Sicherheitstechnische Kenngrössen von Flüssigkeiten und Gasen ...
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Einschub Lungenbildgebung
Wirbelsäule. Grundlagen der MRT.
Prof. Thorsten Bley / Dr. Tobias Wech
Frakturen Degenerative Veränderungen
Bandscheibenläsionen Raumforderungen
Technik der MRT , Indikationen & Anwendung
Laufend Probanden für MRT-Studien gesucht
► Für diverse Forschungsprojekte werden laufend Probanden
für MRT-Studien gesucht
► Untersuchungszeiten zwischen 30 Minuten und 2 Stunden
► Aufwandsentschädigung zwischen 20,- und 30,- Euro
► Bei Interesse bitte mit Namen und Emailadresse bei Herrn
Dr. Weng melden:
0931-20134750
Case of the week
1. Normalbefund
2. Pneumonie
3. Suspekter Rundherd
4. Pulmonal-venöse Stauung
5. V.a. pulmonal-arterielle Hypertonie
Wie lautet Ihre Diagnose?
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Wiederholung Thorax – Anatomie (Hilusstrukturen)
Normalbefund Hili verplumpt
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Zentrale Lungenstrukturen
„amputierte Hili“: Bild der pulmonal-arteriellen Hypertonie
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Lungendurchblutung
n o r m a l e D u r c h b l u t u n g s v e r t e i l u n g
Verhältnis Lungenspitze vs. Lungenbasis 0.6 bis 0.8
Behinderung des pulmonalvenösen Abflusses
(z.B. Linksherzinsuffizienz oder Mitralklappenvitien)
Rückstau in die Lungenvenen
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Stauungszeichen
• vermehrte Lungengefäßzeichnung,
„Kranialisation“ der Perfusion
• unscharfe Gefäßkonturen, betonte /
verwaschene Hili
• peribronchiales Cuffing
• verdickte Interlobien, interstitielle
Zeichnungsvermehrung
• später vermehrte Transudation von
Flüssigkeit in das Interstitium und
die Alveolen konfluierende
Fleckschatten (alveoläres Ödem)
direkte Stauungszeichen (i. d. R.
symmetrisch) zusätzliche Hinweise
• Kardiomegalie
• schnelle Dynamik im Verlauf
• Pleuraergüsse oft re. > li
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Lungenstrukturen
akute pulmonalvenöse Stauung
Hili unscharf, verplumpt konfiguriert,
prominente Lungengefäße, Kerley-Linien, Pleuraergüsse
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Lungenstrukturen – DD pulmonaler Verschattungen
Lungenödem
Schmetterlingsödem“, hilifugale Konfiguration
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Lungenstrukturen – DD pulmonaler Verschattungen
ARDS (acute respiratory distress syndrome)
Vollbild: „white lung“; siehe auch Homepage Anästhesie UKW
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Eine Atelektase ist ein kollabierter Lungenabschnitt, der mit wenig
oder keiner Luft gefüllt ist
• passiv, infolge einer Kompression
des Lungenparenchyms
• z.B. bei Pneumothorax oder
Pleuraerguss
Kompressionsatelektase Resorptionsatelektase
• infolge einer Obstruktion eines
Haupt-, Lappen- oder
Segmentbronchus
• auch Obstruktionsatelektase
genannt
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Resorptionsatelektase
• Verschattung – mit für die betroffen
Lappen/Segmente typischer Form
und Topographie
• Verlagerung der Interlobärsepten
zum Herdbefund hin
direkte Atelektasezeichen indirekte Atelektasezeichen
• ipsilateraler Zwerchfellhochstand
• Mediastinalverlagerung zur
betroffenen Seite
• kompensatorische Überblähung
benachbarter Lungenareale
• Engstellung der Rippen (ipsilateral)
• fehlendes Bronchopneumogramm
innerhalb der Atelektase
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Lungenstrukturen – DD pulmonaler Verschattungen
Mittellappen-Atelektase
Verlagerung der Pleuraspalten, ML-verschattet, Zwerchfellhochstand re.
