Klinische Neuroanatomie - kranielle MRT und CT E-Book

• Herausgeber: Thieme
• Kategorie: Fachliteratur
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 706

Veröffentlichungsjahr: 2015

Beschreibung

Ein visueller Genuss: in eindrucksvoller Weise werden großformatige Zeichnungen Schichtaufnahmen gegenübergestellt.
Detaillierte Feinarbeit: die Detailgenauigkeit der Zeichnungen lässt kaum Wünsche offen.
Plus: neurofunktionale Anatomie, topographisch-anatomische Details wie z. B. Hirnarterien, Hirnvenen, Liquorräume.

Kann man einen Klassiker noch verbessern? Man kann!

• Sämtliche Röntgen- und Schichtaufnahmen wurden durch Abbildungen der neuen Gerätegenerationen ersetzt.
• Neue Inhalte wie Felsenbein, Hippocampusregion, Hirnstamm, f-MRT und Hirnreifung wurden ergänzt.
• 60% mehr Abbildungen für noch bessere Visualisierung.

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Leseprobe

Klinische Neuroanatomie – kranielle MRT und CT

Heinrich Lanfermann,

Peter Raab,

Hans-Joachim Kretschmann,

Wolfgang Weinrich

Unter Mitarbeit von

Eva Bültmann, Anja Giesemann, Dina Wittfoth-Schardt

4., vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage

936 Abbildungen

Vorwort

Können wir einen „Klassiker“ weiterentwickeln? Dieser Frage mussten wir uns stellen, als wir das Angebot der Professoren Kretschmann und Weinrich erhielten, eine Neuauflage dieses Buchs zu übernehmen. Unsere Antwort liegt nun vor: Es ist eine behutsame Evolution erfolgt; für uns sinnvolle Ergänzungen wurden vorgenommen. So sind neue Kapitel über die Hirnreifung und das Felsenbein sowie Erweiterungen in den Abschnitten der Hirngefäße und „Neurofunktionelle Systeme“ eingefügt worden. Notwendig war auch eine Anpassung der axialen Schichten an die für die CT übliche Angulierung unter Aussparung der Orbita. Zur schnelleren Orientierung wurde zudem die Nummerierung der anatomischen Strukturen für jede Doppelseite in den neuen Abbildungen vereinheitlicht. Reduziert wurden die Beschreibungen zur Entwicklung der Schnittbilddiagnostik, da von den jeweiligen Großgeräteherstellern sehr unterschiedliche Produkte geschaffen worden sind, deren umfassende Würdigung außerhalb des Fokus dieses Buchs liegt. Dem Leser verborgen bleibt der mit der Neuauflage entstandene größte Aufwand: Die von den Professoren Kretschmann und Weinrich geschaffenen, sehr detaillierten Abbildungen basierten auf der analogen Übertragung anatomischer Hirnschichten in hochauflösende Grafiken.

Mit der Neuauflage mussten nun zusammen mit dem Thieme Verlag Wege in die digitale Zukunft geebnet werden. Dies war aufwendig, aber letztlich für einen auch über das Internet verfügbaren Zugriff unverzichtbar. Zudem erfordert dies die Änderung der Verweistechnik auf die Abbildungen.

Wir danken den Kolleginnen und Kollegen des Institutes für Diagnostische und Interventionelle Neuroradiologie, MHH, die uns motiviert und unterstützt haben, insbesondere Herr Dr. rer. physiol. P. Dellani für die Berechnung und Erstellung der FA-Grafiken. Der großzügigen Kooperatione mit T. Liu, PhD, Cornell Univeristy, New York, verdanken wir die Möglichkeit der Berechnung der QSM-Karten.

Allen Beteiligten des Thieme Verlags, vor allem Herrn Dr. Christian Urbanowicz, Frau Susanne Huiss M. A., Frau Martina Dörsam und Frau Anja Jahn sowie der Redakteurin Frau Dr. Doris Kliem und der Grafikerin Frau Barbara Gay, möchten wir für ihren ausgezeichneten Einsatz danken

Hannover, im Herbst 2015

Heinrich LanfermannPeter RaabHans-Joachim KretschmannWolfgang Weinrich

Vorwort zur 3. Auflage

1984 erschien unser Buch „Neuroanatomie der kraniellen Computertomographie“. Dieses damals junge diagnostische Verfahren der Computertomographie revolutionierte die Medizin, ganz besonders die Neurologie und Neurochirurgie. Hierzu vermittelte unser Buch funktionell orientiertes Basiswissen der Neuroanatomie in Schichtbildern. Der Arzt sollte in Bild und Text die notwendigen neuroanatomischen Informationen für eine korrekte Beschreibung der Bildpathologie finden.

Die sich dynamisch entwickelnde Magnetresonanztomographie ermöglichte multiplanare Darstellungen in allen Ebenen. Die 1991 folgende 2. Auflage mit dem neuen Titel „Klinische Neuroanatomie und kranielle Bilddiagnostik“ lieferte die graphischen Darstellungen anatomischer Schnitte in den 3 Standardebenen.

In der vorliegenden 3. Auflage wurden die MR- und CT-Bilder des Bildatlas durch großformatige Abbildungen ersetzt. Ihre Anzahl wurde nahezu verdoppelt. In den nun großen Abbildungen konnte die Zahl der bezeichneten Hirnstrukturen wesentlich erhöht werden. Neues Wissen wurde in den Text und in die Abbildungen aufgenommen. Nur exemplarisch konnte der aktuelle Wissensstand zur Vernetzung neurofunktioneller Systeme untereinander und deren Zusammenspiel bei Gesunden und Kranken berücksichtigt werden. Zur Beschreibung auch der arteriellen Territorien des infratentoriellen Raumes ermutigten uns Freunde und Kritiker der vorherigen Auflagen.

Durch diese Erweiterungen ist der Umfang des Buches gewachsen. Trotzdem blieben Übersicht und Handlichkeit erhalten. Dieses Buch soll ein Werkzeug für die Praxis bleiben. Dem Arzt soll die vorliegende funktionell orientierte Neuroanatomie in Schichtbildern erleichtern, seine klinischen Erhebungen den pathologischen, magnetresonanztomographischen oder computertomographischen Befunden zuzuordnen. Angesprochen werden Neurologen, Neurochirurgen, Neuropädiater, Neuroradiologen, Radiologen, Nuklearmediziner, Neurophysiologen, Anatomen sowie Internisten, Traumatologen, Onkologen, aber auch die an den Neurofächern interessierten Studierenden sowie besonders die in der Weiterbildung befindlichen Ärzte.

Hannover, im Herbst 2002

Hans-Joachim KretschmannWolfgang Weinrich

Dank zur 3. Auflage

Viele Mitarbeiter, Kollegen und Freunde haben die Vorarbeiten und nun die Erweiterung dieses Buches gefördert. Im Vorwort der Auflagen 1984 und 1991 haben wir denen gedankt, die uns seinerzeit unterstützt haben. Wir verzichten deshalb jetzt darauf, sie erneut namentlich zu nennen. Der Kreis der Helfer und Förderer ist gewachsen.

Wir danken Kollegen der Medizinischen Hochschule Hannover aus Nachbarfächern, die uns motiviert und tatkräftig gefördert haben. Genannt seien Herr Prof. Dr. H. Becker, Abt. Neuroradiologie, Herr Priv.-Doz. Dr. G. Berding, Abt. Nuklearmedizin, Herr Prof. Dr. K. Gärtner, Zentrales Tierlabor, Frau Prof. Dr. C. Grothe, Abt. Neuroanatomie, die Herren Prof. Dr. Dr. H. Lippert, Herr Prof. Dr. R. Pabst und Dr. U. Thorns, Abt. Funktionelle und angewandte Anatomie.

Herr Prof. Dr. Dr. hc. M. Samii gewährte uns freizügig Arbeitsmöglichkeiten im neueröffneten International Neuroscience Institute, Hannover. Die in die 3. Auflage neu aufgenommenen MR- und CT-Bilder entstanden dort mit Unterstützung durch Herrn Prof. Dr. U. Piepgras, Herrn Dr. H. Liebig und Herrn Dr. C. Dalle Feste. Für die Geduld und Ausdauer bei der Vorbereitung und Durchführung dieser Arbeiten sei den technischen Radiologie- Assistentinnen Frau B. Gehrmann und Frau M. Houbolt und Frau A. Hohensee gedankt.

Herr Prof. Dr. A. Schwartz und Herr OA P. Brunotte der Neurologischen Klinik des Klinikum Hannover Nordstadt haben mehrere Kapitel kritisch durchgesehen und uns wertvolle praxisbezogene Hilfe gegeben und zur Verbesserung des Textes beigetragen.

