm). q • mlkronodular(1.5-3 mm) und r • nodulär (3- 10 mm) e111geteilt. die Ausdehnung der Streuung wird von 0-3 klass1fi· ziert. Später kommt es zur Schrotkornlunge, perlfokalen Emphysemarealen und größeren Schwielen (Einteilung nach Größe in A, 8, C). Die .Eierschalensilikos@" beruht auf e1ner schalenformlgen Verkalkung der vergrößer ten H•luslymphknoten.
Radiologische Diagnostik: Die Röntgenthoraxaufnahme {Abb. B·l.Sdl) zeigt zu Beginn eme uncharakteristische maschenformige Verstarkung der Lungenzeichnung. Im weneren Verlauf entstehen dichte. scharf begrenzte Fleckschauen. die Silikoseknötchen. DieseIinden sich betont ln den Mittelleidem und den unteren äußeren Anteilen der Oberfe.lder. Die F1eckschatten werden nach ihrem Durchmesser in p s pinhead (ca. 1,5 mm). q • mikronodulär ( 1,5- 3 mm) und r - nodulär {3-10 mm) eingeteilt. Die Ausdehnung der Streuung der röntgenologischen Veränderungen w1rd von 0-3 klassifiziert. Im laufe der ZC1t werden die Einzelschauen 1mmer vielgestaltiger, es kommt zu zipfeligen Ausziehungen und zu Kalkemlagerungen. das Bild erinnert an dicht stehende Schrotkörner (Schrotkorn Iunge). Die ausgeprägte Schrumpfungstendenz der Knotchen führt zur Ausbildung perifokaler Emphysemareale. Durch KonOuen1 entstehen größere Schwielen. die entsprechend 1hrer Größe m1t A. B oder C beschrieben werden. Daruber hmaus oder auch isoliert kann d1e sog...Eierschalensilikose" auftreten, die auf emer schalenförm1gen Verkalkung der vergrößer-
a Asbestose: Es zeigen sich beidseits in den Mittel· und Unterfeldern stre1fige fibrolJsche Verdichtungen. Dadurch ist der Herzrand nicht mehr abgrenzbar. b Silikose: Auf dem Ronlgenbild sind beidseits mulllple, unterschiedlich große Fleckschatten erkennbar.
206
8 1 Thorax
ten Hiluslymphknoten beruhL Dtese Form der Verkai kung ist hinweisend auf die Silikose und muss nur gegen die seltene Verkalkung bei der Sarkoidase abgegrenzt werden (s. S. 211 ). Mithilfe der Cl werden die Veranderung der Lungenstruktur und pleurale Schwielenbildungen fruher und genauer als in der konventtoneilen Romgenaufnahme erfasst. Asbestose • O.Pfinltion.
Asbestose Lungenerkrankung, die durch Inhalation asbesthaltigen Staubes l\ervorge1ufen Wlfd (Berufskrankheit). Asbest ist ein Sammelbegriff für fasenormig kristallisierte Silikatische Materialien. Kriusch smd Fasern mtt einer Länge > 5 1-1m und einem Durchmesser< 3 IJrll. Asbeststaub hat neben der flbrogenen Wirkung (Lungenfibrose. Pleuraplaques) auch karzinogene Wirkung und kann em Bronchialkarzmom oder ein Mesotheliom mduzieren. Bei der Kombinanon von Asbestexposition und Rauchen wird das Ristko. an etnem Bronchialkarzinom zu erkranken. um ein Vielfaches potenziert. Die Malignome sind ebenfalls als Berufskrankheit anerkannt.
Klinik: Dyspnoe und Zyanose. spater respi· ratarische Insuffizienz und Cor pulmonale.
Klinik: Oft erst bts zu 20 Jahre nach der Expositton entwickeln steh Dyspnoe und Zyanose. Ein Fortschreiten der Erkrankungen fuhrt zur respiratorischen Insuffi zienz und zum Cor pulmonale.
Diagnostisches Vorgehen: Berufsan.lmnese, Röntgenven,wfskontrolle, Asbestfasern in bronchoalvcolärer L.wage.
Diagnostisches Vorgehen: Die Diagnosewird anhand der Berufs.1namnese und Röntgenverlaufskontrollen gestellt. Gelegentltch tSt der Nacl1wets von Asbestfasern in der bronchoalveolaren Lavage möglich.
Radiologische Diagnostik: Im Röntgenthorax (Abb. 8-1.60a) findet sich von kranial na
Radiologische Diagnostik: Der typische Asbestosebefund im Röntgenthorax (Abb. 8-1.60a ist die Fibrose der Mittel- und Unterfeld er, wobei die Veränderungen von kr.mial nach kaudal zunehmen. Es finden sich nicht wie bei der Silikose knötchenrormige Strukturen. sondem grob net710rmtge, streifige ZeiChnungen. Gegen die Zeichnungsvermehrung der Unterfelder kontrastiert sich das Emphysem der oberen Lungenfelder. Herzkonturen und Zwerchfellkuppen sind nicht klar abzugrenzen. sondern durch die fibrotischen Strukturen zerfasert. Augenfalliger als die pulmonalen Veränderungen sindjedoch rnetst d1e Pleuraplaques, die häuf~g verkalken. Die pleuralen Veränderungen finden sich meist vcntrolateral an der unterenThoraxhalfte und der Pleura diaphragmatica. Die CT {vor allem HR-CT) kann früher als die konventionellen Röntgenaufnahmen Pleuraplaques und Pleuraverkalkungen aufdecken und ist flir die frühere und exaktere Erfassung der asbeststaubmduzierten Veränderungen unerlässlich.
Die CT kann Pleuraplaques und -verkalkungen früher aufdecken. Pneumokoniosen durch organische Staube • Synonym. •
~finltlo n .
Pneumokoniosen durch organische Stäube .. Synonym. exogen allergische Alveolitis Durch lnhalanon verschiedenerorganischer Anugene .msgeloste Hypersensitivttarsreaknon der Lunge. Auslösende Noxen sind z. 8. Vogelexkremente (Tauben, Wellenstttiche). verschimmeltes Heu und Stroh (thermophile Aktinomyzeten). Schimmelpilze. pnanzliche Allergene und Enzyme.
Klinil<: 4-12 Stunden nach Ant•genexposition entwickeln sich Fieber, Husten und Dyspnoe. Wiederauftreten bei erneuter Expos1tion.
Klinik: 4 12 Stunden nach Anngenexposmon entwickeln sich Fieber. allgememes Krankheirsgeflihl. trockener Husten und Oys- bzw. Tachypnoe. Sofern keine weitere Exposition besteht. klingen die Beschwerden nach 1- 2 Tagen ab. um bei erneuter Exposition wieder aufzutreten.
Olagnostlsches Vorgehen: Zeit1icher Zusammenhang. Nachweis präzipiherender Antikörper.
Diagnostisches Vorgehen: Der zenliehe Zusammenh,1ng zwtschen Expostt1on und Erkrankung lasst dte Diagnose vermuten. Der Nachweis präztplnerender Anttkörpcr und eventuell inhalative Provokationsreste Stehern die Diagnose.
Radiologische Diagnostik: Im Frühstadium oft trotz schweren Verlaufs unauffälliges Röntgenbild . Spaterfindet man weiche
Radiologische Diagnostik: Im Frühstadium kann das Röntgenbild trotz emes schweren Krankbettsverlaufs noch unautfallig setn. Spatcr findet man weiche konnuierende. miliare bts noduläre Infiltrate 10 den Mtttel- bts Unterfeldern der Lunge. Dte ln-
207
B 1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
Thoraxübersichtsaufnahme. Ausschnitt rechtes Oberft'ld, stretfige Zelchnungsvermehrung.
filtrare können migratorischen Charakter haben, werden jedoch im weiteren Verlauf örtlich fixiert. Nach jahrelanger wiederholte!' Exposition kann sich eme Lungenfibrose ausbilden. Bei unauffälligem Thoraxbild kann die HR-CT deurhch früher die pulmonalen Ver,indcrungen zeigen. Charakteristisch smd hier kleinepenbronchial gelegene Herde. Außerdem können im HR-CT aktive Entzündungsareale von narbigen Veränderungen differenziert werden. • Klimscher F.111. Be1 emem 30·Jähngcn l..!ndwtrl besteht 1tungsdyspnoe. dte steh tmletzten halben j,lhr verst~rkt hat Wettere Symptome sind Hu
1.4.1 0 Durch Arzneimittel verursachte Lungenveränderungen Im Vordergrund der durch Medikamente verursachten Erkrankungen stehen die direkten toxischen Wirkungen des Pharmakons und seiner Stoffwechselprodukte. Zudem konnen immunologische Re.tktionen für pulmonale Verimderungen verantwonhch sem (Tab. 8·1.7).
konfluierende Infiltrate in Mittel- bis Unterfeldt>m. die wandl'rn können. später aber fixiert werden. Nach Jahren kann es zur rlbrose kommen. in der HR·CT sind kleine peribronchial gelegene Herde charakteristisch. • Khnn.chrr fall.
1.4.10 Durch Arzneimittel verursa<:hte
Lungenveränderungen Sie entstehen sowohl durch direkte toxische Wir1
Arzneibedingte Lungenveränderungen
• alveoläre Ödeme/ inte~titlelle Ödeme A7etylsahryls.~urc. Nttrofur.mtotn, Penizillin, Hydrochlorthiazid, Phenylbutazon. lndometazin • ßronchospasrnen
Betablocker, Azetylsalizylsaure
• Typ-I-Allergie
z. B. nach Penizillin
• pneumonische Infiltrate
Sulfonamide Azulftdlne. P~nlltlltn, Nltrofurantoin, Procarba11n. Carbatnatt>pon
clvonische Lungenwränderungen • interstitiell-proliferative Veränderungen • lungenftbrose
Nitrofurantoin. Busulfan, Cydophosphamid. Bleomycin. Chlorambucil. Procarbazin, Mcthotrexat. Penieillam•n. Amiodaron/Cordarex
208
8
1 Thora)(
a Übersichts· aufnahmevor Theral>ie. b Übersichtsaufnahme unter Therapie. lungenfibrose.
Klinik: Akut mit Foeber. Husten. Dyspnoe. Bronchospasmen. evtl. Ödem oder langsam und schleichend. 8e1 chronischem Verlauf gennge Beschwerden.
Klinik: Die Veränderungen treten entweder akut auf mit Fieber. Husten. Dyspnoe. Bronchospasmen und evtl. einem Lungenödem. oder beginnen langsam und schleichend. ße1 chromschem Verlauf( bei Fortsetzung der Mcdikamenteneinnahme} bestehen meist nur gennge Beschwerden mit trockenem Husten und geringer Dypnoe.
Radiologische Diagnostik: Mögliche Veränderungen s. Abb. B-1.62. Azetylsalizyt\aure oder P~nltillm fuhren besonders zu alwolärcn Ödc1nen. v. a. symm<>tnsch im Lungenkern (S
Radiologische Diagnostik: Die möglichen intrapulmonalen Veränderungen sind in Abb. 8-1 .62 dargesteil I. Bestimmte Reaktionsformen werden bei den einzelnen Medtkamenten bevorzugt beobachtN: Azetylsahzyls.June oder Pemzill in führen besonders zu alveolaren Ödemen. interstitielle proliferative Prozesse kommen vor allem nach Einnahme von Zytostatika vor. Die alveolären exsudativen Veränderungen entwickeln sich vor allem symmetrisch im Lungenkern (Schmerterlingsschatten~ Ein medikamentenbedingtes oder allergisches Asthma bronchiale führt zu einer akuten LungenOberbldhung. Oie chromschen interstiuell-proliferativen Veränderungen treten als feinnecktge und retikuldre Zeichnungsvermehrung mit Betonung der basalen Lungenabschntne tn Erscheinung.
1.4.11 Durch Strahlen verursachte
Lungenveränderungen
1.4.1 1 Durch Strahlen verursachte Lungenveränderungen
Be1 der Strahlentherapie von Tumoren im Thoraxbereich werden größere Strahlen· dosen absorbiert. Vorschädigungen des Gewebes setzen die S
Bet der Strahlentherapie von TUmoren im Beretch des Thorax werden in der Lunge größere Strahlendosen absorbtert. Die Wirkung hängt von der Gesamtdosis, der Strahlenan. der Fraktionierung und vom bestrahlten Volumen ab. Vorschädigungen des Lungengewebes z. B. durch zytostatische Medtkamente oder sekundäre Infektionen setzen dte S
Klinik: Zuerst entwickelt sich die akute Strahlenpneumonltls 4-6 Monate nach Bestrahlungsende begmnt die Spätphase m1t Fibrosierung und S
Klinik : Es entwickelt sich die akute Strahlenp114!umonitls mit Reizhusten. Dyspnoe und Pleuraschmenen. 4 6 Monate nach Bestrahlungsende begtnnt die Spät phase mtt Fibrosierung und S
Radiologische Diagnostik: ln der akuten Phase zeigt sich e.ne transparente, scharf abgegrenzte Verschattung. deren Dichte deutlich zunimmt. Im Fibrosestadium bilden sich streifig-flächige Narben mit Schrumpfungstendenz und Emphysem der angrenzenden Lunge. Verziehung der Hili. Media·
Radiologische Diagnostik: in der akuten Phase ( I 3 Monate nach Bestrahlungsende} ze,gt sich auf der RöntgenthOrd)(aufnahme tmBestr.thlungsfeld eine relativ transparente Verschanung. die zum umgebenden Lungengewebe entsprechend den Grenzen des Bestrahlungsfeldes scharf abgegrenzt ist. Im weiteren Verlauf nimmt die Dichte der Versehartungen deutlich zu. oft ist ein posthves Bronchopneumogramm vorhanden. Im Fibros. stadturn (begmnr 4-6 Monate nach Bestrahlungscndc) bilden sich
8 1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Belund srreifig-Oächige Narben aus mit ausgeprägter Schrumpfungstendenz und einem umschriebenen Emphysem der angrenzenden Lunge. Darüber hinaus kann es zu emer Verziehung der Hili. zu einer Mediastinalverlagerung und einem Zwerchfellhochstand kommen.
stinalverlagerunq und Zwerchfellhochstand können folgen.
Sei Auftreten pulmonaler Symptome und radiologischer Veränderungen im Rahmen einer Tumorerkrankung stellt sich haufig die Frage. ob eine Strahlenpneumonitis. ein Tumorrezidiv oder eine Lymphangiosis carcinomatosa vorliegen. Der typische zeitliche Ablauf der Lungenveränderungen und die lokal auf das StrJhlenfcld begrennen pulmonalen Veränderungen sprechen dann für eine Srrahlenpncumomris bzw. -fibrose. Um ein Rez1d1v handelt es s1ch h.iufig. wenn die Veränderungen länger als 12 Monate nach Abschluss der Strahlenbehandlung wieder zunehmen.
1.4.12 Maligne interstitielle Lungeninfiltration ,.. Synonym. Lymphangiosis carcinomarosa
1.4.12 Maligne Interstitielle lungenlnßltration .. Synonym.
AusfUIIung der mrrapulmonalen Lymphbahnen mit aus malignen Zellen bestehenden Strängen (v. a. bei Primärrumoren in Magen. Pankreas und Mamma sowie bei Lymphomen und Leukämien). Sei Obergreifen aufdie Pleura (Pleuritis carcinomatosa}entstehtoftein Erguss. in dem maligne Zellen nachgewiesen werden können. Radiologische Diagnostlk: Im Röntgenbild ist eme verstärkte Netz· und Streifenzeichnung nachweisbar (Abb. 8·1.63 ). lymphstränge in den lnterlobularsepten erscheinen unter dem Bild der Kerley-ünien (s.S. 173). Obereinander projizierte. aKial getroffene Strange bilden sich als kleine Knötchen db. Erschemen Fleckschatten. spncht d1es ror eine karzinomatöse Invasion der betroffenen Alveolen. ln ca. 50% der FäUe sind Pleuraergüsse nachweisbar. Computertomografisch (HR-CT) sind ebenfalls retikuläre Verdichrungen. teilweise kombiniert mit nodularen umschriebenen Verdickungen erkennbar. Häufig resultieren perlschnurartige Verdickungen der Septen und der mterlobären Spalten. Die pul· monale Architektur 1st dabei im GegensatL Lur lungenlibrosc nicht gestört. Ist d1e Diagnosestellung der lymphangiosis problematisch. kann somit das HR-CT zum Einsatz kommen und unter Umständen eine Lungenbiopsie vermeiden.
Verstärkte NeQ. und Streifenzeichnung in der Übersichtsaufnahme.
Radiologische Diagnostlk: Verstärkte Netzund Streifenzeichnung (Abb. 8-1.63). Lymphstränge in lnterlobularsepten erscheonen unter dem Sold der Kcrley·llnoen (~. S. 173}. ln 50% sind Pleuraergüsse nachweisbar. ln der HR-CT sind retikuläre Verdichtungen. z. T. kombimert mit nodulären Verdickungen. erlcennbar. Häufrg resultieren perlschnurartige Verdickungen der Sepien und interlobaren Spalten. Die pulmonale Architektur ist irn Gegensatz zur Fibrose nicht gestört.
B 1 Thorax D•lferenzialdlagnose: • (Strahlen)flbrosen: nur in bestrahlten Feldern • Pneumokoniosen: Fibrosen mit destruierter Gerüststruktur • Sarile retikulonoduläre Infiltrate.
Differenzialdiagnosnsch ist die Lymphangiosis abzugrenzen von • (Strahlen)librosen: Die Strahlenfibrose beschrankt sich auf die bestrahlten Felder. • Pneumokoniosen: Sie führen meist zu Fibrosen mit Destruktionen der Lungengerüststruktur. verkalkten Pleuraplaques oder verkalkten Hiluslymphknoten. • Sarkoidose: Be1 der Sark01dose überwiegen - je nach StadiUm - mediastinale Lymphknotenvergrößerungen oder die Lungenfibrose. Ein Pleuraerguss ist im Stadium der interstitiellen Lungenveränderungen seltener als bei der Lymphangiosis. • Miliartubericulose: Die Fleckschatten sind symmetrisch angeordnet mit vorwiegendem Befall der Oberfelder und apikokaudaler Abnahme. • Lungenhämoslderose: "fYp•sch sind Fleck und Streifenschatten mit Wandel des Erscheinungsbildes im blutungsfreien Intervall. • Alveolari<arzinom: Seltene Form der Bronchialkarzinome ( 1-5%) mit bronchogener Ausbreitung der Tumorzellen. Bei der multifokalen/diffusen Form sind meist multiple retlkulonoduläre Infiltrate in be1den Lungen möghch.
1.4.13 ARDS
1.4.13 ARDS
• Synonym.
.. Synonym. acute respiratory distress syndrome. akutes Atemnotsyndrom des Erwachsenen. Schocklunge, Hyaline-Membranen-Syndrom des Erwachsenen
.,. Definition.
Der Begriff ARDS beschreibt eine akut auftretende schwere und lebensbedrohliche Lungenfunkrionsstörung, die als Folge unterschiedlicher Ursachen auftreten kann (z. B. Schock jeder Atiologie. Sepsis. Aspiration von Flüssigkeiten).
Pathogenese:
Pathogenese: • Initialphase (bis 1 h): Ausbildung eines interstitiellen Lungenödems • frühphase (1-24 h): Zunahme bis zum alveolären Lungenödem. Ausbildung von Mikrothromben ut den Lungenkapilla1en • lntermedlarphase (1.-7. Tag): Ausbildung von Mikroatelektasen und hyalinen Membranen Beginn der Fibroblastenwucherung • Spätphase (ab 7. Tag): Fortschreiten der Fibroblastenwucherung, der Zustand wird irreversibel. Endzustand ist die Lungenfibrose.
• Initialphase (bis 1 h): interstitielles Lungenödem • Frühphase (1 - 24 h): alveoläres Lungenödem • Intermediärphase (1.-7. Tag): M1kroatelektasen und hyaline Membranen • Spätphase (ab 7. Tag): fortschreitende FibroblastenWU
Diagnostisches Vorgehen: 01e D1agnostik umfasst die Beurteilung der Khmk (Dyspnoe. Tachypnoe, Zyanose), Blutgasanalyse (Hypoxämie und Hyperkapnie) und die Röntgenthoraxaufnahme in 2 Ebenen. Radiologische Diagnostik: Innerhalb der ersten 12 Stunden ist im Röntgenthorax eme Verbreiterung der hilusnahen pcrivaskulärcn und perlbronchialen Strukturen erkennbar. Danach entwickelt s1ch durch das mterstniclle Ödem eine diffuse Trubung der Lungenfelder (Abb. B-1.64~ Nachfolgend erscheinen beim alveolären Ödem unscharf begrenzte Fleckschanen. Be1 Befundprogredienz konfluieren diese Fleckschatten in den ersten Tagen. ln der Intermediärphase bildet sich das alveoläre Odem zuruck, die konflUierenden Schatten lösen stch auf. Bei ca. SOt der Patienten 1st das Atemnotsyndrom 10 diesem Stadmm reversibel, bei der anderen HJ ifte schreitet der Krankheitsprozess fort Die Lungenfelder bekommen dann ein netzigstreifiges, retikuläres Aussehen als Ausdruck der interstJtiellen Fibrose. Das alveol~re Lungenödem be1 ARDS geht im Gegensat7 zum kard1alen tungenödem metst mct11 mit emer Herzverbreiterung oder emem Pleuraerguss einher.
211
B 1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
a Zu Beginn unscharfe Streifen- und Fleckschatten. b Wenige Stun· den später zeigt sich eine deutliche Befundverschlechterung mit Eintrübung der gesamten Lunge (Bild der sog . •weißen Lunge-).
1.4.14 Sarkoidase .. Synonym. Morbus Boeck
1.4.14 Sarkoidase .. Synonym.
Generalisierte epitheleidzellige Granulematose unklarer Ätiologie. Die epitheleidzelligen Granulome verkäsen im Gegensatz zur Tuberkulose nicht und sind nicht Sark01dose-spez1fisch. Oie intrathorakalen Lymphknoten und das Lungenparenchym sind bevorzugt befallen. Klinik: Die Sarkoidase tritt in zwei Verlaufsformen auf: • akute Verlaufsform (Löfgren-Syndrom): Beginnt fast immer m1t deutlichen klimschen Symptomen. Im Vordergrund stehen clas Erythema nodosum und Gelenkbeschwerden (meiSt Sprunggelenkarthritis). Gle1chzemg ist eine b1hllare Adenopathie (beidseitige hilare Lymphknotenvergrößerung) nachweisbar. D1ese Erscheinungen gehen mit einem katarrhalischen In fekt. Fieber und Abgeschlagenheil einher. Bevorzugtsind JUnge Frauen betroffen. Die Prognose 1st gut. da die Erscheinungen me1st spontan zurückgehen. • chronische Verlaufsform (häufiger): Beginn me1st oh ne charaktenstische Beschwerden. Die Erkrankung wird häufig zufällig be1 einer Röntgenuntersuchung entdeckt. Pulmonale Symptome wie Reizhusten und Belastungsdyspnoe treten erst relativ spät auf. Sind daneben weitere Organsysteme betroffen. können z. B. Augensymptome (lridozyklitis, Uve11is), Hauterschemungen, llerzrhythmusstörungen, Muskelschmerzen oder Paresen (N. faciahs) auftreten. Meist heilt die Sarko1dose sponta naus. in Ci!. t 0% bildetsich jedoch eine lungenfibrose aus. Folgen der Lungenfibrose sind respiriltorische Insuffizienz oder Cor pulmonale.
Klinik: Zwei Verlaufsformen: • akute Verlaufsfonn (Löfgren-Syndrom): Beginn m1t deutlichen Symptomen wie Erythema nodosum und Gelenkbeschwerden sowie bihilarer Adenopathie. Bevorzugt sind junge Frauen betroffen. die t>rognose ist gut.
Diagnostisches Vorgehen: Die D1agnose wird haufJg klinisch und radiologisch vermutet und biopusch ges1chert (Med1astmum.Leber.Lymphknoten. Haut). Oie TuberkuhnempfindlichkeiiiSt meist stark vermmdcrt. in der bronchoalveol~ren lavageist meist eine Lymphozytose nachweisbar. Die üblicherweisevorhandene ACE-Erhöhung (Angiotensin converting enzyme) im Serum erlaubt Rückschlüsse auf die Krankheitsaktivit.it
Diagnostisches Vorgehen: Biopsie. Stark verminderte TuberkulinemplindllchkM. Lymphozytose in der bronchoalveolären Lavage. Erhöhtes ACE im Serum lässt auf die Krankheitsaktivität schließen.
Radiologische Diagnostik: Aufgrund des radiologischen Erscheinungsbildes in Röntgenbild und CT wird d1e pulmonale Sarkoidase m die Stadien 0-4 eingeteilt (Abb. B-1.65 ). • Stadium 0: Normalbefund der Lunge • Stadium 1: (Me1st symmetrisch polyzyklisch vergrößerte H1h (b1hilare lymph adcnopathie) be1 unauffillhgem Lungenparenchym. Mediastmale Lymphknotenvergrößerungen smd teilweise vorhanden. D1e vergrößerten Lymphknoten können gelegentlich verkalken. • Stadium 2: Zusätzliche Bete1hgung des lungenporenchyms erkennbar. Diese äußert sich 1n einer Interstitiellen Zeichnungsvermehrung 11111 penbronchovaskul:lren und penlymphatischen M1kronoduli. Der Lungenkern und die Ober- und Mlttelfelder sind bevorzugt betroffen.
Radiologische Diagnostik: Unterscheidung von 5 Stadien (Abb. B-1.65): • Stadium 0: Normalbefund der Lunge • Stadium 1: bihiläre Lyrnphadenopathie • Stadium 2: bihiläre Lyrnphadenopathie • pulmonaler Befall • Stadium 3: pulmonaler Belall ohne begleitende lymphadenopathie • Stadium 4: Ausbildung einer Fibrose. Im Spätstadium können sich grobretikuläre Zcichnungsvermchrung. Honigwaben musteroder emphysematische Areale entWickeln.
• chronische Verlaufsform (häufiger): Oft Zufallsbcfund. Reizhusten und Belas· tungsdyspnoe treten erst spät auf. Es kann außerdem zum Befall von Auge. Haut Herz. Muskeln. Nerven kommen. Meist spontane Ausheilung. in 10%bildet sich jedoch eine Lungenfibrose.
212
B 1 Thorax
1 Saricoidose al
all
all: Verplumpung betdrr Hili auf der Rönt· gcnthoraxaufnahme alll: blhilörc LymphadenOpathie und rechts paratracheale Lymphknotenvergrößerungen
Stadium I a bihiläre Adenopathie bl
bll
lnterstotorllc /eichnungsverm~hrung. plum pe Holo ln dl•n Lu~r und moltel leidem Ist eine fleckige und streofige Zt>icl> nungsvermehrung nachweisbar.
Stadium II b blhlläre Adenopathle. Lungenbeteiligung cl
blll
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dll
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' ' .... ' ..... .·.: . .:•.. .... ... 'I• ·I
....
•
•
I '•"
-'. I
.
Retokulonoduläre Z~hnungsvenTiel'orung ohne boholare Lym~opathil'
Stadium 111 c Lungenbetcollgung. Rückbildung der AdcnOpathoe dl
Stadium IV d Fibrose. Narbenemphysem
dll
dlll
dll: Ausgeprägte holofugale streiloge VerdiCI,. tungen und Narbenstrange in den Lungenmottelfeldern. Narbenstrange auch bds. basal bet Fibrose dllt Fibrotische Lungenveränderungen im BereiCh der Lungenoberfelder: basal betontes Honogwabenmuster
B 1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
213
• Stadium 3: Drc lymphJdenopathJe hat sich zuruckg!'brldcl und(') rsl nur noch em pulmonaler Befall sichtbar. • Stadium 4: Ausbrldung emer Lungenfibrose. Es sind hrhfugale strerfrge Verdichrungen und NJrb<·n~oh~nJ:e 111 den \1rttel- und Oberfeldern erkennbilr Im Spatstadrum konnt'n ~rch euw- grobretikulare Zeichnungsvermdlrung. da~ lloorgwabenmuster oder emphyscm~rsch umgewandelte Lungenareale enlwrckeln.
1-4.15 Tumoren der Lunge
1.4.15 Tumoren der Lunge
Benigne Tumoren
Benigne Tumoren
Gutartrge rumoren smd mit einer Haufigkeit von I 5% we~enthch seltener als das Bronchralkarzinom.lm Gegensatzzum Bronchialkarzrnom wacluen sre r. d. R. außerordentlich langsam und wersen haufiger Kalkherde auf. Eine sichere Differenzialdiagnose rst Jedoch nwrst nur durch Bropsie und Hislologre möglich. H<~martome kommen mrt ca. 55:.. am h.lufigMen vor. Es sind Mrschges.:hwlllste aus Knorpel-. Bmde-. Fett- und Muskelgew\'be mrt epnhelr.Jlen Anterll•n. 80-90~ dl'r Hamartome lrtgen penpher und IOtrapulmonal. in 10-20% sind sie zentral und endobronchral gelegen. Sie erschemen radrologro;ch meist als homogene Rundherde mrt emem Durchmesser brs zu 4 cm. Dre al~ pathognomomsch geltende schollrge Verkalkung Ist Jedoch nur seilen vorhanden ll.iufig "nd fokale Fettansammlungen rm nrmor rn der er nach-rsbar. Wer1ere gularuge rumoren der Lunge s10d z 8. Kaninold und benignes Mesotheliom.
Sie sind wesentlich seltener als das Bronchialkarzinom (Haufogkeit 1- 5 %). Im Gegensatz zu diesem wachsen sie sehr l.lngsam und \'"d h;iufig Vfrlcalkt. Hamartome \Uld Mil
Bronchialkarzinom
_____
Vom Bronchlalepuhel ausgehender m.1hgner lumor.
__..:_
Kanzerogen wrrken 10 er;ter I.Jme das Zigarettenrauchen (20er-Regel: Das Erkrankungsri~rko ist bei 20 jahrr langem Zigarenenkonsum von 20 ligareuen !.~glich 20fach erhoht. Ausn~h111<• Adcnok.irzmom) und der Umgang mrt b(')ummten Arbeusstoffen lv. a Asbel.t. Anenvcrbrndungcn. Nrckrl. polylyklls.:l~ ~romatr-.chc Kohlenw.usersloffe SOWlt radroaku~~e Stoffe}. Formen: je nach Lage und Ausbrertung unterscheidet m.1n: • zentrales Bronchr.JII:.arzmom c.a. 75 %) • peripheres ßronchr.Jik.ar7inom c.a. 25 %) • diffus wachsendes ßronchralkarzmom (3 %). Eine Sonderform de~ peripheren Bronchialkamnoms rst der Pancoast-Tumor. Er greift früh von der tungenspitze auf die Thoraxwand ubcr und mfiltnert den Plexus brachralls und den Grenzstrang. Klinisch cntwrckcln srch Brachr.~lgren und em Horner-Syndrom (Mrum l'tom und Enophthalmusl
Kanzerogen wirkt 1n erster Linie Zigarettenrauchen (;oug('r Adrnoi<arl•nom) und der Umgang m•t b<•\hmmten Albe•tsstoffen. 20er ltegel : 20 Jahte Llng 20 Z
Klinik: Dre Symp«ornatrk des Bronchr.Jikarzmoms rs1 h.aufrg unch~raktenstisch und srellt sich 10 der R•~el erst rm fortgesehrinenen Stadrum em. Neben allgemeinen Tumorzeichen lel\tung
Klinik: Symptome l•..gert soch meist erst im fortgeschnttenen StadiUm. Neben allgemeint'n Tumorzeichen treten Husten. Dyspnoe u'\d Thor.uschmerz auf. Poststenotische Pneumon!M ''nd mog "• Sp•lt • .. •nt t'\ '' obefer Elnflusssuuung. Oysphagle, Helserbit. Dyspnoe, HOml'f'-Syndrom unJ llf
Diagnostisches Vorgehen: Lok.JhYtlonsdiagnostrk durch Röntgenthoraxaufn.Jhme rn 2 Ebenen, I!J(f CT Bronchoskopu.• mrt Zytologre und Brop~re
Diagnostisches Vorgehen: Rönlgenthorax rn 2 rb. •·n ggf. Cl Boo'ICho.kopie und Biop• . RadiOiogrsche Diagnostik: Ber zentral wachsenden Kamnomen ist die Bronchus· stenose mrt einer poststenotischen Belüftungss• ~ng und/oder l'neumonoe haufrg (Abb. 8- 1.66 und Abb. 8-1.67).
Radiologische Diagnostik: je nach PnmJrlokahsauon und Ausdt:hnung verursachen Bronchr.Jik..rzmome untersduedliche Erschemungsbrlder 11n Röntgenbild (Abb. 8 ·1.66 urw Abb. 8-1.67 ~Da dJe meisten zentral wa)ICOO)(' mrtrrnt'r posmcnocrschen Beluftung"torung und/oder Pncumonre
Formen: • zentrilies Kartonom (75 %) • perlpMI'es Kartrnom (25'\',) • diffus wKhsendes KdrJonom (3 \). • D<'f Pilnco<~st-Tumor der lungen<,pit~ rnflltriert Plexus brachialis und Gremstrang. es kommt zu Brachialgien und Homer·Syndrom.
214
B 1 Thorax
1
Lokalisation, Wachstumsverhalten und Metastasierung von Bronchialkaninomen
histologischer Typ
Hiuflgkelt
Lobllsation
Wachstum
Metastasen
Platteneplthelkanlnom
ca. 40%
zentral
relativ lang.am
\pdl prirnJr in Halslymphknoten
kleinzelliges anaplastisches Kanlnom
ca. 25%
zentral
sehr schnell
sehr früh Mediastinum. Fennmetastasen (Leber. ZNS, Niere. Nebenniere. Skelett)
Adenokarzlnom
ca. 15%
periph~r
maRig \Chn~ll
mJßlg ~hnt'll mei~r hämatogene Mcta~ta\t>n (v. a. Lerebral)
großzelliges anaplastisches Kaninom
ca. 15%
zentral oder peripher
schnell
früh Leber, ZNS, Niere. Nebenniere. Skelett
a Zentrales Bronchialkarzinom. Thorax p.-a.: deutlich verplumpter Hilus rechts. b ungeschmol1enes Bronchialkarzonom. Tumorkaverne mit dicker Wandung und Sekrctspicgcl. Thorax p.·a. (bl) und sertlich (bZ). jeweils Ausschnittsvergrößerungcn.
Manchmallst eine Verplumpung des Hilus nachweisbar. Das penphere Karzinom er· scheint als solitärer Rundherd, der zentral einschme!Len kann.
einer der häufigsten Befunde. Das zentral gelegene Karzinom muss dabei nicht unbedingt auf der Übersichtsaufnahme erkennbar sein. Bei manchen. vorwrcgcnd pcnbronchral wachsenden lentralen Bronchialkarzrnomen rst erne Vcrplumpung des Hilus nachweisbar. Das periphere Bronchialkarzinom stellt sich meist als solit.!rer Rundherd dar, der insbesondere beim Plattenepithelkarzinom zentral einschmelzen kann.
215
8 1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
Radiologische Erscheinungsbilder des Bronchialkarzinom.s Bronchusstenose mit Folgen • Oys·/Atelektase: - Oystelektd~e: ~tterflg· Oecklge Verd~ehtungen - Atelektase ( 1) homogene Schatten in segmentaler Anordnung, Ze~ehen der Volumen· minderung -poststenotische Pneumonie (2) -vermehrte Stteifeo- und Fleckzeichnung in segmentalerund loWrer Anordnung . poststenotisc~Ü~blähung (3) - HYJl<'nraMparen7
II
IV Pneumonls
Hll~rer Tumorschanen
verplumpterund aufgetriebener Hrlus ( 1)
111 Peripherer Rundherd
für Malignität sprechen: . Durchmesser >6cm . uns
1•
I 3 -tJ
· ..-- -
VI
Mediastinale Lymphome · Zwerchfellparese (1) · Ösophagusstenose (2) · Vena-cava-Kornpresslon (3) -Verbreiterungdes Mediastinums (4)
VII Pancoast-Tumor · einseitige Verschanunq der lunqenspitle (S) · Rippendestruktion (6)
Das periphere Adenokarzinom und insbesondere das bronchoalveoläre Adenokarzinom (lungenadenomatose) imitieren auf den Übersichtsaufnahmen häufig ein pneumanisches Infiltrat Ote a wird für die Stadieneinteilung des Bronchialkarzinoms im Anschluss an die Übersichtsaufnahme eingesetzt Oie mediastinalen und hilären Lymphknoten und die Ausdehnung des rumorösen Prozesses lassen sich so sicherer als in der konventionellen Diagnostik beurteilen. Auch vaskuläre VerJnderungen (z. 8. Infiltration. Kompression der V. cava Superior) lassen sich so m der a nach intravenöser KMGabe darstellen. Problematisch ist die artdiagnostische Einordnu ng von Lymphknoten im a. Nicht vergrößerte Lymphknoten können tumorös befallen sein, andererseits können vergrößerte Lympknoten entzündlich vergrößert sein. Die FOG-PET kann m1t einer hohen Sensitivitilt und Spezifität mediastmale Lymphknotenmetastasen darstellen und stellt etne sinnvolle Ergänzung zum Staging dar • Khmscher Fall. Ein 47-jJhriger Parientkommt mit zunehmender Schw.lche der rechten K6rperhälfte, Sensibilität<.
Die CT erfolgt im Anschluss an die Übersichtsautoahme zur Stadieneinteilung. Lymphknoten und Tumorausdehnung lassen sich so sicherer beurterlen, nach KM-Gabe auch vaskuläre Wrändl'nungl'n. Dil' FOG-PET stellt eine sinnvolle Ergänzung beim lymphknotenstaging dar.
• Klimscher Fall.
216
8 1 Thorax
Thora~aufnahmen
bei Bronchialkarzinom
a Thoraxaufnahme p.-a.·Ausschnltt: Verschattung suprahil.\r rechts (Pfe1l). b Se1tliche Aufnahme: Verschattung oberhalb und dorsal des rechten H1lus (PIeil). c CT-Befund: Raumforderung oberhalb und dorsal des rechten Hilus (Pieil). d Thorax-Ausschnitt: poststenotische Pneumonie. Infiltrat im rechten Oberfeld bei 1entraler Raumforderung. e Thorax-Ausschnitt: Luft-rJussigkeitsspiegel bei eingeschmolzener poststenotoscher Pneumon1e.
Lungenmetastasen
Lungenmetastasen
~ 20-30% aller Malognome werden lungenmetasta$en beobachtet. Man unterscheidet zwischen hämatogener Einschwemmung (über V. cava und rechtes Herz). lymphogener Ausbreitung oder bronchogener Aussaal
Beo 20- 30 % aller Malignomt werden Lungenmt'tastascn beobachtN. Sie werden radiologisch oft im Rahmen der rourintmäß1gtn Sraginguntersuchungen diagnostiziert. Häufig 1st die hämatogene Einschwemmung über die V. cavaund das rechte Herz in die Lunge. eme lymphogene Ausbreitung wird bei Magen-. Pankreas- und Mammakarzinom beobach tet. Etne bronchogene Aussaat in d1e Lunge wird bei bronchoalveolärem Karzmom und be1m Larynxkarztnom (s. S. 209) vermutet.
B 1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
Radiologische Befunde bei LungenmetastAsen I. Rundherdmetastase Röntgen: ·meist glatt und sch~rf begrenzte Rundherde • selt•n Kalkeonlagerungen bei Osteo· und Chondro~rkommctaua-.en
..
.... .. . . ... {.
r. ..A . .·......
............' ..
•
•
moloare form Prom:!rtumor on Scholddoüse Lunge Brust Knochensarkom 11. Lymphanglosls cardnomatosa
Röntgen: · vcrsLirkte Net•· lind Sireofenzeichnung durch strangartoge Ausbreitung des TumorgevJcl>es in den Lymphangoen
•
•
großknotige Form Promartumor ln: Oropharynx Magen Schilddrüse weibliChe Genitalorgane lymphosarkom Chorionepitheliom 111. Pl~urakarzfnose Rönt~n:
· Pleuraerguss ~r Pleuraschwiele
Golfballtyp Prim~rtumor in:
Sarkom Karzinom Seminom
Hypernephrom IV. pneumonische Metastase
Röntgen: · unscharf berandete Fl~chen schattcn und segmentale Atelektasen durch Ausbreitung der Tumorzellen in präformierten intraalveolären und intrabronchialen Räumen
Pnm~rlumor 1n: Mc,1mma
P4nkrcas
lung<' Prostata Lymphom Leukämie
Pnrlltirtumor in; Mammct
Magen Pleuraendotheloom
Radiologische Diagnostik: Bei hämatogener Metastasierung können Metastasen im Röntgenbild als intrapulmonale Rundherde auftreten. Diese wachsen kugelförmtg expansiv. ihre Größe kann zwischen wenigen Millimetern und mehreren Zentimetern variieren und sie können solitar oder multipel vorhanden sein. Metastasen unterschiedlicher Größe sprechen für verschiedene Metastaslerungszettpunkte. Bre1tet Steh das Tumorgewebe strangartig 10 den lymphspalten des Lungengerüstes aus. entwickelt sich eine lymphangiosis carcinomatosa (s.S. 209). Eine Pleurakarzinose, d. h. eine rumoröse Infiltration der Pleura, Jußerr sich in einem Erguss oder als strangartige Pleuraverdickung. Bei der pneumonischen Metastaslerungsform breiten sich die Tumorzellen 10 denanatomtsch praformierten IOtraalveolären und IOtrJbronchtalen Raumen aus (Abb. B-1.69). Die CT 1st der Röntgenübersichtsaufnahme bei der Erfassung kleinerer Rundherde und dem Nachweis der lymphangiosis carcinomarosa überlegen. denn sie erfasst sowohl kle10e. subpleural gelegene Rundherde als auch die Verdickung des interstitiellen Gewebes bet der lymphangtOSIS carci nomatosa fruhcr als die Obersichtsauf· nahme.
Pnm•rtumor in: Ösophagus Lunge
Brust
Radiologische Diagnostik: Bei hämato· gener Metastasierung können Metastasen als ontrapulmonale Rundherde auftreten. Bei lymphanglosis cardnomatosa breotet sich das Tumorgewebe strangartig in den Lymphspalten aus (s. S. 209). Eine Pleu~ karzinose äußert sich im Erguss oder als strangartige Pleuraverdickung. Bei pneumonisdler Metastasienlog breiten sich die Tumorzellen in intraalveolären und -b1 onchi.Jien Räumen aus (Abb. B-1.69). Die CT kann kleinere Rundherde und lymphangiosis carcinomatosa früher als die Übersichtsaufnahme erfassen.
218
B 1 Thorax
Malignes Lymphom
Malignes Lymphom
~
Definition.
Neoplastische Erkrankung des lymphatischen Systems. Die LYmphome manifestieren sich meist primär in Lymphknotenvergrößerungen. sie können Jedoch auch andere Organe (z. ß. Milz. Leber, Knochenmark. ZNS) befallen.
Klinik: Geschwollene Lymphknoten und 8-Symptomatik. Husten, Dyspnoe und retrostemale Schmerzen bei massivem Befall.
Klinik: Klinische Leitsymptome sind Lymphknotenschwellungen und allgemeine Zeichen wie Fieber. Schwäche. Gewichtsverlust und Nachtschweiß(B-Symptornatik). Ein massiver intrathorakaler Befall kann Husten. Dyspnoe und retrosternale Schmerzen verursachen.
Diagnostisches Vorgehen: Biopsie oder Exstirpation befallener Lymphknoten.
Diagnostisches Vorgehen: Oie histologische Sicherung erfolgt durch Biopsie oder Exstirpation befallener Lymphknoten.
Radiologische Diagnostik: Der Hilus ist bilateral verplumpt und nach lateral poly· tyklisch begrenlt, das Mediastlnum bei ausgedehntem Bet.lll schornsteinartig verbreitert. Das Tumorgewebe kann per continuitatem oder iiber Lymphbahnen die Lunge infiltrieren (Lymphangiosis bla\tomatosa). d1e Unterscheidung tur Pneumonie Ist schwierig. Die hamatogene Metastasierung liihrt lu miliaren oder nodulären Rund· schatten.
Radiologische Diagnostik: ln ca. 40-65% der Fälle sind mediastinale und hiläre Lymphknotenschwellungen vorhanden. in der Übersichtsaufnahme ist der Hilus bilateral verplumpt und nach lateral polyzyklisch begrenzt, das Mediastinum verbreitert {s. S. 223). Bei ausgedehntem Befall zeigt das Mediastinum eine schornsteinartige Verbreiterung. Eine neoplastische Infiltration des Lungenparenchyms ist seltener. Das Tumorgewebe kann per continultatem m die Lunge einwach~en und eine perihilärl' oder paramediastmale konnuierende Fleck- oder Strerrenzeichnung hervorrufen (Lymphangrosis blastomatosa: Infiltration des Interstitiums über Lymphbahnen bei malignen hämatologischen Erkrankungen). in diesen Fällen ist eine radio-
Lymphom vor und nach Chemotherapie
a Thorax p.-a.: Veri>reoterung des oberen Mediastinums. b CT: Große Raumforderung ventral der mediastm•len Gefäße (Pfeil). c Thora< p.-a. nach Chemo~heraple: Schma~ ober('s Medi.ßtonum.
B 1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund logische Unterscheidung zur Pneumonie schwierig. D1e hämatogene pulmonale Metastasierung führt zur Ausbildung miliarer oder nodulärer Rundschatten. Mit der CT kann die mediastinale und hiläre Lymphknotenbeteiligung sicherer beurteilt werden als mit der konventionellen Röntgendiagnostik.
219
Mit der CT kann die Lymphknotenbeteiligung sicher beurteilt werden.
Lymphknoten mit einer Größe von über 2 cm si nd als pathologisch zu werten. Als verdächtig gelten Lymphknoten. deren Durchmesser I cm überschreitet Ein 21 j~hnge1· Patient bemerkt seit 3 Monaten eine Cew•chts.•bnahme von 12 kg. außerdem Schluckbesc~werden. Globusgefühl und Betmungsdyspnoe. Bei der körperlichen Untersuchung fallen mehrere vergrößerte Halslymphknoten aur. Die Thoraxübersichtsaufnahme (Abb. 8·1.70a) zeigt eine eindrucksvolle Verbreiterung des oberen und minieren Mediastinums. m der Cr-Aufnahme (Abb. B·1.70b) zudem ausgepr;)gte mediaStinale Lymphome. die do. C
1.4.16 Erkrankungen des Lungenkreislaufs
1.4.16 Erkrankungen des Lungenkreislaufs
Pulmonale Hypertonie und Cor pulmonale
Pulmonale Hypertonie und Cor JlUlmonale
• pumonale Hypertonie: Erhöhung des Mitleidrucks dc1 A. pulmonalis auf > 20 mmHg in Ruhe und > 32 mmHg unter Belastung. • chronisches Cor pulmonale : Hypertrophie und/oder Dilatation des rechten Ventrikels. Ursache können u. a. parenchymale Erkrankungen der Lunge oder Erkrankungen des J>ulmonalen Gefäßbaumes sein. • akutes Cor pulmonale: Rechtsherzbelastung durch akute Widerstandserhöhung im kleinen Kreislauf. meist durch akute Lungenembolie. Klinik: Anamnestisch steht bei der chronischen pulmonalen Hypertonie Belastungsdyspnoe und Mudigke1t im Vordergrund. Im fortgeschrittenen Stad1um emwickclt sich em Cor pulmonale zunächst mu Rechtsherzhypertrophie und schließlich m1t Rechtsherzdilaution. Bei manifester Rechtsherzinsuffizienz treten zusatzlieh Beinödeme. eine obere Einflussstauung und eine Lebervergrößerung auf.
Klinik: Belastungsdyspnoe und Müdigkeit, später Rechtsheuinsuffi1ien1 mit Beinödemen, oberer Einllussstauung und lebervergrößerung.
Diagnostisches Vorgehen: Im EKG Zeichen der Rechtsherzbelastung. in der Echokardiagrafie Hypenroph1e und/oder Dilatation des rechten Ventrikels. D1e Druckmessung 1m kleinen Kreislauf(Rechtsherzkatheter) sichen meist die 01agnose.
Diagnostisches Vorgehen: EKG, Herzecho. Druckmessung im kleinen Kreislauf.
Radiologische Diagnostik: Im Niederdrucksystem der lungenstrohmbahn sind die Arterien stärker dehnbar als die Arterien des großen Kreislaufs. Erstes Zeichen der pulmonal-arteriellen Hypertonie 1m Röntgenbild ist die Dilatation des Pulmonalarterienhauptstammes. Zudem erweit ern sich die zentralen Lungenarterlen. Bei der Lungenembolie erweitern sie sich direkt mit dem Embolicgcschehen. bei Lungenerkrankungen mit allmählicher Ausbildung der pulmonalen Hypertonie erweitern sie sich im Verlauf der Erkrankung. Ein Durchmesser der rechten absteigenden Pulmonalarterie in Höhe des rechten Zwischenbronchus über 18 mm ist sicher pathologisch. Die Lungenarterien sind bis zu den l..lppenarterien erwc1tert. Beim Obergang der erweiterten l..lppenarterien zu den eingeengten Segmentarterien entsteht ein deutlicher Kalibersprung, der auf der Aufnahme das Bild eines amputierten Hilus vermittelt. Der weiter peripbet gelegene Gefäßbaum ist verschmälert. was eme verstärkte Lungentransparenz in der Periphene bewirkt. Entwickelt sich ein Cor pulmonale, sind bei Dekompensation eine Vergroßerung des rechten He11ens. em rechtsseitiger Pleuraerguss sow1e eme Verbreiterung des Kava- und Azygosschattens erkennbar. Als Hinweis auf die Ätiologie der pulmonalen Hypertome können zusätzliche Veränderungen wie z. B. Thoraxdeformitäten. Emphysem oder Lungenfibrose erkennbar sein. Oie typischen Ze1chen der pulmonal-arteriellen Hypertonie auf dem Übersichtsbild sind in Abb. 8-1.71 dargestellt
Radiologische Diagnostik: Erstes Zeichen ist die Dilatation des Pulmonalarterien· hauptstammes sowie die Erweiterung der zentralen Lungenarterien. Beim Übergang der erwe.terten Lappenarterien zu den eJO· geengten Segmentarterien entsteht ein deutlicher Kalibersprung, der das Bild eines amputierten Hilus vermittelt. Der weiter periphere Gefäßba um 1st verschm;ilert. was verst.'lrkte Transparenz bewirkt. Bei dekompensiertem Cor pulmonale sind eine Vergrößerung des rechten Herzens. ein rechtsseitiger Pleuraerguss und eine Ver· breiterung des Kava- und Azygosschatlens erkennbar. Typische Zeichen der pulmonOllen Hypertonie s. Abb. 8·1.71.
220
8
1 Thorax
Veränderungen bei pulmonal-arterieller Hypertonie
• .tenlrale Gefdßerv...,,Lerung (I) · Durchmesser der rechten absteigenden Pulmonalarterie (in Höhe des ZwischenBronchus) > 15 mm bei Frauen > 16 mrn bei M•nnern
ab t 8 mm sicher pathologisch (2) • Kallb
Die Perfuslonsszintigrafie 7eigt (sub)segment
Dte Perfusionsszintigrafie ergibt bei rezidivierenden Lungenembolien als Ursache der pulmonalen Hypertonie mehrere (sub)segmentale Perfusionsausf.ille.
Lungenembolie
Lungenembolie
• Oefm1tion.
Klinik: Symptome fehlen oder sind uncharakterisllsch.
Die Cl wird als weiterflihrende Methode bei unklarer Ursache e1ner pulmonal-arteneilen Hypertome emgesetzr. Bei chroni~ch-rez1divierenden Lungenembolien findet man eventuell tellweise rekanalisierte Segment-/Subsegmentarterien in verschiedenen Lungenabschninen. Auch primäre Lungenerkrankungen (z. 8. Emphysem. Fibrose) sind zuverlässtger erkennbar als auf der Übersichtsaufnahme.
• Def inition. Embolischer Verschluss eines Lungenartenenastes durch einen verschleppten Thrombus. am häufigsten aus Becken- und Beinstrombahn stammend. Klinik: Die D1agnose der Lungenembolie isl häufig schwierig. da 10 den meisten Fällen Symptome fehlen oder uncharakteristisch sind. Nur bei ca. 5% der Patienten ist die klassische Trias mit plötzlich einsetzendem Thoraxschmerz. Hamoptoe und Dyspnoe richtungsweisend.
Diagnostisches Vorgehen: Anamnese (z. 8. postoperativ. Rugreise). Blutgasanalyse (p01 l . pC02 l ). Klinik. EKG. ln der Farbdoppler-Echokardiogralie sind indirelct Zeichen der Rechtsherzbelastung nachwe,sbar (s. S. 229). ein zentral sittender Thromboembolus evtl. erkennbar. Im l..lbor sind evtl. D-Dimere erhöht. Spirai-G bzw. Ventilations· und Perfusionsszintigralie sichern die Diagnose.
Diagnostisches Vorgehen: Anamnese (z. B. postoperativ. Rugre1se). Blutgasanalyse (pOz l. pC02 l ). Klinik und der Nachweis einer Druckbelastungdes rechten Herzens im EKG liefern wichtige Hinweise. Als weitere bildgebende Methode wird meist die Farbdoppler-Echokardiografie eingesetzt. H1er sind ebenfalls mdirekte Zeichen der akuten Druckbelastung des rechten Ventrikels nachweisbar (s. S. 229). Ein zentral suzenderThromboembolus (rechtes Herz. Truncus pulmonalis) ist eventuell erkennbar. Optimal dafürwareeine transösophageale Echokardiografie. die jedoch invasiver ist. Evtl. sind Fibrinogen-Fibrin-Spaltprodukte (z. B. D-Dimere) als Folge der körpereigenen Spontanfibrinolysc bei der l..lboruntersuchung erhöht. Der Sonografische oder phlebograflsche Nachwels (s.S. 411) einer Phlebothrombose und eines Embolus 1m Splrai·CT bzw. in der Ventilations- und Perfusionsszintigrafie sichern die Diagnose.
Radiologische Diagnostik: 7eichen der Lungl'nembolie im konventionellen Röntgenbild (Abb. B-1. 72):
Radiologische Diagnostik: Be1 der Lungenembolie ohne lnfarzierung treten 1m konventionellen Röntgenbild gelegentlich folgende Veränderungen auf (Abb. 8·1.72J. • umschriebene Oligämie - Westermark-Zeichen: Aus der embolisehen Obstruktion und den begleitenden Gef.lßspasmen resultiert eine regionale Minderdurchblutung mit Reduktion des Gef.ißkalibers und sekundärer Transparenzerhohung. D1e diskrete Veranderung 1st msbesondere bet vorhandenen Voraufnahmen mit noch st~rkerer Vaskulari~ation verwenbar • Hilusvergrößerung mit Kalibersprung- Knuckle-Sign: Ballonierung der zentralen Arterie durch den Embolus mit deutlichem Kalibersprung gegenüber den enggestellten peripheren Gefaßen. • Zwerchfellhochstand und Plattenatelektasen
• umschriebene Oligämie - WestermarkZeichen: regionale Minderdurchblutung m1t Reduktion des Gefäßkalibers und sekundarer Transparenzerhöhung. • Hilusvergrößerung mit Kalibersprung Knuckle-Sign • Zwerchfellhochstand und Plattenatelektasen
221
B 1.4 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund
Radiologische Befunde bei Lungenembolie Thoraxübe Nichtsaufnahme
3
Pulmonalisangiografie
· Cef.l6.1bbruch ( 1) · Füllungsdefekt ontravasal (2) · segmentaler Parenchymdefekt (3)
Szintigrafie - Perfusionsszintigramm · keilförmlge Perfusionsdefekte (1)
- VentilationsSTintigramm
. . · . . .
Knuckle-Sign (1) Westermark·Zeithen (2) Zwerchfellhochstand (3) Plattenatelektasen (4) •Hampton hump· (V~chattungsbeziri<) (5) Pleuraerguss (G) . evtl. Zeichen der Re<.hl5herLdckompen.,.bon 7~>ichcn der pulmonalen Hypertonie Veränderungen bei akuter Lungenembolie im CT - direkte Zeichen: ·partieller Füllungsdefekt (kontrastmittelumspülte, weichteildichte Strukturen im pulmonalarteriellen Gefä&baum) ·kompletter Füllung>defekt (volbtond~ Ausfüllung des GeldSlumens mrt W<'ichteildichtem Material, Abl>ruch der Kontrastmittelsäule) - rndrrekte Zeichen . Parenchymveränderungen .Hampton hump· (perrpheres, der Pleura breltbasrg aufsrtzendes lnloltrat)
CT: Thrombose der rechten Pulmonalarterie, rechts lateral ist eine Verschaltung erkennbar. die der Pleura breitbasig aufsitzt (.Hampton hump· • Zeichen der Rechtsherzdekompensation: Vergrößerung de~ Herzschattens. Verbretterung des Kava- und Atygosschattens. • Ve~chattungsbezirk- Hampton hump: Sehrcharakteristisch füreine Lungenembolie ist eine halbkugelige, der Pleura breitbasig aufsitzende Verschattung, welche wahrscheinlich einer alveolären Hämorrhagie entspricht. Sie erscheint verzögert. früh~tens nach emem Tag {mtt emer Latenz von bts zu 4 Tagen) nach dem embolisehen Ereignis. Segletrend ist haufig etn einsettlger Pleuraerguss vorhanden. Dtese • Hampton humps· können sich im Verlaufvon wenigen Tagen komplett zurückbilden oder - v. a. bei Patienten mit kardiovaskulären Vorerkrankungen - in einen Lungentnfarkr übergehen. Diese Nekrose bildet sich dann erst innerhalb von 3-5 Wochen unter Ausbtldung einer Narbe zu rUck. Bet chronisch-rezidtvterenden Mtkroembolien entwickelt sich etne pu lmonale Hypertonie mit verbreiterten zentralen Gefäßen und rarifizienem peripheren Gefäßbaum. ln den metsten Fällen ist dte Thoraxübersichtsaufnahme unauffällig oder zetgt nur d tskrere Ver3nderungen. weshalb sie metst weder den Nachweis einer Embolisierung noch den sicheren Ausschluss erlaubt. Die Thoraxaufnahme kann jedoch andere Ereignisse, die ebenfalls mit ThoraxschmerLen und Dyspnoe einhergehen können (z. B. Pneumothorax. Pleuraerguss) ausschließen.
):
• Zeichen der Rechtsherzdekompensation • Verschattungsbeziri< - Hampton hump: Halbkugelige. der Pleura breilbasig auf5it· zende Verschattung, doe einer alveolären Hämorrhagie enlspncht. Sie erscheont mot eoner Laren/ von 1-4 Tagen nach der Embolie, kann sich rasch komplett zu• rückbilden oder m einen Lungeninfarkt übergehen.
Bei chronisch·rezidivoerenden Mikroennbolien entwickelt sich eine pulmonale Hypertonie.
222
B 1 Thorax
Lungenembolie
a OSA: Großer Thrombus in der linken Pulmonallsstrombahn (Pfeil). der zu einer KM-Aussparung führt. Das Ende wölbt sich kuppelartig in doe A. pulmonalis vor. Die nachgeschalteten Lungenarterien sind überwiegend nicht kontrastiert. b CT (a11derer Patient): rhrombus in der rechten Pulmonalarterie (pfeil). c Szlntlgrafie (anderer Pahent): N.ochwcis mehrerer keilförmlger Perfusionsausfälle in der rechten Lunge (Preile). d MSCT (anderer Patient): Axiale Schichten einer kontrastmittel· unterstützen CT ·Untersuchung: Aorta (Sterne). V. cava superior (VCS), Pulmonalarterien (Kreuze). Doe Gefäße sind durch doe KMnjektion hell dargestellt, throm· botisches Material stellt sich dunkel dar (Prtilspotzen). VollstJndige Verlegung beider Unterlappen· arterien, partielle Verlegung von Motteflappenarterie und linker Oberlappenarterie sowie beider Hauptstämme.
Szintigraflsch sind kclilörmig~ Perfusionsausfälle bei unauffälligem Ventilationsszintigramm pathognomonisch. Oie Szinti· grafie ist nichtlllvasiv. aber nur bei einem Drittel der Patienten liefert sie ein eindeutiges Ergebnis. Die Angiografie ermöglicht den direkten Nachweis des Embolus über einen Füllungsdefekt oder Abbruch der KM-Säule in den zentralen Gefäßen (Abb. B-1.73). Mit dem Katheter können zentral sitzende Emboli fragmentierl werden, zusätzlich kann eine lokale Lysetherapie erfolgen. falls keine Intervention geplant ist, wird doe CT eingesetzt. Mit der Spiral-Cf gelingt eine Embolieentdeckung bis auf das Niveau def Segmentarterien.
Szlntlgraflsch sind keilformoge Perfusionsausfälle bei unauffälligem Ventilationsszintigramm pathognomonisch. Beom gleichzeitig vorhandenen Emphysem ist auch die Ventilallon gestort. wodurch die Diagnosnk erschwert wird. DerVoneil der Szintigrafit! ost, dass sie nichtinvasiv und fur den Patientt!n nur wenog btlastt!nd ist, von Nachtei l ist ihre gennge Spezifität: nur in etWa einem Drinel der Patienten mi t klinischem V. .a eine akute Lungenembolie liefen sie eon eindeutiges Ergebnis. Oie Anglografle ermöglicht den dorekten Nachweisdes Embolus übereonen Füllungsdefekt oder Abbruch der KM-Säule in den zentralen Gefäßen (Abb. 8-1.73). Gleichzeitig bestehen therapeutische Möglichkeiten: Mot dem Katheter kann bei zentralem Sirz der Embolus fragmentien werden. die kleineren Teile des Embolus werden weiter in die Lungenpenphcne geschwemmt, wo sie JCdoch eone geringere akute hamodynamische Belastung verursachen. Zusätzlich kann über den Pulmonaliskathetereine lokale hochdosierte Lysetherapie erfolgen. Aufgrund der lnvasivität wird die Angiografie zum Teil nur zurfockhaltend eingesetzt. Falls interventioneile radiologische Maßnahmen (Embolusfragmentation. lokale Lyse) nicht geplant sind. wird die CT zunehmend t'ingest'tzt. Mit der Spiral-Cl gelingt eine Embolieentdeckung bos auf das Niveau der Segmentarterien.
B 1.4 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund
223
Insbesondere die MSCT hat sich zu einer zentralen Methode für den Nachweis der Lungenembolie entwickelt. da auch kleine (segmentale und subsegmentale) Emboli mit hoher Sicherheit nachgewiesen werden können. Zum Einsatz Interventioneller Verrahren (z. B. Kavarilter) s. S. 432.
Mit der MSCT können auch kleine Emboli mit hol'ler Sicl'lerheit nacl'lgewiesen werden. Zum Einsatz Interventioneller Verfahrens. S. 432.
1.4.17 Erkrankungen des Mediastinums
1.4.17 Erkrankungen des Medlastlnums
Allgemeines
Allgemeines
Erkrankungen des Mcdiasunums außern sich aurObcrsichtsaurnahmcn durch Verlagerungen der Mediastinallinien. eine Verbreiterung des Mediastinums oder durch mediast inale Lufteinschlüsse (z. B. bei Pneumomediastinum, ösophaguserkrankun· gen. Hernien. Zysten, Abszessen ). Dabei können neben soliden mediastinalen Tumoren auch Zysten. zystische Tumoren. vaskuläre Veränderungen. mediastinale Blutungen oder Entzündungen raumrordernd w1rken (Tab. B-1 .9~ Ca. 25-SO %der Mediastinaltumoren sind maligne.
Erkrankungen des Mediastinums äußern sich durch Vertagerungen der Mediastinallinien. Verbreiterung des Medlastinums oder mediastinale LuftelnschiOsse. Raumrorderungen können verschiedenste Ursachen haben (Tab. 8-1.9): ca. 25-SO~si nd maligne.
Klinik: D1e klinische Symptomatik wird meist durch die Lage und Cröße des Tumors und die dadurch bedingte Verlagerung und Kompression der Nachbarorgane verursacht. Bei Tumoren des vorderen und mittleren Mediastmums können s1ch Atemnot. Smdo1·, eine Dysphagie und in ExtremWien eine obere Einnussstauung entwickeln. Prozesse des hinteren Mediastinums können eine Dysphagie und Rückenschmerzen (durch Arrosion von Wirbelkörpern oder Kompression von Interkostalnerven oder Plexus) verursachen. Eine Verlagerung des gesamten Mediastinums ist meist durch thorak,lie (Skoliose) oder pulmonale Erkrankungen (Pieuraschwarte, Atelektase. Erguss) bedingt.
Klinik: Tumoren im vordc1en und moLtlercn Mediastinum verursachen Atemnot. Stridor, Dyspl'lagie und obere Einflussstauung. Tumoren im mittleren Mediastinum können Dysphagie und Rückenschmerzen hervorrufen. Eine Verlagerung des gesamten Medlastlnums entsteht durch thorakale (Skoliose) oder pulmonale Erkrankungen.
Radiologische Diagnostik: Bei der Beurteilung des Med1astinums spielt die CT ei ne enr~cheidende Rolle. da aur Crund der überlagerungsfreien Darstellung die Lokalisation und Ausdehnung exakt dargestell t werden kann und in begrenztem Maße auch Dichtemessungen m1t emer Einordnung der Gewebeart möglich smd. Durch intravenöse Kontrastmittelgabe ist die Abklärung von Gefaßanomalien und pathologischen Cefdßprozessen (z. B. Aortenaneurysma) möglich. Oie MRTwird zunehmend bei mediastinalen Veranderungen, insbesondere be1 unklaren Berunden in der CT und bei Cefaßveränderungen (aurgrund der Möglichkeit der Gel:lßdarstellung ohne KM ) eingesetzt. Mit der multiplanaren Abbildung;technik kann die Ausdehnung der Prozesse leichter erkannt werden. Bei der Beurteilung des Spinalraumes. z. B. bei neurogenen Tumoren. ist sie der CT uberlegen.
Radlologlscl'le Diagnostik: M1l der CT könne11 Lokalisation und Ausdehnung exakt dargestellt werden. Auch Dichtemessungen 1ur Einordnung der Gewebeart sowie Abklärung von Gefäßanomalien bei KM· Gabe sind möglich. Die MRT wird bei unklaren Berunden in der CT und bei Gefäßveränderungen eingesetzt. Bei der Beurteilung des Spinalraumes. z. B. bei neurogenen Tumoren, ist sie der CT übertegen.
Raumfordemde Prozesse des Mediastinums vorderes Mediastlnum
mittleres Medlastinum
hinteres Medlastinum
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Struma (Abb. B-1.74), Sc:hllddnJ>entumor Thymom, Thymushyperplasle Parathyroideatumor Teratom Epidermoidzyste Dermoidzyste Perikardd,vertokel. ·tumor. ·Zyste Aneurysma der Aorta ascendens erweiterte V. cava Ektasoe (Ausbuchtung) der A. brachlocephalica Morgagni·Hemie
Parathyroodeatumor maligne Lymphome Lymphknoten-Metastasen Vagusneunnom Phrenikusneurinom ÖSOphaguserkrankung bronchogene Zyste Aneurysma des Aortenbogens oder der Bogenarterien • erweiterte V. azygo~ • Hiatushernie
Neurofibrom Neurinom Phäochromorytom Ganglioneurem Neuroblastom Ösophaguserkrankung extramedulläre Blutboldung enterogene Zyste Ductus-thoracicus-Zyste Aneurysma der Aorta descendens Bochdalek-Hemie
Merke: Mesenchymale Tumoo·en. Mediastinili~. Absress und rlbrose kommen in allen 3 Kompartunenten vor.
224
8 1 Thorax
Becherförmige Verbreiterung des oberen Medoastmums mit Verlagerung der Trachea nach rechts und Einengong der Trachea. Auf der Seitaufnahme Verschattung retro· tracheal mit Ventralverlagerung der Trachea durch größeren retrotrachealen StrumaanteiL
Intrathorakale Struma s. S. 675 Intrathorakale Epithelkör~rchenadenome s.
s. 322
Intrathorakale Struma s. S. 675 Intrathorakale Epithelkörperchenadenome s. S. 322
Neurogene Tumoren
Neurogene Tumoren
Sie sind die häufigsten Tumoren des hinteren
Neurogene Tumoren sind die häufigsten Tumoren des hinteren Mediasti nums und befinden sich mr1~t paravertebraL Während bei Erwachsenen häufiger Neurinome und Neuronbrome auftreten, kommen bei Kindem meist Ganghoneurome und Neuro blastomc vor.
Mediastinums und meist paravertebral gelegen.
Neuroblastom Stadium IV bei einem 16 Monate alteo Kind
-----------------------------------------a CT: TumorOI<' Raumforderung rechts paravertebral (Pieil). die sk:h von ca. 2 cm unterhalb der Bifurt
B 1.4 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund Radiologische Diagnostik: Auf der Thoraxübersichtsaufnahme 1st eine paravertebrale. glatt begrenzte. homogene Raumforderung typisch. die meist rundlich oder längsoval konfiguriert ist. Die Paraspinallinie ist auf der Übersichtsaufnahme im p.-a.-Strahlengangverlagert oderobliteriert Verkalkungen innerhalbdes Tumors treten besonders beim Neuroblastom auf. Oie CT erlaubt eme C)(akte l.Dkahsarion und Dichtemessung der Raumfordcrung. W1chtig ist der Ausschluss oder Nachweis vertebraler Arrosionen und des Einbruchs in den SpinalkanaL Mit der MRT kann die Beziehung zum Spinalraum bzw. Foramen intervertebrale besser als mitderer dargestellt werden (Abb. B-1.75). Die MRT ist derCT bei diesen Raumforderungen überlegen und ~ollte noch vor einer CT zum Einsat7 kommen.
1.4.18 Zwerchfellhernien
Radiologische Diagnostik: Typisch ist eone paravertebralc, glatt begrenzte homogene Raumforderung. die meist rundlich oder längsoval konfiguriert isL Die Paraspinallinie ist verlagert oder obliteriert. Wichtig ist Ausschluss oder Nach\W•~ vertebraler Arrosionen oder eines Einbruchs in den Spinalkanal. Die MRT ist der CT hier überlegen (Abb. 8-l . 75}.
1.4.18
Zwerchfellhernien
Angeborene oder erworbene Muskellucke des Zwerchfells. durch die die Baucheingeweide be1 erhaltener pleuroperitonealer Membran als Bruchsack nach intrathorakal hindurchtreten. Im Gegensatz dazu werden beim Prolaps die abdominellen Organe direkt, ohne von einem Bruchsack bedeckt zu sein. in den Thoraxraum verlagert. Je nach Bruchpforte werden Hiatus-. Morgagni· und Bochdalek·Hernie unterschieden (Abb. 8·1.76). Ein traumatischer Zwerchfellbruch kann als Folge eines Thorax- oder stumpfen Bauchtraumas auftreten. Nur in wenigen Fällen kommt es sofort zu emem Zwerchfellprolaps. H:iuliger bildet sich der Prolaps nach einem zeitlichen Intervall im Bereich eines zunächst vernarbten. aber weßlger belastbaren Zwerchfellnsses aus. Zwerch·
Beim Prolaps werden die abdominellen Organe direkt in den Thoraxraum ver1agert. Unterscheidung dt'r Hem1en nach Bruch· pforte s. Abb. B-1. 76. Ein traumatischer Zwerchfellbruch kann als Spätfolge e1nes Thord)(- oder stumpfen Bauchtraumas auftreten. Hauflg bild!'t si
Zwerchfellhernien Larrey-Spalt~n
Foramen Veoae c.avac
(Trlgonum ~ternocostale) f
Pefltoneum
His·Winkel
Hi
MISChbruch (panteUer Thora<magen)
Upside-
b Hiatushemien: Hernierung von Magenanteilen durch den Hiatus oesophagei nach intrathorakal - axiale Gletthem•e: Verlagerung der Kardia nach intrathorakal - p.>raösoph.lg<'afe H~mle: Verlagerung dl.'s M~nfundus bei norm.Jfer fixil.'rter Kardia nach intr•thorakal Hiatus aorto:us Borhdalek·Dre•eck - Mischlonn: SowohlKardia als auch Magenfundus sind nach kranial verlagert (Trigonurn lurnbocostall!) - Upslde-down-Magen: Extremvariante der para6sophagcalen Hernie mit kompleta Anatomie des Zwerchfells mit Durchtnttsstellen. ter Vcliagerung des Magens-'> intrathorakal bei weiterhin fixierter Kardia
c Bochdalck·llem1e: VetLlgerung von Darm durch das doßalgelegene Tngonurn lumboccxtolt- nach lntratholakal.
d Morgagni-Herme Verlagerung von Darm durch das retrostemal geleg<"lle Trigonum stemocostale nach •ntrathorakal.
8
1 Thorax
a Übersichtsaufnahme im üegen: Der linke Herzrand und das linke lwerchfell sind nkht rnehr abgrenzbar. innerhalb der Transparenzminderung links sind blasige Aufhellungen erkennbar. b Magen·Oarm·Passage: Weit nach intrathorakal links verlagerter. kon· trastierter Dickdamn; auch Dünndarm· abschnitte befinden skh intrathorakaL
fellrisse kommen häufiger linksseitig vor, da dre Leber bei einer abdominellen Gewalt· emw~rkung den Stoß bis zu einem gewrssen Grade abfängt (Abb. 8-1.77). Radiologische Diagnostik: Zeichen der Hiatushernie: • Flüs~igkeitssp~egel im hernierten ~'l.lgenabschnitt
• verbreiterte paraösophageale lin1e • Mageneinschnürung im Breischluck. Oie übrigen Hernien zeigen sich als basale, teils inhomog<'ne Versehatrungen mit fehlender lwerchfelikontur. D1e MRT ist aufgrund des besseren Weichteilkontrastes und der korooaren Schnittebenen der CT überlegen.
Radiologische Diagnostik: Bei der Hiatushernie sind im Röntgenbild folgende Zeichen nachweisbar: • Flüssigkeitsspregel im nach intwhorakal hemierren Magenabschnitt • Verbreiterung der paraösophagealen Lirue • chara ktensrische Einschnilrung des Magens an der Zwerchfellzwinge im Breischluck. Oie übrigen Zwerchfellhernien oder Zwerchfellrupturen zeigen sich meist in Form basaler.tcrlwerse mhornogenerVerschattungen (Ddml) mit fehlender Abgrenzbarkeil der Zwerchfellkonturen oder des Heruandes. Die Cr ze1gt die Bezrehung des Bruchsackes zum Zwerchfellort besser als die Übersichtsaufnahme. D1e MRT rst aufgrund des besseren Weichteilkontrastes und der Möglichkeit der koronaren Schnittebenen der CT überlegen. Aus diesem Grund sollte sre- falls möglich- als Schnrttbildverfahrcn emgesetzt werden.
B 2.1 Radiologische Methoden
2
Herz
2
Herz
Für die Abklärung von Herzerkrankungen steht eine Vielzahl an invasiven und nichtinvasiven diagnostischen Verfahren zur Verfügung. Neben den elektrokard iografischen Methoden sind die bildgebenden Verfahren emer der tragenden Pfeiler der kardiologischen Diagnostik. Konventionelle Radiologie. Sonografie. CT, MRT und nuklearmedizinische Methoden wie SPECT und PET ermöglichen neben einer immer subtiler werdenden morphologischen Beurteilung auch eine gezielte Funktionsdiagnostik. Oft ergänzen sich verschiedene Untersuchungsmethoden.
Bildgebende Verfahren sind die tragenden Pfeiler der kardiologischen Diagnostik.
2.1 Radiologische Methoden
2.1
Radiologische Methoden
2.1.1 Konventionelle Röntgendiagnostik
2.1.1
Konventionelle Röntgendiagnostik
Verfahren
Verfahren
Die röntgenologische Basisdiagnostik des Herzens erfolgt mit der Thoraxübersichtsaufnahme (Herzfernaufnahme) im Stehen in 2 Ebenen: • posterior-anteriorer Strahlengang (p.-a.· oder Sagittalbild) • se1!1icher Strahlengang (R·l· oder Seltbild). Bei beiden Projektionen wird das Herz wegen seiner Nähe zur Filmebene in ,.Normalgröße" abgebildet (s. a. S. 152 ff.). Posterior-anterlorer Strahlengang
Posterior-anterlorer Strahlengang
Methode: s. 5. 152 ff.
Methode: s. S. 152 fl.
Indikation: Bestimmung der Herzgröße (Transversaldurchmesser~
Indikation: Besti mmung der Herzgröße.
Beurteilung: Die anatomischen Herz- und Mediastinalstrukturen sind in Abb. 8 ·2.1 schemausch dargestellt. Der Herzschatten impon1ert 1m Röntgenbild als homogene Fläche. so dass nur über eine sorgfaltige Analyse der Konturen und der Größe ROckschlüsse auf Veränderungen einzelner Herzhöhlen möglich sind.
Beurteilung: s. Abb. B-2.1. Der Herz· schatten imponiert als homogene rläche.
Bestimmung des Transversaldurchmessers: Die röntgenmorphologische Analyse der Herzsilhouette in der Herzfernaufnahme beginnt mit der Größenbeurteilung des Herzens im Vergle1ch zum Thorax. Beim stehenden Patienten m tiefer lnspiranon darf d~r Herztransvl'rsaidurchmesser höchstens halb so groß Wil' der Thoraxdurchmesser sein (CT·Quotient :S 0,5). Der Transversaldurchmesser der Herzsilhouette ist dabei die Summe der größten Distanz des äußersten rechten und linken Herzrandes von der Mittellinie. Die Größenbestimmung des Ht>rzt>ns im Röntgenbild har orientierenden Charakter: Volu· menberechnungen unter Zuhilfenahme der Seitaufnahme sindangesichtsder sehr präzisen Uitraschall!lle$Stechnik heute obsolet.
Bestimmung des Transversaldurchmessen: Beim stehenden Patienten in tiefer Inspiration darf er höchstem halb so groß wie der Thoraxdurchmesser sein (CT ·Quotient s 0,5). Der Transversaldurchmesser der Herz. silhouette ist die Summe der größten Distanz des äußersten rechten und linken Herzrandes von der Mittellinie.
Ein CT-Quotient (cardiothoracic rario) > 0.5 ist richtungsweisend für eine pathologische Herzvergrößerung. Bei Verlaufsbeurteilungen zeigen erst Änderungen des Herzschattens von mehr als 1,5 cm eine signifikante Vergrößerung an, da dia.stolisch-systolische Größenabweichungen. die abhängig vom Zeitpunkt der Röntgenaufnahme auftreten. berücksichtigt werden müssen. Bei nahezu jedem über 50-j~hrigen Pauenten ist in folge physiologischer Alterungsprozesse eine Dilatation und Elongation der Aorta im Röntgenbild zu beobachten. Die Aorta ascendens überragt den Schatten der V. cavasuperiorund wird an dieser Stelle rechtsseitig randbildend. Diese Aortenelongation ist zudem an emer Verringerung des Abstandes ZWISChen Aortenbogen und derlinken Klavikula zu erkennen. der normalerweise uber 2 cm liegt. Bei emer Lumenerweiterung der thorakalen Aorta bis 4 cm liegt eine Aortendilatation. bei einem größeren Durchmesser ein Aortenaneurysma vor (s. S. 398 ff.). Zur Beurteilung padiatrischer Thoraxaufnahmen s. S. 678 ff.
Änderungen des Herzschattens von mehr als 1.5 cm zeigen eine signifikante Vergrößerung an. Bei älteren Patienten ist häufig eine Dilatation und Elongation der Aorta im Röntgenbild sichtbar. Der Abstand zwischen Aortenbogen und linker Klavikula ist velrin· gert. Bei einer Lumene~iterung bis 4 cm SI>Ticht man von Aortendolatation. bei gröl!efen Durchmessern liegt ein Aortenaneurysma vor (s. S. 398 ff.). Zu pädiatrischen Thoraxaufnahmen s. s. 678 ff.
B 2 Herz Seitlicher Strahlengang und ÖSophagograrnm
Seitlicher Strahlengang und Ösophagogramm
Methode: Der Brustkorb liegt dem Stativ linksseitig an. Seide Arme werden über Kopf angehoben. Die Aufnahme erfolgt in maxi· maler ln~plration und bei Atemstillstand (s. S. I53). Die Seotaufnahme wird mot einem Bariumbreischluck kombiniert. Indikation: Bestimmung von Herzgröße sowie Vergrößerungen von rechtem oder linkem Ventrikel (s. Abb. 8·2.1 ). Beurteilung: Aorta asccndens, Pulmonal arterie und rechter Ventrikel bildm den ventralen Rand, linker VOO'hol, linker Ventrikel und V. cava inferior bilden den dorsalen Rand (Abb. 8·2.1). Bestimmung des Hemlefendurchmessers: Dieser wird 2 cm oberhalb der Kreuzungsstelle zwischen V. cavaInferior und der Kontur des linken Ventrikels gemessen. Nimmt er an Größe zu. verkleinert sich im Seitbild der Retrokardlalraum (Abb. 8·2.2).
Bei linksventrikulärer Herzvergrößerung
überragt die linke Herzkammer die kontras· tierte Speiseröhre nach dorsal. Bei Ver· großerung des linken Vorhofs verlagert sich der ÖSophagus auf Vorhofhöhe nach dorsal (Abb. 8·2.2).
Methode: Der Brustkorb des Panenten liegt dem Stativ linksseitig an. um eine vergrö ßerte Abbildungdes Herzens zu vermeiden. Beide Arme werden über den Kopf ange hoben, die Aufnahme erfolgt in maximaler Inspiration und be• Atemstillstand (s. S. 153). FOr kardiOlogische Fragestellu ngen wtrd die Seitaufnahme in der Regel mit emem Bariumbreischluck zur Ösophagusdarstellung kombimert (Ösophagogramm). Indikation: Bestimmung der Herzgröße (Herztiefendurchmesser). Unterscheidung von Größenveränderungen des rechten oder linken Ventrikels (s. Abb. B-2.1 ). Beurteilung: ln kraniokaudaler Reihenfolge wtrd der ventrale Rand der Herzsil· houeue von Aorta asccndcns, Hauptstamm der Pulmonalarterie und rechtem Vcntri· kel gebildet; der dorsale Herzrand von linkem Vorhof. linkem Ventrikel und V. cava inferior (Abb. B·2.1 ). Bestimmung des Herztiefendurchmessers: Gemessen wtrd der Herztiefendurch· messcr 2 cm oberhalb der Kreuzungsstelle zw1schen V. cava inferior und der Kontur des lmken Ventrikels. Bei Größenzunahme des Herztiefendurchmessers im Seitbild verkleinert sich der Retrokardialraum. Die dorsale Kont\lr des linken Ventrikels überragt die hintere ße. grenzung dPr V cavainferior um mehr als 1.5 cm. Eine Ei nengung des Rctrokard~alr,,umes kann durch einen vergroßeneo oder dorsal verlagerten linken Vemrikel oder/ und Vorhof verursachtsem (Abb. B-2.2). Beolinksvenrrikulärer Herzvergrößerung überragtdie linke Herzkammerdie kontrastierte Speiseröhre nach dorsal: seltener tritt eine Dorsalverlagerung des Ösophagus auf. F.inc Vcrgroßerung des hnken Vorhofs wtrd an einer umschriebenen Dorsalverlagerung drr Spel'eröhre in Vorhofhöhe erkannt (Abb. B-2.2). Auch Verlaufsanomalien der Aorta und der supraaortalen Gefaße gehen m•t Verlagerungen und Impressionen der Speiseröhre einher.
a p.·a.·BIId
.4--
linker Ventrikel \ V. cava•nferior --J
b Seitbild
re
tJ
a gibt die anatomischen Stnukturen Im p. ·a.·Bold und b im lonk"n Seitbild woeder Beachtr. dass der rechte Ventrikclom p.·a .. ßild niCht randbildend ost. (A • Aorta, LA • linker Vorhof. LV= Imker Ventrikel. P = Truncus pulmonalis, RA= rechter Vorhof. RV • re
B 2.1 Radiologische Methoden
Schematische Darstellung des Ösophagogramms Im linken Seitbild
\
\c [
c
c
a b c d
Normal. linksatriale Hypertrophie. linksventrikuläre Hypertrophie. Kombinierte linksatrioventnkuläre Hype1trophie. Beachte die Verkleinerung des Retrokardial· raums (b. c. d). die Verlagerung der Speise· röhre auf Vorhofebene (b) und die Aus· buchtung des linken Ventrikels hinter deon kontrastmittelmarkierten Ösophagus (c). letzteres ist bei linksatrioventrikuliirer HerzhöhlenvergröBerung weniger ausgeprägt (LA =linker Vorhof. LV =linker Ventrikel).
Einengungen des Retrostemalraumes weisen aur eme Vergrößerung des rechten Ventrikels hin.
Einengungen de< Retrosternalraums weisen auf eine Vergrößerung des rechten Ventrikels hin.
2.1.2 Echokardiografie
2.1.2 Echokardiografle
Methoden und Indikationen: Die Echokardiografie zählt zu den Standard untersuchungsverfahren in der Diagnostik von Herzerkrankungen. Folgende Verfahren sind zu unterscheiden (Abb. 8·2.3): • M·Mode ( M• Motion): eindimensionale Ultraschallmessung in Beziehung zur Zeit. ermöglicht die Darstellung charaktenstischer Klappenbewegungen sowie Messung der Hcnw.1nddicke und dN Größe der Herzhöhlen abhängig vom Hemyklus. Hauptindikation ist du.' Funktlons..nalyse der Klappen. • 8-Mode: zweidimensionale Echtzeitsonografie; dieses Verfahren erlaubt eine (Oächenhafte) Beurrrilung sämtlicher kardidler Strukturen. wobei die morphologische Beurteilung im Vordergrund steht. R1ppen·. Muskel-. Fettanteile. aber auch pulmo· nale Erkrankungen (z. B. Emphysem) können die transthorakale US-Diagnostik beemträchtigen. Bei der transösophagealen Echokardiografie (TEE) wird die Ultra· schallsonde in den mittleren Ösophagusabschnitt vorgeführt. Mit diesem Verfahren gelingt eine genaue Darstellung v. a. der do<S<~Ien Herzabschnitte (z. B. bei V. a. Endokarditis oder Vorhofthromben ). • Doppler-Methode: Nachweis und Quantifizienmg von Klappenfehlern sowie intrakdrdialcr Blutfluss- und Druckverhältnisse. - CW-{continous-wave-)Doppler: Analyse hoher Flussgeschwindigkeiten (z. 8. bei Aortenstenose~ jedoch keine Aussage über die Entstehungstiere möglich. - PW-{pulsed·wave-)Doppler: Tiefenbereich ist wählbar. eine exakte Bestimmung hoher Flussge>chwindigkeiten 1st Jedoch nicht möglich. • Farb-Doppler: Simultane Abbildung von zweidimensionalem Ultraschallbild und Doppler·Effekt des strömenden Blutes. Dabei wird der Blutnuss abhängig von der Flussrichtung und -geschwindigkeit farbcodiert sichtbar gemacht. So können Klappenlnsuffizlenzen und Shuntvitien besser erkannt werden. • Kontrastmittelechokardiografle: Durch i. v.-Applikation emes Ultra~challkon· trastmittels (starke ReOexion der Ultraschallwellen) während der Echokardiografie wird die Kontrasrierung des Henens erheblich verbessert. Bei Verwendung nicht lungengängiger KM wird im linken Herzen normalerweise kein Echokontrast sichtbar. da die Mikrobläschen die kapillare Lungenstrombahn nicht pass1eren können. Der Nachweis reOektlerender Mikroblä~chen 1n beiden Ventrikeln bedeutet dann z. 8.. dass ein Septum-Defekt m1t Rechts-Unks-Shunt besteht. lnd1kation: v.a. zum Nachweis von Shuntvitien bzw. komplexer kongenitaler Vitien. Seltener kommen bei bestimmten Fragestellungen (z. B. Abgrenzung von R.lumrorderungen im linken Ventrikel) auch lungengäng1ge KM zur Anwendung. • Bela.stungs-(Stress·)Echokardlografte: Echokardiografie unter gle1chzc1tiger Steigerung der Herzarbeit (z. B. Fahrradergometrie, pharmakolog1sch )zur Beurteilung regionaler Wandbewegungsstörungen. Hauptindikation ist der Ausschluss einer KHK.