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Lungenstrukturen – DD pulmonaler Verschattungen
Pneumonie
vermehrtes Volumen der Verschattung, pos. Aerogramm, Umgebung nicht überbläht
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Pneumonien: lobär / bronchial / interstitiell
• punkt- bis streifenförmig
• atypische Pneumonien
• DD: Sarkoidose Stadium III
interstitielle Zeichnungsvermehrung alveoläre Zeichnungsvermehrung
• flächige Verschattung (teils
inhomogen)
• viele Pneumonien
• Atelektasen (flächige ZV!)
spezifischer Erreger kaum an Hand des Rx eingrenzbar
Lokalisation im Summationsbild teils nicht eindeutig
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Lobärpneumonie
Positives Bronchopneumogramm negatives Silhouettenphänomen
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Aspergillus Spezies
(insb. Aspergillus fumigatus)
1) Allergische bronchopulmonale Aspergillose
2) Aspergillom
3) Invasive Aspergillose
Pilzpneumonie- opportunistisch-pathogene Pilze
• Candida
• Mucoraceae
• Cryptococcen
• Fusarien
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Allergische bronchopulmonale Aspergillose
Typ I IgE +Typ III IgG allerg.
Reaktion
gegen Aspergillus fumigatus
• Bronchiektasen
• wandernde Infiltrate
• Schleimretention
• Überblähung
• Fibrose
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Aspergillom
Myzetom, Pilz-/Fungusball
präformierte Höhle (z.B. TBC-Kaverne), nicht invasiv
intrakavitäre Masse mit umgebender Luftsichel, Mobilität bei Lagewechsel
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Invasive Aspergillose
Störung der zellulären Abwehr
Auskeimung von Sporen im Bronchialsystem
Hyphenbildung - Invasivität
Eindringen in Bronchialwände
und dann in parallel verlaufende Arterien
lokale Thrombose
mit nachfolgender hämorrhagischer Infarzierung
Histopatho: abszedierende Entzündung
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Invasive Aspergillose
1. Zahlreiche, unscharf begrenzte Noduli, typischerweise 0,5-3 cm
„Infarktzonen“
2. angrenzende ringförmige Milchglasverdichtung, „Halozeichen“
„aleveoläre Hämorrhagie“
Baseline Rundinfiltrat & Halo
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Invasive Aspergillose
Kavernenbildung, Luftsichelzeichen ab 2. Woche
„Abräumreaktion“
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Add-on: Reversed Halo sign
Hinweisgebend auf, jedoch nicht pathognomonisch für kryptogene organisierende
Pneumonie (syn.: BOOP – Bronchiolitis obliterans mit organisierender Pneumonie)
DD auch z.B. Aspergillom
Reversed Halo-sign Halo-Sign
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Tuberkulose
Mycobacterium tuberculosis
• zunehmend komplexe Resistenzlage
• Häufung
• primäre Tuberkulose
• oft unbemerkt, Primärkomplex
• meist peripher = lokale Entzündungsreaktion auf Erreger, zentrale
Lymphadenopathie, ggf. nach zentral reichende Lymphangiitis
• sekundäre/postprimäre Tuberkulose (häufiger)
• Reaktivierung, Oberlappen betont
• Peribronchioläres Infiltratmuster, Kavernenbildung
• Miliartuberkulose
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Lungenstrukturen – Exkurs Tuberkulose II
sekundäreTuberkulose
Kavernenbildung, Hilusraffung, OL betont
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Lungenstrukturen – Exkurs Tuberkulose III
Miliartuberkulose
Milus = lat. „Hirsekorn“
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Lungenstrukturen
Silikose
Grobfleckiger als Miliar-TBC
teilweise koaliert & einhergehende fibrotische Veränderungen
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Lungenstrukturen
Silikose
teilweise koaliert & einhergehende fibrotische Veränderungen