Frau Prof. Dr. J. A. Büttner-Ennever, Anatomische Anstalt der Ludwig-Maximilians-Universität München, half mit hoher Sachkompetenz bei der Überarbeitung des okulomotorischen Systems.

Wir danken ehemaligen Mitarbeitern der Abt. Neuroanatomie der Medizinischen Hochschule Hannover, die ausgezeichnete Dissertationen über funktionelle Systeme und Großhirnarterien in dreidimensionaler Orientierung anfertigten: Herr Dr. C. Buhmann, Frau Dr. A. Gloger, Herr Dr. S. Gloger, Frau Dr. A. Schmidt, Frau Dr. B. Vogt, Herr Dr. H. Vogt, Herr Dr. D. Weirich. Die Ergebnisse dieser Arbeiten sind im Text unseres Buches zitiert. Im technischen Bereich unterstützten uns mit Rat und Tat: Frau N. van Dornick, Frau I. Heike, Herr K. Rust. – Frau Dr. A. Schmidt und Herr Dr. C. Schrader lasen erfolgreich die Korrektur des Rohmanuskriptes. Frau cand. med. C. Loock und Frau cand. med. R. Hawi führten sorgfältig Manuskriptarbeiten aus.

Sachkundige Hilfen und praxisbezogene Tipps erhielten wir von Herrn Prof. Dr. B. Terwey, Institut für Magnet-Resonanz-Diagnostik, Zentralklinikum Bremen, von Herrn Dr. W. Ruempler, Radiologisch-onkologisch-nuklearmedizinische Praxisgemeinschaften Stade sowie von Herrn Dr. A. Majewski und Herrn Dr. R.-H. Prawitz, MRT-Praxisgemeinschaft am Klinikum Hannover Nordstadt.

Herr Dipl.-Ing. J. Graessner, Siemens Hamburg, eröffnete uns mit großem Fachwissen neue technische Möglichkeiten bei der Erstellung der MR-Atlasbilder und förderte unsere Arbeiten.

Herrn Dipl.-Ing. H. Mahramzadeh, Regionales Rechenzentrum Niedersachsen der Universität Hannover, verdanken wir tatkräftige Unterstützung bei der computergraphischen Bearbeitung der Druckvorlagen.

Zu Kürzungen oder Textergänzungen veranlassten uns nach Durchsicht mehrerer Textkapitel Frau Dr. G. Engelcke, Radiologische Abteilung des Kinderkrankenhauses auf der Bult, Hannover, sowie Herr OA Dr. G. Glinzer und Herr OA Dr. R. Metz, Neurologische Abteilung Agnes-Karll-Krankenhaus, Laatzen/Hannover.

Wir danken unseren Familien für die Geduld und ihr Verständnis, besonders Frau Dr. B. Kretschmann und Frau F. Weinrich für viele Verbesserungen des Textes.

Herr G. Krüger, Production Director im Thieme Verlag, betreut unser Buch seit 1984. Er sorgte für die hervorragende didaktische Gestaltung und ermöglichte die großzügige Ausstattung des Werkes. Wir danken ihm auch die Auszeichnung als eines der schönsten deutschen Bücher des Jahres 1991 durch die Stiftung Buchkunst. Die kollegiale Zusammenarbeit mit den Herren Dr. C. Bergman, Dr. Th. Pilgrim und Dr. O. Schneider im Thieme Verlag führten zu einer guten Einheit von Text und Bild.

Abkürzungen

2D/3D

2-/3-dimensional

A./a.

Arteria/arteriae (Nominativ Singular/Genitiv Singular)

Aa.

Arteriae (Nominativ Plural)

ACC

anteriorer zingulärer Kortex

AEP

akustisch evozierte Potenziale

AICA

Arteria cerebelli inferior anterior (anterior inferior cerebellar artery)

B

Bikommissurallinie (in Abbildungen)

BERA

brainstem electric response audiometry

BOLD

blood oxygen level-dependent

BS

Bukkalraum

C.

Cisterna (Nominativ Singular)

Cc.

Cisternae (Nominativ Plural)

CHARGE-Syndrom

genetischer Defekt mit Choanalatresie, Herzfehlbildungen, Kolobomen des Auges, Anomalien der Geschlechtsorgane sowie Ohrfehlbildungen

CS

Spatium caroticum

CT

Computertomografie, Computertomogramm

CTA

CT-Angiografie, CT-Angiogramm

DH

Deutsche Horizontale (in Abbildungen)

DLPFC

dorsolateraler präfrontaler Kortex

DMPFC

dorsomedialer präfrontaler Kortex

DSA

digitale Subtraktionsangiografie, digitales Subtraktionsangiogramm

DTI

diffusion tensor imaging

DTPA

Diethylentriaminpentaessigsäure

EEG

Elektroenzephalografie, Elektroenzephalogramm

FEF

frontales Augenfeld

FFA

fusiform face area

FISP

fast imaging with steady precession

FLASH

fast low angle shot

fMRT

funktionelle Magnetresonanztomografie, funktionelles Magnetresonanztomogramm

G./g.

Gyrus/gyri (Nominativ Singular/Genitiv Singular)

GABA

γ-Aminobuttersäure

GE

Gradienten-Echo

Gg.

Gyri (Nominativ Plural)

HE

Hounsfield-Einheit (Einheit für die Abschwächung von Röntgenstrahlen im Gewebe in der Computertomografie)

HR-CT

High-Resolution-Computertomografie, High-Resolution-Computertomogramm

IFG

Gyrus frontalis inferior

IOG

Gyrus occipitalis inferior

IPC

inferoparietaler Kortex

IPL

Lobulus parietalis inferior

IPS

Sulcus intraparietalis

i.v.

intravenös

K

Kanthomeatallinie (in Abbildungen)

Lig./

Ligamentum (Nominativ Singular)

Ligg.

Ligamenta (Nominativ Plural)

LO

lateral occipital complex

M

Medianebene (in Abbildungen)

M./m.

Musculus/musculi (Nominativ Singular/Genitiv Singular)

MA

Meynert-Achse (in Abbildungen)

MCC

middle cingulate cortex

ME

Meynert-Ebene

MEDIC

multi echo data image combination

MEG

Magnetenzephalografie, Magnetenzephalogramm

MiniIP

minimal intensity projection

MIP

Maximum intensity projection

Mm.

Musculi (Nominativ Plural)

MPFC

medialer präfrontaler Kortex

MR

Magnetresonanz

MRA

Magnetresonanzangiografie, Magnetresonanzangiogramm

MRS

Magnetresonanzspektroskopie

MRT

Magnetresonanztomografie, Magnetresonanztomogramm (Kernspintomografie, Kernspintomogramm)

MS

Mastikatorraum

MTG

Gyrus temporalis medius

MV

meatovertikale Linie (in Abbildungen)

N./n.

Nervus/nervi (Nominativ Singular/Genitiv Singular)

Nn.

Nervi (Nominativ Plural)

Nucl.

Nucleus (Nominativ Singular)

OCT

optische Kohärenztomografie

OFA

occipital face area

pACC

parazingulärer Kortex

PCC

posteriorer zingulärer Kortex

PFC

präfrontaler Kortex

PET

Positronenemissionstomografie, Positronenemissionstomogramm

PICA

Arteria cerebelli interior posterior (posterior inferior cerebellar artery)

PMA

primär-motorisches Areal

PMS

parapharyngealer Mukosaraum

PS

Spatium paroticum

PPA

parahippocampal place area

PPRF

paramediane pontine Formatio reticularis

PVS

Paravertebralraum

OFC

orbitofrontaler Kortex

pACC

parazingulärer Kortex

QSM

quantitative susceptibility mapping

R.

Ramus (Nominativ Singular)

Rr.

Rami (Nominativ Plural)

RPS

Retropharyngealraum

rs-fMRT

funktionelle Resting-State-Magnetresonanztomografie

S./s.

Sinus/sinus (Nominativ Singular/Genitiv Singular)

SE

Spin-Echo

SEP

sensorisch evozierte Potenziale

SMA

supplementär-motorisches Areal

SOSO

Supraorbitosubokzipitallinie (in Abbildungen)

SPECT

single photon emission computed tomography

SPL

Lobulus parietalis superior

Ss.

Sinus (Nominativ Plural)

STG

Gyrus temporalis superior

STS

Sulcus temporalis superior

SWI

Suszeptibilitätsgewichtung

T

Tesla (abgeleitete SI-Einheit für die magnetische Flussdichte)

T1w

T1-gewichtet

T2w

T2-gewichtet

T2*w

T2*-gewichtet

Tr./tr.