Methoden und Indikationen: Verfahren der Echokardiografie (Abb. 8-2.3): • M-Mode: eindimensionale Ultraschall· messung in Beziehung zur Zeit. Hauptindikation: Funktionsanalyse der Klappen. • B·Mode: twcidimensionale ~chlltitsooo· gralie: erlaubt die morphologisch<> Beur· teilungsämtlicher kardialer Strukturen. Bei der transösophagealen Echokardiografie (TEE) wird die Sonde in den mittleren Ösophagus eingeführt. Dadurch gehngt eine genaue Darstellung v. a. der dorsalen Herzabschnitle. • Doppler-Methode: Zum Nachweis und zur Quantifizierung von Klappenfehlern und intrakardialer Blutfluss· und Druckverhältnisse. Man unterscheidet den CW ·(continous-wavt>-)Dopplcr zur Analyse hoher Flussgeschwindigkeiten vom PW-(pulsed-wave-)Doppler mit wählbarem nefenberekh. • Farb-Doppler: Simultane Abbildung von zweidimensionalem Ultraschallbild und Doppler-Effekt des strömenden Blutes. das farbcodiert sichtbar gemacht wird. • Kontrastmittelechokardiografle: Zum Nachweis von Shuntvitien bzw. komplexen kongenitalen Vitien. MeiSt werden nicht lungengängige KM verwendet, die die kapillare lungenstrombahn nicht pasSie· ren können. Deshalb wird 1m linken Herzen nur dann ein Echokontrast sichtbar. wenn ein Rechts-links-Shunt besteht. • Belastungs-(Stress-)Echokardiografle: Zur Beurteilung regionaler Wand· bewegungsstörungen. v. a. Ausschluss einer KHK.
B 2 Herz
EchokardiOjJrafische Verfahren
Vord~rwand
------- -
rechter Ventri~l
Septum
linker Ventrikel
Hinterwand
•
.Sv.ffp"
b
c
d
8
2.1 Radiologische Methoden
a Eindimensionale M·Mode·Echokardoografie. b Zweidimensional~ transthorakales echokn Vorhof prolaboert. d Farbcodierte Oopplerechokardiografic mit Nachweis etne<J deutlichen systolischen trans· mitralen Refluxes in den linken Vorhof. e Kontrastmittelechokardiografie bei einem Patienten mit einem Vorhofseptumdefekt vom Sekundum-Typ (ASO II) mit Kontrastmittelübertritt vom rechten (RA) in den linken (LA) Vorhol und konseku!M!r echoreicher SignaIreilexion durch das KM auch Im linken Venlnkel.
• Klintscher Fall .
Beo eonem44-j3hrigen Patienten wurden aufgrundeines lgM-Piasmozytoms Plasmapheresen durchgefuhrt (zur Akutbehandlung eines llyperviskosit3tssyndroms in folgedes hohen I&M-Paraprocrons~ Hoerzu wurden woederholt Sheldon·Kathctcr Ober doe rechte und linke V. jugulan< omema rmpünw~rr. Ein zun.ldost foudroyanr lll!'rlaufendes Krankheftsbild erzwang eine gleochztitige intensi"" Chcmotherapoe. Die Cesamtsitu.JilOn kon111e gebessert werden. ln der7. Woche nach Aufnahme entwickelte der Patientjedoch sepcische Fieberschübe.ln der Echokardiograri~ zeigten sirh erhebloche Vegetaoonen auf derTrikuspidalklappe im Sonne einerTnku· spidalklappenendokardot1s (Abb. ß.2.4a~ ~r Patient verstarb wenige Tage spater. Der Sektoonsbe(und der Tnkuspodalklappe ist in Abb. ß.VIb dargcsteiiL Doe Trikuspidalklappe word un Vergleich zur M1tral· und 1\ortenkl,li>PC sell~n durch eine Endokardotls befallen. Beoo. v.-Drogenab h3ngigen. Doal~epatienten oder Parienten mu lange verv111!'1lendem zentral""nilsen Zugang kommen Endokarditiden der Tnkuspidalklappe geh.lurt vor. Bei doesem Pat1cnten wurden die Keime über den Sheldon-Kdtheter eingeschleppt.
• Klini$Cher Fall.
a ln der Echokardiografie deutlich sichtbare Vegetationen auf der Trlkuspldalklappe. b Sektionsbefund.
2.1.3 Computertomografie
2.1.3 Computertomogr•fle
Methode (s. a. S. 73 ff.): Ot<~ kard1ale cr errolgt als Nauvdtagnosrik zur Errassung von Koronarverkalkungen sowie nach i. v. KM-Gabe zur Morphologie-Beurteilung des Herzens, des f'erik.lrds und der großen Gefaße. Voraussetzung rür eine Herzdiagnostik m1ttels CT ist die Multlslice-Tedtnik, diesekundare RekonstruktiOnen in unterschtedlicher ProJI'kuon mit hoher OrtsauOösung ermöglicht. Oie kardtale CT wird m•t emer EKG-Synchronisat lon durchgefOhrJ. Dies hat den Zweck, Aurnahmen nur während einer umschriebenen Phase des Herzzyklus aufzunehmen bzw. retrospektiv Rekonstruktionen zu definierten Phasen eines Herzzyklus erstellen zu können (z. 8. Rekonstruktionen in der kurzen Herzachse in Enddiastole bzw. Endsystole zur Volumenbest1mmung).
Methode (s. a. S. 731f.). Nat1v zur Erfassung von Koronarverkalkungen sowie nach KM· Gabe zur Morphologie-Beurteilung.
Allgemeine lndikatioll('n: • Nachweis von Verlc.illcungen des Peri- und Myokards • KoronarkalkquantiftZierung • Größenbestimmungemzclner llerzhöhlen sowie R.Jumrorderungen in Herzhöhlen • Perikarderguss und Prnk.lrdrumoren.
Allgemeine Indikationen: • Nachweis von Verkalkungen des Peri- und Myokards • Koronarkalkquantifizierungen • Größenbestimmung der Herzhöhlen. Raumforderungen in Herzhöhlen • Perikarderguss und -tumoren. Spezielle Indikationen: • Koronarangiogralie, aortakoronare Bypassangrografie • hnksventflkul;ire Funkironsanalyse
Spezielle Indikationen: • Koronarangiografie. ~ortokoronare Bypassangiografie (derzeit noch limiriert aur die prol\imalen Gefaßabschmlle) • hnksvcnrrikulilre Funkuonsanalyse
Verwendet wird die Multislice-Technik, die sekundare Rekonstruktronen 10 unterxhoed llcher ProJektion mit hoher Ortsauflösung emnöglicht. M1Uels EKG-Synchronlsatlon können Aufnahmen während umschriebener Phasen des Herzzyklus aufgenommen werden.
8
2 Herz
Typische CT-Schnittebenen des Herzens Zu beadlten ist in a das re
AA Aorta ascendens AO Aorta dl'!Cendens
es
lA
LCA LPA lV Wf"l\ fi1r etne Lungen· embo'oe(Pfell) und 111 c die P offeneM tratklappe (Pie1l RA RCA spitzen). "'JI. hier1u Abb. 82-4.
b ln Hohe des linken Vorhofs
Slnuscoronanu< linker Vorhof linke Koronararterie linke Pulmonalarteile link~r Ventrikel Pcr.kard rechter vo,hof rechte Korooanrterie
RIVA R llllerventricul.lns dntcrior
RPA rechte Pulmonalarterie RV rechter Ventnkel S Septum interventricular TP Truncus pulmonal" VCI V. c•va inferior VCS V. tava superior
d Unterilalb des l1nken Vorhofs.
• akuter Thoraxschmerz mit Ausschluss einer Lungenarterienembolie (Abb. B-2.5). e~ner AortendtSsekhon u./o. e1ner sign1fikanten Koronarstenose.
• Notfalldiagnostik bei akutem Thoraxschmerz durch simultanen Ausschluss einer lungenartt"ricnembolie (Abb. 8-2.5), einer Aortendissektion und/oder einer signifikanten Koronarstcnose.
2.1.4 Magnetresonanztomografie
2.1.4 Magnetresonanztomografie
Methode: s. S. 79 II Die MRT erm()ghcht e1ne kardiale Morpholog1e- und Funkt1ons· d1agnostik.
Methode (s. a. S. 79 ff.): Rekonstruktion von Sehninbildern (Tomograf1en) aus Korper signalcn (Resonan7s,gnalc). die m1thi lfe s1ch srand1g ändernder Magnetfelder induZiert werden. D1e MRT ermöglicht eme kardiale Morphologie- sowie Funklionsdiagnostik.
Indikationen (Abb. B-2.6): Beurteilung von Größe. rorm und Lagebeziehungen der Herzkammern sowie Beurteilung der Perfus10n und Vitaliät des Myokards. WIChtige Indikationen: • et'NQrbene Erkrankungen der großen herznahen Gefäße • koronare Herzkrankheit und 1hre folgen • Kardlomyopathien • Myokarditits, Perikarditis und Perikarderkrankungen • kardiale und parakardiale Raumforderungen • erworbene Herzklappenfehler • angeborene Herzfehler.
Indikationen (Abb. 8·2.6): D1e kardiale Morphologie-Diagnostik wird angewendet zur Beurteilung von Große und Form der Herzkammern sowie deren Lagebeziehung Lueinander und zur Beurteilungder Hcrzwandungen. Die kardiale Funktionsdiagnostikdient der Beurteilung der Herzfunktion sowie der Perfusion und Vitalität des Myokards. Hieraus ergeben sich folgende wichtige Indikationen: • erworbene Erkrankungen der großen herznahen Gefäße • koronare lte17krankheit und 1hre Folgen • f<Jrdiomyopathlen • Myokarditits. Perikarditis und Penkarderkrankungen • kardiale und parakard iale Raumforderungen • erworbene Herzklappenfehler • angeborene Herzfehler.
B 2.1 Radiologische Methoden
=
d
a Axiales (I) und seitliches (U) Bild eines ASO (Pieilmariderungen). b Am Aortenverlauf orientiertes sagittales {I) sowie axiales (U) Bild einer Aortendissektion Typ Stanford A mtt Beginn im Bereich der Aorta ascendens (bl: Pfeile auf O~Ssektions· membran. bll: PIeile auf Dtssektionsmembran Aorta a\Cendens, Pfetlspttle Aorta descendens). c Tumor (T) im linken Vorhof, es handelte sich um ein Myxom. Axiales MRT-Bild mit Darstellung aller vier Herzkammern. d Char.~kteristischer MRT-Befund der arrhythmogenen rechtsventrikulären KardiomyopathH:' mit regionaler Infiltration des Myokards durch Fettgewebe. Des Wetteren anrorysmatischc Aussackung des rechten Vorhofs. Im bewegten Btld wilrde fNnN ~ine Kontraktionsstörung des Myokards auffallen. e Chronischer Myokardinfarkt (Zweikammerblick des Herzens): 1S Minuten nach Kontrastmittelgabe starke Kontr.~stmittelanreicherung (sog. Late Enhancernent) im Bereich der ausgedunnten chronisch 10fanierten Herzspille (Pfeil). f MRT·Dar~tellung eines Bypasses (PI~Ispttle) zur rechten Herzkranzarterie (schwarze Plet~). Der Bypass ist blutdurchströmt und daher signalarm Im mediaistmalen Fettgewebe gut erkennbar. WetBer Pletl auf Anastomose.
233
234
B 2 Herz
Wissenschaftlich evaluiert werden derzeit: MR-Angiografie der Koronararterien o Diagnostik von Klappenerkrankungen. Shuntvitien und Myokarditiden.
ln der wissenschaftlichen Evaluation befinden sich: o MR-Angiografie der Koronararterien sowie die Funktionsdiagnostik koronarer Bypässe o Diagnostik von Erkrankungen der Herzklappen und Shunt-Virien o Diagnostik entzündlicher Erkrankungen des Myokards.
Kontraindikationen: Herzschrittmacher. ICD, ferromagnetische Gefäßclips. Stimulationselektroclen.
Kontraindikationen : Patienten mit Herzschrittmacher oder ICD (implantierbarer automatischer Kardioverter-Defibrillator), Gefäßclips aus ferromagnetischem Mareria l sowie spinal implantierte SrimulatJonselekrroden.
o
Spezieile Kardlo-CT· und Kardlo-MRT-Oiagnostlk die raunten technischen Entwicklungen aufdem Gebiet dererund MRT-Techniken findet derzeit ein dramatischer Wandel der Indikationsspektren fiir diese beiden Verfahren sr.m. Voraussetzung fiir eine dczidoertc k.1rdialc ß1ldgebung mittels schnittbildgebender Verfahren sind zum emen modemc Mehrschi
Im Gegensatz Lur er. drc s1ch auf die anatomische Jnfoml sind tumoröse odt•r enl2iindl1che Erkrankungen de' Herzens, besonders ~uch des Herzmuskels. gut und skher d~agnostizierbar. Myokard1hS, S;uko1dose oder andere myokardiale Erkrankungen werden anhand des sog. .l
Kardio-MRT: Verschiedene Muster von myokardialem Late Enhancement
a
b
2.1.5 Angiokardiografie • Drfinltion.
Methode: Seim Unksherzkatheter wird iiber die A. femoralisoder A. brachialis ein Katheter bis in die lonke HerLkammer oder an die Abgänge der Koronararterien (Koronar-
c
d
a. b ischämiebedingte Muster: Bei chronischem Myokardinfarkt stellt sich die Infarktnarbe als scharf begrenztes hyperinteoscs Areal dar, Je nach Ausdehnung subendokardial (a) oder trans· mural (b) (Abb. B·2.6e). c, d Nicht ischämiebedingte Muster: ün fleckiges, wenig hyperintenses Late (nhancement findet sich z. 8. bei Myokarditis oder einer Sarkoidase (<).ein mittmyokardiales Enhancemenll. 8. bei dilatativen Kardiomyopathien (d).
2.1.5 Angiokardiografie Röntgenkontr.utdarstellung der HerzbinnenrJume. ihrer CröSe und Funktion. der großen GefJßstdmme. Nachwers und llestrmmung ggr. vorhandener Shuntvolumina. Darstellung der Koronararterien. Methode: Unterschieden werden der venöse (Rechtsherzkatheter.•kleiner Herzkatheter") und arterielle Herzkatheter (Linksherzkarherer~ Setm Unks herzkatheter wird perkutan von der Leiste oder Ellenbeuge aus über dte A. fcmoralis bzw.ll. bra-
235
8 2.1 Radiologische Methoden
Angiokardiograßsche Verfahren und Indikationen ven6ser Herzkatheter (Redltsherzkatheter)
Indikationen
über V femorahs communis ~'V brach1.1li'
arterieller lterzbtheter (Unltsherzlcatheter) über A. femorahs communis oder A. brach•alis
Pulmonallsanglografle . arterio\•enöse lungenfisteln · PulmonaiJsklappeninsulfizienz · Fragestellungen bei Palienten m1t Mitraiod er Aortenklappenersatz - Pat•cntenuberwachung auf Intensivstationen (Mon~tonng HMV. Druck) Dextrokardiografie · Pulmonal-und Trikusp•dalklappenfehler · Rcchts-hnks-Shuntvitien · Vorhofseptumdefekt • lungenvenenfehleinmundung Angeborene Herzfehler - rranspos•llon der großen Gefäße · Pseudotruncus arteriosus communis · Truncus aneriosus communis
Anatomie der Krant•rterlen ---1
2 J
4
levokardlografle · lakultatov be1 Korona• anglogral•~ (Myokardfunkbonsanalyse) - Aorten- und M1tralklappenfehler - Rechts-links-Shuntvitien - Canalis atrioventriculans commums · KardiOfllyopath•en · AnCul'f'mablldungen der lmken Kammer · hnksventnkulare Oys· odl'r Ak•nesien Koronaranglografle - bei koronarer Herzerkrankung · vor Herzoperationen bei ErwKhsenen · tum Aus>ehluss anatomi>Che< Verlaufsanomaben (-or Herzoperatooen)
5 1
2 3 4 5
A coronana c;1ni'itra
A. coronanadextra R.
lntcrwntrKuLlH~ dnter.ot
R. circumflexus R. interventricularis posteriOr
chialis ein Katheter bis in die linke HeiLkammer oder an die Abgänge der Koronaral'1erien (Koronaranglografle) vorgeschoben. Be1m Rec:htshel'lkatheter wird der Katheter tiber die V. femorahs oder V. brachialis emgeführt. Nach Injektion eines Kontrastmittels wird dessen Verteilung und Fluss auf emem Cinematografiefilm aufgezeichnet Die Ventrikulografie g1bt Auskunft über Größe. Fonn und Komraktionsverhalten des linken (l
Sondierungstechnik für d1e rechte bLW. linke Korona•atenebe•transb•a
Die Ventrikulograße gibt Auskunft über Größe, Form und Kontraktionsverhalten der Ventnkel. Die Koronaranglografle erlaubt die selektive Darstellung der Koronararterien. Über den Katheter können Gewebebiopsien vorgenommen oder das Re1zle1tungssystem überprüft werden (elektrophysiologische Untersuchung. EPU).
Indikationen: s. Abb. 8·2.8.
Indikationen: s. Abb. B-2.8.
Kontraindikation: Kontraindikationen smd Kontrastmlttelallerglen. Hyperthyreose. dekompensierte Hel'l1nsuffizienz. Gennnungsstörungen sowie die Ablehnung durch den Patienten.
Kontraindikation: Vor allem Kontrastmittelallergie.
236
8 2 Herz
2.1.6 Nuklearmedizinische Verfahren
2.1.6 Nuklearmedizinische Verfahren
Methode (s. S. 138 11.): Oie Szintigratie ermöglicht Darstellung und Beurteilung • VItal perfundierten Myokardgewebes • nekrotisch infarzoerten Myokardgewebes • der Ventrikelfunktionsverhältnisse • der Stoffwechselaktivität des Herzmuskels.
Methode (s. S. 138 ff.): Die Szintigrafie des Herzens ermöglicht die Darstellung und Beurteilung • vira l perfundierten Myokardgewebe~ • nekrotiSCh mfarzicncn Myokardgcwebe~ • der Venrnkelfunktionsverhaltnissc und • der Stoffwechselaktivität des Herzmuskels sowohl in Ruhe als auch unter Belastung. Neben der herkömmlichen Gammaka mera. d1e die gesamte abgegebene Strahlung eines Nuklides aus einer Körperregion auf emem Bild wiedergibt (s. S. 141 ). erlauben technische Wellerentwicklungen eine überlagerungsfreie Darstellung mit schicht· weiser Abbildung der Radionuklidverteilung im Herzen. Diese schnittbildgebenden Verfahren. die in Analogie zurCT mittels um die Körperachse rotierender Detektoren d1e vom Nuklid emitierte Strahlung erfassen. werden als Emisslonscomputertomo· grafie (ECT) beze1chncr (s. S. 142 ff.). H1erzu gehören die Single-Photon-Emissionscomputertomografie (SPECT) und die Positronen-Emissionscomput ert omografie (PET).
Die Emissionscomputertomografie (ECT) erlaubt eine überlagerungsfreie Da~tetlung mot schichtweiser Abbildung der Radionuklidverteilung om Heoen. Zu ihr gehören die Single-Photon-Emissionscomputer· tomografle (SPECT) und die PositronenEmissionscomputertomografie (PET).
Indikationen und typische Befunde: s. Tab. 8·2.1.
Indikationen und typische Befunde: s. Tab. 8·2.1 .
Wichtige nuklearmedizinische Methoden und ihre Indikationen Durc:hfllhrung
lndlbtlon
1hallium·Chlorid (Nachteil: langeHWZ) • oltl'mOiiv: -Technetium·lso· noloil ('•"Tc·MIBI: geringe<e HW/. bessere Abbildungseigenschaften)
Dem l'allent~n wird nach Belastung (z. 8. durch Fahrradergomctrie) das Radionuklid inji1ie1 t und d1e Aktivität 9~1lWS<('f1. 3-4 h danach word ron Ruheszintigramm durchgeführt (i. d. R. in SPECT· Technik. s. S. 142).
Darstellung der Thallium word als Kalium·Analogum PerfusiOnsverhaltnisse über das Na·K·ATPase-Syslem des (111)( allem bei Myokards aufgenommen. Regelrecht V. a. koronare perfundielte Areale werden marl
'l'lmrechnet1um-
Durchführung EKG· getriggert in Ruhe oder unter Belastung
Verlaufskontroll~
Methode
Nuklld/Subminz
Myokard· perfuslonsszlntlgrafie
•
Radionuklid· ventrlkulografie (Herzbinnen· raumszintigraf~e)
101
markierte Erythrozyten oder Humanalbumin
Immunszintigrafie (s. a. Abb. B·2.9a)
111
PET-Verfahren
multiple Substanzen. z. B. Glukoseanalogon IB·Fiuorodeoxyglukose ( l8·FDG·PCT)
ln·Antimyosin ''Indium-markierte monoldonale Anti· körpergegen Myosin)
(
1
wegen der sehr langsamen Blutclearance lange Wartezert (24 -72 h) bis IUI B•ldakqulsitoon
bei primarenund sekundären Myokard· erkrankungen. Klappenfehlern
Befund
Darstellung der Her~k.1mmern in Bewegung durch doe markierten Herzbinnenräume. Beurteilung der Pumpfunktion des Herzens (regionale Wandbewegungsstörungen. linksventrikulare Ejektionsfraktoon)
Myokarditis. Trans· plantatabstoßung
'' 'ln·Antimyosin akkumuliert in Muskelgewebe. in dem Myosin auf· grundvon Zellmembrandefekten exponoett ist. Die Anreicherung g1bt d~ekt das Ausmaß emer Schädigung Wteder.
Beurteilung der Myo· kardvitalität. Risiko· stratofizierung eines operatown kard1alen Eingrifles. Nachweis} Ausschluss e1ner KHK
Dte FDG·PET ist für die Vital1täts· diagnostik hochsensitiv und erlaubt die spezifische Beurtetlung deo Gewebevitalität durch die Gtukoseaufnahme. H•erdurch word bei Patienten mit st;~rk em•edngter linksventrikulärer Funktion oder KHK die individuelle Entscheidung für eine Revasl
kungen
Myokard-lmmunszlntlgrafle a Normalbefund: physiologische Anreicherung im Knochenmarl< des Sternums, in der Leber und den N1eren. b Vermehrte Anreicherung im gesamten Myokard bei Myokarditis. Das Anreicherungsverhältnis (Uptake) ZWISchen Iien: und .Hmtergrund" beträgt 2.
Sternum
b Uptakc - 2.0
.,. Klinischer Fall.
Ein junger Patiem siefit sich wegen subjektiv empfundener Leisrungsschwäche vor. Herzfernaufnahmen, fchokord1ografie und EKC wgen kemen emdeutlg pdtholog1schen Befund tn der Serola&le fallen erhOhle Entzündungsparameier auf. Eme lmmunSLinugrafie {Abb. B·2.9b) 1C1gt emr verstJrklc Anre1cherung in ProJektion auf das Myokard. D1c~er Befund pdSSt zur 0Jagnose emer Myokarduis. D~e Serolog1e ergab emen erhöhten Coxsack~e-8-TIIcr. sodass d1e Diagnose emer Coxsackie-Myokarchns gestellt "'urde. Auf eine Myokardbiopsie wurde ven:ichlet. Unter konservativer Therap1c und zunJchst konsequenter Vermeldung von Bclastungsspltzen. kompleite Ausheilung. Die wllstandige Belastungsf.lhigkeit war nach 18 Mona1en w1eder herge~tcllt.
2.2 Leitbefunde - vom radiologischen Befund
zur Diagnose kardialer Erkrankungen Prinztpiell hat die Betrachtung isolierter Herzhöhlenvergrößerungen (Tab. B-2.2) vor allem didaktische Gründe. Häufig liegen komplexe Veränderungen vor. bei deren Analyse auch die Beurteilung der Lungengefäßzeichnung sehr bedeutsam ist (s. S.
• KliniKher Fall.
2.2
Leitbcfunde vom radiologischen Befund zur Diagnose kardialer Erkrankungen
s. Tab. B-2.2.
167 ff.~
Es gtbt zwei unterschtedliche Kompen~tiOnsformen des Her1ens bet Nhöhter Belastung. • Druckbelastung führt zunächst zu einer Erhöhung der systolischen Wandspannung und konsekutiv zur hypertrophen Herzwandvergrößerung(in der Längsachse betonte Größenzunahme). Die isolierte Druckbelastung eines Ventnkels ist im Röntgenbild wegen der kOnlentrischen also nach mnen gerichteten Myokard· hypertrophic prakttsch nicht zu erl<e.nnen; hingegen erlauben dte Schnittbildverfahren und hier allen voran die Echokardiografie eine genaue Beurteilung. • Volumenbelastung mit primär erhöhter diastolischer Wandspannung führt zu einergleichzeiltgen Großenzunahme sowohl des longttudinalen als auch des transversalen Ventrikeldurchmessers. Eine Ventrikeldilatation aufgrund emer Volumenbelastung ist dagegen frOhzetug tm Röntgenbtld anhand der Größenzunahme der Herzsilhouette erkennbar. Eine Unterscheidung zwtschen Druckbelastung und Volumenbelastung ist allein mit dem Rontgenbi ld nicht moglich.
Es gibt zwei KompensatiOnsformen des Herzens bet erhöhter Belastung: • Druckbelastung führt zur Erhöhung der systolischen Wandspannung und dadurch zur konzentrischen Hypertrophie. Oie iso· llerte Druckbelastung t.>1nt.>~ Wntrikt>l\ ist im Rontgenblld nicht zu erl<ennen. • Volumenbelastung m1t erhöhter diastolischer Wandspannung führt zur Venmkeldilatation. Diese ist früh an der Größenzunahme der Herzsilhouette erkennbar
238
8 2 Herz
Typische Befunde bei Herzerkrankungen Abbildung Röntgen
Vergrößerung des linken Ventrikels
Vergrößerung des rechten Ventrikels
/. ( \
\ p.·a.
~
~:ß
mögliche Ursachen aortal konfiguriertes Herz. • Aortenklappenfehler (s. S. 243) • Herzspitze nach lateral und unten verlagert • MitraHnsuffizienz (s. S. 246) • linksbetont~ Größl'ntunahme des • Kardlomyopath•e Trans~~ersaldurchmessers • Herlinsuflizienz (s. unten) • vermehrt gerundete linke Herzkontur • arteriosklerotische Herzschadigung • Herzbucht konkav betont (s. S. 240) • chronische arterielle Hypertonie (s. S. 240).
Se•tbild
• Einengung des Retrokdrd•alraums
p.·a.
• rechter Ventrikel wird an der linken Herzkontur randbildend • Herzsp•tze scheint angehoben
Seitbild
• Einengong des Retrosternalraums
,
~ VergröSerung des Unken
~.r ~\~ p.-a.
Vorhofs
Se•tbild Vergrößerung des rechten Vorhofs
• Vergrößerung nach hnks latNal mit prominentem Lnken Herzohr • rechte Heokontur verdoppelt durch den VorhofkPrnS 60. linker Hauptbronchus angehoben
• • • • •
Cor pulmonale (s. S. 219) Pulmonalstenose fallot-Tetralogie (s. S. 250) Trikuspidalarresie Herzfehler mit Unks·Rechts·Shunt
• • • • •
l.iltralklappenlehler (s. S. 245) Vorhofseptumdefekt (s. S. 24 7) Ventrikelseptumdefekt (s. S. 248) Tumoren des linken Vorhofs offener Ductus arteriosus (s. S. 249).
• Dorsa>verlagerung der Speiseröhre (Ösophagogramm) • tritt sdlt'n I~ •rt auf, ~
• Trikuspidalklappenfehler • Ebstein·Anomalie • Vorhofseptumdefekt (s. S. 247)
globale Herz. vergröSerung
p.·a.
• Herzschatten is nach allen Seiten verbreitert
• • • •
Kardiamyopathie Myokarditis Perikarderguss (s. S. 252) multivalvuläre Viben
intrakardiale Verkalkungen
CT
• Durch das CT überlagerungsfreie Darstenung kard•aler Kalz,flkat•onen. • Kalziflkation der Kranzarterien. des Perikards, Herzklappenkalzifikationen oder Parenchymkalllfikationen nach Myokard•bs oder Myokardinfarlxu~. offener Pfeil auf pe1iundiert~m RIVA-Bypass).
• • • • • •
verl
Struktur und Gefäßzeichnung der Lunge s. S. 167 ff.
2.3
Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
2.3.1 Herzinsuffizienz • Defimtton.
Klinik: Man untersche•det: • llnksherzlnsuffizlenz: Dyspnoe, Asthma cardiale. Lungenödem, Leistungsminde· rung. Schw1ndel • Rechtsherzinsuffizienz: obere und un· tere Einflussstauung, Gewichtszunahme, Öd~me. Stauungsleber und -gastritis.
2.3 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund 2.3.1 Herzinsuffizienz Der Begnff .Herzinsuf!i?ienz· be7elchnct em kli111sches Syndrom un· tersch1edlicher Ät1ologie. Das Herz 1st nicht m der L.lge trorz ausreichendem venösen Blutangebot und Füllungsdrücken ein für den Bedarf des Organismus ausreichendes Herzzeltvolumen zu Rirdern. Klinik: je nach betroffener Herzhlilf!e unter<;cheider man: • Unksherzinsuffizienz: Dyspnoe, Asthma cardiale, Lungenodem. Leistungsminderung. Schwmdel • Rechtsherzlnsuffizienz: obere und untere Emnussstauung. Gewichtszunahme. Ödeme, Stauungsleber. Stauungsgastritis.
8 2.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
239
Beachte die nach Unksverbreiterte Herzsilhouette als Ausdruck einer linksventrikulären Dilatation. Die Ausschnittsvergrößerungen zeigen vermehrte GeläSe sowohl im beidseitigen Hilusbereich alsauch in der Lungenperlpherie. wobei besonders hilusnahe Lungenvenen (Pfeile) deutlich zur Darstellung kommen. Die Gefäßzeichnung ist unscharf. Kerley-B-Linien (Zeichen eines interstitiellen Lungenödems. s. Abb. B-1.24, S. 174) sind angedeutet erkennbar.
Gemeinsame Symptome bei Links- und Rech tsherzinsuffizienz sind Nykturie. Tachykardie, Herzvergrößerung sowie evll. Rhythmusstörungen. Kommt es infolge einer fortgeschrittenen Linksherzinsuffizienz zu einer myogenen Dilatation des rechten Ventrikels. so liegt eine globale Herzinsuffizienz vor.
Eine globale Herzinsuffizienz liegt bei wsätzlicher myogener Dilatation des rechten Ventrikels vor.
Diagnostisches Vorgehen: Die Diagnose einer Herzinsuffizienz wird v.a. durch Anamnese ( Vorerkrankungen. Beschwerden) und klinischen Befund gestell t.
Diagnostisches Vorgehen: Anamnese und klinischer Scfund.
Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Die radiologisch fassbaren Zeichen der Herzinsuffizienz betreffen den Herzschatten und den demjeweiligen Ventrikel vorgeschalteten Kreislauf. Hinsichtlich der Bewertung der Herz· größe ist zu berücksichtigen: • Die Bre1re des Herzscharrens ze1gt eine große physiologische Schwankungsbrelte. • Es bestehr keine feste Korrelation zwischen der radiologisch nachweisbaren Ver· breirerung des Herzschattens und dem Grad der vemnkulären lebtungsfiihigkeit. • NichtJedes im Röntgenbild vergrößerte Herz ist insuffizient • Ein normal großes Herz schließt eine myokardialc Insuffizienz nicht aus. • D1e isolierte Vergrößerung eines Ventrikels muss n1cht zu emer Veränderung der Herzsilhoueue führen.
Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Sie dient der Bewertung der Herzgröße: • Die Breite des Herzschattens zeigt große physiologiS
Bei Linksherzinsuffizienz 1st neben der Größenver;i nderung des Herzens auch die Formveränderung bei der Diagnose hilfreich. Meistens fall t in der p.-a.-Aufnahme die sog. Holzschuhform auf(Abb. B-2.10).1m Se1tblld ist d1e Zunahme des Herzuelendurchmessers von Bedeutung. Außerdem ist der Lungenkreislauf zu beurteilen (pul· monale Stauungszelchen7 s. S. 219). Zeichen der Rechtsherzinsuffizie.nz sind rechtsventrikuläre und -atriale Herzvergrößerung. verbreitertes Vascular pedicle (mediastinales Gefaßband rechts der Trachea). Zwerchfellhochstand infolge einer stauungsbedmgten Hepatomegalie sowie Pleuraergüsse (meist rechts frühzeitiger und/oder ausgeprägter als links). Auf der lateralen Aufnahme imponiert d1e Verschm.ilerung des Retrostemalraumes. Bei globaler Herzinsuffizienz besteht eine allseitige Vergrößerung des Herzens sowie emer Einengung des Retrosternal· und Retrokardialraumes. Echokardiografie: Nachweis vergrößerter Herzhöhlen. Bestimmung der Myokarddicke. cvrl. Nachweis ursachheller Faktoren (Kiappenfehlcr). je nach vermuteter Ursache werden außerdem Koron<~rangiografie. MRT. nuklearmedizinische Verfahren oder eine Myokardbiopsie durchgeführt.
Zeichen der Rechtsherzinsuffizienz sind Vergrößerung von rechtem Vorhof und Ventrikel. verbreitertes Vascular pedicle. Zwerchfellhochstand sowie Pleuraergüsse. in der Seitaufnahme ist der Retrostemalraum verkleinert. Bei globaler Herzinsuffizienz besteht eine allseitige Vergrößerung des Herzens. Echokardlografie: Nachweis vergrößerter Herzhöhlen. Bestimmung der Myokarddicke. Zusätzlich werden Koronarangiografie, MRT, Myokardbiopsie oder nuklearmedizinische Verfahren cingcsct7t.
240
8 2 Herz
2.3.2 Arterielle Hypertonie
2.3.2 Arterielle Hypertonie
• Definition.
Wiederholt gemessene systolische Blutdruckwerte a 140 mmHg und/oder diastollsehe Werte :!. 90 mmHg.
Klinik : Man unterscheidet primäre (essenzielle) Hypertonie mit unbekannter Ursache und sekundäre Hypertonie (z. 0. endokrin oder renal bedingt).
Klinik: Ätiologisch werden eine primäre (essenzielle) Hypertonic mit unbekannter Ursache und eine sekundäre Hypertonie (symptomatische) Form (z. B. renale Hypertonie. endokrine Hypertonie) unterschieden. Häufig bestehen über lange Zeit kaum Symptome (ggf. KopFschmerzen, Schwindel, Dyspnoe).
Diagnostisches Vorgehen : Anamnese. klinische U11tersuchung (z. B. wiederholte RR-Messungen): weiterführend Echokardiagrafie und Röntgenthorax.
Diagnostisches Vorgehen: Zur Basisdiagnostik bei Verdacht aufarterielle Hypertonie gehören Anamnese (RisikoFaktoren) und klinische Untersuchung (wiederholte RRMessungen. Auskultation. Gefaßstarus. fundoskopie). Erst im Rahmen der weiterführenden Diagnostik werden Echokardiografie und Röntgenthorax angefertigt.
Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Der Her7schatten 1st linksseitig verbreitert, es bildet sich eine aortal konflguriE>rte Hernilhouette aus (s. Tab. B-2.2 und Abb. B-2. 11 ). Die Aorta ist elangiert und sklerosiert. Später bildet sich eine pulmonal arterielle Hypertonie aus. die zentralen Pulmonalarterien sind erweitert (s. S. 219). Im Seitbild füllt die erweiterte Ausflussbahn den Retrosternalraum aus. Pleuraergüsse signal1s1ercn eine zusätzli
Radiologische Diagnostik : Konventionelle Rö ntgendiagnostik: Erst wenn der Ventrikel dilatiert, 1st eme linksseitige Verbreiterung des Herzschalteils Festzustellen. Oie Herzbucht bleibt erhalten. es bildet sich eine aortal-konfigurierte Herzsilhouette aus (s. Tab. 8·2.2 und Abb. 8·2.11). Die systemische Druckbelastung führt häufig zu einer Elongation und Sklerose der Aorta (prominenter AortenknopF). Bei Fortbestehender Druckbelastung und zunehmender li nksventrikulärer Dilatation sind pulmonalvenöse Stauungszeichen Ausdruck der eingetretenen Linksherzin~uflizien7_ Oie Herzsilhouette ändert sich mit der Ausbildung einer pulmonal arteriellen Hypertonie, erkennbM an der Erweiterung der zentralen Pulmonala rterien (s. S. 219). Im Seitbild füllt dre erwe1terte rechtSventrikuläre Ausnussbahn den Retrosternalraum aus. Pleuraergüsse signalisieren diezusätzl iche Rechtsherzinsuffizienz. so dasssch ließlieh eine globale Her7insufli7ienz vorliegt.
Echokardiografie: Evtl. Nachweis einer linksventrikulären ~lypertrophie.
Echokardiografie: Evtl. Nachweis einer linksventrikulären Hypertrophie.
VergröBerte Herzsilhouelle mit kugeliger Abrundung der ~lef7· spitze und deutlicher Einengung des Retrokardlalraums im seltli· chen Bild. Des Weiteren Aortenelongation (nach kranial verlagerter Aortenbogen. Preile). wobei die Aorta ascendens rechts randbildend wird (Pieilsp;tzen).
• 2.3.3 Koronare Herzerkrankung (KHK) • Definition.
b
l
2.3.3 Koronare Herzerkrankung (KHK) Unter diesem Begnff werden ätiologisch unterschiedliche Herzerkrankungen LusammengeFasst. denen pathophysiologJsch eme Koronararte-rienmsuflizienzgememsam 1st. Häufigste Ursache der KHK 1st die arteriosklerotische Koronarstenose.
241
B 2.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
a, b RöntgenthoraK mit frischem Myokardinfarkt (Bettaufnahme): Das Herz ist nicht vergrößert (beachte. dass es sich um einen a.-p.-Strahlengang mit geringem Film-Fokus-Abstand handelt!). ln der Oetailaulnahme (b) 1ind die 7eichen der pulmonal-venösen Stauung gut erkennbar (s. S. 239); beachte die peribronch1ale Manschette (PI eil). PI eile in a • Gummischlauch der Sauerstoffmaske. c-e Verkalktes Herzwandaneurysma (Pieilsp1tzen) des linken Ventrikels: ln den Herzfernaufnahmen deuten d1e PIeile auf EKG-Eiektroden hin (c, d). im Cl-Bild auf ein neu eingeführtes Schrittmacherelektrodenkabel (e). f Intrakardialer Thrombus: Cl-Bilder in Höhe des linken Vorhofs (fl ohne KM, 12 mit KM). Der linke Vorhof Ist vergrößeft und zeigt eine inlrakavit;ire Raumforderung, die schon in der Nativaufnahme durch die schleierartigen Verkalkungen (PI~il~pit1~n) auRällt. Nach KM-Gabe ist sie ohne KM-Aufnahme scharf ab7ugrenzen: es handelt sich um einen großen Vorhofthrombus. Beachte den KMBolus. Rec:hterVorhof und Ventrikel sowie Pulmonalarterien (Pieil) sind kräftig kontrastielt. deutliche KM·fullung im linken Vorhof und Ventrikel. ~ber noch n1cht in der Aorta descendens. Klinik: Leitsymptom ist die Angina pectoris (AP) mit typischerweise retrostcrnalem oder linksthorakalem Schmerz bzw. Druckgefühl und ggf. Ausstrahlung in Schulter, Arm. Kieferwinkel. Oberbauch. Schwerwiegendste Folge einer manifesten KHK sind die Myokardinsuffizienz und der Myokardinfarkt.
Klinik: Leitsymptom ist die Angina pectoris mit retrostemalem oder linksthorakalem Schme11. Schwerw!C9endste Folge sind Myok,Jrdinsuffizienz und -Infarkt.
Diagnostisches Vorgehen: Im Vordergrund der Untersuchungsverfahren bet V. a. KHK stehen Ruhe- und Belastungs-EKG.
Diagnostisches Vorgehen: Ruhe- und Belastungs-EKG.
Radiologische Diagnostik:
Radiologische Diagnostik:
Konventionelle Röntgendiagnostik: Untergeordnete Bedeutung. evtl. Nachweis von Koronarverkalkungen. verkalktem Herzwandaneurysma nach Myokardmfarkt (Abb- B-2.12).
Konventionelle Röntgendiagnostik: untergeordnete Bedeutung (Abb. B-2.12).
242
B 2 Herz
Echokardiografle : Quanlifizlerung der Herzgröße sowie der linksventrikulären Funktion. Bei Z. n. Myokardinfarkt Nachweis regionaler Kontraktionsstörtrngen.
Echokardiografle: Quantifizierungder Herzgröße sowie der globalen und regionalen linksventrikulären Funktion. Ausschluss anderer Ursachen der Ar-Beschwerden (z. B. Aortenstenose. Aortendissektion). BeiZ. n. Myokardinfarkt Nachweis regionaler Kontraklionsstörungen (Akinese. Dyskinese), Ausschluss von Thromben.
Myokardn lntlgrafle: Na
MyokardszJntigrafie: Nachwei~ belastungsabh~ngrger, reversibler (Ischämie) oder irreversibler (lnfarktnarben) Speicherdefekte (s. S. 236).
Koronaranglografie: Darstellung der Koronararterien (s. S. 236).
Koronaranglografie: Genaue Darstellung von Lokalisation. Grad und Morphologie der Veränderungen der Koronararteneo (s. S. 236).
Patient mit Koronarinsuffizienz Vorderwand
Septum
•
5
;I
6
(
• 9 •
• •..
7
'
•
8 •
Vorderwand
• ~eptum
I..Jteralwand
•
Jlt
·10
411' ~
.;
c
)
d
Hinterwand
b
•
Lateralwand
e
Hrntcrwand
f
a-c Präoperative Myokardperfuslonsszlntlgrafle (SPECT Technik) nach Belastung. ln b Ist Piktogramm Nr. 7 vergrößert dargestellt. Auffaller>d ist eine deutliche Minderdurchblutung der Hinterwand ur>d der posterolateralen Abschnitte. c zeigt den gleichen Bildausschnitt aufgenommen nach erner Ruhepause mot Nuklidredistribution in das zuvor ischämische Areal. Die jetzt homogene Anrelcherung Ist Ausdruck erner gteochmäßigen Myokarddurchblutung unter Ruhe~rngungen. d- f Postoperative Angiografie: Sie zeigt ein gutes Operationsergebnis des linksseitigen IMA-Bypasses auf den RIVA. Der Angiografiekatheter wurde über die linke A. brachialis in den Abgang der linken A. mammaria platzrert (Pier I in d). Nach KM-Injektoon kommt die A. thoracica Interna gestreckt ver1aufend zur Darstellung. Im Ana~tomosenbereich sond kerne Unrl'gelmJßigkerten erkennbar (Pfeil in e). ln der Spätphase imponiert eine kräftige KM-Aufnahme des perfundierten Myokards (f). Beachte die Darstellung des Sinus coronarius (' ).
243
8 2.3 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund
•
Klinlich~r
Fall. Der 52·J•hrige Pallt'nt
• KllmHher f.JII.
pectoris vor. Die Anamnese ergab als emzigen Risikofaktor einen Nikotinabusus. Herzfernaufnahmen. Labordoagnostik und Ruhe-EKG zeigten keinen pathologischen Befund. das ~lastungs- EKG musslCJed<>
2.3.4 Häufige erworbene Herzklappenfehler
2.3.4 Häufige erworbene Herzklappenfehler
Bei den erworbenen Herzklappenfehlern hat ein dramatischer Wandel der Krankheitsätiologie stattgefunden. Durch adäquate Therapieformen des rheumatischen Fiebers ist es zu emeon weitgehenden Verschwinden der meist im 3. oder 4. Oezennoum symptomarisch gewordenen rheumatischen Herzklappenvcr~nderungen gekommen. Vordergründig ist jem die Zunahme der degenerativen Herzldappenfehler (v.a. Mitralinsuffizienz und die Aortenstenose). die erst im höheren Lebens.tltcr symptomatisch werden. Dieser Prozess wtrd noch weiter fonschreiten entsprechend der zunehmenden Lebenserwartung der Bevölkerung. Unabhängig von dieser verä nderten Epodemiologie der Klappenfehler verble1bt hingegen die hohe kardiale Morbidität mit den Folgen einer Herzmsuffizienz oder komplexen Arrhythmien. Mehrere Klappen können gleichzeitig und unterschiedlich stark geschädtgt ein (mul· tivalvuläre Vltlen). Folgende Kombinationen sind typisch: • Mitral- und Trikuspidalfehler • Mito·al- und Aortenfehler • Aorten-. Mitral- und Trikuspidalfehler.
Hauptursachen sind degenerative Herzklappenfehler, die erst Im höheren Lebensalter manifest werden. Rheumatische Herzklappenveränderungen sind selten geworden. Häufig bestehen multivalvuläre Vitien. z. B. • Motral- und Tflkuspidallehler • Motral- und Aortenfehler • Aorten·. Mitral- und Trikuspidalfehler.
Diagnostisches Vorgehen: Kli ntsch stellen sich dte Panenten häufig mit ersten Symptomen einer Herzinsuffizienz vor. Im Röntgenthorax kann eine Beteiligung der Herzhöhlen. der Aorta und eme Belastung des Lungen kretslaufs beurteolt werden. Die Echokardiografie ermöglicht die morphologtsche Beurteilung der Klappen sowie die Messung des Druckgradienten und den Nachweis einer Insuffizienz.
Diagnostisches V« gehen: Im Röntgen· thorax wird die Beteiligung benachbarter Strukturen beurteilt. Die Echokardlograne ermöglicht morphologische Beurteilung der Klappen sowie Messung des Druckgradienten
Aortenklappenst enose
Aortenklappenstenose
Bet der valvulären Aortenstenose besteht eine Einengung der Aortenklappe. Davon abzugrenzen ist die supravalvuläre Aortenstenose mit Einengung oberhalb der Klappe ~owie du~ subvalvuläre Aortensrenose, bei der z. B. onfolge einer hypertrophischen obstrukttven Kardiomyopathie die Ausflussbahn des linken Ventrikels eingeengt ist. Durch die Einengung ist der systolische Bluteinstrom in die Aorta erschwert. Folgen sind die Druc.kbelastung des linken Ventrikels mit konzentrischer Hypertrophie und Koronarinsuffizienz. Klinik: Trotz hochgradiger Stenose sind die Patienten oft lange Zeit beschwerdefrei. Be1m Auftreten von Symptomen (Belastungsdyspnoe. Leistungsminderung. Schwindel. Synkopen) besteht bereits emc höhergradige Stenose. Blutdruck und Blutdruckamplitude sind als Folge des erniedrigten Herzzeitvolumens niedrig. die Puls.tmplitude ist klein (Pulsus parvus, tardus et mollis~ Auskultatorisch hört man ein raues. spindeiförmiges Systolikum mit p. m. im 2.1CR rechts paraste mal. das io die Karotiden fortgeleitet wird.
Klinik: Symptome ~nd Belastungsdyspnoe. letstungsmonderung. Schwindel. Synkopen. Die Pulsamplotude ist klein (Pulsus parvus. tardus et moflis). Auskultatorisch hört man ein raues. spondelfönmiges Systolikum.
Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Sie spielt für die Früherkennung eine untergeordnete Rolle. da trotzdeutlicher Zunahme der Muskelmasse prim~r keme Vergrößerung des Herzens sichtbar ist. Allenfalls kann eme Abrundung der Herzspitze Zeichen der Hypertrophie sein. Erst mit Verbreitung der
Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Für d•e Früherkennung spoelt sie nur eine untergeordnete Rolle, allenfalls wird eine Abrundung der Herz-
244
B
2 Herz
Aortenklappenstenose Beachte die aortalkonf19urierte Herz.silhouette mit Abrundung der HeflSpitze, Vergrößerung des Herztransversaldurchmessers nach links und im seitlichen Bild die Verkalkungen in Projektion auf die Aortenklappe (Pfeile).
spitze sichtbar. Später boldet sich die typi\ch~ Aortenkonfiguration aus. Der charaktl!fistische Röntgenbefund der poststenoti.schen Dilatation der Aorta ascendens ist an einem prominenten Aorten· bogen on der p.·a.-Aufnahme und der Dilatation der Aorta ascendens in der Seitaulnahme erkennbao (Abb. B-2.14).
Herzsilhouette infolge der myokardialen Dilatation kommt es zur Ausbildung der rypischen Aortenkonfiguratio n (Abrundung der Her7.spitze infolge der Muskelhypertrophie, Vergrößerung des Herz-Transversaldurchmessers nach lmks aufgrund der linksventrikulären Dilatation). Eventuell ist eme Verkalkung der Aortenklappe sichtbar. Der charakteristosche Röntgenbefund der poststenotlschen Dilatation der Aorta ascendens ist an einem prominenten Aortenbogen in der p.-a.-Aufnahme und der Dilatation der Aorta ascendens in der Seitaufnahme erkennbar (Abb. 8·2.14).
Echokardiografie: Nachweis der fibrotisch verdickten oder verkalkten Aortenklappen mit vermindeoter Klappenbeweglichkelt und -ölfnungsfläche.
Echokardiografie : Nachweis der librotisch verdickten oder verkalkten Aortenklappen mJt vermmderter Klappenbeweglichkelt und -öffnungsfläche. IJnksventrikuläre Hypertrophie, poststenotische Dilatation der Aorta ascendens. Der Druckgradoenr wird dopplerechokardiografisch bestimmt.
Llnksherzkatheter: Bestimmung des Druckgradienten und der Klappenölfnungs· flache. Koronarangiografie. Aortenklappeninsuffizienz
linksherzkalheter: Bestimmung des Druckgradienten und der Klappenöffnungsfläche. Koronarangiogralie.
Aortenklappeninsuffizienz Durch Schlussunr.!higkcit der Aortenklappe kommt es zum diasrohsehen Rückfluss von Blut aus der Aorta in den linken Ventrikel. derdadurch einer vermehrten Volumenbelastung ausgesetzt ist.
Klinik: Lcitsymptom ist die große Blutdruckamplitude sowie eon Pulsus celer et altus (.Wasserhammerpuls"). Auskultatorisch hört man ein diastolisches Decrescendogerausch.
Klinik : Leitsymptom ist d ie große Blutdruckamplitude sowie ein Pulsus celer et altus (.,Wasserhammerpuls"). Symptome treten erst spät auf und außcrn sich vor allem m Formvon Dyspnoe. Leistungsminderung und Palpitationen.Auskultatorisch hört man ein unmittelbar auf den 2. Herzton folgendes. diastolisches Dccrescendogeräusch. häufig zusätzlich con le1ses systolisches Geräusch bedmgr durch die gleichzemg bestehende relative Aortenstenose.
Radiologische Diagnostik : Konventionelle Röntgendiagnostik: Die linksventrikuläre Dilatation (.Holt
Radiologische Diagnostik : Konventionelle Röntgendiagnostik: Die linksventrikuläre Dilatation (.Hol7.schuhherz.. ) ist häufig in der seitlichen Projektion durch die Einengung des Rerrokard1.1lraumes besser erkennbar als in der Sagitlalaufnahme (Abb. B-2.1 5 ). Durch das große Schlagvolumen treten v erstärkte Pulsationen der aufstergenden Aorta auf(Röntgendurchleuchtung). M1t zunehmendem Schweregrad kommt es zur Aort enkonfiguration mot Linksverbreneru ng der Herzsrlhouene. abgerundeter Herzspitze. Betonung der Herztaille durch die Dilatation der volumenbelasteten Aorta ascendens und des Aortenbogens bco nocht veranderter A. pulmonalis.
Echokardiografie: Sie zeigt z. B. eine Vergrößerung des enddoastolischen Durchmessers des linken Ventrikels.
Echokardiografie: Vergrößerung des enddiastolischen Durchmessersdes linken Ventrikels. Flauerbcwcgungcn der Mitrallelappe bedingt durch den Reflux. Morhilfe d!>r Farbdoppler-Echokardiogralie kann der Insuffizienzjet direkt nachgewiesen werden.
Unksherzkatheter : Bestimmung der Regurgitationsfraktion.
Unksherzkalheter: Bestimmung der Regurgotationsfraktion. Koronarangiografie.
245
B 2.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
Aortenklappeninsuffizienz
a
a Schematische Darstellung. b Deutlkh linksvergrößerter Herzschatten (I) mit [inengung des retrokardialen Raumes (11). Oie Heospil7e ist deutlich abgerundet. Elongierter Aortenbogen (rechts mediastinal randbildend).
Mitralklappenstenose
Mitralklappenstenose
• Definition. Bei diesem häufigsten erworbenen Klappenfehler ist aufgrundeiner Verkleinerung der Klappenöffnungsn~che der dtastolische Blutemstrom m die ltnke Herzkammer erschwert. Es kommt zur Druckbelastung von linkem Vorhof und l.ungenkreislauf. Klinik: Hauptsymptom ist die Dyspnoe infolge der pulmonalen Stauung. Im weiteren Verlauf treten Orthopnoe und Hämoptysen auf. Als Folge der Druckstetgeruns und Vergrößerung des linken Vorhofs besteht haufig eine absolute Arrhythmie mit der Gefahr der Bildung von Vorhofthromben (arterielle Embolien!). Auskultatorisch ist ein paukender 1. Hemon typisch sowte ein Mttralöffnungston mit direkt an~chlteßen dem diastolischen Oecrescendogeräusch. Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Im Sagittalbild ist die Vergrößerung des ltnken Vorhofs erkennbar an der Spreizung der Trachealbifurkation. emer Ausflillung der Herzbucht und einer Doppelkontur im Schatten des rechten Vorhofs (sog. Kernschatten} Derlinke Vorhofkann rechtsseitig randbildend werden. Im Seitbild ist frühzeu•g eine Einengung des Rt'lrokardt,llraumes und eine Dorsalverlagerung des kontrastmittelmarkierten Ösophagus erkennbar (Abb. B-2.16). Es finden sich Zeichen derchromschell Lungenstauung (s. S. 173j. Das Röntgenbild zeigt im weiteren Verlauf außerdem zahlreiChe Fleckschatten vorwiegend im Mittel- und Unterfeld (Exsudate und Hämosiderinablagerungen nach Diapedcse- und Mikroblutungen durch Gef.ißru pnll'e n).
Klinik : Hauptsymptom ist die Dyspnoe infolge der pulmonalen Stauung. Häufig besteht eine absolute Arrhythmie mit der Gefahr arterieller Embolien durch Vorhofthromben. Auskultatorisch ist ein paukender 1. Herzton sowie ein diastolisches Decrescendo typisch. Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Im Sag•ttalbild ist die Vergrößerung des linken Vorhofs erkennbar an der Spreizung der Trac.healbifurkation. einer Ausfüllung der Herzbucht und einer Doppelkontur im Schatten des rechten Vorhofs (.Kernschatten"). Im Seitbild ist früh eine Einengung des Retrokardialraumes sichtbar (Abb. 8·2.16). Als e1n Zeichen der chronischen Lungen· st.luung entstehen Fleckschatten im Mittelund Unterfelcl.
Echokardiografie: Nachweis der verdickten bzw. verkalkten Mitratsegel sowie des vergrößerten linken Vorhofs. Dopplerechokardtografisch kann dte Klappenoffnungsnäche ermmelt werden. Zum Nachweis von Vorhothromben ist v. a. die rransösophageale Echokardiografie geeignet.
Ec.hokardiografie: Nachweis der verdickten btw. verkalkten M1tralsegel. Zum Nachweis von Vorhofthromben ist vor allem die TEE geeignet.
Herzkatheter: Rechtsllerzkatheter zur Bestimmung der Druckwerte in Lungenkreislauf und rechtem Herz: ünksherzkatheter zwecks Bestimmung des diastolischen Druckgradtenten zwischen linkem Vorhof und linkem Ventrikel sowie der KlappenöffnungsOäche: Koronarangiografie.
Herzkatheter: Rechtsherzkatheter zur Bestimmung der Druckwerte im kleinen Kreislauf, Linksherzkatheter zur Bestimmung des diastolischen Druckgradienten.
8 2 Herz
246 MitTalklappenstenose
a
a Schematosehe Darstellung. b Charakteristische Veränderung der HerL~ilhouene (I) m1t hervorgehobener Ausfüllung der Herzbucht. Verlagerung des Ösophagus in Vorhofebene nach dorsal (II).
Mltralklappenlnsuffizlell2 • Definition.
Mitralklappeninsuffizienz lnfolge einer Schlussunfähigkeitder Klappe kommt es systolisch zum Blurr\Jck!Jtrom m den ltnkcn Vorhof. Es entstehtein Pendelblutvolumen mitVolumenbelasnmg von linkem Vorhof und Ventrikel.
Klinik: Erst bei Überlastung des linken Ventnkcls durch das Pendelblut entwickeln sich Zei<:hen der Herz,nwffizienz (s. S. 238). Auskultatorisch hört man ein Holosystolikum mit p. m. über der Herzspitze.
Klinik: Klinische Symptome können lange Zeit fehlen. Erst bei Überlastung des linken Ventnkcls durch das Pendelblut entwickeln sich typische Zeichen der Herzinsuflizienz(s. S. 238). Auskultatorisch hört man em mittel- bis hochfrequentes holosystolischesGeräusch mit p. m. überder Herzspitze mit Fortleitung in die Axilla und Verstärkung m Linksseitenlage.
Radiologische Diagnostik:
Radiologische Diagnostik:
Konventionelle Röntgendlag.nostlk: Oie VergröBerung des linken Vorhofs zeigt sich an der zunehmenden Ausfüllung der Herz· bucht sowie e1nem Kernschatten. Me1st betreffen die Veränderungen linken Vorhof und Ventrikel gleichze1llg. Der Karinawtnkel ist über 70 Grad gespreiZt (Abb. 8-2.17b). Im Seitbild ist der Retrokardlalraum eingeengt.
Konventionelle Röntgendiagnostik: Be1 leiChter Insuffizienz sind meist keine Veränderungen erkennbar. Erst mit zunehmendem Schweregrad zeigt sich die Vergrößerung des hnken Vorhofs 1m Sagittalbi ld an einer Vorwölbung mit zunehmender Ausfüllung der Herzbucht sowie einer Doppelkontur rechtsseitig im Herzschanen (Kernschatten). Meist betreffen die Veranderungen linken Vorlhof und Ventrikel weitgehend gleichzeitig und in gleichem Ausmaß. Der Karinawinkcl ist über 70 Grad gespreizt (Abb. B-2.17b). Durch den dilatierten linken Ventrikel wird der Herzschatten nach hnks verbreitert. Im Senbild mu Osophagogramm ist der Retrokardialraum sowohl auf Vorhof- als auch Ventrikelebene eingeengt, die Speiseröhre wird nach dorsal verlagert.
Echokardiografie: Nachweis von vergröBer· tem linken Venlfikel und Vorhof
Echokardiografie: Nachweis von vergrößertem linken Ventrikel und Vorhof. 1m Farbdoppler Darstellung des InsuffizienzJets in den linken Vorhof.
Unksherzkatheter: Best1mmung der Regurg1tationsfraktion.
linksherzkatheter: Bestimmung des Schweregrads anhand der Regurgit.uionsfraktion in den hnken Vorhof.
247
B 2.3 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund
a Schematische Darstellung. b Linksbetonte Vergrößerung der Herzsilhouette (1) bedingt durch eine bereits eingetretene Vergrößerung des linken Vorhofs und linken Ventrikels. Im Seitbild (II) Verkleinerung des Retrostemal- und Retrokardialraums. Perihiläre Gefäßzeichnungsvermehrung bedingt dUI eh einen Ruckstau.
2.3.5 Häufige angeborene Herzfehler
2.3.5 Häufig" angeborene Herzfehler
Diagnostisches Vorgehen: Angeborene Herzkla ppenfehler werden i. d. R. im Rahmen der kl inischen Untersuchung (Auskul tation) diagnostizu~n. Durch das Thorax·Rönt· genbild kann eine Beteiligung der Herzhöhlen und eine Belastung des Lungenkreislaufs beurteilt werden. Die Echokardlograne ermöglicht die morphologische Beurteilung sowie Nachweis sowie Messung von Shun!VOiumina.
Diagnostisches Vorgehen: Angeborene Herzklappenfehler werden i. d. R. durch Auskultation diagnostiziert. Weitere Diagnostik durch Thorax-Röntgenbild und Echokardiografle.
Vorhofseptumdefekt (ASO)
Vorhofseptumdefekt (ASO)
Angeborene offene Verbandung 1wischen linkem und rechtem Vorhof. lnfolge des Unks·Rechts·Shunts kommt es zu einer diastollsehen Volumenbelastung des rechten Vorhofs und des rechten Ventrikels. Klinik: Am häufigsten besteht ein ASO II (zentral sitzenderOstium-secundum-Defekt. Abb. B·2.18a). Bea kleinem ASO haben die Patienten oft bis ins Erwachsenenalter hi· nein keine Beschwerden. Dann evtl. zunehmende Leastungseinschränkung, Belastungsdyspnoe. Palpitationen. bronchopulmonale Infekte. Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnosti k: Ein kleiner ASO bleibt häufig unentdeckt. Bei relevantem Shunt vermehne Lungengetaßzeichnung. selten wird der vergrößene rechte Ventrikellinks randbildend. Durch das verbreiterte Pulmonalissegment kommt es zu einer zunehmenden Ausfüllung der Herzbucht Im Spätst.ldium Zeachen der pulmonal-arteriellen llypenonie (Abb. B·2.18b). Bei Durchleuchtung .tanzende Hili" durch Wellenänderung der Pulmonalanerien.
Klinik: Am häufigsten besteht ein ASO II (zentral sitzender Ostium-secundum Defekt, Abb. B·2.18a). Bei kleinem ASO oft er>! spät Symptome wie Leistungsein· schrankung. ey.,pnoe. Palpitationen. Radiologische Olagoostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Bei relevantem Shunt vermehrte lungengefäßTeichnung. Im Spät· stadium Zeichen der pulmonal-artt>riellen Hypertonie (Abb. B·2.18b).
Echokardiografie: Die Echokardiografic ist die Methode der Wahl. Darstellung des vergrößener rechten Vorhofs und Ventrikels. paradoxe Bewegung des intervenlriku· lären Septums. Zur Darstellung des Defekts ist die transösophageale Echokardiografie am besten gceagnct. Im Farbdoppler kann der Shunt nachgewiesen werden (Abb. B·2.1 8c).
Echokardlografle: Zur Darstellung des Defekts ist die TEE am besten geeignet. Im Farbdoppler kann der Shunt nachgewiesen werden (Abb. 8·2.18<).
Herzkathet er: Ol!fektdarstellung und Bestimmung von Defektgröße und Shuntvolu· men.
Herzkatheter: Bestimmung von Defekt· größeund Shuntvolumen.
248
B 2 Herz
ASO I
(tiefsitzend)
a
Slnus-venosus-Oefekt. Fehleinmündung de< rechten Lungenvenen in den rechten Vorhof.
Ostlum-secundum-Oefekt (ASO II). Da der Defekt weiter posterior liegt. ist dit Schnine~ne nach dorsal ~rlagert. RA rechter Vorhof RV
b Her7 im oberen Gro8ennormberetth. leicht
vermehrte Gefäßzeochnung, prominenter Pulmonaliskopf (- ). schmale Aorta.
Ventrikelseptumdefekt (VSO) • Definition.
rechh:rVrnto~<'l
LA linker Vorhof LV lmk
Ostlum·primum-Oefekt (ASO 1).
ASO Vorhof-Septum-Defekt
c Echokardiogramm ~~ Vorhofseptumclefekt in Secundum-PositiOf'l. Farb· dopplersonografische Darstellung des Shuntflusses vornloni<en (LA) rn den rechten (RA) Vorhof (Beschallung von subkostal). Der Defekt misst etwa 1cm.
Ventrikelseptumdefekt (VSD) Es besteht eine Kurzschl ussverbindung zwischen linker und rechter Herzkammer mit Links-Rechts-Shunt und Volumenbelastung des re
Klinik : Beigroßem VSD kommt es bererts im Säuglingsalter zu Herzrnsuffi1ien1 und Zyanose. Auskultatorisch ist ein holosystolischcs . Pressstrahlgeräusch" typisch
Klinik: Die Symptomatik ist abhäng1g vom Shuntvolumen. bei kleinem VSO bestehen keme Symptome. bei großem VSD kommt es bereus 1m Saughngsalter zu Herzinsuffizienz und Zyanose. Auskultatorisch ist ein holosystolisches .Pressstrahlgeräusch" typosch (je klemer der VSD desto lauter) mu p. m. im 3./4. ICR link~ para~temal.
Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Bei mrttelgroßem VSD ist im Sagittalbild der Herzquerdurchmesser nach links verbreitert. Der prominente
Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Bei kleinem VSD ist der Röntgenbefund unauffallig. Be1 mittelgroßem VSD ist im Sagittalbild der llerzquerdurchmesser durch die Größenzunahme der hnken Kammer nach links verbreitert. Am linken Herzschanenrand 1St der Vorhofbogen betont. Der prominente Pul-
249
B 2.3 WIChtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
Ventrikelseptumdefekt 1 (peri·) membranöser VSD 2 muskularcr VSO 3 suprakristalerVSO im infundibulären Septum
b
a Schemazeichnung. b Reifes neugebOfenes Kind mit der echokardiografisch gesicherten Diagnose eines perimembranösen Ventrikelseprumdefektes. Im Röntgenbild fällt die links verbreiterte Herzsifhouette, besonders aber die unscharfe und vermehrte zentrale Lungengefaßzeichnung als Ausdruck der vermehrten LungenperfusiOn aul dem Boden des Links-rechts-Shunts auf. Im Echokardiogramm ist der Blutfluss vom linken (LV) in den rechten (RV) Ventrikel nachweisbar.
monalisbogen füHr d1e Herzbucht zusätzlich aus (Abb. B-2.19 ). Die Lungengefaßzeichnung ze1gt zunächst das Sild der pulmonalen Hyper~m1e. spater dann der pulmonal-arteriellen Hypertome (s. S. 219).1m Seitbild sind die Verlagerung der Speiseröhre nach dorsal und die Emengung des Rctrokardiairaumes auf Vorhof- und Ventrikelebene typisch. Bei Durchleuchtung fa11en .tanzende H1h" auf.
Pulmonalisbogen füllt die Herzbucht tusJttllch aus (Abb. B-2.19). Die Lungengefäßzeichnung zeigt pulmonale Hyperämie, später pulmonal-arterielle Hypertonie (s. S. 2 19). Im Seitbold Ist der Retrokardial·
Echokardiografie : Die Echokardiografie ist d1e Methode der Wahl. Darste11ung des vergrößerten Vcntnkcls und Vorhofs sow1e des Defekts. Im fMbdoppler kann der Shunt nachgewiesen werden.
Echokardlografie: Darstellung des Defekts SOWie von vergrößertem Ventrikelund Vorhof.
Herzkatheter: Defektdarstellung und Bestimmung von Defektgröße und Shuntvolumen.
Herzkatheter: Bestommung von Defekt· größe und Shuntvolumen.
Persistierender Ductus arteriosus (PDA)
Persistierender Ductus Arteriosus (POAJ
raum eingeengt.
Ausbleiben der postparlalen Obliteration der fetalen Cefllßvetbin· dung zwischen A. pulmonahs und Aorta ascendens (Ductus arteriosus Botalli). Klinik: Die Symptomatik ist abhängig vom Shuntvolumen: em kleiner PDA ist häulig asymptomarisch. bei mittelgroßem bis großem PDA zunehmende Leistungseinschr3nkung. Belastungsdyspnoe. Palp1tationen. bronchopulmonale Infekte. Auskultatorisch ist ein systolisch-diasrolisches Maschinengeräusch im 2.1CR links medioklavikulär typtsch.
Klinik: Bei großem PDA Leistungseinschrän· kung. Belastungsdyspnoe, Palpitationen. bronchopulmonale Infekte. Auskultatorosch ist etn systolisch·d~astolisches Maschonengeräusch typisch.
Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Ein kleiner und nicht mit anderen Gefäßanomalien assoziierter PDA ist röntgenologisch unauffällig. Erst bei größerem Shuntvolumen kommt es zu einer Volumenbelastung von Lungenkreislauf. linkem Vorhof und linkem Ventrikel (Abb. B-2.20). Typisch ist die Herzvergrößcnmg nach hnks. em prominenter. die Herz!Jucht ausfOliender Pulmonahsbogen. vermehrte lungengefaßzeichnung (pulmonale Hyperämie) sowie em kräftiger Aortenbogen. Im Spätstad ium evtl. Zeichen der pulmonal-arteriellen Hypertome. Sehr große Shunrvolumina führen bere1ts beim Neugeborenen zur Kard1omegahe.
Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik : Bei größerem Shunt kommt es zur Volumenbelastung von Lungenkreislauf sowie linkem Vorhof und Ventrikel (Abb. B-2.20). Typisch sind die Herzvergrößerung nach links, ein prOlßlnen· ter Pulononalisbogen und Aortenbogen sowie pulmonale Hyperämie bzw. pulmonalarterielle ltypertonie.
Echokardiografie: Mitder2-D-Echokardiografie sind die Darstellungdes PDA und die Messungseines Durchmessers meist möglich. Im Farbdopplererfolgt d1e Abschatzung des Shunrvolumens.
Echokardiografie: Darstellung und Ausmessung des PDA; im farbdoppler Abschät· zung des Shuntvolumens.
250
B
B-2.20
2 Herz
Ductus arteriosus Botalli persistens
PA
a PDA ( ) mit Links-rechts-Shunt, der – je nach Lumenweite – zu einer konsekutiven Volumenbelastung von linkem Vorhof und Ventrikel sowie pulmonalem Gefäßbett führt.
DAo
b Angiografie mit Darstellung der deszendierenden Aorta (DAo) (seitliche Projektionsebene): Über den peristierenden Ductus arteriosus ( ) wird die Pulmonalarterie (PA) angefärbt.
c Kontrollangiografie nach Ductus-Verschluss mit einer Metallspirale: nicht mehr nachweisbarer Kontastmittelübertritt in die Pulmonalarterie.
Fallot-Tetralogie
Fallot-Tetralogie ▶ Definition.
▶ Definition. Komplexe Herzfehlbildung mit den Komponenten
infundibuläre und/oder valvuläre Pulmonalstenose subaortaler Ventrikelseptumdefekt vergrößerter Durchmesser der nach rechts verlagerten Aorta ascendens („reitende Aorta“) rechtsventrikulärer Hypertrophie. Klinik: Typisch ist die zentrale Zyanose mit Trommelschlägelfingern/-zehen und Uhrglasnägeln. Auskultatorisch ist ein raues spindelförmiges Systolikum (Pulmonalstenose) zu hören.
B-2.21
Klinik: Die Symptomatik wird vom Ausmaß der Lungendurchblutung bestimmt. Häufig treten erst im Lauf des 1. Lebensjahres Symptome auf (Dyspnoe, hypoxämische Anfälle). Typisch ist die zentrale Zyanose mit Trommelschlägelfingern/-zehen und Uhrglasnägeln. Auskultatorisch ist ein raues spindelförmiges Systolikum (Pulmonalstenose) über dem 3./4. ICR rechts parasternal zu hören.
Fallot-Tetralogie
Ao
LPA
PA
RPA
Inf
PA Ao
LA RA
RV
LV RV
a Kombination aus ASD, VSD mit überreitender Aorta, valvulärer und infundibulärer Pulmonalstenose und Hypertrophie des rechten Ventrikels. Sowohl über dem ASD als auch über dem VSD findet ein überwiegender Rechtslinks-Shunt statt. RA rechter Vorhof LA linker Vorhof
b Angiokardiogramm eines 2-jährigen Kindes mit FallotTetralogie. Kontrastmittelinjektion in den rechten Ventrikel (p. a. Strahlengang): der rechte Ventrikel ist leicht vergrößert und vermehrt trabekuliert und weist während der Systole eine fast komplette Abschnürung des hypertrophierten Infundibulums auf. Es färben sich gleichzeitig die dextroponierte Aorta und die Pulmonalarterien an; die Pulmonalklappe ist ebenfalls leicht verdickt.
RV rechter Ventrikel LV linker Ventrikel
Ao Aorta RPA/LPA rechte/linke Pulmonalarterie Pk Pulmonalklappe RV rechter Ventrikel Inf Infundibulum
PA Pulmonalarterie Ao Aorta
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
Pk
2.3 Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund
251
Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Im Sagittalbild zeigt die Herzsilhouette eine abgerundete und angehobene Herzspitze (durch den hypertrophierten rechten Ventrikel, „Holzschuhherz“) und eine eingezogene Herztaille (durch das Fehlen des Pulmonalarterienbogens). Der Transversaldurchmesser des Herzens ist nur selten vergrößert. In Abhängigkeit von der Obstruktion der rechtsventrikulären Ausflussbahn ist die arterielle Lungengefäßzeichnung vermindert. Die Hili kommen symmetrisch klein zur Darstellung. Die Fallot-Tetralogie ist häufig mit einem rechtsseitig verlaufenden Aortenbogen und einer rechtsseitig deszendierenden Aorta kombiniert. In diesem Fall ist der Mediastinalschatten nach rechts verbreitet, und der Aortenbogen ist rechts mediastinal randbildend (Abb. B-2.21).
Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Im Sagittalbild zeigt sich ein „Holzschuhherz“ sowie eine eingezogene Herztaille (durch das Fehlen des Pulmonalarterienbogens). Die arterielle Lungengefäßzeichnung ist vermindert. Die Fallot-Tetralogie ist häufig mit einem rechtsseitig verlaufenden Aortenbogen und einer rechtsseitig deszendierenden Aorta kombiniert (Abb. B-2.21).
Echokardiografie: Darstellung von Pulmonalstenose, VSD, „reitender Aorta“ und rechtsventrikulärer Hypertrophie.
Echokardiografie: Darstellung der typischen Defekte.
Aortenisthmusstenose
Aortenisthmusstenose
B
▶ Synonym. Coarctatio aortae
▶ Synonym.
▶ Definition. Durch eine Stenose im Aortenverlauf kommt es zu einer Druckbelastung des linken Ventrikels. Bei der präduktalen (infantilen) Form liegt die Stenose proximal des Abgangs des offenen Ductus arteriosus Botalli, bei der postduktalen „Erwachsenen-Form“ ist sie distal vom Abgang des meist obliterierten Ductus arteriosus Botalli lokalisiert.
▶ Definition.
Klinik: Bei präduktaler Stenose fallen im Säuglingsalter Dyspnoe, Tachypnoe und Trinkschwäche auf. Bei der postduktalen Form besteht häufig Beschwerdefreiheit bis zum Schulalter, dann kommt es u. a. zu Kopfschmerzen, Schwindel, Nasenbluten. Typisch ist bei dieser Form die Hypertonie der gesamten oberen Körperhälfte bei gleichzeitiger Hypotonie der unteren Körperhälfte.
Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Im Sagittalbild ist primär keine oder nur eine geringe Linksvergrößerung der Herzsilhouette erkennbar. Die thorakale Aorta kann typische Konturveränderungen zeigen (dilatierte Aorta ascendens und Kerbe in der äußeren Kontur der Aorta auf Höhe der Stenose, sog. „Epsilon-Zeichen“). Die untere Körperhälfte wird in Abhängigkeit vom transstenotischen Druckgradienten über Kollateralgefäße versorgt (v. a. Interkostalarterien 2–8). Deren Dilatation und Elongation führen zu einer Auswalzung der Sulcus costae im dorsalen Rippenanteil, die im Röntgenbild als Rippenusuren erscheinen (Abb. B-2.22). B-2.22
a
Klinik: Bei präduktaler Stenose im Säuglingsalter Dyspnoe, Tachypnoe und Trinkschwäche. Bei postduktaler Stenose zeigen sich erst im Schulalter Symptome. Typisch ist die Hypertonie der oberen Körperhälfte bei Hypotonie der unteren Körperhälfte. Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Die thorakale Aorta zeigt typische Konturveränderungen („Epsilon-Zeichen“). Die untere Körperhälfte wird über Kollateralen versorgt. Diese führen zu Rippenusuren im Röntgenbild (Abb. B-2.22).
Aortenisthmusstenose
b
a Schemazeichung: Einengung der Aorta distal des Abgangs der Arm- und Halsgefäße. b Röntgenbild: Es fallen die Einkerbungen des Aortenbogenschattens an typischer Stelle (Pfeil) sowie Rippenusuren (Pfeilspitzen, s. a. Ausschnittsvergrößerung) auf.
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
252
B 2 Herz
Echokardlografie: Nachwels einer linksventrikulären Hypertrophie sowie assoziierter Fehlbildungen.
Echokardiografie: Nachweis emer linksvemrikularen Hypertrophie sowie evtl. bestehender assoziierter Fehlbildungen (bikuspide Aortcnklappe~ Die Darstellung der Stenose ist bei Erwachsenen nur bedingt möglich.
MRT: Fluss- und Gradientenbestimmung in der Aorta. Herzkatheter und Aortografle 1ur Messung des Dnuckgradienten.
MRT: Darstellung der Aorta mit Fluss- und Gradientenbesrimmung. Herzkatheter und Aortografle zum Nachweis der Stenose sow1e Messung des Druckgradienten über der Stenose.
2.3.6 Perikarditis und Perikarderguss
2.3.6 Perikarditis und Perikarderguss
.,. Oefimtlon.
Klinik: Typisch bei trocke-ner Perikarditis sind ein stechender. retrost!'mJIN, atemabh•n· giger Schmerz sowie Perikardreiben. Bei feuchter Perikarditis verschwind!'n Schmer1 und Perikardretben. die Herztöne werden leiser. Als Komplikation kann ein Perikard· ergussmit Herztamponade auftreten.
Entzündung des Herzbeutels unterschiedlicher Ätiologie (z. B. infektiös. immunologisch, posttraumatisch'. Man grenzt eine fibrinöse (trockene) von einer exsudativen (feuchten). mit einem Perikarderguss einhergehenden Form ab. Das physiologische Volumen der Perikardflüssigkeit beträgt ca. 40 ml. Ab einem Volumen> 50 ml spricht man von einem Perikarderguss. Klinik: Bei trockener Perikarditis besteht typischerweise ein stechender, retrostemaler. aremabhangtgcr Schmerz sowie Penkardrciben bei Auskultation. Bei feuchter Perikarditis verschwinden Schmerz und Perikardreiben, die Herztöne werden leiser. Als gefürchtete Komplikation einer akuten exsudatwen Perikarditis kann durch einen sich schnell entwickelnden Penkarderguss (ab 200 ml) eine Herztamponade auftreten. Die zunehmende Drucksteigerung im Herzbeutel behindertdie diastollsehe VentrikelfOIIung, Folgen sind obere und untere Einflussst.1uung und 7unehmende Schocksymptomatik. Ntcht die g~teigerte Flussigkeitsmenge, sondern dererhöhte intraperikardiale Druck wirkt sich bei einem Perikarderguss ungünstig auf die hämodynamischen Vc1 haltnisse aus.
Diagnostisches Vorgehen : Klinisch durch Auskultation, Im Labor Anstieg der Entlündungsparameter. typische EKG· V!'r3nderungen.
Diagnost isches Vorgehen: Oie Diagno!>l' emer Perikardins erfolgt tn erster Linie klinisch durch Auskultation. Im Labor zeigt sich häufig ein Anstieg der Enczündungsparameter, das EKG weist oft typische Veränderungen auf(konkav nach oben gerichtete ST -Strecke). iim Penkardcrguss WII'CI m11hilfe der Echokardtografie nachgewiesen.
Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Ergussmengen > 200 ml führen zur typischen dreiecks-oder bocksbeutelförmigen Herzvergrößerung im p.-a.-8ild (Abb. B-2.23).
Radiologische Diagnostik: Konventionelle Röntgendiagnostik: Eine trockene oder mit genngem Erguss einhergehende Penkardttis wird nicht rrfasst. Erst größere Ergussmengen (> 200 ml) führen zu der typiSchen dreiecks-oder bocksheuteiförmigen Herzvergrößerung im p.-a.-B1Id (Abb. B-2.23 ~ D1e Herzsilhouene verliert ihre normale Gliederung. ln der Durchleuchtung sind die Herzrandpulsationen abgeschwächt. Bei der chronisch konstriktlven Perlkarditis handelt es sich um den narbigen Folgezust.lnd einer akuten Perikarderkrankung. Häufig verkalken die Perikardschwielen und werden so 1m konventionellen Röntgenbild sichtbar (Panzerherz oder Perkarditis calcarea. s. Abb. 8-2.23 d, e~ Diese Ver.indcrungen fuhren zu emer Behmderung sowohl der diastollsehen Ventrikelfüllung als auch der Ventrikelkontraktion. je nach Ausmaß und Lokalisation der Perikardkonstriktion ist das klimsche Btld durch eine Rechtsherz- oder unksherzinsuffizienz charakterisiert.
Bei chronisch konstrlktlver Perikarditis werden verkalkte Perikardschwielen im Röntgenbild sichtbar (Panzerher7, s. Abb. B-2.23 d, e). Dasldtnlsche Bild tst durch Rechts- oder Linksherzinsuffizienz charakterisiert.
Echokardlografie: Sie dient der Verlaufs beurteilung bei Perikardergüssen, deren Darstellung ab 50 ml möglich ist.
Echokardlografle: Methode der Wahl zur Verlaufsbeurtetlung bet PerikardergOssen. Die Darstellung auch kleiner Ergussmengen ab 50 ml ist möglich. Bei akuter oder chromscher Herzbeutelentzündung Nachweis der charakteristischen Verbreiterung des Periepikards, außerdem Beurtetlung des Myokards (z. 8. Myokardatrophie).
Cl und MRT: Die MRT erlaubt die Beurte•· lung des Myokards. Oie CT stellt Perikardverkalkungen eindeutig dar. Die Vert>reitPrung des Periepikards bei Perikarderguss kann durch CT und MRT früh erkannt werden.
CT und MRT: Bei Pericardttis constricnva erlaubt die MRT die Beurteilung des MyokJrds, w~hrend d1e CT Perikardverkalkungeil emdeurig darstellt. D1e charakteristische Verbreiterung des Periepikards bei Perikarderguss kann durch Cl und MRT frühzeitig erkannt werden. Präoperativ sind MRT und/oder CT ftir dte genaue topografische Lokalisation der konstri ktlven Veränderung eine wichtige Hilfe, um das Ausmaß einer Perikardektomie planen tu können.
8
253
2.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose 1um Befund
a-c Perikarderguss: Das Röl\tgenbild (a) zeigt die unfönnige Vergrößerung der Herzsilhouette. Oie CT·Bilder zeigen einen Perikarderguss in Höhe des Truncus pulmonalis (b, Pfeile) ul\d in Vcl\tnkcl· höhe (c, offene PFeile) nach Anlage eines Orain~ge· katheters (Stem). d, e Pe.ricarditis constric· tiva: in der Seitaufnahme (d) sind Verkalkung~b
254
8 3 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
3
Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
3
Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
3.1
Niere und ableitende Harnwege
3 .1 Niere und ableitende Harnwege
3.1.1
Radiologische Methoden
3.1.1 Radiologische Methoden
Abdomenuberslchtsaufnahme
Abdomenübersichtsaufnahme
Methode: Der Bereich von den Zwerchfell· kupprln bis 1ur Symphyse wird abgebildet.
Methode: Bei auf dem Rücken liegenden Patienten wird eine Übersichtsaufnahme des Abdomens angeferugt. die den Beretch von den Zwerchfellkuppeln biS zur Symphyse abbildet.
Indikation: Nachwels von röntgendichten Konkrementen in Nieren und ableitenden Harnwegen.
Indikation: DieAufnahme dient dem Nachweis von röntgendichten Konkrementen im Bereich der Nieren und der ableitenden Harnwege. Diese sind nach KM-Gabe oft nicht mehr eindeutig stchtbar. da sie dann vom kontrasrterten Hohlraumsystem oberlagen werden. Zusätzlich sollte eme orientierende Beuneilung der Wetchtcilscharren von Leber und Milz sowie einI' Beurteilung der Darmgasverteilung vorgenomml'n werden.
Beurteilung: Lage, Größe und Kontur der Nieren. Sie liegen zwischen dem 12. BWK und 3. LWK. Ihre normale Größe beträgt 13 x 6 cm. Die CKganachsen divergieren nach kaudal. Die rechte Niere, kaudal der Leber gelegen, steht meist 2-3 cm t1eler als die linke. Die Psoasmuskeln stellen sich als Weich· tellschauen dar. D1e Ureteren sind nicht ab· grenzbar. die flüssigkeitsgefüllte Harnblase ist als ruodliche Struktur erkennbar.
Beurteilung: Das Röntgenbild (Abb. 8 ·3.1) reicht von den Nierenobergrenzen bis zur Symphyse. Lage. Größe und Kontur der Nieren lassen sich so oril'ntierend beurteilen. Betde Nil'ren hegen retroperitoneal neben der Wirbelsäule zwischen dem 12. BWK und dem 3. LWK Die normale Nierengröße l>errägt 13 x 6 cm. Ihre Form ist bohnenförmig. die Organachsen dtvergiercn nach kaudal Oie rechte Niere. k.1udal der Leber gelegen. steht in der Regel2-3 cm tiefer als die linke. Störl'nd wirken sich Überlagerungen durch Darmgas und -in halt aus. Ote Psoasmuskeln stellpn sich als beidsetts dcrWtrbelsäule gelegene Wetchteil5chatren dar. Oie Ureteren sind im Nativbild nicht abgrcnzbar. Die flüssigkettsgefüllte Harnblase ist im klemen Becken als rundliche, wetchtcildichte Struktur zu erkennen.
Im Bereich der Nieren und der ableitenden Harnwege finden sich keine röntgendichten konkrementverdachtigen Strukturen.
Ausscheldungsurografle • Synonym.
Ausscheidungsuregrafie • Synonym. i. v.-f>yelografie. i. v.-Urografie T.lll Oie mtravenöse Uregrafie stellt neben der Sonografie die Basisunter· suchung der Hamtraktdtagnostik dar.
Methode: Der Patient sollte nüchl~ kommen. Vor Kontrastmittelgabe Wird eine Abdomenübersichtsaufnahme angefertigL Nach I. v.·Applikation eines niereng.ingigen KM's (s. S. 90) werden Nieren und ableitende Harnwege kontrastiert dargestellt.
Methode: Zur Vorbereitung auf dte Untersuchung empfiehlt sich am Vortag eine letehre schlackenarme Kost. Bet Obstipation sind ggf. abfuhrende Maßnahmen indiziert. Der Patient sollte nilchtl'rn zu der Untersuchung kommen. Vor KM·Gabe wtrd einl' Abdoml'nlibersichtsaufnahme 1n Ruckl'nlage angefertigt.
8 3.1 Nll're und ableitende Harnwege
I. v.-UrograOe: Normalbefund 10 mln nach Kontrastmittelgabe
O.n Noerenbed<enkelchsystem "l lU doCSI'm Zrotpu. • t kontta>tmottelgefUIIt.