fakultativ: „Eierschalenhili“ i.S. scholliger Verkalkungen
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Zentrale Lungenstrukturen
Sarkoidose vom mediastinalen Typ:
Bihiläre Lymphandenopathie: „polyzyklische Hili“
MRT Teil 1 Lunge Wirbelsäule
Grundlagen der MRT
► Einführung
► Signalerzeugung
► MR-Bildgebung
► Kontraste
► Aufbau eines Tomographen
Quellennachweis:
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes
http://doris.bfs.de/jspui/bitstream/urn:nbn:de:0221-2014040311384/1/Parlamentsbericht_2012.pdf
http://www.scmr.org/assets/files/members/documents/magnets_spins_resonances.pdf
http://www.springer.com/medicine/radiology/book/978-3-642-41615-6
http://download.e-bookshelf.de/download/0000/0134/46/L-G-0000013446-0002346440.pdf
Dominik Weishaupt, Victor D. Köchli, Borut Marincek: Wie funktioniert MRI?, Berlin Heidelberg New York: Springer, 4. Auflage, 2003
MRT Teil 2 Lunge Wirbelsäule
Einführung - MR-Tomographie
http://doris.bfs.de/jspui/bitstream/urn:nbn:de:0221-2014040311384/1/Parlamentsbericht_2012.pdf
Häufigkeit von Röntgen- und CT-/MRT-Untersuchungen
pro Einwohner in Deutschland
Röntgenuntersuchungen CT- und MRT-Untersuchungen
MRT Teil 2 Lunge Wirbelsäule
Einführung - Name
Magnet-Resonanz-Tomographie
Früher oft:
► Kernspin-Tomographie
► NMR (nuclear magnetic resonance)
MRT Teil 2 Lunge Wirbelsäule
Nobelpreis in der Medizin 2003
Einführung - Nobelpreise
► …für ihre Entdeckungen
zur Bildgebung durch
Magnetresonanz
Paul Christian Lauterbur
Born: 1929, Sidney, OH,
USA
Died: 2007
Affiliation at the time of
the award: University of
Illinois, Urbana, IL, USA
Sir Peter Mansfield
Born: 1933, London, UK
Affiliation at the time of
the award: University of
Nottingham, School of
Physics and Astronomy,
Nottingham, UK
Prize motivation: "for their discoveries concerning
magnetic resonance imaging”
Field: diagnostic imaging
MRT Teil 2 Lunge Wirbelsäule
Grundlagen der MRT
► Einführung
► Signalerzeugung
► MR-Bildgebung
► Kontraste
► Aufbau eines Tomographen
MRT Teil 2 Lunge Wirbelsäule
Kontraste - T1-Relaxation
► Aufbau der Längsmagnetisierung:
Rückkehr ins Gleichgewicht, Relaxation
► Wechselwirkung der Spins mit dem Gitter:
Energieabgabe (an Makromoleküle)
► Exponentieller Prozess mit der Zeitkontanten T1
𝑀(𝑡) = 𝑀0(1 − 𝑒−𝑡
𝑇1)
MRT Teil 2 Lunge Wirbelsäule
Kontraste - T1-Relaxation
► T1-Konstanten (ca. in ms) bei verschiedenen Feldstärken
0,2 T 1,0 T 1,5 T
Fett 240
Muskel 370 730 860
Weiße Gehirnmasse 390 660 780
Graue Gehirnmasse 490 810 920
CSF 1.400 2.500 3.000
MRT Teil 2 Lunge Wirbelsäule
Kontraste - T1-Relaxation
► Kurzes TR (300 - 600 ms)
starke T1 -Gewichtung
► Langes TR (2000 - 6000 ms)
geringe T1 -Gewichtung
► Gewebe mit kurzem T1 (Fett)
auf T1-gewichteten Bildern hell
(schnelle Erholung)
► Gewebe mit langem T1 (Wasser)
auf T1-gewichteten Bildern dunkel
(langsame Erholung)
MRT Teil 2 Lunge Wirbelsäule
► Abnahme der Transversalmagnetisierung durch Spin-Spin
Wechselwirkung
T2 < T1
Die Spins geraten „außer Tritt“, bleiben aber in der x-y-Ebene
Kontraste - T2-Relaxation
MRT Teil 2 Lunge Wirbelsäule
Kontraste - T2-Relaxation
► Kurzes TE (2 - 25 ms)
geringe T2 –Gewichtung
► Langes T2 (80 - 200 ms)
starke T2 -Gewichtung
► Gewebe mit kurzem T2 (Fett)
auf T2-gewichteten Bildern dunkel
(schneller Zerfall)
► Gewebe mit langem T2 (Wasser)
auf T2-gewichteten Bildern hell
(langsamer Zerfall)
MRT Teil 2 Lunge Wirbelsäule
Grundlagen der MRT
Wichtungen
• Wasser: hypointens
• Fett: hyperintens
• Wasser: hyperintens
• Fett: hyperintens
T1
T2
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Grundlagen der MRT – Erkennen Sie die Organe?