Tractus/tractus (Nominativ Singular und Plural/Genitiv Singular)

TSE

Turbo-Spin-Echo

V./v.

Vena/venae (Nominativ Singular/Genitiv Singular)

Var.

Variante

VEP

visuell evozierte Potenziale

VIP

vasoaktives intestinales Polypeptid

VLPFC

ventrolateraler präfrontaler Kortex

VMPFC

ventromedialer präfrontaler Kortex

VRT

volume rendering technique

VTA

Area tegmentalis ventralis

Vv./vv.

Venae/venarum (Nominativ Plural/Genitiv Plural)

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

Vorwort zur 3. Auflage

Dank zur 3. Auflage

Abkürzungen

Teil I Einführung

1 Einleitung

1.1 Aufgaben und Ziele

1.2 Dreidimensionale Koordinatensysteme zur Lokalisation von Hirnstrukturen

1.2.1 Sagittale Ebenen

1.2.2 Transversale Ebenen

1.2.3 Frontale Ebenen

1.2.4 Intrazerebrale Koordinaten

1.3 Intravitale und postmortale Neuroanatomie

1.4 Terminologie

1.5 Benutzerhinweise

2 Schichtbilddiagnostik und Leitstrukturen

2.1 Computertomografie

2.2 Magnetresonanztomografie

2.3 Leitstrukturen der Schichtbilddiagnostik

2.3.1 Gesichtsschädel

2.3.2 Kopf-Hals-Bereich

2.3.3 Hirnschädel

2.3.4 Zisternen und Ventrikelsystem

2.3.5 Blutgefäße

2.3.6 Durastrukturen

2.4 Klinische Wertigkeit der Computer- und der Magnetresonanztomografie

Teil II Atlasteil

3 Frontale Schichten

4 Sagittale Schichten

5 Transversale Schichten

6 Hirnstamm

Teil III Topografie der Strukturen des Kopf- und Halsbereichs

7 Topografie des Hirnschädels und seiner intrakraniellen Räume und Strukturen

7.1 Hirnschädel

7.1.1 Hinterhauptbein

7.1.2 Keilbein

7.1.3 Schläfenbein

7.1.4 Stirnbein

7.1.5 Scheitelbein

7.2 Schädelhöhle

7.2.1 Infratentorieller Raum

7.2.2 Supratentorieller Raum

7.2.3 Schädelgruben

7.3 Intrakranielle Liquorräume

7.3.1 Subarachnoidalraum

7.3.2 Zisternen

7.3.3 Ventrikelsystem

7.4 Hirnarterien und ihre vaskulären Territorien

7.4.1 Arteria vertebralis

7.4.2 Arteria basilaris

7.4.3 Arteria cerebri posterior

7.4.4 Arterielle Versorgungsgebiete des Hirnstamms und des Zerebellums

7.4.5 Arteria carotis interna

7.4.6 Arteria cerebri anterior

7.4.7 Arteria cerebri media

7.4.8 Circulus arteriosus (Willis)

7.4.9 Anastomosen der Hirnarterien

7.4.10 Arterielle Versorgungsgebiete des Vorderhirns

7.5 Hirnvenen

7.5.1 Oberflächliche Hirnvenen

7.5.2 Tiefe Hirnvenen

7.6 Hirnnerven

7.6.1 XII. Hirnnerv

7.6.2 XI. Hirnnerv

7.6.3 X. Hirnnerv

7.6.4 IX. Hirnnerv

7.6.5 VIII. Hirnnerv

7.6.6 VII. Hirnnerv

7.6.7 VI., IV. und III. Hirnnerv

7.6.8 V. Hirnnerv

7.6.9 Zweiter Hirnnerv

7.6.10 Erster Hirnnerv

7.7 Hirnabschnitte

7.7.1 Medulla oblongata und Pons

7.7.2 Zerebellum

7.7.3 Mesenzephalon

7.7.4 Dienzephalon und Hypophyse

7.7.5 Telenzephalon

7.8 Hirnreifung

8 Topografie des Gesichtsschädels und seiner Räume

8.1 Gesichtsschädel

8.1.1 Knochen des Nasenskeletts

8.1.2 Knochen des Kieferskeletts

8.2 Nasenhöhle und Nasennebenhöhlen

8.2.1 Topografie

8.2.2 Gefäße der Nasenhöhle

8.2.3 Nerven der Nasenhöhle

8.3 Augenhöhle

8.3.1 Topografie

8.3.2 Augenlider und Tränenapparat

8.3.3 Vagina bulbi

8.3.4 Äußere Augenmuskeln

8.3.5 Gefäße der Augenhöhle

8.3.6 Nerven der Augenhöhle

8.3.7 Augapfel

8.3.8 Sehnerv

8.4 Mundhöhle

8.4.1 Dach der Mundhöhle

8.4.2 Boden der Mundhöhle

8.4.3 Zunge

8.4.4 Schlundenge

8.4.5 Gefäße der Mundhöhle

8.4.6 Afferente Nerven der Mundhöhle

8.5 Kauapparat

8.5.1 Kiefergelenk

8.5.2 Kaumuskeln

8.6 Seitliche Gesichtsgegend

8.6.1 Oberflächliche seitliche Gesichtsgegend

8.6.2 Tiefe seitliche Gesichtsgegend

8.6.3 Gefäße in der seitlichen Gesichtsgegend

8.6.4 Nerven in der seitlichen Gesichtsgegend

9 Topografie des Kopf-Hals-Bereichs

9.1 Rachen und lateropharyngealer Raum

9.1.1 Topografie des Rachens

9.1.2 Muskeln der Rachenwand

9.1.3 Gefäße der Rachenwand

9.1.4 Nerven der Rachenwand

9.1.5 Lateropharyngealer Raum

9.2 Kraniozervikaler Übergang

9.2.1 Knochen des kraniozervikalen Übergangs

9.2.2 Kopfgelenke

9.2.3 Muskelkegel des kraniozervikalen Übergangs

9.2.4 Gefäße des kraniozervikalen Übergangs

9.2.5 Nerven des kraniozervikalen Übergangs

9.2.6 Klinische Bedeutung

9.3 Gefäße im Kopf-Hals-Bereich

9.3.1 Arterien im Kopf-Hals-Bereich

9.3.2 Venen im Kopf-Hals-Bereich

Teil IV Nervensystem – neurofunktionelle Systeme und neuroaktive Substanzen

10 Neurofunktionelle Systeme

10.1 Sensible Systeme

10.1.1 Anterolaterales System

10.1.2 Mediales Lemniscussystem

10.1.3 Trigeminales System

10.1.4 Klinische Bedeutung

10.2 Gustatorisches System

10.3 Aufsteigendes retikuläres System

10.4 Vestibuläres System

10.5 Auditives System

10.6 Visuelles System

10.6.1 Retinotopik

10.7 Olfaktorisches System

10.8 Motorische Systeme

10.8.1 Pyramidales System

10.8.2 Motorische Systeme der Basalganglien

10.8.3 Okulomotorische Systeme

10.9 Zerebelläre Systeme

10.10 Sprachregionen

10.11 Limbisches System

10.12 Vegetative Systeme

10.12.1 Parasympathikus des Kopfes

10.12.2 Sympathikus des Kopfes

10.13 Neuronale Netzwerke

10.13.1 Aufgabenabhängige versus Ruheaktivierung

10.13.2 Neuronale Verarbeitung in Netzwerken

10.13.3 Sensorische und motorische Funktionen

10.13.4 Exekutivfunktionen und Aufmerksamkeit

10.13.5 Mnestische, affektive und interozeptive Funktionen

10.13.6 Gedächtnis

10.13.7 Emotion

10.13.8 Interozeption

10.13.9 Default-Mode-Netzwerk

11 Topik der Neurotransmitter und Neuromodulatoren

11.1 Katecholaminerge Neuronen

11.1.1 Dopaminerge Neuronen

11.1.2 Noradrenerge Neuronen

11.1.3 Adrenerge Neuronen

11.2 Serotoninerge Neuronen

11.3 Histaminerge Neuronen

11.4 Cholinerge Neuronen

11.5 GABAerge Neuronen

11.6 Glutamaterge und aspartaterge Neuronen

11.7 Peptiderge Neuronen

11.7.1 Substanz P

11.7.2 Vasoaktives intestinales Polypeptid

11.7.3 β-Endorphin

11.7.4 Enkephalinerge Neuronen

Teil V Anhang

12 Untersuchungsgut und Arbeitstechnik

13 Literatur

Anschriften

Sachverzeichnis

Impressum

Teil I Einführung

1  Einleitung

2  Schichtbilddiagnostik und Leitstrukturen

1 Einleitung

1.1 Aufgaben und Ziele

CT und MRT ermöglichen eine schnelle und detaillierte Diagnostik von Durchblutungsstörungen, intrakraniellen Blutungen, sonstigen Raumforderungen sowie Liquorzirkulationsstörungen. Daher stehen diese Verfahren am Anfang der apparativen Diagnostik.