Im Bereich der kontrastoerten Urcl~rt!n gct r~ 3 phy\iOiogo..che tng~ellen, an denen ~zur vorObergehenden Uoon~t.l\!' kommen kann : • pyclourcter~Jer Übergang (1) • Kreuzung mit den Vasa 1113cae cornmunes an der Llnea terminalos (2) • Eonmündung\~ll'lle on die HJrnbla\t' (3)
Pdtoenten werden nach 1 v.-Apphkatoon von 80 100 ml emes noerengangogen KM's s. S. 90 Noeren und ableotende Harnwege Nierenbeckenkelchsystem. HarnlellN und IIMnblase) kontrastoert darg~tt-llt. Oot Kontra·.tdochte h.lngr om W~nthchen von der appliZierten jodmenge ab. daher ost doeser v..,n neben der JodkonzentratiOn auf den KontrastmotteiOäschchen angegeben I z. 8. 30 g Jod m einem 100-mi-Fia~hchen emes KM's mot 300 mgjod pro ml~ • Die erste Röntgenaufnahme nach KM-Gabe word nach 5 Minuten angefemgt. Auf doesem 8old erfolgt vornehmloch doe Beurteilung des Nlerenp.trenchyms NoerenbeckenkelchS}'>tem. Ureteren und Harnblase smd 2u do<'sem Ztotpunkt allenfalls gering gefullt. Wegen der besseren sanagrarischen Bcurtcolbarkeot des Nierenparenchyms kann auf doe-.e Aufnahme ggf. verzochtet wcodcn. • 10 Minuten nach KM-Gabe wird eine zweite Ronrgenaufnahme angeschlossen. Nierenbeckenkelchsystem. Harnleiter und doe Harnblase ~ond im Normalfall Jetzt optimal kontrastiert (Abb. 8-3.2). 81!1 erwach~ncn
Indikationen: Durch doe voelfach hohere Aussagekraft von Sonogr~fie und CT ost doe Zahl der Ausscheodungsurografien deutlich zurückgegangen. H.iuf~ter Anlass ISt d~$ Steonll!oden. Das Verfahren doent fast nur noch zur Konkremcntlokah~toon und zur Beuneolung eoner evtl. resuluerenden Hamabnussbdunderuna. Harnwegsanomalien las~n soch zuverl~ssag nachweisen. Hamabnussbehonderungen dunch rerropernoneale oder pelvone Raumforderungen sollten bes~r dorekt mot der CT dargestellt werden. Oll!!> golt motAusnahme von Noerenbeckentumoren auch fur tumoräse Erkrankungen der Noere Eone Ein~hrJnkung der Noerenfunktoon mot emer Seruonkreatononkonzemratoon uber 2.0 mg% stellt eone Kontraondikauon dar. da die Nierenfunktion durch dte KM-Gabe we11cr verschlechtert werden kann und beo Noerenon~ußilol'117 keone befnedigende Harnwegskontrastoerung zu erzielen ist. Weotere Kontramdokationen sond eine bekannte KM Allergoe und eme Scholddrüsenüberfunkuon. Relative Kontraindokationen bestehen beo l'atoenten mot emem Piasmozytom oder coner Makroglobuhnamoe. Das or.Jie Anndoabetlkum Metformm sollte vorher abgesetzt werden. Beurteilung :~~
Normalbefund ergobt eone zeltgerechte seitengleiche Kontrastlerung beider Nieren ohne Auffälhgkeiten hinsichdoch l..lge Form und Große. Beodseit:S kommt rs zur r~ olaren Kumra~toerung der ~oere-nb«kenkekhsy>ttmc. de-r KM-Ab-
• Nach 5 Minuten entsteht doe erste Aulnahn • doe eon. Beurteilung \ Nieren. parenchyms c mogltcht fine Sonograf•e kann doese erste- Aulnanme ersetzen. • Nach 10 Minuten t•rfolgt die zweote Aufnahml•. Nlerenbeckenkelchsystem, Harnleiter und Harnblase sind optimal kuntr.hlll'OI (Abb. 8·3.2).
Indikationen: 1-' l
Eone Eonschrdnkung dtr Noerenlunktoon mit einer Seruonkrt>atininkonzentratiOn über 2,0 mg stt•llt t•ont• Kontra
Beurteilung: 0. Normalbefund e-rgobt eon. zeitgerechte ~tengleiche Kontrastierung belder Nieren.
8 3 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum srrom über die Ureteren zur Harnblase ist unbehindert Die Blase ist bezüglich Konfiguration und Große normal. ln Abhängigkeit von der Fragestellung werden Zusatzaufnahmen angefertigt:
je nach Fragestellung 111/efden Zusatz.aufnahlllrungen möglich. • Eine Zielaufnahme der Harnblase nach Miktion wird bei prävPSikalen Uretersteinen und zur Rc•tJMmbestimmung durchgeführt.
• Harnabflussbehinderungen führen zu emerverzögerten Kontrastierung der Nieren und der ableitenden Harnwege. Eine Beurteil barkeitdes Hoh lraumsystems istdann auf sog. Spätaufnahmen möglich (20 min bis 24 h nach KM-Gabe). • Eine Zielaufnahme der Harnblase nach Miktion wird bei prävesikal gelegenen Uretersteinen und fraglichen Harnblasenentleerungsstörungen (Rcstharnbesttmmung) durchgefllhrt.
Retrograde Ureteropyelograne
Retrograde Ureteropyelografie
Methode: Über ein Zystoskop v.;rd ein Katheter bis in das Nierenbecken vorgc· schoben. Nierenbeckenkekhsystem und Ureter werden so direkt kontrastiert (Abb. 8·3.3). Der Vorteil gegenüber d~r intravenösen Urografic liegt in der besseren Kontrastierunq der ableitenden Harnwege.
Methode: Über ein transurethral in die Harnblase eingebrachtes Zystoskop wird (unter Durchleuchtungskontrolle) ein Katheter 111 das Ureterostmm eingefli hrt und je nach Befund bis in das Nierenbecken vorgeschoben. Durch diesen Katheter werden das NierenbeckenkclchS}I5tem und der Ureterdirekt kontrastiert(Abb. 8-3.3). Zur Dokumentation werden unter Durchleuehrung Zielaurnahmen Jngeferrigr. Der Vorteil gegenüber der intravenösen Urografie liegt in der besseren Kontrastierung der ableitenden Harnwege.
Indikationen: V. a. Tumoren. Stenosen oder Konkremente der ableitenden Harnwege. Bei bekanntem Harnwegsinfekt ist die Untersuchung nur bei zwingender Indikation durchzuführen.
Indikationen: V. a. Tumoren, Stenosen oder Konkremente der ableitenden Harnwege bei unzureichender Beurteilbarkeil durch i. v.-Urografie und Computertomografie. Wegen der potenziellen Infektionsgefahr wird diese Untersuchung häufig unter einerkurzzeitigen oralen Antibiotikatherapie durchgeführt. Bei bekantem Harnwegsinfekt 1st dte Untersuchung nur bei strenger Indikation durcllzuflihrcn. z. B. wenn gleichzeitig eineurologische Intervention erforderlich ist.
Beurteilung: Im Normalfall wird dl'r Ureter retrograd bis ins Nierenbecken kontrastiert.
Beurteilung: Im Normalfall kommt es zu einer retrograden Kontraslierung des Ureters. wobei das KM ohne erkennbare Obstruktion bis in das Nierenbecken fließt
Durch KM-InJektion'" ~lnen tranSVPSikalln den l~nken distalen Ureter eingebrachten Katheter erfolgt d1e retrograde Kontrastierung des Harnleiters und des Niefenlx>
'
8
3.1
Niere und ableitende Harnwege
257
Miktionszystourethrografie
Mlktlonnystourethrografle
Methode: Du~ llamblao;e w1rd unter stenlen Bedingungen katheterisiert und vollst.lndig entleert. der gl'WOnnene Unn bakleriolog•sch unte!luChl. Ober den Katherer w1rd anschhtßend d1r Ifarnblase m1t emer Kontr~tmlttcl Kochs.JiliOsung aufgefullt. Unter Durchleuehrung werden Zielaufnahmen der geffillten H.!mbl.lse angefertigt. Be• alteren Kmdem und l::rwachsenen wird der Katheter be• ~ubJt'ktJVem Vorhegen von Harndrang entfernt. be1 Neugeborenen und Kleinkindern 1st d1e M1kt10n be1 hegendem Katheter praktikabler. W.!hrend der Miktion rrfolgen Aufnahmen der Urethra, der HMnblase und des ges.~nuen Harntraktcs.
Methode: o,.. H.lmbi.N? Wlrd katheterisiert. enti",.>rt und mot KM gt'lüllt. Unter Durchl<'lKhtung Wo.~d('n 1Ji'l.lufnahmen angefertogt. Wahrend der Mikllon erfolgen Aufn~en dtof Urethra, der Harnblase und des qt'S.lmten Harntraktes.
Indikationen: V. a. Vorliegen eines vesikoureteralen Renuxes oder bei Erkrankungen der HMnrohre. lk'1 Vorliegen eines Harnwegsinfektes solhe die Untersuchung unterbleiben.
Indikation: V. a. vesokoureteralen Reflux oder lrkrankungen der Harnrohre.
Beurteilung: l!s ze•ttt MCh eme kugelig konfigunerte und gl,tlt begrenztr Harnblase ohne Verfolgerung und Pl>lottierung. Unter Mikoon kontraStiert SICh eme normal \Wite Urethra Die Harnbw~ entleert s•ch wg~g ohne llt'rmehrte Renharnbildung. Ein KM-Renux m d1e Ureteren kommt mcht wr Darstellung (Abb. 8-3.4
Beurtellung: Untt•r M•ktoon kontrastJert sich eine normal...,,tc Urethra. Die Harnblase entk-.-rt \i
Mlktlomzystourethrog111fie Normalbefund. Die Harnblase des jungen wurdt• llMl' ubt·• !'lnen Btasenkdtheteomot KM gelullt. Unter der Spontanmiktion kommt es zur rcgelrt'chten Konto astierung der Harnröhre. lln KM· Reflux on doe Ureteren 1eigt soch nkht.
Sonografie
Sonoqrafle
Methode: Beide Nieren werden in der longitudinalen und transversalen Organachse durchgemusteo t. Die Untersuchung erfolgt in Abhang1gkPtt von der Nierenlage und evtl. Danngasüberlagerungen von ventral, lateral oder dorsal (Abb. 8·3.5 Oie Harn· blase kann bei ausreichender Flü~igke1tsfiill ung durch suprapuboo;che SchallkopfplatZierung untt'r ucht w~rden. Zum Thema farbkodterte Duplexsonografie s. S. 555.
Methode: Doe Untersuchung beoder Nieren erfolgt von ventral, l;~teral oder dorsal (Abb. B-3.5). Ow Harnblase wnd durch suprapubi'>< h!' Schallkopfplatzoerung untft•ucht. Zur farbkodoettl'n Duplc-xsonografoe s.S. 555.
Dte Urtttrcn ••nd normalerweise sonograrisch mcht damtllbar. Wegtn der störendtn Darmgasuberlagerungen tst auch die Beurte•lung von erweiterten Ureteren auf d•t proxomalen und retrovestkalen Abschmttc: begrenlt. Indikationen: Be1 V. a. Nierenerkrankungen ISt die Sonografie d1e Erstuntersu· chungs· und Screeningmethode der Wahl. S1e 1st das hJurigste Untersuchungsllt'rfahrcn bei der Abklarung von Erkrankungen des Hamtrakt~. Die farbkodierte Duplexsonografie d1ent 1ur Beurteilung der Nierenarterten.
Indikationen: Be• V a. Noeren· und Hamweg$el1<< onkun~r'fll~t d•e SonografiE' l~t die Erstuntersuchungs· und Screeningmethod(' drr W,thl
Beurteilung: s. Abb. 8·3.5. Sonografische Resthambestlmmung: Unmittelbar nach vorangtg.lllgener M1kt1on kann das Volumen emcr evtl. vorhandenen Restharnmenge besnmmt werden. Dazu Wird d1e Bla~ lx'• •uprapub1scher SchallkopfpositiOn 1m Tranwer~.~l· und longtrudl· nalschmtt dargesttllt. Der Harnblasendurchmesser w~rd mallen J lbenengemessen. woraus dann das Harnblasenvolumen näherungswe1se nach der Formel: V • 0.5 x x x y x z bestimmt wird. R~tharnmengen b1s SO ml hegen om Normbere1ch.
Beurteilung:'· Abb. 8·3.5 Sonografische Restlwmbestlmmung: Der I.Ymblcl\t'ndurchmesser "ord in anen 3 Ebenen gemessen. woraus das Harn· blasenvolumen naherungsweose nach der Formel V • 0.5 x • x y x l bestimmt v.vd. Re-thammengen bt' 50 ml sond normal.
258
B 3 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
Sonograflscher Normalbefund der re.:hten Niere Die Niere stellt sich als bohnenfcirmiges Organ dar. Die Grör~e beträgt 13 x 6 x 4 cm. Deutlich kann zwischen dem echoarmen Parenchym und dem re.flexreichen Sinus renah d1flerenzoert werden. D•e ;;ußeren Organkonturen sind glatt. Im Querschnitt sind die großen Gefäße des Nierenstiels sichtbar. a Längsschnitt: RL rechter Leberlappen. P Nierenparenchym. S Sinus r!Nlalis. b Querschnitt: P Nlerenparenchym. S Sinus renalis, V. renalis (Pfeilspitze). A. rt>nalis (pfeif).
Computertomografie
Computertomografie
Methode: s. S. 73. Natr1 lassen sich auch in Niedrigdosis· technlk Konkremente im Nierenbeckenkelchsystem. den Ureteren und der Harnblase gut erkennen. Nach Kontrastmittel· gabe konnen lnnemalb der N1ere Rinde. Mark und Sinus renalis abgegrenzt werden (Abb. 8·3.6). Darmluft und ·Inhalt führen zu keinen störenden BlldObertagerungen. Indikationen: Die native Niedrigdosis-Cl wird be• V. a. Steinlt>idt>n eingt>Wl(t. Dit> kontrastunterstützte CT dient der Abklarung raumfordernder Prozesse des Urogenitaltraktes. Sie 1eigt pararenales Gewebe und Nachbarorgane sowie Thrombosen und Aneurysmen.
Methode: s. S. 73. Als Verfahren m1t hoher Aussagekraft und geringer Su·ahlenexposition w1rd die Nied· rlgdosls·CT von Nieren und ableitenden Harnwegen sehr häufig zur Suche nach Konkrementen durchgeführt Erst nach KM-Gabe können innerhalb der Nieren die Struk· turen der Rinde. des Markes und des Sinus renalis voneinander abgegrenzt werden (Abb. 8·3.6). Im Gegensatz zu konventionellen Röntgenaufnahmen und der Sonogra· fie fUhren D<mnluft und -mhalt zu keinen störenden Bildüberlagerungen.
Beurteilung: s. Abb. 8-3.6.
Indikationen: Sehr häufig wird die Nativ-CT zur Suche nach Konkrementen im Be· re1ch der Nieren und der ableitenden liarnwege emgesetzt. Dazu genUgt eme Untersuchung m N1edrigdosistechnik. Oie CT nach i. v.-KM-Gabe ist indiziert zur Abkl.irung benigner. maligner und entzü ndlicher Prozesse des Urogenitaltraktes mir raumforderndem Charakter. Sie erlaubt eine Beurteilung des pararenalen Gewebes und der benachbarten Organe sowie die Diagnose von Thrombosen der Nierenvenen und der V. cava infenor oder eines Aortenaneurysmas (s. S. 398). Beurteilung: s. Abb. 8-3.6.
Oie CT stellt die Nieren (N) in der Transversalebene (a. b) beidseits der Wi
Magnetresonanztomografie
Methode: s. S. 79.
Methode: s. S. 79.
Indikation: Tumoröse Raumforderungen der Niere. deren Dignit.lt in der CT unklar ist. z. 8. nicht eindeutig ben•gne N1erenzysten. Ausdehnungsbeurteilung von Nierenkarn·
Indikationen: Die MRT 1St mdiz1ert bei tumorösen Raumforderungen der Nieren, deren Dignität in der Sonografie und der CT nicht zweifelsfrei zu klären ist Hierzu zählen insbesondere die sog. komplizierten. ,11so mehr emdeurig benignen, Nieren· zysten. Bei bereits nachgewiesenem Nierentumor erfolgt die MRT zur Ausdehnungs·
B 3.1 Niere und
~bleltende
259
Harnwege
Koron;~res Bild mit O.ffcrcn· 1oerung von Parenchym (P) und Sinus renalls (S). b Axia~ Tl-Bild nach KM·Cabt, Gleochm3ßog Kontra-lo!'rung des '\oerenpareochyms.
a
Aorta abdomin.lli~ (A). V. c.J\1• onl. (V).
beuneilung. msbesondere zum N.~ehwc1s cmcs Gcr.lßcmbruchs oder einer venösen Thrombose. Die MRT 1St das Umersuchungsverrahren der Wah l be1 kmdhchen Tumorender Nieren und Nebenmeren. Thmoren der wc1bhchen Ceschlechtsorg;me lassen s1ch kernspmtomograflsch am genauesten m 1hrer Ausdehnung beurteilen. Cle1ches gilt flir R.lumrorderungen Harnblase und Prostata.
nomt>n. kindlir wcoblochcn Geschlechto;org.ln<'. d<'r Harnbl~ und Prostata.
Beurteilung: s. Abb. 8·3.7.
Beurteilung: s. Abb. 8·3.7.
Angiografie s. S. 390
Angiografle s. S. 390
Kavografie s. S. 414
Kavografle s. S. 414
Lymphografle s. S. 422
Lymphograf1e s. S. 422 NuklearmediZlnlsche Untersuchungsverfahren
Nukleanned izinische Untersuchungsverfahren Crund pnnz1p der nuklearmedizm1schen Umer:.u
GrundprinZip osl die Mes~ung dN AktlVItat von intravenös injizierten. nierengängigen. radioaktiven Substanll"n ilb<'f den Nieren· lagern. Heute wtrd merst ""'~ c ·MAG 1 eingl'· setzt.
Zum Schutz der Schilddruse gegenuber den lsotojX'n muss dtese zuvor m1t Perchlorat blockien werdrn. Renale Funktlonsszlntlg~fle
Renale Funktlonsszintigraf~
Methode : Ote N1erenrunlmon w1rd mmels dynanuseher Sequenzszmugrafie und computergPSrüt7tl"r Au'>\Wftung qlJ.1htanv vtsuelle Beunetlung der Szmugramme) und quanmanv (computergl"'>tütztl" Beri"Chnung von Funkuon~p.Jrametem ) errasst. Nach i. v.-ln.Jt!ktion von 50 · 100 MBq ~c-MAC 1enolgt d1e rortlaurende Aktivitätsregistrierung m1t emer Cammakallll'ra uber der Harntraktregion Abb. 8·3.8 ).
Methode: '.;,)eh i. v.-lnj('lctiOO von
Indikationen: Seitengetrennte Nierenrunkt1onsbestimmung. Konrrolluntersuchungen. Harnabflussstörungen und Funkt lOMkomroiie bei Tran~plamatmerl"n.
Indikation: Seitengerrennte Funktions· besbmmung, Kontrolluntel\uchungen bei Transplantatnoeren. Beurteilung: ln der Frühphase (5-60 -.ec post inj('Cllonem) word dl(' N1erendu1d dw G.lnz· körperkurve werden doe Cesamtclearance und ~ot('ngetrennte Clear•nc!'W<'rtr trm1t telt. Er\1 nach i. v.-lnjektion von rurosemod
Beurteilung: Oie normale Nieren'>l"quenzszintigrafle zetgl in der Frühphase (560 sec p. i.: p.t. • post inji"CCIonem , l"m~ ~rllrngletche AkllvttJtsannutung und erlaubt die Beurtetlung der Nterendurchblutung. ln der Parenchymphase ( 1-3 min p. i.) rühren lnrarkte oder raumrorderndr l'rozes~c zu Spel(hcrderektcn. Ca. 4- 6 min p. i. kommt es zur zunehmenden Aktivltdl$kOnlentratton im Nierenbeckenkclchsystem: mit fortschreitendem Abstrom in dte Blase mmmt dann die Aktlvitat liber den Nieren ab (Exkretions· und Entll!l"rungsphase) Ober ausgewählten Arealen (Regions of interest) werden Akt1vitats·Ze1tkurvcn errechneL D11Tuse Parenchymerkr.mkungen. akute und chromsehe Abllussbehmdcrungcn sowtc Nterenrunktionsemschränkungen ruhren zu typtsehen Veränderungen d1escr Kurven. Mithilre der Zeit·AktJvf. täts-Kurven überden N1eren und der sog. Gantkörperkurve werden nach zweimaligt>r Blutentnahme und Plasmaakt1V1tatslx-st1mmung die Ceo;amtclearance wwte d1e seltengerrennten acarancewcrte ermtttelt. Ore Aktlvitat wird msgesamt 30 min
50-100 MBq "'Tc·'MG1 erfolgt d1e AktM tat~U'gl\tril'fung mot Hx-r C. nm.1ka trd über der HamrraktregiOI'I (Abb. 8·3.8
260
8 3 Urogenitaltrakt und Retroperltoneum
Durchführung der dynamischen Nlerenszlntlgrafle mit Clearancebestimmung Dit> Gammakamrro Wird dor1.1l uber den Nlcr~n platziert. Oie Speicherung ~r Mcssdaten erfolgt ~~r 30 min. D.ls Oszilloskop erleochteot die ko• r~kte Posotionlerung deo K.Jmera und gibt Auskunft über die akruelle Aktivität über den Nieren.
ln •usgt'Wahltrn MMs.1rralen (1) wird doe Aktivolill ubcr do~ Leit r~istrierL Über der sogenannten extrarenalen T~lkörper-1(01 wird die AkloV1t3t im Korper außerhalb dtr Nieren gemessen.
extrarenale Teilkörper·ROI
((§) linke a
Diese nimmt durch die renale Aus-
10 20min .Ganzk
b
Impulseimin
scheidung des Nuklids kontinuierlich ab. Aus der Ganzköopeokurvc (b) ~rrethnet sieh nach zweomaliger Blutentnahme und Aktivitätsbestimmung tf.e Gesamt· de~rance.
rechte
Niere
IM Aktovitatskuoven uber den Noercn
c ROI • r~ion of mterest
10
20min
Nierenkurven
(c) dienen zur seltengetrennten Cl
Fotoserie und funktlon
ist doe sichere Beurteolung einer Harnwegsobstruktion möglich (Abb. 8-3.8).
über den Nieren gemessl'n. Im Falle emer Abflus.sbehinderung erfolgt die 1. v.·lnJek· tion von 20 mg Furosemid mit anschließend weiterer Messung für 20 min. Erst der Kurvenverlauf nach Furosemidgabe erlaubt die sichere Beurtei lung einer eventuellen Harnwegsobstruktion {Abb. 8·3.8}
Szintigrafische Refluxmessung
Szintigrafische Refluxmessung
Methode: Wird nur noch selten durchgeführt. da sich der vesikouretl'ral~ Reflux mit der MCU (s. S. 257) oder sonegrafisch nach Blasenfüllung mit einem Ultraschallkontrastmittel besser beurteilen lässt. Eine Refluxmessung kann Jedoch nach einer renalen Funktionssrintigralle angeschlossen werden.
Methode: Eine szintigrafische Refluxprüfung wird heute nur noch selten durchgeführt. da sich der vesikoureterale Reflux mit der Miktionszystourethrografie (MCU, s.S. 257) oder sonografisch nach Hamblasenftillung mit eonem Ultraschallkontrastmittel besser beurteilen I<Jsst. Eine Renuxprüfung kann jedoch im Anschluss an eone renale Funktionsszintigrafic in Ruhe und unter Miktion durchgeführt werden. Im Falle eines Refluxes kommt es zu einem erneuten Aktivitätsanstieg über den N1eren.
Indikation: Vor allem als Kontrolluntersuchung bei Kindern rnot gesichertem Reflux.
Indikationen: Die Szintigrafische Refluxmessung wird bei vesikoureteralem Reflux durchgefuhrt. Dieses Verfahren wird aufgrundder geringen Strahlenbelastung insbe· sondere als Kontrolluntersuchung bei Kindern mit gesichertem Reflux eingesetzt. sofern dieser nicht sonografisch ausreichend zu beurteilen 1st.
3.1.2 leltbefunde - vom radiologischen Befund zur Diagnose
3.1.2 leitbefunde - vom radiologischen Befund zur Diagnose
Tab. 8·3.1.
Tab. 8·3.1.
261
B 3.1 Niere und ableitende Harnwege
Radiologische Leitbefunde
Befund
miSgllche Unache
geeignete Methoden (Methode der Wdhl steht an 1, Stelle)
-----
Niere beidseitige Nierenvergrößerung
einseitige Nierenvergrößerung
beidseitig kleine Niere
KM·Anftutung ven:ögertJvennlndert
• bilaterale Hydronephrose
Sonografie
• akute Glomerulanephritis
Sonografie
• Amyloidase
Sonografie. CT
• tubuläre/kortikale Nekrose
Sonografie
• akute interstitielle Nephritis
Sonografie
• Uratnephropathie
Sonografie, i. v.·Urografie
• Akromegalie
Sonografie
• 7Y\tennieren
Sonografie. CT
• Lymphom
CT
• Nierenvenenthrombose
Cl. Dupplexsonografie
• Hydronephrose
Sonografie
• akute Pyelonephritis
Sonografie
• benigner Tumor
CT, MRT
• maligner Tumor
MRT. CT, Sonografie
• Abszess
CT. Sonografie
• ZY\te
Sonografie. CT, MRT
• generalisierte Arteriosklerose
Sonografie. Angioqralie
• Nephrosklerose
Sonografie
• chronische Glomerulanephritis
Sonografie
• kongenil
Sonografie. CT
• Refluxatrophie
MCU. Sonografie
• chronische Pyelonephritis
Sonografie
• 'lliereninsuffizienz • Pyelonephritis • N1erenabszess • obstruktive Uropathie
i. v.-Urografie oder CT
• Urelithiasis • ZY\tennieren (Potter II) • Niereninfarkt • (Arterienstenose) Parenchymeinziehungen
lokale Vorwölbung
Kalkherde
• chron~sche Pyelonephritis
Sonografie. CT
• Niereninfarkt
Angiografie, CT. Sonografie
• ZY\te
Sonografie. CT. MRT
• maligner Tumor
CT. MRT. Sonografie
• benigner Tumor
CT. ~~RT.Sonografie
• AbS7CSS
Cl, Sonografie
• Urogenitaltuberkulose
i. v.-Unografie. CT
• Urolith1asis
Sonografie (dorsaler Schallschatten). N1edrigdosi~·CT
• Markschwammniere
i. v.-Urografie
• polyzY\tische N1erenNkrankung vom fiWachsenentyp
Sonografie. CT
8 3 Urogenltaltr~kt und Retroperitoneum
Radiologische l eltbefunde (Fortseuuog)
mG, twUrwctw
vergrößerter Nierenschatten
• nicht schan~~b..-nde Konlcr~t.
Sonogratll', N'ledrogdosls·<.l, Lv·Ur09fafie
• Z~ten
Sonografoe. a. MRT
• Tumoren
CT. MRT, Son<.yrafle
• Nierenzellkafllnom
CT. MRT. Sonografie
•
Rundherd
geeignete Methoden
(Methode der Wahl steht an 1 Sll'lle)
Sonografi~.
ltydronCilhro~e
• akute Pyelonephritos
Sonografie
• AbVl'\\
Sonografoe (rchoarm). CT
• Zyste
Sonografie (ec:hofrl'1, d~le Schallverstärkung). a. MRT
• benognt'
IUITK)(I'f1
• Nieren-u •
e.-itertes Kekhsystem
Szontografle. Cl
CT. MRT, Sonografoc (rchorl'kh) CT. MRT, Sonografit> (mhomogen)
Urogemtakuberl
Sonoglaf e. 1. v.·Urografoc
• chronische Py.-lon~phrit"
Sonogr
• obstruktove Uropatl·
1. v.-Urografoe.
•
Urog<>nolallulx>rkulo\~
Sonograf<<', S11nt19rahe
Sonografoe, i. v.·Urograf•e. CT
Hllrnblase Fuflungsdefe kte
Dilatation
kleine Blase
• kongl'notale S!'jlt!'n
Sonografie
• Ureterozele
i. v.-Urografoe, Sonografoe
• Endornetrio<.<•
Sonografoe. MRT. CT
• Tumor. Metastase
Sonografie, MR T. Cl
• Konkrement
Sonografoe. 1. v .Urografll!
• Luft
i. v. -Urografie
• Koagcl. ttdroatom
LV.·Urog.-af,c. Sonografoe
• Trauma
'· v..LJrografie Sonografie
• rrcrndkörpl'f
'· v.·Urografi~. Sonogr~h~
• vergrößerte Prostata
i. v.-Urografie, Sonograf•~
• exteme Rr s,, ko•n
CT. Sonografie
• Blasenfistel
Zystografoe
• Obstruktoon I!I.J'>t'n.lu~
Z~tografoc
• Blasenprolaps
Zystegrafie
• neurogene Blase
neurologosehe Abltlaruog
• Dialx-tes onlipidu\
endokrinologi$che Untmuchuog
• Megazystitis
Zystogufoe
• Überg.~ngv..D-Kall•nom
CT, ZystoskopiC, MRT
• Zystitis
l(iinik, Labor
• Tuberkulose
Klinok. Labor
• neurogene Blase
neurologische Untersuchung
• .ausgeschaltete• • Druck von extern
Bla~e
klinisct.. Angab
a
n
263
B 3.1 Niere und ableitende Harnwege
3.1.3 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund
3.1.3 Wichtige Krankheitsbilder von der Diagnose zum Befund
Angeborene Fehlbildungen s. S. 694
Angeborene Fehlbildungen s. S. 694
Pyelonephritis
Pyelonephritis
Durch eine bakterielle Infektion des oberen Harntrakts entsteht eine akute interstitielle Nephritis. Persistiert diese über längere Zeit. kommt es zur narbigen Dcform1erung des Nierenbeckenkelchsyste ms und Lur Schrumpfung des Nierenparenchyms. Klinik, diagnost isches Vorgehen: Die Diagnose der akuten Pyelonephritis wird in der Regel durch die typische Klinik mit Fieber. (Kiopf·)Schmenen im Nierenlager und Dysurie be1 gleichzeitigem Nachwels von Bakterien und LeukoLyten 1m Urin gestellt.
Klinik, diagnostisches Vorgehen: Typisch sind Fieber. (Klopf-)Schmerzen im Nierenlager und Dysurie.
Radiologische Diagnostik: Die Bedeutungder Röntgendiagnostik liegt weniger in der Diagnosestellung als in der Ursachensuche bc1 gellauft auftretenden Harnwegsmfekten. Bei Kindern lässt sich vielfach eine Anomalie der ableitenden Harnwege nachweisen. • Akute Pyelonephritis: Sonografisch sind die Nieren aufgrund des Begleitodems leicht vergrößert, die Echogenität des Parenchyms ist vermindert.ln der Ausschei· dungsurografle ist die Funktion der berroffenen N1ere reduziert. so dass sie das I<M verzögert und vermindert an reichert. 01e Kelche können eng gestellt sein und durch die ödematöse Schwellung des zwischen ihnen gelegenen Parenchyms aufgespreizt impomeren. • Chronische Pyelonephritis : Charakteristischerweise liegen in der Ausscheidungsurografle narb1ge Nlerenparenchymeintlehungen in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Nierenkelchen vor. Oie Fom ices der Kelche sind verplumpt oder keulenfOrmlg deformiert, wobei die Veränderungen auf Schichtaufnahmen am deutlichsten zur Darstellung kommen (Abb. B-3.9a, b~ • ln MRT und CT zeigen sich umschriebene Nierenparenchymeinziehungen mit Erweiterung der benachbarten Kelche. Be1 einer langer andauernden chronischen Pyelonephritis nimmt die Nierengröße ab, bis als Endzustand eine funktionslose pyelonephrlt ische Schrumpfniere vorliegt.
Radiologische Diagnostik: Ihre Bedeutung liegt in der Ursachensuche bei gehauften Harnwegsinfekten. • Akute Pyelonephrltls: Sonograßsch sind die Nieren leicht vergrößert. ln der Ausscheidungsurograße reichen doc betroffene Niere das KM verzögert und veo mindert an. • Chronische Pyelonephritis : in der Ausscheidungsurograße liegen narbige Nierenparenchymelnzlehungen vor. Die Fomices der Kelche sind verplumpt (Abb. B·3.9a, b). Die funktionslose pyelonephrlti.sche Schrumpfniere liegt als Endzustand einer chronischen Pyelonephritis vor.
a ln der Ausscheidungsurograf~e leigt die Aufnahme nach 20 min linksseitig in der oberen Nierenhälfte eine Parenchymverschmälerung mit Verplumpung und keulenförmlger Deformierung der benachbarten Kekhe. b Das zum gleichen Ze1tpunkt angeschlossene Tomogramm verdeutlicht die eni2Ündlich bedingte narbige Niereo1kontureinziehung (PFcll).ln der unteren Nierenhälfte sind Parenchymbreite und Kelche normal.
264
B 3 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
Nierenabszess
Nierenabszess
• Oefimtion.
Klinik, diagnostisches Vorgehen: s. S.
Nierenabszesse entstehen durch eine kanalikulär oder hämatogen eingeschleppte baktenellc Infektion. H.1ufig begünstigt eine Abwehrschwäche die Abszessbildung. Klinik, diagnostisches Vorgehen: s. S. 263 ff.
263 ff.
Radiologische Diagnostik: Sonografisch stellen sich Abszesse als meist echoarme rundlinsl' Raumforderung mit oder ohne randständige Anreichl'rung (Abb. B-3.10).
Radiologische Diagnosti k: Sonografisch stellen sich Nierenabsze~e abhängig vom Reifungsgrad und der Zusammensetzung des Inhaltes atsecl1oarme. selten auch echoreiche. rundliche intrarenale Raumforderungen dar.ln der CT kontrastiert sich die betroiTene Niere haufig msgesamt geringer. Der Abszess 1st als hypodcnse Raumforderung abgrenzbar. wobei bei längerer Erkrankungsdauer die Abszesswand ringformig aiH'eichern kann. (Abb. 8·3.10~
b Axiale Ebene: Innerhalb der ver· mmdert kontrastiert zur Darstellung kommenden Parenchymbezirke lassen sich zwei rund· liehe hypodense Be7irtce mit randständ1· gem Enhancement abgrenzen (Pfeile). Dieser Befund spri
Urogenitaltuberkulose • Definition.
Urogenitaltuberkulose Hämatogene Infektion beider Nieren (meist der Nierenrinde. bevorzugr m der Paplllcn·Mark Region) durch Mycobacterium ruberculosis. meist ausgehend von einer Lungentuberkulose (s.S. 199~ Oie Nierentuberkulose ist häufig mit emer Tuberkulose der Ureteren. der Harnblase und der Genitalorgane vergesellschaftet (Urogenltaltuberkulose). Durch fibr
Ent7ündltche Einschm~rungt>n des Parenchyms führen zu Markkavernen und Schrumpfung der Kelche. Im Endstadium liegt eine tuberkulotische Schrumpfniere oder eine Mörtel· oder Kittniere vor.
Entzundliche Einschmelzungendes befallenen Nierenparenchyms führen zu Markkavernen und Papllleneros1onen. Sekundär gelangen daml( Tuberkelbakterien in das Hohlraumsystem Die dort fortschreitende Entzündung führt zur Schrumpfung der Kelche. das Nierenparenchym fibrosiert und verkalkt. Im Endstadium liegt eine tuberkulotische Schrumpfniecre odereine verkalkte Pyonephrose (Mörtel· oder Kittniere} vor.
Obstruktive Uropathiec
Obstruktive Uropathie
• Synonym.
• Synonym. Harnstauung
• Defmition.
Eine Harnstauung enrsteht, wenn infolge eines Abnusshmdermsses in den ableitenden Harnwegen die von den Nieren produzierte Harnmenge nicht im selben Ausmaß abmeßen kann. D1e darilus resultierende Druckerhohung fuhrt zur Dilatation der vorgeschalteten Harnwege und im wetterenVerlauf zur Nierenfunktionscinschrankung.
8 3.1 Niere und ableitende Harnwege
265
Hamabftussstörungen 7usammengefasste Darstellung möglicher Ursachen. Kelchhalsstenose Stein
Niorenbecken· und Uretertumoren angeborene I X Stenos-en
enuOndiKhe
Stenosen
akzessorisches '' Gefäß Schleife
Steon Kompression von außen (Tumoren) O.ticnstenose Prostatakarzinom
Sphinktersklerose - - - Prostata· adenom Klappen·
bildung Striktur Mcatus· Phimose -
stenose
Häufige Ursachen einer Harnstauung sind Harnleitersteine. aber auch Tumoren der Blase und der Harnwege. Prosta tatumoren (s. S. 281 ~Strikturen. Stenosen des Ureterabg<~ngs. neurologische Erkrankungen (z. 6. Querschnittslähmung) oder ein Morbus Ormond (retrOI)Critoneale Fibrose) (s. S. 300) kommen infrage. je nach S11z des Hindernisses hegt dit> Harnstauung eon- oder b<'idseotlg vor (Abb. 6-3.11 ). Es komnn zur Ausbildung einer Hydrokallx (dilatierte Kelchgruppe). einer Hydronephrose (dilatiertes Nierenbeckenkelchsystem) oder emes Hydroureters (dtlatierter Harnleiter). Oie Harnstauung wird in eine akute und eine chronische Form unterteilt. Die akute llarnstauung~n iere ist nach Bcsetllgung der Ursache reversibel. jede länger andauernde Abflussbehinderung führt jedoch zur Entstehung emer chronischen Harnstauungsniere. Durch den erhöhten Druck im Hohlraumsystem kommt es zur zunehmenden Atrophie des angrenzenden Parenchyms.
Häufige Urs..chen sind Hamleitersteine. Tumorenvon Blase. Harnwe<Jen oder Pr~tat a, Strikturen, Stenosen des Ur~ter abgangs. Querschnittslähmung oder ein M04'bus Ormond. Oie Harnstauung kann ein- oder beidseotig vorliegen (Abb. 8-3.11 ). Mögliche folgen sind Hydrolcallx. Hydronephrose oder Hydroureter. Oie Harnstauung wird in die akute und die chronische Form unterteilt. Die akute Form ist reversibel. die chronische fühot zur Atrophie des angrenzenden Parenchyms.
Den Endzustand einer chronischen Harnstauung mit sackrörmtg erweitertem Nierenbeckenkelchsystem und hochgradig verschmälenem Parenchymmantel bezeichnet man als Hydronephrose (Sackniere). Diagnostisches Vorgehen: Meist wird die Sonografie als erstes diagnostisches Verfahren tur weiteren Abklärung einer Harnstauung emgeserzt.
Diagnostisches Vorgehen: Erstuntersuchungsverfahren der Wahl ist die Sonografie.
Radiologische Diagnostik ' Abb. B-3.12): Sonograflsch bilden sich erweirene Kelche als echofrete Areale rm Sinus renalis ab. das Nierenbeckenkelchsystem wtrkt aufgespreizt. Bet einer chronischen Harnstauung ist der Parenchymsaum verschmälert (Abb. 8-3.12). ln der Ausscheidungsurografle ist die Kontrastieruns der Nieren aufder betroffenen Seite metsr verzögert. Eine ausreichende Kontrastierung des Hohlraumsystems ist dann erst auf Spataufnahmen ( 1-24 h) zu erzielen. Das Nterenbeckenkekhsystem ist erweitert. die Kelche sind verplumpt Ureteranteile vor dem Abflusshindemts wei~cn ebenfalls eine Erweiterung auf. Im Falle der Steinsuche mit einer nativen Niedrigdosis-Cl lässt sich das Ausmaß einer Abflussbehinderungorientierend beurteilen. in der CT nach i. v.-KM·Gabe imponiert
Radiologische Diagnostik: Sonografisch btlden sich erweotcrte Kelche ab. Bei eoner chronischen Stauung ist der Parenchymsaum verschmälert (Abb. 8·3.12). ln der Ausscheldungsurograne Ist eine ausreicheode Kontrastierung des Hohlraumsystems erst auf Spätaufnahmen zu et'l!ielen. in der CT imponiert das crwetterte Noerenbeckenkelchsystem als hypodense Zone innerhalb des Sinus renalis. ln der Nlerenfunktlonsszintigrafl~ zeigt sich ein verzögerter Aktivitätsabfall in der Exkretionsphase. Ooe Szinitigrafie mit Gabe
266
8 3 Urogemtaltrakt und Retroperitoneum
Harnstauung
Obstruktionsl)'l>
lsotopennephrogramm
normal
akute Stauung
Ausscheldung•urografle
chronische Stauung: zunehmende Urcterschl
Sonografie >
CT ~onerwetterung.
ParM~Chymvl'f1Chm~ltrn~n9
und Spi09elbildung durch KM-Sedimentation
b
a SchernatiKh Lusammengelame Darstellung der bildgebenden und nuklearmeduinlschen Diagnostik. b Sonografie der rechten Niere bei Harnstauung (Längsschnitt): Innerhalb des echoreichen Sinus renalis kommt das erweiterte Nierenbeckenkekhsystem echolrerzur Darstellung (Pieilc). Eine druckbedingte Parenchymalroplue li09t nkht vor. von Lasix ermÖ<Jiicht die Unterscheidung ?Wischen einer funktionellen Ab!lussbehin· derung und einer echten Obstruktion.
das erweiterte Nierenbeckenkelchsystem als hypodense Zone mrt wasseräquivalenten Oichtewerten innerhalb des Sinus rcnalis. Das Ausmaß einer mäßiggradiger1 Stauung kann mit der er im Vergleich zur Sonografie gelegentlich unterschätzt werden. Das KM sedrmentiert innerhalb des dilatiemn Nierenbecken~elchsysaems und führt zu Spiegelbildungen. Der umgebende Parenchymmantel ist auf den Querschnittbildern exakt beurteilbar und kommt bei chronischer Stauung verschmälert zur Darstellung. Ein dilatierter Urerer ist auch bei gennger oder fehlender Kontrastierung metst als rundliche. wasserdichte Struktur bis zum obsrruierenden Hindernis verfolgbar. ln der Nierenfunktlonsszlntlgrafle wird das Nukhd verzögert ausgeschieden. so dass in der Exkretionsphase ein verzögerter AktivitätSabfall zu verzeichnen isL Insbesondere ber leichten Hohlraumsystemerweiterungen ermöglicht die Szintigrafie mit Gabe von Lasix die Unterscheidung zwischen erner funktionellen Abflussbehi nderung und einerechten Obstruktion.
Urolithiasis
Urolithiasis
• DPflnltion.
Klinik: Beschwerdelreiheit. diskrete lumbale Schmer7cn. aber auch Khwere Koliken bei Steinabgang sind möglich.
Harnwegskonkremente bestehen au~ Mrneralien und organischen Substanzen. Sie entstehen meist in1 Nierenbeckenkelchsystem und treten einzeln oder multipel. ernseitrg oder doppelseitig in den Kelchen. im Nierenbecken. den Urereren und der Harnblase auf. Seltener kommen inrraparenchymatös gelegene l'apillensreinc vor. Klinik: Die Symptome sind vielfaltig. Vollige Beschwerdefreiheil. diskrete lumbale Schmerlen. aber auch schwere Koliken ber Steinabgang srnd moglich. Steine der ableitenden Harnwege filhren regelmäßig zur Hämaturie. Ca. 80%cler Sterne srnd kalkdreht und damrt auf der Abdomenübersicht schattengebend (Kalziumoxalat-. Magnesiumphosphat· und Kalziumphosphatstei ne~ ln 20 ' liegen ubersichtstadiologrsch nichtschattengebende Konkremente (Harnsaure- und Cystinsterne) vor. ln der er sind alle Konkremente hyperdens.
8
3.1 Niere und ableitende Harnwege
267
Sonografisch zeigt si<:h im Sinus renalis ein reflexre1che~ Konkrement (Pfeil) mit dorsalem Schaltschatten (Pfcilspitzen). Eine begleitende Harnstauung hegt nicht vor.
Diagnostisches Vorgehen, radiologische Diagnostik: Bei Erstmamfestation eines Harnsteines erfolgt die laborchemische Besnmmung von Kalzium, Phosphat. Kreati· nin. Harns.'lure i. S. Urin-pH. Urinstatus und ·Sediment sow1e die mikrobiologische Untersuchung des Harns. außerdem die Durchführung einer Sonografie. Konkremente im N1erenbecken oder in den Nie•·enklechen lassen sich durch 1hre hohe Echo· genit.'it mit dorsalem Schallschatten gut nachweisen (Abb. 8-3.13). Ein obstruierender Harnleiterstein führt zur sonografisch sichtbaren Harnstauung mit Nierenbe· ckenklechsystemcrweirerung. Das Harnleiterkonkrement selbst ist sonografisch nur in Ausnahmefallen sichtbar. Nieren· und HMnle.tersreme lassen s1ch gleichermaßen gut m11 der nativen Niedrig· dosis-CT darstellen (Abb. 8·3.14). Auch das Ausmaß emer eventuell begleitenden Ab· nussbehinderung1st erkennbar. Nur größere schattengebende Konkremente smd auf der Abdomenilbers1chtsaufnahme gut zu sehen. Abdomenleeraufnahme und Ausscheidungsorografie sind nur noch selten notwendig. Konkremente fuhren dann zu Füllungsdefekten 1m kontrastierten Hohlraumsysrem. Harnblasensteine führen zu Kalkschanen im kleinen Becken. D1e Aufnahmen nach KM·Cabe geben Aufschluss über das Ausmaß der Abnussbehinderung. die vor allem be1 Ureterstemen zu erwarten 1st (Abb. 8·3.15). Harnlettersteine mit hohergradigen Abnussbehinderungen führen zu einer Funktionseinschränkung der betroffenen Nicre.ln diesen Fällen kommt eserst aufSpätaufnahmen zu einer ausreichenden Kontrastierung des Hohlraumsystems. welches oberhalb des Konkrementes dilatiert ist.
a Kleiner Stein in einer unteren Kelchgruppe der linken N1erC (Pfeil). a Rechtsseitiges Ureterkonkrement rn1t vorgeschalteter Harnstauung (pfeil). Das rechte Nierenbeckenkelchsystem •st mittelgradig ~itert.
Diagnosti.sches Vorgehen, radiologische Diagnostik: Harnuntersuchung und Sono· grafie. Nierensteine sind in der Sonografie gut nachweisbar (Abb. 8-3.13). Bei obstru· ierendcn Harnleitersteinen zeigt sich sono· grafisch der Harnstau. Der Stein selbst Ist häufig nicht sichtbar. Konkremente der ableitQnden Harnwege lassen sich unabhängig von 1hrer Lokalisation zwerlässig mit einer nativen Niedrigdosis· CT nachw('isen (Abb. 8· 3.14).
Abdomenübersichtsaufnahme oder Ausscheidungsorografie werden nur noch selten durchgeführt. Im N•erenbcckenkelch· system führen die Konkremente dann zu e•nem Füllungsdefekt. HamleJtersteme ltihren zur Obstruktion (Abb. 8·3.15). Ist die Nierenfunktion obstruktionsbedingt vermindert kommt es er>t auf Spätaufnahmen zur ausreichenden Kontrastierung des Hohlraumsystems, das oberhalb des Konkremente' d•lat•Crt i~t.
268
8 3 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
Harnstauung durch Harnleiterstein Im mittleren Anteil des rechten Ureters zeigt sich 20 min nach KM-Gabe ein röntgendichter Harnleiterstein (Preil). Das Nierenbeckenkelchsystem und der obemalb des Konkrementes gelegene Ureter· abschnitt sind im Vergleich zur gesunden Gegenseotc m.lßiggradig erweitert.
Bei uovure!Chender Steinlokalisanon hilft die retrograde Ureteropyelografie weiter (s. 5. 256). ln glei
Bei unzureichender Stconlokalisatoon hilft die retrograde Ureteropyelografie weorer (s. S. 256~ Durch die direkte KM-Injektion in den Harnleiter lassen sich Obstruktionshondermsse vor allem bei eingeschränkter Nierenfunktion besser lokalisieren.ln gleicher S1rzung besteh t d1e Möglichkeit. uber das Zystoskop eine Schlinge zur Stemextraktion in den Harnteller einzubringen.
Zystische Nierenerkrankungen
Zystische Nierenerkrankungen
Markschwammniere
Markschwammniere Die Markschwammniere ist eine nicht erbliche Form angeborener zystischer fchlb1ldunr,en der Niere. Sie 1st durch das Auftreten erweiterter Sammelrohren und kleiner Zysten gekennzeichnet, die oft mit den Sammelrohren in Verbindung stehen. D1ese Veränderungen betreffen nur das Nierenmark und geben ihm em schwammiges Aussehen. Innerhalb der ektatischen Sammetrohre lagen sich Kalk ab
• Definition.
Klinik: Viele Patienten leiden an einer Hyperl
Klinik: V1ele der Patienten leiden an einer Hyperkalziurie (erhöhte Kalziumausscheidung im Urin).Aufgrund dieser Hyperkalziurie bei renal tubulärer Azidosebilden sich m den erweiterten Sammelrohren sow1c in den Zysten Steme (Konkremente). die aus KalziumoKalat undjoder Kalziumphosphat bestehen. Die Folge ist eine Nephrokalzi· nose (Ablagerung von Kalksalzen 1m Nierengcwebe).
Diagnostisches Vorgehen: Meist Zufalls""fund.
Diagnostisches Vorgehen: Bei fehlender klinischer Symptomatik wird d1ese Anomalie me1st zufällig entdeckt.
Radiologische Diagnostik: ln der Ausscheidungsurografie zeigen sich in den Markkegeln gruppierte stecknadelkopfgroße Kalkherde. Sonografisch finden sich
Radiologische Diagnostik: ln der Ausscheidungsurografie zeigen sich nativdiagnostisch im Bereich der Markkegel gruppierte stecknadelkopfgroße Kalkherde. Nach KM-Gabe bilden SICh die ekratischen Sammeltöhrchen facher-oder traubeniOrmig
Markschwammniue a Bei der Ausscheidungsuroqrafoe zeigen sich nativdiagnostisch papillennahe Kalkherde (Preile). Nach KM-Gabe kontrastieren sich fäche1 lömnog angeordnete ektatosche Sammelröhrchen (Doppelpfeil). a Oie Schochtaufnahmc (Zonografoe) der Nieren reogt ~idseits mulltple Kalkherde die in den pap;llennahen Mao·kpyramiden lokalisiert sind. a
B 3.1 Niere und ableitende Harnwege
269
in der Markregion ab. Sonegrafisch Iinden sich aufgrundder KJlkans;~mmlungen in den Sammelröhrchen echoreiche Pyramiden. Wegen der geringen Größe der Verkalkungeil verursachen sie meist keine SchaUschatten (Abb. 8-3.16).
aufgrund der Kalkansammlungen in den Sammetröhrchen echoreiche Pyramiden (Abb. B-3.16).
Infantile polyzystische Nierendegeneration
Infantile polyzystische Nierendegeneration
.. Synonym. autosomal-rezessive Zysrenn.ierenerl
• Synonym.
Klinik: Bereits beim Säugling si nd beide Nieren deutlich vergrößert und mit multiplen kleinsten Zysten durchsetzt. Die Erkr,mku ng ist oft mir zystisch erweiterten Gallengängen und einer lcberfibrose vergesellschaftet. Bei gleichze111ger Lungenhypoplasie ist die Erkrankung meist bereits in den ersten lebenstagen letal. Radiologische Diagnostik: Einzelne Zysten können aufgrund ihres geringen Durchmessers weder sonegrafisch noch computertomografisch abgegrenzt werden. Bei bi lateral vergrößerten Nieren stellt sich sonegrafisch das Nicrc11parenchym echoreich und inhomogen dar (P!effer- und Salz-Muster).
Klinik: Beretts beim Säugling sind beide Nierem vergrößert und mit multiplen kleinsten Zysten durchsetzt. Bet gleiclllelriger Lungenhypoplasie ist die Erkrankung meist in den ersten Lebenstagen letal. Radiologische Diagnostik: Die Erkrankung wird sonegrafisch erkannt. Die vergrößerten Nieren zeigen ein inhomogen echoreiches Parenchymbild. das sog. Pfeffer- und Salz·Muster.
Multizystische Nierendysplasie
Multizystische Nierendysplasie
Klinik: Diese nicht erbliche. meist einse•t.Jg auftretende Nierenfehlbildung ist nachder Hydronephrose die haufigste Form einer einseitigen Nierenvergrößerung der ersten Lebenswoche (Abb. 8-3.17). Man nimmt an, dass d1ese Nierenfehlbildung Folge einer frühzeitig intrauterin aufgetretenen Harnwegsobstruktion ist.
Klinik: Dil"ie nicht erbliche. meist einseilige Fehlbildung Ist wahrschetnlich Folge einer frühzeitig intrautenn aufgetretenen Harnwegsobstruktion.
Radiologische Diagnostik: Die Erkrankung wird meist zufiillig bei emer Sonografie entdeckt. Oie Unterscheidung von emer Hydronephrose erfolgt szmllgrafisch. da eine multizystisch dysplasrische N1ere keine Funktion aufweist.
Radiologische Diagnostik: Meist Zufallsbefund. D•e mullitysttsch dysplastische Niere weist ketne Funktion auf.
Sonografischer Befund bei multizystischer Nierendysplasie a L;ingsschnitt der rechten Niere. Vergrößet tes, von Zy,um durchsetztes Organ. b Querschnitt der rechten Niere mit unter· schiedlich gr~n Zysten und fehlendem Parenchymsaum.
Adulte Form der Zystennieren .. Synonym. aurosomal-dominante Zystennierenerkrankung, ADPKD
Adulte Form der Zystennieren • Synonym.
D1eses autosomal-dominant crbhche leiden be1der Nieren fühn zu einer fortschreitenden Durchsetzung beider Nieren mit multiplen unterschiedlich großen Zysten. Klinik : Während ersre Zysten bere1ts 1m Kindesalter entstehen, mamfesuert s1ch du~ Erkrankung meist ab dem 3. Lebensjahrzehnt durch eine fortschreitende Niereninsuffiziem:. Häufig bestehen gleichzeitig Zysten in der Leber und im Pankreas sowie Hirnbasisarterienaneurysmen. Klinische Symptome sind Hypertension, Rankenschmerz und Hämaturie sowie Zc1chen ei ner fortschreitenden Niereninsuffizienz.
Klinik: Ab dem J . lebensjahrlehnt 7Cigt steh fortschreitende Niereninsuffizient. Häuf19 bestehen gleichzeitig Leber- und Pankreaszysten SOWie Hirnbasisarterienaneurysmen.
Radiologische Diagnostik: Eine Ausscheidungsuregrafie ist be• Zystennieren mcht indiziert. Sonegrafisch und computertomografisch zeigen sich in unterschiedlichem Ausmaß vergrößerte Nieren. die von multiplen Zysten durchserzt sind (Abb. 8-3.18).
Radiologische Diagnostik: Sonegrafisch und im a zeigen sich multiple Zysten innerhalb der deutlich vergröBerten Nieren (Abb. 8-3.18).
270 B-3.18
B
3 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
Adulte Form der polyzystischen Nierendegeneration
Zwerchfell
Zystenrandverkalkung Zysteneinblutung Kelchausgusssteine a Innerhalb der deutlich vergrößerten Nieren lassen sich sonografisch und computertomografisch multiple Zysten nachweisen.
b In der CT sind teilweise Zystenverkalkungen oder -einblutungen und eine ausgeprägte beidseitige Organvergrößerung zu erkennen. Die Nieren sind mit zahlreichen unterschiedlich großen Zysten durchsetzt. Die Darmschlingen liegen zusammengedrängt im Mittelbauch. Nebenbefundlich zeigt sich eine sichelförmige Verkalkung der Aorta abdominalis.
Nierenzysten
Nierenzysten ▶ Definition.
▶ Definition. Es handelt sich um flüssigkeitsgefüllte Hohlräume, die von einer dünnen Kapsel umgeben sind. Die meisten Zysten befinden sich im Nierenparenchym. In der Nachbarschaft des Nierenbeckens gelegene Zysten werden als parapelvine Zysten bezeichnet.
Klinik: Solitäre Nierenzysten sind besonders im fortgeschrittenen Alter häufig.
▶ Merke.
Klinik: Solitäre Nierenzysten sind eine der häufigsten Veränderungen der Nieren. Insbesondere im fortgeschrittenen Lebensalter werden sie bei bis zu 50 % der Bevölkerung diagnostiziert. ▶ Merke. In der Regel sind solitäre Nierenzysten asymptomatisch. Sie werden oft als Zufallsbefund diagnostiziert und bedürfen meist keiner Therapie.
Mögliche Komplikationen sind selten.
Mögliche Komplikationen durch Nierenzysten wie Abflussbehinderungen durch Verlagerung oder Kompression des Nierenbeckenkelchsystems sind selten. Zysteneinblutungen und maligne Entartungen stellen eine Rarität dar.
Radiologische Diagnostik: Sonografisch imponieren Zysten als echofreie, glatt berandete Raumforderungen mit dorsaler Schallverstärkung (Abb. B-3.19a).
Radiologische Diagnostik: Sonografisch imponieren Zysten als rundliche, echofreie und glatt berandete Raumforderungen. Dorsal kommt es aufgrund der hohen Schalldurchlässigkeit zur typischen Schallverstärkung (Abb. B-3.19a).
▶ Merke.
▶ Merke. Unregelmäßige Wandverdickungen sind verdächtig auf eine maligne
Entartung. In der Urografie zeigen sich Zysten indirekt durch bogige Verlagerung und Kompression des Kelchsystems. In der CT sind Zysten rundlich konfiguriert und glatt berandet. Die wasseräquivalenten Dichtewerte liegen bei 0 HE (Abb. B-3.19b). Zysteneinblutungen führen zu erhöhten Dichtewerten (40–60 HE). In der MRT sind Zysten als glatt begrenzte flüssigkeitsisointendes Raumforderungen sichtbar (Abb. B-3.19c). Die MRT hilft insbesondere bei der Abgrenzung der harmlosen Nierenzysten gegenüber zystischen Nierentumoren.
Nierenzysten zeigen sich in der Urografie meist indirekt durch ihre raumfordernde Wirkung mit bogiger Verlagerung und Kompression des Nierenbeckenkelchsystems. Die seltenen Zystenwandverkalkungen zeigen sich bereits auf der Leeraufnahme. In der CT sind Zysten rundlich konfiguriert und glatt berandet. Die wasseräquivalenten Dichtewerte liegen bei 0 HE (Abb. B-3.19b). Zysteneinblutungen führen zu erhöhten Dichtewerten (40–60 HE). Die weitere Abklärung von renalen Raumforderungen, die sono- oder computertomografisch nicht eindeutig einer Zyste zuzuordnen sind, erfolgt zunehmend mittels MRT. Harmlose Zysten stellen sich als flüssigkeitsisointense glatt begrenzte Raumforderungen dar (Abb. B-3.19c). Als potenziell maligne Zeichen von Zysten gelten: inhomogene Signalintensität irreguläre Wandbegrenzung dicke kontrastmittelaufnehmende Septen (Abb. B-3.20).
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
B
B-3.19
271
3.1 Niere und ableitende Harnwege
Nierenzysten
a
b
†
c
± ⁄
a Sonografisch kommen zwei echofreie Nierenzysten zur Darstellung. Typisch ist die Schallverstärkung hinter den Zysten, da diese die Schallenergie weniger als das benachbarte Nierenparenchym reflektieren. b In der CT imponiert die abgebildete solitäre rechtsseitige Nierenzyste als glatt berandete Raumforderung bei Dichtewerten um 0 HE als wasserisodens. Gut erkennbar ist die Verdrängung der benachbarten Anteile des Nierenparenchyms und des Nierenbeckenkelchsystems. c In der MRT zeigt sich die linksseitige Nierenzyste (Pfeil) als flüssigkeitsisointense, glatt begrenzte Raumforderung.
B-3.20
Komplizierte Zysten im CT
a CT eines 50-jährigen Patienten mit einer 2,5 cm großen Zyste der rechten Niere. Die Zyste hat eine breite, sichelförmige randständige Verkalkung (Pfeil). Keine Kontraastmittelanreicherung (Bosniak II) b CT einer 68-jährigen Patientin, bei der als Zufallsbefund die Raumforderung am rechten a b unteren Nierenpol auffiel (Pfeil). Der kontrastmittelanreichernde Randsaum und die Binnenseptierung sprechen für ein Malignom und bedingen die Einstufung nach Bosniak IV. Die Resektion bestätigte das Karzinom.
Die Einteilung der Nierenzysten erfolgt nach der Bosniak-Klassifikation (Tab. B-3.2).
B-3.2
Die Bewertung der Nierenzysten erfolgt nach der Bosniak-Klassifikation (Tab. B-3.2).
Vorgehen bei zystischen Nierenläsionen (nach Bosniak)
Kategorie
Befunde
I: unkomplizierte Zyste
keine Konsequenzen
II–IV: komplizierte Zysten
hyperdenser Zysteninhalt (> 20 HE) Septen Verkalkungen
II: Zyste wahrscheinlich
nativ homogen nach KM-Gabe kein Dichteanstieg < 3 cm Ausdehnung < ⅓ liegt extrarenal mit glatter Randbegrenzung Infektanamnese (fakultativ)
III: Malignom nicht auszuschließen IV: karzinomverdächtige Zyste
Vorgehen
eines der ersten 4 Zusatzkriterien von Kategorie II triftt nicht zu Nachweis eines soliden Anteils mit Dichteanstieg nach KM-Gabe irreguläre unscharfe Randbegrenzung
Kontrolle nach 3, 6 und 12 Monaten
Resektion (außer Hochrisiko) Resektion
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
-= 272
8 3 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
Tumoren der Niere und ableitenden Harnwege
Tumoren der Niere und ableitenden Harnwege
Benigne Nierentumoren
Benigne Nierentumoren
Klinik : Gutartige Nierentumoren werden in der Reg~ltuldillg entdeckt. Ihre Abqrenlung gegenüber dl'n malignen Nierentumoren ist mit Ausnahme der Anglomyolipome problematisch. Beim Nierenadenom ist fraglich, ob es sich um eine Präkanzerose mit Übergang zum Nierenzellkarzinom handelt. Deshalb werden auch benigne 11nponicrende Nierentumoren meistens durch eine Tumorenukleation reseziert. Radiologische Diagnostik: Angiomyolipome imponieren sonograflsch als echoreiche Raumlorderungen. ln der CT sind sie hypodens. ln der MRT zeigt sich eine fett· äquivalente Signalintensität (Abb. 8·3.21 ).
Klinik: Gutartige Nierentumoren werdenbei fehlender Symptomatik meistens zufallig entdeckt. Ihr N,1Chweas ost sonografisch oder mit der Cf unproblematisch. mit Ausnahme der fenhaltigen Anglomyolipome ist die Abgrenzung zwischen benignen und malignen Nierentumoren jedoch schwierig. Unklar ist. ob es sich beim Nierenadenom um eine eigenständige Tumorentität oder um eine Präkanzerose mit Übergang zum Naerenzellkarzinom handelt. Benigne Nierentumoren werden meistens durch ei ne Tumorenukleataon reseziert
Intrarenale solide Raumforderungen ohne letthaltige Anteofe sind mit der Bildgebung nicht in benigne odt>r malo gne zu differenzieren. Die häufigsten benignen Tumore sind Adenome. Sie können sonogralisch echo· reich sein. in der CT sind sie nach KM-Gabe hypodens abgrenzbar. Die Tumoren werden durch Enukleation entfernt.
Radiologische Diagnostik: Insbesondere durch die verbesserte Bildqualität der Mehrschicht-CTwerden häufig kleine renale Raumforderungen als Zufallsbefund entdeckt. Das Angiomyolipom astwegen seiner fenhaltigen Bestandteile gut zu diagnoslizicrcn. Die lipomalösen Anreale sind in der Sonografie als mtraparcnchynl 75 Jahre) eine abwartende Haltung mit Größenkontrolle akzeptabel.
Tumoröse Raumforderung der rechten Niere. Das Tl-gewichtete Kemspintomogramm zeogt den glatt begren1ten Tumor in der rechten Niere. Doe hohe Signalintensität der Raumforderung wird durch das Fettgewebe im Tumor verursacht.
Nierenzellkarzinom • Synonym.
Klinik: Das Nierenteftkarzinom ist der haullgste Nierentumor des Erwachsenen. Im Fnlhstadium sind doc Patit'ntc.>n meost asymptomatisch. Erstes Krankheitszeichen ist die schmerzlose Hämaturie. Im Veriaul kommt es zu ziehenden Schmerlen im Nierenlager. Die Metastasierung erfol9t in Lunge und Skelett. Diagnostisches Vorgehen: Karzonorne > 2 cm sind sonografisch oft erkennbar. Oie CT ist das Verfahren der Wahl zum Tumorstaging. Vaskuläre Komplikationen lassen sich besser mit der MRT erkennen.
Nierenzellkarzinom • Synonym. Hypernephrom Klinik : Das Nierenzeltkarzinom ist mit ca. SO :I: derhäufigste Nierentumor im Erwachsenenalt er. Da Naerenkarz111ome am Nierenp;~renchym entstehen und zunachst keine Verbindung zum Hohlraumsystem aufweisen, sind sie klinisch lange Zeit stumm. Erstes Krankheitszeichen isr meist eine schmerzlose Hämaturie. Im weiteren Verlauf kommt es zu zrehenden Schmerzen im Nierenlager. Die Metastasierung erfolgt meist in Lunge und Skelettsystem. Diagnostisches Vorgehen: Bcaguten Untersuchungsbedingungen 1,1ssen sich Nierenzellkarzinome > 2 cm sonografisch erkennen. Zur Beurteilung von Tumorgröße, Umgebungsinfiltration. Lymphkflotenmetastasierung und Fernmetastasierung ist die CT das Untersuchungsverfahren der Wahl. Tumorassoziierte vaskuläre Komlikationen wie eine rhrombose von Nierenvene und/oder V. cava inferior blw. ein direkter Tumoreinbruch an das Gefäßsystem lassen sich besser mit der MRT nachweisen.
B 3.1 Niere und ableitende Harnwege
273
a Sonografi.sch kommt ein echoarmer intrarenaler Tumor der linken Niere zur Darstellung (Pieile). b, c a eines 5 cm großen Nierenzellkarzinoms am rechten unteren Nierenpol (Pleite). Die koronare Sekundärrekonstruktion zeigt in der arteriellen Phase den hypervaskularisierten Tumor (b). tn dt>r portalen KM-Phase grcnn sich der Tumor (Pfeile) hypodens gegen das benachbarte Nierenparenchym ab (c).
Radiologische Diagnostik: siehe Abb. 8·3.22. Sonografisch weist das Kartinom eine unterschied liche. inhomogene Echo~truktur auf und imponiert im Vergleich zum umgebenden Nierenparenchym stärker oder geringer echogen. Bei enrsprechender Tumorgröße zeigt sich je nach Lage eine Auftreibung oder Vorwälbung der Nierenoberfläche. be1 zentraler Ausdehnung eine Verdrängung des Pyelonreflexes (Abb. B-3.22a}. Gelegentlich ist sonografisch ein Tumoreinbruch m die V. renahs oder V. cava inf. nachweisbar. Da~ vcrgrößerteCef.ißlumen ist dann von echogenem Tumorgewebe ausgefüllt Die Ausscheidungsurografie istbei Nierenkarzinomen in aller Regel nicht mehr indi· z1ert. Der Bezug des Tumors zum Nierenbeckenklechsystem lässt sich besser aufemcr späten Serie ( 10 min nach i. v.-KM-Gabe) in der er beurteilen (Abb. B·3.22c). Dabei helfen insbesondere multiplanare Sekundarrekonstruktionen. Praopcrativ ist die er das ambestengeeignete Verfahren. um die Tumorausdehnung und eine eventuell bereits vorliegende Metastasierung zu beurtei len. Karzinome haben nativ eine ähnliche oder leicht geringere D1chte als das benachbarte Parenchym. Nach KM-Injektion reichern Hypernephrome insgesamt weniger als das Nach· barparenchym an und sind dadurch gut abzugrenzen. Entsprechend der unterschied· Iichen ThmorzuS<Jmmensetzung ze1gen sich neben hypodensen, nekrotischen Bemken auch gut perfundierte. deutlicher kontrastmittelanreichernde Tumorareale (Abb. B·3.22b, c). Ein organüberschreitendes Wachstum fuhrt Lum Tumoreinbruch in den Peri- und Pararenalraum. Gleichzeitig erfolgt die Diagnostik der regionaren Lymphknoten und eine Beurteilung der Leber auf eventuell vorliegende Metastasen. Eine Thrombosierung bzw. ein Tumoreinbruch ln die Nierenvene und/oder die V. cavainferior lässt sich insbesondere mit der MRT nachweisen. Aufgrund von Aussphanomenen sind Gcr.!ße in der Kernspintomografie normalerweise s1gnalfre1. Mit diesem Verfahren lassen sich deshalb venöse Geri nnungs- oder Tumorthrombosen besonders gut als signalreiche Areale im aufgetriebenenGefaß erkennen (Abb. 8·3.23). ln der MRT ergeben sich bei der Beurteilung der 1\Jmorausdehnung Vorteile gegenüber der a. Neben der multiplanaren Darstellung ist insbesondere der höhere Weichtellkontrast dieser Untersuchungsmethode von Vorteil. D1e Differen11erung zwischen einem kleinen Karzinom oder einem benigen Nierentumor (z. B. Adenomen} gelingt auch kernspintomografisch nicht. Unter Berücksichtigungder allgemeinen Situation des Patienten erfolgt dann m der Regel d1e 1\Jmorenukleat1on mit histologischer Untersuchung. Vor Einführung der Schmttbi ldverfahren war die Angiografie das einzige Verfahren. um Nierenkarzinome in emem hohen ProzentS<Jtz zu erkennen. Heute ist die Gefaßdarstellung nur noch selten notwendig. Gelegenllich erfolgt sie vor einer geplanten Nierente1lresekt1on. Präoperativ ist die Abklärung der Gefäßversorgung nur in Ausnahmefallen notwendig. dies gilt vor allem für geplante Tumorexstirpationen oder Nierenteilresektionen mit Erhalt der Restniere. Tumoreigene Gefaßc sind unregelmäßig im Kaliber und Verlauf. häufig sind lakunäre und aneurysmatische Erweiterungen zu beobachten. Die
Radiologische Diagnostik: s. Abb. 8-3.22. Sonogralisch weht das Kar1inom eine inho· mog<-ne Eth~truktur auf. Eine Auftreibung oder Vorwölbung der Nierenoberfläche kann sichtbar sein. Bei zentraler Ausdehnung zeigt sich eine Verdrängung des Pyelonreßexes (Abb. B-3.22a). rint' Ausscheidungsurografle 1st 1>~1 Nierenkarzlnomen 1n aller Regel nlc.ht mehr indiziert. Das Hohlraumsystem kann besser mit Cln('r Spdlselie llll Rahmim del a dargestellt werden (Abb. B-3.22c). Präoperativ Ist die a am besten geeignet. um Tumorausdehnung und eventueRe Meta~ta~il:'rung t u beurtt"ilen. Nativ haben Karz1nome eine ähnliche Dichte wie das Parenchym. Nach KM-Injektion zeigen sich neben hypodenscn nekrotischen Bez1rken auch gut perfundierte Tumorareale (Abb. B-3.22b, c).
Fine Thromboslerung bzw. ein Tumoreinbruch in die Nierenvene und/oder die V. cava Inferior lässt sieh Insbesondere mit der MRT gut nachweisen (s. Abb. 8·3.23). Die MRT eignet sich zur Beurteilung der Tumorausdehnung noch besser als die cr. Die Differenzierung zwischen einem kleinen Karzlnom (s.o.) und e1nem benignen Nierentumor ist aber mit der Bildgebung insg~mt nicht möglich. Vor Einführung der Schnittbildverfahren war die Angiografie das einzige Verfahren zur Erkennung von Karzinomen. Heute ist sie nur noch selten notwendig. Präoperativ ist die Abklärung der Gefäßversorgung nur in Ausnahmef;illen erfonderllch.
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B 3 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
MRT eines Nierenzellkarzinoms mit Tumoreinbruch ln die Venen a Das koronaren -Bild nach KM-Gabe 1elgt den großen rechtsseitigen Nierentumor (Stern) mit Tumoranteilen in belden Nlererwenen (P!elle) und der V. cava inferior (Pfeilkopf). b Im axialen Tl -Bild ist die V. cava inferior aufgetrieben und von signalgebendem Tumorgewebe ausgefüllt (Pfeil). Signalfrei dagegen sind Aorta (offener Pfeil) und V. portae (gebogener Pfeil). intensivste KM-Anreicherung zeigt sich in der kapillären Phase. lnfolge arteriovenöser Kurzschlusse kommt es zur frühen Venenfüllung.
.,.
Kl~ni~cher
Fo1ll.
.. KltniHher F.all . Eon 56-jähngtr Pati
zen.ln emer d.uaufhon durchgefuhnen Skelettszmugrafie fanden sich multiple mehranreichernde Herde. so dass der Verdacht auftonediffuse Skelenmetastasienrng bei unbekanntem Primärtumor geaußert Wtnl Ote im Rahmen der i>rim.lrttunorsuche durchgefuhn< kontr•stmiuclunter>tütztc er(Abb. B·3.24a) ergab
Wilms-Tumor .. Synonym.
Wilms-Tumor .. Synonym. Nephroblastom
Klinik: Der häufigste Nierentumor im Kindesalter tritt meist vor dem 7. Lebensjahr auf. Er zeigt sich durch eine palpable abdominelle Raumforderung oder gar Vorwölbung der Bauchdecke.
Klinik: Dieser mesenchymale Tumor tst der häufigste Nierenrumor im Kmdesalter. Die meisten Tumoren treten vor Erreichen des 7. Lebensjahres auf (Häufigkeitsgipfel zwischen dem 3. und 4. Lebensjahr\ ln 4% der Fälle sind Nephroblastome beidseitig lokalisiert Oberwtegend werden dte Tumoren klintsch durch eine palpable abdominelle Raumforderung erkannt gelegentlich sind sie zum Dtagnosezeitpunkt beretts so groß. dass eine sichtbare Vorwölbung der Bauchdecke vorltegt.
Diagnostisches Vorgehen: Sonografie. MRT, CT.
Diagnostisches Vorgehen: Oie Erstuntersuchung erfolgt in der Regel sonografisch. Zur exakten Beurteilung der Thmorausdchnung schltcßt sich dann eine MRT (CT) des Abdomens und eme er des Thorax an. Eine Ausscheidungsurografie ist heute nicht mehr mdiziert
Radiologische Diagnostik: Sonografisch zeigen sich irregular strukturierte Raumforderungen im Nierenlager mit scharfer Abgrenzung zum Nierengewebe
Radiologische Diagnostik: Sonografisch manifestieren sich Wi lms-Tumoren als im Nierenlager f ·legene irrcgular strukturierte Raumforderungen mit scharfer Abgrenzung zum Nierengewebe (Abb. B-3.2Sa). Der Thmor emhä.lt meist echoreiche und echoarme Areale, Verkalkungen sind selten. Das benachbarte gesunde Nierenparcn-
275
B 3.1 Niere und ableitende Harnwege
a Sonografisch kommt eine große echoarme Raumforderung zur Darstellung (pfeilspitzen), die vom benachbarten i>arenchym der linken Niere nicht abzugrenzen ist. b in der CT mit KM zeigt sich ein großer Tumor, der mehrere hypodens imponierende nekrotisch zerfallene Aleale enthält (i>feilspitzen).
chym und das Hohlraumsystem sind vertagen. Insbesondere große Wilms-Tumoren lassen sich im Ultraschall nicht immer sicher von Neuroblastomen (s. S. 299) abgrenzen. ln der MRT und der CT lässt sich dte Tumorausdehnung exakter als in der Sonografie beurteilen (Abb. B-3.2Sb). DerTumor enthalt oft größere nekrotische Areale, die isodens imponieren. Solide Tumorareale reichem KM an. Gleichzeitig lassen sich Lymph· knotcntiliae und Lebermetastasen erkennen. Bei fehlender Strahlenbelastung und multiplanarer Darstellungsmöglichkeit wird im Rahmen der präoperativen Diagnostik und der Verlaufskontrollen nach präoperativ durchgeflihrter Chemotherapie meJst dte MRT emgeserzr.
(Abb. B-3.25a). Der Tumor enthält echo· reiche und echoarme Areale. Die weitere Abklärung erfolgt wegen der fehlenden Strahlenbelastung heute meist mit einer MRT. Zur exakten Beunetlung der Tumorausdehnung sind CT und MRT gleichermaßen geeignet (Abb. B-3.25b). Der Tumor enthält oft größere nekrotische. isodense Areale. aber auch solide Anteile mit KM·Anreicherung.
Vaskuläre Erkrankungen
Vaskuläre Erkrankungen
Nierenarterienstenose
Nierenarterienstenose
Klinik : Haufigste Ursache der Nterenanenenverengung tst dte Arteriosklerose. Die Stenose liegt typischerweise am Abgang der Nierenarterien oder in den proximalen 2 cm des Gefäßes. Insbesonderebei Frauen im Alter zwischen I Sund 50 Jahren ist dif· ferenzialdtagnosttsch an eme flbromuskuläre Dysplasie als Ursache der Nierenarte· rienstenose zu denken (Abb. B-3.26). Die Nierenarterienstenose kann zur renovasku· lären Hypertonie und/oder zur Nlerenfunktlonselnschrllnkung führen.
Klinik: Sie entstehen oft bei Arteriosklerose oder fibromuskulärer Dysplasie (Abb. 8·3.26). Mögliche Folgen sind eine renevaskuläre Hypertonie und/oder eine Nlerenfunkt.ionseinschränkung.
Nierenarterienstenose
• a Arteriosklerotische Nierenarterienstenose 1 Abgangsnahe Stenose der Nierenarterie mit poststenotischer Dilatation 2 - Segmentarterienstenose mit poststenotischer Dilatation 3 - Embol1scher Segmentarterienverschluss 4 - Kollateralgefäße b DSA mit Nierenarterienstenose rechts (pfeil). c Nierenarterienstenose bei fibromuskul.irer Dyspl.ls•e: perlschnurartig aneinander gereihte Gefäßeinengungen. d Fibromuskuläre Dysplasie (FMD) der rechten Nierenarterie.
276
B 3 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
Dilatation und Stentlmplantatlon bei rechtsseitiger Nierenarterienstenose a Oie Iransbrachial durchgeführte
Übersiehtsaortografic zeigt eine hochgradige Stenose im proximalen Anteil der re<:hten A. renalis (Pfeil). Als Normvariante zeigen sich links zwei Nierenarterien. b Nach Ballondolatation und Einlage einer Gefäßstütte (Stent) mit einem Durchmesser von 7 mm zeigt d1e rechte Nieren· arterieeinen vollständig nor· malisierten Gefäßdurchmesser.
•
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Diagnostisches Vorgehen: ();e Farbduplexsonografie erlaubt oft di~ Verda
Diagnostisches Vorgehen: Es ist wichtig an die Diagnose zu denken (Hypertonie bei jungen Patienten). Evtl.ist paraumb11ikal ein Stenosegeräusch auskulticrbar. Die Farbduplexsonografie erlaubt in vielen Fällen die Verdachtsdiagnose einer Stenose.
Radiologische Diagnostik: Gefäßverkal· kungen auf der Übersichtsaufnahme und verzögerte Kontrastierung der betroffenen Niere in der Ausscheldungsurografie sond diagnostisch unsic.here Zeic.hen. Sonografisch imponiert eine einseitige Orqanverklcinerung. Mit der Duplexsonografie lassen si
Radiologische Diagnostik: Nierengefäßverkalkungen auf der Übersichtsaufnahme oder eine verzögerte Kontrastierung der betroffenen Niere auf der ersten Aufnahme nach KM Gabe in der Ausscheidungsurograflsche sind diagnostisch unsiChere Zeichen. so dass diese Verfahren nicht mehr zur Nierenartenendiagnostik eingesetzt werden. Sonograflsch ompomerr be1langer bestehender Stenose eine einseitige Organverkiel nerung. Mitder (farbkodierten} Duplexsonografie lassen sich bei günstigen Unrersuchungsbedmgungen 1entrale Nierenartenenstenosen lokalisieren und orientierend quantifizieren. Zur exakten Beurteilung wn Gefäßstenosen ist d1e Durc.hfOhrung einer Angiografle in Subtraktionstechnik (DSA) notwendig. Diese erfolgt als Übersichts.lngiOgrafic, ggf. mit zus.'ltzlicher selektiver Darstellung der emzelnen Nierenarterien (Abb. B-3.26). ACE-Inhlbitionsszintigrafie (Captoprilszintigrafie): Da nicht jede Nierenarterienstenose zu emem Hypenonus fuhrt und mehr jeder Panem m1t einer Nierenarterienstenose wn deren Therapie profitiert, ist für die Therapie die Differenzierung zwischen NierenartenenstenOSt' (morphologisches Knterium) und renova~kuldrem Hochdruck (funktionelles Kritenum} entscheidend. Hierfüreignet sich die Nierenperfusionsszintigrafie vor und nac.h Gabe eines ACE-Hemmcrs (Captoprii). Szintigrafische Kriterien ft.ir emen renovaskularen Hypertonus sind em verlangcner Nieren-Uptake und eine signifikante Perfusionsminderung der von der Nierenarterienstenose benoffenen Niere. Behandlungsmethode der Wahl bei der Nierenarterienstenose ist heute eine radiologisch interventioneil durchgeführte Gefiißdilatation. Dieses Verfahren wird als perkutane transluminale AngioplasUe (PTA) bezeichnet. Nach Überwmden der Stenose mit einem Führungsdraht wird über diesen ein B.lllonkatheter in die Nierenarterie eingebracht Der in der Stenose positionierte Ballon wird exjJandiert, wodurch es zu emer Zunahme/Normahs1erung des Gefäßdurc.hmessers kommt (Abb. B-3.27 ). ln den meisten Fallen wird nach der Gefäßdilatation eine Gefäßstütze. ei n sog. Stent, eingebracht. Nur in Ausnahmer.illen erfolgt eme Operation durch emen aortorenalen Venenbypass.
Niereninfarkt
Niereninfarkt
Klinik: Ein plötzlic.her Veßehluss der A. renalis führt zum Infarkt mit poteowellem Funktionsverlust der Niere. Ursache sind meist Embolien oder Thrombosen der Nieo enartcrlen (z. B. bei Vorhofflimmern oder Atherosklerose).
Klinik: Ein plötzlicher Verschluss der A. renalis führt zum akuten Niereninfarkt m1t potenziellem Funktionsverlust der betroffenen Niere. Nierensegmentarterienverschlusse führen zum Parenchymuntergang innerhalb des versorgten Segmentes. Ursächlich liegen mehrhe1tlich Embohen der Nierenarterien durch eongeschwemmtes thrombotisches Material vor (v. a. be1 Vorhorn immern}. Auch eine akute Thrombose der Nierenarterie aufdem Boden einer vorbestehenden Atherosklerose kann Ursache sem.
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B 3.1 Niere und ableitende Harnwege
a Der 7ustand nach einem segmentalen Niereninfarkt fUhrt zu narbigen Ein· ziehungen der Nierenkontur. Die Nieren· kelche stellen sich hier normal dar. was eine Abgrenzung gegenüber pyelone· phritischen Narben ennöglicht. die üblicherweise in der Nachbarschaft 7U keulenfom1lg deformierten Kelchen liegen. b, c CT bei Zustand nach segmentalem Niereninfarkt links. ln der Parenchym· phasezeigt sich auf den axialen (b) und koronaren (c) Bildern eine verminderte/ fehlende Kontrastierung des infarzierten Nierenparenchyms (!>feile).
Typisch sind plötzlich auftretende Flankenschmerzen. teilweise begleitet von einer H;imaturie. Diagnostisches Vorgehen: Bei klinischem Verdacht aufeinen Niereninfarkt wird notfallm~ßig eine CT mit CT-Angiografie durchgeführL. Sofern eine interven!iOnelle Therapieoption besteht (lokale Lyse). kann auch die primäre Diagnostik mit der DSA erfolgen.
Diagnostisches Vorgehen: CT mit CT-Anglografie. Belonterventioneller Therapieoption primär die DSA.
Radiologische Diagnostik: Die CT (Abb. 8-3.28) zeigt einen Perfusionsausfall mit fehlender Parenchymkontrastierung. Dieser betrifft beim Hauptstammverschluss das gesamte Organ. Beim Segmentarterienverschluss ist die fehlende Kontrastmittelanreicherung auf das betroffene. vom verschlossenen Gefäß versorgte Nierenparenchym bcgrcntt. Die CT-Angiografle dokumcntoert wiedoe DSAden Gefäßabbruch in derbetroffenen Arterie. Als Spatfolge eines Segmentarterienverschlusses resultieren narboge Parenchymeinziehungen. Der Perfusionsausfall lässt auch mit der Duplexsonografie nachweisen. ln der DSA sieht man den Gefäßabbruch und keilflirmige Bezorke ohne Durchblutung.
Radiologische Diagnostik: Die CT {Abb. 8·3.28) zeigt einen PerfusionsausfalL Doe CT-Angiografle dokumentiert wie dil' DSA den Gefäßabbruch in der betroffenen Artl'rie. Der Perfusionsausfall lasst auch mit der Duplexsonografie nachweisen. in der OSA sieht man den Gefäßabbruch und keif· förm•ge Bezirke ohne Durchblutung.
Nierenarterienaneurysma
Nierenarterienaneurysma
Doe sackförmog. gelegentlich auch spindelig konftgurierte aneurysmatosehe Erweiterung der Nierenarterie ist selten und meist asymptomatisch. Sehr selten ist das Aneurysma so groß. dass es zur Verlagerung benachbarter Anteile des Nierenbeckenkelchsystems kommt Doe Diagnosestellung erfolgt durch eine CT-Anglografie (Abb. B-3.29) oder eine MR-Angiografie. Häufog handelt es sich um einen Zufallsbefund.
s. Abb. 8 ·3.29
a Doe selektJve DSA ?eigt auf der rechten Seite eon 2.5 cm großes Aneurysma (Pieil) an der Aufzweigung der unteren Segmentarterien. b Eine 2 Jahre später mit einer CT-Angiografie durchgeführte Kontrolluntersuchung dokumentiert die identische Größe des Aneurysmas (Pfeil).
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B 3 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
Nierenvenenthrombose
Nierenvenenthrombose
Klinik: Flankenschmerzen und Hämaturie.
Klinik: Die akute Nierenvenenthrombose führt zur hämorrhagischen Organinfarzie· rung mit hochgradiger Funktionseinschränkung bis zum Organausfalt Klinisch stehen Flankenschmerzen und eine Hamatune im Vordergrund.
Radiologische Diagnostik : Sonograflsch zeigt sich eine Nierenvergrößerung und bei guten Untersuchungsbedingungen der Thrombus. Computertomografisch lässt sich nach KM-Gabe bei erhaltener Rest· perfusion ein umflossener Thrombus in der Nierenvene darstellen (Abb. B-3.30). M1t der MRT gelingt ein zuverlässige' Nachweis, da Thromben eine höhere Signalintensität als fließendes Blut aufweisen.
Radiologische Diagnostik: Sonograflsch ist das Organ bei reduz1erter Echogenität geschwollen. Größere Thromben lassen SICh bei guten Untersuchungsbedmgungen innerhalb der meist aufgetriebenen Vena renalis nachweisen. Die Duplexsonografie bestatigt be1 fehlendem Flusssignal der Nierenvene den Befund. Im Ausscheidungs· urogramm ist die Niere nativdiagnostisch vergrößert. die KM-Ausscheidung ist deutlich reduziert oder fehlt vollstandig. Computertomografisch lässt sich, bei noch crhaltcnc1· Rcstpcrfusion, neben der Organvergrößerung nach bolusförmiger KM-Injektion. ein umflossener Thrombus in der Nierenvene darstellen (Abb. 8·3.30 ). Da Thromben kernsplntomograflsch eine höhere Signalintensltat als fließendes Blut ,JUfweisen. lassen sich Nierenvenenthrombosen mit diesem Verfahren zuverlässig nachweisen. Besonders vorteilhaft ist, dass hierzu keine KM-Gabe notwendig ist. Mit der arteriellen Angiografie gelingt bei einer Nierenvenenthrombose meist keine ausreichende Venenkontrastierung.
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a Das native a zeigt rechtsseitig eine leicht vergrößerte und un~dlarf berandete N1ere. b Nach KM-Gabe gren7t sich innerhalb der kräftig kontrastierten Nierenvene ein Thrombus ab (Pit>il).
Niereninsuffizienz • Definition.
Niereninsuffizienz Eingeschränkte Fähigkeit der Nieren zur Ausscheidung hampflichti· ger Substanzen. F.s w~rd zwischen emer akuten und einer chronischen Niereninsuffizienz unterschieden. Jn Abhängigkelt von der Ursache erfolgt zusätzlich die Differenzierung 111 eine prärenale. renale oder postrenale Form (Tab. B-3.3 ).