Leber
Wirbelkörper
Magen
Aorta abdominalis
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Grundlagen der MRT
1. T1
2. T2
3. Andere Wichtung
4. CT
Welche Wichtung ist dies?
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Grundlagen der MRT
• aktivierte Protonen z.B. im
strömenden Blut verlassen das
FOV vor Signalakquisition
• im FOV finden sich bei
Signalakquisition relaxierte Protonen
(-> hypointens trotz T2)
• Möglichkeit, indirekt (d.h. ohne KM)
Flussgeschwindigkeiten zu ermitteln
flow-void Phänomen
FOV = Field of View (also das angestrebte Untersuchungsvolumen)
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Grundlagen der MRT
Wichtungen
• Wasser: hypointens
• Fett: hyperintens
• Wasser: hyperintens
• Fett: hyperintens
• flow void
T1
T2
Flow-void Phänomen:
stationäre Flüssigkeiten in T2 hell (siehe Magenblase)
strömende Flüssigkeiten in T2 dennoch dunkel (siehe Aorta)
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Technik der MRT, Indikationen und Anwendung
• Die MRT ist der CT bei der
Beurteilung von Weichteilen deutlich
überlegen
• Die MRT ist der CT zur Beurteilung
von Frakturen teils unterlegen
Weichteile, Organe KM – Gadoliniumbasiert
Zu beachtende Risiken:
• Allergische Reaktion bis hin zur
Anaphylaxie
• Nephrogene systemische Fibrose
(NSF, Morbus Ormond; KI bei GFR
< 30 mg/dl)
Indikationen für KM-Gabe (analog zu
CT, z.B.)
• Beurteilung von Weichteilen
• Infektfokussuche
• Verhaltformationen / Fisteln
• Tumorstaging
• Beurteilung von Frakturalter (!≠ CT!)
Häufige Indikationen
• Pädiatrie (Strahlenschutz!)
• Cerebrale Bildgebung (VL NRAD)
• Oberbauch: Malignom, MRCP
• Cardiale Bildgebung (CINE-MRT,
myokardiales KM-Enhancement)
• CED
• Mamma-MRT
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Technik der MRT, Indikationen und Anwendung
KM – Gadoliniumbasiert
Zu beachtende Risiken:
• Allergische Reaktion bis hin zur
Anaphylaxie
• Nephrogene systemische Fibrose
(NSF, Morbus Ormond; KI bei GFR
< 30 mg/dl)
Indikationen für KM-Gabe (analog zu
CT, z.B.)
• Beurteilung von Weichteilen
• Infektfokussuche
• Verhaltformationen / Fisteln
• Tumorstaging
• Beurteilung von Frakturalter (!≠ CT!)
Grundlage einer KM-Applikation
unabhängig von der Modalität (CT, MRT,
CEUS) ist jeweils die Absicht, alteriertes
Gewebe zu detektieren.
Hierbei wir nach spezifischen Alterationen
der KM-Aufnahme von Läsionen im
Vergleich zum umliegenden (gesunden)
Gewebe gefahndet.
Eine Ausnahme bildet die Angiographie,
da hierbei die direkte Beurteilung des
Gefäßlumens im Zentrum steht.
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Wie lautet Ihre Diagnose?
1. Wirbelkörperfraktur SWK 1
2. Bandscheibenprotrusion L4/5
3. Bandscheibenprolaps L5/S1
4. Spina bifida
5. Normalbefund
Wie lautet Ihre Diagnose?