Das moderne Neuroimaging wird zudem zur objektiven Verlaufskontrolle eingesetzt. Das gilt beispielsweise für die Dokumentation der Spontanrückbildung subduraler Hämatome und Hygrome oder deren Operationsbedürftigkeit. Die MRT-Diagnostik und MRT-Therapiekontrolle der multiplen Sklerose ist zu einem wertvollen klinischen Instrument geworden und hat die Entwicklung neuer therapeutischer Konzepte und deren Effizienzkontrolle gefördert. Die hohe Sensitivität der MRT ermöglicht den Nachweis kleiner, nur millimetergroßer Tumoren (z.B. Mikroadenome der Hypophyse, intrakanalikuläre Vestibularisschwannome), sodass deren mikrochirurgische Entfernung im Einzelfall ohne Funktionsausfall gelingt.

Zusätzlich zur diagnostischen Neuroradiologie wächst die Bedeutung der interventionellen Neuroradiologie. Mit ihrer Hilfe sind akute Durchblutungsstörungen beim Schlaganfall und spezielle Gefäßfehlbildungen, wie Aneurysmen und arteriovenöse Fisteln, oft schonender als durch offene Operationen zu therapieren bzw. zu heilen.

Die freie Verfügbarkeit der erstaunlichen diagnostischen Möglichkeiten der modernen Bilddiagnostik für alle Ärzte kann auch Nachteile und sogar Gefahr für den Patienten bergen. Keineswegs alle intrakraniellen, zerebralen oder meningealen Krankheiten lassen sich zu jedem Zeitpunkt gleich sicher mit MRT oder CT erfassen oder ausschließen. Nicht immer ist eine Halbseitensymptomatik zerebralen Ursprungs. Nicht immer ist die auf den ersten Blick entdeckte augenfällige „Bildpathologie“ verantwortlich für die Klinik. Die Korrelation von Bildpathologie und Klinik erfordert funktionell und topisch orientierte anatomische Kenntnisse. Diese zu vermitteln, ist Aufgabe des vorliegenden Buchs. Neuroradiologische und neurologische Erfahrung müssen täglich neu erworben werden. Bildpathologie haben wir nicht beschrieben und auch nicht in Abbildungen dargestellt. Dazu verweisen wir auf die einschlägigen neuroradiologischen Fachbücher ▶ [22]▶ [87]▶ [258]▶ [272]▶ [441]▶ [511]▶ [557]▶ [654]▶ [655]▶ [656]. Jeder überweisende Arzt und Radiologe sollte nicht nur die Vorzüge der neuroradiologischen Verfahren, sondern auch ihre Grenzen kennen. So wird vermieden, dass falsche Untersuchungen zum falschen Zeitpunkt an der falschen Stelle durchgeführt werden. Untersucher und überweisender Arzt müssen konkrete Daten zur Krankheitsentwicklung (Alter einer Blutung oder eines Infarkts, auch Entzündung usw.) kennen bzw. nennen.

Die Erwartungen der Neurowissenschaft an die Neuroradiologie und deren weitere Fortschritte sind unverändert hoch. Das gilt für die MRS, für die Weiterentwicklung der Spiral-CT und in besonderem Maße für die fMRT. Wir haben deshalb annähernd gleich große MR- oder CT-Aufnahmen den großformatigen anatomischen Atlaszeichnungen gegenübergestellt. Einige Atlasbilder erfuhren Korrekturen in Details, dort, wo neue oder genauere Angaben in der Literatur zu finden waren oder wir in eigenen Untersuchungen neue Erkenntnisse gewonnen haben.

Mit der modernen digitalen Bilddiagnostik werden Schichtbilder des menschlichen Körpers gewonnen. In der Regel werden Scheiben von 1–10 mm Dicke dargestellt. Diese Scheiben setzen sich aus kleinen Quadern zusammen (aus sog. Voxeln; der Begriff „Voxel“ wurde aus Bestandteilen der Wörter „Volumen“ und „Element“ gebildet). Ihre Höhe entspricht der Schichtdicke, ihre Kantenlänge der Bildmatrix. Für jedes Voxel wird bei der ▶ CT die Röntgenstrahlenabsorption und bei der▶ MRT die Signalintensität bestimmt. Dem jeweils gefundenen Messwert aus einem Voxel wird auf einem Monitor oder Filmträger im entsprechenden Bildpunkt (Pixel; zusammengesetzt aus Bestandteilen der Wörter „Picture“ und „Element“) ein Grauwert oder eine Farbe zugeordnet.

Mit der CT wurden in der Regel aus Gründen der erforderlichen Rotationsbewegung des Scanners transversale (axiale) Schichten (also quer zur Körperlängsachse) untersucht. Frontale (koronare) Schichten wurden mittels Reformatierung hergestellt. Bei der MRT kann die Schnittebene frei gewählt werden. Dies ist einer der Vorzüge des Verfahrens. Die heutigen CT-Geräte mit Spiraltechnik (Helikal-CT) tasten das Messobjekt nicht scheibenförmig ab, Scheibe nach Scheibe die Messdaten sammelnd und diese weiterverarbeitend. Heute rotiert eine leistungsfähige Röntgenröhre ständig um den Patienten, der kontinuierlich vorgeschoben wird. Es wird ein Datensatz aus einem größeren Messvolumen (Volumen-Scan) erstellt und erst sekundär zu einzelnen Schichten weiterverarbeitet. Rechnerisch sind somit aus dem Datensatz des Messvolumens eine beliebige Schichtlage und Schichtdicke wählbar. Mit der sog. Multislice-Technik im Spiral-CT liegen die Scan-Zeiten weit unter 1 min. 3D-Rekonstruktionen interessierender Strukturen sind mit einem entsprechenden Rechenprogramm und einer leistungsfähigen Workstation möglich. So lassen sich nach i.v. Injektion eines Röntgenkontrastmittels als Bolus Hirngefäße hochaufgelöst darstellen (CTA) mit multiplanaren oder 3D-Rekonstruktionen.

Die digitalen Schichtbildverfahren erforderten eine Neuorientierung der Hirnanatomie und führten zu einer veränderten topischen Ausrichtung für den klinischen Einsatz. Die traditionelle Neuroanatomie geht von der Evolution des Säugergehirns aus. Bei der Evolution des menschlichen Gehirns wurde infolge der starken Neuhirnbildung und durch den aufrechten Gang das Vorderhirn gegen den Hirnstamm aus einer ursprünglich gestreckten Horizontallage in einem stumpfen Winkel abgeknickt. In vielen Lehrbüchern wird die Neuroanatomie des menschlichen Gehirns in mindestens 2 Schichtserien dargestellt: Eine Serie von Bildern (sog. Frontalserie) wird senkrecht zur Längsachse des Vorderhirns (Forel-Achse), die andere senkrecht zur Längsachse des Hirnstamms (Meynert-Achse) ausgerichtet ▶ [281]. Dieses Vorgehen ist vor allem für die vergleichende Neuroanatomie zweckmäßig, um neuroanatomische Befunde von Tieren besser mit denen des Menschen vergleichen zu können. Bei den meisten Säugern liegen die Achsen des Vorderhirns und des Hirnstamms annähernd auf einer Geraden. Beim menschlichen Gehirn bilden die beiden Längsachsen hingegen einen stumpfen Winkel von etwa 110–120°. Es gibt deshalb beim Menschen keine „ideale“ Einstellebene für transversale Schnitte, mit der gleichzeitig Aufnahmen gewonnen werden können, die sowohl für das Vorderhirn als auch für den Hirnstamm mit den konventionellen Darstellungen in der Neuroanatomie übereinstimmen.