Klinik: Typisch sind Leistungsschwäche, Polyulie. Nykturie und Ödeme.
Klinik: Die Symptome sind vielfältig. Häufig klagen die Patienten über Leistungsschwäche. Polyune, Nyktune und Ödeme. Weuerhm können gastromtestinale (Übelkeit. Appemlosigke1t) undfader kardiavaskuläre Symptome bestehen (Hypertonie).
Diagnostisches Vorgehen: Erhöhte Harnstoff- und Kreatin1nwerte im Serum.
Diagnostisches Vorgehen: l..lborchcmisch ISt u.a. emc Erhöhung der Harnstoff- und Kreatininkonzentration i. s. nachwe1sbar. Eintt>ilung und Ursachen der Niereninsuffizienz chronisch
akut
prärenal
0
• Schock (z. 8. hypoiiOiämisch)
renal-vaskulär
• Nierenarterienstenose
• Nierenarterienverschluss • Nierenvenenthrombose
renalentzündlich
• akute Glomerulonephritls • chron1sche Pyelonephnt1s • chromsehe Glomerulanephritis • Phenacetin-Nie<e
postrenal
• chroniSChe btl,uerale Harnweg- • akute Harnstauung sobstruktion
279
B 3.1 Niere und ableitende Harnwege
Niereninsuffizienz lmpul>efmin
Funktlonseln· schränkung:
lmpul>efmin
.
normale Funktion
a
10
c
20min Abflussstörung:
10 lmpulse/mln
10
20min
d
10
Kurvenverl;iufe der Funktionss.zintigrafie bei unterschiedlichen Nierenfunktionsstörungen.
Nephrektomletyp:
..
Das Radionuklid wird in der Niere akkumuliert.
b
20 min
(l;ese führt zu einer unzurcl(hendcn Konzentration und Sezemierung d<" Radionuklods.
Charakterist1~che
20 mln
(l;e KuM ist auf d~ AnfluiUng und Ver· teilungdes Nuklid> in der normalen Gefäß.. strombahn zurück· zuführen.
Radiologisches Erstuntersuchungsverfahren der Wahl ist die Sonografie. Eine akute Nicrcni nsuffitienz geht metst tntt einer Organverg rößerung etnher, eine chronische Insuffizienz führt zur Organschrumpfung. Radio logische Diagnostik : Die Nierenfunktionsszintigrafie ermöglicht eine seiten· getrennte Quantifizierung d er Funktionseinschränkung (s. S. 259). Die über den Nterenlagern gemessenen Aktivttat·Zcit·Kurven geben zu5dtzliche Hinwelse zur Ge· nese (Abb. B-3.31 ). Eine AbOachung der Perfusionsphase spricht für eine Nierendurchblutungsstörung. Ein hori7ont,11er Kurvenverlauf tm Anschluss an die Fruh· phase ist Ausdruck einer fehlenden Konzenrrarionsfah1gkeir der N1ere und bei renal -parenchymatös bedingter Niereninsuffizienz zu finden. Ein Aktivitätsanstieg in der Exkretionsphase tst Folge emer AbOussbchtnderung. Vergleichbare Aussagen lassen sich auch mit einer kernspintomografischen Perfusio nsuntersuchung tref· fen.
Radiologische Diagnostik: Die Nlerenfunktlonsszlntlgrafie em1öglicht eine seltengetrennte Quantlflzlerung der Funktionseinschränkung (s. S. 259). Die Aktivität·Zeit·Kurven geben Hinweise zur Genese (Abb. B-3.3 1). Eine MR·Perfusions· untersuchung fühn zu vergleichbaren Aussagen.
Verletzungen der Nieren
Verletzungen der Nieren
Man unterscheidet zwi schen geschlossenen, metst nach stumpfer Gewalteinwirkung auftretenden Verletzungen und offenen Traumen, deren Ursache häuflg Schuss· oder Stichverletzungen oder schwere Verkehrsunfl!lle mit einer perforierenden Nierenverletzung durch dte Rtppen sind.
Man unterscheidet ZWischen geschlossenen und offenen Traumen.
Kombtnationsverlet7ungen sind häufig. Klinik : Leitsymptome schwerer Nicrenverlet7ungen sind Hämaturie, Bauchdecken· spannung. Flankenschmerz. Schock und Flan l<enhämarom. Eine übersieht liber traumarisch bedingte Nierenveränderungen gibt Abb. 8·3.32.
Verletzungsfolgen der Nieren
a b c d e f
Nierenkontusion m it kleiner Parenchymeinblutung. Subkapsul~res N1erenhamatom. Parenchymblutung und perirenales Hämatom nach Parenchymriss. Subkapsuläres und intrarenales Hämatom mit Einriss des Hohlraums~tems. Isolierter Einriss des Hohlraums~tems mit Urinombildung. Nierenstielabriss.
Klinik: Hämaturie, Bauchdecken~pannung, Flankenschmer~und -h~matom, SchO
280
B 3 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
Diagnostisches Vorgehen: Untersuchungs· verfahren der Wahl ist insbesondere bei polytraumatisieren Patienten die Mehr· zeilen·CT. Bei leichteren Verletzungen beginnt die Diagnostik mit der Sonografie. gefolgt von CT oder MRT.
Diagnostisches Vorgehen, radiologische Diagnostik: Wahrend der Erstversorgung von lebensbedrohlich verletzten Patienten wird an manchen Zentren eine orientieren Sonografie durchgeführt. die als RUSH (• Rapid Ultrasound for Shock and Hypotension) beze1chnet wird. Zunehmend steht jedoch am Beginn der radiologischen Diagnostikeine CT. Voraussetzung ist das Vorhandensein eines schnellen Mehrzeilencomputenomografen. Bei diesen polytratunatisiertcn Patienten (z. B. Verkehrsunfall) werden die Nieren im Rahmen der Mehrzeilen-Cf-Untersuchung von Schädel, Gesichtsschädel, Thorax. Abdomen und Becken mit Sekundärrekonstrukt ion der Skelettanteile dargestellt. Eine Abdomenübersichtsaufnahme ist nicht Indiziert . Bei nicht lebensbedrohlichen Verletzu ngen des Abdomens steht meist die Sonografie am ßegmn der Diagnostik. Zur exakten Beurtetlung des Ausmaßes der Verletzung wird dann eine CT oder eine MRT angeschlossen.
Radiologische Diagnostik: Sonografisch imponieren Hämatome im Akutstadium als echoreiche, später als echoarme Flüssig· keltsansammlungen.
Radiologtsehe Diagnostik: Sonograflsch manifcsttett sich eine Nierenkontusion durch ei ne Organvergrößerung. Subkapsulär. imraparenchymatös oder perirenal gelegene Hämatome imponieren sonografisch im Akutstadium als echoreiche, später als echoarme Flüssigkeitsansammlungen. Parenchymrupturen fuhren bei Beteiligung der Organkapsel wr Unterbrechung der Organkontur. Zur besseren Beurteilung des Gefiißsy~tems und 7ur Darsrellung von Parenchynwerletzungerfolgt die CT meist primär nach i. v.-KM-Gabe. Zum Nachweis von Verletzungen der abiellenden Harnwege kann eine Spätserie (ca. 10- 20 min nach KM-Gabe) angeschlossen werden. ln der CT lässt sich da> Ausmaß der Verletzungsfolgen mit den dadurch bedingten Hämatomen exakter als in der Sonografie beurteilen. Frische Blutungen sind hyperdens. innerhalb von Tagen und Wochen nach der Verlet7ung nehmen d1e Dichtewerte mit zunehmender Hämatomresorption ab (Abb. B-3.33a). Es wird zwi
Zur bessc1en Beurteilung des Gefäßsystems und zur Darstellung von Parenchym· verletzungerfolgt die CT meist primär nach i. v.·KM-Gabe. E•ne Spatserie (ca. 10-20 min nach KM-Gabe) dient zum Nachweis von Verletzungen der ableitenden Harnwege. in derCTslnd frische Blutungen hyperdens, im Verlauf nehmen die Dichtewerte mit zunehmender Hämatomresorption ab (Abb. B·3.33a). Funktoonstüchbge Parenchymanteile reichem im Gegensatz zu traumatisch geschädigten. funktionslosen Arealen das KM an. Da das Gefäßsystem mit der CT meist sehr gut darstellbar ist. erfolgt elnc Anglografie nur noch in Ausnahmcl;illen. Hiermit lassen sich Parenchymrisse mit partieller Durch· trennung arterieller Geläl~e gut erkennen (Abb. B-3.33b).
Eine Urografie wird beim Nierentrauma wegen der fehlenden Aussagekraft nicht mehr durchgeführt. Sinnvoll kann jedoch eine sog. Spätaufnahme der Nieren und des abiMtmdcn Harnwegs nach einer CT mit i. v.·KM·Gabe sein.
Die Angiografie ist wegen der guten Gefaßdarstellung in der CT nur noch selten zur Diagnostik einer Nierenverlet?Ung indiziert. Sie wird haupt~ächlich im Rahmen einer interventionellen Embolisation zur Therap1e der Blutung durchgeführ t. Die DSAgibt Aufschluss über rraumatisch bedingte Nierengefä&schäden. Parenchymrisse mit partieller Durchtrennung arteneUer Get:iße lassen s1ch'" ihrem Ausmaß ang•ografisch zuverlässig erkennen (Abb. B·3.33b~ Mögliche Ursachen eines posttraumatischen Verschluss~!$ einer N1erenhaupt- oder Segmentarterie sind ein Gefiißspasmus. eine traumatisch induzierte Gefäßthrombose oder eine Gefaßverlegung bei vorliegender Teilruptur. Eine angiografisch diagnostizierbare Spätkomplikation nach emem Nierentrauma smd neu ausgebildete arteriovenöse Fisteln. Eine Urografle wird beim Nierentrauma wegen der fehlenden Aussagekraft nicht mehr durchgefuhrt. Sinnvoll kann jedoch eine sog. Spätaufnahme. ei ne AbdomenObersicht der Nieren und des ableitenden Hanmregs nach einer er mit i. v.-KMGabe sein. Diese. in Abhängigkeit von Verletzungsausmaß und Nierenfunktion
a Subkapsuläres Nierenhämatom: fn der CT zetgt sich nach intravenöser KM-Gabe etn großes. subkal>'ul;ires Hämatom der linken Niere (Pfeil). Bei einem Hämatomalter von etwa 5 Tagen sind die Dichtewerte vor· nehmlich wasserisodens. da d1e festen Blutbestandteile bereits partiell reSO
281
8 3.2 Mannliehe Geschlechtsorgane
15- 60 min nach der er durchgeflihrtc Aurnahme. kan n perrorierende Verletzung der ableitenden Harnwege durch den Kontrastmittelaustritt nachweisen. • Klinischer fall. Bei einer 35 j~hroge Patienton mit V.•. Glomerul onephrit~> komml es t>.Kh der sonogrofisch durchgeffihrten l'unktion zu einer massiven Parenchymblutung. Dte CT (Abb. B·3.34a) zeigt d.s große Hämatom ( Pfeile) mit Arealen von ausgetretenem kontrastierten Blut als Hm~" auf dte aktuell noch bestehende ßlutuna. Dte OSA (Abb. 8·3.34b) zeq;t dte wolkige Kontrasumnelan5.lmmlung durch das au' den Cef.lßen ausgetretene kontrastierte Blut Nach Lokalisation der Segmenlarenchym versorg~ wtrd d1ese tntl mehreren Spiralen (Coth verschlo,~n. Das Ab>Chlussb•ld nach Fmbohsatlon (Abb. 8·3.34<) ze1gt dte verschlossene Segmentarterie mit den Colls. Im nachgeschalreten Parenchym kam es daruch zu etnem kleanen segmentalen 'liereninfarkr, das Organ konnle jedoch auf dtese Wetse erhalten werden.
.,
Klini~cher
fall.
3.2 Männliche Geschlechtsorgane
3.2
Männliche Geschlechtsorgane
3.2.1 Radiologische Methoden
3.2.1
Radiologische Methoden
Sonografie
Sonografie
Dte Sonografie von Prostata (Abb. 8-3.35 ). Hoden (Abb. 8-3.36 ) und Samenblase kann transabdominal (suprapubisch) oder auch transrektal bzw. endovcsikal durchgehihrt werden. S1e ISt be1 der Untersuchung der o.g. Organe das b1ldgcbendc:> Verfah· ren der Wahl.
Die Sonografie ist das bildgebende Verfah· ren der Wahl zur Darstellung von Prostata (Abb. 8· 3.35), Hcxl!'n (Abb. B-3.36) und Samenblase. Sie kann suprapubtsch oder transrektal bzw. endovesikal durchgeführt werden.
Sonografie der Prostata Schalllopl
Symphyse Harnbl1~c
Prost.na R
Schallcopf Wasse
a Die transvesikale Organdarstellung gelingt nur bei ausreichend gefüllter Harnblase. Bei suprapubischer Schallkopfpositionierung wird das Organ in der transvers<~len und longatudinalen Ebene durchgemustert Das Volumen der normalerweise etwa kastaniengroßen Prostata kann näherungsweise nach der Formel V 0.523 x a x b x c besttmmt werden, wobei a, b und c die Organdurchmesser in den drei Raumebenen darstellen. b Oie transrektale Sonografie der Prostata ermöglicht eine dtfferenzierte Beurteilung der Organstruktur und erleichtert den Nachwets etnes beginnenden organüberschreitenden Karztnomwachstums. c Sonografie der Prostata, Normalbefund. Die perkutan transvesikal durchgeführte Sonografie zeigt im (I) Querschnitt und im (II) Längsschnitt eine normal groß<' Prostata mal regelrechter, homogener Organechogenität.
282
8 3 Urogenotaltrakt und Retroperitoneum
Normalbefund. Der I
CTundMRT
CTund MRT
Die CT erfolgt bei Hodentumoren und Prostatakarzinomen zur Ausdehnungsbeur· teilungdes Primärtumors und zum lymphknotenstaging. Die MRT wird zur Ausdeh· nungsbeurteilung von Prostatakartinomen eingesetzt. Notmalbefunde von Prostata und Samenbläschen s. Abb. 8·3.37.
Die CTvon Abdomen und Becken erfolgt bei Hodentumoren und Prostatakarzinomen zur Ausdehnungsbeurteilung des Primärtumors und zumlymphknotenstaging. Die MRT des Beckens wird unter Verwendung von Enderektalspulen zunehmend zur Ausdehnungsbeurtelfung von Prostatakarzinomen eingesetzt. Einen Normalbefund der Prostata und der Samenbläschen zeigt Abb. 8·337.
MRT·Normalbefund von Prostat a und Samenbläschen a MRT der Prostata: Unmittelbar ventral vom Rektum (Pieil) liegt die rundliche. glatt berandete und normal große Prostata. Im T2-Bild ist gut zwischen der signalreichen peripheren Zone (') und der und der signalarmen zentralen Zone zu differenzieren. Als heller Punkt Ist die zentral durch die Prostata verlaufende Urethra eri<ennbar. b MRT der Samenblasen: DorSoll der flüssigkeitsgefüllten Harnblase sind die gelappt konfigurierten S;!menblasen (pfeife) zu erkennen.
3.2.2 Leitbcfunde - vom radiologischen
Befund zur Diagnose Typische Befunde und Differenzialdiagnosen s. Tab. B-3.4
3.2.2 leitbefunde - vom radiologischen Befund zur Diagnose ln der nachfolgenden Tabelle sind emige typische Befunde und ihre Differenzialdiagnosen aufgeführt (Tab. 8·3.4 ).
Radiologische leitbefunde Befund
mögliche Ursache
geeignete Methoden (Methode der Wahl steht an 1. Stelle)
• ben1gne Prostatahyperpla>1e
Sonografie
• Prostahbs
Sonografie
• ProstarakarLinorn
Sonografie. MRT. CT
• Hodentorsion
Duplex·Sonografoe
• Orchibs I Epididymitis
Sonografoe
• Hodentumor
Sonografie. CT (Lymphkno(en·Staging)
---'
Vergrößerung der Prostata
Vergrößerung des Hodens
283
B 3.2 Männliche Geschlechtsorgane
3.2.3 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund
3.2.3 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose :tum Befund
Benigne Prostatahyperplasie
Benigne Prostatahyperplasie
,.. Synonym. Prostataadenom
• Synonym.
Die benigne Organvergrößerung entsteht durch eine Wucherung der drüsigen (glanduläre Fonn) oder mesenchymalen Organanteile (fibromuskuläre Fonn ). Betroffen sind vorzugsweise Areale in der Umgebung der Harnröhre. Durch d eren Kompression kommt es zur fortschreitenden Harnblasenentleerungsstörung. Klassifikation: in Abhängigkeit vom Ausmaß der Entleerungsstörung wird zwischen drei Stadien unterschieden. • Stadium 1: typische Beschwerden (z. 8. Pollakisurie) ohne Restharnbildung • Stadium II : typische Beschwerden (z. B. Pollakisurie) + Restharnbildung • Stadium 111: typische Beschwerden (z. 8. Pollakisurie) + Restharnbildung + Niereninsuffi zien7 (durch Überlaufblase mit wnehmender Ausbildung einer beidseitigen Dilatation der Harnleiter und des Nierenbeckenkelchsystems).
Klassifikation: • Stadium 1: typische Beschwerden (z. B. Pollakisuric) ohne Restharnbildung • Stadium II: typische Beschwerden und Restharnbildung • Stadium 111: typische Beschwerden. Restharnbildung und Niereninsuffit1enz durch Überlaufblase.
Klinik: je nach Wachstumsrichtungder Prostatahyperplaste klagen die Patienten u.a. über einen dünnen Harnstrah I. das Gefühl der inkomplenen Harnblasenentleerung. eine zunehmende Miktionsfrequenz. vennehrres Pressen und Pollakisurie.
Klinik: Dünner Harnstrahl. erhöhte Miktionsfrequenz. vermehrtes Pressen. Pollakisurie.
Diagnostisches Vorgehen: Anamnese (typische Beschwerden?) und rektale ralpation (prall vergrößerte. gut abgrenzbare Prostata) helfen bei der Diagnosestcherung. Mithi lfe der Sonografie konncn die Größe der Proswa und die Restharnmenge bestimmt werden (Abb. B·3.3S).
Diagnostisches Vorgehen : Anamnese und rektale Palpation sowie Sonografie (Abb. 8·3.35).
Radiologische Diagnostik: Mit zunehmender Vergrößerung der Pro~tata f.illt in der Sonografie (Abb. 8-3.38 ) eine kugelige Organumfor mung auf. Die EchostrUktur ist 10 typischen Fällen homogen. kann bet gleichzettig vorhandenen Verkalkungen oder fibrotischen VeränderungenJedoch auch heterogen imponieren. Zentral lokalisierte hyperplastische Areale lassen sich meist nur mit der transrektalen Sonografie abgrenzen. Durch eme Kompression des benachbarten Drüsengewebes entsteht ein echoanner Saum. der als Pseudokapsel bezeichnet wird. Die begleitende Blasenentleerungsstörung führt 7ur sonografisch sichtbaren muskulären Hypertrophie der Hamblasenwand. in fortgeschritteneren Stadien kann das Ausmaß der Restharnerhöhung unmi ttelbar nach vorangegangener Mtktion durch eme sonografische liarnblasenausmcssung (Fonnel wie bei der Prostatavolumenbesummung) objektiviert werden (> 50 ml sind pathologisch. s. S. 257). V. a. die Vergrößerung des Prostatamittellappens ffih rt zu einer Anhebung des Hamblasenl>odens. Die Ausscheidungsurografie zeigt die dadurch bedingte. in der Mitte gelegene Pelouierung der kaudalen Harnblasenberandung. Im Stadium 111 sind sonograftsch neben der vergrößerten Prostata eine erheblich vergrößerte Harnblase und eine Harnstauung zu erkennen. Bei meist eingeschränkter Nierenfunktion zetgt sich tn der Ausscheidungsurografie eme betdseitige Harnstauung. Häufig sind begleitend Harnblasenkonkremente sichtbar.
Radiolog ische Diagnostik : in der Sonografie (Abb. B-3.38) fällt eine kugelige Organumformung auf. Zentrale hyperplasti· sehe Areale lassen sich mtt der transrektale n Sonografie abgrenzen. Durch Kompression des Drüsengewebes entsteht ein echoarmer SJum (Pseudokapsel). Die Blasencnt· Jeerungsstörung führt zur muskulären Hypertrophie de r Harnblasenwand. Das Ausmaß der Restharnerhöhung kann direkt nach M1ktion durch eine sonografi~ he Harnblasenausmessung bestimmt werden (>50 ml sind pathologisch). Oie Ausscheldungsurografle zeigt eine Pelottierung der kaudalen Harnblasen· berandung. in Stadium 111 sind sonografisch eine verg rößerte Harnblase und Harnstauung zu erkennen. in der Ausscheidungsurografle zeigt sich eine beidseffi9e Harnstauung.
Sonografische Befunde bei benigner Prostatahyperplasie Im Querschnitt (a) und Längsschnitt (b) kommt das vergrößerte Organ mit einer deutlichen Anhebung des Harnblasenbodens zur Darstellung.
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B 3 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
Prost•takarzinom
Prostatakarzinom
Klinik : Beim Prostatakarzinom kommt es spät ro Miktionsbcschwerden. weil es sich vor allem in den dorsalen, harnröhrenfernen Organanteilen entwickelt. Diagnostisches Vorgehen: Rektaler Tastbe· fund, Bestimmung des PSA und transrektale Prostatablopsle. Ausdehnungsbeurteilung durch eine transrektale Sonografie oder eine MRT mit endorektaler Spule.
Klinik: Das Prostatakarzinom entwickelt sich vor allem in den dorsalen, harnröhrenfernen Orsan.mteilen. Deshalb führt es 1m Gegensatz zur adenomatosen Hyperplasie der Prostata erst relativ spät zu Miktionsbeschwerden.
Radiologische Diagnostik: Sonografisch besteht eine Organvergrößerung bei Inhomogen echogebender Binnenstruktur (Abb. B-3.39). Die lokale Tumorausdehnung ist mit der transrektalen Sonografie gut beurtetlbar. ln der Ausscheidungsurografie zeigt sich organüberschreitendes Wachstum durch Unregelmäßigkeiten im Blasenboden und ggf. eine Blasenverdrängung. ln der CT kann Lu nächst nicht LWischen Adenom und intrakapsuliirem K.lrzinom dllle1enzie1t werden. Oie Indikationen liegen im Eritennen einer Infiltration der Nachbarorgane und einer lymphknotenmctastasieurung (Abb. B-3.40a). Zur lokalen Ausdehnungsbeurteilung dient die MRT unter Einsatz einer Endorektalspule. Da Prostatakarzinome frühzeitig ins Skelett metastasieren, wird eine Skelettszlntigrafie sowie Röntgenaulnahmen von S
Diagnostisches Vorgehen: ln fortgeschnnencn Fallen lässt sich die Verdachtsdiagnose bereitsdurch den rektalen Tasrbefund (derber. nichtdruckdolenter Knoten}stellen. Beim Prostatakarzinom istdie Serumkonzentration des PSA (prostataspezifisches Antigen =Tumormarker) erhöht. Die histologische Diagnosesicherung erfolgt mittels einer t ransrektalen Prostatabiopsie. Zur exakten Ausdehnungsbeurteilung. insbesondere zur Frage des organOberschreitenden Wachstums sind d1e transrektale Sonografie und zunehmend die MRT mit endorekt aler Spule die Untersuchungsverfahren der Wahl. Radiologische Diagnostik: Sonograflsch besteht eine Organvergrößerung bei tumorbedingt Inhomogen echogebender Blnnenstruktur. Neben echoarmen Arealen lassen sich auch echoreiche, tcilwc1se sogar verkalkte Tumoranteile nachweisen (Abb. B-3.39).1n Abhängigkeit von der Tumorgröße besteht zudem eine Anhcbung des Harnblasenbodens. D1e lol
Sonografisch zeigt sich eine vergröBerte, inhomogen strukturierte Prostata (Pfeile) mit Pelottierung des Harnblasenbodens. Innerhalb des Organs tinden sich reflexreiche Areale, doe fokalen Verkalkungen entsprechen.
285
8 3.2 Mannliehe Geschlechtsorgane
• •
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•
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b
a
er: lumorö>e. doe Organkonturen der PrCKtata überschoMende Raumforde
der ventral gelegenen kontrastmittelgefüllten Harnblase (pfeile). b Skelettszintigrafie: Zahlreiche fokale Mehranreicherungen im Skelettsystem, die z. T. mit pfeilcn markiert sind und einer diffusen Knochenmetastasierung entsprechen. c Röntgenaufnahme der LWS: Diffuse osteoplastische Metastasierung mit daraus resultierender Oeckiger Dichteerhöhung der Knochenfeinstruktur.
Prostatitis
Prostatitis
• Definition. Meist bakteriell verursachte Entzündung der Prostab. die i. d. R. aszendierend über die Harnrohre odco intrakanalikulär ubcr den Ductus deferens entsteht. Klinik: Bet Vorliegen einer akuten Prostatitis treten neben Fieber und Schüttelfrost zusätzlich Dysurie. Pollakisurie und Def.ikarionsschmenen auf.
Klinik: Fiebe<. Schüttelfrost. ~urie, Pollakisurie. Defäkationsschmerzen.
Diagnostisches Vorgehen: Neben der klinischen Symptomatik f.illt bet der rektalen Untersuchung eine z. T. extrem druckschmerzhafte. ödematös geschwollene Prostata auf. Im Urin sind Leukozyten und Bakterien nachweisbar. das PSA kann erhöht setn.
Diagnostisches Vorgehen: Druckschmerzhafte. ödematöse PrCKtata. Leukozyten und Bakterien im Urin. evtl. erhöhtes PSA.
Radiologische Diagnostik: • Akute Prostatitis: Sie manifestiert sich sonegrafisch durch eine symmetrische Organvergrößerung bei diffus verminderter Echogenität {Abb. B-3.41a). Abszedierungen führen zu umschnebenen echoarmen oder echofreien Arealen. Die Durchführung etner retrograden Urethragrafie oder Miktionszystourethrografie ist nur bei rezidivierenden Entzündungen fürden Nachweis begünstigender Faktoren wichtig (z. B. Strikturen). • Chronische Prostatitis: Die Organgröße ist sonegrafisch meist normaL Das Sinnenechomuster imponiert inhomogen (Abb. B-3.41b). wobei Vcrkalkungen zu fokalen renex.retchen Arealen fuhren. die teilweise einen Schallschatten aufweisen. Wegen des ähnlichen SOnografischen Bildes ist die Abgrenzung von einem nicht organüberschre•tenden Prostatakarzinom auch mtt der CT und der MRT nicht möglich. ln diesen Fällen muss eine Prostatastat\Zbiopsie durchgefo.lhl't werden. Für eine retrograde Urethrogralie und Miktionszystourethrografie ergeben sich die gleichen Indikationen wie bei der akuten Prostatitis (s.o.).
Radiologische Diagnostik: • Akute Prostatitis: Sonegrafisch zeigt sich eine symmetrische Organvergrößerung bei diffus verminderter Echogenltät (Abb. 8·3.41a). Abszedlerungen führen zu echofreien Arealen. • Chronische Prostatitis: Die Organgröße ist sonegrafisch meist normal. Das Binnenechomuster Imponiert lnhomo· gen (Abb. B-3.41b). Eine Abgrenzung vom Kar7inom ist auch mit der CT und der MRT nicht sicher möglich. Hier muss eine Stanzbiopsie durchgeführt werden.
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B 3 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
a Akute Prostatitis: Querschnitt (I) und LängsKhnltL (II) zeigen eine entzündlich bedingte Echogenitätsabsenkung der Prostata (P). R • Rektum. b Chronische Prostatitis: Querschnitt (I) und Längsschnitt (II) zeigen ein deutlich inhomogenes Echomuster der Prostata (PR). HB • Harnblase.
Hodentorsion • Definition.
Hodentorsion • Definition. Bei der Hodentorsion verdrehen sich die Hoden in der Längsachse (z. B. bei sportlicher Betätigung). Durch die Torsion der versorgenden Blmgef.iße kommt es zunachst zur venösen Stase, dann zum arteriellen Gefäßverschluss und zur hämorrhagischen lnfafllerung des Hodens.
Klinik: Heftige Schmerzen in der Leistenregion, Schwellung und Rötung des Skrotums. Bei Palpation 1st der Hoden stari< druckdolent, das Prehn-Zeichen ist positiv (Schmerzverstäri
Klinik: Klinisch werden heftige Schmerzen vornehmlich in der Leistenregion angegeben. Begleitend zeigt sich eine Schwellung und Rötung des Skrotums. Bei der Palpation 1st der Hoden stark druckdolent, das Prehn·Zelchen ist positiv (d. h. derSchmerz verstärkt sich bei Anheben des Hodens- DD zur akuten Epididymitis: Abnahme der Schmerzen). Die operative Beseitigung der Torsion muss innerhalb wemger Stunden durchgeführt werden. da es sonst zur irreversiblen Organnekrose kommt.
Radiologische Diagnostik: Oie farbkodierte Duplexsonografie ist die Methode der Wahl (Abb. 8-3.42).
Radiologische Diagnostik: Bei der klinisch oft problematischen Abgrenzung zur akuten Nebenhodenentzündung ist die farbkodierte Duplexsonografie die Untersuchungsmethode der Wahl (Abb. 8·3.42 ).
a Sonegrafisch führt die Hodentorsion zur Organvergrößerung. Im Skrotum findet sich vermehrt Flüssigkeit. b Dopplersonegrafisch ist das Flusssignal deutlich vermindert bet aufgehobener Pulsatilität.
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B 3.2 Männliche Geschlechtsorgane
Typisch fur die Hodentorsion ist eine deutlich verminderte oder fehlende Organperfusion. Hoden und Nebenhoden sind vergrößert und echoarm, oft findet sich eine mäßige Zunahme der peritestikuliiren FlüSsigkeit. Be1 der akuten Nebenhodenemzündung (s. u.) ist die Durchblutu ng dagegen deurlich vermehrt. Entzundungen von Hoden und Nebenhoden
Entzündungen von Hoden und Nebenhoden Entlündungen von Hoden (Orchitis) und Nebenhoden (Epididymitis) entstehen i. d. R. durch aszendierende Infektionen über den Ductus deferens oder hämatogen (z. B. bei Mumps~ Radiologische Diagnostik : Die akute Orchitis emwickelt sich meist durch Ausbreitung einer Ncbenhodcncmziindung. Sonegrafisch ist der Hoden diffus vergrößert (Abb. B-3.43). die Echogenität des Parenchyms ist reduziert. wobei sich Abszedierungen als echoarme b1s echofreie Artale darstellen. Die akute Epidldymltls fllhrt klinisch zu einer schmerzhaften Schwellungdes Nebenhodens. Sonegrafisch ist dieser vergrößert. im akuten Stadium typischerweise echoarm. Im weiteren Kr.lllkheitsverlauf kommt es bei zu nehmender Fibrosierung zum Anstieg der Echogenität. Oft liegt begleitend eine Hydrozele (s. u.) vor. Oopplersonografisch lässt sich eine vermehrte Durchblutung des betroffenen Nebenhodens erkennen.
Radiologische Diagnostik: Bei der akuten Orchitis Ist der Hoden sonografisch diffus vergrößert (Abb. B-3.43). Die akute Epididymitis zeigt sich in einem sonograflsch vergrößerten, im akuten Stadium echoormen Nebenhoden. Dopplersonografisch lässt sich vermehrte Durchblutung erkennen.
a Eine akute Orchitis kann zu einer Vergrößerung des Hodens bei homogener Echogenität führen. b Im Falle einer bakteriell abszedierenden Orchitis findet skh zusätzlich eine abszessbedingte Flüssigkeitsansamm· lung (FL). Die Vaskularisation ist entzundungsbedingt deutlich vermehrt, dies zeigt sich besonders im Unterschied zur gesunden Gegenseite (c).
Hydrozele
Hydrozele
Als Hydrozele wird eine pathologische Flüssigkeitsansammlung im Skrotum bezeichnet (innerhalb der Tunica vaginalis communis testis). Klinik: Langsam zunehmende. prallelastische Schwellung intraskrotaL meist ohne Schmerzen. Gelegentlich besteht emlokales Druck-oder SchweregefühL Bei der Palpation ist ein glatter. indolenter, gegen die Skrotalhaut gut verschieblicherTumor tastbar.
Klinik: Langsam zunehmende. prall· elastische Schwellung intraskrotai, meist ohne Schmerzen.
Radiologische Diagnostik: Untersuchungsmethode der Wahl ist die Sonografie mit dem Nachweis von peritestikulär gelegener echofreier Flüssigkeit. Der Hoden liegt innerhalb der umgebenden Flüssigkelt 1m dorsalen Abschnitt des Skrotums (Abb. B-3.44).
Radiologische Diagnostik: Oie Sonografie weist perltestlkulär gelegene echofre.ie Flüssigkelt nach, die den Hoden umgibt (Abb. B-3.44).
Hydrozele Sonografische Darstellung der echofreien Aüss,gkeit im Skrotum, die den Hoden umgibt.
Nebenhoden
Flüssigkelt
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B 3 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
Varikozele
Varikozele
• Definition.
Der Varikozele liegt eine abnorme Dilatation und Elongation der Venen des Plexus pampimformis mnerhalb des Skrotums zugrunde. Ca. 90% der Va· rikozelen sind linksseitig lokalisiert:. Sie sind eine häufige Ursache fü r die männliche Infertilität.
Klinik: Selten BeschM.'rden. lntr~skrotalund entlang des Samenstrangs fallen gestaute. geschlängelte Venenkonvolute auf.
Klinik: ln der Regel bestehen keine Beschwerden. Oft erfolgt die Diagnose im Rahmen einer lnfertilitätsdiagnostik. Bei der Inspektion am stehenden Panenten fallen die gestauten, geschlängelten Venenkonvolute intraskrotal und entlang des Samenstranges auf.
Radiologische Diagnostik: Sonografisch impomeren d1e dilatierten Venen als echo· fre1e Strukturen nahe des Samenstranges. Dopplersonograflsch lässt sich ein ret rogradcr Blutstrom erkenMn. Bei der phlebograflschen Darstellung wird die V. spermatica intema durch KM·Injektion aus einem Katheter in der V. renalis retrograd dargestellt. Im Anschluss lässt skh eine Verödung der Varikozele durchführen (Abb. 8·3.45).
Radiologische Diagnostik: Sonografisch imponieren die dilatierten Venen als tubu· läre, echofreie Strukturen in der Region des Samenstranges. Dopplersonografisch lässt sich intenninierend, besonders unter Valsalvabedingungen. ein retrograder Blutstrom erkennen. Bei kleinen Varikozelen empfiehlt sich die Untersuchung im Stehen, da die Venen dann deutlicher blutgefullt sind. Zur phlebografischen Darstellung, im Rahmen der unten genannten Verödungstheraple, wird ausgehend von emer Leistenvene ein vorgeformter Katheter in die V. rena· lis vorgeschoben. Nach KM-InjektiOn kommt es zur retrograden Darstellung der V. spenmatica interna. Gleichzeitig kontrastieren sich eventuell vorliegende, atypisch ausgebildrte Kollateralvenen. Nach selektiver Katheterisierung der V. spermatica Interna lässt sich eine Ver· ödung der Varikozele durch Injektion emes Sklerosierungsminels durchführen (Abb. 8·3.45). D1esc Interventionelle Therapiemaßnahme stellt eine effekllve Alternative zur Operation dar.
nk!• N1tuenvenc linkt' NK-rt
rechte Samen· strangvene
(Nonnal· TUStand)
B.:w< hschi.Jg ader
l -----'1- gestaute Samenstrang· •cm~W1n\s,
Ot>erschenkel·
wonc krampfader· geflecht N~benhodM1
K
Hoden
•
b
a Von der rechten Leistenvene ausgehend wird ein vorgebogener Katheter in die linke Nierenvene vorgeschoben. Nach KM· Injektion in die V. renalis stellt sich die linke V. spermatica intema retrograd dar. Zur Verödung wird die Gonadenvene bis etwa auf Höhe der Beckenschaufel sondiert und nach lnjekbon eines Sklerosierungsm1ttels verödet b Phlebografie und Sklerosienung emer linksseitigen Varikorele. KM·lnjektion in die pathologisch erweiterte Vena spermatica intema (I). Kontrastierung der varikös erweiterten Venen des Plexus pampiniformis (II). Nach Injektion des Sklerosierungsmittels ist die Vena spermatka Interna verschlossen, om oberen Anteil des CÄ'fäßcs Jetgen sich emtelne von KM umflossene Thromben (111, Pleilsp1tzen). Hodenretention .. Synonym.
Hodenretention .. Synonym. Kryptorchismus, Maldescensus testis Ausbleiben des physiologischen Deszensus des Hodens in das Skrotum. je nach Lokalisation werden der Bauchhoden ( Retenuo testis abdominalis), der Leistenhoden (Retentio testis 1nguinalis), der Gleithoden (Testis mobilis) und der ektope Hoden unterschieden.
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B 3.2 Männliche Geschlechtsorgane
a Sonografischer Nachweis des echoarmen. durch Kreuze marieierten Hodens '" der linkl'n Leistcnrcgion. b Axiales. T,-gewtchtetes MRT·Bild: Darstellung des Hodens in der linken Leistenregion (pfeil). c Korona~. T1-gewichtete MRT-Bilder: 01thotop gelegener rechter Hoden (pfeil) und Leistenhoden links (Pfeilspitze). Diagnostisches Vorgehen: Die Diagnose erg1bt sich aufgrund der klinischen und sonografischen Untersuchung. Ein<' operalive Korrektur sollte in Jedem Fall erfolgen, da das Risiko fUr Infertilität. Malignome und Hodentorsion deutlich erhöht ist
Diagnostisches Vorgehen: Klinische und sonografische Untersuchung. Eine operati\IC Korrektur ~llte in jed<>m r.111 erfolgen.
Radiofogische Diagnostik: Liegt der Hoden wegen einer Storung des Deszensus nicht im Skrotum. wird sonegrafisch versucht. den oder d1e retimerten Testis zu lokalisie· ren (Abb. B·3.46a). Innerhalb des Leistenkanals (Retentio testis inguinalis) ist der Hoden als echoarme, ovale Struktur w erkennen. Intraabdominell (Retentlo testls abdominalis) gelingt die Sonografische Lokalisation meist nicht. Die CT führt zu keinen besseren Ergebnissen und ist wegen der zusätzlichen Strahlenbelastung mcht in· diziert. Kemspintomografisch gelingt häufig die Lokalisation des Hodens 1m Becken oder Retroperitonealraum, d.1bei sind insbesondere koronare Schichten hilfreich (Abb. 8·3.46b, c).
Radiofogische Diagnostik: Sonegrafisch word die L.okalisat100 des relimcrtcn Hodens versucht (Abb. B-3.46a). Innerhalb des Leistenkanals (Retentlo testis inguinalis) •st der Hoden als echoarme. ovale Struktur 7u crk~nnen. Intraabdominell (Retentio testis abdomlnalis) geimgt dies meist nicht, kemspintomografisch dagegen zumindest teilweise (Abb. B-3.46b, c).
Maligne Hodentumoren
Maligne Hodentumoren
Bei einem HäufigkeitSgipfel zwischen dem 20. und 40. Lebensjahr sind Hodenmalignome in dieser Altersklasse die häufigsten soliden Tumoren. Histologisch handelt es sich in> 90% der Fälle um Keimzelltumoren (u.a. Seminom. Teratokarzinom). Klinik: Klinisch steht eine meist schmerzlose Hodenvergrößerung im Vordergrund. Wegen der frOhZC!llgen Metasras1erung. die lymphogen on die retropernonealen Lymphknoten und hamatogen in die Lu nge erfolgt, liegt zum Zeitpunkt der Diagnosestellung bereits bei 10% der Patienten eine Fernmetastasierung vor.
Klinik: fine schmerzlose Hodenvergrößerung steht im Vordergrund. Bei D!.lgnosl' besteht bereits bei jedem zehnten Patienten eine Femmetastasierung.
Diagnostisches Vorgehen: Bei Palpation eines vergrößerten. harten Hodens besteht immer Verdacht auf einen Hodcntumor. Die Verdachtsdiagnose wird durch die Sonografie gesrurzt und muss Anlass zur operanven Freilegung des Hodens geben. Wichug ist auch die Bestimmung verschiedener Tumormarker (u.a. a-Fetoprotein,IJ-HCG). Bei gesichertem Tumor muss eine Staginguntersuchung u. a. m1t Rontgen-ThoraxAufnahme. Abdomen- und Thorax-CT sowie ggf. eine Skelettszintigrafie erfolgen.
Diagnostisches Vorgehen: Auf die Palpation eines vergrößerten harten Hodens erfolgen dte Sonografie sow1e die Besllmmung von Tumormarl<em. Zum Stag•ng gehören Röntgen-Thorax, Abdomen· und Thorax-Cl sowie ggf. Skeietts.zintigrafte.
Radiologische Diagnostik: Sonografasch besteht me1st eine tumorbedingte Vergrö· ßerung des Hodens. Der Tumor stellt sich als unregelmäßig begrenztes, echoarmes Areal innerhalbdes Hodenparenchyms dar. Teratomeweisen im VergleiCh zu Seminomen eine mhomogenere Bmnenstruktur im Tumor auf. Die lokale Tumorausdehung ist mit der MRT gut beurteilbar. Da derbetroffene Hoden grundsätzlich entfernt wird, ist d1eses Verfahren derzeit nur von begrenzter Bedeutung. Tellweise 1st c111e Zunahme der peritestikulären Flilss1gkeit im Sinne emer kleinen Hydrozele nachweisbar. Im Rahmen des prätherapeutischen Stagfogs erfolgt eine a von Thorax. Abdomen und Beckenregion. Hiermit lassen sich vergrößerte Lymphknoten und intrapulmonale Merasra~en nachweisen (Abb. 8-3.47).
Radiologische Diagnostik: Sonografisch stellt sich der Tumor als unregelmäßig begrenztes, echoarmes Areal innerhalb des Hodenparenchyms dar. Beim prätherapeutischen Staging erfolgt eine CT von Thorax, Abdomen und Beckenreg1on (Abb. 8·3.47).
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8 3 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
a Die Sonografie dokumen-
tiert innl'rhalb dl's Hodens {Außenkooturl'n durch Pfeile markiert) eine e<:hoarme Raumfotdeoung (gebogener Pfeil). b Oie Thoraxübersichts· aufnahme zeigt multiple lungenrundherde. c ln der CT des Thorax lässt sich das erhebliche Au~maß der Lungenmetastasierung noch besser erkennen. d Oie CT des Abdomens dokumentiert zahlreiche, metastatisch bedingt ver· größerte retropentoneale Lymphknoten (Pfeile). Aorta (A). V. cavainferior (V). Hostologisch fanden sich in~rhalb des operativ ent• femten linken Hodens Anteile eo~s Teoatokarzinoms.
3.3
Weibflehe Geschlechtsorgan~
3.3 Weibliche Geschlechtsorgane
3.3.1 Radiologische Methoden
3.3.1 Radiologische Methoden
Sonografie
Sonografie
ln der Gynäkologoe und GeburtShilfe kann die Sonografoe perkutan oberhalb der Symphyse (Abb. 8-3.48) oder transvaginal erfolgen.
Die Sonografie isr in der Gynäkologie und Geburrshilfe das Erstunrersuchungsverfahrl'n der Wahl. D1e Untersuchung ka11n perkutan bei SchallkopfpoSition oberhalb der Symphyse (Abb. 8·3.48) oder mir speziellen Schallköpfen transvaginal erfolgen. Sonografie der weiblichen Geschlechtsorgane
,_~--------------
Sonografischer Normalbefund des weiblichen inneren Genotales. Dorsal der Harnblase (HB) stellt sich ein normal großer Uteru~ (UT) dar. lateral davon kommen d1e Ovarien zur Abbildung.
CT undMRT
CTund MRT
Mot der MRTWird doe lokale Ausdehnung von Zervix· und Korpuslcaninomen am besten beurteilt. Die CT erfolgt im Rahmen einer Staglnguntersuchung, 1ur Tumornachsorge und bet tuboovariellen Abszessen.
Flir d1e lokale Au~dehnungsbeurte1 l ung von Zerv1x und Korpusk.ulinomen ist d1e MRT das Untersuchungsverfahren m1t derhochsten Aussagekraft Die CTwltd im Rahmen einer Staginguntersuchung bei gynäkologischen Tumoren durchgeführt. um d ie Frage nach einer extraurenneo Tumorausdehnung, emer Pentonealkarzmomatose, Lymphknotenmetastasen und Fernmetastasen zu beantworten. Weitere Indikationen zur er s1nd Nachsorgeuntersuchungen nach e1n~r gynakolog1~hcn Tumorerkrankung und tuboovanelle Abszesse.
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8 3.3 Weibliche Geschlechtsorgane Hysterosalpin gografie
Hysterosalplngografle
Im Rahmen einer lnfertilit:l!Sdiagnostik kann zur Darstellung des Cavum ureri und zur Prüfung der Tubendurchg~ngigkeit eine Hysterosalpingografie durchgeführt werden. Nach Desinfektion von Vagina und Zervix erfolgt die InJektion emes wasserlöslichen Röntgenkontrastmittels in das Cavum uteri. Unter Durch leuchtungskontrolle werden Aufnahmen des Uterus sowie der Tuben angefertigt. Im Normalfall trill bei durchgängigen Tuben das KM beidseits in dte Bauchhöhle über (Abb. 8·3.49). Entwicklungsstörungsbedingte Missbildungen des Uterus, beispielsweise ein Uterus bicomis. lassen sich durch das atypisch konfigurierte. kontrastmittelgefüllte Lumen erkennen.
Im Rahmen einer Jnfertilitätsdiagnostik wird zur Darstellung des Cavum uteri und 1ur Prüfung der Tubendurchgängigkeil eine Hysterosalpingografie durchgeführt. Im Normalfall tritt bei durchgängigen Tuben das KM beidscits in die Bauchhöhle über (Abb. B-3.49).
Über das mit der Si>itze ln die Portio eingeführte Schultz-Gerät (Pfeil) wurde das KM in die Gebärmutter inji2ic1t. Der Uterus stellt sich normal konfiguriert dar. links ist es zu einer diskreten Venenfilllung gekommen (Pieil). Die Tuben sind beidseits kontrastiert (Pieilspitzen). Während rechts KM an den Fimbrien austritt. ist es links bereits innerhalb der Bauchhöhle zu sehen (gebogener Pleil). Art1fiziell bedingt sieht man kleine Luftbläschen im Cavum uten und der l1nken Tube.
3-3.2 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund
3.3.2
Adnexitis
Adnexitis
• Synonym. Pelvic inOammatory disease (PID)
Wichtige Krankheitsbilder von der Diagnose zum Befund
~Synonym.
Sammelbegriff für die akute und chronische Salpingitis(Entzündung der Tube~ die Salpingoophoritis (Entzü nd ung von Tube und Ova r) und ihre Komplikationen (z. B. Tuboovarialabszess. Pelveoperitonitis) sowie die Parametritis. Klinik: Bei der akuten Adnexitis treten meist wechselnd starke. oft seitenbetonte Unterbauchschmerzen auf. evtl. auch Fieber und Meteorismus.
Klinik: Wechselnd starke. oft seitenbetonte Unterbauchschmer1en.
Diagnostisches Vorgehen: Palpatorisch besteht ein starker Druckschmerz. evtl. ist die Auftre1bung der Thbe zu tasten ( prallelastischer Adnextumor~ Laborchemisch sind die Entzündungsparameter meist pathologisch verändert (BKS. CRP. Leukozyten).
Diagnostisches Vorgehen: Palpatorisch besteht starker Druckschmerz, die Entzündungsparameter sind erhöht.
Radiologische Diagnostik: Sonografisch Jasst sich die Sekretansammlung 1m Eileiter als echofreie Flüssigkeit innerhalb der aufgetriebenen, häufig girlandenförmig verlaurenden Tube nachweisen. Kommt es zur Abkapselung des Entzundungsvorganges mit Dilatation der Tube durch eitriges Sekret. liegt eine Pyosalpinx vor. Der Inhalt der erweiterten Tube ist in der Sonografie detritusbedingt leicht echogen. Durch Austreten von Keimen durch das Tubcnostium in die Bauchhöhle kann eine Pelveoperitonltis entstehen. als deren Folge sich abgekapselte tubaovariale Abszesse ausbilden. Sonografisch manifestieren sie sich als häufig seprierte. echofreie FIUssigkeits- oder echogene Derritusansammlungen enthaltende rundliche Raumforderungen. ln der CT (Abb. 8·3.50) sind abgekapselte Sekretansammlungen mit kräftig kontrastmittelanreichernder Abszessmembran zu erkennen. Bei fortgeschrirtenen Entzündungsprozessen kann die Differenzialdiagnose gegenüber einer Appendizitis mit Abszessbildung (rechter Unterbauch) bzw. einer Divertikulitis mit Abszessbildung (linker Unterbauch) schwierig sein.
Radiologische Diagnostik: Sonografisch lässt sich die Sekretansammlung im Eileiter als echofreie Flüssigkelt Innerhalb der aufgetriebenen Tube nachv.<eisen. Kommt es zur Dilatation der Tube durch eitriges Sekret. liegt eine Pyosalplnx vor. Als Folge kann eine Pelveoperitonltls mit tubaovarialen Abszessen entstehen. ln der CT (Abb. 8-3.50) s1nd abgekapselte Sekretansammlungen mit kontrastmittelanreichernder Abszessmembran erkennbar.
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B 3 Urogenitilltrakt und Retroperitoneum
Computertomografisch zeigt sich ein wal7enförmig erw~1lt>rll'r, mit hypodenser eitriger rlüssigkeit gefüllter Eileiter im mittleren und rechten Unterbauch.
Uterusmyom
Uterusmyom
... Definition.
Gutartiger Tumor der Gebärmutter bestehend aus glatten Muskelzellen.
Klinik : Ca. 20 30% aller rraucn haben Gebärmuttermyome. Subseröse Myome sind meist asymptomatisch. intramurale und \UI>mukche Myome man.festieren sich durch Hypennenorrhö bzw. lusatzblutungen.
Klinik: Ca. 20- 30% aller Frauen haben Gebärmuttermyome. Das Wachstum ist an die ovarielle Funktton gebunden. so dass es m der Menopause häufig zur Rückbildung kommt. Subseröse Myome sind meist asymptomatisch (evtl. druck- oder verdrängungsbedingte ßeschwerdcn der Nachbarorgane). Intramurale und submuköse Myome manifestieren sich meist durch eme Hypermenorrhö bzw. Zusatzblutungen. Etwa V. der Myome weist hyaline oder fettige Degenerationen, Nekrosen oder Verkai kungen auf.
Diagnostisches Vorgehen: Anamnese.
Diagnostisches Vorgehen: Das diagnostische Vorgehen umfasst u. a. die Anamnese (Biurungsstörungen?), die gynakologische Untersuchung (bimanuelle Palpation) und die Durchführung eines vaginalen Ultraschalls.
gynäkologi~che Untersuchung. vaginaler
Ultraschall. Radiologische Diagnostik: Sonograflsch zeigen sich Myome als echoarme Raum· forderungen. in der CT imponieren sie als hypodense scharf abgrenzbare runde Tumoren (Abb. 8-3.51b). Verkalkte Myome führen ru Verschattungt'n auf der Becken· Übersichtsaufnahme (Abb. B·3.51a). Am besten ist die Größe und Lage von Uterusmyomen in der MRT zu beurteilen (Abb. B-3.51 c).
Radiologische Diagnostik: Sonograflsch lassen sich Myome als echoarme Raumforderungen nachweisen. in der CT (mit KM)nl1ponicrcn ste als hypodense. meist scharf abgrenzbare cunde Tumoren innerhalb der Gebärmuner (Abb. B-3.51 b). Verkalkte Myomen führen zu Verschaltungen auf der Beckenübersichtsaufnahme (Abb. B·3.51a ). Größere Myome führen bei der Ausscheidungsorografie zur Pellotierung und Verlagerung der Harnblase. Größe und Lage von Uterusmyomen lassen sich am besten in der MRT beurteilen (Abb. 8·3.51(),
a Beckenüberslchtsaufnahme: Oberhalb der Hambla<>e g~lego:>ne grob«hollige Verkalkung eines Uterusmyoms. Oie vergröRerte Gebiirmuller po:>llollo:>rl die Harnblase (Pfeile). b CT bei einer anderen Patientin: Im dorsalen Anteil des Uterus gelegenes verkalktes Myom (Pfeil). c MRT einer Patientin mit multiplen Utcrusmyomen. Oie Gebärmutt~ i\1 vo:>rgrößert (gestrichelte Umrlsslinie) und enthält zahlreiche Myome; diese sind als s;gnalabgesenkte Tumoren (Sterne) abzugrl'nzen.
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B 3.3 Weibliche Geschlechtsorgane
Zervi xkarzlnom
Zervixkan:inom
• Synonym. Gebärmutterhalskrebs
..,. Synonym.
Klinik: ln frühen Stadien bestehen i. d. R. keine Symptome. Meist wird das Zervixkarzinom im Rahmen der Vorsorgeuntersuchung in einem frühen Tumorstadium erfasst. Wichtigstes Symptom des fortgeschriuenen Zcrvixkarzinoms ist die abnorme Blu· tung (Schm1er- oder Zwischenblutung). Das diagnostische Vorgehen umfasst neben der An~mnese (Biutungmörungcn?) gyn~kologische und zytologische Untersuchungen sow ie die Kolposkopie.
Klinik: Im Frühstadium asymptomatisch. beim fortgeschrillenen Karzinom ist die abnorme Blutung das wichtigste Symptom. Die Diagnose erfolgt mittels Anamnese. gynäkologische und zytolog•sche Unter· suchungen und Kolposkopie.
Radiologisches Vorgehen: Als Erstuntersuchung zur Bestimmung der int rauterincn Tumorausdehnung und zurorientierenden lymphknotendiagnostik erfolgt eine Sonografie. Insbesondere bei fortgeschrittenen Karzinomen ist die w<'itcrc Therap1e entscheidend vom TNM-Tumomad1um abhJngig. Dieses wird durch eine erganzende a und MRT festgelegt. Sonograflsch zeigen sich Zervixkarzinome als echoarme Raumforderungen. Größere Korzinome m1t partieller Verlegung des Zervixkanals führen zum sichbaren Sekretstau im Corpus uteri. Bereits kleine Zcrvixkarzinome lassen ~ich m der MRT zuverlässig als signalarme Raumforderung erkennen (Abb. B-3.52). Oie Eindringtiefe des Tumors innerhalb des Bindegewebes vom Zervixkanal ist wegen des hohen Weichteilkontrmes gut beurtcllbar. Oil' a dlrnt lOSbesondere zum Nachweis des organüberschreitenden Wachstums mt der dann aufr.illigen Unschärfe der äußeren Organkontur. Noch weiter fortgeschrittene Stadien führen zu strangförmigen Ausläufer im parametralen Fettgewebe. zum TUmorwachstu m b1s zur Beckenwand und 7U Organinfiltrationen (Rektu m. Harnblase~
Radiologisches Vorgehen: Als ~rstunter· suchung zur Bestimmung der intrauterinen Tumorausdehnung und zur orientierenden Lymphknotendiagnostik erfolgt eine Sonografie. Das für die weitere Therapie entscheidende Tumorstadium wird insbe· sondere bei fortgeschrittenen Kar21nomen durch eine ergänzende CT und MRT festgel!'gt. Sonegrafisch zeigen sich Zervix· karzinomeals echoarme Raumforderungen. Bereits kleine Zervixkarzinome lassen sich in der MRT 1uveri;J~~ig als signalarme Raumforderung erkennen {Abb. 8·3.52). Oie CT dient insbesondere zum Nachweis dC\ organüberschreitenden Wad1stums m1t der dann auffälligen Unschärfe der äußeren Organkontur. Später finden sich strangformige Auslaufer Im paramctralcn rengewebe.
a Normalbefund: Sagittales T2-gewichtetes Bild eoner 50·jJhrigen Frau mit anteflektier· tem Uterus (Lagevarlante) (gestrichelte Linie). Durch die leicht vermehrte Schleimfüllung ist der Zervixkanal gut abgrenzbar. Portio (pfcll). b Fortgeschrittenes Zervixkan:inom: Der im sagittalen r2·Bild gegenüber der normalen Zervix hyperintens '"'Darstellung kommende Tumor(pfeile) reichtbis in dasobere Drittel der Vagina Harnblase (HB). Corpus uteri (U).
Korpuskarzinom • Synonym. Endomctriumkurzinom Klinik: Karzinome des Geb.irmurterkörpers manifestieren sich klinisch durch irregulare vagmale Blutungen und Schmerzen im Unterbauch.
Korpuskarzinom • Synonym.
Klinik: lmeguiJre vaginale Blutungen und Schmerten im Unterbauch.
Blutungen in der Menopause sind- v.a. bei größerem Abstand zum Sistieren der Regelblutung - verdächtig auf ein Korpuskarzinom. Diagnostisches Vorgehen: Die Diagnose w1rd nach Tumorbiopsie oder durch die histologische Aufarbeitung des Materials nach Korpusabrasio gestellt. Da die weitere TI1erapie vom Tumorst.Jdium .1bhangt. ist em exaktes Tumorstaging erforderlich.
Diagnostisches Vorgehen: Die Diagnose wird nach Tumorbiopsie oder Korpusabrasio gestellt.
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8 3 Urog••nitaltrakt und Retroperitoneum
a Auftreibung des Corpus uteri mit S~kretverhalt (Kreis) zwischen Harnblase (H) und Rektum (R). Tumorbedingt sind die Gebärmutte<wände irregulär verdickt (Pfeile). b Weiter kranial zeigt sich bei derselben Patientln eine be1dseltige Harnstauung mit Erweiterung der Nierenbeckenkelchsysteme (Sterne). Oie Funktion der rechten Niere Ist bei geringer Kontrastierung bereits deutlich eingeschränkt.
Radiologische Diagnostik: FrOhestes sonograflsches Zeichen Ist eine Verbreiterung des Endometriums, das sich echo· reich gegen das Myometriums abgrenzt. Größere Tumoren führen zu Irregulär konfigurierten, echogenen Raum· forderungen Im Cavum uterl . Die CT ermöglicht eine genauere Beurteilung der Tumorausdehnung (Abb. 8-3.53). Kleine Korpuskarzinome verur!>a
Klinik: Ovarialtumoren verursachen erst Beschwerden. wenn Druck- und Verdrän· gungserscheinungen ln Nachbarorganen auftreten. Mögliche Ursachen ovarieller Raumforderungen s. Tab. 8-3.5. Diagnostisches Vorgehen: Eine anerkannte Screeningmethode ist nicht bekannt Regel· mäßige Sonografien können jedoch helfen. ein Ovarialkarzinom frühzeitig zu entdecken.
Radiologische Diagnostik: Frühestes sonograllsches Zeichen ist eine Verbreiterung des Endometriums, das sich echoreich gegen das Myometriums abgrenzt. Größere Tumoren fü hren zu irregulär konfigurierten, echogenen Raumforderungen im Cavum uteri. Em organuberschrellendes Wachstum ist sonografisch nur tellweise erkennbar. Die CT rmöghcht dagegen eine genauere Beurteilung der Tumorausdehnung (Abb. 8-3.53 ). Kieme Korpuskarzinome verursachen eine Verformung und Auftrei· bung der Gebärmutter. Eine Differenzierung gegenüber Myomen ist in diesem Stadtuni 1w1erig. Ein organüberschreitendes Tumorwachstum fuhn zum Nachwcts von sohden, dieGebJrmutterwand überschreitenden Raumforderungen mit Invasion dt's pan "Nralen Bindegewebes. Gleichzeitig lassen sich oft metastasenbedingte VergrößeiUngcn der rl'gionJien Lymphknoren nachweisen. Eine zusatzlieh vorl1egende Harnstauung ist in der Reget Folge einer Tumorummauerung der Harnleiter. ln der MRT 1st Verbreiterung des Endometrfums als frOhes l\11norzeichen ebenfalls sichrbar. 01e Tumorinfiltration ins Myometrium und be1 fortgeschrittenen Karzinoml'n '" Parameinen und umgebendes Fengewebe ist mit der MRT zuverlässiger als mtt der CT zu ~urte1len. Ovarialtumoren Ovarialtumoren werden m zystiSChe. epitheliale. bindegewebige und gonadale Tumoren unttneilt. Klinik: ln der Regel verursachen Ovarialrumoren unabhangig von ihrer D1gnitJt erst dann Beschwerden. wenn sie so groß geworden sind. dass Druck- und Verdrängungserschemungen benachbarter Organe auftreten. Es handelt sich dann meist um fortgeschrittene Tumoren. die schwieriger zu behandeln sind. Möghch~ Ursachen ovarieller Raumforderungen s. Tab. 8-3.5. Diagnostisches Vorgehen: Eine Frühdiagnose ist bestenfalls durch regelmäßige klinis.;he und ~onograpahi~che Untersuchungen möglich. Ein allgemein anerkanntes Screemngverfahren -ähnlich dem Mammografiescreening- gibt es nicht B1s zum 8ewe1s des GegenteilS s1nd solide und zystisch-solide Raumforderung\'n des Ova~ al<maligne anzusehen. 1
Ovarfelle Raumforderungen geeignete Methoden (Methode der Wahl steht an 1. Stelle) Zyste
Sonografie. CT. MRT
sarider Tumor
Sonografie. CT, MRT
sohdt-zystischer Tumor
Sonografie, CT. MRT Sonografie. CT, MRT
B 3.4 Nebenniere
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Radiologische Diagnostik: Sowohl benigne als auch maligne Porzesse des Ovars haben eine große Variabilitat im Erscheinungsbild. Die häufig vorkommenden Follikelzysten lassen sich sonografisch ab einem Durchmesser von 2 · 3 cm nachweisen. Sie sind glatt berandet bei dünnen Wandungen und echofreiem Inhalt. Typisch für den nussigen Inhalt ist die dorsale Schallverstärkung. ln der CT und der MRT werden Ovarialzysten häuf.g zur.tllig entdeckt. Sie sind rundlich. glatt bcrandetund weisen wasserisodense Dichtewerte auf(Abb. B-3.54a). Voraussetzung für die Abgrenzbarkelt von benachbarten Darmschl ingen ist eine ausreichende orale Darmkontrastierung. Muzinöse und seröse Zystadenome sind primär benigne. können aber im Verlauf maligne entarten. Sonografisch finden sich zystische. häufig septierte ovarielle Raumforderungen. Die Binnenstruktur 1st bei serösen Zystadenomen me1st echofrei. bei den muzinäsen Adenomen teilweise geringgradig echogen. Die Tumorgröße selbst ist kein Mahgnitätskriterium. da sowohl Zystadenome als auch Zystadenokarzinome über 15 cm groß werden können. ln der CT bestehen benigne Zystadenome aus wasscrisodensen Zysten. Die Dichtewerte schwanken zwischen serösem (ca. 15 HE) und muzinösem ( ca. 25 HE) lnhalt.ln der MRT kommen Zystadenome als nossigke•tsisotntense Raumforderungen zur Darstellung. Zysradenokarzinome enthaJten in er und MRT zusätzlich solide. kontrastmittelan reichernde Tumorareale. Ovarialkarzinom: Wegen der großen Variabilität im Erscheinungsbild ist kein verlässlicher Schluss auf die Malignität einer ovariellen Raumforderung möglich. Als Malignomhinweise gelten: solide Tumoranteile (Abb. B-3.54c), Tumorgröße > 5 cm, verdickte Septen mit einer KM-Anreicherung innerhalb der Septen und Aszites. Bei vorliegendem Ovarialkarzinom 1st der Nachweis von Asz1tes verdächtig auf eine Peritonealkarzinose. Die aus der peritonealen Aussaat der Ovarialkarzinome resultierenden soliden Tumorknötchen lassen sich ab einer Größe von 5 mm an glatten peruonealen Flächen nachweisen.
Radiologische Diagnostik: Die häufigen Follikelzysten lassen sich sonografisch ab 2-3 cm Durchmesser nachweisen. Sie sind glatt berandet bei dünnen Wandungen und echofreiem Inhalt. ln der CT we1sen sie wasserisodense Dichtewerte auf (Abb. B-3.54a). Muzinöse und seröse Zystadenome sind primär benigne. können aber maligne entarten. Sonogransch finden sich zystische, häufig septierte Raumforderungen. Die Tumorgröße selbst ist kein Malignitäts· knterium. ln der CT und MRT stellen sich benigne Zystadenome als wasserisodense/isointense Zysten dar (Abb. B-3.54b). Ovarialkarzinom (Abb. B-3.54c): Als Malig. nomhinwe1se gelten: solide Tumoranteile. Tumorgröße > 5 cm. verdickte. kontrastmittelanreichernde Zystensepten und Aszites. Letzterer ist verdächtig auf eine Peritonealkarzinose. Deren Tumorknötchen lassen sich ab 5 mm nachweisen.
a CT einer follikelzyste: Im rechten Ovar zeigt sich eine rundliche, glatt abgrenzbare Raumforderung mit wasserisodensen Dichtewerten (Stern). Der angrenzende Uterus (U) ist nach lonks verlageiL H ~ Harnblase. b MRT eines Zystadenoms des Ovars: Im Tl-Bild zeigt sich eme große. hyperintense, mehrfach septierte zystische Raumforderung. die vom rechten Ovar ausgeht (Pf'eile). Der Uterus (U) wird nach links verdrängt. Operativ bestätigte sich die Diagnose eines benignen Zystadenoms. c CT eines Ovariallcarzinoms: Im linken Unterbauch kommt eine große, inhomogen strukturierte tumoröse Raumforderung zur Darstellung. die dem Ovar zuzuordnen ist. Die unscharfe Berandung und die streifig konfigurierten Tumorausläufer (Pf'eile) in die Umg4:'bung sind siChere ZeiChen e1nes organüberschreitend4:'n Wachstums.
3.4 Nebenniere
3.4
3.4.1 Radiologische Methoden
3.4.1 Radiologische Methoden
Nebenniere
Nebennierenerkrankungen werden bei der CT und der MRT des Oberbauchs erkannt. Innerhalb des perirenalen R!ttgewebes l01ssen sich die Organe m1t dieser Untersuchung gut abgrenlen (Abb. B·3.55a~ Tumoröse Raumforderungen werden 1m Rahmen von Staginguntersuchungen (z. 8. Bronchialkarzinom), aber auch zufällig entdeckt. Die Dignitarsbeurteilung erfolgt me1st nach morphologischen und funktionel-
Innerhalb des perirenalen Fettgewebes lassen sich die Nebennieren gut abgrenlen (Abb. B-3.5Sa). Die Dignit:ätsbeurteilung der häufig zuflillig entdeckten Nebenniel't'ntumoren erfolgt nach morphologischen und funktionellen Kriterien in der CT und MRT.
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8
3 Urogenitaltrakt und Rerroperitoneum
a CT: Oie beiden Nebennieren liegen beidscits innerhalb der Fascia renalrs in direkter Nachbarschaft lU den oberen Nierenpolen. Die rechte. einem umgedrehten V ähnelnde Nebenniere (offener PfE>il) ist dem oberen Nierenpol aufgelagert. sie grenlt dorsal un· mittelbar an die V. cava inferior. Oie linke. mehr dreieckrg konfigurierte N<>benniere (geschlossener Prell) ist etwas tiefer lokalrsiert, sie ist dem linken oberen lilierenpol vorgelagert. b MRT: Normalbefund in T1-Wichtung bei koronarer SchichtfOhrung. Innerhalb des slgnalrerchen retropcntone,llen Fettgewebes ?eigen sich beidseits die Nieren und die kranial davon gelegenen Nebennieren (NN). MP M. p~oas, A - Aorta abdominalis, RN -rechte Niere, LN- linke Niere.
Die MRT dient v. a. der Dlfferen11erung 2Wischen Adenomen und malignen Pr07CSsE'n (Abb. 8-3.55b). Auf der Abdomenübersichtsaufnahme lassen sieh normalE> Nebennieren niCht vom Weichteilschatten der Nieren differenzieren. Im Kindesalter lassen sieh die noch relativ großen Nebennieren sonografiscll gut darstellen, im Erwachsenenalter ist dies nur selten möglich.
Die angiografisclle Darstellung der Nebennierenvenen mrt selektiver Venenblutentnahme wird nur noch selten durchgeführt.
len Kntencn in der CT und MRT. Selten tSt eine CT-gesteuerte Punktion tur Gewinnung hr ,rologio;chen Materials erforderlich. lo derMRTsrellen sich die Nebennieren mnerhalbdes retroperrronealen Fellgewebes in direkter Nachbarschaft zu den Nieren dar (Abb. B-3.5Sb). Dieses Untersuchungsvt'rf,tt rcm h~l msbesonderebei der Differenllerungzwischen Nebennierenadenomen und malignen Prozessenseme Bedeutung. Auf der Abdomenübersichtsaufnahme lassen sich normal große Nebennieren nicht vom l"., JfhiMrtrn Wr1rhtril1rhcmrn der Nieren differenzu.'ren. Größere expan~rve Prozesse mamfestieren srch als weichteildichte Raumforderungen. Darüber hinaus können Org,m oder lumorverkalkungen erfasst werden. Im Kindesalter srnd dte Nebennteren noch relanv groß und lassen sich mir der Sonografie m~ist gut d~rsrellen. Im Erwachsenenalter ist eine beidseitige Beurreilu ng der relatrv k ~rnen Nebennreren dagegen sonografisch nur selten möglich, daher hat die Sonografie h1er nur eine eingeschr~nkte Aussagekraft. Abhängig von den Untersuchung~b--dmgungen laso;c.on sich Raumforderungen ab emer Größe von ca. 2 cm abgrenzen. Die anglografisclle Darstellung der Nebennierenvenen mit selektiver Venenblutentnahme wrrd nur noch selten bei Verdacht auf einen hormonaktiven Prozess m der Nebenniere. der sich mit anderen Methoden nicht eindeutig nachYo-eisen lässt. durch •t-flthrt.
Nebennierenszintigrafie s. 5. 299
Nebennierenszintigrafie s. S. 299
3.4.2 Wiclltige Krankheitsbildervon der Diagnose zum Befund
3.4.2 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
Nebennierenadenom
Nebennierenadenom
• Oe-f•nltlon.
Klinik. diagnostisches Vorgehen: Die meisten Nebennrerenadenome werden zufällig mit der CT diagnostiziert. Der hormonell inaktrve und 7uf.illlg entdeckte Nebennrerentumor wird lnzldentalom genannt. Morphologische Kriterien und das Kontra•tmrllelvertrahen helfen bei der Oiftf.'renzierung lwischen einem lnzidentalom und einem Malignom der Nebenniere. Unklare Befunde wNden mrl der MRT abgeklärt.
Nebennterenadenome sind gutartige Raumforderungen der Nebenmeren. Hormonell inaktive Adenome kommen häufig vor. sie sind i. d. R. rund lich. glall b<·randet trnd 1m Durchm~ser selten mehr als 2.5 cm groß. Klinik, diagnostisches Vorgehen: Oie me1sten Nebennierenadenome smd klinisch asymptomattsch und werden zufallig bet emer CT des Abdomens dtagnostiziert. Solche zufällig entdeckten und hormonell inaktiven Nebennierentumoren werden als lnzidentalom bezt-IChnet. Morphologrsche Kntent-n (wie Große und Organhomogemtat) und das Kontrastmittelverhalten helfen be1 der Differenzierung zwischen einem lnzident Iom und emem Malignom der Nebenmere. Unklare Befunde werden mit der MRT b •klärt. ln Abhangrgk<>it von der klinischen Gesamtkonstellation werden gröRere T morcn ( > 3 cm) operativ entfernt.
297
B 3.4 Nebenniere
a Die CT zeogt einen 2, 7 cm großen, glatll>egrentlen, rundlichen Tumor mit homogener niedriger Dichte in der rechten Nebenniere (!>feile), der damit sämtliche Kriterien eines benignen Nebenniereninzidcntaloms erfüllt b, c MRT mit phasenscnsit~n S~ucnzcn bei einem anderen Patienten mit zuvor unklarer Raumforderung der linken Nebenniere. ln der c.egenphaseblldgcbung (c) nimmt die Slgnalintensit~t deutlich ab. Es handelt sich darnot um eine fetthaltlge benigne Raumtorderung, t'in typisches Nebenniereninzidentalom (Pfeile).
Radiologische Diagnostik: Als morphologische Benignitätskritericn im Sinne eines lnzodcntaloms gehen in der CT em Durchmesser< 3,0 cm. eine rundliche Form, eine glarte Begrenzung und eine homogene Organdichte. Wegen des vergleichsweise hohen Intrazytoplasmatischen Fettgehaltes haben lnzidentalome in der nativen CT meist Dichtewerte < 10 HE (Abb. B-3.56.1). Nach KM-Gabe kommr eszu eoner Kontrastierung. lnzidentalome zeigen im Vergleich zu Malignomen ein rascheres KM-Auswaschverhaltcn. so dass sie aufSpätaufnahmen (nach l0- 20 min) niedrogerc Dichte werte als Malignome haben. Ist die Differenzierung zwoschen lnz1dentalom und Malignom nach der Cf unklar. erfolgt eine MRT. Mit speziellen Sequenzen (In-Phase- und Opposed-Phase-Messungen) lassen sich die lnz1dentalome me1st sicher erkennen (Abb. B-3.56b, c). Weiterhin unklare Tumoren. z. B. atypische fettarme lnzidentalome. müssen er-gesteuert blopslert werden. D1e meisten hormonell aktiven Nebenmerentumoren produzieren Aldosteron und werden als Conn-Adenome bezeichnet. Beim Hyperaldosteronismus (Conn-Syndrom) erfolgt die Suche nach dem urslch lichen Nebennierenadenom mitreis er oder MRT. Conn-Adenome sind meist klein ( < 2 cm).
Nebennierenkarzinom und Nebennierenmetastasen
Radiologische Diagnostik: Das typische tnzidentalom ist in der CT < 3.0 cm, rundlich konf,guriert, gi~UI>egrenn und hat eine homogene Dichte. ln der Nativ·CT liegt die Dichte meist< 10 H( (Abb. B-3.56a). Adenome reichern Kontrastmittel an. Auf Spätaufnahmen haben sie niedrigere Dichtewerte als Malignom<>. ln dt'r MRT la~~en sich doc rnel~ten ln
Klinik : Nebennierenmetastasen sind häufig. Typische Primärtumoren sind das Bronchlt sp.lt zu Beschwerden und 1st deshalb zum Diagnosezeitpunkt meist groß(> 5 cm).
Klinik: Nebennierenmetastasen sind haufig. Der eontlgt> malignt> primäre Neben nierentumor des Erwachsenen Ist das Nebennierenkarzinom. Diese Tumoren sind zum Diagnosezeltpunkt meist > 5 cm.
Radiologische Diagnostik: Oie Sonografie ist zur Suche von Nebennierenmetasta· sen ungeeignet, da sich die Nebennieren meist nicht ausreichend beurteilen lassen. Große Nebennierenkarzinome sind als inhomgene Raumforderung darstellbar. in derCTsind Nebennierenmetastasen meist> 2.5 cm. irregulär begrenzt und entrun det. wobei sie me1st eine onhomogene Dichre ze1gen (Abb. B-3.57a). Die OrgandiChte beträgt nauv > 10 HE. Metastasenreichern Kontrastmittel an und speichern dies länger als lnlidcntalomc. Das Nebennierenkarzinom fUhrt zu einer großen Raumforderung mit einer kräftigen und inhomogenen KM-Anreicherung (Abb. B-3.57b). ln der MRT stcllen sich Metastasen aufnuss1gke1tsberonten Bildern ofl signalreich dar und sind mit phasensensitiven Sequenzen vom lnzidentalom zu unterscheiden. Nebennierenkarzinome führen ähnlich wie in der CT zu einer großen Raumforderung mit zentralen Nekrosen.
Radiologische Diagnostik: Die Sonografie Ist ungeeignet. ln der CT sind Nebennierenmetastasen meist> 2,5cm, irregulär begrenll und zeigen eine inhomogene Dtehle (Abb. B·3.57a). Das Nebennierenkarzinom führt 1u einer gr<>Ren Raumforderung mit einer kräftigen und inhomogenen KM·Anrelcherung (Abb. B-3.57b). ln der MRT sind Metastasen m•t phasensen· sitiven Sequenzen vorn lnzidentalom LU unterscheiden.
298
B 3 Urogenitaltrakt und Retroperitoneum
a CT bei Nebennierenmetastasen: Bet!x-kanntcm Bronchialkarltnom finden sich in beiden Nebennieren metastatisch bedingte tumoröse Raumforderungen (Picile). b CT eines Nebennierenkarzinoms: Im Berekh der linken Nebenniere kommt etn inhomogen strukturierter. partielll
Phäochromozytom
Phäochromozytom • Oehmt10n.
Phäochromozytome sind katecholaminproduzierende Tumoren. die meist von den chromaffinen Zellen des NebennierenmMks ausgehen (adrenale Ph~ochromoZytome). In 90% der Fälle smd sie gutartig. Sie manifestieren sich meist im 3.-5. lebensJahm~hnt. Die seltenen ( 10%) extraadrenalen Ph;iochromozytome nehmen thren Ursprung von Paraganglien des Grenzstranges und werden als Paragangliome bezeichnet.
Klinik: Arterielle Hypertonie mit paroxysmalen Blutdruckkrisen. Palpitationcn, Kopfschmerzen.
Klinik: Klinisch besteht eme arterielle Hypertome. wobei persistierende Hypertonien und paroxysmale Blutdruckkrisen beobachtet werden. Haufig werd~n Palpilattonen und Kopfschmeacn angegeben.
Diagnostisches Vorgehen: Klinische Befunde und laborchemie, insbesondere der Nachwels einer erhöhten Katecholamin· ausscheidung tm 24·h·Unn. Radiologische Diagnostik: Eine unauffällige Sonografie kann ein Phäochromozytom nicht ausschließen. Große Tumoren führen zu rundlichen Raumforderungen unterschiedlicher Echogenität. Zum Nachweis eventueller extraadrenaler Tumoren muss das CT von den Nebennieren bis zum Beckenboden reichen. Phäochromozytome sind meist rundliche Raumforderungen mit einer deutlichen KMAnreicherung (Abb. B-3.58a). in der MRT stellen sich Phäochromozytome und Paragangliome als flüssigkeitsreiche Tumoren mit kräftiger KM-Anreicherung dar.
Diagnostisches Vorgehen: Oie Verclachtsdtagnose ergibt sich aus den klinischen Befunde und verschiedenen laborchemischen Untersuchungen. msbesondere dem Nachweis einer erhöhten Katecholaminausscheidung im 24-h·Sammelurin. Radiologische Diagnostik: Oie alleinige Sonografie ist zur Phäochromozytomdlagnostik ungeeignet, da ein Tumor nicht sicher ausgeschlossen werden kann. GroSe Tumoren, etw~ ab einer Größe von 3 cm. fuhren zu einer rundlichen Raumforderungen unterschiedlicher Echogenität. Grenzstrangtumoren sind nur in Ausnahmefallen darstellbar. Bei der Fragestellung nach einem PhäochromoZytom sollte die CT von den Nebennieren bis zum Beckenboden reichen. um die gesamte Grenzstrangregion mit abzubilden. DteTumoren stellen sie sich als glatt begrenzte, kugelig oder oval~r konfigurierte Raumforderungen der Nebenniere oder der Grenzstrangregion dar. Wegen der guten Vaskularisierung ist eine deutliche KM·Anreicherung 1u beobachten (Abb. 8·3.58a). ln der MRT stellen sich Phäochromozytome und Patagangliomc aufflüssigkeitsbetonten Bildern als hyperinrense Raumforderungen dar. Nach Kontrastmittelgalx- zeigen ste eme kräftige Anrelcherung.
a Nachweis des vom linken Grenzstrang ausgehenden Tumors (Pieil). Operativ fand sich ein partiell nekrotisches. maligne entartetes Phaochromozytom. b 6 Monate spater Darstellung von multiplen Skelettmetastasen in der m)-MIBG-Szintigrafi~.
b
B 3.4 Nebenniere
299
Nuklearmedizinisch eignet sich die Szintigrafie mit mj·MIBG zum Nachwels von Tumoren deschromaffinen Gewebes. Die radioaktive Substanz nimmtdenselben Transportweg wie Noradrenalin und lagert sich in den chromaffinen Speichergr;mula ab. Wahrend SICh normale Nebennieren nicht darstellen. führt eine pathologische lndi· katorspeicherung zum Nachweis adrenaler und extradrenaler Phäochromozytome. So lassen sich auch multiple und met.1stas1erende Formen erkennen (Abb. B·3.58b).
Nuklearmedizinisch eognet sich die Szintigrafie mit " 1)-MlBG zum Nachweis von Tumoren des chromaffinen Gewebes. Auch multiple und metastasierende rormen sind so erkennbar (Abb. B-3.58b).
• Klinischer Fall. Ein 25-jähriger Mann fallt durch """'hselnde. z. T. kosenhafte Blutdrucksteigerungen auf Die Cl (Abb. B-3.59•) 1e1gtr eine retropentoneale R
ab, willigt jedoch in eine Biopsie ein. Zur Venneidung der krisenhaften Honnon•us..:hünungdurchdie Punkt1011 erfolgtzuvordie nledlkamentose a-Rezepwrblockade mll Phenoxybenzamm. D1e anschließende Cl· gesteuen in Bauchlage durchgefiihne Punktion verläuft komphkationslos (Abb. B·3.S9c~ Die Punktionsn~del ist •ls helleUnie zu erkennen (Prelle); d.ese endet unmutelbar vor dem Tumor (Kreis). nie H1stolog1e ergibt die Diagnose eines P~rag~ngtiorns. Der P~tiem lässt sich dann ope&ieren und 1st seildem besch~rdefrei.
Neuroblastom
Neuroblastom
Hochgradig bösartiger. vom sympathischen Nervengewebe ausgehender Tumor. 60% der Neuroblastome manifestieren sich in den ersten belden L.cbensjahren. Haufigste Lokalisation ist das Nebennierenmark. der Tumor kann aber auch entlang des Grenzstrangs (zervikal, thorakal, abdominal) und damit im Thorax. am H,lls oder im Becken auftreten. Nach dem W1lms-Tumor ist da~ Neuroblastom der zweithäufigste solide Tu mor bei Kindern. Klinik: Neuroblastome sind oft lange Zeit klinrsch asymptomatisch. Allgemeine Tumorsymptome wie Fieber, Schmerzen und Gewichtsverlust smd der Anlass zu einerTumorsuche. Gelegentlich ist d1e Geschwulst zum Daagnoseze1tpunkt als Raum· forderung palpabel. Diagnostisches Vorgehen: Es kommt zur vermehrten Ausscheidung von Metaboliten des Katecholaminstoffwechsels (Vanillinmandelsäure. Homovanillinsäure). Der Nachweas erhöhter Werte m Urin und Serum ist hochgradtg verdächtig auf ein Neuroblastom. Die Sonografie erhärtet dann den Tumorverdach I. Radiolcogische Diagnostik: ln der Soncografie stellt sich eine solide, inhomogen struk· turierte. echoarme und echoreiche Anteile enthaltende Raumforderung dar. Die MRT erleichtert aufgrund der multiplanarcn Darstellung die Zuordnung des Tumors zur Nebenniere. Neuroblastome sind in T,-Wichtung signalarm und reichem KM an (Abb. 8·3.60). ln der CT tmponreren Neuroblastome als große, inhomogen struktu· rierte Raumforderungen mit kleineren nekrotischen Arealen und Verkalkungcn. Eine Verdrängung der Nachbarorgane ist die Regel. Die Abgrenzung zum Nephroblastom (s.S. 274) ist bei fortgeschrittenen Neuroblmomen schwierig. Abdomenübersichtsaufnahme und Uregrafie sind heure nicht mehr indiziert. zur Szintigrafie mit ' 3'J·Mcla-Benzylgamdm s.o..
Klinik: Neuroblastome sind lange asympto· mabsch. Allgemeine Tumorsymptome führen zur Tumorsuche. Gelegentlich 1st die Raumforderung perkutan im Abdomen tastbar. Diagnostisches Vorgehen: Neben der laborchemisch nachweisbaren vem1ehrten Urinausscheidung von Metabohren des Katecholaminstoffwe<:hsels führt der soncografische Turnemachweis zur Verdachtsd&agnose. Radiolcogische Diagnostik: Soncografisch stellt sich eine solide, inhomcogen struktu· rlene Raumforderung dar. ln der MRT sind Neuroblastome in T1 -Wichtung signalarm und KM-anreichernd (Abb. 8·3.60). in der CT Imponieren sie als groBe Raumforderungen mit kleineren nekrotischen Arealen. Eine Abgrenzung zum Nephroblastom (s. S. 274) Ist schwierig. Abdomenübersichtsaufnahme und Ausscheidungsurcografie sind nicht mehr Indiziert. Zur Szintigrafie mit 131 )-Metir·Benzylganidin s.o ..
300
8 3 Urogenit.1ltrakt und Retroperitoneum
MRT eines Neuroblastoms der rechten Nebenniere
---------------------------------a Das koronare T1-gewkhtete MRT zeigt eine im Vergleich zur Muskulatur isointense. mehrere cm große Raumforderung in der rechten Nebennierenregion (Stern). b Koronares T,-gewichtetes Bild mit Fettuntcrdrückung. Nach Kontrastmittelgabe findet sich inncmalb der Raumforderung eine kraltige Anre1cherung. Der Tumor (Stern) führt zu einer deutlichen Verdrängung des oberen Nierenpols nach kaudal.
3.5
Erkrankungen des Retroperitoneillraums
3.5.1 Rildiologische Methoden
3.5 Erkrankungen des Retroperitonealraums 3.5.1 Radiologische Methoden
§~ffl§ OJ d1e ~onografische Beurteilung des
retroperitonealen Raumes nur unzureichend gelingt. sind CT und MRT die Untersuchungsmethode der Wahl. um retropenlone.tle Erkrankungen weiter ~bzukluen.
Auf der Abdomenübersichtsaufnahme sind die Weichteilschatten der Psoasmuskeln d1e wichtigsten leitstrukturen: Tumoren oder Blutungen des Retropcritonealraums führen zu ihrem Verstreichen; [ntzijndungen verursachen eine Verbreiterung.
Auf der Abdomenübersichtsaufnahme sind die Weichteilschanen der Psoasmuskeln die wichngsten l.e1tstrukturen flirdie Beurteilung von Erkrankungen des retropenronealen Raumes. Größere Tumoren oder retroperitoneale Blutungen führen zum Verstreichen der j>"oasrandschatten. Entzundliche ProLesse des Rerroperitoneums. d1e meist ihren Ausgangspunkt von einer Spondylodiszitis nehmen und entlang des M. lliopsoas nach kaudal wandcrn. verursachen eine Verbreiterung des Psoasschanens.
3.5.2 Wichtige Krankheitsbilder von der Diagnose zum Befund
3.5.2 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund
Retroperitoneale Fibrose
Retroperitoneale Fibrose
,. Oefmition.
Bei der rerroperitonealen Fibrose kommt es zu einer knollig- bis plattenförmlgen. tumorartigen Bmdegewebsneubildung im Retropenroneum. Nerven. Gefäße und Ureteren werden emgesche1det. i n ~ der Fälle bleibt die Genese unklar. Von dieser Idiopathischen Form (Morbus Ormond) werden sekundäre retropenronealc Fibroscn unterschieden (ausgelösl z. B. durch Medikamente oder Bestrahlungen).
Klinik, diagnostisches Vorgehen: Rücken- und Bauchschmerzen stt>hen im Vordergrund.
Klinik, diagnostisches Vorgehen: Klinisch stehen Rücken- und Bauchschmerzenun Vordergrund. Zur exakten Beurteilung der Ausdehnung ist die Durchf\Jhrung eme1 CT notwendig. D1e D1agnosew1rd durch eme offeneoder perkut.me 81ops1e verifiz1ert.
Radiologische Diagnostik: Urografisch kommt es zur Medialverlagerung der Ureteren, später zur Harnstauung. Sonograflsch stellt sich das proliferierende B1ndegewcl>e als unregelmäßige echoarme Raumforderung dar. ln der CT und der MRT man1festiert siCh die retroperitoneale Fibrose als KM aufnehmende Raumforderung (Abb. B-3.61 ).