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Wirbelsäule https://www.ndr.de/ratgeber/gesundheit/Rueckenschmerzen-Roentgen-oft-ueberfluessig,roentgen128.html
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Wirbelsäule
Pathologien der Bandscheibe
Protrusion
• Zirkuläre Vorwölbung nach
dorsal (in axialer Schicht)
• Keine Hernierung
• Meist Folge degenerativer
Veränderungen
Prolaps
• Riss des Anulus fibrosus
• Vortritt des Anulus pulposus
• Fakultativ:
Sequester – Hernierung des
Anulus pulposus nach kranial
oder kaudal
L 4/5
L 5/ S1
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Wirbelsäule
Pathologien der Bandscheibe - Therapie
► OP absolut indiziert:
Paresen, Blasen-Mastdarmstörungen,
Cauda-equina-Syndrom (dringliche
Indikation; OP innerhalb von 24h)
► OP relativ indiziert:
nach gescheitertem konservativem
Therapieversuch über 4-6 Wochen mit
persistierenden Schmerzen
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Wirbelsäule
Gefahr:
► Schädigung des Myelons
► MRT: Myelopathiesignal i.S. eines
Myelonödems (T2w-hyperintens)
► Ätiologie: Kompression, Tumor, Trauma
T2
T2
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Wirbelsäule
Fall
► 76 Jahre, männlich
► Schwere Lumbago seit 14 Tagen
► „Schmerzspritze“ vom Hausarzt vor 5
Tagen
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Wirbelsäule
T1 T1_fs*_KM T2
fs: Fettsättigung durch vorgeschalteten Impuls; somit Fett in T1 hypointens und nur
das KM hyperintens (bessere Beurteilbarkeit der Anreicherung)
T1_fs*_KM
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Wirbelsäule
1. Normalbefund
2. Tumor / Metastase
3. Spondylodiscitis
4. Spinalkanalstenose
5. Bandscheibenprolaps
Wie lautet Ihre Diagnose?
T1_fs*_KM
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Wirbelsäule
T1 T1_fs*_KM T2
Destruierende Spondylodiscitis (LWK 4) mit insbes. ventralem Weichteilanteil und
deutlichem KM-Enhancement
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Wirbelsäule
Fall
► Patient mit bekannter Osteoporose
► Akute Schmerzen nach Bücken zum
Schuhebinden heute morgen
► Fraktur?
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Wirbelsäule
T2_fs T2w - hyperintens
► Das hyperintense T2w-Signal korreliert mit
einer fokalen Wasseranreicherung
► Ein Knochenödem in Verbindung mit der
Sinterung weist auf eine frische Fraktur hin!
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Wirbelsäule
Fall
► 49 Jahre, weiblich
► Bekanntes Angiosarkom der Mamma bds.
► Aktuell progrediente Armheberschwäche
links
► Korrelat?
Befund dyskonkordant:
Metastasen der BWS/LWS passen nicht zu o.g. Symptomatik!
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Wirbelsäule
1. Normalbefund
2. Eher benigne
3. Eher maligne
4. Klassiker
5. V.a. Morbus Bechterew
Wie lautet Ihre Diagnose?
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Wiederholung VL MSK:
• Scharfe Begrenzung
• Sklerosesaum
• Solide Periostreaktionen
Zeichen für Benignität Zeichen für Malignität
• Unscharf berandete Osteolysen
• Spiculae
• Codman-Dreieck: Dreieckig
abgehobener Periostsaum -> H.a.
Osteosarkom!
• Zwiebelschalenartige
Periostreaktion
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
• Benigne, meist
symptomlos
• Vaskulärer Tumor,
fetthaltig
• Häufig Zufallsbefund,
Prävalenz bis zu 10%
• Druckbedingte
Verminderung der
horizontalen
Knochenbälkchen der
Spongiosa
• Kompensatorische
Verstärkung der
vertikalen
Knochenbälkchen
• Typisches Zeichen von
„Salz und Pfeffer“ in
der CT
Das Hämangiom als häufiger benigner Zufallsbefund
Hämangiom BWK 6
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule
Hämangiom – Wer kann den Befund erklären?
T1w hyperintens:
fetthaltig
T2w hyperintens:
Fett- und H2O-haltig
KM-Enhancement, da
hypervaskularisiert
T1 T2 T1_fs*_KM
MRT Teil 3 Lunge Wirbelsäule