Für die MRT werden transversale Schichten parallel zur ▶ Bikommissurallinie verwendet; diese Linie verläuft durch die Mittelpunkte der Commissura anterior und der Commissura posterior. Aus Gründen der guten Reproduzierbarkeit und auch des Schutzes der strahlenempfindlichen Augenlinse hat sich für CT-Untersuchungen eine Schichtführung tangential zum Orbitadach durchgesetzt (Supraorbitomeatallinie). Im Alltag schneller am Planungsbild (Scout, Localizer, Topogramm) identifizierbar ist die Supraorbitosubokzipitallinie (s. ▶ Abb. 1.1). Diese weicht nicht wesentlich von der Supraorbitomeatallinie ab; Planungsverzögerungen durch die bei kräftig pneumatisiertem Mastoid nur schwer erkennbaren Konturen des Meatus acusticus internus werden bei dieser Linie aber vermieden.

Ambrose ▶ [13] wählte als Einstellebene für die CT die kanthomeatale Basisebene. Sie verbindet den äußeren Augenlidwinkel (Kanthus) mit dem äußeren Gehörgang. Diese historische Schichtführung wurde in der vorliegenden Neuauflage nicht mehr berücksichtigt. Die Eigenschaften dieser und anderer transversaler Schichtebenen werden in Kapitel 1.2 im ▶ Abschnitt zu den transversalen Ebenen beschrieben.

Die in den frontal, bikommissural (MRT) und supraorbitosubokzipital (CT) orientierten Parallelschichten intravital gewonnenen Aufnahmen des Gehirns weichen von den ▶ postmortalen, konventionellen neuroanatomischen Darstellungen ab. Die Vorteile der neuen Schichtbildverfahren lassen sich jedoch erst dann voll ausschöpfen, wenn ausreichende Kenntnisse der 3D-Strukturen vorhanden sind. In den vergangenen 3 Jahrzehnten erschien deshalb eine Reihe von Werken, die die makroskopische Anatomie in transversalen und multiplanaren Schnittrichtungen wiedergeben▶ [60]▶ [208]▶ [219]▶ [333]▶ [442]▶ [532]▶ [572]. Allein makroskopisch lassen sich jedoch neurofunktionelle Systeme nicht darstellen, weil sie erst aus einer Synthese von makroskopischen und mikroskopischen Befunden, vor allem aber aus hodologischen Ergebnissen erschlossen werden können. Die▶ Hodologie ist die Lehre der neuronalen Verschaltungen im Zentralnervensystem. Aus diesem Grund lassen sich selbst mit bester Technik der Makro- und Mikrofotografie an Hirnschnitten die synaptischen Schaltpläne der einzelnen neurofunktionellen Systeme nicht abbilden.

Wir stellten uns deshalb folgende Ziele:

Darstellung der Anatomie des Gehirns in den 3 für die digitale Schichtbilddiagnostik gebräuchlichen Ebenen im ▶ Atlasteil des Buches : Dazu sind wir von anatomischen Schnitten ausgegangen. Für eine schnelle und trotzdem genaue Orientierung wurde eine Zeichentechnik entwickelt, bei der die anatomischen Strukturen den Grauwerten der CT- und MR-Aufnahmen angeglichen wurden. Die▶ Grauwerte der T1w MR-Aufnahmen korrespondieren nur bedingt mit den Zeichnungen. Das breite Spektrum des Signalverhaltens biologischer Strukturen in der MR-Technik, das von der gewählten Untersuchungssequenz abhängig ist, konnte jedoch nicht in den Zeichnungen berücksichtigt werden. Durch korrespondierende, großformatige CT- und MR-Aufnahmen im Atlasteil (Farbstreifen am Seitenrand) soll der Leser die Möglichkeit erhalten, Vergleiche anzustellen. Alle Zeichnungen des Atlasteils stammen von ▶ Originalpräparaten (frontale und sagittale Serien, Hirnstammserie) bzw. von Probanden- (axiale MRT-Serie) oder Patientenaufnahmen (axiale CT-Serie). Makrofotografien können nur die Oberfläche von Scheiben abbilden. CT und MRT geben hingegen den Inhalt einer Scheibe wieder, weil sie – wie geschildert – Voxel in Pixel transformieren. Zeichnungen sind vorteilhaft, weil wichtige neuroanatomische Strukturen, wie Bahnen oder Kerngebiete, die nicht an der Oberfläche der Scheibe sichtbar sind, jedoch innerhalb der Scheibe liegen, mit unterbrochenen Linien oder schraffierten Flächen grafisch dargestellt werden können. In unsere Zeichnungen wurden auch mikroskopisch erkennbare Strukturen, wie bestimmte Rindenareale, aufgenommen, die mit der Makrofotografie nicht isoliert darstellbar sind. Die Atlasbilder dieses Buches (s. ▶ Abb. 3.2 bis ▶ Abb. 3.15, ▶ Abb. 4.2 bis ▶ Abb. 4.7 u. ▶ Abb. 5.2 bis ▶ Abb. 5.30) wurden nach ähnlichen Prinzipien wie die der stereotaktischen Atlanten ▶ [6]▶ [16]▶ [63]▶ [514]▶ [573]▶ [574] in definierten Koordinatensystemen maßstabsgerecht wiedergegeben, um anatomische und neuroanatomische Strukturen der „Modellgehirne“ über ein bestimmtes Koordinatensystem auf ein Patientengehirn übertragen zu können. Die ausführliche Begründung dafür wird in ▶ Kapitel 1.2 gegeben.

Grafische Wiedergabe der wichtigsten arteriellen Territorien im supra- und infratentoriellen Raum: Es werden die Blutgefäße und ihre Versorgungsbezirke in den frontalen, sagittalen und transversalen Schnittebenen ausführlich dargestellt und mit angiografischen Aufnahmen verglichen. Damit soll dem Kliniker die Deutung der CTA- und MRA-Aufnahmen und die Zuordnung von CT- und MR-Befunden zu angiografischen Darstellungen (DSA) erleichtert werden. Auf eine Darstellung der Variabilität der Versorgungsgebiete, wie sie mit modernen In-vivo-MRT-Methoden des Arterial Spin Labelling möglich sind, wurde bewusst verzichtet.

Beschreibung und Abbildung der wichtigsten neurofunktionellen Systeme in multiplanaren Parallelschichten: Die Hauptbahnen der neurofunktionellen Systeme werden in transversalen Schichten, die wichtigsten zusätzlich in frontalen und/oder sagittalen Scheiben anschaulich dargestellt. Wir verwenden dazu äquidistante Scheiben in einem rechtwinkligen Koordinatensystem. Die Entfernung zwischen 2 Schnittebenen der Frontal-, Sagittal- und Bikommissuralserie beträgt 1 cm und der Hirnstammserie 5 mm. Die maßstabsgetreuen Zeichnungen der Scheiben sind in einem grauen Umfeld so positioniert, wie sie sich bei einem Blick senkrecht von unten auf die bikommissural (MRT) und supraorbitosubokzipital (CT) orientierten Parallelscheiben sowie von vorn auf die frontalen und von links auf die sagittalen Parallelscheiben darstellen. Durch die maßstabsgetreue Wiedergabe und die passgerechte Positionierung der einzelnen Scheiben in einem 3D-Koordinatensystem kann der Betrachter in Gedanken eine 3D-Rekonstruktion einzelner Strukturen, wie etwa in den Zeichnungen der ▶ Kapitel 6, ▶ 7, ▶ 8 und ▶ 9, oder neurofunktioneller Systeme, wie in den Zeichnungen des ▶ Kapitels 10, vornehmen. Eine computergrafische Darstellung neurofunktioneller Systeme und der Großhirnarterien über die hier gewählten Schichtbilder hinaus (betrifft die 3. Auflage) wurde als Buch und CD-ROM publiziert ▶ [312]▶ [313]. Dort sind diese Systeme in Pseudo-3D und 3D dargestellt. Am PC lassen sich mit einer Rot-blau-Brille echte 3D-Rekonstruktionen in unterschiedlichen Projektionen und Kombinationen gewinnen.

Erläuterung des Zusammenhangs der Topografie der neurofunktionellen Systeme mit dem Ort einer Läsion und deren klinischer Symptome: Es werden deshalb die einzelnen neurofunktionellen Systeme und ihre Leitsymptome beschrieben. Diese räumlichen Kenntnisse sollen die Diagnostik präzisieren: Eine Übereinstimmung zwischen klinischem Syndrom und der in der Schichtbilddiagnostik erfassten Läsion sichert die topische Diagnose. Eine Diskrepanz zwischen Klinik und CT- oder MRT-Befund erfordert das Überdenken der klinischen Befunde und die Erweiterung der diagnostischen Verfahren. Darüber hinaus kann der Ort der Läsion in räumlicher Beziehung zu neurofunktionellen Systemen prognostische Hinweise geben.