Radiologische Diagnostik: Urografisch kommt es typischerweise zu einer Medialverlagerung der Ureteren. Im we1teren Verlauf findet siCh ein· oder be1dseitig eme segmentale. durch externe Kompression bedingte Harnleiterstenosierung mit daraus resultierender Harnstauung. Sonografisch stellt sich das proliferierende Bindegewebe als unregelmäßig geformte. echoarme pra- und paravertebral gelegene Raumforderung dar. ln der CT und der MRT manifestiert sich d1e retroperitoneale Fibrose als weichteildichte. KM aufnehmende Raumforderung {Abb. B-3.61 ).
301
B 3.5 Erkrankungen des Retroperitonealraums
a ln der CT 1eigt sich die fibrosebcd,ngtc Gewebsvermehrung (Pfeile) in der Nachbdrschaft der Aorta (Stern). a Die MRT verdeutlicht das Ausmaß der Retroperitonealfibrose (Pfeile), welche Aorta (~em) und proximale Beckenarterien umgibt.
Retroperitoneales Hämatom
Retroperltoneales Hämatom
Klinik: Retroperitoneale H;imatome befinden sicham häufigsten in nerhalboder in direkter Nachb.Jrschaft des M. iliopsoas. Als Ursachen kommen u. a. Traumen. angiografische Punktionen der Leistenarterien. operative Eingriffe oder eine hämorrhagische Diathese in Betracht. Typische Beschwerden sind Schmenen •m Unterbduch und Rü cken bei gleichze•nger schmerzbedingter Beugekontraktur des Hüftgelenks.
Klinik: Retroperitoneale Hämatome befin den ~ich h~ulig innerhalb oder in der Nähe des M. iliopsoas. Typisch sind Schmerzen im Unterbauch und Rücken und eine Beugekontraktur des Hüftgelenks.
Radiologische Diagnostik: Große retroperitoncale Hämatome führen auf der Abdo· menüberslchtsaufnahmezum Verstreichen des l'soasrandschattens und zur Verlagerung der Niere. Die Sonografie w1rd vielfach als Erstuntersuchungsmethode be• vorliegendem klinischen Verdacht auf eine retroperitoneale Blutung ei ngesetzt. Verdächtig sind Flüssig· keltsansammlungen mit geringer oder fehlender Echogenität mnerlldlb oder angrenzend eines l'soasmuskels. Zur Bestätigung der Diagnose und zur definitiven Ausdehnungsbeurteilung wird in der Regel eme CT ange~chlossen. mit der sich das Ausmaß der Blutung am bc~ten be· urteilen lässt (Abb. B-3.62 ). Be1 Verlaufskontrollen kommt es durch die allmähliche Resorption der festen Blutanteile zu einem Abfall der anfanglieh hyperdensen Dichte· werte (s. S. 78).
Radiologische Diagnostik: Auf der Abdomenübersichtsaufnahme zeigt sich ein Verstreichen des Pwasrandschattens. ln der Sonegrane Iinden sich Flüssigkeits· ansammlungen mit geringer oder fehlender Echogenität. Mit der CT l.isst sich das Ausmaß der Blutung am besten beurteilen (Abb. 8·3.62). Durch die Resorption des Blutes kommt es zum Abfall der anlänghch hyperclensen Dichtewerte (s. S. 78).
CT··Befunde: Retroperitoneale Blutung bei Z. n. vorangegangener Herzkatheteruntersuchung mit Punkt ion der linken Leistenarterie a Ausgedehnte Blutansammlungen (Pfeile) links retro· peritoneal. Die Dichtewerte sind te1ls iso·. teils hyperdens entsprechend der partiellen Resorption von Bfutbestandteifen. b Weiter kranial. auf Höhe des rechten N1ercnhilus. erkennt man eine erhebl1che Verlagerung der linken Niere (LN) n.1ch ventral. bedingt durch die retroperitoneale Blutansammlung.
302
8 4 Skelett
•
4
Skelett
Skelett
-Wirbelsäule s.S. 612. Schädel s.S. 647
4.1
Radiologische Methoden
4. 1 Radiologische M ethoden
4.1.1
Spezielle Anatomie
4.1.1 Spezielle Anatomie
Im Röntgenbild sind vorwoegend die kalk· salzhaltigen Knochenstrukturen erkennbar. Oie Kompakta der Diaphysen stellt sich als homogenes kalkdichtes Band dar. sie geht an den Metaphysen in die dünnere Kortikalis über. Ooe Sponglosa bildet ein dreidimensional~ Gitterwerk aus Knochentrabekeln. zwischen denen Fettgewebe. Blutgefoiße und blut· bildendes Gewebe angeordnet sind. Oie Gefäßkanäle der Vasa nutricia veri;Jufen als glatte Aufhellungen ins Knocheninnere und müssen 110n flssuren abgegrenzt werden. Der Knochen w.rd vom WeiChteilgewebe durch das Perlost getrennt. das nicht von der benachbarten Muskulatur differenziert werden kann.
Im Röntgenbildsand vorwiegend die kalksalzhalngen Knochenstrukturen erkennbar: Die Kompakta stellt sich als homogenes ka lkdichtes Band dar. fhre Dicke ist an den Diaphysen in der Schaftmitte am größten und mmmt zu den Metaphysen hon ab. Sie geht an den Metaphysen in die Kortikalis über. die mikroskopisch identisch aufgebaut. aber wesentlich dünner als die Kompakta ist. Kortikalis findet sich auch an den Epiphysen. den subchondralen Knochenabschmtten, den kurzen Röhrenknochen und den Worbelkörpem. D1e Sponglosa bolder em regelmaßiges dreidimensionales Gitter- und Maschenwerk aus langs· und quer verstrebten Knochentrabekeln. zwischen denen R!ttgewebe, Blutgetaße und blutbildendes Gewebe angeordnet sind. Die Ausnchtung der immer scharfbegrenzten Trabekelzüge erfolgt nach ihrer statischen und funktionellen Beanspruchung. Die Getaßkanäle mit den Vasa nutricia verlaufen als glatte. linienf6rmige Aufhellungen von der Kompakta bzw. Kortikalis in das Knochenannere der Röhrenknochen und müssen von Fissuren abgegrenzt werden. Der Knochen wird vom umgebenden Weichtellgewebe durch das Periost getrennt. Das Peno~t kann ebensowie der Gelenkknorpel und der Kapselbandapparat im Röntgenbild nicht 110m benachbarren Weichteilgewebe (Muskulatur) differenziert wer· den. da die~c Strukturen ähnliche Absorptionswerte besotzen. Der röntgenologisch sichtbare Gelenkspalt (Abb. 8-4.1 ) entspricht dem Raum zw1schen den om Röntgenbold sichtbaren Knorpel-Knochen-Grenzen. den röntgenologoschen Gelenknächen. Er umfasst die unverkalkten Gelenkknorpel sowie den mit Synovia gefilllten anatomoschen Gelenkspalt.
Unter physiologischen Bedingungen finden am Knochen ständig An·, Ab· und Umbauvorgänge statt. Ab dem 40. Lebensjahr überwiegen die Abbauvorgänge 110r allem des spongiöseil Knochens.
Unter physiologischen Bedingungen finden am Knochen ständig An·, Ab· und Um· bauvorgange statt. ll1s ca. zum 40. Lebensjahr herrsehr der Knochenanbau vor. der Knochen erreicht seine größte Masse. Anschließend überwiegen die Abbauvorgange vor allem des spongiösen Knochens, da er om Vergleich zur Kompakta und Kortikalis eme wesentlich größere Obernache besitzt. Ooe verbleobenden Knochenstrukturen werden durch Anbau verstärkt. um die statische und mechanische Belastbarkeit zu erhalten.
Das MRT·Bild (a) zeigt den anatomischen Gelenkspalt zwischen den Gelenkknorpeln, die den im Röntgenbild erkenn· baren radiologischen Gelenkspalt (b) darstellen. Gelenkknorpel anatomlscMr _ _ _:.! Gelenkspalt
röntgeno· logischer Gelenkspalt
Gelenkknorpel
Knochenentwlddung
Knochenentwicklung
Oas l.ängenwathstum der Röhrenknochen erfolgt durch enchondrale Ossifikation im Bereich der Epiphysenfugen. Im Zentrum der Epiphysen treten Epiphysenkerne auf.
Oa~ Ungenwachstum der Röhrenknochen erfolgt durch enchondrale Ossofikation im Berco h d 'I Epophy~enfugen. also durch Umwandlung von proliferierendem Knorpel in Kn lchen.lm Zentrum der Epiphysen rreten Epiphysenkerne auf. die eine regelmä-
8 4.1 Radiologische Methoden
303
Anatomie und Physiologie der Wachstumszone Gelenkknorpel zentrifugales Wachstum des Ossifikationskerns - + Gclcnkkörper·
Ossifikationszentrum epiphywc Blutgeläße
Epiphyse
Proliferationszone Retfungszone Ossifikationszooe mctaphys3te Blulgcl ~ sekundäre Spongiosa
Wachstumsfuge
fofmdtiOn
enchondrales Längenwachstum
- + Knochenve~üngung
perichondrales Dickenwachstum - • Röhrenbildung des ~ch•ltcs
··
Perichondrium Kompakta
Metaphyse
Diaphyse
• Schematische Darstellung (a) und Röntgenbild (b) des Hüftgelenkes eines 4-jährigen Kindes.
ßige Knochenstruktur und eine glatte Außenkontur zeigen, bei schnellem Wachstum jedoch auch ein zerklüftetes Aussehen annehmen können. Gelegentlich finden sich auch zwei oder mehrere Knochenkerne in den Epiphysen. Da d1e Epiphysen v. a. aus unverkalktem Knorpel aurgebaul stnd, ist der röntgenologische Gelenkspalt bei Säuglingen und Kleinkindern bre1ter als bei Erwachsenen (Abb. B-4.2). Mit Abschluss des Uingenwachstums schließen sich die F.piphysenfugen. wobei feine Verdichtungslinoen zurückbleiben können (sog. Eplphysennarben). D1ese VerdJCh· tungsli nien müssen von sog. Wachstumslinien differenziert werden. die bei vorübergehenden Störungen des l.ltngenwachstums entstehen können. Neben Epiphysenkernen finden sich noch Apophysenkeme. die nach Abschluss des Wachstums Knochenvorsprünge oder -höcker bolden. Unterbleibt die Fusoon von Apophysen- oder Epiphysenkernen mll dem H.uoptknochen. so werden sie als akzessorische Knochen mit eigenem Namen belegt oder als persistierende Apophysen bezeichnet. Das Alter des wachsenden Skeletts wird mithilfe von Röntgenaufnahmen der linken Hand im dorsovolaren Strahlengang abgeschatzt. Als Beurteilungskriterien dienen dabei das Ausmaß der Verknöcherung der Epiphysenkerne von R.ldius. Ulna und kleinen Röhrenknochen, Form und Größe der Handwurzelknochen sowie Breite der Epiphysen fugen. Durch eonen Vergleich mot Standardröntgenaufnahmen in Atlanten lässt sich das .Skelettalter" relaDv genau bestimmen. Sind die aktuelle Körpergröße und das Skelettalter bekannt. kann anhand von statisllsch ernmttelten Tabellen die zu erwartende Endkörpt!rgröße abgescham werden (Abb. B-4.3). Bei Neugeborenen und Säuglingen werden im Ultraschall die transversalen und vertikalen Durchmesser der distalen Femur· und proximalen Tibiaep1physenkerne bestimmt und anhand von Normwerten das Skelettalter erminelt. Reifezeichen bei Neugeborenen sind Ossifikationskerne in den Wirbelkörpern und -bögen. im Talus. Kalkaneus und Kuboid sowie in den distalen Femur- und proxomalen Toboaepiphysen.
Nach Schluss der Epiphysenfugen können feine Vcrdichrungsl~nien (sog. Epiphysennarben) zurückbleiben. Apophysenkerne bilden nach Abschluss des Wachstums Knochenvorsprünge oder -höcker.
Das Alter des wachsenden Skeletts wird mithilfe von Röntgenaufnahmen der linken Hand abgeschät1t. Durch P1nen VergiPich mit Standardröntgenaufnahmen lässt sich das .Skelettalter" relativ genau bestimmen. Daraus und aus der aktuellen Körpergröße lässt sich die zu erwartende Endkörpergröße abschätzen (Abb. B-4.3). BPi Neugeborenen wird das Skelettalter Im Ultraschall au~ dPn Durchm~~~Pm dPr distalen remur-und proximalen Tibiaepiphysekeme ermittelt.
304
8 4 Skelett
Die Abbildung stellt drei Röntgenaufnahmen der linken Hand von Kindern rmt etwa gletehem biologischen Alter von 8 Jahren gegenüber. a Hand eines Mädchens mit seit kurzem an behandeltem Kretinismus. Nur ein Teil der Carpalia weist schlecht ausgeformte Knochenkerne auf. Das Skelettalter beträgt etwa 4V. Jahre. b Aufnahme zur Abklärung eines lamiliären Minderwuchses bei einem Mädchen. Das Skelettalter flegt mit 8V. Jahren im Normbereich. c Midchen m1t vorze1tiger Pubertät. Oie SkeiNtcntwicklung ist mit einem Knochenalter von 11 Jahren akzeleriert. Die Carpalia sind im Vergleich zu b deutlich besser ausgeformt Die Epiphysenkerne der Metakarpalia und Phalangen sind größer und ebenfalls besser ausgeformt. Das Sesambeln am Köpfchen des Os meta<arpale I ist veti<:nöchert. Akzessorische Knochen
Akzessorische Knochen
Es handelt sich um Normvarianten ohne pathologische Bedeutung (Abb. 8-4.4). Sie müssen von traumatisch bedingten knöchernen Absprengungen abgegren7t werden. Da akzessorische Knochen häufig multipel und symmetrisch an beiden Extrcm1t.!ten vori
F.s han1 lt SICh um Normvarianten ohne pathologische Bedeutung. Sie entstehen aus perstsuerenden Ept- und Apophysen. zusätzlich embryonal angelegten Knochen, überzdhligcn Knochenfonsät7en. Sehnena nsatzverknöcherungen. verknöcherten Sehnenb
Distal des Malleolus lateralis gelegener rundlicher Knochen: Os subilbulare (Pfeil).
4.t.2 Konventionelle Röntgendiagnostik
4.1 .2 Konventionelle Röntgendiagnostik
Konventionelle Projektionsradiografie
Konventionelle Projektionsradiografie Gen rell sollten bei der Röntgenuntersuchung e111es Skeleuabschnitts Aufnahmen m zwei aufeinander senkrechten Ebenen (Abb. 8-4.5. Abb. B-4.6 ) angefertigt werden.
305
B 4.1 Radiologlsc:he Methoden
Normalbefund bet ein~m Kind mit noch abcjren1b.ven Epiphysenfugen.
Normalbefund bet einem Erwachsenen mit versc:hlossenen lptphysenfugen.
Aufn.thmen m nur emer Ebene smd A~nahmen z. B. mterior-posteriore Aufnahme des Beckens oder dorsovolare Aufnahme der H.lnd lur Skelettalterbestlmmung. s. S. 303~ Bei spelltllen Fragen konncn lUs.ltLh
~ntzundunl(
Fehlblldung.
Bei speLiel.-n Fr~ könflt"'l IV~tno:ht' Projekti~ ffiordl'rlich ~n (I. ß. 7J<'iauf • n.tlvlX1l, Schrdg.hlflldhm<'fl. runktlons.luf nahmen. settenverqletchende Aufnahmen). folgende Struktu t'fl ..erden beurtt'l1t: • Kompalrut. Kortikalis: q~tt beqrenlt, •· onc 1<1 •nturunto
Indikationen: Tr~uma, xhlll4'17Cn. Schwellung/Tumor, lntzündung, Fehlbildung. Stoffwechselst
Gehaltene Aufnahmen
Gehaltene Aufnahmen
Methode: Die StJbi litat eines Gelenke~ und damit indirekt dessen Bandapparates kann durch Belastung m1t c1ncr dcfin1crtcn Kraft (me1st 15 kp) ubcrprüfl werden. Diese Methode kommt nur noch m Ausnahmefallen 1m subakuten/ehramschen und o;chmcrzfretenlntcrvaiiLum Em'>.ltL. Gehaltene Aufnahmen des Akrom1oklav1kulargelenks werden beispielsweise 1111t Gcwtchtcn m beiden Handen durchgeffihrt, die des oberen Sprunggelenke~ (OSG und des Kniegelenkes 1111t spe11ellen H.lltevorrichtungen. 111 dtc d.ts Gelenk t'lllgt'\Nnnt w1rd.
Methode: Dte Stab. ot~t ein<>~ Gelenkt'~ kann durch Belastung mot e1ner defmlerten Kraft überprüft werden. Doese Methode kommt nur noch in Ausndhnlt'fdllt·n orn \ubakuH•n/ chronosclwn und'>< hnwuht•ot•n lnti'fVolll/utn Einsatz.
306
B 4 Skelett
Gehaltene Aufnahmen des rechten oberen Sprunggelenks mit pathologischer lateraler Aufklappbarkelt (Pfeil) und pathologischem Talus\IOI'Schub (PI eil).
Aufgrund der heute besseren Verfligbarkeit der MRT mit hoher Bildaunösung und darnot d1rekter Beurteilbarkelt der Binnenstrukturen emes Gelenkes ist diese Methode jedoch in den Hintergrund gerückt. Indikationen: Selten, im subakuten Stadium zur Beurteilung ligamentärer Verletzungen z. 8. des Akromioklavikulargelenks, des Kniegelenks oder des oberen Sprunggelenks (Abb. B-4.7).
Indikationen: Selten. im subJkuten Stadium zur Beurteilung ligament:trer Verletzungen z. 8. des Akromioklavikulargelenks, des Kniegelenks oder des oberen Sprunggelenks (Abb. B-4.7 ,.
•.1.3 Sonograne
4.1 .3 Sonografie
Methode (s. a. S. 84): An der Knochenoberfläche werden die Ull raschallwellen total reflektiert. Somit sind Destruktionen oder Konturunterbrechungen der Kortikalis auch sonografosch nachweisbar. Vorteil : fehlende Strahlenexposooon. Nachteil: Erfahrungs- und Untersucherabhängogkcit.
Methode (s. a. S. 84): An der Knochenobernäche werden die Ultraschallwellen total renckllcrt. D.tdurch l:tsst sich lwar die Knochenstruktur sonegrafisch nicht darstellen, aber d1e KnochenoberOäche sehr gut beurteilen. Somit sind Destruktionen oder Konturunterbrechungen der Kortikalis auch sonegrafisch nachweisbar. Daneben können auch Veränderungen der umgebenden Weichteile erfasst werden. Vortell d1eser Methode ist die fehlende Strahlenexposirion. Hauptnachteile sind die Erfahrun rs und Untersucherabhangigkelt der Methode und die schwierige Befunddokumentation. be1 der die 3D-Informanon der Real-time-Untersuchung verloren geht und d1e eine Beurteilung ohne Anwesenheit bei der Untersuchung deutlich einschr~nkt.
Indikationen: Die Sonografie eignet sich vor allem beo Kindem zur rraktursuche (Abb. B-4.8). Weitere Einsatzmöglichkeiten stellen Gelenkerkrankungen (Ergussausmaß) oder rheumatoide Erkrankungen (Pannus· ausbildung) dar. Sie ist doe Methode der Wahl fiir das Hüft-Screening bei Neugeborenen (HüftdY'J)Iasle).
Indikationen: Vor allem bei Kindern mit unklarer Schmerzsymptomatik nach einem fraglichen rrauma kann d1e Sonografie 1ur Fraktursuche eingesellt werden. Da die fur eine Therapieplanung erforderliche dreidimensionale Information über Frakturtyp und -stellung anhand von Ultraschallbildern nur unzureichend wiederzugeben ist. werden m der Regel anschheßend gezielte Röntgenaufnat\men angefertigt (Abb. 8-4.8). Besteht der Verdacht auf eine Kindesmisshand Jung. werden aus forensi schen Grunden zusJtzhch zu emer eventuellen Ultraschalluntersuchung zwingend Röntgenbilder erforderlich (zum genauen Vorgehen bei Verdacht auf Kindesmiss-
Norm,tle Sonograf1e des Hüftgelenks (3-jähriges Mädchen). l Epiphysenkern 2 Epiphysenfuge 3 Metaphyse 4 Gelenkhöhle 5 Muskulatur 6 Subkutangewebe
307
8 4.1 Radiologl$che Methoden
handlung s. S. 366). Im gezoelten Nachweos von Sternum- und Roppenfrakturen kann die Sonografie dem konventionellen Röntgen überlegen sein. Ferner können Verletzungen der Weichteile. insbesondere auch Sehnenrupturen (z. B. AchHles-, Quadrizeps-, Patellarsehnen-, Bizepssehne) inkl. deren Quantifizierung, Hämatome und Gelenkergüsse erfasst werden. Bei Tumoren kann die Größenausdehnung der Weichreolkomponente beuneolt werden. Bei Gelenkerkrankungen können sonografisch die Größe des Ergusses, Veränderungen der Synovia sowie bei rheumatoiden Erkrankungen Pannusausbildungen dargestellt werden. Beim Neugeborenen-Hüftgelenksscreening ist die Sonografie Methode der Wahl (s.S. 317).
4.1.4 Computertomografie
4.1.4 Computertomografie
er
Methode(s. a. S. 73): Doe ermoglichr gleichzeorig die Beurteilung von Knochen und umgebendem Weichteilgewebe sowie eone überlagerungsfreie Darstellung dieser Strukturen. Vcrkalkungen und Verknöcherungen sowie knöcherne Destruktionen besonders empfindlich dargestellt. Die Akquisition erfolgt in werden durch die der transversalen Schnittebene mit multiplanaren Rekonstruktionsmöglichkeiten {Standard: koronar, sagiual) sowoe 3D-Darstellungsoptionen (Abb. B-4.9). Gegenüber der konventionellen Röntgentechnik zeichnet sich die CTvor allem durch eine wesentlich höhere Kontrast-{Dichte-)Aunosung und eine überlagerungsfreie Darstellung aus. Doe CT ost der MRT hinsochrhch deo· Beurteilung von Verkalkungen und Knochenstrukturen überlegen, bei der Beurteilung von Weichteilstrukturen und Gelenk-Binnenstrukturen Jedoch unterlegen. Daruber hinaus hat doe MRT den Vortei l der fehlenden Strahlenbelastung.
Methode (s. a. S. 73): Die Cl ermöglicht gleichzeitig die Beurteilung von Knochen und umgebendem Weichteilgewebe {Abb. 8-4.9). CT besser als konventionelles Röntgen: höhere Kontmt-(Dichte-)Auflösung. überlagerungsfreie Darstellung. Cl besser als MRT bei der Beurteilung von Verkalkungen und Knochenstrukturen. MRT besser als Cl bei der Beurteilung von WeKhteilstrukturen (Differenlierung), GelenkblnnenWukturen (Bänder. Sehnen. Meniscl). zudem keone Strahlenbclastung.
Indikationen: Doe CT wirdemgesetzt zur Doagnostok und ggf. Verlaufsbeurteilung von Frakturen. beispoelsweise der Schädelbasis und des Gesichtsschadcis {s.S. 660). der Wirbel~ule (s. S. 629) und des Beckens. von Luxationen und von Knochentumoren {Beurteilung der Knochendestruktion). Sie wird bei komplexen {Trümmer-)Frakturen zur präoperativen Planung. postoperativen Beurteilung sowie zur Evaluation der Konsolidierung einer Fraktur respektive eoner Ausboldung einer Pseudarthrose {s. S. 370) durchgeführt . Durch Anfertigung einzelner Schochten benachbarter Gelenke können Rotationsfeh ler bei Frakturen exakt ermittelt werden. Eine quantitative Messung der Absorptionswerte {meost an Wirbelkörpern) ermöglicht eone Messung der Knochendichte. Aufgrund der schnellen Akquisitoonszeot und hohen Verfügbarkeil ist die CT on der Akut- und Notfalldiagnostik insbesondere beo Polytraumata das am häufigsten eingesetzte diagnostische Schnittbildverfahren. Durch Eonsatz von Spiral- oder Multislice-Crs mot geringer Schochtdocke lassen soch 3D-Datensätze erzielen. aus denen 3D-Ober0ächenrekonstruktionen oder Schnittbilder in beliebiger Richtung {Abb. B-4.9c) berechnet werden können. Dadurch wird eme exakte und plasnsche Darstellung knöcherner Verilnderungen ermaglicht. Nach Injektion von KM und ggf. Luft in ein Gelenkkavum kann ein sog. Arthro-er angefertigt werden.
Indikationen: Die Cl wird muskuloskelettal eingesetzt zur Diagnostik und ggf. Verlaufs· beurteilungvon Frakturen. z. B. der Schädelbasis und des Gesichtsschiidels {s. S. SSS), komplexer {lrü mmer-)Frakturen Lur präoperativen Planung. der Wirbelsäule (s. S. 629) und des Beckens. von Lux;otionen und von Knochentumoren. Aufgrund der schnellen Akquisitionszeit und hohen Verfügbarkelt kommt doe CT am häufigsten in der Akut- und Notfalldiagnostik zur Anwendung.
er
Durch Einsall von Spiral oder Multislice·Cls lassen sich 3D-Oberflächenrel
a Konventionelles Röntgenbild a.-p. mit lateraler Tobiaplateaufraktur (PIeile). b CT: abgrenzbare Fraktur und detailherte Abbildung der Knochenbälkchen in koronarer Ebene (kleines Bild: transversale Darstellung). c 3D-Rekonstruktion der Fraktur.
308
B 4 Skelett
4. 1.s Magnet~onanztomografle
4.1.5 Magnetresonanztomografie
Methode: s. S. 79.
Methode: s. S. 79.
Indikationen: Tumoren, Entzündungen und Nekrosen von Knochen und Weichteilen, Gelenkverletzungen (Gelenk-Binnenstnukturen) und okkulte Frakturen (Abb. B-4.10). Vorteil: hoher Weichteilkontrast keine Strahlenbelastung. Nachteil: knöcherne Strukturen und Verkalkungen besser Im CT erkennbar, längere Untersuchungsdauer.
Indikationen: Bee Tumoren, Entzündungen und Nekrosen des Knochens und der Weichteile sowie bei Schäden des Kapsel-Band-Apparates der Gelenke und Gelenkbinnenverletzungen ist dee MRT den übrigen bildgebenden Verfahren hliufig deutlich uberlegen. Auch okkulte Frakturen können anhand des Ödems sicher erkannt werden (Abb. 8-4.1 0). Der Vortell der MRT hegt im hohen Wetchteelkonrrast. Zudem entsteht durch das Magnetfeld keine Strahlenbelastung. Nachteil: Knöcherne Strukturen und Verkalkungen können häufig besser im CT dargestellt werden. Methodtsch bedingt entstehen langere Unrersuchungszeiten. Kontrdindikationen sind inkorporiertes Metall, Herzschrittmacher. sonstige Stimulationssonden.
Tl-gewichtete Sequenzen in sagittaler und koronarer Schichtf(ihrung. 1 Patella 2 remur 3 Wachstumsfuge (bei Kindern und jugendlichen) 4 hinteres Kreuzband 5 vorderes Kreuzband 6T1bea 7 Hoffa-Fettkörper 8 Außenmeniskus
4.1.6
Arthrograß~
4.1.6 Arthrografie
Methode: Heutzutage fast ausschließlich in Kombination mit MRT (oder CT). Ein positives gadolln1um- (MRT) oder jodhaltiges (CT) KM oder ein negatives (Luft) KM wird in das Gelenkkavum Injiziert. Währenddessen und danach werden die gewünschten Untersuchungen angefertigt (Abb. B-4.1 1). Vorteil: besserer Kontrast. Distension des Gelenkspaltes und bessere Darstellung kleener Risse (Labrum, Knorpel). KM-Übertritt zwischen den Kompartimenten als HinweiS auf ligamentäre Verletzungen (z_ B. skapholunär). Nachteil: mvasiVe Diagnostik mit seltenen Risiken wie Infektion, Blutung etc.
Methode: Sei der Arthrografie wnd unter sterilen Bedingungen ein positives gadolimum- (MRT) oder JOdhalttges (CT) KM oder ein negatives , Luft) KM m das Gelenkkavum injiziert. Heutwtage wnd deese Methode fast ausschließlich m Kombinat fon mit einer Schnittbildgebung durchgeführt. meist MRT (oder CT): Die Untersuchung erfolgt in der Regel en Mono·. seltener in Doppelkontrasuechmk. Wahrend und un mtttelbar nach Injektion des Kontrdstmittels werden Zielaufnahmen des entsprechenden Gelenkes angefertigt (Abb. B-4.11 ~ Vorteil: Das Kontrastmittel bewerkt emen besseren Kontrast in der Schnittbildgebung. Dee Distension des Gelenkspaltes fiihrt zu einer besseren Darstellung kleiner Rtsse (Llbrum. Knorpel ,, dee sonst ggf. aufgrunddes engen Kontaktes der Strukturen mcht sichtbar sind. Zudem ermöglichtdie Arthrogrdfie während der lnjekuon die dtrekte. durchleuchtung~gesteuerte Darstellung von Kontrastmitteluberl ritt zwischen den Komparumenten als Hmwees auf IIgamentare Verletzungen .z. 8. skapholunär). Nachteil: Wie betJedem invasivem Verfahren können, jedoch in einem nur sehr genngen Anteil, Komphkauonen wee Infektion, Blutung ctc. aurtreten.
Indikationen: ligamentäre und Knorpelverletlungen der Hand, Rot~toren manschetten-. Knorpel- oder Labnumglenoidale-Ruptur der S
Indikationen: Oie häufigsten lndilc.ltionen zur Arthrografie-umerstiitzten Schnittbildgcbung Stt'llt'n folgende verletzungsmuster dar: Knorpellaseonen tn allen Gelenken,ligamentäre Verletzungen in allen Gelenken (insbesondere tn der Hand ), Rotatorenmanschetten-Rupturen. l..1brumverletzungen der S
309
B 4.1 Radiologische Methoden
a Schulter ~nks (mit MRT). b Hüfte links (mit MRT). c OSG links (mit CT). d Handgelenk rechts (mit MRT).
4.1. 7 Nuklearmedizinische Verfahren
4 . I. 7
Skelettszintigrafie/Knoch enszi ntigrafie
SkelettszintigrafieJKnochenszlntlgrafie
Methode (s. a. S. 139): Die Skelenszintigrafic{Abb. B-4.12) kann aufgrundder geringen Ortsaunösung nicht zu der Erkennung morphologischer Veränderungen beitragen. Sie ermöglicht Jedoch eine Beur1e1lung des Knochenstoffwechsels. Als Radiopharmazeutikum werden 99myc-markierte Phosphonate emgesetzt. die nach i. v.-lnjektion am Knochen ,1bsorb1ert werden. 01e Durchblutung. d1e Dicke des Knochens und die osteoplastische Alcnvität bestimmen die Intensität der Anre~eherung. Die Untersuchungen werden als statische Szintigrafie (v. a. bei Metastasensuche) oder als Mehrphasenszinugrafie durchgeflihrt. be1 der d1e Perfusionsphase (unm1rtclbar
Methode {s. a. S. 139): Die Skelettszintigrafie (Abb. B-4.1 2) dient der Beurterlung des Knochenstoffwechsels mittels eines osteotropen Radiopharamzeu· tikums (z_ 8. 99mTc-markierte Phosphonate). Nach i. v. ·ln;ektion wird dieses am Knochen absorbiert. Die Intensität der Anrercherung im Knochen wird bestimmt von Durch· blutung. Dicke des Knochens und osteo·
Nuklearmedizinische Verfahren
Skelettszlnt lgrafle
•
•
..
•
I
•
•
'
.. •
b
•
I
a Nonnales Skelettszlntlgramm eines 18-jährigen Patienten. Erflöhte Aktivität an den Eptphysenfugen. in diesem Alter noch physlologrsch (links anterlore Aufnahme• rechts posteriore Aufnahme)• b Skeletts:Lintlgramm eines Patiencen mit multiplen Skelettmetastasen. erkennbar an vorwiegend rundlichen Herden mrt erhöhter Aktivität (links anteriore Aufnahme. rechts posterlore Aufnahme) .
310
B 4 Skelett
plastischer Aktivitat. Sie erlaubt so eine funktionelle Beurteilung des Gewebes hinsichtlich Aktivität/Inaktivität. Vorteil: hohe Sensitivität (o>teoplastische/ osteolytische Prozesse). Ganzkörperabbildung möglich. ggf. Detektion pathologischer Prozesse vor morphologischem Korrelat. Nachteil: geringe Spezifitat und geringe Bildaunösung.
nach InJektion ). d1e Blutpoolphase(nach 5 Mmutcn)und die Knochenphase (nach 3-4 Stunden) erfasst werden. Vorteil: Oie Skelenszintigrafie hateine sehr hohe Sensitivität fürdie Octektion pathologischer (osteoplastischer oder osteolyusche) Prozesse des Skelens. Zudem ist eme Ganzkörperabbildung möglich, ggf. Detektion pathologischer Prozesse vor morphologischem Korrelat Nachteil: Aufgrund der geringen Spezifitat und geringen Bildauflösung ist für die Interpretation der Befunde die Korrelation mit Röntgenbildern oder anderen radiologischen Verfahren erforderlich.
Indikationen: Die Szintigrafie wird bei der Metastasensuche von extraossären Tumoren (Abb. 84.12b). bei der Suche nach Skip lesions bei Knochentumoren. zur Frühdiagnose und Verlaufskontrolle von OstCII.1s und Osteomyelitis sowie bei V. a. Protheseninfektion oder ·Iockerung eingesetzt. Ihr Einsatzbereich umfasst die Therapieplanung und/oder -kontrolle.
Indikationen: D1e Szintigrafie wird bei der Metastasensuche von extraossären Tumoren (Abb. B-4.12b) bzw. bei der Suche nach Skip lesions bei Knochentumoren eingesetzt Sie kann bei der Charakterisierung. Aktivitäts- und Dignitätsbeurteilung von Knochentumoren Zusatzmformauonen liefern. S1e wird zur Frühdl•lgnose und Verlaufskontrolle von Oste1tis und Osteomyelitis. Arthri tiden sowie bei der Abklärung einer Protheseninfektion oder -Iockerung emgesetzt. Auch der Nachweis einer Ostconekrose und die Differenzierung zw1schen emer alten oder frischen Kompressionsfraktur sind mit der Szintigrafie mögl ich. Cgf. können okkulte Frakturen erkannt werden (dies jedoch gegenwärtig eher durch die MRT als durch die Szin tigrafie). Ihr Einsatzberetch umfasst die Therapieplanung und/oder -konrrolle.
Positronenemissionstomografie (PET)
Positronenemissionstomografie (PET)
Methode: (s. a. S. 143): Die PET ermöglicht eine Beurteilung biochemiScher und physio· logischer Funktionen durch die Verteilung bestimmter Radiopharmaka im Organismus. in Kombination m1t CT und MRT können die Bilddaten fusioniert werden. so dass Morphologie und Funktion korreliert werden können. Indikationen: Die häufigsten Indikationen der P(T sind ~ toffwechselbelOgene bzw. aktivitätsbezogene Fragestellungen in der Onkologie. der Neurologie und der Kardiologie.
Methode: (s. a S. 143): Bei der PETwerden Radionuklide verwendet, die Positronen emittieren (ß-Strahlung). Oie PET ermöglicht eine Beurteilung b1ochem1scher und physiologischer Funktionen durch die Verteilung bestimmter Radiopharmaka im Organ ismus.ln Kombmat1on mit CTund MRT können die Bilddaten fusiomert werden. so dass Morphologie und Funktion korreliert werden können.
4.2
leitbefunde - vom radiologischen Befund zur Diagnose
Indikationen: Oie häufigsten Indikationen der PET sind stoffwechselbezogene bzw. aktiviWtsbezogene Fragestellungen in der Onkologie (z. 8. Differenzierung zwischen vitalem Tumorgewebe und Narbengewebe/avitalem Tumorgcwebe). der Neurologie (z. B. Demenz-Diagnostik) und der Kardiologie. Sie wird angewendet zur Tumorlokalisation (z. B. bei unklarem Primärtumor). zur allgemeinen Diagnostik. zum Staging und Re-Staging im Therapieverlaufbzw. zur Differenzierung ZWISChen Resttumor/Rezidiv und Narbengewebe.
4.2 l eitbefunde - vom radiologischen Befund zur Diagnose
4.2.1 Periostale Reaktionen
4.2.1 Periostale Reaktionen
Eine Periostreaktion entsteht durch Ödem, Kortikalisdestruktion, Periostabhebung. Hyperämie oder Freisetzung von Substan7en. die die Knochenneubildung lnduz~eren. Im Röntgenbild werden sie erst erkennbar. wenn sie verkalken. Kontinuierliche Perlostreaktionen mit Kortikalisdestruktion finden sich bei expansiven Knochentumoren. Kontinuierliche Periostreaktionen mit intakter Komkalis werden durch ein Ödem oder passive Hyperäm1e ausgelöst. Solide Perlostreaktionen mit verdickter Kortikalis entstehen bei chronischen Prolessen. Eine lamellenoder zwiebelschalenartige Periostreaktion 1st Ausdruck eines aggressiven benignen oder malignen Prozes~. Para\lele Spiku\ae sprechen für hohe Aggressivität.
Eine Penostreakuon entsteht durch Ödem, Kortikalisdesrruktion, Periostabhcbung. Hyperämie oder Freisetzung von Substanzen. die die Knochenneubildung induzieren. Im Röntgenbild werden s1e erst erkennbar. wenn ste verkalken. Oie Art der periostalen Reaktion wird bestimmt durch die Aggress1v1tät und die Wachstumsgeschwindigkeit der zugrunde liegenden Knochenerkrankung. Kontinuierliche Periostreaktionen - keme Unterbrechung des Periosts- m1t Kortikalisdestruktion finden sich bei expansiven. mit geringer bis mittlerer Geschwind igkeit wachsenden Knochcntumoren. KontinUierliche Periostreaktionen mu intakter Korlikalis werden durch eine nur mikroskopisch nachweisbare Penetranon der Kortikalis. em Ödem oder eme pass1ve Hyperämie ausgelöst. Solide Periostreaktionen. bei denen im Röntgenbild eme verdickte Kortlkalis zu sehen 1st. entstehen bet chronischen Prozessen wie chronischer Osteomyelitis oder Ostcoidosteom. Bei einer Osteomyelitis oder be1 Knochenrumoren kann gelegentlich eine emzelne Periostlamelle gefunden werden. Eine Iameiien- oder zwiebelschalenartige Periostreaktion ist Ausdruck emes aggressiVen benignen oder malignen Prozesses (z. B. akute Osteomyelitis. Ewing-Sarkoll' oder OsteosarkomJ. Parallele Spikulae (ha1r on end) sprechen für eine hohe Aggressivitat.
311
B 4.2 Leitbefunde - vom radiologischen Befund rur Diagnose
a 4-j.lhrige Patientin m1t Osteosarkom der proximalen Tibia links. Neben ausgedehnten knöchernen Destruktionen und Durchbruch des Periosts zeigen sich im kaudalen Anteil des Tumors deutliche Perioslrcaktionen. an der medialen Tibia das typische CodmanOrcicck (Picil).
b Osteosarl
Eine unterbrochene Periostreaktion entsteht entweder durch sekundäre, tumorbe· dmgte DestruktiOn einer urspronglich kontinuierlichen Periostreaktion oder durch einen schnel l wachsenden Tumor. Oie hohe Aggressivität ist in der Regel Ausdruck einer malignen Erkrankung. Das sog. Codman·Oreieck (Abb. B-4.13) nndet sich h~u r~g bei Osteosarkomen und Ewing-Sarkomen. Eine unterbrochene lameiiJre J>criostreaktion zeigt eine gesteigerte Aggressivität an, während die unterbrochene. spikuläre Form bei emem ausgedehnten extraossären Tumorwachstum LU finden ist. Bei den komplexen Periostreaktionen werden periostale Reaktionen mit divergierenden Spikulae und kombinierte Periostreaktionen unterschieden. Seide Formen treten bei hochmalignen Knochentumoren auf.
Eine unterbrochene Periostreaktion entsteht entweder durch sekundäre. tumor· bedingte Destruktion einer ursprünglich kontinuierlkhen Periostreaktion oder durch einen schnell wachsenden Tumor. D~s sog. Codman-Dreleck (Abb. B-4.13) findet sich häufig bei Osteosarkomen und Ewing·Sarkomen.
4.2.2 Veränderungen der Knochendichte
4.2.2 Veränderungen der Knochendichte
Zunahme der Knochendichte - Transparenzverminderung
Zunahme der Knochendichte - Transparenzverminderung
Die Osteosklerose ist definiert als eine Zunahme der Knochendichte. bedingt durch gesteigerte Osteoblastenaktivltät. Produktion von knochen~hnlichem Gewebe durch osteo- oder chondrogene Tumorzellen oder Kalz1fikarion anderer Gewebe im Knochen oder in seiner Peripherie (Tab. 8·4.1 ).
Die Osteosklerose ist definiert als eine Zunahme der Knochendichte verschiedenster Ursachen (Tab. B-4.1 ).
Ursachen der Osteosklerose solitäre oder multiple disseminierte osteosklerotische Läsionen • Kompaktainsel • Osteopoikilie • Osteom (multJpel z. 8. bei Gardner·Syndrom) • benigne und maligne Knochentumoren. osteoplastische Metastasen • chronische oder ausgeheilte Osteomyelitis. Brodie·Abszess • Kallus nach Fraktur. Ermüdungsfraktur, abgeheilte Knochenläsion • ältere Knocheninfarl
generalisierte diffuse Osteosklerose • physiologische Osteosklerose des Neugeborenen • angeboren!' Syphilis • lnfant1ie kortikale Hyperostase • Hypoparathyreoidismus • Osteopctr~ (Marmorknochenkrankheot) • ausgedehnte ossäre Metastasen (Abb. B-4.14a) • Osteomyelofobrose • Morbus Paget • fibröse Dysplasie • Fluorase
312
B 4 Skelett
a Transparenzverminderung bei diffusen sklerotischen Metastasen (pfe,le) der gesamten Brustwirbelsäule bei Prostatakarzinom. b Transparenzvennehrung bei 9-jährigem jungen nach längerer Kortisonbehandlung. Ausgeprägte Transparenzvennehrung der knöchernen Strukturen im Rahmen einer kortisoninduzierten Osteoporose. Skelettalter mit 6,5 Jahren deutlich retardiert.
Dle haufigsten Ursachen der diffusen Osteosklerose sind (JM·PROFS"): • M - Metistasen (osteoplastisch) • M - Mo15tozytose • M - Myelofibrose • P - P tt oder Pyknodystose • R- renale Osteodystrophie • 0 - OsteOpl•trose • F - Fluorose • S - Sichelzellanamie. Herabsetzung der Knochendichte Transparenzvennehrung Oie Osteopenle {Tab. B-4.2) ist etne Herab· setzung der Knochendichte. Sie wird auf dem Röntgenbild erst sichtbar. wenn der Kalksalzgehalt um mind. 30\10 reduz1ert ist.
Herabsetzung der Knochendichte - Transparenzvermehrung Ote Osteopenle. eine Herabsetzung der KnochendiChte. resulllert aus emer vermmderten Knochenbildung und/odereinergesteigerten Knochenresorption (Tab. B-4.2 ). Dtc Osteopenie wltd aur dem Rontgenbtld erst sichtbar. wenn der Kalksalzgehalt des Knochens um mindestens 30% reduztert ist (quantitative Messungs. a. S. 319).
Ursachen der Osteopenle lokalisierte Osteopenle • lnaktlvitatsosteoporose • Entzündung (rheumatoide Arthritis. Osteomy~•tis. Tuberkulose) • Tumor. osteolytlsche Metastasen • Plasmozytom • Morbus Paget • fibröse Dysplasie
4.2.3 Weichtelle
generalisierte Osteopenie • o,teoporose. lnJktoviUitsosteoporose • Osteogenesis imperfecta • Anäm~
• • • • • • •
Knochenmark\onftltr~llon (multoples Myelom. Kaninomatose) rheumatotde Arthritis und andere Kollagenesen endoknne Störungen (Cushing-Syndrom. Doabetes mellitus. Hyperthyreose) Medokamente (Steroide. Heparin. s. Abb. B-4.14b) Osteomalazie. Rachitis Defekte Im renal-tubulären oder ;ntestinalen Kal7iumtransports~tem Hyperp.uathylt.'oidismus
4.2.3 Weichteile Sonografie. Cl und v.a. die MRT erlauben eine bessere Otfferenzterung verschtedener WeiChteilgewebe als das konventionelle Röntgen. lnbesondere für die Otagnostlk der Welchteiltumoren ist die MRT besonders auss.1gekraflig. da eme exakte Beurteilung der Tumorausdehnung. v.a. auch hinstehdiCh der Frage emer Infiltration des Getaß-Nerven-Bündels und der Muskulatur, möglich ist.
313
B 4.2 Leitbefunde - vom radiologischen Befund zur Diagnose
Veränderungen mit erniedrigter Röntgendichte Fett Da Fettgewebe weniger strahlend1cht. und damit tr,msparenter ist als d1e übrigen Weichteile. lässt es sich in der Regel auf Röntgenaufnahmen gut erkennen. Die bei Lipomen entstehenden Aufhellungen sind vom umgebenden dichteren Weichteilschatten meist gut abgrenzbar. sofern die Lipome nicht eine größere fibrotische Komponente aufweisen oder, wie beim Liposarkom. einen hohen Zellgehalt besitten (Abb. B-4. 1Sa).
Veränderungen mit erniedrigter Röntgendichte Fett Fettgewebe lässt sich auf Röntgenaufnahmen i. d. R. gut erl<ennen. Die bei Lipomen entstehenden Aufhellungen sind meist gut abgrenzbar (Abb. B-4.1Sa).
Weichtellveränderungen mit niedriger Röntgendichte
a Ausgedehntes Lipom am proximalen Unterarm (Pft'!1e) bei einem S·jährigen jungen. Der entsprechende MRT-Schnitt in TI.Wichtung
in koronarer Schichtführung zeigt eine hyperintense, mit Septen durchzogene Raumforde des Femurs etwa im mittleren Drinel (pfeif). c Vakuumphänomen der Lendenwirbelsäule mit Gasnachweis in den Bandscheobenfachem in der 0 (pfeife). Gas Gasansammlungen m den Weichteilen kennen verschiedene Ursachen haben: • Physiologisch vorkommende Luft an unphysiologischer Stelle. z. 8. luftgefüllte Darmschlingen in ei ner Lei~tenhernie. • Nach Operationen oder penetrierenden Verletzungen: Nach Frakturen der Nasennebenhöhlen (NNH) kann sich Luft in die Gesichtsweichteile ausdehnen. Ein subkutanes Emphysem der Thoraxwand kann nach Rippenfrakturen m1t Verletzung der Lunge entstehen. Im Röntgenbild imponieren streifige oder auch blasige lufteinschl(isse in den Weichteilen. durch die z. B. die Faserung des M. pectorahs major sichtbar wird. Die Luft kann sich b1s in die Hals- und Gesichtsweichteile ausdehnen. • Infektionen mit gasbildenden Erregern. v. a. Clostridien (Gasbrand), oder in Abszessen (Abb. B-4. 1Sb). • .Vakuumphänomen" bei fortgeschrittener Bandscheiben- oder Gelenkdegeneration durch intrad1skale Stickstoffans.unmlung (Abb. B-4. 1Sc).
Gas
Ursachen für Gasansammlungen ln den Weichteilen: • physiologisch vorkommende Luft an un· physiologischer Stelle (z. B. Leistenhernle) • nach Operationen oder penetrierenden Verletzungen (1. 8. Luft on den Geslchuweichteilen nach NNH·Fraktur) • Infektionen mit gasbildenden Erregern oder in Abszessen (Abb. 8·4.1Sb). • .Vakuumphänomen" bei fortgeschrittener Bandscheiben- oder Gelenkdegeneration (Abb. B-4.15c)
Veränderungen mit hoher Röntgendichte
Veränderungen mit hoher Röntgendichte
Verkalkungen
Verkalirungen
• Gefäße: Verkalkungen der Arterienwände (Arteriosklerose) sind ein häuf~ger Befund be1 älteren Patienten. Die größeren Arterien sind bevorzugt betroffen. 1YPIsche Lokalisationen sind die Karotisbifurkation,der Aortenbogen. die Bauchaorta und die A. lienalis. Ausgeprägte Verkalkungcn peripherer Artenen finden s1ch besonders bei Diabetikern (Mediasklerose). Bei jüngeren Patienten treten arterielle verkalkungen bei Stoffwechselstörungen. wie Hyperkalzämie oder Hypercholesterinämle auf. D1e parallele Verkalkungsstruktur wird auch als .tram track sign· bezeichnet. 3-4 mm große runde Kalkherde in thrombosierten Venen werden Phleboliten genannt. S1e entstehen bevorzugt im Becken, aber auch in varikös veränderten Venen und venösen Angiomen. • Stoffwechselerkrankungen: Weichteilverkalkungen entstehen oft bei Stoffwechselstörungen. die mit einer Hyperkalzämte einhergehen (z. B.llyperparathyreoidismus. Hypervitaminose D. idiopathische Hyperkalzämie). Auch andere Stoffwech-
• Gefäße: Arteriosklerose findet sich vor allem bei ältNen Patl('nten und Diabetikern. Typische Stellen sind Karotisbifurkation, Aortenbogen. Bauchaorta und A. llenalls. 3 A mm große Kalkherde in thrombosierten Venen werden Phleboliten genannt.
• Stoffwechselerlcrankungen: Weichteilverkalirungen entstehen z. B. bei Hyper kalzämie und chronischer Niereninsuflizienz.
314
B 4 Skelett
Weichteilveränderungen mit hoher Röntgendichte
a Dermatamyositis mit au~edchnten Verkalkungen gluteal beidsetts. b Myositis ossificans am distalen Humerus. Scharf begrenzte Ver1cnöc:herung (Pfeil) vor allem dorsal des Humerus. Die kortikale Destruktion (dicker f>fcil) ist durch eine Biopsie bedingt, die aufgrunddiagnostischer Unsicherheit durchgeführt wurde. c Heterotope Ossifikation nach Hüft-TEP (f>felle). d Fremdkörper: 2-jähriges Mädchen. das sich eine Nähnadel in den lmken Fug getreten hat_
• Weichteilverfetzungen: Hämatome können hauflg mit einem mkularen, manchmal au~h mit einem atypisd> bizarr konfigurierten Muster verkalken. Nach lnjek· tionen (z. 8. Chinin, Penicillin) können sich am Injektionsort Verkalku ngen bilden. • Blndegewebserkrankungen: Mit au~e dehnten Weichteilverkalkungen gehen Sklerodermie, Denmatemyositis (Abb. 8-4.16a) und Polymyositis einher. Degenerative Veränderungen in Sehnen und Bändern rufen häufig Verkalkungen hervor. • Infektionen: Verkalkungen häufig bei Tuberkulose und einigen parasitären Erkrankungen (z. B. Zystizerkose, Taenia solium).
Verknocherungen • Röntgenologisch werden Verknöcherungen beosptelsweise bei der Myositis ossiflcans beobachtet (Abb. B-4.16b). Aus wolkigen bis netzartigen WeichteilverdiChtungen entstehen spongiöse und kortikale Knochenstrukturen in Muskeln und Sehnen. ln der a sind das ZonenpiMnomen (dochte Kapsel und weniger dichtes Zentrum) und der geschichtete Aufbau besser zu erkennen. • Heterotope Ossifikationen (Abb. B-4.16c) stellen Verknöcherungen an verschiedenen, atypischen lokalisatio· nen im Körper dar. Sie entstehen post· operativ, posttraumatiSch oder spontan.
Seierkrankungen (chronische Niereninsuffizienz. Hypo- und Pseudohypoparathyreoidismus) gehen häufig mit Weichteilverkalkungen einher. Weichteilverkalkungen in Gichttophi und be1 der Alkaptonune sind Sekundarphänomene. • WeJchteilverfetzungen: Hämatome können häufig mit einem zirkulären. manchmal auch mit eonem atypiSCh bizarr konfigurierten Muster verkalken. Diese Verkalkungen konnen bei Kindem bereus innerhalb weniger Tage enmehen. z. B. be1m Kephalhäm.1tom. Auch nach Injektionen, besonders von Chinin und Penicillin können sich am Injektionsort (v. a. in der Glutaalmuskulatur) Verkalkungen bilden. ferner bei Frostbeulen und chronischen Stauungsödemen der unteren Extremität. • Bindegewebserkrankungen: Typischerweise gehen Sklerodermie, Dermatomyositis(Abb. B-4.16a)und Polymyositis mit ausgedehnten Weichteilverkalkungen emher. Feinneckige Verkalkungen treten beim Ehlers-Danlos-Syndrom. beim Pseudoxanthoma elaSt1cum und bei der Weber-Christian-Erkrankung auf. Degenerative Veränderungen in Sehnen und Bändern rufen häufig Verkalkungen hervor, die in angrenzende Bursen einbrechen können. Em typ1sches Beispiel daflir sind Verkalkungen in der Rotatorenmanschette be1 der Penarthritls humeroscapularis. • Infektionen: Häufig finden sich Verkalkungen bei einer Tuberku lose. meist in Lymphknoten oder Senkungsabszessen. Ferner können bei emigen parasit.lren Erkrankungen (z. B. Zystizerken und Filarien) Weichteilverkalkungen entstehen. Verkalkungen in den Weichteilen können auch durch Film- oder Folienfehler vorgetäuscht werden.lnZweifelsfällen mussendie Folien aufVerschmutzungcn, Fremdkörper in der Kassette oder Foliendefekte überprüft werden. Aufgrund der fortgeschrittenen technischen Umstellung von Film Fehen-Systemen auf d1g1tale Detektoren nehmen diese Artefakte jedoch deutloch ab. Verknöcherungen • Verknöcherungen werden beispielsweise bei der Myositis ossificans (Abb. B-4.16b) beobachtet. d1e nach ihrer Ursache in dre1 Gruppeneongeteilt w1rd: Myositis ossificans congenita. rraumat1ca oder neuropathic.l. Röntgenologisch werden initial wolkige b1s netzartige Weichteilverdichtungen beobachtet. aus denen im weiteren Verlauf organisierte spongiöse und korukale Knochenstrukturen entstehen. Sie dehnen sich normalerweise entlang der Achse der betroffenen Muskeln und Sehnen aus und können den benachbarren Knochen arrod1ercn oder auch fest mit ihm verwachsen. ln der CT sind das Zonenphanomen (dochte Kapsel und weniger d1chtes Zentrum) und der gelegentlich geschichtete Aufbau besser zu erkennen. Histologisch/zytologisch 1st d1e Myosins ossificans m1rumer nur schwer von einem Osteosarkom zu differenzieren. • Heterotopt! Ossifikationen (Abb. B-4.16c) sind Verknöcherungen an verschiedenen, atypischen Lokalisationen im Körper. Sie entstehen postoperativ, posttraumatisch oder spontan. häufig z. B. nach Hüft-Totalendoprothese(TEP~ Ätiologisch wird
315
B 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund eine entzündliche Veränderung angenommen. die eone Freasetzung von Wachstumsfaktoren und die Verknöcherung induziert. Fremdkörper
Fremdkörper
Oie Nachweisbarkeil von Fremdkörpern im Weichteilgewebe wird durch ihre Röntgendichte bestimmt. in der Regel gut zu erkennen sind metallische Fremdkörper (Abb. B-4.16d} und größere Glassplltter. Holzspliner. sehr feine Glassplitter. Porzellan und Plastik sind im Röntgenbild meist nicht abgrenzbar. ln Zweifelsfallen lässt sich mithilfe eones vergleichbaren Testobjektes die Röntgendichte ermitteln. Mit der CT sind oft auch Fremdkörper nachweisbar. die mit konventionellen Röntgenaufnahmen nicht dargestellt werden. Bei nicht oder wenig röntgendichten Fremdkörpern kann gegebenenfalls auch die Sonografie zur weiteren Diagnostik und Fremdkörperlokalisation beitragen.
Oie Nachweisbarkelt von Fremdkörpern im Weichteilgewebe wird durch ihre Röntgen· dichte bestommr. Gut zu erkennen sind metallische Fremdkörper (Abb. B-4.16d) und größere Glassplitter.
Zink-. jod-. silber-. barium-. wismur- oder kalziumhaltige Salben und Medikamente sind sehr röntgendicht und diirfen nicht mat Fremdkörpern verwechselt werden. Injektionen von Wismutjodoform oder Glycerin on die Gluräalmuskulatur sind ebenfalls röntgenologisch nachweisbar.
4.3 Wichtige Krankheitsbilder von der Diagnose zum Befund
4.3
Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund
4.3.1 Entwicklungsstörungen
4.3.1
Entwicklungsstörungen
Achondroplasie
Achondroplasle
Autosomal-dominant vererbte. generalisierte Skelenerkrankung. der eine Störung von Knorpelaufbau und -proliferation in den Röhrenknochen zugrunde liegt. Die Mineralisation des Knorpels ist dabei nacht beeinträchtigt. Klinik: Disproportionierter Zwergwuchs mit verkürzten Extremttllten be1 annähernd normaler Länge des Stammskeletts.
Klinik: Oisproportoonierter Zwergwuchs.
Diagnostisches Vorgehen: Anfertigung konventioneller Röntgenbilder: Sch~del seitlich. Wirbelsäule seitlich. ggf. auch a.-p, Beckenübersicht.linke Hand d. v., Knie a.-p., ggf. Arm a.-p. Auch mithilfe molekula rgenetischer Untersuchungen (Nachweis der Gendefekte} lässt sich dae Diagnose sichern.
Diagnostisches Vorgehen: Konventoonelle Röntgenbilder und molekulargenetische Untersuchungen.
Radiologische Diagnostik: Auf dem Röntgenbild (Abb. B-4.17 } ist charakteristischerweise eine Verbiegung. VerkOrzung und Verbreaterung der Röhrenknochen mit aufgetriebenen Metaphysen zu sehen. Neben einer Deformierung der Epiphyscnfugen. die am Knie V-IOrmig sem kann. finden sich eine unregelmäßige Konturierung der Kortikalis und häufig eine weitmaschige Transformation der Spongiosa. Der durch einen nicht progredienten Hydrozephalus bei kleinem Foramen magnum hervorgerufene Makrozephalus astdurch ein prominentes Stirnbein und eine stellgestellte Schädelbasis charakterisiert. Die Wirbelkörper sind deudich höhengemindert oder auch keiltormag deformaert. die Zwischenwirbelräume konsekutiv verbreitert. Oie lnterpedikularabstände der LWS nehmen von kranial nach kaudal ab. die Pedikel selbst sind kurz.. Neben einer lordarischen Knickbildung Jumbosakral kann eme verstarkte Kyphose thorakolumbal zur Gibbusbildung führen. Ein hypopla.stlsches Os ileum m1t flachem Acetabu Ium, annähernd horizontal verlaufendem Pfannendach und medialer Spornbildungcharakterisieren die Veränderungen am Becken.
Radiologische Diagnostik: Auf dem Röntgenbild (Abb. B·4.17) sind eine Verbiegung. Verkürzung und Verbreiterung der Röhren· knochen mit aufgetriebenen Metaphysen zu sehen. Es fonden sich eine unregelmäßige Konturierung der Kortikalis und häufig eine weitmaschige Transformation der Spongiosa. Der MakroLephalus Ist durch ein prominentes Stirnbein und eine steilgestellte Schädelbasis charakterisiert. Am Becken findet sich ein hypoplastisches Os ileum mit flachem Acetabulum.
316
B 4 Skelett
Verl<ürzte und verplumpte Röhrenknochen der Beine. Oie Metaphysen sind kolbenförmlg verbre1tert (a. b). Das Becken ist abgeplattet, das Os ileum abgerundet. Oie Pfannendächer der Hüftgelenke verlaufen nahezu horizontal (c). Die tubulären Knochen der Hand s1nd auf· fallend kurz und plump (Tatzenhand) (d). Oie Wirt>elkör· persind höhengemindert. der Spinalkanal eongeengt (e).
Osteogenesls lmperfecta
Osteogenesis imperfecta
~ Synonym .
.. Synonym. Glasknochenkrankheit
• Oefmition.
Erblich bedingte Skeletterkrankung. der eine Störung der Kollagensynthese in den Osteoblasten zugrunde liegt. 01ese fuhrt zu emer unzureichenden periostalen und endostalen Knochenneubildung m1t Osteoporose und erhöhter Knochenbrüchigkeit.
Klinik: 5 Subtypen sind klassifiziert. Der autosomal-dominante Typ I geht mit erhöh· ter Knochenbrüchigkelt bereits im ersten Lebensjahr. blauen Skleren und lnnenohr· schwerhorigke1t einher.
Klinik: Man unterscheidet 5 Subtypen mit unterschiedlicher Prognose und Sympto· mauspr~gung. Ocr autosomal-dommantc Typ I ist der Prototyp der Osteogenesis imperfecta. Er geht mit erhöhter Knochenbrüchigkeil bereits im ersten Lebensjahr. blauen Skleren und wnehmender Innenohrschwerhörigkeit einher. Sekundare Skelettveränderungen resultieren aus haufigen Frakturen m11 übermäßiger Kallusblldung. Schlaffe Bänder können eine Gelenkinstabilität zur Folge haben.
Diagnostisches Vorgehen : s. Achondroplasie (S. 315)
Diagnostisches Vorgehen: s. Achondroplasie (S. 315). Statt einer Röntgenaufnahme des Knies kann eine Aufnahme des ganzen Beins angefertigt werden.
Radiologische Diagnostik: D1e graLilen. schmächtigen Knochen weisen im Rönt· genbild (Abb. 8-4.18) eine dünne und parotisehe Kompakta. besonders in den Diaphysen. auf. Multiple Knochenbrüche führen zu sekundären Verfomnungen und Verbiegungen sowie zum Minderwuchs. Durch Kompressionsfrakturen der Wirt>el· körperentstehen sog. fischwirt>el (s. S. 616). Am Schädel finden sich multiple Schalt· knochen und eine basiläre Impression.
Radiologische Diagnostik: D1e grazilen. schmächtigen Knochen we1sen im Röntgenbild (Abb. B-4.18) eine dünne und parotisehe Kompakta. besonders ausgeprägt in den Diaphysen. auf Durch die äuRerst rarefizierte Spong1osa m1t sehr 7arten Knochenbälkchen entstehtdas Bild des .Giasknochens". Die daraus resultierenden multi· plen Knochenbrüche führen zu sekundären Verformungen und Verbiegungen sowie zum Mmderwuchs. Eine Oberschießende Kallusbildung verstarkt d1e Dt'formierung der Extremitätenknochen we11er. Durch Kompressionsfrakturen der Wirbelkörperentstehen sog. Fischwirbel (s. S. 616\. Eine Vrrknöcherung der Membrana inrerossea zw1schen Rad1us und Ulna 1St häufig. Am Schädel finden sich multiple Schalt. knochen (s. S. 304) und eine basiläre Impression ,s.S. 61g). Daneben finden sich schwere Verformungen des Beckens. eme Protrus1o acetabuh ist dabe1 häufig.
317
8 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
• Klinischer Fall. Be1 der hier vorgestellten P.uacntin wurde eme Osteogene!tiS imperfecta Typ 111 diagnostiziert. OdS Mädchen fiel nach der Geburt durch einen dreieckformigen Kopf mit weiten Fontanellen sowie kurzen, deformienen Extremitäten auf. Berens im Neugeborenenalter traten die ersten Frakturen auf. Dte Rllntgenaufnahme beider Beute, dte tm Alter von 10 Monaten angefertigt wurde (Abb. 8-4.18a~ 1eigt eine sch~re Osteopenie der Knochen (.Giasknochen·~ Oie langen tubul~rcn Knochen smd kurz und deformtcrL Betdc ""n10r• ~tsen 111 Schaftmine ...,,. hetlte Frakturen auf. Alle Wirbelkörper (Abb. 8-4.18b) sind erheblich abgeOacht, an der LWS auch dreieckiOrntig deformiert durch ventral betonte KompresstOnsfrakturen. OdS tm Alter von 14 J•hren angefentgte Rbnrgenbild des linken Beins (Abb. B-4.18c) zeigl demlieh aufgernebene Metaphysen und Eptphysen mtt sehrgrazlelen Otaphysen. Die dtstale Femurmetaph~e weiSt eme inhomogeneMineralisationauf (Honigwaben- oder Popkomvertalkungen~ Femur und TibiA sind mtt MMknageln stabthsierr Dte Ftbula ist dtstal deformiert. An der Wirbris.lule (Abb. B-4.18d) besteht eine ausgepr~gre Kyphoskoliose. Oie Wtrbelkörper smd höhengemmderL
Angeborene Hüftgelenksdysplasie
Angeboren~
Der Begriff angeborene Hüftgelenksdysplasie ist nicht korrekt. denn in den meisten Fällen handelt es sich um eine Hüftreifungsverzögerung bzw. -störung. Bei etwa 2% aller Säuglinge kann eine Hüftreifungsstörung diagnostiziert werden. Mädchen sind 5-mal häufiger als jungen betroffen. Die Erkrankung tl'itt familiär gehäuft auf. Bet Neugeborenen aus Beckenend-/SteißJage ist das Risiko einer Hüftretfungsstörung 10-mal höher als bei Neugeborenen aus Kopflage.
Meist handelt es sich um eine Hüft· reifungsverzögerung bzw. störung Sie wird bei er.va 2% aller Säuglinge diagnosti· ziert. Mädchen sind 5-mal häufiger betroffen. Ote Er1
Klinik : Typisch ist eine Lateral· und Kranlaiverlagerung des Hüftkopfes mit sekundärer Ausbildung eines abgeflachten, dysplastischen Azetabulums. ln schweren F'ällen lu xiert der Hurtkopf nach dorsok1anral. Khntsche Zetchen smd Bemlängendlfferenz. Abspreizhemmung. Asymmetrie der Glutealfalten und das positive OrtolaniZeichen in den ersten Lebenslagen. bei dem ein mtraanikuläresSchnapp-Phänomen durch Bewegung des Hüftkopfes uber den Sekundärlimbus auftritt. Für die Prognose entscheidend ist die rechtzeitige Diagnose. Eine konservative Therapie mir Breitwickeln oder Spre1zho~e ermöglichtdann eme regetrechte Gelenkentwicklung. Andernfalls entsteht frühzeitig eine Coxarthrose.
Klinik: lypisch ist eine Lateral- und Kranialverlagerung des Hüftkopfes mit sPkund.irrr Ausbildung t>lnPs abg<-llachten. d~plastischen A2etabulums. Klinische Zeichen sind Beinlängendifferenz. Abspreiz· hemmung . Asymmetrie der Gluteairalten und das poSttllle Ortolani-Zeichen. Oie Therapie ist konservativ mit Breitwickeln oder Spretzhose.
Radiologische Diagnostik: Das Hüftgelenk des Neugeborenen undjungen Säuglings ist im Wesentlichen noch knorpelig, so dass Röntgenuntersuchungen eine nur sehr geringe Aussagefähigkeit haben. Alle Neugeborenen werden in Deutschland einem Sonografischen Screenmg der Hüften zugefilhrt. um eme rechtzeitige 01agnose der Hüftdysplasie zu ermöglichen. Das Gelenk wird dabei in Seitenlage des Säuglings 1m LJngsschnitt mit einem Linearschallkopf untersucht (Abb. 8-4.19 ). Die nach Graf defimerte Ebene zeigt das Os Ileum in einem gradlinigen Verlauf (Grundlinie). das durch das Os rleum gebildete Pfannendach sowie das Labrum acetabul.ue. Zur quanlltativen Auswcnung mussen dabei der Winkel a ~wischen Grundlinie und Pfannendachlinie sowie der Winkel ßzwischen Grundlinie und Ausstellungslinie bestimmt werden (Abb. 8-4.19). Die Einteilung des Hüfttyps wird durch den Wmkel a
Radiologische Diagnostik: Weil das Huft· gelenkdes Neugeborenen noch knorpelig ist, wird die Säuglingshüfte sonografisch im Rahmen des Neugeborenenscreenings erfasst. Das Gelenk wird dabei in Seitenlage des Säuglings im langsschnitt mit einem linearschallkopl untersucht (Abb. 8-4.19). Dabet wird der Winkel a lwischen Grundlinie und Pfannendachlinie sowie der Winkel ß zwischen Grundlinie und Ausstellungsltnic bestimmt (Abb. B-4.19). Die Einteilung des Hüfttyps wird durch den Winkel a bestimmt (Tab. B-4.3).
Hüftgelenksdysplasie
318
B
4 Skelett
Angeborene Hüftgelenksdysplasie Ausstellungslinie
......
Labrum acetabulare Grundlinie
~
knöcherner / Pfannenerker / Pfannendach V.fuge
~
Trochantermajor
'-,..__."
•
a Schematisdle Darstellung eines Sonografiebildes mit Hilfslinien. b Sonografie des rechten Hüftgelenks bei einem Neu· geborenen: Normalbefund (a-Winkel64", ~-Winkel46"). c Sonografie des linken Hüftgelenks bei einem Neu· geborenen: unreife Hüfte Typll a nach Graf (a·Winkel 55", fl-Winkel71"). d Röntgenbild einer Einjährigen mit beidseitiger Hüftdysplasie: Die Planneodächer sind zu steil. Der linke Hüftkopf steht in Subluxationsstellung. die Menard-Shenton-linie (MSl) ist unterbrochen (normalerweise harmonisch halbkreisfönmige Linie zwischen fornmen obturatum und medialer Schcnkclhalsbegrenzung). PW Pfannendachwinkel nach Hilgenreiner. ZW Zentrumeckenwinkel nach Wiberg. e MRT eines 13-Jährigen mit angeborener Hüftgelenk~lasoe rechts, Das Pfannendach ost zu steil. die knöcherne Überdachung des Hüftkopf~ nur unzureichend.
bestimmt(Tab. 8·4.3). Therapeutische Konsequenzen ergeben sich ab einem Hüfttyp llb, in einigen
Fällen schon ab Typ lla.
Einteilung des HOlttyps Typ
Winkela
Wink el
"60" ~ 60"
~
ausgereifte Hufte
Ia lb
<
ss· ss·
physiologische Verknöcherungsverzögerung
II a (bts 12. l~ nswochel
so sg•
pathologische Verknöcherungsverzögerung
II b (ab 12.lel,.nswoche)
50 -59"
gefährdete oder kritische Hüfte llgOde< c
43"-49"
s n•
43"-49"
>77
> 43"-59"
ss·-n·
<43" < 43
> n·
<43"
>
HOfte am Dezentrieren
D mobile Hüfte
M dezentrierte Hüfte
lila
111 b (m Strukturstörung des knorpclig~n Erkers)
> 77'
luxierte HOlte
IV
n·
p
B 4.3 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund
319
Röntgenbilder haben bei Neugeborenen undjungen Säuglingen nur ei ne geringe Aussagefahigkeit. da der Hüftkopf noch vollständig aus Knorpel aufgebaut und daher nicht röntgendicht ist. Frühestens ab dem 3.lebensmonat sind Beckenübersichtsaufnahmen indiziertihre Auswertung erfolgt unter Verwendung e1mger Hilfslinien: Für Pfannendachwinkel und Zentrumeckenwinkel nach Wiberg gibt es altersabhängige Normwerte. Oie Menard-Shenton-linie hat normalerweise einen glanen Bogen von der medialen Schenkelhalsbegrenzung z.um Foramen obrurarum und ist bei emer Hüftluxation unterbrochen.
Eine Beckenübe~lchtS<~ufnahme ist früh~>stens ab dem 3. l~>b~>nsmonat indizi~>rt.
4.3.2 Systemische erworbene Knochenerkrankungen Osteoporose
4.3.2
Syst~>mische
erworbene Knochenerkrankungen
Osteoporose
M1t Frakturen einhe1·gehende Verminderung der Knochenmasse, -struktur und -funktion. Das Verhältnis von Kalkgehalt zu kollagener Grundsubstanz bleibt dabei in der abnehmenden Knochenmasse konstant. Einteilung: Primäre (idiopathische) Osteoporose (> 90%): • Postmenopausale Osteoporose (Tyl> 1): Sie tritt v. a. be1 Frauen zwischen dem 50. und 65.lebensjahr auf. wobei der Östrogenmangel einen gesteigerten Knochenumb.lu (high turnover) besonders in den ersten 5 posrmenopausalen Jahren verursacht. Frakturen werden v. a. an den Wirbelkörpern beobachtet. • Senile Osteoporose (Typ II): Zugrunde liegt ein langsamer Knochenumsatz (low tul'llover). Der Verlust von Knochenmasse betrifft sowohl den spongiösen als auch den kortikalen Knochen. Frakturen treten v. a. an1 peripheren Skelett auf. Die sekundäre Osteoporose kommt deutlich seltener vor (< 10 %) und kann verschiedenste Ursachen haben, z. B. Hyperthyreose. Morbus Cushing. medikamentös (z. 8. bei langzeit-Kortisontherapie). Inaktivität.
Einteilung: Primäre (idiopathische) Osteoporose (> 90%): • Postmenopausale Osteoporose (Typ 1): Sie tritt v. a. bei Frauen zwischen 50 und 65 Jahren aurgrund des gesteigerten Knochenumsatzes bei Östrogenmangel auf. • Senile Osteoporose (Typ II): Ihr liegt ein langsamer Knochenumsatz 1ugrunde.
Klinik: D1e Osteoporose selbst verursacht i. d. lt keine Beschwerden. Diagnostiziert wird sie meist beim Auftreten von Frakturen v. a. der Wirbelkörper. ln der Folge kommt es zu einer Verstarku ng der Kyphose und Abnahme der Körpergroße verbunden mit Rückenschmerzen. Eine weitere typische osteoporosebedingte Fraktur ist die Schenkelhalsfraktur.
Klinik: Die Osteoporose selbst ve•ursacht keine Besdmerden. Sie wird meist beim Auftreten von Frakturen (v. a. der Wirbelkörl>er od~>r d~>S Schenkl'lhalses) diagnostiziert.
Diagnostisches Vorgehen: Bei Verdacht auf eine Osteoporose sollte eine quantitative Messung der Knochendichte erfolgen, für die verschiedene Methoden entwickelt wurden. Bei der dualen Rilntgenabsorptlometr·le (DXA. Dual energy X·ray absorptiometry) wird die Absorption von Röntgenstrahlen flir zwei differente Energien ermittelt und mit Referenzwerren verglichen (Abb. B-4.20a). Mithilfe der quantitativen Computertomografie (QCT) werden Absorptionskoeffizienten von Wirbelkörpern bestimmt und mit Referenzwerten verglichen (Abb. 8-4.2~ ). Diese beiden Verfahren werden am häufigsten verwendet. je nach Verfügbarkeil kommt d1e QCToderdie DXA zur Anwendung. wobei die genaueren Ergebnisse mit der QCT zu erzielen sind.
Diagnostisches Vorgehen: Es sollt~> ~>ine quantitative Messung der Knochendichte erfolgen, ini!Jal me1st miUI'Is der dualen Röntgenabsorptiometrie (DXA) (Abb. B-4.20a). Zur wt:>iterführend~>n Diagnostik wird d1e quantitative Computertomografie (QCT) (Abb. B-4.20b) angewendet
Radiologische Diagnostik:
Radiologische Diagnostik:
Die sekundäre Osteoporose kommt seltener vor(< 10%). Sie ist z. 8. endokrin odC<" medikamentös bedingt
Die Osteoporose ist durch eme diffuse Transparenzerhöhung des Knochens gekennzeichnet, die auf Röntgenaufnahmen allerdingserst ab emer Kal ksalzmi nderungvon ca. 30% zu erkennen ist. Die Knochenstruktur selbst bleibt scharf abgrenzbar. Die Röntgenaufnahme zeigt ryp1sche Veränderungen der Spongiosa: Es kommt zu emer Abnahme der Dicke sowie zu einer Rarefizierung der statisch wemgerwichtigen Trabekel. während die einer statisch größeren Belastung ausgesetzten Trabekel prominent erschemen. Dadurch erhalt der Knochen ein strähniges Aussehen (~og. hypertrophische Atrophie~ Als Folge der Spongiosararefizierung breitet sich der freie Markraum metaphysenwärts aus. An den Wirbelkörpern erscheint durch die Dichteabnahme der Spongiosa d1e Kortikalls prominent. Dieses PhJnomen wird Rahmenwirbelbildung genannt. Die Kompaktadicke der Röhrenknochen nimmt ab.
Die Röntgenaufnahme zeigt typische Veränderungen der Spongiosa: Die Dicke nimmt ab. statisch wenig belastet~> Trabekel rarefizieren. während statisch hoch belastete Trabekel prominent erscheinen. Dadurch entst~>ht ~>in strähniges Aussehen. Durch die Dichteabnahme der Sponglos.l crSnannt
B 4 Skelett
320
a Seitliche Röntgenaufnahme der lWS: Ir~nsparenz erllöhung der Knochen mit deutlicher Rarefizierung der Trabekel und strähnigem Aussehen. Die Grund- und Deckplatten der Wirbelkörper sind eingebrochen (Fischwirbel). lWK 1 (pfeif) ist höhengemindert, ventral stärker als d01'5al (Keilwirbel). b QCT bc1einem 15-jilhrlgen Patienten mit juvenile'
Von der Markhöhle ausgehend finden sich lakunäre Kompaktadefekte. Es können girlandenförmige Ausdünnungen entstehen (enostalcs scallopping). Oie Veränderungen führen zu einer Betonung der längstrabekulären Zeichnung der Wirbelkörper (Abb. B-4.20a). Durch Kompressionsfrakturen entstehen Kellwirbel, durch Grund- und DeckplattenEinbruch b1konkave Flschwlrbel. Aufgrund verminderter Kallusbildung ist d1e Heilung verzögert.
Gelegentlich kann eine Osteoporose auch einen malignen Pro1ess vort~uschen. t.ine Differenzierung gelingt durch den Nachweis von normalem Fettmark (CT odt'r MRT). das bei malignen Tumoren verdrängt ist. Zur Abgren1ung von der
Die Erweiterung der inneren Havers-Kan.lle veru~acht eine Län~strcifung (Tunnelierung), dir Komp.lkla Wird .spongiosierr·. Von der Markhöhle ausgt'hend Iinden sich lakunäre Kompaktadefekte. Es können girlandenförmige Ausdünnungen entstehen (enostales scalloppmg). Oie Veränderungen führen zu einer Betonung der längstrabekulären Zeichnung der Wirbelkörper (Abb. B-4.20a). Durch die herabgesetzte Stabilität kommt es zu Kornpresstonsfrakturen m1t Ausbildung von Keilwirbeln (v. a. thorakal) und entsprechenderZunahmeder Kyphose. Durch Einbruch der Grund - und Deckplanen entstehen bikonkave Fischwirbel ( v. a. an der LWS). 01e komplette Höhenminderung der Wirbel körperwird Plattwirbel-Bildung (Vertebra plana) genannt. An den Extremitätenknochen treten gehauft spontaneoderdurch geringe Traumata verursachte Frakturen auf. Pradllckllonsstelle 1St der Schenkelhals. Durch d1e vermmdertl' Kallusbildung ist d1c Heilung verzögert Gelegentlich kann eine Osteoporose auch eint'n malignen Prozess durch mottenfraßartiges oder perrneativl's (ausschließlich im kompakten Knochen auftretende ovalare oder streifenartige Aufhellungen) Aussehen vortäuschen. Diese Formen werden v. a. be1 umschnebenen lnaktiVitiitsosteoporosen beobachteL Eine D1fTerenz1erung gelingt durch den Nachweis von normalem Fettmark mittels CT oder MRT. das bei malignen Tumoren verdr~ngt ist. Die Abgrenzung der Osteoporose von der Osteomalazie und dem Hyperparathyreoidismus erfolgr v.a. anhand der typischen l..Jborparameter (Tab. B-4.4).
Differenzialdiagnose verschiedener Knochenerkrankungen anhand typischer l..lborveränderungen und Röntgenbefunde K.1l1ium
p· ,,~h
1h-
Rilntgen
Osteoporose
n
n
n-1
Wirbelfrakturen (Fischwirbel. KeiiWirbel). Rahmenstruktur der Wirbel
Osteomalazie (s. S. 321)
n- I
n-1
I
Fi~hwirbl'i.
.
Keilwirbel
primärer HPT (s. S. 322)
.•
Morbus Paget (s. S. 353)
n
n
l l
grobmasch1ge KnochenstiUktur. herdformlger Befall
Malignome (z. B. Plasmo-
I
n
1
lokalisiert, osteoklastisch oder osteoplastisch
subperiostale Usuren. Zysten. braune Tumoren
•
1ytom. Metasta~en) ~
Allgemein: bei unklarer Diagnose Knochenst<~nze. Probebiop
321
8 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
Osteomalazie und Rachitis
Osteomalazie und Rachitis
Gestörte Knochenmineralisation durch Mangel an 1,25-{0Hh-Vitamm D, beim Erwachsenen, wodurch ein Oberschuss an unverkalktem, pathologischem Osteoid entsteht Bei Kindem wird die Erkrankung als Rachitis beze1chner. hier bestehen zusätllich Störungen der normalen Knochenentwicklung. Allgemeines : • Ein ernährungsbedingter Vitamin-D-Mange l wird nur bei gleichzeitig bestehender Unterernährung und ungenügendl'r UV-Uchrexposition beobachtet Er kommt vorwiegend bei Kindern vom 10.-15. Lebensmonat vor. • Störungen der Resorption des fettlöslichen Vitaman D treten be1 unzureichender Sekretion von Gallensäuren. Steatorrhö, totaler (gelegentlich auch partieller) GastrektOmie sowie bestimmten Formen der Malabsorption auf. • Störungen des Vitamin-0-Stoffwechsels: renale (z. B. familiäre Hypophosphatämic. Fanconi-Syndrom) und hepatische Ursachen können der Osteomalazie zugrunde liegen. So können z. ß. bestimmte Anriepileplika d1e Bildung hepatischer Enzyme induzieren. die Vitamin 0 in weniger aktive Metaboliten umwandeln.
Allgemeines: • Ernährungsbedingter Vitamin-DMangel nur bei Unterernährung und ungenügender UV-Exposition bei Kindem vom I0. 15. Lebensmonat • Störungen der Vitamin-D-Resorption treten bei unrureichender Gallensäure· sekretion. Steatorrhö. Gastrektomie und Malabsorption auf. • Störungen des Vitamin-O-Stoffwechsels können renale und hepatische UI'Silchen haben.
Klinik: Das klinische Bild der Osteomalazie wird durch Rückenschmerzen, vorsichtige Bewegungen mit Vermeidung aller Erschütterungen. schmerzhafte Muskel schwäche sowie Druck- und Kompressionsschmerz von Symphyse und Becken geprägt. Ermüdungsfrakturen sind häufig.
Klinik: Typisch für die Osteomalazie sind vor allem Rückenschmerzen; Ermüdungsfrakturen sind häufig.
Diagnostisches Vorgehen: s. Tab. 8-4 .4 . 01e typ1sche11 radiologischen Zc1chen der Rachitis lassen sich auf Röntgenaufnahmen des Handgelenks. des Unterschenkels mit Knie. des OSG und des Thorax erkennen. Charakteristische Veranderungen der Osteomalazie sind auf Röntgenaufnahmen der Wirbelsäule (seitlich). des Femurs und des Beckens nachweisbar.
Diagnostisches Vorgehen: s. Tab. 8-4.4.
Radiologische Diagnostik: Rachitis: lnfolge ei ner Zunahme des osteokarrilaginären Gewebes bei rcger Osteoblastentätigkeit kommt es zur axialen Verbreiterung der Epiphysen (Abb. 8-4.21 a ). Auf dem Röntgenbild entSteht d1e typische .Becherung" der Metaphysen, deren Ränder durch die gestörte Mineralisation unregelmäßig begrenzt sind {. besenrelser- oder pinselartige" Struktur). 01e Auftre1bungcn an den
Radiologische Diagnostik: Rachitis: axiale Verbreiterung der Epiphysen (Abb. 8-4.21a), typ1schc .Becherung" der Metaphysen mit besenreiserartiger Begrenzung. Aultreibungen an den Knorp<>I·Knochen·Grenzen der Rippen {sog. rachitischer Rosenkranz).
a Rachitis (3·jähnges Mädchen): Unr~elmäßig begrenne Metaphysemänder mit weiten Aufheilungslinien (.besenreiser- oder pinselartiger· Übergang der Met.lphyse in die Diaphyse. Pfeil). Oie Metaphysen und d~e Epiphysen sind in a.xialer Richtung verbreitert (sog. Becherung). der Abstand von Meta· und Ep•physe Ist vergröBert. b Osteomalazie: Die Spongiosa ist rarefiliert und erscheint verwaschen und unscharf (Mattglasphänomen). Die BWS weist eine deutliche Skoliose auf. mehrere Wirbelkörper sind infolge von Kompressionsfraktur~n höhengemindert (Pieilej. Die Beckenübersichtsaufnahme zeigt Frakturen der Ossa pubia m•t vor allem IInkssettiger Dislokation (PIeil).
322 Charakteristische Deformierungen sind Kraniotabes, basil<~re Impression, Glocken· thorax mit Harrison-Furche, kartenherzarti· ges Beckenskclett. gleichmäßige bikonkave Verformung aller Wirbclkörper, Genu valgum sowie Verbiegungen der langen Extremi· tätenknochen.
B 4 Skelett Knorpel-Knochen-Grenzen führen an den Rippen zum Bi ld des sog. rachitischen Rosenkranzes. Oie Belastung der Knochen induziert Deformierungen. Charakteristische Formen sind Kramolabcs. gelegentlich basil~re Impression. Glockenthorax mit Harrison-Furche, kartenherzartiges Beckenskelett, gleichmäßige bikonkave Verformung aller Wirbelkörper, Ccnu valgum sowie Verbiegungen der langen Extrem1tätenknochen. Skelettreifung und epiphys.lre Fusion sind msgesamt verzögert. Daneben können auch alle röntgenologischen Veränderungen der Osteomalazie beobachtet werden (s. u.). Kennzeichen der Rachitis sind metaphysäre Becherungen, ein pinselartiger ÜbergangderMetaphyse in d1e Ep1physe und das Bild des rachitischen Rosenkrantes.
Osteom~lazle: Trans~renzerhöhung des
Knochens sowie verwaschene, unscharfe Spongiosastruktur (Abb. 8-4.2lb).
KennzeiChen sind sog . • Looser·Umbau· zonen": belastungsinduzierte kortikale Frakturen mit ungcnügl'nden Reparations· Leichen.
Das Milkman·Syndrom bezeichnet d~s Auftreten mt>hrerer Looser·Zonen. Osteoidansammlungen verursachen lokale Aufhellungen. ln späten Stad1en entstehen Skelett· verformungen (z. B. kartenherzförmiges Becken mit Protrusio acetabuli, Kyphoskol1ose, Glockenthorax).
Osteomalazie: Typisch ist eine generahs1erte Transparenzerhöhung des Knochens. bei der im GegellSr-Umbauzonen und Skelettverformungen.
Primärer Hype~rathyreoidlsmus (pHPT) • Definition.
Primärer Hyperparathyreoidismus (pHPT) Beim pnmären Hyperparathyreoidismussezernieren eine oder mehrere NebenschilddrUsen unkontrollierr Parathormon.
Allgemeines: Ursache ist in> 90S ein Adenom der Nebenschilddrüse.
Allgemeines: Ur>ache 1st1n > 90 1> ein Adenom der Nebenschi lddruse. Die gesteigerte Parathormonbildung führt zur Aktivierung von Ostecklasten und Osteozyten. als Folge werden Kalziumsalze verstärkt aus der verkalkten Knochenmatrix mobilisiert.
Klinik: Oit> Hyperkalzämie führt zu Störungen der Niert>nfunktion (Polyurie. Nierensteine). des Gastrointestmaltrakts (Verdauungsstörungen. Ulzera) und des kardiovaskulären Systems (Rhythmus· störungen). Auch ZNS·Symptome und Skelettveränderungen können auftrett>n.
Klinik: oas klinische Bild wird durch die Hyperkalzämie bestimmt. Störungen der Nierenfunktion (Polyurie und Polydipsie. Nierensteine. Niereninsuffizienz). des Castromresunaltraktcs(Verdauungsstörungen. Erbrechen. Anorcxie. Ulzera) und des kardiovaskulären Systems Rhythmusstörungen. Hypertonie) können ebenso auftreten wie Symptome vonseuendcs ZNS(Muskelschwache, Müdigkeit. Personlichkeitsänderungen) und des Skelettsystems (Knochen- und Gclenkschmerzen, pathologische Frakturen. Deformierungen).
Diagnostisches Vorgehen: Laborchemi· sches Leitsymptom des pHPT ist die Hyperkalzämie (s. Tab. B-4.4). Im Urin ist Hydroxyprolin vermehrt. Oie Röntgendiag· nostik spielt eine untergeordnete Rolle.
Diagnostisches Vorgehen: Laborchemisches Le1tsymptom des pHPT ist die Hyper· kalzämie (s. Tab. 8-4.4 1. Der erhöhte Knochenkatabolismus äußert sich zudem in emcr deutlich ve·mchrten Ausscheidung von Hydroxyprohn im Unn. Auch der Parathormonspiegel selbst lasst sich im Blut bestimmen. Die Röntgendiagnostik spielt eme
323
8 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
a d. v. Röntgenaufnahme des 2. Fingers der rechten Hand: unscharfe und ausgefranste Außenkontur der Kortikalis in folge von subperlo~alen Resorptionen Intrakortikale Resorptionen führen zu einer .Aufblätterung· der Kortikalis. Die Spongiosastruktur erscheint netzförmig, wabig. b Seitaufnahme des linken Unter· schenkels: knöcherner Defekt an der ventralen nbiakante (Pfeil) nach .Tumor"-Entfernung vor 2 Wochen. Distal davon zwei scharf begrenzte Osteolysen in der Tibia, bei denen es sich um braune Tumoren handelt (Doppelpfeil).
untergeordnete Rolle. FürFrühdiagnose und Verlaufsbeobachtungen werden konventionelle oder digitale Vergrößerungsaufnahmen der Hand. eventuell in Mammografietechnik. angefertigt. Radiologische Diagnostik: Nur bei ca. 20% der Patienten ist das Skelett (initial meist Handknochen) radtologisch vcrändert."JYptsche Veränderungen im Röntgenbild sind (Abb. 8-4.22): • Subperiostale Resorptionen verurs,1chen eme unscharfe und ausgefranste Außenkontur der Kortikalis. • Durch intrakortikale Resorption entstehen muluple lineare Streifungen der Korti· kalis (erscheint wie .aufgeblättert"). • Bei endostalen Resorptionen erscheint die Kontur des Endosts zerfranst und undulierend. • Subchondrale Resorptionen verursachen Pseudoerweiterungen des Gelenkspalts. • *Braune Tumoren" werden normalerweise erst m fortgeschrittenen Krankheits· Stadien beobachtet (Osteodyscrophia cysuca generalisata von Reckltnghausen). Es handelt sich dabei um scharf begrenzte. bis zu mehreren Zentimetern große Osteolysen. Sie stellen Prädilekttonsone fOr pathologtsche Frakturen dar. • Eine generalisierte Osteoporose tritt nur bei nonden Formen auf. • Relativ selten findet sich eine Osteosklerose (lokalisierte oder generalisierte Ver· dtchtung des spongiösen Knochengewebes mit evtl. Verdickung der Kortikalis).
Radiologische Diagnostik: Typische VerJnderungen im Röntgenbild sind (Abb. 8-4.22): • subperlostale Resorptionen (kortikalE' Außenkontur Pr-Kheint .lu\g~fraMt) • intrakortikale Resorptionen (Kortikal's erscheint aufgeblättert) • endostale Resorptionen (Kontur des Endosts scheint zerfranst) • subchondrale Resorptionen (verursachen Pseudoerweiterungen des Ge!enkspalts) • *Braune Tumoren" sind scharf begrenzte Osteolysen (Osteodystrophla cyslica generalisata von Recklinghausen) • generalisierte Osteoporose (nur bei floriden Fomll!n).
Der primäre HPT ist durch Subperiostale und Intrakortikale Resorptionen, vor allem an den tubularen Handknochen. sowie sog. braune Tumoren gekennzeichnet.
Renale Osteapathie
Renale Osteapathie
Sammelbegriff für verschiedene im Rahmen einer chronischen Niereninsuffizienzauftretende ossäre Veränderungen. Allgemeines: Im Verlauf der chronischen Niereninsuffizienz entwickeln sich eine Hyperphosphatämte. Hypokalz.3mte und em gescörter Vttamin D .Stoffwechsel. Dies induziert einen sekundären Hyperparathyreoidismus (HPT). Unter einem tertiären HPTversteht man die autonome PTH-Sekretion durch langfrisugeStimulation der Nebenschilddrüsen und Hyperplasie derselben als Folge eines sekundaren HPT.
Allgemeines: Im Verlauf der chronischen N~erenlnsuflitien7 entwickeln sich eine Hyperphosphatämie. Hypolcalzämie und ein sekundärer HPT. dieser kann einen tertiären HPT Induzieren.
Diagnostisches Vorgehen: s. Tab. 8·4.5. Skelettveranderungen sind wie beim primären Hyperparathyreotdismus insbesondere auf Vergrößerungsaufnahmen der Hand nachzuweisen. Zusätzlich sind subchondrale Resorptionen v.a. am Akromioklavikulargelenk zu erkennen.
Diagnostisches Vorgehen: s. Tab. B-4.5
324
B 4 Skelett
Differenzlaidiagnose von primärem und sekundärem Hyperparathyreoidismus Merkmal
prfmJrer HPT
sekundärer HPT
braune Tumoren
relativ häufig
selten
Ost~klerose
selten
häufig
Chondrokalzlnose
häufig
selten
perlostale Knochenneubildung
selten
relativ häufig
a Sandwichwirbelkörper (.rugger·jersey·spine") mit Verdichtungen der Worbelkörperend· platten (weiße Pfeile) und Hypertransparenz der zentralen Wirbel· körper (schwarze Pfe.le), b Poplireale Mediaverkal· kungen (weiße Pfeile).
Radiologische Diagnostik: Im Röntgenbild Zeichen des HPT. der Osteomalazie und der Osteoskierost>. An der Wirbelsäule entstehen sog. Sandwichwirbel (.rugger·jersey-spine", Abb. B-4.23a) mit unscharf begrenzten Verdichtungen der Grund· und Deckplatten. Oie Schädelkalotte zeigt t>ine Dipleesklerose und eine granulare Atrophie (Salz· und pfeffer·Schädel). Extraossäre Verl
An der Wirbelsäule enmehr das typische Bild der sog. Sandwichwlfbel (.rugger·jer· sey-spine", Abb. B·4.23a) mir unscharf begrenzten Verdichtungen der Grund- und Deckpfauen und dazwischen hegender Aufhellung. Oie Schädelkalotte zeigt ei ne Dlp· loesklerose (Mauglasphlinomen) und eine granuläre Atrophie (Salz- und pfefferSchäden
4.3.3 Vaskulär bedingte Knochenerl
4.3.3 Vaskulär bedingte Knochenerkrankungen
Radiologische Diagnostik: Im Röntgenbild treten die Ze1chen des Hyperparathyreol· dismus (s. S. 323). der Osteomalazie (s. S. 322) und der Osteosklerose (s. S. 323) auf.
Extraossäre Verkalkungen. wie Mediaverkalkungen der Arterien (Abb. B-4.23b) und perlartikulare We1chte1lverka lkungen sowie Chondrokalzmoscn, treten insbesondere bei längerer Dauer der Erkrankung auf. Penostale Knochenneubildungen sind bevorzugt an MetataNiia. T1b1a, Femur und Becken lokalisiert.
Allgemeines: Ursachen von Knocheninfark· ten sind t. B. Gefaßverschlüsse. erhöhte Blutviskosität, Erfrierungen. Verbrennungen. Bestrahlungen oder die Caisson· Krankheit. Am häufigsten finden sich Knocheninfarkte in den Metaphysen der langen Röhren· knochen.
Knocheninfarkt Allgemeines: Knochenmfarkte treten als Folge von Zirkularionsstörungen im Knochen auf. Ursachen können z. B. Gef.ißverschlüsse. eine Erhöhung der Blurviskomat (z. B. bei Polycythaemia vera) oder physikalische Faktoren wie Erfnerungen. schwere Verbrennungen. Bestrahlungen oder d1e Ca1sson-Krankhe1t (Taucherkrankheit, Stlckstoft'-Gasembolien)sein. Die me1sten Knocheninfarkte finden sich m den Metaphysen der langen Röhrenknochen {besonders in Femur, Tibia und Humerus). ln emigen fallen erstrecken sie s1ch b1s weit m die Diaphyse. rem epiphys.lr gelegene Infarkte sind selten.
Klinik: Sie sind me1st asymptomatisch und radiologische Zufallsbefunde.
Klinik: S1e smd m der Regel asymptomausch und radiologische Zufallsbefunde. Selten klagen d1e Patienten überuncharakteristische Gliederschmerzen.
Knocheninfarkt
B 4.3 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund
325
a Röntgen: fleckförmige Sklerosierungen in der Fcmurmeta· und ·diaphysc (Pfeile}. b MRT axial: zweo Knocheninfarkte an beiden Femurkodylen mit scharf begrenzten Demarkationslinien (P1eile).
Diagnostisches Vorgehen: ln den meisten Fällen ist das konventionelle Röntgenbild auf Grund der typaschen Morphologie diagnostisch wegweasend. ln Zweifelsr.tllen kann der Fettnachweis in der Läsion mir der MRT entscheidend sein.
Diagnostisches Vorgehen: Konventionelles Röntgenbold: das MRT kann Fett in der Läsion nachweisen.
Radiologische Diagnostik: Im Frühstadium zeigt dae Röntgenaufnahme Stnakturaufhellungen und Spongiosararefizierungen mir umgebender Randsklerose. Durch Zusammensintern von nekrotischem Knochen und reaktive Kochenneubildungen entstehen fleckförmlge Skierosterungen (Abb. 8-4.24a). ln späteren Stadien findetsich die typische Röntgenmorphologie mit meistungleichmäßigen und fleckförmlgen Dichtezunahmen ln den Metaphysen. oder klesel·. trauben·, ketten- oder ringförmigen Verkalkungsflguren, die eine Längsausdeh· nung von bos zu 20 cm erreachen können. Epiphysäre Infarkte weisen zungen· oder kellfdrmage Verdichtungen mit BaSIS an der Gelenkfl3che auf. Oae Gelenkkontur kann einbrechen und zum Bild der osteochondralen Läsion (Osteochondrosis dissecans) rohren (s. S. 330). ln der MRTist im Fr\lhstadaum ein signalreiches Ödem aufi2·gewichteten Bildern zu sehen. Im späteren Stadium zeigt die Randzone typascherweise in der Tl-Wichtung eine hypoantense Demarkationslinie (Abb. B·4.24b), in deri2-Wichtung eane nekroseseitig hyperintense Linie (Granulationsgewebe) und zum gesunden Knochen hin eine hypointense unie (Sklerosierung, Fibrosierung). Die R.tndlone weist nach KM· Gabe ein deutliches Enhancement auf. Die Nekrosezone selbst zeagt fett~quivalente Signalintensitäten.ln der Szintigrafie zeigt sichinitialeine verminderte Anreicherung der Nekrose (cold spot), am weiteren Verlauf in der Randzone zus.Jtzloch eane vermehrte Anreicherung (cold in hot spot).
Radiologische Diagnostik: Im rrühstadlum zeogt die Röntgenaufnahme neckförmige Skleroslerungen {Abb. B-4.24a). ln späteren Stadien finden sich ungleichmäßige, neckförmige Dichtezunahmen ln den Metaphysen oder klesel-, trauben-, ketten· oder ringförmige Verkalkungs· figuren.
ln der MRT ist im Frühstadium ein signalreiches Ödem auf Tl-gewichteten Bildern zu sehen. Im Spätstadoum zeigt die Randzone eone hypojntense Demarkationslinie in der Tl-Wichtung (Abb. B-4.24b) bzw. eine nekroseseilog hyperontense, zum gesunden Knochen hin hypointense Linoe in der T2-Wichtung. Oie Randzone weist nach KM-Gabe ein deutliches Enhancement auf.
' Entscheidend für die Differenzialdiagnose gegenüber knorpelbildenden Tumoren (Enchondrom, Chondrosarkom) ist die Lokalisation von evtl. bestehenden Verkalkungen. die beam Knocheninfarkt vorwiegend peripher, beim Enchondrom jedoch zentral lokalisiert sind. Wegen der Gefahr der malignen Entartung von Enchondromen muss am Zweafelsfall. insbesondere bea stammnahen oder multiplen Lasionen mat erhöhtem Entarrungsrisiko. ammereine Klärung durch Biopsie oder Entfernung erfolgen (s. S. 337).
Aseptische Knochennekrosen
Aseptische Knochennekrosen
Allgemeines: Pathogenetisch liegen diesen Erkrankungen lokale persistierende oder rezidivierende Durchblutungsstörungen zugrunde. Die Veranderungen werden vorwoegend an den Epa· und Apophysen der Röhrenknochen sowie an den enchondral verknochernden Hand- und Fußwurzelknochen beobachtet. Oie Ätiologie ist vielfaltig und häufig nicht eindeutig zuzuordnen.
Allgemeines: Zugrunde lie<Jen lokale Ourchblutungsstörungen, bevorzugt an Epi· und Apophysen der Röhrenknochen sowie an Hand- und Fußwurzelknochen.
326
B 4 Skelett
• • • • • • •
Ätrologie der aseptischen Nekrosen (..ASEPTIC"): A - Alkoholismus S - Srchelzellanämie. Steroidtherapie. SLE (systemischer Lupus erythematodes) E- Erlenmeyer-Kolben-Deformit:tt (z. B. bei Morbus Gaucher) P - Pankreatitis T- Trauma (Hufte, Scaphoid. Talus) I - idiopathisch. Infektron C - C.tissonkrankheit Dekompressionskrankhert, Taucherkrankhei t~
!1
Häufige Formen der ar.eptische Knochennekror.e s. Tab. 8-4.6.
je nach Lokalisation der Nekrose unterscheidet man verschiedene Krankheitsbilder. in Tab. 8-4.6 sind häufige Formen der aseptischen Knochennekrose beschrieben.
Klinik : ln der Frühphar.e sind dit> Beschwer· den uncharakteristisch. Sp~tcr kann es1u Schmerzen, Bewegungseinschränkungen und 1u einer Arthrose kommen.
Klinik: ln der Frühphase der Erkrankung sind die Beschwerden meist uncharakterisllsch, ortwirdem lokalisrerterSchmerz angegeben. Entwickeln sich Infraktionen. insbesondere im subchondralen Bereich, kann es nachfolgend zu einer Zunahme der Schmerzen bzw. Bewegungseinschränkungen und schließlich zu emer Arthrose des betroffenen Gelenkes kommen.
Diagnostisches Vorgehen: Im Initialstadrum zeigt allein das MRT typische Veränderungen.
Diagnostisches Vorgehen: Im Initialstadium ber noch unautr.illigcm Röntgenbild zeigt das MRT bereits sehr sensl[iv dre typischen Veranderungen (hyperintens m TI. s. u.). ln späteren Stadien können konventionelle Röntgenbilder die Diagnose best~tigen.
Radiologische Diagnostik: Es werden 5 Stadien unterschieden: • 1. Initialstadium • 2. Kondensationsstadium • 3. Fragmentatlonsstadlum • 4. Resorptionsstadium • 5. Endstadium. Auf dem Röntgenbild ist eine Zunahme der Dichte des betroffenen Knochenabschnittes im Kondensationsstadium charakteristisch, im MRT ist diese schon früher abgrervbar.
Im Skelettszintigramm ist inilial erne fehlende Radionuklidanreicherung kenn· zeichnend.
Radiologische Diagnostik: Es werden 5 Stadien unterschieden : • 1. lnltialstadium: Abgren7.bar nur 1m MRT (hyperintens in T2). noch nicht detektierbar im Röntgenbrld (reversibel). • 2. Kondensationsstadium: Charakteristische Zunahme der Drehte des betroffenen Knocht>n.JbschnltleS duf dem Röntgenbild. Drese beruht auf der vermchrrcn Einla gerung von Kalksalzen in die Nekrosezone (irreversibel). Im MRT demarkieren sich die Nekrose mrt einem Nekroo;esaum (in Tl hypomtens. mT.2 hyperimens) und spater mit subchondralen Frakturlinien. • 3. Fragmentationsstadium: ln Röntgen und MRT finden sich Fornweranderungen (Sinterungen· und Fragmentanonen der betroffenen Knochen (Spatstadium). durch einwachsende Gefäße mit Resorption der Nekrose. • 4. Reparationsstadium: Wiederaufbau des Knochens mit hoher Formvariabiht~t. die den werterenVerlauf des Gelenks bestimmt. • 5. Endstadium: Die Fom1 des wiederaufgebauten Knochens entscheidet über sekund.tre Veranderungen: Ber sph~rischer Kongruenz beider GelenkO~chen (CelenkOächen passen zusammen) bleibt diese meist aus. im Fall der asphärischen Kongruenz (Gelenkpartner passen srch an) zergt sich em erhöhtes Arthroscrisiko. merst jedoch später rm Verlauf: bei der asphärischen Inkongruenz entsteht häufig schon frühzeitiger eme Arthrose des betroffenen Gelenkes. Die 4 ersten, typrschen Stadren smd besondersgut beim Morbus Perthes (Krndesalter 4.-7. Lebensjahr) (Abb. B-4.25 ) oder im Erwachsenenalter bei der idiopathischen Hüftkopfnekrose zu beobachten (Abb. 8-4.26). in der 3-Phasen-Skelett:szintigrafle zergt sich im Initialstadrum eine verminderte Anreicherung (cold-spot). im weiteren Verlauf zusatzlieh eine vermehrte Anreicherung im reaknven Randbercrch (cold-m-hot-spot).
8
327
4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
Belspiele aseptischer Knochennekrosen Ertaankung
betroffene Skelettpartien
Klinik
typische radiologische Befunde
Lunatummalazle (Morbus K"ocnböck)
Mondbein (Os lunatum) v. a. nacn chronischer Traumatisierung
uncharakteristisehe Beschwerden über der Streckseite des Handgelenks. Krallminderung
Initial radialseitig geiegcnc subchondrale Aufhellungen. anschlleSend Abflachung des l<nocnens in Verb1ndung m1t einer Verdichtung (SIlt:-nahnlichen AufheUungen: selten totale Auflösung des Os lunaturn
(Pres~lufthammer)
oder nach Unterarmfrakturen mit relativer Verkürzung oder Verlängerung der Ulna
Morbus Perthes Femuricoplepiph}'!>e (Morbus legg· ulve-Perthes. idiopathis
in der Frühphase Schmerzen und Hinken. spater Muskelatrophie des betroffenen Beines. Abduktion und lnnenrot<~tion
eingeschränkt
Morbus OsgoodSchlattet
Tibiaapophyse
schmerzhafte Schwellung im Bereich der TuberoSJtas tlbiae
Nur die MRT ertaubt eine fnihdiagnose durch Nachweis eines Ödems in der Epiphyse. Sie ermoglicht auch in späteren Stadien durch Darstellung des Gelenkkno~s eine Beurtcilung der Stellung der Epiphyse in der Gelenkpf,wl<'. Zu den typlsehen Veränderungen 1m Röntgenbild s. Abb. 8-4.25
Röntgenbild
Skierosierung und Abnachung des Oslunatum (Pfeil)
MRT eines 3-jähngen jungen: in der Tl-WICh· tung deutlich reduziertes Knochenmarksignal im Hüftkopf links (1, PIeil). ln der T2-Wichtung (Ii) findet sich e1n Ödem 1n den RandbereKhen des Hurtkopfes (Pielle) sowie e1n Hüftgelenkserguss (Pieifspitze).
irreguläre Begrenzung der Tuberositas tibiae. Apoph}'!>enkcrn vergröß!>rt mit Aulhellungenund Verd1chtungen. evtl. verd1ckte Patellarsehne
Seitaufnahme des Knies: Fragmentalion und Abhebung der Tuberoslias tibiae (PIeil) Morbus Köhler I
Os nav1culare pedis (Kahnbein)
Schml!rzeo im Bereich des Fußinnenrandes
Os naVIculare pedis ver· kleinert und verdichtet
'~ .
'
-
'
.
-
vermehrte Sklerosierung und AbO
geringgr
betroffenes Metat~rs<~l köpkhen verdiChtet und abgeflacht
vermehrte Slderosierung (Pieil) und Deformierung (langer Plcil) des Metatarsalköpfchens 111, sowie leichte Abilochung des Metatarsalköpkhens II (weißer Pleil)
328
8 4 Skelett
Pathogenese und Verlauf des Morbus Perthes
phystolog. Kongruenz
Durchblutungsstörung unbekannter Ursache
sistierendes Wachstum des Knochenkerns - scheinbare Gelenkspaltverbreiterung
patholog. Kongruenz Mtkrofrakturen des nekrotiS
Abbauder nekrotischen Knochenb.llkchen
Wiederaufbau des deforrn~erbaren
Hüftltopfes
Inkongruenz Initialstadium
Kondensation
FragmentaliOn
Reparation
Ausheilung
a
c
d
e
f
Im Initialstadium zeigt das Röntgenbild einen unauffälligen Befund. Erstt?S Zeichen kann etne Et we.terung des Gelenkspaltes (Waiden· ström-Zeichen) sein (a, zum Verglei
329
8 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
a Oie Röntgen·Beckenübers•cht zeigt eine Entrundung des Femurkopfes links und einen vollständig destruierten Femurkopf rechts (Girdlestone-Situation). b Digitale OP·Pianung. c Postopl'l'aliv nach Hüft-Totall'ndoprotho:>!.l' beld;!'its.
4.3.4 Epiphyseolysis capitis femoris
4.3.4 Eplphyseolysls capltls femorls
ln der Pubertät v.a. bei männlichen übergewichtlgo:>n jugendlichen auftretende Erkrankung, bei der der Schenkelhals sich nach ventral-lateral-kranial gegenüber der im Verhältnis nur wenig 1hre Posnion ändernden Kopfep1phy~e verschiebt. Klinik: Khmsch fallen die Patienten durch Hinken und Schmerzen in der Hüfte und/ oder dem Knie sowieeine eingeschränkte lnnenrocation und eine fixierte Außenrotation auf.
Klinik: Hink~n. Schml'l'z~n in Hufte und/ oder Knie, eingeschränkte lnnenrotation,
Diagnostisches Vorgehen: Zur Diagno!.I'Stellung sind eine a.-p.-Beckenübersichtsaufnahme und eme l.
Diagnostisches Vorgehen: a.·p.-BeckenübersKhts- und Lauensteinaufnahme.
Radiologische Diagnostik : Initial kommt es im Röntgenbild zu einer Strukturauflockerung oder Verbreiterung der Epiphysenfuge. Im weiteren Verlauf findet sich ein allmähhch<'S Abklppen und Abscheren der Epiphyse gegenüber der Metaphyse meist nach dorsal. medial und distal (Abb. B-4.27). Nach Fusion der Epiphyse mit der Metaphyse resultiert häuf~g eine charakteristische Schrägstellungsdeformierung (Coxa vara epiphysaria). d1e als pr3arthrorische Deformit~t zu werten ist.
Radiologische Diagnostik: in1tial kommt es zu einer Strukturauflockerung oder Verbreiterung der Eplphysenfuge. Im weitl'l'en Ver1auf findet sich e111 allmähliches Abkippen und Abscheren der Epiphyse gegenüber der Metaphyse (Abb. 8-4.27).
fixiPrt~ Auß~nrotation.
a Die rechte Epiphyse steht regelrecht, die Epiphysenfuge hat eine normale Weite. b D1e linke Epiphyse •st nach dorsal abg~rutscht, die Epiphysenfuge isl aufge-.~itet und irregulär begrenzt (Pieile). c Das Tl·gewichtete MRT-&Id leigt ebenfans d•e nach dorsal abgerutschte Epiphyse.
330 4.3.5
8 4 Skelett
Osteochondrosis dissecans (OD)
4.3.5 Osteochondrosis dissecans (OD) Fortgeschrittenes Stadium der .osteochondralen Läsion". Umschriebene Knorpei-Knochen-Fragmentation 1m Bere1ch einer Gclenknäche. die u. a. durch Ischämien. rezidivierende Mikrorraumen. mechan ische Fehl- oder Oberbelastungen uncl Ossifikationsstörungen verursacht sein kann.
Klinik: Vorw1egend erkranken mannliehe jugendii
Klinik : Vorwiegend erkrankenjugendliche undjunge Erwachsene unter Bevorzugung des mannliehen Geschlechts.Am häufigsten betroffen sind das Kniegelenk. besonders der laterale Anteil des medialen Femurkondylus und die Trochlca tali. Weitere Lokalisationen sind das Ellenbogen- und das Hü ftgelenk. Im Vordergrund der klinischen Symptomatik stehen Schmerzen. Gelenkerguss. Bewegungseinschrä nkungen und Gelenkblockierungen.
Diagnostisches Vorgehen: Röntgen und MRT.
Diagnostisches Vorgehen: in den Initialstadien ist die Osteochondrosis dissecans nur 1m MRT erkennbar. Im weiterl'n Verlauf ISt sie auch aufkonventionellen Röntgenaufnahmen nachzuweisen. Die MRT erlaubt die Beurteilung des Knorpels ilber dem Dissekat
Radiologische Diagnostik: D1e radio· logische Diagnost1k stützt sich auf die MRT· und die konventionellen Befunde (Abb. 8-4.28a- e). Die am häufigsten verwendete MRT·Einteilung erfolgt nach Kramer (Tab. B-4.7).
Radiologische Diagnostik: Oie radiologische Diagnostik stürzt sich auf die MRTund die konventionellen Befunde. Als Erstmanifestation auf dem Röntgenbild (Abb. B-4.28a- e) wird emc Zdfle subchondral gelegene halbkreisförmige Aufhel· Jung beobachtet Im Verlaufkann sich das gelenknahe Segment als Fragment ablösen (Gelenkmaus). Der an der Gelenkkontur verbleibende Defekt wird Mausbett genannt. Es existieren d1verse Klassifikallonen. Die am hauf~gstcn verwendete MRT-Einteilung erfolgt nach Kramer.ln Tab. 8-4.7 istdiese mirderkorrespond ierenden Röntgenmorphologie dargestellt.
MRT-Aufnahmen koronar: Talus rechts (a. b) und links (c. d. e). a Knochenmarködem b Demar1
Klassifikation nach Kramer (MRT) und korrespondierende Röntgenmorphologie MRT
Röntg.!n
Knochenmarködem (Abb. B-4.28a)
nicht abgrenzbar
II
Demarkierung (Abb. B-4.28b)
zarte ~ubchondral gelegene halbkreisforrnige Aufheilung
111
partielle osteochondrale Spaltbildung (Abb. B-4.28c)
zunehmende Verdichtung der Spongiosa. ggf. abgrenzbare partielle osteochondrale Spaltbildung
IV
komplette osteochondrale Spaltbildung. aber komplette osteochondrale Spaltbildung. aber Oissekat in situ D1ssekat in sltu (Abb. B-4.28d)
V
Dislokation des Dissekats (Abb. 8-4.28e)
Stadium
Dislokation des Dissekats (.Dislokation der Gelenkmaus aus dem Mausbert")
B 4.3
Wichtig~
331
Krankhelhbllder von der Diagnose zum Befund
4.3.6 Entzündliche Knochenerkrankungen
4 .3.6
O steo m yelitis
Osteomyelitis
Allgemeines: Die akute ham;nogene Osteomyehus w1rd durch hSmatogene Aussaat von Eitererregern aus emem enlferm hegenden Emzilndungs~rd (z. 8. Tonsillitis. Zlhnabszess. Hamwegsmfekt) Vl'rursacht. S1eo tn" v. a. ~~ Kmdc.>m mfolge der ~san deren Ger.!ßversorgung des Knochens oder bei Erwachsenen ml! geschwachter Abwehrl
Allgemeines: 01e akute hdm•togt>n<' OsteomyelitiS wird durch häm.Jtogene Aus· saat von Eitl.'fcrrrgem au~ r1"t·m rntf,~nt liegenden !:ntzundunqsherd ~crursi!Cht l1ne besondere fom1 ist doe akute ~uglings osteomyelitls die v. ~ die h:mur metaphysen betnflt.
EntzOndllche Knochenerkrankungen
Haufigsrer Erreger s1nd Staphylokokken. seltener werden Streptokokken, Proteus und Pseudomon.1s aerugmosa n.lChgeWJesen.
-----------------------
Häufiger wird die pyogene Osteomyehus JedOCh durch eme exogene Infektion (posttraumatisch~~ offenen Frakturen oder postoperativ nach OSteosynthese ausgelost. Eine sekundäre Ost eomyelitis geht vom umgebenden Wetchte1lgewe~ aus (Hautabszesse. Dekubitus oder gangranösc Ulzera). 01e juvenile hämatogene Osteomyelitis bcfJIIt d1e Metaphysen. D1e Entzündung brettet sich in den Subperiostalraum. auf Gnmd von verschlossenen Gefaßen jedoch nicht über dte Epiphysenfuge in dil' fplphy~en au~. D1e hSmatogenen Osteomyelitiden der Erwachsenen befallen bevorzugt d1e Diaphysen der langen Röhrenknochen. die Wirbelsäule und die Beckenknochen.
Häufiger sond ;edoch exogene Infektionen (posnraumatisch oder postoperativ• Eine sekundäre Osteomyelitis geht von umgebenden Weichtelen au<,.
Klinik : Be1 kleinen Kindem kommt es typ1Sdterwe1se zu plötzlichemsetzendem Fieber verbunden m1t lokalem Schmerz und 8cti1hrungsempfi ndlichkeit. Wenig später treten ein Ödem und c1ne Rötung dN umgelx'ndcn We1Chtl'1le durch entzündliche Mitreaktion auf. je nach V1rulenz de1 Erreger und Abwehrlage des Organismus ist die Symptomatik bei Erwachsenen meist weniger akut. F.s sind Reaktivierungen der Osreomyl'hus auch nach mehrcrrn Jahren möglich.
Klinik: Bei kleinen Kindern kommt es zu plötzlich einsetzendem Fieber. lokaiPm Schmerz und Rötung sowie ll#ruh1ung\· cmplondllchkeot. ßci lrwach«..,en i>t doe Symptomatik weniger akut.
Diagnostisches Vorgehen: D1e khmschen Befunde mit F1eber. Leukozytose und BKSBeschleunJgUng sow1e Schmerzen \tnd nchtung~we1~end rurd1e Dl.lgno!>l!. Rontgenologische Skelettveranderungen smd meist erst2-3 Wochen nach Einsetzen der klinischen Symptomatik nach~1.'1~bar Durch MRT und Skeletuzlntigrafle 1~1 der NachwelS wesentlich früher möglich.
Diagnostisches Vorgehen: ruo d11• Di.tgnO't' sind khn1S B1.>lundt t'lll\clkK1t·nd Im Röntgen sind erst 2-3 Wochen spater Veränderungen narn-•sbar. 1n MRT und Skelettszlntlgrafle '~ntlocl> fruh,•r
R
Oie juvenile Jumatogene Ost.amyelltls befällt die Metaphysen. Oie h.ämatogenen Osteomyelitiden der Erwachsenen bt·fdllt•n bevorlugt d1e Diaphysen dt' Röh1('11· knochen. Wirbelsäule und Beckenknochen.
Radiologische Diagnostik bellkuter Osteomyelitis:
Bt'1 der <~kutPn o,teomyehtn können b1~ ca. 14 Taxe nach dem akuten Beginn der khmschen Symptomatik r6ntgenolog1o,ch nachwelsbare Skelemoer.lnderun~n fehlen. in dieser Phase könnenJedoch bereitSeme entzündlich ödematöse Schwellung und Verdichtung der paraossalen Welchteile erkennbar~'" Die Fett-ch1chten zw1schen Muskel, Sehnen und Knochen sind oft nteht mehr abgrenzb.lr. Nach 2-3Wochen smd 1m Röntgenbild ~truktlonen des spongiösen Knochens erkennbar. d1e geografisch begrenlt. mottcnfraS.rug oder permeanv sem können (Abb. B-4.29a). Wenn der Entzündungsprozess durch d1e Kort1kalls in den Subperiostalraum embricht. entstehen lamellare oder splkuliire Perlostruktlonen und kortikale Knochendestruktlonen. Durch den Entzündungsprozess w1rd die Durchblutung von Anteilen der Korrikalis (iber die mtramedullaren und periostalen Gef.lße unterbrochen. so dass SICh Knochcnnekro~en entwickeln kennen, aus denen Sequester (abgesto~nes Gewebe) entstehen. Diese Sequester nehmen mehr an der entzündungsbedmgten Entkalkung des übrigen Knochens te1i (Unterbrechung der Durchblutung~ sodass s1e als d1chre Verschaltung impomeren. Wird ein Knochensequester von einer periostalen Knochenmanscheue umgeben. so spricht man von einer .Totenlade·. Der Entzündungsprozess kann auf d1e paraou.~rcn We1chte1le übergreifen und schließlich durch d1e Haut brechen. so dass eme Fistel entsteht
Eine entzünclich ödematöse Sch-'lung und Verdldltung der parao~salen Welch· teile können aber bereits erkt"lnbar ..ern. Nach 2-3 Woc: hrn krO'>en. aus denen Sequester ent\tl'lw>o. Wird ein Knoc:hensequestN von einer periostalen Knochenmanschcttl' umgeben. so spricht man von l'incr .Totenl~e·
332
B 4 Skelett
a Akute Osteomyelitis: unscharf begrenzte osteolytische Destruktion der distalen medialen Tlblametaphyse. die die Epiphysenfuge nicht überschreitet (Preile). An der medialen distalen Tibia ist eine deutliche schalenförmige Periostreaktion 1u erkennen (Preilspitzen). b Chronische Osteomyelitis: ausgedehnte Destruktionen und Sklerasierungen des gesamten Tibiaschaftes. An der medialen Tibia diskret ausgebildete Periostreaktionen (Preile). c, d MRT bei akuter Osteomyelitis des rechten Femurs. Die fettges;ittigte T2·Wichtung zeogt eine inhomogene Signalsteigerung (Ödem) im gesamten Femurschaft Zus;itzlich besteht eine ausgedehnte Entzündung der umgebenden Weichteile (c). Nach Kon· trastmottelgabe kommt es zu einer inhomogenen Anrc:>icherung im Femurschaft (d). ln dl'r deutlich kontrastmittelaufnehmenden Entzündung der umgebenden Weichteile können distal e111 und proximal 2 nicht kontrastmottelaufnehmende Areale erkannt werden. die Abszessen entsprechen (Pfeile).
Ty1>isch für die postoperative Ostitis bzw. Osteomyelitis n•ch komplizierten Frakturen sind Unschärfe der Frakturränder und fortschreitende Destruktion der angren· zenden Knochenabschnitte. MRT und Szintigrafie zeigen schon im Initialstadium positive Belunde. in der MRT (Abb. B-4.29c, d) stellt slch die Osteomyelitis in der T2-Wichtung als hyperintense. in der Tl ·WJChtung als hypointense LJslon dar. Nach KM-Applikation zeigt sich ein deutliches Enhancement. Immer findet sich auch elo1 periossäres Ödem. in der Mehrphasen· szintigrafie zeigt sich eme Mehranreicherung.
Radiologische Diagnostik bei chronischer Osteomyelitis: Kennzei
Die postoperat ive Ostitis bzw. Osteomyelitis im Gefolge von kompli zierten Fraktu· renzeichnet sich durch eine Unschärfe der Frakturränder und fortschreitende Destruktion der angrenzenden Knochenabschnitte aus. Um die Schraubenkanä le und Osteosynthl'Seplanen entstehen unscharfe Aufhellungsslume. Im Initialstadium der Erkrankung bei noch fehlenden röntgenologischen Ver3nderungen zeogen MRTund Szlntlgrafle bereits positive Befundto. ln der MRT (Abb. B-4.2g c, d} stel lt soch die Osteomyelitis in den wassersensitiven STIR- (Short Tau Inversion Recovery) und TI-gewichteten Sequenzen als hyperintense. in der T1-Wichtung als hypointense Usion dar. die deutlich Kontrastmittel anreichert. Immer findet sich auch ein periossäres Ödem. ln der Mehrphascnszintigrafie mit 99"'Tc-markierren Oopho~phonaten tinder sich sowohl on der arteriellen Fruhphase als auch on der Blutpoolphase und der statischen Phase eine Mehranreicherung. Oie Leukozytenszinti· grafiezeigt eone vom physiologischen Verteilungsmuster abweichende Traceranreicherung. Radiologische Diagnostik bei chronischer Ost eomyelitis: Der Übergang von der akuten zurchronischen Osteomyelitis ist fließend. Kennzeichnend fur die chronische Osteomyelitis ist das Nebeneinander von Destruktionen. Sklerasierungen und pe· rlostalen Knochenneubildungen auf dem Röntgenbild (Abb. B-4.29b ). Durch die pe riostalen Knochenappositionen en!Steht eine Verdickung und unregelmäßige Konturierung di.'S betroffenen Knochens.
--a=z,....
Oft ist l'S schwierig, aus den radiologischen Befunden auf die Aktivität einer chronischl.'n Osteomyelitis zu schließen. Von entscheadender Bedeutung ist der Vergleich mit .!lteren Röntgenaufnahmen. Fortschreitende oder neu aufgetretene Destruktoonen weisen auf einen noriden Prozess hin.
Neue Entzündungsherde lassen sich am besten mit der MRT oder Szlntlgrafle nach\veisen.
Eine Sonderform im Kindes- und Jugendalter ist die chronisch-rekurrierende multifokale Osteomyelitis (CRMO).
Oie Sekrenon aus emer Fistel und der Nachweis emes Sequesters weisen immer auf eonen aktaven Entzundungsprozess hon. Neue Entzilndungsherde lassen sich am besten mot der MRToder Szlntigrafle nachweosen. ln extrem seltenen Fällen kann sich bei langjähriger Osteomyelitis mit chromscher Fostelung ein Plartenepithelkarzinom im Fistelgang entwickeln. das zu einer fortschreotenden Destruktion des Knochens führt. Eine Sonderform am Kindes- und Jugendalter ist die chronisch-rekurrierende multifokale Osteomyelitis (CRMO). Typoschcrweose finden sich multifokale Knochenläsoonen. die zeot!',leich oder nacheinander auftreten. Neben Remassionen werden Lokalrezidive und neue Herde beobachtet. Als Ursache wird eine immunologische Erkran-
333
B 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
kung angenommen. Erreger können nicht nachgewiesen werden. Im Röntgenbild stellen sich die Zeichen der akuten Osteomyelitis dar. gefolgt von einem vari,l blen Erscheinungsbild und einer zunehmenden Randsklerose und schließlich nach Jahren einer Restitutio ad mtegrum. In der MRT zeigen sich in der FrOhphase d te Veränderungen einer akuten Osteomyelitis und im weiteren Verlauf zunehmende sklerotische Ameile.
Weitere Osteomyelitis-Formen
Weitere Osteomyelitis.Formen
Primär chronlsc.he Osteomyelitiden
Primär chronische Osteomyelitiden
• Plasmazellenosteomyelitis : Subakut bis chronisch verlaufende Fonn der durch wenig virulente Mikroorganismen ausgelösten Osteomyeli tis. Sie betrifft v. a. Kinder und jugendliche. Klinisch stehen Schmerzen im Vordergrund; Fieber und eine deutlich besch leunigte BKS fehlen. Auf dem Röntgenbild (Abb. B-4.3001) fallen Periostreaktionen in Form von schalenförmigen Verknöcherungen und Appositionen auf. Daneben IInden sich polyzyklische Destruktionen mit sklerotischer Begrenzung in den MNaphysen. Sequester fehlen. ln den perifokalen Knochenabschnitten ist oft eine ausgeprägte Demineralisation nachweisbar. Oie Knochenherde enthalten eine schleimige. eiwetßreiche Substanz mit hohem Cammaglobulinanreil. Charakteristisch ist eine starke Plasmazellemnfiltratton des Knochens. • Brodle-Abszess: Diese vor allem bei Kindem und jüngeren Erwachsenen auftretende chromsehe Osteomyelitis en!Steht bei weniger vtrulenten Keimen und/oder guter Abwehrlage. Hauptlokalisation sind proximale Tibia- und distale Radiusepi- und - metaphyse. Die klini schen Symptome sind meist nur gering aus· gepr~gt. Die bis zu pOaumengroßen, ru nde n oder ova len Destruktionen sind von einer mäßigen Randsklerose umgeben (Abb. 8-4.30 b). ln der MRT findet sich ein nicht KM aufn!'hmcndcr Hohlraum, der in der STIR- oderT2-gewichteten Sequenz hyperintens isL Der Sklerosesaum ist signalarm. • Chronisch-sklerosierende Osteomyelitis Garre: Diese seltene Form der prim;irchronischen Osteomyelitis zeigt einen blanden Verlauf. Sie tntr häufig nach etner Streptokokkensepsis vor dem 25. Lebensjahr aur. Bevorzugt sind die Nasenneben· höhlenund dte langen Röhrenknochen berallen.Charakteristische Rönt genzeichen (Abb. B-4.30c) sind eine extrem dichte Sklerosierung verbunden mit einer Verdickung des Kne
• Plas mazeUenosteomyelitis: Betrifft v. a. Kinder und jugendliche. Klinosch stehen Schmerzen im Vordergrund (kein Fieber). Auf dem Röntgenbild (Abb. B-4.30a) Leigen sich Perlostreaktionen sowie polyzyklische Destruktionen mit sklerotischer Begrenzung in den Meta· physen. Charakteristisch ist eine starke Plasmazelleninfiltration des Knochens.
• Brodle-Abszess: v. a. bei Kindern und jugendlichen auftretende chronische Osteomyelitis mit geringen Symptomen. Hauptlokalisation sind proximale nbiaund distale Radlusepi· und ·metaphyse. Die runden oder ovalen Destruktionen sond von etner mäßigen Rands klerose umgeben (Abb. B-4.30b). • Chronlsch-skleroslerende Osteomyelitis Gam! : Bevorzugt sind die NNH und die langen Röhrenknochen befallen. Auf der Rontgenaufnahme (Abb. B-4.30c) t~t eine extrem dichte Skleroslerung und eonc Verdickung des Knochens festzustellen.
• a Plasmazellenosteomyelitis mit spindeiförmiger Auftreibung der Klavikula. b Brodie·Abszess c Chronisch-sklerosierende Osteomyelitis Garro!: homogene Sklerosierung des Tibiaschaftes mit spondelfönnoger Auftreibung. Tuberkulöse Osteomyelitis
Tuberkulöse Osteomyelitis
Allg emeines: Aus einer Org.1nruberkulose. vorwiegend der Lunge. können Erreger hämatogen auch in den Knochen streuen. Am häufigsten ist die Wirbelsäule (tuberkulöse Spondylitis) betroffen. gefolgt 110n den epimetaphysären Abschnitten der Rohrenknochen. sehr oft tn Verbmdung mir einer sekundären Gelenkbereiligung.
Allgemeines: Ursache ist doe h~matogene Streuung aus einer Organtuberkulose (meist Lunge). Am häufigsten ist die Wirbelsäule betroffen (tuberkulöse Spondylitis).
Klinik: Klimsch impomeren Zetchen einer subakuten Entzündung mtt reduztertem Allgememzustand. Gewichtsverlust. subfebrilen Temperaturen sowie lokalem Schmerz und Schwellung.
Klinik: Subakute Entzündungszeichen mit lokalem Schmerz und Schwellung.
334
B 4 Skelett
Kennleochnend fur die tuberkulösen Knochen- und Gelenkerkrankungen ist ein deutlich protrahierter Verlauf. Diagnostisches Vorgehen: Die Diagnose wird durch den Erregemachwels aus dem Krankheitsherd geslcnert (s. a. S. 199). Dazu kommen ein konventionelles Röntgenbild und MRT (Abb. B-4.31). Radiologische Diagnostik: Im Röntgenbild überwiegt anfangs eine ausgeprägte perlfokale Osteoporose. Vor allem an der BWS und LWS entwickeln sich ausgedehnte Abszesse.
• Klinls.cher f•ll.
4.3.7 Knochentumoren und tumorähnliche Veränderungen
Diagnostisches Vorgehen: Die Diagnose wird durch den Erregemachwels aus dem Krankheitsherd gesichert (s. a. S. 199). Am Anfang der bildgebenden Diagnostik steht in aller Regel das konventionelle Röntgenbold {Abb. B-4.31 ). ergänzt durch eine MRT-Untersuchung. Radiologische Diagnostik: Anfangs uberwoegr im Röntgenbild eine ausgeprägte perifokale Osteoporose. die weit über den eogentlichen Entzündungsherd hinausreichen kann Vor allem an der BWS und LWS entwickeln sich ausgedehnte Abnesse, die sich in Form von Senkungsabszessen im M. psoas ausbreoten können (mor dann ty· piseher spindeiförmiger Auftreibung der l'araverrebralen Weichteile) und zur Fistelbildung neogen. Eiterherdem den Weichteilen neigen zur Verkalkung, die als Hinweis auf die tuberkulöse Genese gewertet werden kann. Es stellt soch eonc 41-J~hroge Patoenron \'OT, die,..". 20 Jahren an einer Lungentut>eii
4.3. 7 Knochentumoren und
tumorähnliche Veränderungen
Allgemeines
Allgemeines
Einteilung: Knochentumoren werden nach hlstogenetischen Kriterien eingeteilt. Primäre Knocnentumoren sind onsgesamt selten (ca. 1% aller malignen Tumoren).
Einteilung: Knochentumoren und tumorähnliche Veränderungen werden entsprechend der WHO Empfehlung nach histogenetlschen Kriterien eongeteilt. lnneo·halb der eonzelnen Gruppen werden benigne, maligne und semtmaligne Tu moren unterschieden. Pnmäre Knochentumoren sind insgesamt selten (ca. I %aller malignen Tumoren). Von den primär malignen Knochentumoren müssen die sekundären Knochentumoren (Metastasen) und die sekundare Malogmsierung abgegrenzt werden. dte durch eine sarkomatöse Entartung primär benigner Tumoren oder Tumor-hke-Iesions entsteht (z. B. osteogenes Sarkom bei Ostotis deformans Paget. Chondrosarkom bei Enchond rom bzw. Osteochondrom). Metastasen sind ca. 35-mal häufiger als doe primären Knochenrumoren.
Von den primär malignen Knochentumoren müssen die sekundären Knochentumoren (Metastasen) und die sekundäre Malignisierung abgegrenzt werden.
Klinik : Die Symptome sind unspeziflscn. im Vordergrund stehen lokale Schmerzen, Überwännung und Bewegungseinschränkung. Beo fehlenden Beschwerden werden sie gelegentlich auch als Zufallsbefund bei posttraumatischer Diagnostik entdeckt.
Klinik: Die klonische Symptomatik bet Knochenrumoren ist on deo Regel unspezilisch. Im Vordergrundsrehen lokale oder regionäre Schmerzen, Schwellungen, Bewegungseinschränkung und lokale lJberwärmung. Doe Symptome werden eonzeln oder auch gemeonsam beobachtet Bet fehlenden Beschwerden werden sie gelegentlich auch als Zufallsbefund bei posttraumatischer Diagnostik entdeckt.
B 4.3 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund
335 _;__..,.
Diagnostisches Vorgehen: Zur Abklärung ist einc Röntgenaufnahme in 2 Ebenen zu vcranlassen. Meist muss die Diagnose mittels einer Biopsie gesichert werden. Die RöntgenübersichtsauFnahmen können durch ZielauFnahmen ergänzt werden. Zur exakten Bestimmung der Tumorausdehnung ist die Durchffihrung der MRT und/ oder CT angezeigt. Bei der Abgrenzung von Knochenmark-. Gelenk- und Weichteilinfiltration astd ie MRT der CT Oberlegen. bet der Beurteilung der kortikalen Strukturen dagegen ist die CT Mittel der Wahl. Die Skelettszintigrafie besitzt eine sehr hohe Sensitivität bei geringer Spezifität. Sie wird in erster Lime zum Nachweas eines multilokulären Befalls. zur Darstel lung von Metastasen bei malignen Knochentumoren sowie zur VerlauFskontrolle unter Therapie eingesetzt. Tumoren zeigen in der Regel eine Aktivitätssteagerung. wobei allerdings eine Dignitätsbeurteilung nur eingeschränkt möghch ist Dae PET (Positronenemissionstomografie) weist ebenso multilokulären Befall und Metastasierung nach. Zudem ermöglicht sie eine biochemische und physiologische Funktionsdiagnostik und erleichtert häufig die Differenzierungzwischen Rezidiv- und Narbengewebe.lnsbesondere in Kombination mit MRT und CT ist eine Korrelation zwischen Morphologie und Funktion möglich. Die meisten malignen Knochentumorenbreiten sich per continuitatem und hämatogen aus. Daher müssen immer Lungenmetastasen miuels Thorax-Cl ausgeschlossen werden.
Diagnostisches Vorgehen: Am Anfang steht eine Röntgenaufnahme in 2 Ebenen. Zur exakten Bestimmung der Tumorausdehnung dienen MRT und/oder CT. Diagnosesicherung durch Biopsie!
Allgemeine Beurteilungskrtterlen: Bei der Diagnostik der Knochentumoren sind folgende Kriterien zu berücksichtigen: • Alter zum Zeitpunkt der Mamfestation und Geschlecht • Lokalisation: - BeFall eines Knochens (monostotisch) oder BeFall mehrerer Knochen (polyostorisch) - hinsichtlich des Knochenquerschniues (transversal): zentral/medullär, exzentrisch. kortikal. juxtakortikal - hinsichtlich des Knochenlängsschniues (longitudinal): diaphysär. metaphysär, epiphysär • morphologische Charakteristika (Abb. B-4.32): - Begrenzung: scharfe oder unscharfe Berandung, mcht vorhandene oder vorhandene Randsklerose - Befallsmusrer: geografisch (landkartenanig/zusammenhangend~ permeativ (den Kortex infiltrierend/aunockemd) oder mottenFraßartig - Periostreaktion - Matrix: nicht mineralisiert oder mineralisiert • Ausdehnung: ossär(medullär/kortikal). in Weichteile ankl. Muskulatur. neurovaskuläre Bündel. Sub-/Kutis oder Gelenke. Gutartige Tumoren zeichnen sich durch glatte und scharfe Konturen (gelegentlich mit Randsklerose). schmale Obergangszone zum umgebenden Knochen und ein mehr .geordnetes Bild" mit Kammerungenund Septierungen sowie durch ein langsames Wachstum aus. Die Knochenkonturen bleiben in der Regel erhalten. Maligne Tumoren sind durch eane unscharfe. verwaschene Randbegrenzung,mhomogene Strukturen. Zerstörung der Kompakta. mottenfraßähnliche Spongiolyscn und eine rasche Größenzunahme gekennzeichnet. Maligne Knochenrumoren mit einem hoch aggressiven Wachsrum können ein permeatives Destruktionsmuster mit multiplen. kleinen. uniformen und linearen Osteolysen zeigen. Häufig sind periostale Knochenreaktionen (lamellar. zwiebelschalenamg. sptkular, komplex, Codman-Dreieck. Abb. B-4.32 oben) und eine extraossäre Tumorinfiltration nachweisbar.
Allgemeine Beurteilungskriterlen: • Alter zum Zeitpunkt der Manifestation und Geschlecht • Lokalisation • morphologische Charakteristika (Abb. B-4.32) • Ausdehnung.
Perlostale Reaktionen können auf dem Röntgenübersichtsbild der einzige Hmweis auf einen malignen Knochentumor (z. 8. Osteosarkom) setn. Da Periostreaktionen auch bei anderen Läsionen auftreten können (z. B. Osteomyelitis. Stressfraktur. Subperiostales Hamatom) muss immer eme sehr sorgfahige Abklärung erfolgen.
Die Skelettszintigrafie und dte PET werden 7utn Nachwe<s eines multilokul~ren Befall~ bzw. zur Metastasendarstellung, zur Verlaufskontrolle und Rezidivdiagnostik eingesetzt. Die PET ennöglicht eine biochemische und physiologische Funktionsdiagnostik und erleichtert häufig die Differenzierung zwischen Rezidiv· und Narbengewebe. Bei malignen Knochentumoren immer Lungenmetastasen mittels Thorax-Cl ausschließen.
Gutartige Tumoren zeigen glatte und scharfe Konturen sowte ein langsa~ Wachstum. Maligne Tumoren Sind durch eine unscharfe Begrenzung und rasche Größen· zunahme gekenn1eichnet. Häufig sind perlostale Knochenreaktionen (Abb. B-4.32 oben) und eine extraossäre Tumorinfiltration nachweisbar.
336
8 4 Skl'lett
Morphologie und Diff~renzlerung von Knochentumoren benigner Aspekt
mallgn"" Aspekt
.Zwiebelschale" - - - -
Peoiostschalc gelappte Periostschale
Spikulae Codman.Oreieck
(.;nquläofl'ffio>lidiTl('llc)
singuläre Periostlamelle
solide Perlostreaktion
I dU\geclehnle Osledy.e
.Mottenfraß•
Knochenpermeatoon J
Randsklerose
eher benigne
Benigne und semlmallgne Knochentumoren
Benigne und semimallgne Knochentumoren
Osteochondrom
Osteochondrom
• Synonym.
• Synonym. kartildginäre Exostose
• Definition.
Osteochondrome entstehen. wenn enchondrale Ossifikationskeime aus der F.p1physenfuge unter das metaphys.'ire Periost versprengt werden. Sie rühren zu ~iner Knochenneubildung mit Spongiosa. Kortikalis und einer Knorpelkappe.
Allgemeines: Mot einem Anteol von 4()-45 % sind sie die häufigsten benignen Knochentumoren.
Allgemeines: M1temem Anteil von 40 45:1: sind sie die häufig.sten benignen Knochentumoren. Be1 der familiär auftretenden kartilaginären Exostosenkrankheit finden sich multiple O:.teochondrome. Ihr malignes Entartungsrisiko beträgt 5 - 10%. während emzelne Osteochondrome sehr v1el seltener entarten. Oie rumoren sind 1m metaphySdren und diametaphySdren Bereich der langen Röhrenknochen lokalisiert (kniegelenksnahe Abschnitte von Femur und fibia. proximale Humerus- und distale R.ldiusmetaphyse). seltener am Becken und den ubrigen platten Knochen.
Klinik: Diemeost asymptomalischen Clsteo· chondrome führen zu VOI'Wölbungen und Verfonmungen der betroffenen Knochen und Je nach LokalisatiOn zu Schmerzen. Diagnostisches Vorgehen: s. 5. 335 ff. Radiologische Diagnostik: Im Röntgenbild (Abb. B-4.33) sitzen Cisteechondrome dem Knochen breltbaslg auf oder sind gestielt Die Spongiosa ist vom Knochen bis ln die Raumforderung meist durchgehend ab·
Klinik: Oie mc1st asymptomatischen Osteochondrome führen zu Vorwölbungen und Verformungen der betroffenen Knochen. Bei Kompression von benachbarten Nerven und Cef.ißen können l'arJsthesien und Schmerzen auftreten. Diagnostisches Vorgehen: s.S. 335 ff. Radiologische Diagnostik: Im Röntgenbild (Abb. 8-4.33 ) Sitzen Ostcochondromc dem Knochen breitbasig aufoder sind gestielt Spongiosa und Kortikalis gehen direkt JUS dem M otterknochenhervor und auch d1e Spong1osastrukrur ist der des Mutterknochen~ wrglc1chbar. Die Spong1osa ist vom Knochen b1s in die Raumforderung meist durcll"trhend abgrenzbar ohne abgrenzende Sklerosezone/Berandung.
337
B 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
a Typisches Osteo· chondrom (Pieil) am medialen Femurkondytus (prdojl~raliv).
b Postoperativ (mit noch diskreter koltlkaler Irregularität Pleil).
Das Wachstum der Exostosen sistiert gewöhnlich mil der Pubertät. Eine Resekuon (sofern möglich) ist dann erst sinnvoll, da die Rezidivhäufigkeit geringer ausfallt. Fin erneutes Wachstum im Erwachscnenalter. häufige Rezidive. eine unregehnaßige Begrenzung und Dickenzunahme der Knorpelkappe auf uber I ,5-2 cm sowie ein zu· nehmender Weichteiltumor weisen auf eine maligne Entartung hin.
grenzbar ohne abgrenzende SklerosezoneI Berandung. Das eigendiche Wachstum der Exostosen findet im Bereich der Knorpel· kappe statt, die in der Sonografie und MRT gut zu erkennen ist und häufig Verkalkungen aufweist. Da~ Wachstum der Exostos,en sistiert gewöhnlich mit der Pubettät. Erneutes Wachstum tm Erwachsenenalter. häufige Rezidive und/oder eine Zunahme der Knorpelkappenbreite auf über 1,5-2 cm weisen u. a. auf eir.e maligne Entartung hin.
Chondrom
Chondrom
Das eigentliche Wachstum der Exostosen findet 1111 Bereich der Knorpelkappe stau, die in der Sonografie (bei oberflächlich gelegenen Osteochondromen) und MRT gut erkennbar ist. Die Knoq)elkappe weist häufig Verkalkungen auf. Ausgedehnte Ostcochondrome im Wachsrumsalter können zu erheblichen Knochenverformu ngen fuh· ren.
• Synonym. Enchondrom
• Synonym.
Chondrome entstehen aus versprengten Knorpelkeimen und sind aus reifem hyalinem Knorpel aufgebaut. Allgemeines: Nach ihrer Lage unterscheidet man Enchondrome (Markraum) und periostale Chondrome (innere Periostschicht). Bei multiplem Auftreten der Chondrome spricht man von Enchondromatose oder Morbus Ollicr. bei zusatzliehen Harnangiomen vom Malfucci-Syndrom. Benigne Chondrome haben einen Anteil von 10% an allen benignen Knochcntumorcn. Sie kommen am häufigsten in der 2.-5. LcbensdC· kade ohne bevorzugte Geschlechtsverteilung vor. Pr.ldilektionsstellen sind die Pha· langen der Hände {ca. 50%). ln den langen Röhrenknochen wird die Meta-/Diaphysenregion bevorzugt.
Allgemeines: Nach ihrer Lage unterscheidet man Enchondrome (Markraum) und perio· stal<> Chondrome (inn~r<' Periostschicht). Benigne Chondrome machen 10% aller benignen Knochentumoren aus. Prädilekttonsstcllcn Sind die Phalangen der Hände.
Das Risiko einer sekundären Mallgnislerung zum Chondrosarkom be· tr~gt etwa 1% bei Chondromen in den kleinen Röhrenknochen der Hand und etwa 45% bei Chondromen in den langen Röhrenknochen I Bei der Enchondromatose ist das Rtsiko einer malignen Entartung ebenfalls deutlach erhöht {30 ·35 %). Klinik: F.nchondrome wachsen sehr langsam und werden meist als Zufallsbefund entdeckt. Durch schmerzlose Verformungen und Auftreibungen oder Spontanfrakturen können sie symptomarisch werden.
Klinik : [nchondrome wachsen sehr langsam und werden meist zufällig entdeckt.
Diagnostisches Vorgehen : s. S. 335 fT.
Diagnostisches Vorgehen : s. S. 335 lf.
Radiologische Diagnostik: Im Röntgenbild (Abb. 8-4.34) werden meist relativscharf begrenzte Destruktionen mit polyzyklisdler Begrenzung beobachtet. Bei weaterem Wachstum kommt es zu einer Auftreibung des Knochens mit Verdünnung der Korti· kahs (..scallopmg"), besondea·s an den tubulären Hand- und Fußknochen. Kennzeichnend sind Intratumorale Verkalkungen. die im Gegensatz zum Knocheninfarkt eher zentral lokalisiert sind und amorph, femneckag {.Popcorn·artag") oder ringförmig/
Radiologische Diagnostik : Im Röntgenbild (Abb. B-4.34) werden me1st relativ scharf begrenzte Destruktionen mit polyzykli· scher Begrenzung beobachtet. Kennzeich· nend sind Intratumorale Verkalkungen, die zentrallokalisiert sind und amorph erschcu1cn (s. S. 325).
338
8 4 Skelett
Scharf begrenzte Destruktion in der proximalen Phalanx von D 111. die zu einer Verdünnung der Kortikalis geführt hat (enostales .scalloping'), Innerhalb der Läsion sind fleckförmlge, z. T. bogen· förmige Verkalkungen zu erkennen, die kennzeichnend sind (Pieil).
ln der MRT sind Enchondrome 1n der 11-Wichtung hypolntens, in der T2-Wichtung hyperintens. Nach KM-Gabe findet sich eine typische Lobuli~rung mit Septlerungen
bogenförm1g (.rings and arcs·) erscheinen (s. S. 325). Die Verkalkungen neh men mit dem Alter und der Größe der Enchondrome zu. ln derMRTsind Enchondrome in derT1-Wichtung hypointens.ln derT2-Wichtung ist das Signal abh~ngig vom Verkalkungsgrad. bei unverkalkten Chondromen ist es hyperintens und dem Signal von Zysten vergleichbar. Nach i. v.-KM-Gabe findet sich eine typische Lobullerung mit Septlerungen. ~
Intrarumorale Verkalkungen we1sen auf knorpelbildende Knochentu· morcn hin Ein 1'11mordurchmesser von über 4 cm, unscharfe Randkonturen. ein rasches Wachstum und insbesondere neu aufgetretene Schmerzen können auf eine mahgnc Entortung hinweisen. Die differenzialdiagnostische Abgrenzung zum primären und sekundären Chondro· sarkom (s. S. 345) ist röntgenologisch meist schwierig.
Oie differenzialdiagnostische Abgrenzung zum primären und sekundären Chondrosarkom (s. S. 345) ist röntgenologisch meist schwierig. Knochenzysten (s. S. 344) WCIsen die typischen Verkalkungen nicht auf, Knocheninfarkte (s.S. 324) enthalten peripher betonte Verkalkungen und verursachen keine Auflre1bung des Knochens.
Chondroblastom
Chondroblastom
~Synonym.
.. Synonym. Codman-Tumor
• Defmitlon.
Das Chondroblastom ist ein seltener, partiell knorpelbildender Tumor. Er steht in direkter Beziehung zu den Wachstumsfugen. von denen er vermutlich auch ausgeht. Das Chondroblastom istm den Epiphysen lokalisiert. v. a. im proximalen Humerus. im distalen Femur und in der proximolen Tibia. Ein weiterer Tumor m1t epiphysorer Lokalisation 1st der Riesenzelltumor (s. S. 341 ).
Klinik: Betrifft meist MJnner in der 2. Lebensdekade. Es werden länger bestehende gelenkbezogene Schmerzen angegeben.
Klinik: Der Tumor tritt bevorzugt in der 2. Lebensdekade auf. das männliche Geschlecht ist haufiger betroffen. Es werden llber längere Zeit bestehende gelenkbezogene Schmerzen angegeben. die oft von einer Bewegungseinschränkung und einem Gelenkerguss begiMct sind.
Diagnostisches Vorgehen: s. S. 335 ff.
Diagnostisches Vorgehen: s. S. 335 ff.
Radiologische Diagnostik: Im Röntgenbild zeigt sich eine S<:harf begrenzte. epiphysär exzentriS<:h gelegene Destruktion mit feinem Skl ero~aum (Abb. 8-4.35).
Radiologische Diagnostik: Obiicherweise wgt sich 1m Röntgenbild eine ca. 1-7 cm große. scharf begrenzte. epiphysär exzentrisch gelegene Destruktion. die von einem feinen Sklerosesaum umgeben ist (Abb. B-4.35 ). Intraturnoral finden sich häufig amorphe Verkalkungen. Ein Obergreifen auf die Metaphyse und in das Gelenk ist möglich. Im MRT emheint d.ts Chondroblastom in T1 hypomtens und in T2 hypenntens m1t z. T. Signalauslöschungen im Bereich der Verkalkungen.
339
B 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
Scharf begrenzte Knochendestruktion in der distalen Femurejl4physe (pfell). Dtt! Läsion retcht bis an die Epiphysenfuge und ist von einem schmalen Skl~rosesaum umgeben. Innerhalb der Veränderung sind fleckföm1ige Verkalkun· gen zu erkennen.
Differenzialdiagnostisch abgegrenzt werden muss der Riesenzelltumor (s.S. 341). Dieser enthält keme Verkalkungen und ist weniger scharfbegrenzt Daneben müssen aseptische Knochennekrosen (s.S. 325~ Brodle-Abszesse (s.S. 333) und eosinophile Granulome berücksichtigt werden.
Differenzlaidiagnostisch abgegrenzt werden muss vor allem der Ries~n7elltumor (s. S. 341).
Osteom
Osteom
Kompakte oder spongiose, gutartige Neubtldung des retfen Knochengewebes und des Knochenmarks. Allgemeines: Das Osteom tritt besonders in der 4. und 5.lebensdekade unter Bevorzugung des männlichen Geschlechts auf. Häuf~ge Lokalisationen sind die Nasennebenhöhlen (NNH) sowie die platten Knochen. besonders an Schädel und Gesichtsschädel.
Allgemeines: Betrifft meist Männer 1m 4. und 5. Lebensjahrzehnt Häufige lokahsa· tionen sind d•e NNH sowie dte platten Knochen.
Klinik : Der Tumor ist in der Regel asymptomatisch. Bei Verschluss des Ductus frontonasalis treten Kopfschmerzen oder eine chronische Sinusiris auf. Beim sog. GardnerSyndrom finden sich multiple Osteome kombiniert mit mte~tinalen Polypen.
Klinik: Der Tumor ist meist asymptomatisch.
Diagnostisches Vorgehen: s. S. 335 ff.
Diagnostisches Vorgehen: s. S. 335 ff.
Radiologische Diagnostik : 'JYptsche Osteome erscheinen im Röntgenbild als glatt begrenzte, runde oder polyzyklische. sehr dichte und homogene Versehartungen mtt einem Durchmesser von 2-3 cm (Abb. B-4.36). Kompaktamseln (medulläre Osteome) sind bis 3 cm große polymorphe, dichte Strukruren mtt feinen Ausläufern. Sie können in allen Knochen vorkommen. Differenzlaidiagnostisch abzugrenzen sind llyperostorische Meningeome (s. S. 565). Osteochondrome (s. S. 336) und die Osteomyelitis Garre (s.S. 333).
Radiologische Diagnostik: Typische Osteome erscheinen im Röntgenbild als glatt begrenzte, homogene Verschaltungen von 2-3 cm Durchmesser (Abb. 8-4.36).
CT: sehr dichte, homogene, scharf begrenzte Verschattung im rechten Sinus frontalis (pfeif).
Differenzlaidiagnostisch abzugrenzen sind hyperostotische Meningeome (s. S. 565), Osteochondrome (s. S. 336) und die Osteomyelitis Garn! (s. S. 333).
340
B
Osteoidosteom und Osteoblastom
Osteoidosteom und Osteoblastom
▶ Definition.
4 Skelett
▶ Definition. Gutartige osteoblastische Tumoren mit röntgenologisch erkennbarer
zentraler Aufhellung (Nidus). Das Osteoidosteom ist vorwiegend in der Kortikalis lokalisiert und erreicht eine Größe bis zu 2 cm. Häufigste Lokalisation ist die untere Extremität, bevorzugt Femur und proximale Tibia. Das Osteoblastom tritt dagegen überwiegend im spongiösen Bereich auf und kann eine Größe von 2–10 cm erreichen. In > 50 % der Fälle ist die Wirbelsäule betroffen (v. a. Gelenk- und Dornfortsätze, Wirbelbögen), seltener die Diaphysen der langen Röhrenknochen. Klinik: Charakteristisches Symptom des Osteoidosteoms ist der lokalisierte, nachts zunehmende Schmerz, der sich durch Azetylsalizylsäure abschwächen oder unterdrücken lässt. Beim Osteoblastom ist der Schmerz weniger intensiv, Azetylsalizylsäure bewirkt keine ausgeprägte Besserung.
Klinik: Charakteristisches Symptom des Osteoidosteoms ist der lokalisierte, nachts zunehmende Schmerz, der sich durch Azetylsalizylsäure deutlich abschwächen oder sogar vollständig unterdrücken lässt. Intrakapsuläre Osteoidosteome verursachen oft eine sekundäre entzündliche Synovitis, die für Gelenkschmerzen und eine eingeschränkte Beweglichkeit verantwortlich ist. Beim Osteoblastom ist die Schmerzsymptomatik weniger intensiv als beim Osteoidosteom und Azetylsalizylsäure bewirkt keine ausgeprägte Besserung.
Diagnostisches Vorgehen: s. S. 335 ff.
Diagnostisches Vorgehen: s. S. 335 ff.
Radiologische Diagnostik des Osteoidosteom: Im Röntgenbild zeigt sich typischerweise eine runde oder ovaläre, gut abgrenzbare und bis max. 2 cm große Aufhellung (Nidus) (Abb. B-4.37a). Die bei kortikalem und periostalem Sitz erheblich gebildeten Mengen reaktiven Knochens erscheinen als Verdickung der Kortikalis.
Radiologische Diagnostik des Osteoidosteom: Man unterscheidet zwischen kortikalen, spongiösen und subperiostal gelegenen Osteoidosteomen. Im Röntgenbild zeigt sich typischerweise eine runde oder ovaläre, gut abgrenzbare und bis maximal 2 cm große Aufhellung (Nidus), die von einer meist ausgedehnten Sklerose bzw. Hyperostose umgeben ist (Abb. B-4.37a). Bei kortikalem und periostalem Sitz werden erhebliche Mengen reaktiven Knochens gebildet, die eine endostale und periostale Verdickung der Kortikalis verursachen können. Innerhalb des Nidus finden sich in 25–30 % der Fälle Verkalkungen oder Verknöcherungen. Die exakte Abgrenzung des Nidus erfolgt in der Regel mit der CT bei ansonsten gleichem Bild wie im Röntgenbild. In der MRT ist der Nidus signalarm in T1-, von unterschiedlicher Signalintensität in T2-gewichteten Bildern. Es findet sich ein ausgedehntes perifokales Ödem unter Einbeziehung der Weichteile. Mithilfe der Szintigrafie ist schon sehr früh, oft vor Auftreten radiologischer Veränderungen, eine intensive, lokal gut begrenzte Aktivitätsanreicherung nachweisbar. Da zur Vermeidung von Rezidiven eine vollständige Entfernung des Nidus erforderlich ist, empfiehlt sich eine Röntgenuntersuchung des Operationspräparates. Die computertomografisch gesteuerte Radiofrequenz-Ablation ist eine effektive, minimal-invasive Methode zur Behandlung des Osteoidosteoms.
In der MRT ist der Nidus in T1-gewichteten Bildern signalarm. Es findet sich ein ausgedehntes perifokales Ödem. Mit der Szintigrafie ist sehr früh eine intensive Aktivitätsanreicherung nachweisbar.
▶ Merke.
▶ Merke. Bei ausgedehntem, unklarem ossärem Ödem differenzialdiagnostisch immer an ein Osteoidosteom denken und gezielt (in mindestens 2 Ebenen) danach suchen!
B-4.37
B-4.37
a
Osteoidosteom und Osteoblastom
b
a Osteoidosteom: Ovaläre, relativ scharf begrenzte Aufhellung (Nidus, Pfeil) im linken proximalen Unterschenkel, die von einem ausgedehnten Sklerosesaum umgeben ist. b Osteoblastom: Konventionelle Tomografie der Halswirbelsäule (heute oft durch CT- oder MRT-Aufnahmen ersetzt): innerhalb einer Auftreibung des linken Wirbelbogens von HWK 7 scharf begrenzte Destruktion (Nidus, Pfeil) mit zentraler Verkalkung und umgebender leichter Randsklerose.
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
B
341
4.3 Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund
Radiologische Diagnostik des Osteoblastoms: Beim Osteoblastom (> 2 cm) finden sich in den Röhrenknochen Knochendestruktionen mit ausgeprägten Verkalkungen. Besonders nach längerem Krankheitsverlauf können ausgedehnte reaktive Randsklerosen und eine Auftreibung des Knochens beobachtet werden. Osteoblastome der Wirbelsäule zeigen häufig blasige Destruktionen mit relativ geringer Randsklerose sowie Deformierungen und Auftreibungen der betroffenen Knochenbereiche (Abb. B-4.37b). In der Szintigrafie zeigt das Osteoblastom wie das Osteoidosteom eine starke Anreicherung.
Radiologische Diagnostik des Osteoblastoms: Beim Osteoblastom (> 2 cm) finden sich Knochendestruktionen mit ausgeprägten Verkalkungen. Osteoblastome der Wirbelsäule zeigen häufig blasige Destruktionen mit relativ geringer Randsklerose (Abb. B-4.37b). Die Szintigrafie zeigt eine starke Anreicherung.
Riesenzelltumor
Riesenzelltumor
▶ Synonym. Osteoklastom
▶ Synonym.
▶ Definition. Semimaligner, an den Epi- und Metaphysen der langen Röhrenknochen lokalisierter Tumor aus vaskularisiertem Gewebe mit Riesenzellen.
▶ Definition.
Allgemeines: Lokal zeigt der Tumor ein unterschiedlich aggressives Wachstum. Absiedlungen von benignen Tumorzellnestern („Implantate“) in der Lunge und in den Weichteilen sind ebenso möglich wie die maligne Entartung des Tumors (v. a. nach Strahlentherapie). Ca. 50 % der Tumoren entsteht im distalen Femur und in der proximalen Tibia. Weitere häufige Lokalisationen sind distaler Radius, distale Ulna und proximaler Humerus.
Allgemeines: Lokal zeigt der Tumor ein unterschiedlich aggressives Wachstum. Häufigste Lokalisationen sind distaler Femur und proximale Tibia.
Klinik: Im Vordergrund stehen unspezifische Beschwerden mit lokalen Schmerzen und Schwellungen sowie Bewegungseinschränkungen des angrenzenden Gelenks. Spontanfrakturen sind häufig.
Klinik: Unspezifische Beschwerden; Spontanfrakturen sind häufig.
Diagnostisches Vorgehen: s. S. 335 ff.
Diagnostisches Vorgehen: s.S: 335 ff.
Radiologische Diagnostik: Das Röntgenbild (Abb. B-4.38) zeigt gewöhnlich geografisch begrenzte, teilweise trabekulierte (infolge residualer Knochenbälkchen) Destruktionen, die in ⅔ der Fälle exzentrisch und in ⅓ zentral in der Epiphyse liegen.
Radiologische Diagnostik: Das Röntgenbild (Abb. B-4.38) zeigt geografisch begrenzte, teilweise trabekulierte Destruk-
B-4.38
Riesenzelltumor Große epiphysäre bis nach metaphysär reichende geografische Destruktion im rechten distalen Femur. Die Kompakta ist insbesondere anterior verdünnt. a, b Röntgen a.-p. und seitlich. c MRT koronar (PD-Wichtung, fettsupprimiert) mit teils zystischen (hyperintensen) Arealen, teils mit soliden (hypoiontensen) Arealen. d MRT sagittal (T1-Wichtung).
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
342
B 4 Skelett
tionen, die in ~ der Fälle exzentrisch und in 'II zentrai in der Epiphyse liegen. Ein Übergreifen auf die Metaphyse ist häufig.
Ein Übergreifen auf die Metaphy~ ist häufig. Ooe Obergangszone vom Tumor zum gesu nden Knochen zeigt eonen allmählichen Dichteanstieg. eine reaktive Randsklerose fehlt meist. Bei rasch wachsenden Tumoren können die Grenzen unscharfund irregulär seon. Die Kompakta um den Tumor ist h.iufig verdOnnt und aufgetrieben oder destruiert. Im MRT finden sich die klassischen Zeichen eines Tumors: 111 Tl hypointens, in T2/PD hyperintens und deutliche KM-Anreicherung. DerTumorost meist homogen. seltener inhomogen. Aufgrund intraturnoraler Einblutungen kann beim T2-gewichteten Bild auch eme niedrigere SignalintensitJl beobachtet w~rden (H~mosiderin~
Im MRT erscheint der Tumor in Tl hypointens, in T2/PD hyperintens und mit deutlicher KM-Anreicherung.
Hämangiom
Hämangiom Gutartige Neubildung der Blutgefaßc im Knochen.
Allgemeines: Meist radiologische Zufallsbefunde; häufige Lokalisationen sind BWS und Schädelkalotte. Klinik: Häufig keine Beschwerden, an der Wirbelsäule können S
Klinik : Meist verursachen Hämangiome keine klinischen Beschwerden. An der Wirbelsäule können soe jedoch, v. a. bei Kompressionsfrakturen und extraspinaler Ausdehnung (selten). zu Schmerzen und neurologischen Symptome fUhren.
Diagnostisches Vorgehen: s.S: 335 ff.
Diagnostisches Vorgehen: s. S. 335 ff.
Radiologische Diagnostik: Wirbelkörperhämangiome zeigen auf der Röntgenaufnahme eine lyposche vertikale Streifung der rarefizierten Trabekel (Abb. B-4.39a). ln der a lE'igen Teile oder auch der gesamte Wirbelkörper eine wablg oder Oecklg veränderte Struktur (Abb. 8-4.39b).
Radiologische Diagnostik: Wirbelkörperhämangiome zeigen auf der Röntgenaufnahme ei nc typosche vertikale Strelfung der rarefizierten Trabekel (Abb. 8·4.39a ). Die Form des Worbelkörpers bleobt meist erhalten. Differenzialdiagnostisch muss das Hämangiom von der Osteoporose abgegrenzt werden, bei der jedoch alle Wirbel von den Veränd~rungen befallen sond (s. Abb. 8-4.20, S.320). ln der CT zeigen Teile oder auch der gesamte Wi rbelkörpcr eine wabig oder fleckig veränderte Struktur (Abb. B-4.39b). Doe Dochtemessung erlaubt in einzelnen Arealen den Fettnachweos. Aon Schädel manifestiert sich das Hämangiom bevorzugt am Os frontale. Es entstehen bis zu 7 cm große Destruktionen. die wabig, sonnenstrahl-oder wagenradähnlich erscheinen. Ofl ist eine größere zufuhrende Vene m der Sch.idclkalotte als bandförmoge Aufhellung erkennbar.
Am Schädel manifestiert sich das Hämangiom bevorzugt am Os frontale mit wabigen, Sonnenstrahl- oder wagenraddhnlichen Destruktionen.
Allgemeines: Hämangiome werden meist als radiologische Zufallsbefunde entdeckt. Bevorzugte Lokalisationen sind Wirbelsäule (v. a. BWS) und Schädelkalotte.
a Zielaufnahme der LWS: Hämangiom des 3. LWK mot grobstrahniger Knochenstrukturzeichnung. b CT-Bild eines Hämangioms im BWK 10. Zu erkennen ist eine wabigc Struktur dPS linken und mirderen Anteils des Worbelkörpers. Oie Räume zwischen den verplumpten Trabekeln weosen fettaquivalente Dichtewerte ~uf. c MRT eines Hämangioms in der HWS, hyperintens in T2 (links) und T1 (rechts).
343
B 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund ln der MRT sind Hämangiome charakterisrische1weisc sowohl in Tl · als auch m T2 gewichteten Sequenzen signalreich (bcdi!lgt durch den Fenanteil) (Abb. B-4.39c). Nach KM-Applikation zeigt sich nur ein geringes Enhancement.
ln der MRT sind Hämangiome sowohl in Tl- als auch in T2-gewichteten Sequenzen signalreich (Abb. 8-4.39c).
Tumorähnliche Läsionen (.,Tumor-like lesions")
Tumorähnliche Läsionen (.Tumor-like lesions")
juvenile Knochenzyste
Juvenile Knoche~te
• Synonym. solitäre Knochenzyste
.. Synonym.
• Definition. Einkammerige. mit seröser Aüssigkcit gefüllte. expansiv wachsende Zyste unklarer Ätiologie. Allgemeines: Der Altersgipfelliegt vo1 dem 20. Lebensjahr. Das m:lnnhcheCeschlecht ist etwa doppelt so häufig betroffen. Bevorzugte Lokalisation si nd die Metaphysen der langen Röhrenknochen (v. a. proximaler Humerus und Femur~ Klinik: Meist bestehen keine Beschwerden. Symprome treten gewöhnlich erst auf. wenn es bei größeren Zysten zu Infraktionen oder Spontanfrakturen kommt. Diagnostisches Vorgehen: s.S. 335 ff. Radiologische Diagnostik: Das Röntgenbild (Abb. B-4.40a) zeigt charakteristischerweise eine expansive. einkammerige. ovaläre Aufhellung. die primär zentral meraphysär liegt und spater wachstumsbed ingt nach d1aphy<är auswandert. Ein sklerotischer Randsaum ist regelmäßig nachzuwe1sen. Die Kortikalis wird häufig endostal resorbiert und ist verdünnt. Gelegentlich werden Trabekulierungen beobachtet. echte Kammerungen ~indJedoch sehr selten. Die max1male Größe w1rd vor Abschlli$S des Knochenwachstums erreicht. Periostale Reaktionen weisen aufeine vorausgegangene pathologische Fraktur hin.
Allgemeines: Häufig sind Männcr vor dem 20. Lebensjahr betroffen. Bevorzugte Lokalisation sind die Metaphysen der langen Röhrenknochen. Klinik: Symptome treten erst bei größeren Zysten durch Infraktionen oder Spontanfrakturen auf. Diagnostisches Vorgehen: s.S: 335 ff. Radiologische Diagnostik: Das Röntgenbild (Abb. 8-4.40a) zeigt charakteristischer\.-eise eine expansive. einkammerige, ovaläre Aufhellung mit sklerotischem Randsaum. Die maximale Größe wird vor Abs
Nahezu pathognon1onisch ist ein sog. • fallen fragmenr. d. h. ein Kno· chenfragment. das nach pathologischer Fraktur in der Zyste ..schwimmt". Mit der MRT (Abb. B-4.40b) sind Knochenzysten durch den Flüssigkeitsnachweis (in der T.I.-Wichtung signalreich) sicher zu diagnostizieren. Sowohl der Zystenrand als auch die Zystenauskleidung entlang der Septen reichert KM an.
Mot der MRT (Abb. B-4.40b) sind Knochenl)'Sten durch den Flüssigkeltsnachweis sicher zu diagnostiziern.
a Röntgenaufnahme einer juvenilen Knochenzyste im linken Humerus. Nach Sturz kam es zur pathologischen Fraktur durch die Zyste. Innerhalb der Zyste ist ein .fallen fragment• erkennbar (pfeil). b MRT einer großen juvenilen Knochenlyste in der proximalen remurdiophyse bis an die Metaphyse heranreichend. Die Zyste umfasst nahezu den gesamten Schaftquerschnitt. ln der wassersensitiven TiRM-Sequenz stellt sie sich signalintensiv dar (pfeile).
344
B 4 Skelett
Aneurysmatische Knochenzyste
Aneurysmatische Knochenzyste Expansive osteolytische Uision. die entweder als primäre Form oder in Verbindung mit benignen oder malignen Knochentumoren (sekundäre Form) emsteht.
Allgemeines: Sie entstehen v. a. im 2. Lebensjahrzehnt Mehr als 50% sind exzentrisch metaphysir in den langen Röhrenknochen lokalisiert, am häufigsten in Femur und Tibla. Klinik: Akute Schmerzen und Schwellungen.
Allgemeines: Aneurysmatische Knochenzysten entstehen v.a. im 2.lebensjahrzehnt. Mehr als 50 sind exzentrisch metaphysärin den langen Röhrenknochen lokalisiert, am haufigsten in Femur und Tibia. Wei tere Pr.idilektionsone sind Wirbelsäule(v. a. in den Wirbelkörpern und Processus) und Becken. Klinik: Im Vordergrund stehen akut einsetzende Schmerzen und Schwellungen. Bei vertebraler Lokalisation können neurologische Ausfalle auftreten. Bei sehr schnellem Wachstum kann die ancurysmatische Knochenzyste einen malignen Tumor vortäuschen.
Diagnostisches Vorgehen: s.S: 335 ff.
Diagnostisches Vorgehen: s. S. 335 ff.
Radiologische Diagnostik: Auf dem Röntgenbild (Abb. B-4.41) ist eine meta· physär exzentriKh gelegene, mehrkam• merige Aufhellung mit scharfer Begrenzung typisch. Die Osteolyse ist teilweise von einem Sklerosesaum umgeben. Die Kompakta ist verdünnt und oft seifenblasenartig aufgetrieben. ln der CT und MRT können in den mehrkammerigen Zysten Flüssigkeltsspiegel nachgewiesen werden. Nach KM·Gabe findet sich ein starkes f.nhancement der lystensäume.
Radiologische Diagnostik: Typischerweise ist auf dem Röntgenbild (Abb. B-4.41 ) eine metaphysär exzentrisch gelegene, mehrkammerige Aufhellung sichtbar. die metst eine sch.~rfe Begrenzung zcagt und sehr schnell wachsen kann. Die Osteolyse ist teilweise von einem Sklerosesaum umgeben. Die Kompakta ist verdünnt und oft seifenblasenartig aufget rieben. in anderen Fällen nicht mehr vom umgebenden Wetchteilgewebe abzugrenzen. Häufig f.llll ein großer parossaler Geschwulstanteil auf. Ein Überschreiten der Epiphysenfuge wird nur ausnahmsweise beobachtet. ln der MRT können tn den mehrkammengen Zysten Flüssigkeltsspiegel auf Grund der unterschiedlichen Zusammensetzung der ZystenOlissigkeiten nachgewtesen werden. T2-gewichtete Sequenzen sind am aussagefahtgsten. Nach KM-Gabe findet sich ein starkes Enhancement der Zysrens~ume. Zusatzlieh sind solide weichtei ldichte Areale mit KM-Anreicherung innerhalb der Zyste nachweisbar. Auch in der CT lassen sich Flüssigkettsspu.•gel erkennen.
a Röntgenaufnahme des rechten proximalen Unterschenkels: mehrkammrige zystische Lasion in der crhebli
Nichtossifizierendes Knochenfibrom (NOF) .,. Oefm1tion.
Allgemeines: Haufoges Auftreten in der I. und 2. lebensdekade. v. a. bei jungen. in> 50% ist die Läsion in der distalen Femurund der proximalen nblametaphyse lokalisiert.
Nichtossifizierendes Knochenfibrom (NOF) Das nichtossifizierende Knochenfibrom (fibröser Kortikalisdcfekt) stellt eine Wachstumsstörung im epiphysennahen kortik.1lcn und subkortikalen Bereich dar. Allgemeines: Oie lnztdcnz hegt bet etwa 1 %111 clct 1. und 2.lebCtlSdekadc. Das mannliehe Geschlecht ist deutlich häufiger betroffen. ln uber 50%ist die Uision tn der dis· talen Femur- und der proximalen Tibiametaphyse lokalisiert, gefolgt von den distalen Tibia- und Fibulamctaphyscn. Das asymptomarischc NOF wird radiologisch meist als Zufallsbefund entdeckt.
345
8 4.3 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund
Röntgenaufnahme a.-p. und seit.lich: ln der distalen medialen Feonurdlaph~ gelegener AufhellungsbeLtrk, der von einem polyzyklischen Sklerosesaum begrenzt wird (Pfeile).
Radiologische Diagnostik: Auf dem Röntgenbild {Abb. 8-4.42) breitet sich der zunächst in der Kompakta gelegene rundliche Aufheilungsbezirk im weiteren Verlauf in die subkortikale Spongtosa der Metaphysen aus. Er ist rypischerwetse von einem polyzyklischen oder girlandenartigen Sklerosesaum umgeben. Oie Kornkalis kann vorgewölbt und verdünnt sein. M1t fortschreitendem Knochenwachstum verlagert sich der Prozess diaphysenwärts. Nach Abschluss des Wachstums wtrd d1e L.'ls1on von normalem Knochen durchbaut. gelegendich verbunden mit einer vorübergehenden Sklerosierung. 01c Röntgenbefunde sind meist pathognomomsch filr das NOF. B1swe1len erre1chen d1e NOF eme erhebliche Größe, so dass pathologische Frakruren auftreten können.