Darstellung des Hirnstamms in Lupenvergrößerung und Ergänzung durch T1w und T2w MEDIC-MR-Aufnahmen: Im Hirnstamm liegen die Kerngebiete und die Bahnsysteme besonders dicht gedrängt. Sie erfordern daher für ihre grafische Darstellung eine Lupenvergrößerung. Deshalb wurde eine Hirnstammserie in einem durch die Meynert-Ebene definierten Koordinatensystem in 5-mm-Schichten als Ergänzung der bikommissural orientierten axialen Serie angefügt. Die Knochenartefakte der CT verhindern eine befriedigende Abbildung dieser feinen Strukturen. Erst mit der MRT ist eine störungsarme Darstellung des Hirnstamms möglich, dabei können durch den Klivus oder die Keilbeinhöhle verursachte Signalverluste in der MEDIC-Sequenz auftreten.

Anatomische Strukturen mit ihren Varianten, die für die Praxis relevant sind, wurden im Textteil dieses Buches dargestellt. Bei den neurofunktionellen Systemen beschränkten wir uns auf die heute sicher erscheinenden Ergebnisse. Spekulative Angaben und noch nicht allgemein anerkannte Forschungsresultate wurden nicht berücksichtigt.

Der Schwerpunkt von Atlasteil, Text und ergänzenden Abbildungen liegt in der Darstellung und Beschreibung der Neuroanatomie des Gehirns und seiner neurofunktionellen Systeme. Die normale Topografie des Kopfes und des kraniozervikalen Übergangs wird ebenfalls besprochen und in Abbildungen dargestellt, weil Erkrankungen dieser Regionen auf das Gehirn oder Erkrankungen des Gehirns auf diese Gebiete übergreifen können. Vorrangig soll immer die normale Schichtbildanatomie mit der derzeit möglichen CT- und MR-Darstellung der intravitalen anatomischen Verhältnisse unter Berücksichtigung funktioneller Gesichtspunkte sein. Auf Spezialeinstellungen, Vergrößerungsdarstellungen oder Kontrastmittelgabe zur optimierten Abbildung einzelner Regionen oder Strukturen (Hypophyse, Blutgefäße usw.) haben wir verzichtet. Die grafische Darstellung und die Wiedergabe von MR- und CT-Aufnahmen mit pathologischen Veränderungen werden bewusst unterlassen. Im Text werden einige Hinweise auf pathologische Veränderungen und klinische Zusammenhänge gegeben. Auf diese Weise erhält der Arzt Anregungen zur optimalen Untersuchung, um die Aussagefähigkeit des jeweils gewählten Untersuchungsverfahrens zu verbessern. Unter Einbeziehung der Untersuchungsergebnisse einschließlich der neurophysiologischen Daten kann das geeignete Aufnahmeverfahren ausgewählt und können mit gezielter Fragestellung die Diagnostik vereinfacht und die Therapie optimiert werden.

Für bestmöglichen Einsatz und umfassende Aussage der modernen Schnittbilddiagnostik sind fachübergreifende Kenntnisse eine wesentliche Voraussetzung. Der Neuroradiologe benötigt subtile, funktionell orientierte neuroanatomische Kenntnisse, um klinische Fragestellungen kompetent beantworten zu können. Der Neurologe, Neurochirurg, Strahlentherapeut, Internist, Pädiater usw. muss die Leistungsspektren, aber auch die diagnostischen Stärken der modernen Schichtbildverfahren kennen. Beide Seiten eng zusammenzuführen, ihnen die gleiche Sprache zu geben und die gleichen Inhalte zu vermitteln, ist die Aufgabe dieses Buches.

1.2 Dreidimensionale Koordinatensysteme zur Lokalisation von Hirnstrukturen

Im Jahr 1637 beschrieb der Philosoph und Mathematiker Descartes (latinisiert: Cartesius) die analytisch-geometrischen Grundlagen des 3D-Koordinatensystems. Koordinatensysteme sind Mittler zwischen Punkten und Zahlen. Punkte im Raum lassen sich durch ein rechtwinkliges oder kartesisches Koordinatensystem festlegen. Zahlen geben den Abstand von der jeweiligen x-, y- oder z-Achse an, die durch einen gemeinsamen Nullpunkt gehen.

Im Jahr 1906 führten Clarke und Horsely das kartesische Koordinatensystem zur Lokalisation von Hirnstrukturen in die tierexperimentelle Hirnforschung ein. Nach der Idee von Clarke wurde ein Apparat aus Messing konstruiert, dessen Koordinatensystem nach der Medianebene des Kopfes und der Ebene durch den äußeren Gehörgang und den oberen Orbitarand ausgerichtet wurde. Diese Orientierung diente als Plattform, um für die experimentelle Forschung einzelne Hirnstrukturen zu lokalisieren und zu untersuchen ▶ [63]. Erst 40 Jahre später wurde diese stereotaktische Technik beim Menschen angewandt. Im Jahr 1947 führten Spiegel und Wycis die erste stereotaktische Operation am Gehirn eines Patienten durch. Inzwischen werden extra- oder intrazerebrale Koordinatensysteme verwendet.

1.2.1 Sagittale Ebenen

Eine wesentliche Orientierungsebene für Koordinatensysteme am menschlichen Kopf ist die Medianebene, die den „bilateralsymmetrischen“ Kopf in 2 annähernd gleiche Hälften teilt. Schon Clarke und Horsely fanden, dass die Asymmetrien des Kopfes beim Menschen größer als bei Katze und Rhesusaffe sind. Die Medianebene wird häufig als y-z-Ebene des Koordinatensystems definiert. Sie lässt sich im Vergleich mit den übrigen Ebenen leicht einstellen, weil die Bilateralität eine Orientierungshilfe ist. Die Parallelebenen der Medianebene sind die sagittalen Ebenen.

1.2.2 Transversale Ebenen

In den Neurowissenschaften werden verschieden geneigte transversale Schnittebenen verwendet. Die Deutsche Horizontale (= Frankfurter Horizontale) verbindet den unteren Orbitarand mit dem Oberrand des Porus acusticus externus (▶ Abb. 1.1; s. auch ▶ Abb. 5.1, Kennzeichnung „DH“). Die Reid-Ebene (Baseline) hat als Bezugspunkte den unteren Orbitarand und den Mittelpunkt des Porus acusticus externus.

Die kanthomeatale Ebene verbindet den äußeren Augenlidwinkel (Kanthus) mit der Mitte des Porus acusticus externus. Ambrose ▶ [13] bezeichnet diese Ebene als „Orbitomeatalebene“. Dieser Begriff wird jedoch auch für die Deutsche-Horizontale-Ebene verwendet. Zur Vermeidung von Verwechslungen sollte deshalb der Begriff „Kanthomeatalebene“ anstelle der Bezeichnung „Orbitomeatalebene“ bevorzugt werden.

1.2.2.1 Computertomografische Untersuchungen

Die bei CT-Untersuchungen erstellte digitale Röntgenübersichtsaufnahme (Scoutview, Topogramm) ermöglicht eine sehr gut reproduzierbare Angulierung der Schichtebenen tangential zum Orbitadach und zum Unterrand der hinteren Begrenzung des Foramen magnum (Supraorbitosubokzipitallinie). Entsprechend der Dominanz dieser Schichtführung im klinischen Einsatz wurden in dieser Neuauflage passend angulierte CT-Schichten ergänzt (s. ▶ Abb. 5.16). Die rasche Einstellung der Orbitadachebene durch Gantry-Neigung, die hohe intraindividuelle Konstanz bei Wiederholungsuntersuchungen und die bei den meisten Untersuchungen außerhalb des Strahlenfelds liegende Augenlinse stellen Vorzüge dar, auch für die Untersuchung der hinteren Schädelgrube. In den supraventrikulären Schichten liegt der Sulcus centralis mit dem benachbarten G. praecentralis im Bildausschnitt mehr anterior im Vergleich zu den Bildern der bikommissuralen Parallelebenen.

1.2.2.2 Magnetresonanztomografische Untersuchungen

Für MR-Untersuchungen des Gehirns wird der Patient möglichst bequem gelagert, um Bewegungsartefakte zu vermeiden. Zur anatomischen Orientierung wird eine mediane Schicht dargestellt. Als Nächstes werden meistens transversale Schichten gewählt. In Abhängigkeit von der Fragestellung erfolgen Ergänzungen durch frontale und/oder sagittale Aufnahmen.

Für Standarduntersuchungen ist eine einheitliche Einstellebene wünschenswert, um eine zusätzliche Variabilität von topografischen Relationen durch unterschiedliche Schichtwinkel zu vermeiden. Wir haben für die Atlaszeichnungen in transversaler Schichtung (MRT-)Aufnahmen parallel zur Bikommissuralebene (s. ▶ Abb. 5.2 bis ▶ Abb. 5.15) und für den Hirnstamm Aufnahmen senkrecht zur Meynert-Achse (s. ▶ Abb. 6.3 bis ▶ Abb. 6.13, Hirnstammserie) erstellt; die MRT-Aufnahmen der Hirnstammserie wurden dieser Angulierung angepasst.

1.2.3 Frontale Ebenen

Für die Frontalserie der Atlaszeichnungen wurden in diesem Buch die Schnittebenen gewählt, die senkrecht auf der Deutschen Horizontalen stehen (s. ▶ Abb. 3.2 bis ▶ Abb. 3.15). Dazu wurde am Fernröntgenbild des Kopfes (s. ▶ Tab. 12.1) die Deutsche Horizontale bestimmt und auf die Kopfhaut übertragen. Mithilfe eines rechten Winkels und einer Spezialarretierung wurden genaue Frontalscheiben gewonnen, wie in ▶ Kapitel 12 beschrieben. Die MRT- und CT-Aufnahmen wurden dieser Angulierung angepasst.

Die frontalen Ebenen werden auch „koronare Ebenen“ genannt. Eine durch die Mitte des Zickzackverlaufs der Kranznaht konstruierte koronare Ebene schneidet die Deutsche Horizontale nicht wie die Frontalebene im Winkel von 90°, sondern im Winkel von etwa 65°. Frontale und transversale Schichten erlauben infolge der bilateralen Symmetrie eine Art Seitenvergleich. Dadurch lassen sich Raumforderungen, umschriebene Atrophien und abnormes Dichte- und Signalverhalten gut erkennen. Am isolierten, nicht halbierten Gehirn fehlen Bezugsebenen. Deshalb unterscheiden sich die Abbildungen der Frontalscheiben des Gehirns in konventionellen Atlanten oft erheblich durch abweichende Einstellwinkel ▶ [115]▶ [132]▶ [238]▶ [446]▶ [472]. Die so veränderten topografischen Relationen der Hirnstrukturen können eine Variabilität vortäuschen.

1.2.4 Intrazerebrale Koordinaten

1.2.4.1 Untersuchung des supratentoriellen Raums

Die Erfahrungen der stereotaktischen Eingriffe haben gezeigt, dass die knöchernen und extrazerebralen Bezugsebenen zu den Hirnstrukturen eine größere Variabilität aufweisen als die intrazerebralen Bezugssysteme ▶ [63]. Die unter Neurochirurgen am häufigsten verwandte intrazerebrale Orientierungsebene für den supratentoriellen Raum geht von der Bikommissuralebene aus. Die bereits erwähnte Definition der Bikommissurallinie nach Talairach verwendet den Oberrand der Commissura anterior und den Unterrand der Commissura posterior (epithalamica), weil diese Strukturen in den Zeiten der Ventrikulografie am besten zu erkennen waren. Mit der MR-Technik lassen sich heute die beiden Kommissuren in der Medianebene genau bestimmen. Der Durchmesser der Commissura anterior variiert zwischen 2 und mehr als 5 mm. Der Vergleich der Bikommissurallinie nach Talairach mit einer Bikommissurallinie, die durch die Mittelpunkte der beiden Kommissuren verläuft, kann zu Abweichungen von 7° führen. Bei einer mittleren Länge von 17 cm zwischen dem Frontal- und dem Okzipitalpol des Gehirns kann dies in den äußeren Teilen des Gehirns zu Abweichungen von mehr als 1 cm führen. Deshalb können durch die Verwendung der Bikommissurallinie, die durch die Mittelpunkte der Commissura anterior und der Commissura posterior definiert ist, potenzielle Fehler bei der Lokalisation von Hirnstrukturen verkleinert werden. Außerdem sind infolge des Teilvolumeneffekts die Mittelpunkte der beiden Kommissuren genauer als ihre Ränder zu bestimmen. Die Definition der Bikommissurallinie, die durch die Mittelpunkte der beiden Kommissuren verläuft, sollte international akzeptiert werden. Als Ursprung für dieses bikommissurale Koordinatensystem kann der Mittelpunkt der Strecke zwischen der Commissura anterior und der Commissura posterior verwendet werden.

Sagittale Schichten ermöglichen keinen unmittelbaren Seitenvergleich. Die sagittalen Parallelschichten haben als einzige Bezugsebene die Medianebene. Am Gehirn ist ihr besonderer Vorzug die Möglichkeit der Identifikation und Beurteilung der Mittelstrukturen des Gehirns, besonders des Hirnstamms. Außerdem sind an der Oberfläche des Gehirns liegende Furchen und Windungen gut zu erkennen. So lassen sich paramedian der Sulcus parietooccipitalis mit dem Sulcus calcarinus und an der Konvexität der Sulcus centralis und der Sulcus lateralis mit ihren begleitenden Gyri gut identifizieren. Die für die intrazerebralen Koordinatensysteme notwendigen Bezugsebenen (Bikommissuralebene und Meynert-Ebene) sind in der Medianschicht gut zu erkennen. Bei den Atlasbildern der Sagittalserie dieses Buches wird außer der Deutschen Horizontalen die Bikommissurallinie angegeben. Die von uns gewählte Bikommissurallinie verbindet die Mittelpunkte der Commissura anterior und der Commissura posterior und verläuft in der Bikommissuralebene, die senkrecht auf der Medianebene steht (s. ▶ Abb. 4.2). Die Bikommissuralebene erlaubt den Vergleich mit stereotaktischen Atlanten ▶ [16]▶ [514]▶ [573]▶ [574]. Sie ermöglicht die 3D-Orientierung in Bezug auf extrazerebrale Strukturen, wie Hirnnerven, Blutgefäße, Knochen- und Weichteilstrukturen, die in den erwähnten Atlanten nicht angegeben sind. Nach Steinmetz u. Mitarb. ▶ [559] begrenzt die große Variabilität der kortikalen Windungen und Furchen des Großhirns den Einsatz standardisierter Lokalisationssysteme, wie des stereotaktischen Systems nach Talairach ▶ [573]▶ [574]. Deshalb wurden für die klinische Praxis neuroradiologische Leitstrukturen entwickelt, um klinisch wichtige und für die Orientierung bedeutsame Gyri und Sulci bestimmen zu können (s. ▶ Abb. 7.52) ▶ [231]▶ [643].

1.2.4.2 Untersuchung des infratentoriellen Raums

Für den infratentoriellen Raum wird ein kartesisches Koordinatensystem verwendet, dessen Hauptebenen die Medianebene, die Ebene durch den Boden des IV. Ventrikels (Meynert-Ebene) und die Fastigiumebene sind ▶ [6]. Die Fastigiumebene steht senkrecht auf der Medianebene und auf dem Boden des IV. Ventrikels und verläuft durch das Fastigium (s. ▶ Abb. 6.3). Die Gerade, die in der Medianebene tangential am Boden des IV. Ventrikels verläuft, wird „Meynert-Achse“ genannt. Sie bestimmt die Meynert-Ebene, die senkrecht auf der Medianebene steht. Der Ursprung oder Nullpunkt dieses Koordinatensystems ist der Schnittpunkt der 3 erwähnten Ebenen. In diesem Koordinatensystem wurde die Hirnstammserie des Atlasteils (s. ▶ Abb. 6.4 bis ▶ Abb. 6.13) erstellt. Die vergrößerte Wiedergabe des Hirnstamms (s. ▶ Abb. 6.4b bis ▶ Abb. 6.13b) trägt der räumlichen Dichte der Kerne und Bahnen sowie der klinischen Bedeutung dieser Strukturen Rechnung.

1.2.4.3 Koordinatensysteme

Diese geometrisch-analytischen Überlegungen zur Lokalisation von anatomischen Strukturen sind von den Herstellern der CT-, MR- und PET-Geräte so realisiert worden, dass die CT-, MR- und PET-Aufnahmen in einem Koordinatensystem orientiert wiedergegeben werden. Ein abgebildeter Maßstab oder die L(-inks)-r (-echts)-Buchstaben sind Orientierungshilfen in diesem Koordinatensystem.