Radiologische Diagnostik: Auf dem Röntgenbild (Abb. 8-4.42) breitet sich der zu· nächst in der Kompakta gelegene rundliche Aufheilungsbezirk im weiteren Verlauf in die subkortikale Spongiosa der Metaph~n aus. (r ist typ1~cherwei se VOll einem polyzyklischen oder girlandenartigen Sklerosesaum umgeben. Die Kortikalis kann vorgewölbt und verdunnt sein.
Das nicht-ossifiZierende Fibrom imponiert als kortikale. sklerotisch begrenne Knochendestruktion mit traubenartiger. girlandenformiger Anordnung. Meist ISt es em Zufallsbefund, der keiner Therapie bedarf. Anhand der pathognomonischen Röntgensymptomatik ist es in den meisten Fällen sicher von anderen Knochentumoren zu d1fferenz1eren.
Maligne primäre Knochentumoren
Maligne primäre Knochentumoren
Chondrosarkom
Chondrosarl
Das Chondrosarkom ist em überwiegend aus knorpeligen Elementen aurgebauter. sarkomatöser Tumor. Allgemeines: Primäre Chondrosarkome haben ihren Ausgangspunkt 1m Markraum und sind m7S %im Stammskeleu sowie proximalem Humerus und Femur lokahs1err. Sekundäre Chondrosarkome entwiCkeln sich aus ben ignen Enchondromen (s. S. 337) der langen Röhrenknochen oder der platten Knochen sowie aus Osteochondromen (s. S. 336){v. a. wenn sie multipel auftreten).
Allgemeines: Primäre Chondrosarkome gehen vom Markraum aus. Sekundare Chondrosarkome entwickeln sich aus benignen Enchondromen oder Osteochondromcn (s. S. 336).
Klinik: Wie auch bei den anderen malignen Knochentumoren werden als uncharak· tenstische Symptome lokalisierter Schmerz und Schwellung beobachtet Sie sind beim Chondrosarkom jedoch gewöhnlich weniger heftig und von längerer Dauer als be1 anderen Tumoren.
Klinik : Lokaijsierter Schmeo und Schwellung. Jedoch weniger heftig und länger dauernd als bei anderen Tumoren.
Diagnostisches Vorgehen: s. S. 335 ff.
Diagnostisches Vorgehen: s.S: 335 ff.
Bei Knochentumoren mit endotumoraler, insbesondere ring- oder bogenförmiger Verkalkung {.rings and arcs" ) muss immer an knorpelbildende Tumoren gedacht werden. Treten bei emcm bekannten Enchondrom Schmerzen auf, so i~t immer an eine maligne Entartung zu denken. Dies trifft auch zu. wennd1e Destrukuon zunimmt oder endost.lle Resorpuonen restzustellen sind.
346
B 4
Skel~tt
a Röntgenaufnahme: Große. unsch~rf begrenzte DestruktiOn (Pfeil) im Bereteh des Trochanter major. die im proximalen und lateralen Anteil die Kortikalis durchbrachen und die Weichteile infiltriert hat. Innerhalb des Tumors sind fleckfönnige Verkalkungen zu ertcennen. b, c MRT koronar: Großes Chondrosarkom am Os iloum rechts (b STIR, c Tl mit Kontrastmittel mit randst~ndig betontem. irregulärem Enhancement).
Radiologische Diagnostik: Es entstehen zentral vom Markraum ausgehende Destruktionen mit m~st breoter und unscharfer Grenze (Abb. B-4.43}. Die Destruktionen umfassen Spongiosa und Koo tikalos. häufig sind sie von einem ausge· dehnten paraossalen Tumoranteil begleitet. ln > 50% zeigen sich auf der Röntgen· autoahme Intratumorale Verkalkungen. häufig finden sich auch periostale Knochenappositionen.
Radiologische Diagnostik : Üblicherweise entstehen zentral vom Markraum ausgehende Destruktione n mit meist breiter und unscharfer Grenze (Abb. 8 ·4.43 ). D1e Destruktionen umfassen Spongiosa und Kortikalis und sind häurig von einem ausgedehnten paraossären Tumoranteil begleitet. ln über 50% der Fälle werden auf der Rönlgenaufnahme Intratumorale Verkalkungen beobachtet. Häufig finden s1ch periostale Knochenappositionen. Be1 Sitz m den flachen Knochen treten ausgedehntere Destruktionen auf und die Weichteilkomponenle des Tumors erreicht oft eine erhebliche Größe. Zur exakten Größenbestimmung werden MRT oder auch CT eingesetzt. ln der CT können die knöchernen Destruktionen und Verkalkungen. in der MRT d1e We•chtellkomponente besser beurt~ilr werden. Der Thmor zeigt ein deulli· ches KM-Enhancement (Abb. 8·4 .43 ). Bei exzentrischen Chondrosarkomen kann im MRT die Knorpelkappe exakt bestimmt werden.
Osteosa rkom
Osteosarkom
.,. DPfmition.
Das Osteosarkom 1st ein hochmaligner Knochentumor mit ungüns· tiger Prognose. Kennzeichnend ist die Produktion von Knochengrundsubstanz (Osteoid) durch d1e malignen mesenchymalen Zellen. derl\Jmor kann aber auch vorwiegend Knorpel oder Bindegewebe enthalten. Sekundäre Osteosarkome können sich z. 8. aus einer Ostitis deformans Paget entwickeln (s.S. 353).
Allgemeines: Häufig sind die Metaphysen der langen Röhrenknochen befallen, v. a. in Nachbarschaft zum Kniegelenk. Altersgipfel sind die 2 .. 7. und 8. Lebensdelcade.
Allgemeines: Der Altersgipfel liegt in der 2.• 7. und 8. Lebensdekade. DerTumor be· rr1fft ubcrw1egend d1e Metaphysen der langen Röh renknochen vor allem in der Region um das Kniegelenk (50%). Andere Manifestationsortesind proximaler Humerus. Becken- und Kieferknochen.
Klinik: Unspezifische Knochenschmerzen. Häufig frühzeitige hämatogene Metastasie· rung in doc Lunge.
Klinik: Die Patienten klagen über unspezilische. lokalisierte Knochenschmerzen. die mit einer Schwellung verbunden sem können. Häur~g kommt es w einer frühzeitigen hämatogenen Metastasierung in die Lunge.
Diagnostisches Vorgehen: s.S: 335 ff.
Diagnostisches Vorgehen: s.S. 135 ff.
Radiologische Diagnostik:
Radiologische Diagnost ik : Ein vorwiegend osteolytischer Prozess besteht. wenn bindegeweb1ge oder knorpelige Elemente im Tumor überwiegen. Sklerosierungen beherrschen da~ Bild. wenn d1e Neubildung von Knochen ubcrw1cgt. • Der osteolytische Typ des Osteosarkoms ist im Röntgenbild gekennzeichnet durch geografische Destruklionen mil unscharfer Begrenzung, meist jedoch durch mottenfraßartige oder penneative Destruktionen (Abb. 8-4.44a ). Oie Kortikalis wird destmiert. es entwickelt sich eine paraossale Infiltration in d ie Weichteile. Wt'nn groRe Knochenabschnine desrruum sind. können pathologische Frakturen auftreten.
• Der osteolytische Typ ist im Röntgenbild meost durch mottenfraßartige odN permeative Destrulctlonen (Abb. 8-4.44a) gekennzeichnet
B 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
347
a Röntgenaufnahme bei Osteosarkom vom osteolytischen Typ: unscharf begrenzte. teils osteolytische. teils ostcosklerotische DestruktiOßen der distalen Femurdiaphyse und -metaphyse bis an die lp1physenfuge heranre1chend. Der Tumor hat die Kortikalis destruiert. Eine große. teilweise sklerosierte Raumforderung findet sich in den umgebenden Weichteilen (Pfeile). Im proximalen Anteil des Tumors ist ventral deutlich ein Codman-Dreieck 1u erkennen (Pfeilspit?e). b, c MRT be1 Osteosarkom des distalen r<'murs: Die T 1-Wichtung in sagittaler Schichtfühl ung zeigt eine slgnalamne. unscharf begrenzte Läsion (Pfeil). die über die Epiphysenfuge in die Epiphyse sowie durch die Kortikalis in die umgebenden Weichteile einbricht (b). Nach KM-Gabe (Tl-Wichtung mit Fettsättigung) ist eine KM·Anreicherung vor allem in den Randbereichen des Tumors und in den umgebenden Weichtellen mit unscharfer Begrenzung zu erkennen. Zentral 1m Tumor findet sich nur eine geringe 1nhomogene Kontrastmittelaufnahme infolge der zentral stark sklerosierten Tumoranteile (c). d Röntgenaufnahme bei Osteosarkom vom sklerosierenden Typ: unregelmäßig begrenzte Raumforderung der distalen Tibiadiaphysc und -metaphyse. Die Epiphysenfuge '""d nicht überschritten. Die Kortikalls ist destruiNt. ein umgebender Welchteiltumor noch niCht nachweisbar. Der Tumor weist im medialen Anteil eine sehr starke. relativ homogene Sklerosierung auf (Pfeil). im lateralen Anteil eine mehr fleckförmige SkiNosierung (Pfeilspitze). Die vom Tumor nicht betroffenen Skelettanteile weisen eine erhebliche Demineralisation auf.
• Beim skleroslerenden Typ stehen unregelmäßige. diffuse oder mehr umschrie-bene dichte Skler osen im Vordergrund (Abb. B-4.44d). Auch in den exrraossaren Tumoranteilen können ausgedehnte Verknöcherungen nachwelsbar sein. • Der gemischte Typ ist die häufigste Form. die sowohl mottenfraßartige Destruktionen als auch inhomogene Sklerasierungen enthält.
• Beim skierosterenden Typ stehen unregelmäßige. diffuse oder umschriebene dichte Sklerosen im Vordergrund (Abb. B-4.44d). • Der gemischte Typ ist die häufigste Form.
Periostale Knochenreaktionen sind ein häufiges. wenngleich unspezifi. sches Röntgenzeichen des Osteos,lrkoms. $1e- treten immer dann auf, wenn der Tumor makroskopisch oder mikroskopisch d1e Kortikalis penetriert hat und das Periost alteriert. Es können radiäre. spikuläre. lamellare (zwiebelschalenartige) oder komplexe- Pe-riosrreakhonen entstehen. Häufig kommt auch das sog.•Codman-Dneieck" vor (Abb. B-4.44a). d. h. in den Randbereichen des Tumors ist eine dreieckige Periostreaktion erkennbar. während unmittelbar über dem Tumor die Periostreaktionen durch einen massiven Geschwulstausbruch destruiert werden. Das perlostale Osteosarkom. eine spezielle Form des Osteosarkoms. ze1chnet sich durch eine Tumorausdehnung in der Kortikalis und in den angrenzenden Weichteilen aus. wahrend der Markraum nicht infiltriert wird. Beim Osreosarkom (und beim Ewing-Sarkom. s. S. 348) können sich zudem sog. SkipIesions entwickeln: Es handelt s1ch hierbei um wcilere Tumormanifestationen im gleichenoder in einem benachbarten Knochen. Sie können synchron odernacheinander auftreten. Fürdie Operationsplanung ist die exakte Bestimmung der Tumorausdehnung sehr bc· deutsam. d. h. Ausdehnung im Knochenmark. in die paraossalen Weichteile. Infiltration in das Gefäß-Nerven-Bündel und '"das Gelenk.
Das perlostale Osteosarkom. eine spezielle Fomn des Osteosarkoms, dehnt sich in der Kortikahs und den angrenzenden Weichtellen aus. Es können sich weitere Tumomnanifestationen im gleichen oder benachbarten Knochen entwickeln (sog. Skip-lesions). Für die Operationsplanung ist die exakte Bestimmung der Tumorausdehnung sehr bedeutsam.
348
B 4 Skelett
m. Methode der Wahl zum Staging der Läsion an den Röhrenknochen ist die MRT (Abb. B-4.44b, c~ Die Signalveränderungen hängen vom Ausmaß der Minera lisation der Matrix ab. Zum Nachwe1s evtl. bestehender Lungen· metastasen i~t die Thorax-er we~cntlich sensitiver als Thorax-Übersichtsaufnahmen.
Zum Nachweis evtl. bestehender Lungenmetastasen ist die Thorax-er wesentlich sensitiver als Thorax-Obersichtsaufnahmen. Lungenmetastasen des Osteosarkoms können Verknöcherungen aufweisen. Aufgrund ihrer subpleuralen Lage können sie zu einem Spontanpneumothorax fuhren (s.S. 188).
Parossales ijuxtakortikales) Osteosarkom Allgemeines: Diese seltenere Form des Osteosarkoms entwickelt sich in Periost oder parossalem Bindegev.ocbe und hat eine bes· serc Prognose. Hauptlokalisationen sind die Metaphysen der langen Röhrenknochen.
Parossales ijuxtakortikales) Osteosarkom Allgemeines: Diese seltenere form des Osteosarkoms entwickelt s1ch in Periost oder parossalem Bindegewebe und hat eine wesentlich bessere Prognose. Es entsteht bevorzugt in der 3. und 4. Lebensdekade. Frauen erkranken häufiger. Hauptloka lisario· nen sind die Metaphysen der langen Röhrenknochen. besonders am distalen Femur, daneben auch an Tibia und Humerus.
Klinik: Häufig über Jahre zunehmende schmerzlose Schwellung.
Klinik: Häufig besteht eine über Jahre zunehmende schmerzlose Schwellung. die als hdrtC Masse tastbar ist.
Radiologische Diagnostik: Der parossal gelegene Tumor zeichnet sich durch eine kräftige Verknöcherung aus. die vom Zentrum zur Peripherie an Dichte abnimmt (Abb. B-4.45).
Radiologische Diagnostik: Der parossal gelegene Tumor zeichnet sich durch eine kräftige Verknöcherung aus. die im Gegensatz zur Myositis ossificans vom Zenrrum zur Peripherie an DIChte abmmmt (Abb. B-4.45). M1t der Kort1kalis 1st der Tumor über einen Tumorstiel verbunden. von dem in späteren Stadien. besonders bei Rezidiven. eine Infiltration der Spong1osa ausgehen kann. Neben diesen pilzartigen Formen können auch Zirkulär um den Knochen wachsende Tumoren entstehen. AufTomogrammen zeigt siCh gelegentlich eine regelrechte Trabckulierung des Tumors.
a Von der Tibi.lmet,lphyse nach dorsal '" die Weichteile infiltrierende Raumforderung (pfeile). Der Tumor wei~t inhomogene streifige und kleinfleckige Verkalkungcn auf. b Seitliches Tomogramm des distalen Femurs bei zirkul3r wachsendem parossalem Osteosarkom: sowohl ventral als auch dorsal gelegene randständige unregelmäßig begrenzte Verknöcherung (Pfeile). deren Dichte zur Peripherie hu1 abnimmt. Im Bereich der Verknöcherung ist doe normale Knochenstruktur zerstört.
Ewing-Sarkom • Definition.
Ewing-Sari
Allgemeines: Der Tumor tritt bevorzugt in den Diaphysen der langen Röhren· knochen, v. a. im Femur auf.
Allgemeines: Der Tumor tritt bevorzugt in den Diaphysen der langen Röhren· knochen. v. a. 1m Femur und etwas seltener 10 Humerus. Tib1a und Fibula auf. Becken und R1ppen können ebenfalls befallen sein.
Klinik: IIJufig 1m Gegensatz zu anderen Tumoren- Allgemeinsymptome wie Fieber. Leukozytose. Anämie und BKS·Erhöhung.
Klinik: Neben lokalen Schmerlen und c1nem h~ufig 11Jchwe1sbaren Welchtell tumor treten beim Ewing-Sarkom im Gegensatz zu anderen Knochentumoren nicht selten Allgemeinsymptome wie Fieber. Leukozytose. Anamic und BKS·Erhöhung Juf.
Diagnostisches Vorgehen: s.S: 335 ff.
Diagnostisches Vorgehen: s.S. 335 ff.
8 4.3 Wichtige Krankheitsbilder - von der Diagnose zum Befund
349
a Röntgenaufnahmen mtt irregularer Sklerosierung in der proximalen Tibladt~physe. An der Tibiahinterkante ist die Kortikalis destruiert (Pieil). Im proximalen und distalen Bereich der Kortikalisdestruktion sind Codman-Dreiecke zu erkennen. Der Tumor hat die dorsalen Weichtetle inftlttiert. Die rentraltm Tumor (Doppelpfeil) gelegene 1ylinderfönnlge Aufhellung entspricht einem Defekt nach Biopsie. b, c MRT bei Ewing-S~rkom des rechten remurs. Die Tl-Wichtung (b) zeigt etne hypointense Raumforderung im proximalen und mittleren Schaft und einen großen Tumoranteil in den Weichteilen (Pieile). Ein zweiter kleiner Herd ist in der distalen Femurmetaphyse erkennbar (Doppelpfeil). Nach KM-Gabe (c) zeigt sich ein deotliches. etwas inhomogenes Enhancement. Radiologische Diagnostik : Der zentr.l i tm Knochenmark entstehende Tumor verursacht auf dem Rönrgenb1id mottenfraßartige oder permeatlve Destruktionen mit einer breiten Obergangszone zum gesunden Knochen (Abb. 8-4.46a). Die Kortikalis w1rd il'regul~r zerstört. Frühzeitig entwickeln sich perlostale Reaktionen mit Splkulae und Codman-Dreieck (s. S. 347). Die als typisch beschriebenen konzentrischen, zwiebelschalenartigen Periostverknöcherungen werden rclauv selten beobachtet. Häufig findet sich ein großer extraossärer Tumoranteil in den angrenzenden Weichteilen. Für die Beurteilung der exakten Größenausdehnung. insbesondere auch des Weichtcilantcils. w1rd d1e MRT emgcscrzt, die d1e typ1schcn Signalvcr~nderungen (hypointens in Tl- und hyperintens in T2-gewichteten Bildern) sowie eine starke KM-Anreicherung zeigt (Abb. 8-4.46c). Khnisch und röntgenologisch ist eme Differenzierung von Ewing-Sarkom und akuter hämatogener Osteomyelitis oft nicht möglich. Mit der MRT ist das Ödem bzw. der Abszess der Osteomyehlls meist gut von der sahden Raumforde1·ung des EwmgSarkoms abzugrenzen. Plasmozytom (multiples Myelom)
Radiologische Diagnostik: Der zentral im Knochenmark entstehende Tumor verur
sacht auf dem Röntgenbild mottenfraß.lrtige oder permeative Destruktionen mit einer bretten Übergangszone zum gesunden Knochen (Abb. B-4.46a). Die Kortikalis wird irregulär 1crstört, es entwickeln sich frühzeitig periostale Reaktionen (Spikulae, Codman-Dreieck, s. a. S. 347}. Die MRT wird zur exakten Größenbestimmung eingesetzt und zeigt eine starke KM·Anreicherung (Abb. B-4.46c). Eine Differeru:lerung von Ewing·Sarkom und akuter hämatogener Osteomyelitis ist oft nur mit der MRT möglich.
Plasmozytom (multiples Myelom)
Das Plasmozytom entsteht durch eine mahgne Proliferation von monoklonalen B-Lymphozyten v.a. 1m roten Knochenmark. ln der Folge kommt es zur Infiltration des Knochenmarks. Verdrängung der normalen Blutbildung und Knochendestruktion. wobei zunächst d1e Spongiosa und 1m weiteren Verlauf auch die Kompakta zerstört wird. Häufig werden die Begriffe Plasmozyrom und multiples Myelom synonym verwendet. Per definitionem spricht man jedoch be1m solitären Befall vom Plasmozytom. beim multifokalen Befall vom multiplen Myelom. Allgemeines: MnememAnteil von ca. 40% ist das Plasmozytom der häufigste maligne Knochentumor. Der Altersgipfelliegt zwischen der 5. und 7. lebensdekade. Es wird 1wischen der pnmar solitären (e1genthches l'lasmozytom) und der häufigeren multi· lokulären-polyostotischen (multiples Myelom) Form unterschieden. Entsprechend der Verteilung des h.imaropoetischen Knochenmarks ist das Stammskelett bevorzugt befallen: Wirbelsäule (35%). Becken (14%). Schädel ( 12 %~ Rippen sowie die proximalen Anteile der langen Röhrenknochen.
Allgemeines: Der haufig~tl' maligne Knochentumor tritt meist zwischen 5. und 7. Lebensdekade auf. Es werden solitäres PlasmoJytom (unifokal) und multiples Myelom (multifokal) unterschieden.
350
B 4 Skelett
a .Schrotschussschädel" mit generalisiert in der Schadetkalotte auftretenden Osteolysen. b, c Kombinierter diffuser und fokaler Befall der Brustwirbelsäule: Dieser lässt sich oft im konventionellen Röntgen (b) nicht oder nur schlecht abgrenzen, in der MRT (c) hingegen sehr gut (weiße pfeife}. auch in den Processi spinosi (ollener pfeif).
Klinik: Knochenschmerzen. Anämie, reduzierter Allgemeinzustand.
Klinik: Oie Patienten leiden unter lokalen oder doffusen Knochenschmcrzen. Der Allgemeinzustand ist reduziert. es besteht eine Anämie.
Diagnostisches Vorgehen: Charakteristisch sind eine extrem beschleunigte BKS und monoklonale Immunglobuline im Serum und/oder Urin. Doe Knochenmarlepunktion leigt eine Plasmazellinfiltration. Im Röntgenbild lassen soch osteolytische Herde nachweisen. Die Dlagnostok stützt sich aber zunehmend auf die Ganzkörper-MRT.
Diagnostisches Vorgehen: l..lborchemisch smd eine extrem beschleunigte BKS und der Nachweis monoklonaler Immunglobuline im Serum und/oder Uri n charakteristi sch. ln rortgeschrinenen Stadien können Hyperkalz~mie und Nephrokalzinose auftreten. Die Knochenmarkpunktion mit Zytologie und Histologie zeigt eine Erhöhung des Plasmazellanteils und/oder Plasmazellinfiltration. Im Röntgenbild lassen sich osteolytlsche Herde nachweisen. Ooe Diagnostik stutzt sich aber zunehmend auf die Ganzkörper-MRT mit deutlich erhöhter Sensitivität und Spezifität. auch bei der Verlaufs- und Therapiebeurteilung.
Radiologische Diagnostik: Die solitäre Form des Plasmozytoms zeichnet sich durch eine geografische Destruktion aus. Oft findet sich eon Weichteiltumor in der Umgebung.
Radiologische Diagnostik: Die solitäre Form des Plasmozytoms zeichnet sich durch eine geografi"he Destruktion aus. d1e teilweise Septierungen enthalten kann und eine mehr oder wen;ger scharfe Randbegrenzung besitzt. Oft findet sich ein teilweise großer Weichteiltumor in der Umgebung der Knochendesrruktion. Beim multiplen Myelom sind verschiedene Manifesrationsformen möglich (Abb. B-4.47}. Diese lassen sich anhand der MRT unterscheiden: • Normal erscheinendes Knochenmark mir geringer interstitieller Infiltration. • fokaler Befall: Multiple. scharf begrenzteOsteolysenverursachen ein fleckiges. wabiges Erscheinungsbild. Die Größe dieser Osteolysen ist relativ einheitlich. • diffuser Befall: Grobsrrähmges 81ld de5 Knochens. Im MRTwird em diffuses Kontrastminelenhancement des Knochens von> 40 %als suspekt gewertet. • Kombination aus diffusem und fokalem Befall . • Salz-und-Preffer-Struktur mit fleckig inhomogenem Knochenmark mit umschriebenen Ferteinlagerungen. • Formen m1t fleckförmlgen. mottenfraßähnlichen. unscharfen Destruktionen (sprechen fiir eme schnelle Infiltration}. ln der MRT ze1gen die Läsionen in der 1'2-Wichtung ein unterschiedliches Signalverhalren. in derTI -Wichtung smd sie signalarm.l n der Regel findet sich eine homogene Durchserzung des Knochenmarks. insbesondere am Achsenskelett.
Das multiple Myelom kann sich (Abb. B-4.47} manifestieren als: • fokaler Befall (fleckiges. wabiges E~heinungsbold} • diffuser Befall (grobsträhniges Bild} • Salz-und-Preffer-Struktur (Inhomogen fleckig} • lleckförmlge. mottenfTaßähnllche, unscharfe Destruktionen.
ln der MRT sind die Läsionen in der Tl-Wochtung s;gnalarm. Meist findet sich eone homogene Durchsetzung des Knochenmarks. Bei Befall der Wirbelsäule kann es rasch zu Kompressionsfrakturen kommen. Bei generalisierten Osteolysen in der Schädelkalotte entsteht das Bild des • Schrotschussschädels" (Abb. B-4.47a). Eine Anreicherung im Slontigramm fehlt häufig.
Be1 Befall der Wirbelsäule kann es relativ rasch zu Kompressionsfrakturen m1t Kyphose und Skoliose kommen. Bei generalisiert in der Schädelkalotte auftretenden Osteolysen entsteh! das B1ld des .Schrotschussschädels" (Abb. B-4.47 a~ Osteosklerotischc Veränderungen werden meist infolge der Therapie beobachtet. ln mehr alsder Hälfteder Fällefehlt eine AnreKherung im Szintigramm. die normalerweise nur be1 reaktiver Knochenneubildung bzw. aggressivem Wachstum auftritt.
B 4.3 Wicht19l' Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
351
Wenn 1m Röntgenb1ld eme Ostcolyse erkennbar ist, aber eme Anreicherung im Skelcnszintigramm fehlt, ist das Plasmozytom d1e haufigste Ursache.
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• Klims.cher fall. 67-jahng~ Pan~nnn 111 d~uthch ~UZit'rttm AJigemtmzustand m1t dtffusen
• KlinlschH f•IJ.
Knochenschl1\l'rzen. O•e BKS w~r m11 to40/185 '1~rk erhOhl. tm ~rum konrltn monoklo~k Anuk6rper ~ew.esen werden. Dte ~•t.tufn.lhmt dts Schadtts ·. Abb. S-4.47•1 zec1 mulopl~ sdlalfbegmu:te Oszeolysm m nahtru allen Antt1ltn dtr Schadriloilot1e ~ ..Schrot>chussschadet-). IM Struktur derW~Iköfptltm Ron1rrn er1Chelnl&rob>tr~hn•lm MRT Zl'l$! stchhieremedlffuselnfiltW>Oil d~ BWS .Abb. 8-4A7b. c:
Knochenmetastasen .,.,. KnochenmetaSia~en .tls .sekundare Knochenl\lmoren· sttllen weitem häufigste maligne SkeletteticroJnkung dar.
d~e
bei
Sie treten be1 etwa 25 '-aller Mallgnome auf D1e ossJre Metast.merung erfolgt überwiegend auf hämatogenem Weg. z. T. auch unter Umgehung von Leber und Lungen direktüberdas sog Batson·schevertcbrale Venensy)tem 111 d1e Wirbelsaule(vertebraler Metastas1erungstyp~ Bevorzugt entstehen Metastasen in Skelettbere1chen. die rotes Knochenmark enthalten. Besonders betroffen sind daher Wirbelsäule (etwa 64 %), Rippen, Becken und Schlldel. ~eltene1 auch der prox1male Humcrus und Femur. Vor allem bei fortgeschnttenem 1Umorle1den können Metastasen aber prinzipiell in allen Knochen auftreten. Nur 10t der Skelettmetastasen sind pnmär solitk
Sie trden bet etwa 25 alle< Mahglltt· metastasen sind prim;ir solltar.
Klinik: Relativ häufig sind Skelenmetastasen symptomlos. Schmerzen treten v. a. bei pathologischen Frakturen. Kompres~ion oder Infiltration von Nerven, Plexus oder Rückenmark auf Kompre~s1onsfrakturen der Wirbelkörper können w cmer Fehlstellung (Kyphose. Skoliose) oder Verkür1ung der W1rbelsaule führen.
Klinik: Häufig symptomlos; Schnwr~en treten bei pathologo\
Diagnostisches Vorgehen: Als SuchmNhodc wlfd ubhchrrwc1se zunachst d1e Skelettszintigrafie eingesetzt. zunehmendJedoch auch die Ganzkörper-MRT Dort nachgewiesene Hcrdr werd('n ggf. &<'11rlt wt"ltt'f rad1olog1 ~h ~bgekl~rt. Die Dragnose und Abgrenzung von Skelenmrtasr.asen 1St schw1eng. Laborchemisch fällt evtl. eme erhohte alkallsehe Phosphat.ase .auf. Auch d1e ßesttmmung von Tumormarkern kann weiterhelfen. Oie Skelettszlntigrafle ISt sehr sensitiV fur den Nachweis von SkelettmetaStasen ,v. a. osteoplastische und gemt<ö<:htfbrm1gc Metastasen) und letl!t iJbltChcrweise eine Aktivlt.atsrnehranreicherung. Kieme. rem osteolyt1sche Met~en können dagegen dem szintigrafischen Nachwe1s entgehen. Ab Sonderform kann bei emer ~s1ven. diffusen Metast.JSierung eme homogene MchranrcJChcrung 1m Skeleu (Overscan) entstehen. Diese ist z. 8. klassisch bei der \'letastasierung des Prostatakarzinoms. Die Szintigralie fuhrt in ca. 5 t: der Falle zu falsch pos111ven Befundcn. z. 8. durch degenerative und posttraumansche Veranderungen. Die MRT ist die sensltlvste Methode zur Dcrelct10n von Skelertmetastasen. Gegen 1hren generellen Emsatz. msbe~ndere .tls Scret"nmgmethode. sprach fruher d1e fehlende Damellb.lrkell aller Skelenabschßllte in emer Untersuchung. 01es ist heutzutage jedoch mit der Ganzkörper-MRT möglich Allerdmgs ISt dle't' Methode deuthch kostenaufwendiger als d1eSzmngrafie. Fs finden s1ch d1e typ1schenS1gnal.alterationen von tumorösen Veränderungen s1gnalhypomtens in der Tl ) und je nach Verkalkungsgrad Slgnalhypo- oder -hy~nnten~ m der T2· W1chtung NJhelu alle Skelettmetastasen nehmen KM auf.
Diagnostisches Vorgehen: Als Such· methode w1rd die Skelettszlntlgrafle und zunehmend auch die Gan.tkorper·MRT ein· gesetzt. Dort nachg.-w1e\.t'n~ H~rd~ ....rden ggf. gezielt we1ter radiologisch abgelo.Jrt.
Radiologische Diagnostik: RJd1ologlsch wlfd LWischen osteolytlschen, osteoplastischen (osteosklerotischen) und gemischt osteolyllsch-osteoplastischen Metastasen unterschteden. Verschiedene Pnm:lrtumorcn ne1gen zu besttmmten Metastasentypen (Tab. 8·4.8 1•
Radiologische Diagnostik: Untersehteden wird zwischen osteolytlschen. osteo· plastischen (osteoslderotischen) und gemischt osteolytosch-ostt>opla\tl'>< twn Metastasen (Tab. 8-4.8).
• Osteolytische Metastasen zetchnen SICh durch unterschiedlich große. unscharf begrenzte Destruktionen aus, d1e zunachst 111 der Spong1osa, spaterauch 111 der Kompakta auftreten (Abb. B-4.48a ). 81swe1len sind auch sehr aggressrvt Destruktionsmuster nachwe1sb.lr. R.tnd~klt'rO't'n oder pen~talr Reakuonen fehlen me1st.
• Osteolytische Metastasen zeichnen sich durch unte~hledhch gro&>, unS
D.e Skelettszintigr.Jfte iSt selv SCOSIIIV und ze•gt übl•cho..".,..lw t""' AktMtat,mehr· anr.,te und p<XttraUO\iiU.Che Veränderungen.
Die MRT •st d~ sensltlvste Methode zur Detektion WJn Ske~·rtmetasr •«•n [-. fmden sich die typ•schcn Signalalterattonen von tumorösen Veränderungen. f\oahczu aDe Skelettmetastasen nehmen KM auf.
352
B 4 Skelett
Häufigkelt von Knochenmetastasen OrganfTumor
lnzlclenz
relativer Anteil an allen Metastas..n
osteolytisch
osteoplastisch
gemischt
Mamma-Karzinom
60%
35~
(•)
•
+
Prostata-Karzinom
SO%
30t
+
(+)
Bronchiai-Karlinom
35%
10%
+
Nieren-Karzinom
47%
5%
+
Schilddrüsen-Kar11noon
15%
2%
•
Kolon-Karzinom
10%
1%
+
+
+ (+)
a Osteolytische Metastase bei Hypemephrom: Im Skelettszintigramm hatte sich eine Mehranreicherung im proximalen linken Humerus gefunden. Im Röntgenbild groBe unscharf bcgrenttl' rntrolyti'>Che Drstouktion im proxlm.~len Humerus (pfeile). b, c Osteoplastische Metastasen bei Mammakarzinom: Thorax a.-p. und seitlich mit dosscminoertem Befall der Rippen (pfelle, b) und der Wirbelsäule (pfeile, c).
Struktur nicht mehr erkennbar ist (Abb. B-4.48b). • Die gemischten Metastasen zeigen ein Oeckförmiges Bild.
• Bei osteoplastischen Metastasen finden sich meist unscharf begrenne Bereiche erhbhteo Dichle, m denen die normale KnochenslrukiUr nochI mehr erkennbar ost (Abb. B-4.481>). Die knöchernen Grenzen können soch auflösen. Ursache ist eine Ablagerung von neugebildelern metaplastischem Knochen. • Doe gemischt osteolytosch-osteoplastischen Metastasen zeigen eon ncckförmoges Bild miteinem Nebeneinander von osteolytischen u nd osteoplastischen Veränderungen. Selbst be1 ei ner Destruktion von mehr als 30% der Spongiosa eines WirbelkDrpers kDnnen rontgenologische Veranderungen fehlen. Anderer~eirs fllhren schon kleme Metastasen bet Ausdehnung on die Kortikalis zu röntgenologisch erkennbaren Zeochen. Daher tst an der Wi rbels.lule sorgfälttg auf Destruktionen der Bogenwurzeln zu achten. doe sich als Unterbrechung oder vollständoge Auflösung der Bogenovale auf der a.-p.-Aufnahme mamfestieren. Dies 1st oft das erste und einzige Z~ich~n von Wirbelmetastasen I Beo klonischem Verdacht auf eone Metasra sierung, respektiven persistierenden Beschwerden und fehlendem Nachweis im Rontgenbold 1sl ddher eine weitere bildgebende Abklärung mittels MRT oder CT indiziert.
353
B 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Belund
4.3.8 Ostitis deformans Paget
"' Synonym. Morbus Paget
4.3.8 Ostitis defonnans Paget
,. Synonym.
Störung des Knochen ab- und -anbaus ungeklärter Ätiologie.
Allgemeines: Die Erkrankung beginnt meist nach dem 40. LebensJahr. Prinzipiell können alle Skelettabschniue befallen sein. Eme maligne Emarrung (Paget -Sarkom. sekundäres osteogenes Sarkom) wird in Cd. 1% der Fälle beobdchter. Es liegt jedoch 30%aller Sarkome jenseits des 50. Lebensjahres eine Ostitis deformans zugrunde.
Allgemeines: Beginn nach dem 40. Lebensjahr: alle Skelett~b'>Chnille können befallen sein. Eine maligne Entartung ist selten ( 1 %).
Der Morbus Paget kann mono-. oligo- oder polyostotisch auftreten. Kl inik: Häufig wirddie Erkrankungals Zufallsbefund enrdeckt. Verbiegungen der langen Röhrenknochen. Skelettschmerzen (v.a. bei Befall von Schädel. Knie und Hüfte). eine Zunahme des Kopfumfangs oder Spomanfrakturen können hmweiscnd sem. Diagnostisches Vorgehen: Neben der Klinik ist laborchemisch eine starke Erhöhung der alkalischen Phosphatase infolge einer erheblich gesteigerten AktiVItät der Osteoblasten kennzeichnend. Typische Veränderungen derklinisch betroffenen Knochen in Röntgenbild und Knochenszmtigrafie sichern die D1agnose. Radiologische Diagnostik: Beim Morbus Paget werden 3 Stadien unterschieden. die röntgenologisch nicht isoliert. sondern me1st ncbenemander entweder ~n mehreren Stellen des Skeleus oder gleichzeitig an einem Knochen gefunden werden.
Klinik: Verbiegungen der langen Röhrenknochen. Skelettschmerzen. Zunahnw des Koplumfang' und Spontanfrakturen sind hinweisend. Diagnostisches Vorgehen: Laborchemisch ist eine starke Erhöhung der alkalischen Phosphatase kennzeichnend. Radiologische Diagnostik: Es werden l Stadien unterschieden, doe röntgenologisch
meist nebeneinander gelunden werden.
Bevorzugt betroffen sind Schädel, Wirbelsäule. Becken und lange Röhrenknochen. wobei die Fibula charakteristischerweise meist ausgespart bleibt. • Stadium I (osteolytisches Stadium): Typisch sind mehr oder weniger ausgedehnte Osteolysen. die röntgenologischem aggressives Destruktionsmuster zeigen können. das an maligne Knochentumoren ennnert. Die Läsionen beg1nnen gelenknah und breiten sich diaphysenwärts aus. • Stadium II (kombmierres Stadium): Destruktionen und produktive Vorgänge kommen nebenemander vor. Neuer. von der Kompakta ausgehender Knochen wächst m die Spongiosa ein. Appositionen führen zu einer Zunahme des Knochenumfangs. D1e KompakLt wirkt aufgeblättert und str~hnig. d1e trabekuläre Spongiosastruktur erweitert und verdickt. Die Außenkontur des Knochens wird wellig.
• Stadium I (osteolytisches Stadium): Typisch sind ausgedehnte Osteolysen, die ein aggressives Destruktionsmuster zeigen können. • Stadium II (kombiniertes Stadium}: Destruktionen und produktive Vorgänge kommen nebeneinander vor. Die Außenkontur des Knochens wird wellig.
Die Verdickung des betroffenen Knochens mit strähniger Aufblätterung der Kompakta ist ein besonders kennzeichnender Befund beim Morbus Paget. • Stadium 111 (Sklerosestadium): Der transformierte Knochen nimmt an Volumen und Dichte zu. b1s eine relativ homogene Sklerosierung erreicht ist. Am Schädel beginnt der Morbus r>aget mit einzelnen oder mehreren rundlichen. gut begrenzten Aufheilungsbezirken in der Schadclkaloue (zlrkumskrlpte OsteoporoseI. Dabei ble1bt die Tabula intema charaktcristische!Weise intakt. Im Stadium II geht die Sklerose von derTabula interna aus. Diploe und Tabu Ia externa nehmen an Umfang zu (Leontlasls ossea). Durch die didne Sklerose im Stadiun1111 wird die Dreischichtung der Schädelkalotte aufgehoben. Die Nasennebenhöhlen können obliterieren. Die verminderte Knochenstab1htat fOhrt bei Befall der Okzipitalregion zu einer basilären Impression (s. S. 619). An der Wirbelsäule können im Stadium I d1e Osteolysen 1u emer Sinterung des Wir· belkörpers fUhren. Im Stadium II kommt es zur Volumenzunahme des befallenen Wirbelkörpers und zur Verdickung der Kompakta mit Ausbildung einer Rahmenstruktur. im Stadium 111 ist eme weitgehend homogene. dichte Skleros1ert111g des Wirbelkörpers zu beobachten. Bei Beteiligung eines Wirbelbogens wird der Spmalkanal emgeengt.
• Stadium 111 (Sklerosestadium): Der Knochen zeogt eine l>omogene Sklerosierung. Am Schädel finden sich rundliche Aufheilungsbezirke ln der Schädefk.llotte (zlrkumskripte Osteoporose). Im Stadium II neh· men Diploe und Tabula extema an Umfang zu (Leontlasls ossea). Im Stadlumlll können die NNH obliterleren. ein Befall der Olaipitalrcg10n kann zur basilären Impression fuhren (s. S. 619). An der Wirbelsäule können om Stadoum I die Osteolysen zu einer Sinterung des Wirbel· körpers führen. Im Stadium II zeigen die Wirbelkürper eine Rahmenstruktur. im Stadium 111 eine dichte Sklerosierung.
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B 4 Skelett
Säbelscheiden· deform ität der Tibi.l a.·p. (a) und seitlich (b). in der VergröBe· nmg des OSG (c) sieht man eine kortikale Verdickung (~lf:!er Pie• I) und eine Vergröberung der Trabekel (schwarzer PIeil).
An den langen Röhrenknochen (Abb. 8·4.49) kommt es neben einer Volumen7Ut1dhme wr Verbiegung der betroffenen Knochen (Femur hirtenstab· artig. Tibia siibclartig). Die Skelettszintigrafie zeigt schon im Früh· stadiumeine deutliche Mehranreteherung.
An den langen Röhrenknochen (Abb. B-4.49 ) kommt es neben einer Volumenzunah me zur Verbiegung der betroffenen Knochen (Femur hirtenstabartig. Tibia säbelanig). Als typische Komplikationen treten Ennüdungsbrüche auf. Infraktionen und LOoser-Umbauzonen werden häufig an der Konvexität der verbogenen Röhrenknochen beobachtet. Oie Skelettszintigrafie zeigt charakteristischerweise eme deutliche Mehranreicherung. die schon im Frühstadium der Erkrankung auflntt (noch vor den rontgenologischen Ver~nderungen 1. "' Klinischer F1ll. Em 6!J.Jilhngcr Palitot erh~rlt einen Sch l~g gegen den rechten UnterS<~nkel u11d stellr sich mn Schme~n in der Notaufn.~hmc vor Oet unleßuchende ArLI bemerkt eine Oe· formitat des Umcrsdienkels und lässt eine RönQtenaufn.~hme anfenigen.lm Rontgenbild zeigt sich CIM Auflreibung und Jntei
Therap;e e111gelr1ttt.
4.3.9 Abröse Dysplasie Uaffe·Uchtenstein) ... Defmltion.
4.3.9 Fibröse Dysplasie (Jaffe-lichtenstein) Bindegewebtger Ersatz des spongiösen Knochens sowie des Knochenmarkes mit Faserknochenbildung ungeklarrer Ätiologie. Auch die Kortikalis kann partiell durch Faserknochen ersetzt werden.
Allgemeines: Manifestationsalier meist 1n der 1 und 2 Lebcnsdekade. Hauptlokali· sationen sind die langen Röhrenknochen, Schädel. knöcherner Thorax und Becken. Oie Erkrankung tritt monostatisch oder oligoostotisch mit bilateralem Befall auf.
Allgemeines: Das Manifestationsalier liegt meist in der 1. und 2. Lebensdekade. ftauptlokalisauonen smd die langen Röhrenknochen. besonders der Femur, sowte der Schädel, der knöcherne Thorax und das Becken. Dte Erkrankung rrm entweder monostotisch oder oligoostotisch rn1t bilat eralem Befall unter Bevorzugung einer Seite auf. D1c Kombination aus ohgoostotischer Form. Pubcrtas praccox und Cafeau-Lait-Fiecken wird als McCune-Aibright-Syndrom bezeichnet.
Klinik: Häufig sind Knochenschmerzen. ln der ltegel sistiert der Prozess mit dem Abschluss der ~kelettreifung.
Klinik: Als häufigstes Symprom werden Knochenschmerzen angegeben. Weiterhm können Verfonnungen der befallenen Skelettabschnitte auffallen. ln der Regel sistiert der Prozess mu dem Abschluss der Skelettrcifung. eine wellere Größenzunahme emzelner Herde 1st Jedoch auch noch im Erwachsenenalter möglich.
Radiologische Diagnostik: Im Röntgenbild (Abb. 8-4.50) ist ein Knochenumbau m1t ~trukturverlust. mattglasartigem Aussehen und seifenblasenähnlichen wablg-zystl· sehen Destruktionen kennzeichnend. Oie Umbautonen sind oft von einem scharf begrenzten Sklerosesaum umgeben. Der Faserknochen ist kalkarm und weich, so dass
Radiologische Diagnostik: Im Röntgenbild (Abb. 8·4.50) ist ein Knochenumbau m1t Strukturverlust. der m1t mattglasartigem Aussehen und seifenblasenähnlichen wabig-zyst ischen Destrukt ionen einhergeht. kennzeichnend. Oie Umbauzonen sind haufig von emem scharf begrenzten Sklerosesaum umgeben. Oie verdünnte Kompakra kann sich nach außen vorwölben. seltener tritt eine Dickenzunahme der Kompakta auf Echte Zysten können durch Nekrosen und Einblutungen entstehen. Knochenneubildungen gehen in der Regel von der Spong1osa aus, die dadurch ein un-
8 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
355
a Stark sklerosierte Raumforderung (PIeile) Im Bereich der linken vorderen Sth~dcllmk. die den linken Sinus maxillaris, das Keilbeln und das Jochbein erfasst hat. b Seifenblasenähnliche wabig-zystische Destruktionen im proximalen rcmur. Die Läsion ist von einem scharf begrenzten Sklerosesaum umgeben. regelmäßiges neckiges Muster annimmt. Der Faserknochen ist kalkarm und weich. so da.ss Ve,·biegungen der langen Röhrenknochen ( Hirtenstabform des Femurs. Crus antecurvatum und varum). ErmüdungsbrUche und looser·Umbauzonen auftreten. Bei der monostatischen Form finden sich solitäre Herde mit unterschiedlich stark sklerosiertem. scharf begrenztem Rand. Bei der oligoostotlschen Fonn zeigen sich mehr mattglasartige Herde. die mit Deformierungen. Volumenzunahme oder stärkerer Verbiegung einhergehen. Am Schädel emsrehen gemischrförmige Veränderungen aus Abbau und Knochen neu· bildungen mit waneähnlichem Bild. Für die vordere Schädelbasis ist ein pagetoider Typ aus sklerosierenden Veranderungen m1t Volumenzunahme charakteristisch. Be1 einem schweren Befall des Gesichtsschädels entwickelt sich das Bild der Leontiasis ossea. Das Szintigramm spiegelt d1e Vaskularisation und den Grad der Knochenbildung wider. so dass die Mehrheit der Läsionen eine erhöhte Radionuklidanreicherung ze1gt. Das Milchglasphänomen wird am besten in der CT erkannt.
es zu Verbiegungen der langen Röhrenknochen und Ermüdungsbrüchen kommt. Bei der monostatischen Form finden sich sobtäre Herde mit sklerosiertem, scharl begren1tem Rand. bei der oUgoostotlschen Fonn mehr mattglasartige Herde mit Deformierungen. Am Schädel entstehen gemischte Veränderungen aus Abbau und Knochen· neubildUI'Igen mit watteähnlichem Bild.
Im Szintigramm zeigen die meisten Läsionen eine erhöhte Radionuklidanrekherung. Das Milchglasphänomen wird in der CT erlcannt.
4 .3.10 Gelenkerkrankungen
4.3.1 o Gelenkerkrankungen
Degenerative Gel enkerkrankung
Degenerative Gelenkerkrankung
,.. Synonym. Arthrosis deformans. Arthrose
• Synonym.
Bei der Arthrosis deformans handelt es sich um Verschletßerscheinungen in einem Gelenk durch ein Missverhältnis zwischen Belastung und Belastbarkelt des Gelenkknorpels. Allgemeines: Man unterscheidet primiireund sekundäre Arthrosen (z. 8. als Frakturfolge). Bevorzugte Lokalisationen sind Wirbelsäule (SpondylarthroSIS deformans. s. S. 624), Hüftgelenk (Koxarthrose, Abb. 8-4.51a) und Kniegelenk (Gonarthrose). Häuftg betroffen smd außerdem distale lnterphalangealgelenke (Heberden·Arthrose. Abb. 8-4.51 b), proximale lnterphalangealgelenke (Bouchard·Arthrose). Daumensanelgelenk(Rhizarthrose). Metakarpophalangealgelenk. Talonavikulargelenk. Akromioklavikulargelenk und Schultergelenk (Omarthrose).
Allgemeines: Man unter<;cheidet primäre und sekundare Arthrosen (z. 8. als Fraktur· folge). Bei.'OfZugte lolcalisarionen sind Wirbelsäule (Spondytarthrosis deformans. s. S. 624), Hüftgelenk (Koxarthrose) und Kniegelenk (Gonarthrose).
Klinik : Die kli nische Symptomatik wird bestimmt durch bewegungsabhängige Schmerzen. ln fortgeschrittenen Stadien findet sich eine Bewegungsemschrlinkung.
Klinik: Bewegungsabhängige Schmerzen. später Bewegungseinschränkung.
Diagnostisches Vorgehen: Zur Diagnosebestatigung und Verlaufskontrolle wird die Bildgebung eingesetzt. Die röntgenologischen Veränderungen hinken der klinischen Symptomatikoftjahre hinterher. Eine eindeutige Korrelation zwischen röntgenologi-
Diagnostisches Vorgehen: Oie röntgeno· logischen Veränderungen hinken der klinischen Symptomatik oft Jahre hinterher.
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B 4 Skelett
a Koxarthrose beideits: links Stadium 4 mit subchondralcr Sklerose und Osteophyten am Azetabulunndach (P{eil) sowie ~ulxhondralen Zysten und Gelenkspaltverschm;ilerung. rechts Stadium 2. b Heberden-Polyarthrose: Ver· schmälerung der Gelenkspalte der distalen lnterphalangeal· gelenke beidseits mit ausladend verbreiterten und begradigten Gelenkflächen. Es Iinden sich marginale Osteophyten (pfeile) und bandförmige subchondrale Spongiosaverdichtungen (P{eilspitzen).ln den distalt:>n lntcrphalangealgelenken leigt sich eine Deviation der artikulierenden Knochen nach radial. Die Veränderungen sind rechts stärker ausgeprägt als links.
Die Initialen Knorpelschäden können mit knorpelsensitiven Sequen1en in der MRT nachgewiesen werden.
schem und klimschem Befund ist nicht immer gegeben. Dte Initialen im Rahmen der Arthrose auftretenden Knorpelschäden konnen mit knorpelsensttiven Sequenzen in der MRT nachgewiesen werden. Nur selten kommt bei dreser Fragestellung die Mehr· phasen-Knochenszintigrafie zum Einsa!l. die in der Frühphase infolge der erhöhten reaktiven IJurthblutung erne Mehranreicherung zeigt.
Radiologische Diagnostik: Die Destruktion und DegeneratiOn des Knorpels führt t u typrschen Zeichen auf der Röntgenauf· nahme (Abb. 8-4.51 ). v. a. Gelenkspaltverschm31erung. subchondrale Sklerosierung (Spongiosaverdichtungen) und Au01ellungen (Geröllzysten) entwickeln. An den Gelenkrändern entstehen Osteophyten. Schließlich kommt es zur Verformung der Artikulationsflächen bis hin zum knöchernen Durchbau des Gelenks (Ankylose). Klassifikation der Arthrose im Röntgenbild s. Tab. B-4.9.
Radiologische Diagnostik: Die Destruktion und Degeneration des Knorpels führt zu typischen 7erchen dUf der Röntgenaufnahme (Abb. 8·4.51). Hrerzu zahlen die Ge· lenkspaltverschmälerung. besonders in den am stärksten belasteten Gelenkanreilen. die subchondrale Sklerosrerung und subchondralc Aufhellungen (Geröllzysten). An den Gelenkrandern entwickeln sich Osteophyten, d. h. reaktive knöcherne Randwülste und Randausziehungen m den Bereichen der Druckentlastung. Schließlich kommt es wr Verformung der ArtikulallOnsflächen. Durch die zunehmende Destruktion des Gelenkknorpels entstehen an den Knochen Schliffflächen. die die Artikulation übernehmen. Folge hiervon können Gelenkinstabilitäten und Subluxationen sein. ln fortgeschrittenen Stadien entsteht, besonders an der Wirbelsäule.>, das sog. ..Vakuumphänomen". bei dem zerstörtes Bandscheibengewebe durch Gas ersetzt wurde. ln bcsonder~ ~chweren F
Auch Synovialmembran und Gelenkkapsel sind betroffen. Abgeschilferter Knorpel· detritus verursacht eine Entzündung der SynOVialmembran (aktivierte Arthrose): Es kommt zur Verdickung und Schrumpfung der Gclenkkap~.
Die wiclllrgsten Zeichen der Arth rose 1m Röntgenbild smd : asymmerri· sehe Verschm.llerung des Gelenkspalts. subchondrale Sklerose. osteophytare Ausziehungen und Geröllzysten.
Allgemeine Klassifikation der Arthrose Im Röntgenbild {nach Kellgren und U.wrence) Stadium
Röntgenmorphologie
1
geringe subchondrale Sklerosierung, kerne Osteophyten. keme Gelenkspaltverschmälerung
2
geringe Gelenkspaltverschmiilerung. beginnende
3
ausgeprägte Osteophytenbildung. Gelenkspaltverschmälerung, deutliche Unregelmäßigkeit der Gelenkflä
4
ausgeprägte Gelenkspaltverschmälerung bis zur votlstandlgen Destruktton.
357
B 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
Arthritis urica
Arthritis urica
Reizerscheinungen im Gelenk sowie 1m periartikulärcn Gewebe durch Uratcinlagcrungcn. Allgemeines: Zugrunde liegende Frkrankungder Arthriti~ unca ist die Gicht. Sic wird durch die Hyperu rikämle verursacht. die als primäre Form bei erhöhter HarnSilureproduktion oder verminderter renaler Ausscheidung familiär gehäuft zu finden ist oder- sekund~r- durch einen gesteigerten Blutzellumsatz (z. 8. bei Leukämie), chronische Nierenerkrankungen oder bestimmte Medikamente hervorgerufen wird. Es erkranlcnsjahr. Das Groß. Zeheng rundgelenk ist in SO% als Ersrmanifestation und insgesamt in 75% aller Fälle betroffen. Weitere Lokalisationen sind Zehen- und Fingergelenke. Fuß· und Handwurzclgelenke, obere Sprunggelenke. Ellbogen- und Kniegelenk.
Allgemeines: Zugrunde liegende [rl
Klinik: Die Erkrankung beginnt anfallsartig mit Überwärmung und schmerzhafter Schwellung des Großzehengelenkes (Podagra). ln fortgeschrittenen Fällen sind schwere Gelenkdeformierungen möglich. Die Uratablagerungen können sich bis in das Weichteilgewebe ausdehnen und w Hautul7.eranonen fUhren.
Klinik : Anfallsartiger Beginn mit Über· wärmung und schmerzhafter Schwellung des Großzehengelenkes (Podagra). Schwere Gelenkdefonnierungen und Hautullerationen sind möglich. Diagnostisches Vorgehen: Typischer Gclenki:>cfall und laborchemisch nachweis· bare Hyperurikämie führen zur Diagnose.
Diagnostisches Vorgehen: Die Diagnose Gicht wird bei typischem Gelenkbefall und einer laborchemisch nach\VCisbaren Hyperurik~mie vermutet. Rad iolog1sche Skelett veranderungen sind meist erst nach mehreren Gichranf~llcn nachwe1sbar. Radiologische Diagnostik: Charakteristika 1m Röntgenbild (Abb. B-4.52 ) sind die durch i ntraoss~ re Uratablagerungen (Tophi) verursachten. zumeist scharf begrenzten. polygonalen Osteolysen in der Epi- und Metaphyse, die bis in die Diaphysen reichen können. Weiterhin charaktCIIStlsch sind de1 sog. Oberhängende Knochenrand im Randbereich eines eingebrochenen Tophus. becherfOrmige artikuläre Mutilationen und der sog. Tophusstachel. bei dem es sich um eine ;>eriostalc Reaktion am l'o· phusrand handelt. Daneben finden sich die Zeichen der Entzündung: • exzentrische Weichteilschwellung • Gclenkspaltverschmälerung • Zerstörung der subchondralen Grenzlamelle und • Usuren.
Radiologische Diagnostik: Charakteristika im Röntgenbild (Abb. B-4.52) sind die durch intraossäre Uratablagerungen (Tophi) veru~chten schal r begren7ten. polygonalen Ost~lysen in der Epo· und Metaphyse, der überhängende Knochenrand und der Tophusstachel. Zeichen der Entzündung Sind: • exzentrische Weichteilschwellung • Gelcnkspaltverschmalerung • Zerstörung der subchondralen Grenzlamelle
ln der MRT zeigt der Tophus in der T2-Wichtung zentral hohe Signalintensitäten. in der Tl-Wichtung nach KM-Gabe em Enhancement 1m umgebenden Granulationsgewebe.
in der MRT zeigt der Tophus in der T2· Wtchtung zentral hohe Signalintens1taten.
Kenn7eichen der Arthrius urica sind epi· und mctaphy~re Osteoly~en, die durch intraossare Uratablagerungen (Tophi) entstehen. Prädilektlonsort ist das Großzehengrundgelenk.
Scharf begrenzte, palygonale Osteol~e in der Eplund Metaphyse bos in die Di
• USUf(l'll.
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B 4 Skelett
Chondrokalzinose
Chondrokalzinose
.. Synonym.
.. Synonym. Pyrophosphatarthropathie. Pseudogicht
• Definition.
Der Chondrokalzinose liegt eine Ablagerung von Kalziumpyrophosphatkristallcn m den Gelenken zugrunde. die zu emer Entzündung der Synovia und zu einer Knorpelschädtgung führen kann.
Allgemeines: Bewrzugt befallen sind Knie. Handgelenk. Schulter, Hüfte und Symphyse.
Allgemeines: Die Erkrankungbefallt bevorzugt Knie. H.Jndgelenk.Schul ter. Hüfte und Symphyse. Auch Bursen und Sehnenscheiden können betroffen sein.
Klinik: Akuter Schmerz und Schwellung im betroffenen Gelenk (Pseudogicht).
Klinik: Charakteristisch sind der akute Schmerz und die Schwellung im Bereich des betroffenen Gelenks. Durch wiederholte Anfälle kann die klinische Symptomatik der Gicht stmuliert w~rden (P~udogicht).
Diagnostisches Vorgehen: Nachweis von Kal ziumpyrophosph~tkristallen in der Synovia. Diagnosesicherung röntg('f1ologisch.
Diagnostisches Vorgehen: Der Nachweis von Kalziumpyrophosphatkristallen in der Synovia erhärtet die Dtagnose. Der Harnsäurespiegel im Serum ist normal. Die typischen radiologiS
Radiologische Diagnostik: Im Röntgenbild (Abb. B-4.53) weist der Faserknorpel (MeniS
Radiologische Diagnostik : Im Röntgenbild (Abb. B-4.53) wetst der Faserknorpel (Menisci und Disci) punktförmige, grobschollige oderlineare Verkalkungen auf. während im hyalinen Gelenkknorpel strich- und bandr
Streifige Verkalkungen im Berekh des lateralen Meniskus des linken Kni(>9elenks (Pfeile).
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B 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
Rheumatoide Arthritis
Rheumatoide Arthritis
.,. Synonym. chronische Poly<~rthritis
• Synonym.
Chronisch-entzündliche Erkrankung mit bevorzugtem Befall der Synovialmembran der Gelenke. Allgemeines: Oie Synovia proliferiert und bildet c1n Granulationsgewebe (Pannus). das Cclenkknorpel. angrenzende Knoc1Jens11Ukruren. CelenkkapseJ. Sehnen. Sehnenscheiden und Bursen zerstört Häufig besteht ein bilateral·symmetrischer. meist po· lyartlkulärer Befall. Betroffen sind bevorzugt die Finger- und Handgelenke. besonders Metakarpophalangeal-. distale und proximale lnterphalangealgelenke. Prädilektionsstellen der Erosionen sind die sog .•.bare arl'as•. die mcht vom Knorpel uberzogenen Celenkanteile.
Allgemeines: Die Synovia bildet ein Granulationsgewebe (Pannus). das den Gelenkknorpel zerstört. Häufig besteht ein bilateral-symmetrischer. meist polyartiku· lärer Befall. Betroffen sind bevorzugt die Finger· und Handgelenke.
'!Ypischerweise beginnt dH~ Erkrankung an den kleinen Gelenken. besonders der Hand. und schreitet zentripetal fort. Im Verlauf sind dann zunehmend die großen Gelenke und auch die HWS betroffen. Klinik: Meist stehenunspezifische Allgemeinsymptome und die Gelenkbeschwerden im Vordergrund. 01e betroffenen Gelenke smd schmerzhaft geschwollen und m der Bewegung eingeschränkt. Es können schwere Fehlstellungen. Subluxationen sowie fibröse und ossäre Ankylosen (z. B. dasOscarpale m1t Fusion <'inigl'r oder allerCarpalia) entstehen. Oie ulnare Deviation der Finger durch Subluxationen in den Metakarpophalangealgelenken ist klinisch kennzeichnend. Der Krankheitsverlaufist von Exazerb.ltionen und Remissionen gekennzeichnet. Di<' rhcumatoide Arthnris kann selten auch mit schweren allgemeinen Krankheitszeichen. Fieber und Beteiligung innerer Organe einhergehen.
Klinik: Die betroffenen Gt.>k'nkc sind schmeohaft geschwollen und in der Bewe· gung eingeschränkt. Es können schwere Fehlstellungen. Subluxationen sowie fibröse und ossäre Ankylosen (z. B. Os carpale) ent· stehen. Oie ulnare Deviation der Finger ist kennzeichnend. TYJ)Isch für den Verl.wf sind fxa7erbatl0f1en und Remissionen.
Diagnostisches Vorgehen: s. Tab. B-4.10.
Diagnostisches Vorgehen: s. Tab. 8-4.10.
Radiologische Diagnostik: Initial fehlen im konventionellen Röntgenbild nachweisbare Skelectveränderungen. Nach W. Dil1lmann werden die röntgenologischen Befunde entzündlicher Gelenkerkrankungen in 3 Gruppen emgeteilt: • unspezifische Zeichen der Weichtellschwellung (Gelenkerguss. Synovitis) • arthritische Kollateralphänomene (bandförmige. gelenknahe Osteoporosen) • Direktzeichen: H1erlu zahlen Gclcnkspaherweuerungen und symmetnsche Celenkspaltverschmälerungen. Erosionen (kleine Konturdefekte am Gelenkrand) und Destruktionen. Ankylosen sind als Endzustand der Arthritis zu werten und zählen ebenfalls zu den Oirektze1chen. Die MRT besitzt jedoch eine höhere Sensitivität und kann sehr früh entsprechende Veränderungen nachweisen. Zudem wird s1e zur Therap1e- und Verlaufst.>valuation eingesetzt.
Radiologische Diagnostik: ln1tial fehlen im Röntgenbild nachweisbare Skelett· veränderungen. Oie Befunde werden in 3 Gruppen eingeteilt: • Weichteilschwellung • arthritische Koilateralph.inomene • Oireklzeichen. Oie MRT besitzt jedoch eine höhere Sensi· tlvität und kann sehr früh entsprechende Ver~nderungen nachweisen. Zudem wird sie zur Therapie- und Verlaufsevaluation eingesetzt.
Diagnostische Kriterien der ACR (Amerlcan College of Rheumatology) • Morgensteifigkeit
min~tens
• Arthritis (Schwellung) an mindestens 3 Gelenkregionen
14 Gelenkregionen (bds.): Metakarpophalangealgelenke. proximale lnterphalangealgelenke. I land·. Ellenbogen·. Kme-. Sprung- und Metatarsophalangealgclenke
• Arthritis (Schwellung) an Hand- und Angergelenken
Befall mindestens eines Hand-. Metakarpophalangeal- oder proximalen lnterphalangealgelenks
• symmetrische Arthritis
bds. Befall der gleichen Gelenkregion
• subkutane Rheumaknoten
über Knochenvorsprüngen oder gelenknahen Streckseiten
• Rheumafaktornachweis
im Serum
1 Stunde andauernd
• typische Röntgenveränderungen dors0110lare Handaufnahme: gelenknahe Osteoporose und/oder Erosionen dl!f betroffenen Gelenke Rheumatoide Arthritis: mindestens 4 der 7 Kriterien erfüllt. wobei die Kliterien 1-4 über 6 Wochen bestehen müssen.
360
B 4 Skelett
Deutliche Gclcnkspaltverschmälerungen mit gelenknahen Osteoporosen (Pfeile). Oie Gelenkflächen weosen teilweise marginale Usuren auf. Ausgedehnte Mutilationen der Geienkfiächen der lnterphalangealgclcnke V()n 0 I beidseits. rechts besteht eine Subluxatoonsstellung. An den Phalangen V. rechts deutlicher als links. finden sich ulnare Deviationen.
Synoviale Proliferationen und Gelenk· erguss können mit der MRT direkt dargesreUt werden. Auch die Sonografie ermöglicht eine nähere Oiffercnzoerung der intraartikulären Strukturen. Oie synovi,,len Prollleralloncn fuhren Lu marginalen Usuren (Abb. B-4.54). Fort· scho eotende Destruktion der gelenknahen Knochenabschnitte verursachen ausgedehnte Mutilationen, Luxationen und Subluxationen. Aus den Gelcnkdl">trukllonen können fibröse oder knöcherne Ankylosen resultieren. Der Befall der HWS ist durch d1e rheumatische Oiszitis mit Verschiebung der HWK (Treppenleiter-Phänomen). atlanto.1xlale Dislokation und pseudobasiläre Impression gekennll.'ichnet.
Oie 3-Phasen-Skelettszintigrafle kann Überblick über die Befallstopik von Enlliindungsherden liefern.
einen
Synoviale Proliferationen und Gelenkerguss können mit der MRT di rekt dargestell t werden. Daneben ermöghch r auch die Sonografie eine nähere Difl'erenzieru ng der inrraartikulären Strukturen. Die Schädigu ng des Gelenkknorpels spiegelt sich in einer ~ymmetnschcn Verschmälerung des racl•ologischen Gelenkspalts w1der. Fruhe Zeichen der knöchernen Destruktionen im Röntgenbild sincl Unterbrechungen der subchondralen Grenzlamellc. Ote ~yuovtalen Profifetalionen fuhren im weiteren Verlauf zu marginalen Usuren.d•e durch Arrosion der intraartikulären. nicht von Knorpel bedeckten Knochenanteile (.bJre areas") entstehen (Abb. B-4.54). Fortschreitende Destruktion der gelenknahen Knochenabschnitte verursachen tedweise ausgedehme Mutilationen. die zusammt>n m1t der Sch3d•gung des Kapselbandapparates w Luxationen und Subluxa tiooen fuhren konnen. Aus den Gelenkdestruktionen können fibröse oder knöcherne Ankylosen resultieren. Bei langsam progredientem Verlauf entwickeln sich bisweilen Veränderungen. die denen der Arthro~e entsprechen (s.S. 356). Der Befall der HWS ist durch die rheumatische Diszitis mit Verschiebung der HWK (Treppenleiter-Phänomen). atlantoaxialc Dislokation und pseudobasilare Impression gekennzeichnet. D1e Kompression der Medullaoblongara und des oberen Zervikalmarkes, die sensitiV tn der MRT darstellbar ist. kann zu schwerwiegenden neurologischen Komplikationen und ~gar zum plötzlichen Tod führen. Klassisch ist die Pannusbtldung :geschwulstartiges Weichteilgewebe). die im Verlauf Knorpel, Knochen und andere Strukturen destruiert. DH.' 3-Phasen-Skelettszmtigrafie g1bt emen Überblick uber die Befallstoptk von Ent· zündungsherden und kann damit bei Verdacht auf eine rhcumatoide Anhritis und noch nicht crfulltcn ACR-Kritenen und neg.u1vem Röntgenbefund wichtige difTen~n zialdtagnostische Kritenen liefern. Darüber hinaus können andene. den Knochen betreffende Zweiterkrankungen ausgeschlossen werden. Sie wirdjedoch V
Arthritis psoriatica .. Oeflmtion.
Arthritis psoriatica Dtc Arthritis p:.oriatica kann sowohl zusammen mir Hautveränderungen als auch bei minimalen oder fehlenden Zeichen der Psoriasis auftreten. Oie Erkrankung i5t charakrcris•crt durch das Nebenemander von erosiv-destrukllven Gelenk- und proliferativen Knochenveränderungen.
8 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
361
a Psoriasis, axialer Typ: deutliche Cinengung und Destruktion der Gelenkflä· chen der lnterphalangeal· gclenke von D 11. Periostale Verknöcherungen (Pfeol) sowie knöcherne Anbauten (DoppelpfeiiP) om Bereich der Kapsel· und Band· ansätze haben zu einer kolbenförmigcn Auftrei· bung der Basen von Mittel· und Endphalanx geführt. b Psoriasis, transversaler Typ: verschmälerte proximale lnterphalangeal· gelenke von 0 II bi ~ V. Knöcherne Anbauten im Kapsel· und Bandansatz· bereich bei D IV und deutlicher noch bei 0 111 . Im Bereich der Handwurzelknochen sowie der distalen Radius- und Ulnaepiphysen inhomogene Sklerosierungen. die w einer Aufhebung der normalen knöChernen Struktur geführt haben. Oie Gelenke sond erheblich verschmäleot.
Klinik: Bevo!'lugl betrolfen sind doe tubulären l<nochen von H~nden und Fußen, das Handgelenk. die lliosakralgelenke (ISG ) und die Wirbelsäule. Typisch sind schme!'lhafre Schwellungen und ßewegungseinschrän lmngen. fn Spätstadoen kommt es zu schweren Gelcnkdeformierungen. Diagnostisches Vorgehen: Typbch ist ein chJrakteristisches und diagnostosch wegweosendes Befallsmuster. An Händen und Fußentreren die Veränderungen besonders an den distalen lnterphalangealgelenken mehrerer oder aller Finger (Transversaltyp) oder an den lnterphalangeal·und Metal<arpophalangealgelenken eines Strahls(Axial· typ...Wurstfinger"') auf. Daneben gibt es auch Mischformen. Radiologische Diagnostik : Das Röntgenbild zeigt Initial periartikuläre Weichteil· schwell ungen und Erosionen der Gelenknächen. Im Gegensatz zur rheumalaiden Arthritis fehlt meist eine gelenknahe Osteoporose. Rascher als bei der rheumatoiden Arthritis rntt eine Destruktion der Gelenknachen mit Mutilation oder knöcherner Ankylose auf. Einebleistiftartige Destruktion der Epiphyse einer !'halanx in Kombina· non mit eoner konkaven Verformung der benachbarten Phalanx wird ,tls .Ptncil-in· Cup-Konfiguration· bezeichnet. Häufiger entstehen periostale Verknöcherungen und proliferative Veränderungen Im Kapsel·, Band· und Sehnenansatzbereich, die eine kolbcnförmige Auftreibung an der Basis der Phalangen hervorrufen (Abb. 8-4.55 ). Die ll iosakralgelenke sind überwiegend bilateral und symmetrisch betroffen. Oie Veränderungen ähneln dem .. bunten Btld" der ankylosierenden Sakroiliitis (s. S. 627). Bei Befall der Wirbelsäule (Psoriasisspondylitis) imponieren Parasyndesmophyten wie beim Reiter-Syndrom (s.S. 362). Für die Arrhritos psorianca bt das Befallsmuster charakteristisch· Trans· versal- oder Axialtyp. Im VergleiCh zur rheumatoiden Arthnns verlaufen dte Destruktionen rascherund es entstehen ausgedehnte Mutilationen und Ankylosen. Ossinzoerende Periostoroden und Fobroostitiden sowie ein Befall von Sakroiliakalgelenken und Wirbelsäule weisen auf die Psoriasisarthritis hin.
Klinik : Bevorzugt betroffen sind die tubu· lären Knochen von Händen und Füßen, die ISG und die Wirbelsäule. Typisch sind schmerzhafte Schwellungen und Bewegungseinschränkungen. Diagnostisches Vorgehen: Das charakteris· tosehe Befallsmuster zeigt soch an den distalen lnterphalangealgelenken der Finger (Transversaltyp) oder an den lnterphalan· gt.>al· und Mct.1karpophalangealgelenken eines Strahls (Axialtyp). Radiologische Diagnostik: Das Röntgen· bild 1eigt initial penartikuläre Weichteol· schwellungen und Erosionen der Gelenk· ß.Jchcn. Im Gegensat1 TUr rhcumatcxden Arthritis fehlt mt.>ist eine gelenknahe Osteo· porose. Dafür tr<.>ten Mutilation und Ankylose rascher auf. Häufig entstehen periostale Verknöche· rungen und proliferative Veränderungen im Kapsel-, Band· und Sehnenansatz· bereich, die eine kolbenförmige Auftreibung an der Basis dcoPhalangen hervorrufen (Abb. B-4.55). Der Befall der lliosakral· gelenke 1eigt ein symmetrisch ausgeprägtes . buntes Bold" (s. S. 627).
I
362
8 4 Skelett
Reiter-Syndrom
Reiter-Syndrom
' .,. Definition.
Entzündliche Gelenkerkrankung. die als Zweiterkrankung nach gastrointesrinalen oder urogenitalen Infektionen auftrirt.
Klinik : Klinische Trias aus unspezlfischer Urethritis, Konjunktivitis und Arthritis. Betroffen sind fast nur Männer. Der Verlauf ist selbstlimitierend. Die mono·. oligo· oder polyarthritische Eri
Klinik: Die klinische Trias besteht aus unspez1fischer Urethritis, Konjunktivit is und Arthritis. Betroffen sind fast ausschließlich Männer. Die arthritischen Symptome setzen meist akutoder subakutein und verlaufen in der Regel milder ~ls bei der rheumatoiden Arthriti~. Der Verlauf ist haufig selbstlimitierend. D1e mono-. oligo- oder poly· arthritische Erkrankung befällt bevorzugt die untere Extremität: lnterphalangealund Metatarsophalangealgelcnkc der Füße, Fußwurzelgelenke und Kniegelenk. Die Hände sind seltener betroffen.
Diagnostisches Vorgehen: Unspezilische Erhöhung der Entzündungsparameter: HLA-827 ist in 80%. radiologisch sichtbare Gelenkveränderungen bei 60-80% nach· weisbar. Radiologische Diagnostik: 1m Röntgenbild (Abb. 8-4.56) ll'igt sich meist t>ine asym· metrische Verteilung des Gelenkbelalls. Es finden sich die typischen Arthntiszeichen. An den Metatarsalia und an den Plldi,ulgen sind häufig periostale Knochenapposi· tionen nachweisbar. in den gelenknahen Knochenabsch111lten besteht nur eine geringe Osteoporose. Im Spätstadium oft einseitige Sakroiliitls.
Diagnostisches Vorgehen: Laborchemisch besteht eine unspezifische Erhöhung der Entzündungsparamcter. Das HlA-827 ist in 80% der Fälle nachweisbar. Ggf. gelingt der Erregernachweis. Radiologisch nachweisbare Gelenkveränderungen finden sich bei 60-80 %der Patienten. Radiologische Diagnostik: 1m Röntgenbild (Abb. 8 ·4.56) ist meist eine asymmetri· sehe Verteilung des Gelenkbefalls nachweisbar. Wie be1 rheumato1der Arthrit is (s. S. 359) und Arthritis psoriarica (s.S. 360) finden sich die typischen Arthritiszeichen. An den Metatarsalia und an den Phalangen sind jedoch häufig deutliche periostale Knochenappositionen nachweisbar. in den gelenknahen Knochenabschnitten be· steht nur eine geringe Osteoporose. Gelenkdestruktionen werden nur bei chronischem Verlaufbeobachtetim Spatstadium kann es zu einer ofi einseitigen Sakroiliills mit Gelenkspaltverschmalerung. marginalen Erosionen und Sklerosen kommen. Bei Befall der Wirbels:lule finden sich Parasyndesmophyten. Häufig entwickelt sich eine Calcaneopathia rheumatica mit Erosionen ' uncl Spornbildungen am Ansatz des Lig. plantare longum am Kalkaneus.
a Periostale Knochenneubildung und Weichteilschwellung an der Grundpnal.lßx o rv (Picil). b Sklerose. Arrosion und periostale Knochenneubildung (Pieil) im Kalkaneus.
Spondylitis ankylosans s. S. 626
Spondylitis ankylosans s. S. 626
~.3.11
4.3.11 Allgemeine Traumatologie
Allgemeine Traumatologie
Frakturen
Frakturen Wirbclsaule s.S. 629, Schddel s.S. 660
Frakturformen
Frakturformen
Traumatische Frakturen: Durch direkte Gewalteinwirkung (Schlag. Stoß. Schuss} ent~teht die Fraktur am Ort der Gewaltein· wirkung. Bei Indirekten Gewalteinwir·
Traumatische Frakturen: Werden bei direkter oder indirekter Gewalteinwirkung die Elastizltätsgrenztn des Knochens überschritten. so resultiert eine Kontinuitätsunter. brechungdes Knochens. eme Fraktur. Durch direkte Gewalteinwirkung (Schlag, Sroß, Schuss) entstehtdie Frakt\lf am Ort der Gewalteinwirkung. Bei indirekten Gewaltein·
363
8 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
frakturformen
2 I Fissur 21nfraktion
Querfraktur
~thrJgfrJklur
Spiralfraktur
Langslraktur
Y·Fraktur
wirkungen durch Biegung. Drehung oder StJuchung kommt es zu emem Wechselspiel zwischen Zug- und Kompressionskräften. die zu einer Knochenverformung führen. An der Stelle. an der die größle Differenz zwischen Slabilit~r und Verformungskräften auftritt, bricht der Knochen. Ort und Art der Fraktur werden vom Traumamechanismus und dem Zustand des Knochens bestimmt. Rein bildmorphologisch werden nach dem Verlauf der Frakturlinien folgende komplette Frakturformen unterschieden: Schräg-, Quer-, Spiral-, längs-. Y-. T- oder VFrakturen (Abb. 8-4.57). Weiterhin wird zwischen Splitter-. Stück- (> 2 Fragmente) und Trümmerfrakturen (> 6 Fragmente) differenziert. Bei einer lmpressionsfraktur werden Fragmente einer Kalottenfraktur des Schadeis nJch innen verlagert Eine Stauchungs- oder Kompressionsfraktur liegt vor. wenn die Spongiosa durch eine axiale Druckkraft komprimiert wird. Diese Frakturform findet sich besonders an Wirbclkörpem. dieme1st keilförmig deformiert werden. D1e AO-Kiassifikatlon (AO • Arbeitsgemeinschaft fOr O
Splitterfraktur
Stuckfraktur
Trummcrfraktur
kungen durch Biegung. Drehung oder Stauchung kommt es zu einem Wechselspiel zw1schen Zug- lind Kompressionskräften. die zu einer Knochenverformung führen. Rein blldmorphologrsch werden nach dem Verlauf der Frakturlinien folgende komplette
Frakturformen unterschieden: Schräg-. Quer-. Spiral-. längs-, V-. T- oder V-Frakturen (Abb. B-4.57). Weiterhin wird zwischen Splitter-, Stück-(> 2 Fragmente) und Trümmerfrakturen (> 6 Fragmente) differenziert.
3. Bewertung der Fraktur nach Kompliziertheit. Prognose erc. (z. B.
eJOI'ache Fraktur. 8 • Kellfrakrur, C • komplext' Fraklur: bei gelenk· nahen Frakturen: A =extraamkular. 8 • panieile Gelenkfraktur. C • vollstandrge Celenkfraktur) 4. und 5. Fragmentbeschaffenheit und SfX'Zielle UnrcrgrupfX'n. ln der Regel: l•lercht, 2 • mutel. 3 • sehwer. A•
Neben den beschriebenen kompletten Frakturformen gibt es auch inkomplette Frakturen: • Eine Fissur ist ein längs zur Knochenachse verlaufender Frakturspalt. der weder eine vollständige Trennung noch eme Dislokation der Fragmenle verursacht. • Bei einer Infraktion verläuft die Fraktur durch d1e Kompaktader einen Seite und durch die Spongiosa, ohne die gegenüberhegende Kompakta zu erreichen.
Be1 komplizierten Bruchen werden zusätzlich zur Knochenfraktur die umgebenden Weichteile verletzt. Dabei kann ein Gegenstand von außen eindringen oder ein Knochenfragment durchspießl von innen die Haut. D1ese sog. offenen Frakturen gelten immer als bakteriell kontaminiert, so dass das Risiko einer Osteomyelitis erhöht ist (s. S. 331 ). Offenen Frakturen werden nach Gustilo in verschiedene Grade erngetei lt: 1 Komplikat.ronswunde < I cm. II Komplikationswunde > 1 cm. 111 schwere Weichteilzerreißung. Von den trauma11sc:h bedrngten Frakturen müssen zwei Sonderformen differenziert werden: • Ermüdungsfrakturen (Stressfrakturen. Abb. 8-4.58): S1e entstehen. wenn ein gesunder Knochen Ober längere Ze11 innerhalb der Elastiz1tatsgrenzen belastet wird. DJs Röntgenbild zeigt im Bereich der Spannungs- und Druckspitzen einen unscharf begrenzten Frakturspalt m1t Sklerosesaum. verdickter Kompakta und unterschiedlich starker endostaler und periostaler Kallusbildung.'JYpische Beispiele sind die sog. Marschfrakturen des Os metatarsale II oder 111. • Pathologische Frakturen: Sie entstehen im erkrankten Knochen, z. 8. bei metabolischen und endokrinen Erkrankungen. prim~ren Knochentumoren oder Metastasen. Oie Stabiht.lt des Knochens ist so stark reduZiel'l. dass er durch 8agatelllraumen oder die physiologische Belastung bereits frakturiert. Im Röntgenbild (Abb. 8-4.58c) finden sich neben den typischen Frakturzeichen die Ver.Jnderungen der Grunderkrankung.looser-Umbauzonen sind Ermüdungsfrakturen im erkrankten Knochen (z. B. bei renaler Ostcopathie. Morbus Paget oder Osteomalazie).
Daneben gibt es inkomplette Frakturen: • Fissur: längs zur Knochenachse verlaufender Frakturspalt • Infraktion: Fraktur verläuft durch die Kompakta einer Seile und durch dre Spongiosa, die gegenüberliegende Kompakta wird nicht erreicht. Bei komplizierten Brüchen werden die umgebenden Weichteile verletzt Bei diesen offenen Frakturen ist das Risrko einer Osteomyelitis erhöht (s. 5. 331 ).
Zwei Sonderformen von frakturen stnd: • Ermüdungsfrakturen (Stressfrakturen, Abb. 8-4.58) entstehen. wenn ein gesunder Knochen lange Innerhalb der Elastizit~tsgrenzen belastet wird. Das Röntgenbild (Abb. 4.58) zeigt ernen unscharf begrenzten Frakturspalt mrl Sklerosesaum. verdickter Kompalcta und endostaler und periostaler Kallusbildung. • Pathologische Frakturen (Abb. B-4.58c) entstehen, wenn die Stabilität des kranken Knochens so stark reduziert ist. dass er durch Bagatelltraumen oder physrologi· sehe Belastung frakturiert.
364 B-4.58
B
4 Skelett
Besondere Frakturformen
a Stressfrakturen: Unscharf begrenzter Frakturspalt mit deutlichem Sklerosesaum und verdickter Kompakta (Pfeil) in der distalen Tibia (a). Konsolidierte Frakturen Metatarsale III und IV (Pfeile) im Vorfuß links (b). c Pathologische Fraktur: Subtrochantäre Femurfraktur (dicker Pfeil) bei großer Osteolyse im proximalen Femurschaft (kleine Pfeile).
Besonderheiten im Kindesalter
Besonderheiten im Kindesalter
Bei einem Kompressionstrauma langer Röhrenknochen in der Längsachse findet sich eine Vorwölbung des Periosts und der Kortikalis in Metaphysennähe (sog. Wulstbruch). Eine Grünholzfraktur ist durch einen Bruch der Kortikalis auf der Spannungsseite und Verbiegung auf der Kompressionsseite (Konkavität) bei intaktem Periost charakterisiert (Abb. B-4.59). Eine Abtrennung der Epiphyse wird als Epiphysiolyse bezeichnet. Sie führt zu einer abnormen Erweiterung der Epiphysenfuge oder/und zu einer Dislokation der Epiphyse. Der Nachweis gelingt oft nur im direkten Seitenvergleich.
Der kindliche Knochen zeichnet sich durch eine hohe Elastizität aus. Bei einem Kompressionstrauma langer Röhrenknochen in der Längsachse findet sich eine umschriebene Vorwölbung des Periosts und der Kortikalis in Metaphysennähe (sog. Wulstbruch). Eine Grünholzfraktur ist durch einen Bruch der Kortikalis auf der Spannungsseite des Röhrenknochens und Verbiegung auf der Kompressionsseite (Konkavität) bei intaktem Periost charakterisiert (Abb. B-4.59). Bei Biegungsfrakturen ist die Kortikalis auch auf der Spannungsseite nicht unterbrochen, es kommt nur zu einer traumatischen Verbiegung des Röhrenknochens. Eine Abtrennung der Epiphyse wird als Epiphysiolyse bezeichnet. Sie führt zu einer abnormen Erweiterung der Epiphysenfuge oder/und zu einer Dislokation der Epiphyse. Die auf Röntgenbildern oft nur schwer nachweisbare Epiphysiolyse kann im Ultraschall oder in der MRT sicher diagnostiziert werden. Wachstumsstörungen entstehen in der Regel nicht, da die Proliferationszone normalerweise intakt bleibt. Da-
B-4.59
Frakturen im Kindesalter 3-jähriges Mädchen mit Grünholzfraktur des distalen Femurs. Wulstbildung (a) medial und lateral (Pfeile), Kortikalisunterbrechung (b) dorsal (Pfeil).
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
B
B-4.60
365
4.3 Wichtige Krankheitsbilder – von der Diagnose zum Befund
Einteilung der Frakturen mit Beteiligung der Wachstumsfuge
a
b
d
Epiphysiolyse
Aitken I
Aitken II
Aitken III
c
a Epiphysiolyse der distalen Fibula (Pfeil) sowie Aitken-III-(Salter-Harris-IV-)Fraktur des Malleolus medialis (Pfeilspitze). b Aitken-I-(Salter-Harris-II-)Fraktur der distalen Tibia (Pfeile). c Aitken-II-(Salter-Harris-III)Fraktur der distalen Tibia (Pfeile). d Schematische Darstellung der Frakturen.
B-4.11
Fraktureinteilung nach Salter-Harris und Aitken
Salter-Harris I
Epiphysenlösung ohne Knochenbeteiligung
Salter-Harris II (= Aitken I)
partielle Epiphysenlösung mit einem metaphysären Fragment
Salter-Harris III (= Aitken II)
partielle Epiphysiolyse mit Fraktur durch den Epiphysenkern
Salter-Harris IV (= Aitken III)
durch die Epiphysenfuge ziehende Fraktur der Epi- und Metaphyse
Salter-Harris V
Kompressionsverletzung der Epiphysenfuge
gegen sind Kompressionsverletzungen der Epiphysenfuge durch Stauchung fast immer mit Wachstumsstörungen und konsekutiven Fehlstellungen verbunden. Frakturen mit Epiphysenbeteiligung werden nach Aitken oder Salter-Harris eingeteilt (Abb. B-4.60 und Tab. B-4.11). Bei Frakturen Typ Aitken II und III ist eine besonders exakte Reposition der Knochenfragmente erforderlich, um eine vorzeitige Verknöcherung der Epiphysenfuge mit Wachstumsstörungen und Fehlstellungen zu verhindern. Die radiologische Frakturdiagnostik im Kindesalter entspricht der bei Erwachsenen. Allerdings ist es häufig schwierig, klinisch eine exakte Schmerzlokalisation vorzunehmen. In diesen Fällen stellt die Sonografie eine wertvolle Ergänzung zum Röntgen dar. Sie erlaubt ähnlich sensitiv den Nachweis von Frakturen und ermöglicht dadurch eine gezielte Röntgenuntersuchung der Fraktur. Unnötige Röntgenaufnahmen lassen sich vermeiden.
Zur Fraktureinteilung mit Epiphysenbeteiligung s. Abb. B-4.60 und Tab. B-4.11. Frakturen Typ Aitken II und III erfordern eine exakte Reposition der Knochenfragmente, um Wachstumsstörungen zu verhindern. Bei der radiologischen Frakturdiagnostik im Kindesalter erlaubt die Sonografie einen sensitiven Nachweis von Frakturen und ermöglicht so bei unklarer Schmerzlokalisation gezielte Röntgenuntersuchungen. Unnötige Aufnahmen lassen sich vermeiden.
aus: Reiser, Kuhn, Debus, Radiologie (ISBN 9783131253231) © 2011 Georg Thieme Verlag
366
8 4 Skelett
Schon geringfügige Traumen können bei Kindem periostale Kontusionen verursachen, die zu subperiostalen Blutungen führen. ftäufig sind diese Verletzungen bei Kindesmisshandlungen (Battered-ChildSyndrom. Abb. B-4.61). Weitere Hinweise stnd: • metaphysäre Kantenabsprengungen • unterschiedliChes Alter der SkelettverleiZungen • typische Lokalisationen.
Schon geringftigtge Traumen können bei Kindern periostale Kontusionen verursachen, die zu subperiostalen Blutungen mtt konsekutiv ausgedehnten Ossifikationen rühren. Diese Verletzungsform findet sich häufig bei Kindesmisshandlungen (Battered-Chlld-Syndrom, Abb. B-4.61 ). Hmweise auf Misshandlung sind außerdem: • metaphysäre Kantenabsprengungen durch ruckartiges Zerren oder Verdrehen einer Extremttät • unterschiedliches Alter der Skelettverletzungen • typische Lokalisationen der Frakturen (z. 8. Rippen, Skapula, Stern um)Bei Verdacht aur Kindesmisshandlung muss das Kind stationär aufgenommen werden. Eine umfassende Dtagnostik mit Röntgen. ggf. auch MRTund Szi ntigrafie ist erforderlich, um weitere Verletzungen nachzuwetsen. die den Verdacht erhärten. Bei Bestarigung des Verdachts erfolgt eine Anzeige. "' Kliniu:hcr r.ll.
Etn 9 Mon~te altes B.tby Wird von setnen Eltem tn der Ambulanz \IOrgcstrllt. •• setnach Angaben der Eitern vom Wiekdusch gefallen. Ote RonrgenaufnahllW' der rKhten Schulter {Abb. 8-4.61a) zeigt eine deutliche P"riostabhebun& im Bereich der proxim•len Humerusmetaphyse (Pfeile). Im proxlm.tten Anteil "nd un~eltüßtg begrenzte Verk.llkungen zu erunnen (OOpptlpfeile). tm Bereich der dist.llen Femurmetaphyse rechts (Abb. B-4.61b) finden sich ebenfalls penostale O.Stfikationen mit Allhebung des Periosu nach subpttiosulen Blurungen (Pfetle). Jn der mtdialtn fWftc der Wachstumsfuge
Fraktursymptomatik
Fraktursymptomatik
Sichere Frakturzelchen: Fehlstellung, abnorme Beweglichkeit, Krepitationen. erkennbare Knochenfragmente bei offenen Frakturen. Unsichere Frakturzelchen: Schmerzen, Hämatombildung, Schwellung. eingeschränkte Funktion.
Man unterscheidet sichere und unsichere Frakturzeichen. Zu den sicheren Frakturzeichen gehören Fchlstellung, abnorme Beweglichkeit. Krepitationen (Knochenretben) und- bei offenen Frakturen- die erkennbaren Knochenfragmente. Schmerzen. llämatombildung, Schwellung und cingeschr~nkte Funknon z.'ihlen hingegen zu den unsicheren Frakturzeichen. Bet Jeder Fraktur ist es notwendig. Sensibilität, Motorik und Durch· blutung der entsprechenden Extremität zu überprüfen I
8 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
367
7-jähriger Junge mit distaler Radiusfraktur (Pfeil), Achsknick um 30" nach dorsal und 5' nach radial.
MRT einer proximalen Tibiafraktur mit abgrenzbarer Frakturlinie (Pfeile in a und c) und deutlichem Ödem (hyperintens in der STIR· Sequenz in a). außerdem Hämarthros (blutiger Gelenk· erguss) mit skhtbarem Flüssig· keitspiegel (Pfeil in b).
Radiologische Diagnostik
Radiologische Diagnostik
' Zur Diagnostik von Frakturen sind grundsätzlich Röntgenaufnahmen in 2 senkrecht aufeinander stehenden Ebenen anzufertigen (Abb. 8-4.62 ~ um Art und Ausmaß möglicher Dislokationen beurteilen zu können und Frakturen. die manchmal in einer Ebene nur als Verdichtungslinie erkennbar sind. nichl zu übersehen. Essenzielle Angaben bei der Röntgenanmeldung smd: Knochen/Körperabschnitt. der gerönlgl werden soll, Seitenangabe. Klinik ( Lokalisanon Schmerzen. Schwellung, Hämatom etc.) und Traumamechanismus. Ist eme Aufnahme 1n 2 Ebenen nicht möglich (z. B. Schulter und Becken). werden Aufnahmen in schrägen Projektionen angefertigt. Fehlen bei kl1mschem Verdacht auf den Übersichtsaufnahmen Zeichen emer frischen Fraktur. werden erganzende Untersuchungen durchgefilhrt oder Komrollaufnahmen nach einer Woche Ruhigstellung angefertigt. Durch Resorption an den Frakturrändern und ggf. minimale Dislokation demarkiert s1ch der Frakturspalt besser.
Ist eine Aufnahme in 2 Ebenen nicht möglich (z. 8. Schulter und Becken). werden Aufnah· men in schrägen Projektionen angefertigt. Bei Kontrollaufnahmen nach einer Woche Ruhigstellung demari
Bei Frakturen der langen Röhrenknochen bedarf es immer der Dar· stellung der benachbarten Gelenke zum Ausschluss von Rotanonstehlern oder Kombinationsfrakturen (Monteggia-Frakrur. distale Tibia- und proximale Fibulafraktur). Be1 komplexen oder inlraartikulären Frakturen wird ergänzend zu den Röntgenaufnahmen m den meisten F~llen eine Schnlttbilddlagnostlk, m der Regel die CT (ggf. MRT). durchgeführt. um den exakten Frakturverlauf und die Steilung der einzelnen Fragmenle zueinander beurteilen zu können. Dabei w1rd be1 Kmdern und jugendlichen die MRT bevorzugt. Mithilfe der MRT (Abb. 8-4.63) können sowohl radiologisch okkulte Frakturen als auch Knochenkontusionen (bone bruises) duch ihr ödem (erhöhtes Signal in T2-gcwichleten B1ldern) sensitiv nachgew1esen werden.
Bei komplexen oder intraartikulären Frakturen Wird ergänzend zu den Röntgen· aufnahmen in den meisten Fällen eine Schnittbilddiagnostlk. in der Regl'l die CT (ggf. MRT). durchgeführt. Dabei wird bei Kindem und jugendlichen die MRT bevor· zugt. Mit der MRT (Abb. B-4.63) können radiOlogisch okkulte Frakturen und Knochenkontusionen nachgewiesen werden.
B 4 Skelett
Dlslokatlonsfonnen Disfocatio ad Iatus
Parallelverschiebung zur Seite
Dislocatlo ad longltudlnem (rum contractione/cum distractione)
Läng~vcr~chlebung
Dislocatio ad axim
Abknickung der KnochcniJng~ach1c n~ch •nnen (Varussteliung) oder nach außen (Valgusstellung)
Dislocatlo ad periphertarn
Rotationsfehlstellung der Fragmente
• • • •
mtt Verkürzung (cum contractione) oder Verlängerung (cum distractione)
Röntgenologische Kriteri~n der Fraktur sind: Oie Kontinmtät der Knochenkontur ist unterbrochen. Dabei entsteht häufig eine Aufheilungslinie im Knochen. oft auch eine Stufe in dt?r Kortikalis . Die trabekul.ire Zeichnung der Spongiosa ist zerstört. Knochenteile können abgetrennt sein und dabei scharfbegrenzte oder irreguläre Fragmente bilden. die sich überlagern oder verkeilen kön nen. Die Fragmente können gegeneinander verschoben. verdreht oder verkippt sein (Dislokation ~
• Bei Emstauchung von Fragmenten entstehen Spongios.1verdichrungen. • Ein Hämatom im Frakturbereich ist an einer Weichteilschwellung und -verdichtung erkennbar. Der radiologiKhe Befund beschreibt die Stellung der einzelnen Fragmente (Dislokation) (Tab. 8-4.12).
Der radiologische Befund muss auch doe Stellung der einzelnen Fragmente (Dislokation) beschreiben. Die Art der D1slokat1on wird durch die Stellungdes dostaten gegenüber dem proximalen Fragment charakterisiert (Tab. B-4.12). Be1 der Beschreibung von Dislokationen und Luxationen 1St die Stell ung des dostaten gegenüber dem proximalen Fragment b~w. Knochen maßgeblich.
Frakturheilung
Frakturheilung
Die frakturhetlung wtrd durch Lokalisation. Ausmaß der Verletzung. Grad der Dis· Iokation. AltPr und 7ustand des Pattenten. Nebenverletzungen und Art der Frakturversorgung bestimmt. Primäre Frakturhellung: Kennletehen ist die knöcherne Durchbauung des Frakturspaltes ohne Kallusbildung. VoraussetLung ist eine exakte Fragmentadaptation sowie eone stabile Osteosynthese. Im Röntgenbild 7eigt sich eine zunehmende Verdichtung und Unschärfe des frakturspaltes. Sekundäre Frakturheilung: Verbleibt eine geringe Instabilität (bei konservativer Behandlung. Marknagelung und Fix
Verlaufund An der Knochenbruchheilung werden durch d1e Lokalisation der Fraktur. das Ausmaß der Knochen- und Weichteilverlerzungen. den Grad der Dislokation. das Alter und den klinischen Zustand des Patienten. die Nebenverletzungen und die Art der Frakturversorgung (konservativ oder operativ) bestimmt. Primäre Frakturhell ung: Kennzeichen der pnmären Frakturheilung ist die knöcherne Ourchbauung des Frakturspaltes ohne Bildung von Ers.1tz· oder Überbrückungsknochen (Kallus~ Voraussetzung ist eine exakte Adaptation der Fragmente sowie die Ausschaltung von Bewegungen durch eme stab1le Osreosynthese. lm Röntgenbild zeigt sich eine zunehmende Verdichtung und Unschärfe des Frakturspaltes. Knöcherne Resorptionen und Kallusbildungen fehlen weugehend. Sekundäre Frakturheilung : Verbleibt eine geringe Instabilität, wie bei konservativer Bch,mdlung. Sl.lbllisierung durch Marknagelung oder Fixatcur cxterne. kommt es zur sekundären Frakturheilung. Zwischen beiden Frakturenden entsteht initialein Frak· turhämatom. Innerhalb der ersten Woche tritt eme 1elluläre Prolireration ein. die einen bmdegewebogen Kallus b1ldet. der schließhch verknochert. Das Röntgenbild (Abb. 8-4.64) zeogt anfangs eme Entkalkung und Auflockerung der Fragmentenden. der Frakturspalt tritt deutlicher in Erscheinung. Innerhalb der nächsten Wochen wird der bindegewebige Kallus in einen provisoriKhen Kallus aus Geflechtknochen umgebaut (sog. Fixat10nskallus). Der Fraktur~palt word zunehmend unschärfer und im weiteren Verlauf knöchern überbrückt. Durch periostale Knochenbildungen entsteht der sog. Spmdcl- oder Kugelkallus. der jedoch nur eine untergeordnete Bedeutung für dic Stabilisierung der fraktur besitzt. Er word später wieder resorbiert. Für die Stabilisierung der Fraktur ist primär der endostale Kallus verantwortlich. der im Röntgenbildort vom normalen Knochen und periostalen Kallus überlagert w~rd. Unter mechanischer Belastung wird der Kallus aus Geflechtknochen zunehmend durch lamellären Knochen ersetzt.
8 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
369
Verschiedene Stadien der regelrechten Frakturheilung 8·jähriger junge mit distaler Tiblaschaft· spiraltraktur: a Unfallaufnahme: Oie Fraktur (Pfeil) zeigt sich ohne signifikante Dislokation. b Aufnahme im Gips 5 Tage später: Der r rakiurspalt ist infolge der Entkalkung an den Fragmentenden deutlicher erkennbar. c Aufnahme 4 Wochen nach Trauma: der Frakt01·spalt ist durch die endostale Kallusbildung unscharf begrenzt. am medialen Frakturrand hat sich perlostaler Kallus gebildet. d Aufnahme 7 Wochen nach Trauma: zunehmende knöcherne Durchbauung des Frakturspalts, der jetzt flau zur Darstellung kommt. e 3 Monate nach Trauma: die Fraktur ist knöchern konsolidiert, der Frakturspalt ist nur noch an einzelnen Stellen schemenhaft abgrenzbar.
je nach betroffenem Knochen ist der Frakturspalt be1 Erwachsenen nach etwa 6-12 Wochen mit lamellarem Knochen vollständig durchbaut und die Heilung ab-
geschlossen.
Der Frakturspalt ist be• Erwachsenen nach etwa 6-12 Wochen mit lamelärem Knochen durchbaut und die Heilung abgeschlossen.
Die definitive Frakturheilung ist im Röntgenbild an der Ausbildung emer trabckulären Spongiosazeichnung im Frakturbereich erkennbar. Oie operative Ostensynthese ermöglicht eine schnelle mechanische Stabilisierung von Frakturen. D1e Fragmente können exakt .tdapt iert werden. Dies ist insbesondere bei Frakturen mir Beteiligung der Gelenknächen wichtig. um eine vorzeitige Anhrose zu vermeiden. D<~s Risikoeiner iatrogenen Osteomyelitis und der erforderliche Zweiteingriff zur Materialentfernung sind Nachteile der operativen Frakturbehancllu ng. Die Röntgenuntersuchung dient der Kontrolle der Stellungsverhältnisse und der Heilung der Fraktur sowie ggf. dem Nachwe1s einer Lockerung {Abb. 8-4.65 ). Dislokation oder Fraktur des Osteosynthesemarerials oder auch einer Infektion. Tnu nach 3 Monaten noch keine fr<Jkturheilung ein. spricht man von einer verzögerten Frakturheilung. Sie droht bei ungenügender Stabilisierung der Fraktur. Infektionen. Osteoporose oder Einnahme von Medikamenten (z. 8. Kortikoide, Zyro· srarika oder Anllkoagulanzien). Eine verzogene oder fehlende Frakturheilung ist im Röntgenbild zunachst an ei ner Abrundung. progredienten Frakturrandsklerose und zunehmenden Diastase der fragmentenden durch Resorptionen zu erkennen. Bei ungenügender Ruhigstellung entsteht ein Reizkallus durch vermehrte periosrale Knochenneubildung. Um das Osteosynthcscmatcrial finden ~ich knöcherne Resorptionen.
Typische radiologische Zeichen bei Osteosynthesen· oder Prodlesenlockerung sind: • Aufhellungen (Resorptionen) entlang des Osteosynthesematerials • Dislokationen des Osteosynthe~matenals • Kallusbildungen • persistierende Frakturlinien • Im Sl•ntigramm intensive Nuklidanrei· cherung entlang der Implantate. Röntgenaufnahme der rechten Hüfte 1n Lauensteinstellung: schmale Resorptions· zone um die Spitze der Prodlese im Femurschah (Pieile) al\ 7clch<'n cinN Prothesenlockerung.
Oie operative Ostensynthese ermöglicht eine schnelle mechanische Sldbilisierung von Frakturen. Die Fragmente können exakt adaptiert >Wrden. \1\fichtig ist die~ bei Frak· Iuren mit Beteiligung der Gelenkflächen. Die Röntgenuntersuchung dient der Kontrolle der Stellungsverhältnisse und der Hc•lung der Fraktur. Zu typischen ZeiChen für eine Lockerung der Ostensynthese s. Abb. 8-4.65 Von ver2ögerter Frakturheilung spricht man. wenn nach 3 Monaten noch keine Heilung eingetreten 1st. Im Rontgcnbild ist sie an einer Abrundung. progredlentl'n Frakturrandsklerose und zunehmenden Diastase der Fragmentenden durch Re· sorpllonen zu erkennen. Bei ungenügeneiN Ruhigstellung o,>ntstehl ein Reizkallus durch v~nnehrte periostale Knochcnncubildung.
370
8 4 Skelett
Radiologische Befunde bei verzögerter Frakturheilung Hypertrophe Pseudarthrose: 70-jährige Patientm. die sich vor 7 Monaten den distalen linken Unterschenkel gebrochen hat. Die Tibiafraktur wurde mittels Platten· osteosynthese stabilisiert. Auf der Kontroll· aufnahme ist der Frakturspalt noch immer deutlich zu erl<ennen. Oie Frakturenden sind verbreitert und vermehrt sklerosiert. Ursache dafür ist eine mangelnde Ruhig· stcllung der rraktur infolge eines Bruchs der Osteosynthcseplatte in Höhe der Fraktur. Oie Fibulafraktur (Pfeil) ist bei minimaler DislokatiOn knöchern durchbaut. Der ehemalige Frakturspalt imponiert als schmale Skleroselinie.
Von einer Pseudarthrose spricht man. wenn nach 6 Monaten noch keine knöcherne Durchb.luung eingel reten Ist: • Hypertrophe Pseudarthrosen (Abb. 8·4.66) beruhen auf einer mangelnden Ruh;gstellung mit überschleßen· der Knochcnneubildung. • Atrophe Pseudarthrosen sind die Folge von ausgedehnten Knochennel
Eine Schädigung knochenvcrsorgcndc• Gefäße kann zur Nekrose einzelner Fragmente führen (s. S. 325). Beim komplexen regionalen Schmerzsyn· drom (CRPS) Typ I (Morbus Sudeck. Reflex· dystrophie) besteht eine schwere. schmerz· hafte Osteoporose, die von einer Weichtl'il· schwellung oder-atrophiebegleitet wird. Meist tritt sie nach rrakturcn in den di~talen. gelenknahen Extremlt~tenknochen auf. ein aooquates Trauma kann jedoch auch fehlen. ln fruhen Stadien steht im Röntgenbild e•ne fleckige Oemillefalisation der gelenknahen Knochenabschnitte im Vordergrund. im chronischen Sldd•um entwickelt s•ch eine d1fluse Osteoporose m•t bleistiftartiger Zeichnung der Kortikalis. ln der MRT sind das Weichtellödem und eine KM-Anreicherung •n den Weichteilen nachweisbar.
Von einer Pseudarthrose spricht man. wenn nach 6 Monaten noch keine knöcherne Durchbauung eingetreten ist. Es werden verschiedene Formen unterschieden: • Hypertrophe Pseudarthrosen (Abb. B-4.66) beruhen aufeiner mangelnden Ruhigstellung und sind durch überschießende Knochenncubildung. Verbreiterung der Frakturenden. Pseudogelenkspalr und Randsklerosen gekennzeichnet. Konsequ· ente Ruhig~tell ung führt me1s1 zur Ausheilung. Gegebenenfalls muss eine Reopera· tion mit Anfrischen der Frakturränder und Reosteosynthese erfolgen. • Atrophe Pseudarthrosen sind dte Folge von ausgedehnten Knochen nekrosen oder Mangeldurchblutungen (z. B. nach großOächiger Denudierung bei Osteosynrhese). Sie zeichnen sich durch verJüngte Knochenenden. ossäre Defekte und fehlende Kallusbildung aus. Fehlt auch eine bindegewebige Überbrückung des Frakturspaltes und bildet sich ein Gelenk aus. liegt ein sog. Neoarthros vor. Bei Schädigung der den Knochen versorgenden GefJße kann es zur Nekrose einzelner Fragmente kommen (s. S. 325). Beim komplexen regionalen Schmerzsyndrom (CRPS) Typ !(Morbus Sudeck. Rencxdystrophie) besteht eine schwere. schmerzhafte Osteoporose, die von einer Weichteilschwellungoder ·atrophte begleitet wird. Mei~r tritt sie nach Frakturen in den dts· talen. gelenknahen Extremträtenknochen auf. ein adäquates Trauma kann jedoch auch fehlen. Zu Beginn werden eine ödematöse Wetchteilschwellung, eine blau livide verr.lrbte. überwärmte Haut und em starker Dauerschmerz beobachtet. Nach crwa 24 Monaten treten trophische Störungen auf. die im chronischen Stadium zu einer Dys· und Atrophie allerbeteiligten Strukturen filhren.ln frühen Stadten steht im Röntgenbild eme neckige Demmeralisation der gelenknahen Knochenabschnitte im Vordergrund. Im chronischen Stadium entwickelt sich in diesen Bereichen eine diffuse. schwere Osteoporose mit bleistiftartiger Konturzeichnungder Korukahs. Oft schwmder die subchondrale Grenzlamelle. während die Gelenkspaltweite unver~ndert bletbt. ln der MRTsind das Weichteilödem und eine KM·Anreicherung in den Weichteilen nachzuwetsen. Knochenmarkver~nderungen sind dagegen selten. Die CRPS Ty"p II (Kausalgie) ist eine Sonderform der Renexdystrophie mit besonders Jusgeprägter Schmerzsymptomaltk.
371
B 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
Luxationen
Luxationen
• vollständige Luxation: Zwischen den Gelenknachen der arukulterenden Knochen besteht kein Kontakt mehr. • Subluxation: Es besteht noch partieller Kontakt der Gelcnknächen. • Diastase: Abnorme Trennung von normalerweise nur gering beweglichen Gelenken wie distale tibiofibulare Syndesmose. Symphysis pubis oder Sakroiliakalgelenke. • Luxationsfraktur: Kombination von Luxation und Fraktur. • offene Luxation: Ocr Gelenkraum wird durch Weichteilverletzungen eröffnet und erhalt Verbindung zur Hautobernäche. Die Luxarionsrichrung und beglettende Frakturen werden anhand von Röntgenaufnahmen in 2 Ebenen nachgewiesen. Die Art bzw. Richtung der Luxation wird immer durch die Stellung des distalen Gliedes bestimmt. Man unterscheidet folgende Formen • kongenitale Luxation (z. B. kongenitale Hürtgelenksluxation) • habituelle Luxation (rezidivierende Luxationen olme ad~quaten Anlass be1 dysplastischer Gelenkanlage oder nach Verletzungen) • pathologische Luxation (Folge einer Gelenke• krankung) • paralytische Luxation (bei Muskelparesen ) • traumatische Luxation. Prinzipiell kann es bei entsprechendem Trauma in allen Gelenken zu emer Luxauon kommen. Bevorzugt betroffen sind Schulter-. Ellbogen-. Sprung-, Hüft- und lnterphalangealgelenke.
Oie Luxationsrichtung und begleitende Frakturen werden mit Röntgenaufnahmen ln 2 Ebenen nachgewiesen. Man unter· scheidet: kongenitale, habituelle (ohne adäquaten Anlass), pathologische (Folge einer Gelenkerkrankung). paralytl· sehe und traumatische Luxationen.
Radiologische Diagnostik: Luxationen (Abb. B-4.67} werden häufig von Verletzungen der Bänder und der Gelenkkapsel begleitet. die im Rontgenblld an einen verbreiterten Weichteilschatten oder einer Verlagerung von Fettstreifen durch ein Hämatom oder einen Gelenkerguss zu erkennen sind. Band- und Kapselläsionen lassen sich m1t ggf. arthrografisch unterstützter CT und MRT nachwe1sen.
Radiologische Diagnostik: Luxationen (Abb. 8·4.67) werden h5ufig von Verletzungen der ß3nder und der Gelenkkapsel begleitet. die im Röntgenbild an einem verbreiterten Weichteilschatten oder einer Verlagerung von Fettstreifen durch ein Hämatom oder cinero Gelenkerguss zu erkennen sind. Weichtellverleuungen können im Röntgenbild als Verdichtung und Volumenzunahme. später als Verkalkung impomeren (s s. 313). LäsiOnen des Gelenkknorpels und der Menisci können am besten mit der MRT nachgewoesen werden.
Verletzungen derWeichteHe verursachen im RöntgenbildemeVerdichtung und Volumenzunahme und können später als Weichteilverkalkungen imponieren (s.S. 313). Läsionen des Gelenkknorpels und der Menisci können am besten mit der MRTs1cher nachgewiesen werden.
ßevortugl betroffen \ond Schulter-, Ellbogen·. Sprung-, Hüft- und lnterphalangealgelenke.
a Luxation des Radiusköpfchens bet einem 28·j3hrigen Patienten. Zwischen Radiusköpfchen (Piell) und Capitu· lum humeri (Doppelpfeil) besteht kein Kontakt mehr. b OSG·Luxationsfraktur lonks mit mehrfragmentärer distaler Fibulafraktur (langer Pleil) und abgerissenem Mallealus medialis (kurzer Pfeil). der noch mit dem Talus artikuliert (I a.-p.- und II laterale Projektion).
___;:3 72 4 .3.12
B 4 Skelett
SP'!~Ielle
Traumatologie
4.3.12 Spezielle Tra umatologie
Klavikulafraktur
Klavikulafraktur
Allgemeines: Kl~vikulafrakturen werden meist durch ein indirektes Trauma verursacht und tr('ten am h.iufigsten im mittleren Drittel auf. Radiologische Diagnostik: Dislokationen lassen sich am besten im kaudokranlal gekippten Strahlengang darstellen (Abb. B-4.68).
Allgemeines: Klavikulafrakturen werden mehrheitlich durch ein mdirektes Trauma V('rursacht und treten am häufigsten im mittleren Drittel der Klavikula auf. seltener im akromk!len Drittel und kaum 1m sternalen Drittel.
Akromioklavikularluxation Allgemeines: Das laterale Klavikulaende ist nach kranial. seltener nach dorsal verlagert. Einteilung nach Tossy tuw. Rockwood (Tab. 8·4.13). Radiologische Diagnostik: Initial werden Aufnahmen in 2 Ebenen angefertigt. Anschließend werden beide Gelenke mit einer Belastung von 5- 10 kp 1n beiden Händen (Panoramaaufnahme) geröntgt (Abb. 8-4.69). Charakteristische Befunde zeigt Tab. 8-4.13.
Radiologische Diagnostik: Dislokationen um mehr als Schaftbreite. typischerweise in Bajonemtellung. lassen sich röntgenologisch am besten im kaudokranlal gekipp· ten Strahlengang darstellen. Durch den Zug des M. sternocleidomastoideus wird das proximale Fragment nach dorsal und oben gezogen. das distale Fragment durch den Zug des M pectorahs und die Schwerkraft nach unten (Abb. B-4.68~
Akromioklavikularluxation Allgemeines: Das ldtcrale Klavrkulaende wird durch ein direktes oder indirektes Trauma nach kranial. seltener nach dorsal verlagert. Das Gelenk ist auf Druck und die Elevat1on des Armes über die Hori?.ontale schmerzhaft. Oie Einteilung erfolgt nach Tossy bzw. Rockwood (Tab. 8-4.13). Radiologische Diagnostik: Zum Ausschluss einer Fraktur werdcn1n1tial Rontgcnauf· nahmen der betroffenen Schulter in 2 Ebenen angefertigt. Zum Nachweis bzw. Ausschluss einl'r Schultergelenksverletzung werden ansch ließend beide Gelenke seitenvergleichend mit emer Belasrung von 5-10 kp in beiden Händen (Panoramaaufnahme) geröntgt (Abb. B-4.69). Charakteristische Befunde zeigt Tab. 8-4.13.
Einteilung nach Tossy bzw. Rockwood und Befunde bei Akromioklavikulartuxation Rodcwood
Tossy
Pathologie
Röntgenbefund
Zerrung Akromioklavikulagelenk (-Kapselläsion ohne Bandruptur)
normaler Röntgenbefund auch unter Bela~lung (AC-Gelenk· Spaltbreite 0.3-0,8 cm. AC·Gelenkstufe < 0,8 cm, Spaltbreite Korakoid·Kiavikula 1.0-1.4 cm)
II
II
Ruptur von Gelenkkapsel und Lig. acromiodaviculare
OehiQenZ 1m Akromioklavikulargelenk ( 1,0-1,5 cm) mit Hochstand der Klavikula um max. eine halbe Gelenkhöhe (> 0.8 cm) und Wrgrö~ng des Ab~tandes zum Korako1d um bis zu 50\
111
111
Ruptur des lig. acromio- und coracodaviculare. Dislokation um Schaftbreite
Schulterhochstand mit größerer Dehiszenz als bei Typ II (> 1.5 cm) sowie Vergrößerung des Abstandes zum Korakoid um mehr als 50% (Abb. B·4.69b)
IV
posteriore Dislokation der Klavikula (M. trapezlus)
posteriore Dislokation der Klavikula
V
zusätzlich zu Rockwood 111: Muskelabriss
DehiQen7 im Akromioklavikulargelenk mit Hochstand der Klav1kula um deutlich mehr als eine Schaltbreite
V1
Dislokation der Klavikula unter den Proc. coracoldeus
Klavikula kaudal des Proc. coracoideus
373
8 4.3 Wichtige Krankheitsbilder von der Diagnose zum Befund
a Bereits ohne Belasrung Hochstand der Klavikula (Doppelpfeil) sowie geringe Vergrößerung des Abstands wm Korakoid (pfeif). b Gehaltene Aufnahmen der Akromioklavikulargelenke im Seitenvergleich (.Panoramaaufnahme"). Tossy-111-Vcrletzung im linken AC-Gelenk (weißer pfeif) Im Vergleich zum gesunden AC-Gelenk rechts (schwarzer Pfeil). Schultergelenkluxation
Schultergelenkluxation
Allgemeines: Es wird unterschieden zwischen der vorderen Luxation (Luxatio sub· coracoidea. häufigste Form). der hinteren Luxation (Luxatio postcrior) sowie der Luxation nach unten (Luxatio erecta).
Allgemeines: Unterschieden wird zwischen vorderer (häufigste Form) und hinterer Luxation und Luxation nach unten.
Klinik: Klimsch bestehen massive Schmerzen 1m Bere1ch des Schultergelenks mit Bewegungsunfähigkeit und federnd fixierter Zwangshaltung des Armes.
Klinik : Massive Schmerzen mot Bewegungsunfähigkelt und federnd fixierter Zwangshaltung des Anmcs. Radiologische Diagnostik: Basis sind die a.·p.·Aufnahme (mot zur erkrankten Schul· ter gedrehtem Patienten) und die Aufnahme nach Neer (Scapula seitlich). Bei der Be· urteilung des Röntgenbildes {Abb. B-4.70) ist zu achten auf: • Richtung der Luxation • lmpressionsfraktur (Hiii-Sachs-Uision) • Abriss des Labrums (Bankart-läsion).
Radiologische Diagnostik: Bas1s der radiologischen Abkl~rung smd d1e a.-p.-Aufnahme (mit zur erkrankten Schulter gedrehtem Patienten) und die Aufnahme nach Neer (Scapula seitlich). Bei der Beurteilung des Röntgenbildes (Abb. B-4.70) ist auf folgende Befunde zu achten: • Richtung der Luxation (z. B. subkorakoidal. subglenoidal) • lmpressionsfraktur: Sie entsteht bei der vorderen Lux.uion durch d1e Impression des dorsolateralen Humeruskopfes durch den vorderen Pfannenrand (Hili-Sachs· Uislon). • Abriss des Labrums im Sinne emer Bankart-Uislon (Verletzung des vorderen Kap· sei-Labrum-Komplexes bzw. Abrissfraktur des vorderen unteren Glenoidrandes). Oie ossJre Bankart-Wsoon IJsst soch am besten m derer. die labrale Bankart-Wsion dagegen am besten im MRT abgrenzen. Mithilfe der er können Hili-Sachs- und Bankart-Uision sowie weitere oss.lre Verletzungen nachgewoesen werden. Noch aussagekräftoger ist doc Arthro-er. da sie molunter auch eine Darstellungder relevanren Weichteilstrukturen (Labrum. Gelenkkapsel, glenohumerale ugamente) gestattet. Zur Beurteilung doeser Strukturen wird Jedoch bevorzugt die MRT eingesetzt. üblicherweise sollten axiale und koronare (senkrecht zum glenohumeralen Gelenk) Ebenen verwendet werden. Gradienten-Echo-Sequenzen und T2-gewochtete Sequenzen (v. a. beom akuten Trauma) werden bevorzugtemgesetzt. Bei Fehlen eines Gelenkergusses ist die Beurteilung des Labrums und der
Mithilfe der CT können Hili-Sachs· und Bankart-Wsion sowie weitere ossäre Verlct· zungen nachgewiesen werden. Noch aussagekräftiger ist die Arthro·CT. Alternativ und Insbesondere zur Beurteilung der Weichteile kann die MRT eingesetzt werden. Bei Fehlen eines Gelenkergus~s ist die Be· urteilung des Labrums und der Gelenkkdpsel eingeschränkt. in diesen Fällen wird zusätz· lieh eone MR·Arthrografoe durchgeführt.
a Aufnahme a.·p. : Oie Gelenkflache des linken Humeruskopfes hat den Kontakt zur Gelenkfläche des Gienaids vollständig verloren. Es handelt sich um eine vordere (anteromediale) Luxation des Schultergelenkes ohne abgrenzbare Fraktur. b Aufnahme nach Neer: Oie zweite Ebene beweist die anteriore DNiation des Humeruskopfes gegenüber dem Glenoid (im Bild links/in Projektion auf doe Rippen: anterior. im Bild rechts: posterior).
374
B 4 Skelett Gclenkkapr.el einge5ehl\inkt. ln d1esen Fällen kann eine MR-Arthrografle durchgeführt werden.
Humerusfrakturen
Humerusfrakturen
Proximale Humerusfraktur
Proximale Humerusfraktur
Allgemeines: Oie Fraktur tritt v. a. nach Sturz auf die ausgestredete Hand oder den Ellbogt>n ,lllf. Bei älteren Menschen entsteht meist etne subkapitale Humerusfraktur mit Verlauf durch das Collum chirurgicum und Abriss des Tuberculum majus.
Allgemeines: Oie Fraktur tritt v. a. nach Sturz aufdieausgestreckte Hand oder den EUbogen auf. Relativ häufig kommt es zum Abriss des Tuberculum majus. Bei älteren Menschen rnrt me1st eine subkapitale Humerusfraktur auf, die durch das Coll um chirurgicum verläuft und mit einem Abriss desTuberculum majus kombinierl sein kann. Der Schweregrad der Fraktur wird durch den Grad der Dislokation und Fragmentrotanon sowie die Anzahl der Fragmeme besnmmt (nach Neer).
Klinik: Schmerzen im Schulterbereich. schmerzhatte Bewegungseinschränkung. Radiologische Diagnostik: Darstellung aller Fr~gmcnte in 2 Ebenen mit einer a.-p. und einer axialen Aufnahme der Schulter mit proximalem Oberarm (Abb. B-4.71a).
Klinik : Schmerzen 1m Schulterbereich und schmerzhafte Bewegungseinschränl
Humerusschartfraktur
Humerusschaftfraktur
Allgemeines: Es handelt sich um diaphysäre Frakturen. ln ca. 25% finden sich Begleitver· Ietzungen der Schulter und des Unterarms.
Allgemeines: Es handelt sich um diaphyslire Frakturen. Oie Klassifikation erfolgt nach dem Frakturverlauf m1t Beschreibung der Dislokation, die abhängt von der Frakturhöhe und den anset7enden Muskeln. in ca. 25% finden sich Begleitverletzungen der Schulter und des Unterarms.
Radiologische Diagnostik: Röntgen· aufnahme d<'s Humcrus mit angren1enden Gelenken in 2 Ebenen (Abb. B-4.71b).
Radiologische Diagnostik: Röntgenaufnahme des Humerus mit angrenzenden Gelenken 1112 Ebenen (Abb. B·4.71b).
a Proximale (subkapltale) Humerusfraktur (Pieile) (a.-p. und axial): Humeruskopf nach dorsal abgekippt. b Humerusschaftfraktur: spiralförm1ge Fraktur m1t 3 Fragmenten. c mstale Humerusfraktur (Pieil): schalen· formige Absprengung am radialen Humeru~kondylu~ mit Einstrahlung in die Epiphysenfuge im Sinne einer Aitken I transkondyfärcn Humcrusfraktur. Zusätzlich Olekranonfraktur (Doppelpfcil). d Nicht dislozierte suprakondyläre Humerusfraktur (Pieil).
8 4.3 Wichtige Krankheitsbilckr - von der Diagnose zum Befund
375
Disule Humerusfraktur
Dlst.ole Humo•rusfro~ktur
Allgemeines: Bei Erwachsenen ist in 90 '1: der Fälle das Ellenbogeng~enk beteiligt. Bei K1ndem 1St d1e h1ufigste Form dlt' supralcondytare Humerusfralctur Bet mcht diSlOZierten Fr~kturen smd 1nd~rekte Frakrune1chen- Abhebung des vorderen und hinteren Fertpolste~ ~m d1stahm Humerus als Zeichen des H.tmarthro$ - oft d•e emz~gen Hmweise auf cme Frak!Ur. Be• K1ndern smd d1e Verletzungen oft nur anhand der Verlagerung der Knochenkerne zu differenzieren (s.S. 30n
Allgemeines: Be1 Erwachseneo ist in 90% der f.1le das llt..n~gelo.on~ bett'lligt. Be KJndem "' d•e hduf•gste Form d.e suprakondyUre Humet"usfralctur.
Radiologische Diagnostik: Röntgenaufnahmen a.-p. und seitlich mit lk'ugung 1m Ellenbogengelenk um 90' sind (wenn möglich) obligat (Abb. B-4.71c. d). in Zweifelsf.lllcn k.tnn cmc MRT oder in Ausnahmcf~llen rlne Vergleichsaufnahme der Gegenseite angefertigt werden. Zur Ermittlung der korrekten Stellungdes üp•rulum humeri kann d1c amenore Humeruslinie hilfreich sem, dte das Cap•tuium im m•nleren Dnttcl !.(hne1den sollte. lk'i emer Ep1physiol~ ist das Capnulum me1sr nach dors.JI disloziert.
Radiologische Diagnostik: Röntgenauf· nahmen a.·p. und se•tiiCh m•t Beugung im Cllenbogcng<'l~nk um 90' (wenn möglich) sind obligat (Abb. B-4.71c, d). Im Zweifelsfall MRT.
Subluxation des Radluslcopfchens (Chassalgnac) Diese Verlet7ung tntt haufig be1 Kindem bts zum 5. LebensJahr auf. Durch abrupten
Zug am Unrer.1rm d1slom•rt das RadJusköpfchen aus dem lig. anulare radu m1t konsekutiver Bioeieade der Pron.ltion. D1e Reposition ISt normalerweise le1chL Khruk und Anamnese "nd pathoj~nomomsch. Das Röntgenbild ze1~t kc111cn patholc>1:•schen Befund und d1em be1 Iehmsehen Unklarheiten dem Ausschluss e1ner Fraktur.
Subluxation des lblclluskOpfchen, (ChasYignac) liaufl() bc1 Kindem bis zum 5. Lebensjahr. Durch abrupten luq am Unt~rarm dl\lo.!iert das Radiusköpfchen aus dem lig. anulare radii mit konsel.K Rcmtg.•nbild 1~1 unauftalhg.
Unterarmfrakturen
Unt erarmfraktur~n
Proximale Unterarmfraktur
Proximale Unterannfraktur Allgemt'lnes: • Be• Olekranonfrakturen tntt meiSt e1ne Dehiv<·nt btw. 0. ,fokatonn der Fraktur dUich di'fl 7ug dl"'o M. tnccps brach auf. • Frakturen des Proc. coronoideus ulnae entstehe•· me•st bo, dorsaler Ellenbogenlu><JIIon. • Radiusköpfchen- und -IY!sfrakturen t•ct~n" •· '' no1ü ~ur1 ayf dt'n ausge~lrt"<.ktt·n Alm auf und ~·nd die hauf~gst<'n Ell.-nbogenvCfletzungen des Erwachsenen.
Allgemeines: • Bei Olekranonfnkturen tritt me1st eme Dehiszenz bzw. Dl(loka!lon der Fraktur durch den Zugd• • M tnceps brachii auf. Du.• Patella rubm. em Se~ambt-m m derTnupssehne. 1St von einer Oh!kr~nonfraktur zu d•ffer~n11~ren. • Frakturen des Proc. coronoldeus ulnae entstehen me1st be1 doNier Ellenbogenluxauon. • Radiusköpfchen- und -halsfrakturen sind d1e haufigsten l::llenbogenverletzungen der E~ch(enen S1e treten me•st nach Sturz auf dt>n ausgestreckten Arm ~ur. Neben lmprt'.sJonsfrakturen mll geringer Gelenkstufe finden s•ch sagl!lale Fraleturen durch Köpfchen und Hals {sog. Meißelfrakturen RadiUshalsfrakturen smd extr.lan•kul,ir frummerfr,lkturcn können mit emer Arhsenvcrkbmmg cinherge hen. Be1 Radiusköpfchenfrakturen können zusatzlieh kleme Absprengungen aus dem Cap1tulurn humen au ltreten. Radiologische Diagnostik: Röntgenaufnahmen des Ellenbogengelenks a.-p. und seitlich mit 90 lkugung 1m Fllen~engelenk (Abb. B-4.72a, b ). Be1 Rad•u~köpfchen und -halsfrakturen werden ubhcherwe1se ergänzend RadJU~kopfchenZJelaufnahmen 45 -Schragaufnahme ) angefertlgt.
Radiologische Diagnostik: Röntgenaulnahml.'n ,,.., H•·••bogt"~>g•·lenks a.·p. und klth<'l ·· •I 90 B•·ugung im Ellenbogengcl• • (Abb. 8-4.72a b); evtl.
Unterarmschaftfraktur
Unterarmsdwftfraktur
Allgemeines: Met~! handtlt es (Ich um eme komplene Unterarm..c;h.lnfraktur (Uinol + Rad1us). seltener um etne 1soherte Fraktur von Ulna oder Radius. D1c Luxauonsfrakturen angrenzrnder C'.elenke werden unteneilt in: • Monteggla-Fraktur: prox1male Ulnaschaftfraktur m1t Rad•u,kopfcheniuxauon • Galeazzi-Fraktur: tsoherte Radiusschaftfraktur mit Ruptur der Membrana interossea und Ulna\ubluxauon oder -Iuxation im diStalen RadioulnMgclcnk • Essex-lopresti: I rOmmerfraktur des Radiushalses/-kopfchens mit Einstauchung und (Sub )Luxauon im dtstalen Radioulnargelenk.
Allgemeines: Mt~st kompl«''tt• Unterarmschaftfraktw (Ulna • Rod•us). seltener isoloerte Fraktur Sonderformen: • Monteggl/·köpkhens m1t Einstau· Cl>llng uNI (Sub .oxat1011 im distalen
t•rgänrend l. .t.ttu•.lr. r ~''• h("'!·_._· • ..IUfNhmen.
ltod outn..rg••ll'f1 •
Radiologische ~nostik: Romgenaufnahmen des Umerantb m1t angrenzenden Gelenken a ·p. und exakt se•thch Abb. 8-4.72c
Radiologische Diagnostik: Röntgeoayfr·...tlmen do.·s Ur•terarms • ·p. und exakt Iei' eh (Abb. 8-4.72c)
376
B 4 Skelett
a Proximale Unterannfraktur: nicht dislozierte Olekranonfraklur (Prell) sowie nach radial abgekippte proximale Radiusfraktur (Doppelpfeil). b Proximale Unterarmfraktur: nicht dislozierte Radiusköpfchenmeißelfraktur (Radiusköpfchenzielaufnahme, Preil). c Komplette Unterarmschaftfraktur: Achsknick um 30" nach dorsal. d Distale Unterannfraktur: Radiusfraktur mit Versatz um Schaftbreite nach radial und VerkOrzung. distales Fragment m1t zusätzlicher Längsfraktur (Pfeil), die in die Epiphysenfuge einstrahlt (Aitken 1). Ulnafraktur mit Achskn1ck nach radial (Doppelpfeil).
Distale Unterannfrakrur
Distale Unterarmfraktur
Allgemeines: Es handelt sich um di~tale Radiusfrakturen mit oder ohne Beteiligung der Ulna (meist Proc. stytoideus ulnae). Häufig besteht eine Hyperextensionsverletwng.
Allgemeines: F.s handelt sich um dist.tle Radiusfrakturen mit oder ohne Beteiligung der Ulna (me1st Proc. styloideus ulnae), isoherte Frakturen der Ulnaepiphyse werden fast nie beobachtet. ln 85% der Fälle handelt es sich um eine Hyperextensionsverletzung. Sichere Instabilitätskriterien sind Fraktur des Proc. styloideus ulnae. radioulnare (Sub-)Luxation, Fraktur im distalen Radioulnargelenk. metaphysäre Trümmerzone und Abscher- bzw. Luxalionsfraktur. Unsichere Instabilitätskriterien stellen eine VerkOrzung des Radius um mehr als 3 mm und eine dorsale Abkippung des distalen Radiusfragmenres um mehr als 20 dar. in der alten Einteilung der Frakturen wird im Wesentlichen nach der Arr der Gewalteinwirkung und der Dislokationsrichtung klassifiziert. Ein Hyperextensionstrauma führt typischerweise zu emer Colles-Fraktur mir dorsaler Fragmentabk1ppung. Bei der Barton-Fraktur findet sich ein dorsales. intraartikuläres Kantenfragment Folge eines Hyperflexionstraumas ist die Smith-Fraktur mit volarer Fragmen1abk1ppung. Ein volares, intraartikuläres Kantenfragment wird als Reversed Barton-Fraktur bezeichnet.
Es werden sichere und unsichere Instabilitätskriterien unterschieden.
Ein Hyperextensionstrauma führt typischer· weise zu einer Colles-Fraktur mit dorsaler fragmentabkippung. Be1 der Barton-Fraktur findet sich ein dorsales. intraartikuläres Kantenfragment. folge eines Hyperflexionstraumas ist die Smltn-Fraktur mit volarer Fragmentabkippung. Ein volares. intraartikuläres Kantenfragment wird als Reversed Barton-Fraktur beze1chnet. Radiologische Diagnostik: Röntgenaufnahmen des Handgelenks a.·p. und seitlich (Abb. B-4.72d).
Radiologische Diagnostik: Röntgenaufnahmen des Handgelenks a.-p. und seitlich (Abb. 8-4. 72d).
Kahnbeinfraktur
Kahnbeinfraktur
Allgemeines: Die Fraktur des Os scaphoideum ist die häufigste Handwurzelfraktur. Ursache 1st me1st der Sturz auf das extendierte Handgelenk. Meist handelt es sich um Querfrakturen (7U 80% im mittle.-en Drittel).
Allgemeines: Die frakturdes Os scaphoideum ist d1e häufigste Handwurzelfraktur. Ursache ist meist der Sturz auf das extendierte Handgelenk. Meist handelt es sich um Querfrakturen (zu 80% 1m mittleren Dnttel). Scaphoidfrakturen können mit Frakturen v. a. des Proc. sryloideus radii. des Os lunarum oder Os capitarum sowie mit ligamentären Verletzungen wie scapholunärer Dissoziation oder perilunärer Luxation kombiniert sein.
Radiologische Diagnostik: Neben der Röntgenaufnahme des Handgelenks ln 2 Ebenen wird oft die sog. Scaphoidserie angefertigt (Carpalia d. v.. 45" radial, 45" ulnar. 15 distal angehoben, Abb. 8-4.73a).
Radiologische Diagnostik: Radiologisch wird neben der Röntgenaufnahme des Handgelenks in 2 Ebenen oft die sog. Scaphoidserie angefertigt (Carpalia d. v.. 45" radial. 45" ulnar. 15• distal angehoben. Abb. 8-4. 73a~ Da die Frakturtrotz der Spezialeinstellungen häufig nocht erkannt w1rd. 1st bei klinischem Verdacht und negativem Röntgenbefund eine weitere Abklärung zwmgend erforderlich.
377
8 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
a Röntgen, b CT und c MRT (mit umgebendem Ödem).
Mit der hochauflösenden CT (Abb. 8·4.73 b) konnen radiologisch oft nur schwer nachweisbare Frakturen dargestellt werden. Auch klemste inrra,lrnkuläre Fragmente sowie (Sub-)Luxationsfehlstellungen sind diagnostizierbar. Die CT ist zudem Methode der Wahl zur Diagnostik komplexer Verletwogen der Handwurzelknochen. Auch mit der MRT (Abb. 8-4.73c) Jassen sich Frakturen sicher diagnostizieren. Sie erlaubt zusatzlieh den Nachweis von Knochenmarksödemen (bone bruise).ligamentä· rer Begle•rverletzungen und die Oberplilfung der Vitalitat der proximalen Scaphoidfragmente.
Mit der CT (Abb. B-4.73b) können radiologisch oft nur schwer nachwelsbare Frakturen dargestellt werden. Sie ist Methode der Wahl zur Diagnostik komplexer Verletzungen der Handwurzelknochen. Auch mit der MRT (Abb. 8-4.73c) lassen sich Frakturen sicher diagnostizieren.
Karpometakarpale Verletzungen
Karpometakarpale Verletzungen
Allgemeines: Meist handelt es sich um karpometakarpale. intraarrikuläre Luxarionsfrakruren oder Luxationen. Eine Sonderstellung nehmen die Frakturen am Sattelgelenk des Metakarpale I ein: • Bennett-Fraktur: intraartikulare Luxationsfraktur mit schr~g verlaufender Fraktur • Rolando-Fraktur: intraartikuläre Luxationsfraktur mit Y-förmiger oder Trümmerfraktur • Wlnterstein-Fraktur: extraanikuläre Fraktur an der Basis des Metakarpale I.
Allgemeines: Meist handelt es sich um karpometakarpale. •ntraartlkuläre Luxationstrakturen oder Luxationen.
Radiologische Diagnostik: Röntgenaufnahmen der Mittelhand (d. v. und schr~g.ggf. zusatzlieh lateral) bzw. am ersten Strahl der Daumen in 2 Ebenen (Abb. 8-4.74~ Im Röntgenbild kann das Ausmaß der Verletzungen durch die unvermeidbaren Überlagerungen durch d1e benachbarten Mctakarpalia umcrschatzt werden. Wichtiges Kriterium der regelrechten Artikulation ist die .M"-förmige Verbindungslinie der karpometakarpalen Gelenknächen in der d. v.-Projektion. Be• komplexeren Verletzungen gibt die CT eine exaktere Darstellung der Usionen. Neben basisnahen Frakturen werden an den Metakarpali.J Schaft·. subkapitale. intraartikulare und Metakarpalköpfchenfrakturen d1fferenz•ert. Der _Skidaumen· b1ldet eine Sonderform, bei der eine Ruptur des ulnaren Kollateralbandes. auch mit knöchernem Ausriss. 1m Metakarpophalangealgelenk I vorliegt.
Radiologische Diagnostik: Röntgenauf· nahmen der Mittelhand (d. v. und schräg. ggf. zusätzlich lateral) bzw. am ersten Strahl der Daumen in 2 Ebenen (Abb. 8-4.74). Das Ausmaß der Verletzungen kann durch die Überlagerung durch die Metakarpalia unterschillzt werden. Bei komplexeren Verletzungen gibt die CT eine exaktere Darstellung der Läsionen.
a Normalbefund mit eingezeichneter .M'·Linie. b Luxation in den Metakarpophalangealgelenken 2-5. c .Skldaumen• m1t Ausriss eines Knochenfragments.
c
378 Beck~n
B 4 Skelett und Huftgelenk
Becken und Hüftgelenk
Beckenfraktur
Beckenfraktur
Allgemeines: Oie Klassofikallon erfolgt nach der lnst.lbilität: • Typ A: Beckenring stabil • Typ B: Beckenring partiell instabil • Typ C: dorsaler Beckenring komplett instabil.
Allgemeines: Die Klassifikation erfolgt durch eme Einteilung nach Vorhandensein und Richtung der Instabilität. • Typ A: Beckenring stabil • Typ B: Beckenring partiell instabil (rotationsinstabil} • Typ C: dorsaler Beckenring komplett instabil (rotations- und vertikal instabil). Bevorzugte Frakturstellen sind doe lliosakralgelcnkc und die Foram ina sacralia.
Radiologische Diagnostik: Die obligatt> Beckenübersichtsaufnahme (Abb. B-4. 75) muss oft durch Ala- und Obturatoraufnahmen sowie durch lnlct· und Outletaufnahmen ergänzt werden. Die CT (Abb. B-4.7Sb) ist oft erforderlich, da viele Frakturen auf Übersichtsaufnahmen nicht erkannt werden. Bei S
Radiologische Diagnostik: ln der radiologischen Diagnostik muss die obligate Beckenübersichtsaufnahme (Abb. 8·4.75 ) oft durch Ala- und Obturatoraufnahmen (gesunde bzw. frakturierte Seite um 45• angehoben} sowie durch lnlet· und Outlet· aufnahmen (Röntgenröhre um 40" kranial oder kaudal gekoppt) ergänzt werden. Oie CT (Abb. B-4.75b) ist in vielen Fällen als Ergänzung zur konventionellen Röntgendiagnostik erforderlich. da z. 8. 50% der Sakrumfrakturen und '11 der lleosakralgelenk· verletzungenprimarauf Röntgenübersichtsaufnahmen nocht erkannt werden. Schwere Beckenringfrakturen werden oft durch begleitende intraabdominelle und retropcritoneale Organverletwngen sowoe Cefaßverletzungen kompliziert. Deshalb wird routinemäßig eine sofortige Sonografie des Abdomens noch im Schockraum (FAST-Sonografie • Focused Assessment with Sonografy for Trauma) durchgeführt. um freoe Flüssigkeit und Organläsionen frtihzeilig zu erkennen.
a Beckenfraktur Typ C: Frakturverlauf durch den Ramus ossis ischoi und medial des Azetabulums durch das COfpus ossis ischii rechts (Pieile). Sprengung des rechten lliosakralgelenkes (I SC) (Ooppelpfeil) sowie Fraktur durch doe Massa lateralos des Os sacrum in Höhe der fOfamind sacralia beidseits. Zusätzlich Fraktur durch den dorsalen Anteil der linken Beckenschaufel (Pieilspotze). b CT·Schnitt zu a: Sprengung ISG rechts (Pieol). Frakturen durch die Foramina sacralia (Ooppelpfeile). c Vordere Beckenringfraktur rechts (Pieile) und Fraktur der rechten Beckenschaufel (Doppelpfeil). Azetabulumfraktur
Azetabulumfraktur
Allgemeines: Knöcherne Verletzungen der Hüftpfanne entstehen me1st durch schwere Gewalteinwirkung (Verkehrsunfälle).
Allgemeines: Knöcherne Verletzungen der Huftpfanne entstehen in der Regel durch schwere Cewalteonworkung (Verkehrsunfalle). Es besteht eine schmerzhafte Ein· schränkung der Hüftbeweglichkeit. das Bein kann nichtbelastet werden. Oie Klassifikation erfolgt nach juder und Lerournel.
Radiologische Diagnostik: Neben der a.·p.·Beckenilberslchtsaufnahme sind Ala· und Obturatoraufnahmen erforderlich (Abb. B-4. 76). Oie CT ertaubt eine exaktere Ooagnostok.
Radiologische Diagnostik: Zur Beurteilung sind neben der a.·p.·Beckenübersichts· aufnahme Ala und Obturatoraufnahmen erforderlich (Abb. B-4.76). Eine exaktere Diagnostik ist mot der CT möglich. Sie erlaubt den Nachweis von kleinen freien knöchernen Oissekaten im Gelenkspalt Frakturen in der gewichtstragenden Zone
379
8 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
Röntgen· (a) und CT·Aufnahmc (b) mit Frakturen des Azetabulums und des Os ischiadicum der linken Hüfte (pfejJe).
des Gelenkes. Femurkopffrakturen und Größe und Dislokationsgrad eines dorsalen Pfannenrandfragmentes. Zudem erlaubt sie die Evaluation möglicher Begleitverlerzungen der Weichteile. Hüftgelenkluxation
Hüftgelenkluxation
Allgemeines: Hurtluxationen entstehen 111 der Regel durch Einwlfkung massiver Gewalt (z. 8. bei Sturz aus großer Höhe). Sie werden in dorsale und ventrale Formen eingeteilt. Die zentrale Form in Richtu ng des kleinen Beckens erfolgt durch den frak· runencn pfanncngrund. Klinisch bestehen starke Schmerzen. eine Fehlstellung des Beines und die Unfähigkeit, dieses aktiv zu bewegen. Häufig sind Hüftgelenkluxa· tionen mu Azctabulumfrakturen. ansbesondere mtt Absprengungen des dorsalen Pfannenrandes. kombiniert.
Allgemeines: Hüftluxationen entstehen in der Regel durch Einwirkung massiver Gewalt (z. 8. bei Sturz aus großer Höhe). Sie werden in dorsale und ventrale formen sow1c eine zentrale form eingeteilt. Klinisch bestehen starke S
Radiologische Diagnostik: ln der Regel tst eine Beckenübersicht ausretchend (Abb. B-4.77). Ggf. kann cme Obturator-Aufnahme ergänzend angefertigt werden.
Radiologische Diagnost ik: ln der Regel ist eine 8ec:kenübersicht ausreichend (Abb. B-4.77).
a Hüftgelenkluxation rechts nach ventral kra· nial. Im Seitenvergleich steiler stehendes Plan· nendach rechts als Zci· chen der angeborenen Hüftgclenksdysplasie. die eine Hüftgelenklw
Fem urfrakturen
Femurfrakturen
Proximale Femurfraktur
Proximale Femurfraktur
Allgemeines: Die mediale Schenkelhalsfraktur ist im Gegensatz zur lateralen Sehen· kefhalsfraktur noch intrakapsulär gelegen und die häufigste proximale Fcmurfraktur. Sie entsteht meist durch Sturz auf die Hüfte v.a. bei älteren Menschen. Die Einteilung nach Pauwels erfolgt nach dem Neigungswinkel der Fraktur gegenOber der Horizontalen: je steifer der Winkel, umso größer ist die Gefahr der Pseudarthrose oder Hüfrkopfnckrose. Bei der EintetJung nach Garden ist das Kriterium die Fragmentdlsloka· tion (Tab. B-4. 14).
Allgemeines: Oie mediale S
Radiologische Diagnostik : Dislozierte Frakturen sind in der Regel bereits auf Rönt· genblldern der Hufte a.·p.leicht tu diagnostizieren (Abb. B-4.78a~ Falls erforderlich. kann als 2. Ebene eine axiale Aufnahme mit seitlich angestellter Kassette angefertigt werden. Nicht dislozierte und Ermüdungsfrakturen können oft nur an einer Unterbrechungder Trabekel oder einer zarten Verdichtungslinie erkannt wcrdcn.ln diesen Fällen gelingt der Frakturnachweis am sichersten mit der MRT.
380
8 4 Skelett
fraktur mit Dislocatio ad Iatus (Pfeil). Zusätzlich Absprengung von zwei knöchernen Fragmenten (Ooppelpfeile). b Mediale Schenkelhalsfnlktur m1t geringer Dislokalion des Schaftes nach kranial. c Pertrochantäre Femurfraktur mit Frakturlinie durch die Trochanterebene (Piell). d Stückfraktur des Femurschaftes (proximal subtrochantiir und mittleres Schaftdrittel). e Di,stale Femurfnlktur: Y·förmige interkondyläre femurtriimmerfraktur (Pieile). Zusätzlich Längsfraktur durch den lateralen Femurkondytus (Doppelpfeil) sowie Querfraktur durch den oberen Patellapol (Pieilspit7e). Abg•erubares .FBI"-Zeichen (fat-bloo
Einteilung der Schenkelhalsfrakturen nach Pauwels (Neigungswinkeil
nach Garden (Fragmentdlslokation)
Typ I
0-30'
eingestauchte Fraktur
Typ II
30-70'
vollstandige Fraktur ohne Dislokation
Typ 111
> 70'
Fragmentdlslokation. aber noch partieller Kontakt der Fragmente
Ty;:> IV
komplette Dislokation
Femurschaftfraktur
Femurschaftfraktur
Allgemeines: Diese Frakturen entstehen unter erheblicher Gewalteinwirkung und werden meist von zusätzlichen Verlet7ungen und erheblichem Blutvertust begleotet. Häufig bestehen sog. Mehretagenfrakturen.
Allgemeines: D1ese Frakturen entstehen unter erheblicher Gewalteinwirkung und werden meist von zusäulichen Verletzungen und erheblichem Blutverlust begleitet. H~ullg bestehen sog. Mehretagenfrakturen. Subtrochanl.ire Frakturen stehen durch Zug der pelvitrochantären Muskulatur meist in Varusfehlslellung. Frakturen im minIeren und distalen Schaftdrittelkönnen durch die Addul(toren eine Valgusfehlste\lung aufweisen. Durch d1e Wadenmuskulatur wird das distale Fragment bei suprakondylären Frakturen nach dorsal rotiert.
B 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
381
Radiologische Diagnostik: Röntgenaufnahmen des Femur a.-p. und seitlich (Abb. B-4. 78d).
Radiologische Diagnostik: Röntgen· aufnahmen des femur a.·p. und seidich (Abb. B-4.78d).
Distale Femurfraktur
Distale Femurfraktur
Allgemeines: Als distale Femurfrakturen werden alle Frakturen im Bereich der Oberschenkelgelenkrollen mit oder ohne Beteiligung des Kniegelenks beze1chnet. • Suprakondyläre Frakturen liegen extraanikulär. zeigen einen queren oder leicht schrägen Verlauf und können aus vielen Fragmenten bestehen. • lnterkondyläre Frakturen bestehen aus suprakondylllren Frakturen in Kombination mit einer vertikalen ins Kniegelenk verlaufenden Frakturlinie (T· oder VForm) oder aus einer ausschließlich vertikalen Frakturlinie. • Kondyläre Frakturen sind saginale oder koronare Frakturen durch emen Kondylus. Ursache ist meist eine erhebliche Gewalteinwirkung. z. B. bei Verkehrsunfall.
Allgemeines: Als distale Femurfrakturen werden alle Frakturen im Berekh der Oberschenkelgelenkrollen mit oder ohne Beteiligung des Kniegelenks bezeichnet. Man unterscheidet suprakondyläre. lnterkondyläre und kondyläre Frakturen. Ursache ist meist eine erhebliche Gewaltcinwlrkut)Q, 1. 8. bei Verkehrsunfall.
Radiologische Diagnostik: Röntgenaufnahme des Kniegelenks mit distalem Femur a.-p. und se1tlich (Abb. B-4.78e).
Radiologische Diagnostik: Röntgen· aufnahme des Kniegelenks mot di~talem Femur a.-p. und settlich (Abb. B-4.78e).
Verletzungen des Kniegelenks
Verletzungen des Kniegelenks
• Patellafraktur: Ursache 1st meist ein direktes Anpralltrauma. Oie häufigste Form ist die Querfraktur, gefolgt von der Längsfraktur. Auch Mchrfragment- und Trümmerfrakturen sind moglich. OlfTcrcnzialdiagnostisch abzugrenzen ist d1e Patella bipartitafmulupartita mit randsklerosierten, meist abgerundeten Fragmenten. Zur Diagnostik werden Röntgenaufnahmen des Knies a.-p. und seitlich sow1e eine tangentiale Aufnahme der Patella angefertigt (Abb. 8·4. 78e ). • Meniskusläsionen: Sie entstehen pri mär traumatisch vor allem durch Körperd rehung auf cmem Bem 1>e1 gebeugtem Kniegelenk und fixiertem Fuß. Ocr lnnenme· niskus ist häufiger betroffen als der Außenmemskus. Längsrisse sind häufiger als Querrisse (v. a. Korbhenkelrlss). Untersuchungsmethoden der W.1hl sind die MRT (nicht invasiv, Abb. B-4.79a) und d1e Arthroskopie (iriVasiv).
• Patellafraktur: Mei~t durch direktes Anpralltrauma: häufigste Form ist die Querfraktur. Zur Diagnostik werden Röntgenaufnahmen des Knies a.·p. und seitlich sowie eine tangentiale Aufnahme angefertigt (Abb. 8·4. 78e).
• Läsionen der Kreuz- und Kollateralbänder: Das vordere Kreuzband zieht vom vorderen KreuzbandhöckerderTibia zum lateralen Femurkondylus. das hintere Kreuzband verläuft vom hinteren Kreuzbandhöcker zum medialen Femurkondylus. Verletzungen sind hauflg 1m1 Meniskus-. Kollateralband Iäsion. osteochondralen oder lmpressionsfrakturen kombiniert. Oie medialen bzw. lateralen Kollateralbander verhindem ein medial- bzw. lateralseiliges Aufklappen des Kniegelenkes. Oie Darstellung erfolgt m1t der MRT (Abb. B-4.79b). Oie Kreuzbander werden am be>ten in schräg koronarer Schichtführung abgebtldet. Zeichen der Ruptur sind komplette Kontinuitätsunterbrcchung, abnormer Verlauf und Hämatom im Verlauf des Bandes.
• Menlskusläslonen: primär traumatisch v. a. durch Körperdrehung auf einem Beln bei gebeugtem Kniegelenk und ftxoertem Fuß. Untersuchungsmethoden der Wahl: MRT (nicht invasiv. Abb. B-4.79a) und Arthroskopie (invasiv). • Läsionen der Kreuzbänder sind oft mit Meniskus·, Kollateralbandld\ion, O\tro· chondralen oder Impressionstrakturen kombinil'rt. Die Darstellung erfolgt mit der MRT (Abb. B-4.79b). Zetchen der Ruptur sind komplette Kontinuitätsunterbrechung. abnormerVerlauf und Hämatom im Verlauf des Bandes.
a Korbhenkel riss: langsriss durch das Hinterhorn des Innenmeniskus (Pieil). T2·gewichtetes MR1 in sagittaler Schichtrichtung. Zusätzlich Hämarthros im Kniegelenk (Ooppelpfeil). erkennbar an signalreichem Material mit SchiChtung im vorderen Gelenkrezessus. b Riss belder Kreuz· und Kollateralbiinder: Die T2·gewichteten MRT mit F~ttsättigung in sagittaler und koronarer Schichtung zeigen neben dem Riss der Bänder (Pfeil) eme ausgedehnte Einblutung in die umgebenden Weichtelle (slgnalreich. Ooppelpfeil), wenig Hämarthros im Kniegelenk sowie bone bruise (Pfeilspit7e) im medialen femurkondytus und Tibiakopf.
382
8 4 Skelett
a Tibiakopffraktur: Ausriss der Eminentia
intercondylaris (pfeil). b Komplette Unterschenkelfraktur links: Tibiafraktur im mittleren Schaftdrittel (pfeiJ) und proximale Fibul.lfraktur (Doppelpleil). Aufnahmen mit noch anliegender Vakuumschiene angefertigt. c Unterschenkelschaftsplralfraktur (pfcil).
Unterschenkelfrakturen
Unterschenkelft-akturen
Tiblakopffraktur
Tiblakopffraktur
Allgemeines: Ursache kann eine Kombinatoon au~ axialer Kompression durch die femurkondylen und Valgus-oderVarusstress oder ein direktes Anpralltrauma ~ein. Frakturen ohne Luxation werden in monokondyläre und bikondyläre Formen unte~hieden. daneben gibt es luxationsfrakturen.
Allgemeines: Ursache kann eine Kombinarion aus axialer Kompression durch die Femurkondyl<'n und Valgus- oder Varussrress oder ein dorektes Anpralltrauma seon. Frakturen ohne Luxation werden in monokondyläre Formen (Spaltfraktur. lmpressionsfraktur, Kombination aus lmpress1ons- und Spaltfraktur). bei denen in der Regel der laterale Kondylus betroffen ist. und bikondyläre Formen (V- oderT-fraktu· ren) umerschu?den. Daneben gibt es luxationsfrakturen, die von knöchernen Ausrissen der Kmebdnder llegil'iret werden können und zum Zeitpunkt d<'r Romgcnumersuchung meist bereits spontan reponierr sind.
Radiologische Diagnostik: ln der Primär· diagnostik sind normalerweise Röntgen· aufnahmen in 2 Ebenen ausreichend (Abb. 8-4.80a).
Radiologische Diagnost ik: ln d<'r Primardiagnostik sind Röntg<'naufnahmen in 2 Ebenen normalerweise ausreichend (Abb. 8-4.80a). CT oder MRTwerden in schwierigen Fällen erg,i n7end eingesetzt. insbesondere auch präoperativ zur genauen Bestim· mung der Lage und des Depressionsgrads der Fragmente.
Unterschenkelschaftfraktur
Unterschenkelschaftfrakrur Allgemeines: Meist liegen gemeinsame Frakturen von Tibia und Fibula vor. Als Ursache komm<'n dorekte und indirekte Traumen aller Art in Frage (z. B. Sportunfall, Verkehrsunfall).
Allgemeines: Meist liegen gemeinsame Frakturen von Tiboa und Fibula VOf. Ursachen sind 2. 8. Sport· oder Veri<ehrsunlalle. Radiologische Diagnostik: Röntgenaufnahmen des Unterschenkels a.-p. und seitlich (Abb. 8-4.80b, c). Distale lntraartikuläre Tlbtafraktur (Pilon·Tibiai-Fraktur)
Radiologische Diagnost ik: Röntgenaufnahmen des Unterschenkels a.-p. und se1tlich (Abb. 8-4.80b. c~
Allgemeines: Es handelt sich um eine Fraktur der distalen Tibiametaphyse mit Gelenkbeteiligung. Ursache ist ein axiales Stauchungstrauma.
Allgemeines: Es handelt sich um eine Fraktur der distalen Tibiametaphyse mir Gelenkberelhgung. Ursache 1st ein axiales Stauchungstrauma. Meist besteht ein ausgeprägter Weichteilschaden. Bei dieser Verletzung besteht immer die Gefahr der posttrauman~chen Arthrose.
Radiologische Diagnostik: Röntgen· .,ufnahme de~ Unterschenkels und Sprung· gelenks in 2 Ebenen (Abb. 9-4.81 ).
Radiologische Diagnostik: Eine Röntgenaufnahme des Unterschenkels und Sprung· gelenks m 2 ~benen ist anwfertogen (Abb. 8·4.81 ). evtl. ISt die Durchrührung eoner CT nötig.
Frakturen von Sprunggelenk und Fuß
Frakturen von Sprunggelenk und Fuß
Sprunggelenkfrakturen Allgemeines: Frakturen des oberen Sprung· gelenks entstehen aus einer Au Senrotation oder Adduktion/Abduktion de~ Talus gc· genüber der Malleolcngabel. Oie Einteilung erfolgt nach Danis·Weber (Tab. 8-4.15). Radiologische Diagnostik: Rontgenauf· nahme a.-p. und seitlich; dazu a.-p.-Aufnahme mit 20•1nnenrotation (Abb. 8·4.82).
Sprunggelenkfrakturen
Distale intraartikuläre Tibiafraktur (Pllon·Tibial-Fraktur)
Allgemeines: Frakturen des oberen Sprunggelenks 7-!ihlen zu d<'n häufigsten knöchernen Verletzungen und entstehen aus einer Außenroration oder Adduktion/Abduktion des Talus gegenüber der Malleoleng~bel. Nach Danls·Weber erfolgt die Ein· t.eilung nach der Höhe der Fibulafraktur in Relanon zur Syndesmose (Tab. 8-4.1 5): Radiologtsehe Diagnostik: Neben der Röntgenaufnahme a.·p. und senlieh kommtder a.-p.-Aufnahme mit 20• 1nnenrorarion. bei derdie Trochlea tali und die GelenkOächen beider Malleoien uberlagenmgsfrei projiziert werden. eine besondere Bedeutung zu (Abb. 8-4.82).
383
8 4.3 Wichtige Krankheitsbilder- von der Diagnose zum Befund
Längsspaltung der distalen Tibia mit Cinstrahlung in die distale Gelenkfläche (pfeife) SOWie Abriss des Mallealus medialis (Doppefpfeil).
Klasslnkatlon der Sprunggelenksfrakturen nach Oanls·Weber Fraktureinteilung
Verletzungsart
Syndesmosenruptur
Vertetzung~hanHtous
WeberA
Außenknöchelfraktur lnfrasynde~mal. evtl. Innenknöchelfraktur
nern
Sup
WeberB
AuRenkncxhclfraktur transsyndesmal. evtl Innenknöchelfraktur
rnf.>rst Teilruptur
Weber C
suprasyndesmale Außenknoch~ltr aktur. Ruptur der Membrana interossea brs zur Fibulafraktur. evtl. Innenknöchelfraktur
ja
PronatIon s-Evc rslons-Trau ona
Malsonneuve·Fraktur (SonderfoiTll der Weber C-Fraktur)
Innenknöchelfraktur mit subkapitaler Fibula· fraktur. dadurch auch Syndesmosen- und Längsruptur der Membr ana intcrO~\t•a
ja
Distorsions-Trauma bimalleolar
trimalleolare Fraktur
bimalleolare Sprunggelenksfraktur mit Fraktur der TibrahontNkante (Volkmann Dreieck)
meist ja
Pronations-Hyperflexions-Trauma
Pronations-Ever\ions Trauma
oder Supinationstrauma
Frakturen des oberen Sprunggelenks Fi- Fibui.J. S- Syndesmose,Ta • Talus. Ti • TJbia
I a WeberTypA a b c d
WeberTypS
WeberType
Einteilung der Sprunggelenksfrakturen nach Weber. Distale Fibulafraktur oberhalb der Syndesmose (pfeil) und Aitken-1-Fraktur der distalen Tibia (Doppelpfeil). Weber-B-Fraktur der distalen Fibul<~ (Pfeil). Weber-e-Fraktur (pfell). Fraktur des Mallealus medialos (Doppelpfeil). Absprengung eines Volkmann·Dreoecks (Pfeilsprtze) sowie Luxation der Talusrolle nach dorsal (.trimalleolare Luxationsfraktur").
384
8 4 Skelett
Frakturen des Fußes
Frakturen des Fußes • Talusfrakturen: Man unterscheidet zentrale (Taluskopf, -hals. -körper) und periphere Frakturen (z. 8. Processus lateralis). Die häufigste Form ist die Talushalsfrakturdurch Dorsalextension im oberen Sprunggelenk. Bet dislozterten IIaisfrakturen und Talusluxationen besteht die Gefahr der Talusnekrose. Röntgenologische Standarduntersuchungen sind a.-p.- und seitliche Röntgenaufnahme (Abb. B·4.83a). ln Z~ifelsfallen und zur genaueren Beurteilung des Frakturverlaufs werden CT und MRT eingesetzt. • Kalkaneusfrakturert werden m der Regel durch eine axiale Stauchung verursacht (z. B. Sturz aus großer Höhe). ln ~der Fälle strahlt die Fraktur in die subtalare Gelenkn~che ein Bc1 den intraartikularen Frakturen wird der Proc.lateralis tali in den Kalkaneuskorp<'r eingetrieben. der in zwei Hauptfragmente (anteromedtale, posterolaterale) zerbricht (primäre Frakturhnie). Bei höherer Krafteinwirkung entsteht 7usätzlich eme sekundarc Frakturlime. dte vom posterolateralen Fragment ein posteriores Facettenfragment abtrennt, das zusätzlich in SICh frakruriert sein ka nn. Die sekund;.re Frakturlinieverlauft entweder im Bogen um die subtalare Gelenkfläche nach kramal ,.JOint deprcssion type") oder horizontal bis m den Tuber calcanci (.tonguc type"). Folge 1st eine Verbreiterung und Höhenminderung des Kalkaneus. D1c Etntcilung der J
• Talusfrakturen: Man unterscheidet zentrale (Taluskopf. ·hals, -körper) und periphere Frakturen (z. 8. Processus lateralis). Röntgenologische StandarduntersuchUI>gen sind a.·p.· und seitliche Röntgenaufnahme (Abb. 8-4.8la), CT und MRT zur genaueren Beurteilung. • Kalkaneusfrakturen werden me1st durch eine axiale Stauchung verursacht (z. B. Sturz aus großer Höhe). Die Einteilung der Kalkaneusfrakturcn erfolgt anhand se1t· licher und axi
• Metatarsalfrakturen entstehen durch direkte Gewalteinwirkung auf den Fuß. 7ur Diagnose von Ermüdungsfrakturen (Marschfrakturen) werden Röntgenaufnahmen im dorsoplantaren, seitlichen und schrägen Strahlengang angefert1gt (Abb. B-4.83c). Im Röntgcnb1ld ist e1n qucres. bre~tes und unscharf begren7\es Skleroseband zu erkennen.
a Taluskopffraktur: Absprengung ~'""' knbchemen Fragmentes aus der lateralen 1alusrolle (Pfe11). Zusätzlich kleine knöcherne Absprengung aus der ventralen Ttbis,on type' (Pfe,le). Einbruch des FuSgewölbes. Schwere Osteoporose. c Ermüdungsfraktur des Os metatarsale IV. n1cht kon\Oiidiert (Pfeil).
385
8 5.1 Arterien
5
Gefäßsystem und interventioneile Radiologie
5
Ger..tbystem und interwntioMIIe Radiologie
5.1 Arterien
5.1
Arteril!n
5.1.1 Radiologische Methoden
5.1.1
Radiologische Methoden
Konventionelle Röntgendiagnostik
Konwntlonelle RO
Konvt!ntionelle Rbntgenaufnahmen hefem led1ghch Hmwe1se auf pathologische Gt>l:lßveranderungen. Ihre Au~s.ljltkr.lft beschr~nkt ~•eh auf den NachwtiS von Verkalkungen der Gefäßw.inde und der Lymphknoten. Thorax- und Abdomenübersicht'l
Sie rei<Jt lediglich Vfltcalkungen der Geldg.
Sonografie
Sonogr~fle
Methode und Beurteilung (s. a. S. 84): Die 8-Scan·Sonograf~e liefert ein Zwti· dimensionales 81ld mit dem der Verlauf und d1e Welle der Gef
Methode und Beurteilung (s. a S. 84): Mtt der 8·Scan-Sonografle V.t'fd~n GefoiR· weote und -~~rl~uiLWetdunen"on~lrm Echtzeitverfahren abgebildeL Mit ohrkönnen abdomml~le Gl•foiRI> OfJentlerend beurteilt
wände und Lymphknoten ""'"'~ Hor,.o,~i\t' auf etn AO
werd~n.
Eine Unterscheidung von Arterlen und Venen ist emerse1tS durch die topografische Beziehung zu anatomischen Leltstrukturen (z. B. Pankreas und V. licnahs) mllghch. Andere• ;eu~ können cflt• Arterien anhJnd der typ1schen Cef:lß. pulsat•onen erkannt werden. wahrend Venen durth lc1chten Druck m1t dem Schall· kopf komprim1erb<:hu~bung lWISChen den o~usgesendeten und vom fließenden Blut reOeknerten Ultraschallwellen kommt. D1ese Verschiebung verh.llt sich proportional zur Stromungsgl~hwmd1gke1t. Damit kann emerse1ts die Strömungsrichtung erkannt werden. dndcrerStrts werden msbesondere durch Gt>fäßeinengungen verur~chte Strömungsveränderungen nachgewiesen. die sich als Flussbeschleunigung und m Form von poststenotlschen Stromungsturbulenzen bemerkbunkte 1m Gefäß und auf Abschnme mit suspekten morpholOgiSChen Veränderungen beschrankt werden. M1t der farbkodierten Duplexsonografie (Fl
Beurteilt w«den Gefäßverl~f und morphologol" Nachteolog ist d•<' Anfalllgkl!lt gegenüber Arteflllrten und dte fehlen* Beurtellb;wlceit dl!f Blutströmungs· rlchtung
M•t der Dopplersonografie '' S. 55'> 1 können doe Str~ des Blut~ ur>tl Str6mungswrMidl!rungM n•• h gewiesen \Wn. Dol!se ~ ~Kh "'' Flussbeschleunigung und posbtMOtlsche Strömungst:urilulenzl!n (Abb. B-5. 1~ >
0... Duplusonografll! \telh etnl' Kombln~ llon aus B·Sc:an-SonogrJfte mot einer integrierten Dopplereinheot dar. D~ Strömunq\profll Wird tn einem g••wun\t hll•n Messvolumen ~bgeboldet (Abb. B·S. Ib). Dadurch kann die Unte~uchung ~uf st.m· d~rdislerte Punkte 1m C.l·f~flund Abo,chnllle mrt suspekten Verdnderungen beschr~nkt werden.
Mol der f~rbkodlerten Ou~xsonografle (ACOS) werden alle tm B·Bold vor handl'm•n Flussinformabonen in eine< faMkala krxht'rt (Abb. 8 ·5•.2).
386
8
5 Gefäßs~tem und interventioneile Radiologie
Prinzip der einfachen Doppler- und der Duplexsonografie
lll 8-B•id Moritor
Dopplerspektrum auf dem Monitor
Dopplerspekrrum Monitor
Oopplefsonde 1'1\ll Sende- (S) und Empfangskristall (E)
Schallkopl
Kontaktgel
Haut
a Die Dopplersonografie beruht auf dem Doppler-Effekt Danach kommt es zu einer Fre<1uenzversch1ebung lWischen der ausgesendeten und empfangenen Ultraschallwelle be1 einer Reßexion durch ein sich bewegendes Objekt (z. 8. Zellen des fließenden Blutes). b Die Duplexsonografie stellt eine Kombination aus B-Scan-Sonografie m•t einer integrierten Dopplereinheit dar. Der Unter>uchungsgang wird durch die a1'1atomische Kontrolle auf dem B-Bild erleichtert.
Haut Getä&
b
a
Dopplerstrahl
\1essvolumen
Farbkodierte Duplexsonografie (FKDS) der Karotisgabel
e Hochgradige Tandemstenose der A. carotis Interna (ACt): An der proxima Jen Stenose zeigt sich eine Lumeneinengong der AC! mit e~ner dorsalen Schallauslöschung durch einen Kalkplaquc. Oie Ableitung der Dopplerkurve in der distalen Stenose ergibt einen AllStieg der maximalen systolischen Flussgeschwindigke.t auf 324 cmf~. a Normalbefund: Im Abgangsbereich der A.carot1s ~ntema finden sich physiolOgiSChe Stromungsturbuienzen (Pieilspitze). Die ergänzenden Dopplerspektren ze•gen d1e typisc en Flussprofile für die A. caroris communis (b), Interna (c) und externa (d).
Oie transkranielle Doppl~rsonografoe (TCO) d•ent der Untersuchung intrakranieller Gefäße (Abb. B-5.3).
m1t Stromungsveränd~rungen w1e Verwirbclungcn und Flussbcschleumgungen direkt anschaulich abgebildet (Abb. 8-5.2~ Für die Untersuchung der mtrakraniellen Gefaße wurde die transkranielle Dopplersonografie (TCD) entwickelt (s.S. 555) (Abb. 8-5.3).
a Nach Operation eines Aneurysmas der linken A. cerebri medla sind Gefaßspasmen mit einem 1111ttleren rlu~s (MEAN) von 112 cm/s in einer Tiefe (OEPTH) voo60 mm nachwe1sbar. b Auf der Gegense.te findet siCh e1ne normale flussgeschWindigkeit in der A. cerebri media von 60 cm/s. I•
~
b
I
8
5.1 Arterien
Indikationen: Di~ Ultraschallverfah ren stellen als nichtinvasive und risikofreie Methoden ein geeignetes Screening-Verfahren Hir pathologtsche Gefäßveränderungen dar. Daneben sind sie zur Verlaufskontrolle nach Operationen am Gef.ißsystem einsetzbar.
Computertomografie und Magnetresonanztomografie
Met hod e (s. a. $. 73 ): Die CT erfolgt primär in einer axialen Schichtung und erlaubt eine Beurteilung insbesondere der großen Gefäße. Durch den Einsarz von Geräten der neuesten Generation mit Mehrdetektorzcilcn-Spirahechnik (MS~ Volumenerfassung und einer kurzen Untersuchungszeit wird eine hohe räumliche Auflösung auch in der L~ngsachse erreicht. SekundJr können somit die Gefäße in beliebigen Ebenen (multiplanar) oder dreidimensional abgebildet werden. Die Darstellung der Gefäße wird durch die Dichteanhebung nach einer i. v.-Kontrastmittelgabe (CE-MSCT) erheblich 11erbessert. Das Prinzip der CT-Angiografie (CTA} beruht auf der Dichteanhebung der Gefäße durch i. v.-Gabe von jodhaltigem Komrasrmittel. Erst durch die Entwicklung der Spiraltechnik konme die Untersuchungszeit so stark verkürzt werden. um eine Datenerfassung in der arteriellen Bolusphase zu erreichen. Neue Cf-Scanner mit Mehrzeilentechnik sind 1n der Lage, große Untersuchungsregionen abzudecken. Im Vergleich zur er bietet die MRT den Vorteil einer primären Schichtuntersuchung in jeder gewünschten Raumebene (ax~al. sagittal oder coronar und schräg). Der Blutnuss in den Gef:ißcn führt dal>e1 zu einer Signalauslöschung. Mit der Magnetresonanzangiografie (MRA} wird durch Herausfilterung der umgebenden anatomischen Strukturen eine ISOlierte dreidimensionale Gefäßdarstellung erzeugt (Abb. 8 -5.4 ). Das Prinzip der sog . •n me-of-Fiight"-MRA (TOF-MRA) besteht in einer sch nellen Folge von Einzelimpulsen. durch die eine Absättigung der Spins und damit eine Abnahme d~r maximal möglichen Signalstärke in emem definierten Volumen bewirkt w~rd (Abb. 8-5.5 ). So liefern konsta nte anatomische Strukturen lediglich ein schwaches Signal und tragett kaum zur Bildgebung be1. wä hrend mit dem Blutfluss senkrecht
387 Indikationen: Ultraschallverfahren sind als Screening-Verfahren und zur Verlaufskontrolle nach Operationen einsetzbar. Computertomografie und Magnetresonanztomografie Methode (s. a. S. 73): Die CT erfolgt primär axial und erlaubt die Beurteilung insbesondere der groflen Gefaße. Sekundär ist die mulliplanare oder dreidimensionale Abbildung von Gefäßen möglich. Durch i. v.-Kontrastmittelgabe wird die Da~tcllung erheblich verbessert.
Mit der CT-Angiografie (GA) kann durch
Spiraltechnik eine Datenerfassung in der arteriellen Bolusphase erreicht werd!'n.
Die MRT bietet den Vorteil einer primären Schichtuntersuchung in jeder gewünschten Raumebene. Mit der Magnetresonaru:angiografle (MRA) wird eine isolierte dreidimensionale Gefäßdarstellung erzeugt (Abb. 8·5.4). Bei der .nme-of-Filght"·MRA (TOF-MRA) liefern konstante anatomische Strukturen nur ern schwaci>M Signal. w•hr<>nd mit dem Blutlluss ;enkrl'
CE-MRA der Aorta und d~r Becken-Bein-Arterien ln Schrltt11erschiebetechnik ------------------------~ a. b Normale Gefäßanatomie von der Aorta bis zur A. poplitea. c Darstellung von hochgradogen kuostrcckigen Stenosen der A. libialis anterior beidseits (pfeile).
Prinzip der MRA und der . Maximum-lntensity-Projektlon" (MIP} Projektion
f=~ l'ingestromte ungesattigte
a.·p.
Spins mir
kräflig<'m Signal
Schichtebene gesättigte Spins
•
b
a in der Phase der Bildaufnahme wird durch eine Vorsättigung in der Schichtebene das Bildsignal der konstanten anatomischen Strukturen unterdrückt. Nur neu ein geströmte ungesättigte Spins der Gefäße ergeben ein kräftiges Signal (dunkel hei'IIOrgehoben). b Aus den Einzelschichten wird ein dreidimensionaler Datensatz erzeugt. Entlang eines ProjektiOnsstrahles werden dann nur die Punkte mit dem größten Signalwert (maximum intensitity) für das Projektionsbild verwendet und so ein übeßichtliches Gefäßbild erzeugt.
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8 5 Gefäßsystenn und interventioneile Radiologie
a, b Normalbefund: Aus dem Prlmärdatensat7 (a) der TOF-Sequenz. der z. B. aus 64 Einzelschichten besteht, werden MIP-Rekonstruktioncn (b) in der axialen und koronaren Ebene erteugt. 1 A. carotis Interna. 2 Karotissyphon. 3 A. cerebri media. 4 A. cerebri anterior. 5 A. cerebri j>OSlerior. 6 A. vertebralis. 7 A. basilaris. 8 A. carotis extem,l. c Pathologischer Befund: Fehlende Darstellung der rechten A. carotis Interna (Stern) in der TOF-MRA (cl). Oie korrespondierende selektive Anglegrafie zeigt