Koordinatenkreuze oder -rahmen werden in stereotaktischen Atlanten verwendet ▶ [16]▶ [63]▶ [514]▶ [573]▶ [574]. Ihr Vorteil ist im Vergleich mit konventionellen Atlanten die Möglichkeit, mithilfe von Orientierungsebenen, die sich am Koordinatenkreuz oder am Koordinatenrahmen ausrichten, komplizierte Hirnstrukturen, wie den Nucl. caudatus, den Nucl. subthalamicus, die Capsula interna oder den Sulcus centralis, in Gedanken besser rekonstruieren zu können, um ihren Verlauf in der Schichtserie zu verfolgen und damit Läsionen anatomisch und neurofunktionell zuordnen zu können. Aus diesen Gründen sind die 4 Schnittserien dieses Buches in definierten Koordinatensystemen orientiert, geschnitten und gezeichnet worden.

Die Überlegungen, Koordinatensysteme auch für die Lokalisation knöcherner Strukturen zu verwenden, gelten für die gedankliche Rekonstruktion komplizierter knöcherner Räume, wie des N.-facialis-Kanals oder des Innenohrs im Felsenbein. Die knöchernen Bezugsebenen, wie die Deutsche Horizontale, die infra- oder die supraorbitale Ebene, behalten ihre lokalisatorische Bedeutung für den Chirurgen, der sich für seine operativen Eingriffe zuerst am Schädel orientieren muss, um bei seinen Eingriffen die venösen Blutleiter und die Arterien zu schonen.

Mithilfe der Deutschen Horizontalen und der meatovertikalen Linie lässt sich die Inkonstanz der Lagebeziehung von Schädelknochen und Gehirn zeigen. Die meatovertikale Linie steht senkrecht auf der Deutschen Horizontalen und verläuft durch den Mittelpunkt des Porus acusticus externus. Bei einer Untersuchung von 25 Köpfen konnte gezeigt werden, dass die größere Gruppe (14 Köpfe) einem frontopetalen Typ, die kleinere Gruppe (11 Köpfe) einem okzipitopetalen Typ zugeordnet werden kann ▶ [179]:

Bei dem frontopetalen Typ erscheint in der Lateralansicht das Großhirn stirnwärts verschoben. Die Zentralfurche verläuft steiler nach oben als bei dem okzipitopetalen Typ. Der Okzipitallappen des Großhirns liegt weit oberhalb der Deutschen Horizontalen. In der Lateralansicht ist das Os occipitale kürzer als beim okzipitopetalen Typ.

Bei dem okzipitopetalen Typ ist in der Lateralansicht das Großhirn mehr nach okzipital verschoben. Die Zentralfurche zieht nicht so steil aufwärts und weiter nach hinten als bei dem frontopetalen Typ. Die Basis des Okzipitallappens liegt dicht oberhalb der Deutschen Horizontalen oder berührt sie.

1.3 Intravitale und postmortale Neuroanatomie

Mit Einführung der Schichtbildverfahren CT und MRT wurden die Unterschiede zwischen der intravitalen und der postmortalen Hirnmorphologie deutlich. Nach dem Tode sammelt sich Luft im Subarachnoidalraum an. Die Grenzen zwischen grauer und weißer Substanz werden besonders in CT-Aufnahmen postmortal unschärfer. In MR-Aufnahmen finden sich nach dem Tode keine Strömungssignale des Blutflusses oder flussbedingte Signalverluste. Postmortale MR-Aufnahmen intrakraniell fixierter Gehirne zeigen so viele Artefakte, dass In-vivo-MR-Aufnahmen zum Vergleich mit den Atlasbildern der anatomischen Schnittserien geeigneter als MR-Tomogramme des postmortalen Stadiums sind. Obwohl MR-Aufnahmen vom gleichen Untersuchungsgut der Atlasbilder existieren, haben wir deshalb vergleichbare intravitale MR-Aufnahmen anderer Individuen vorgezogen.

Die postmortalen und durch histologische Techniken verursachten Veränderungen müssen jedoch beachtet werden, wenn an anatomischen Präparaten erhobene Befunde auf Verhältnisse am Lebenden übertragen werden. Die intravitalen Volumina der intrakraniellen Kompartimente Blut, Liquor cerebrospinalis und Hirngewebe sind intravital, aber auch postmortal schwer exakt zu bestimmen. Es gibt aber Anhaltspunkte dafür, dass der Liquor cerebrospinalis post mortem teilweise in das Hirngewebe eindringt. Dafür sprechen die Messungen der Volumina des Liquor cerebrospinalis ▶ [534]. Nach dem Tode nimmt das Volumen der Liquorräume ab. In 159 untersuchten Fällen betrug das Volumen des Liquor cerebrospinalis 3 h post mortem im Mittel 100 ml, nach etwa 21 h nur noch 49 ml ▶ [534]. Die Differenz zwischen dem Volumen der Schädelhöhle und dem Hirnvolumen wird postmortal kleiner ▶ [444]. Nach dem Tode nimmt das Hirnvolumen durch Liquoraufnahme zu, die vom zeitlichen Intervall zwischen Tod und Sektion beeinflusst wird. Bei Mittelwerten von 100–150 ml für den Liquor cerebrospinalis und 1200–1400 ml für das Hirnvolumen Erwachsener sind bei gleichmäßiger postmortaler Diffusion der Hälfte des Liquor cerebrospinalis in das Gehirn Fehler von etwa 5% zu erwarten. Bei den wahrscheinlich nicht linearen Diffusionsverhältnissen wird die postmortale Volumenzunahme für die betroffenen Hirnareale entsprechend größer sein. Auch die Übertragung der postmortalen Größe der Zisternen auf In-vivo-Verhältnisse ist nur näherungsweise möglich.

Bei extrakranieller Fixation von Gehirnen tritt in der Regel eine Veränderung der Proportion zwischen Hirnstamm und Vorderhirn auf. Meistens wird das Gehirn während der Fixation an der A. basilaris aufgehängt. Durch sein im Vergleich zum Formalinfixationsgemisch etwas höheres spezifisches Gewicht sinkt das im Behälter „nach unten“ hängende Endhirn besonders mit dem Hinterhauptlappen nach unten und verändert dadurch seine Lage und Proportion zum Hirnstamm. Daher können Schnittbilder von extrakraniell fixierten Gehirnen stark von den In-vivo-Proportionen abweichen. Für den Vergleich der Schichtbildaufnahmen mit anatomischen Schnitten sind intrakraniell fixierte Gehirne den extrakraniell fixierten Gehirnen vorzuziehen. Alle Atlaszeichnungen der frontalen und sagittalen Serien sowie der Hirnstammserie dieses Buches stammen von intrakraniell fixierten Gehirnen, wie in ▶ Kapitel 12 näher erläutert.

Bei der Herstellung von histologischen Schnitten verliert das Gehirn während der Paraffin- oder Celloidineinbettung 40–50% seines Volumens ▶ [233]▶ [310]. Dabei schrumpft das Gehirn bei der Einbettung in Paraffin nicht gleichmäßig: Die wasserreichere graue Substanz verliert mehr Volumen als die wasserärmere weiße Substanz. Die etwa 84% Wasser enthaltende Frontalrinde schrumpft im Mittel um 51%, die etwa 71% Wasser enthaltende weiße Substanz um 42% ▶ [311]. Größe und Form der Hirnstrukturen können aus histologischen Präparaten nur mit Einschränkung auf In-vivo-Verhältnisse übertragen werden.

1.4 Terminologie

Die internationale anatomische Nomenklatur dient einer besseren übernationalen Verständigung. Der Dachverband der nationalen Anatomischen Gesellschaften (International Federation of Associations of Anatomists) hat eine neue Nomenklaturkommission (Federative Committee on Anatomical Terminology) gebildet, in die die nationalen anatomischen Gesellschaften Vertreter entsandt haben. Deren Nomenklaturentwurf wurde allen Anatomen zur Diskussion zugänglich gemacht. Die endgültige Fassung wurde 1997 beschlossen und 1998 als Terminologia Anatomica publiziert▶ [162]. Jedem lateinischen anatomischen Namen wurde der äquivalente englische Terminus erstmals gegenübergestellt. Damit können Wissenschaftler und Ärzte weltweit den gleichen Namen für eine anatomische Struktur verwenden. Dies ist eine wesentliche Voraussetzung für die internationale medizinische Kommunikation. Deshalb haben wir die Terminologia Anatomica übernommen. Bei Unterschieden zwischen der Terminologia anatomica und dem „Duden – Wörterbuch medizinischer Fachbegriffe“ ▶ [657] wurde für die aktuelle deutsche Auflage die Schreibweise des Dudens verwendet.

In der Terminologia Anatomica wurden bei den anatomischen Namen des Kopfes die Richtungsbezeichnungen „cranialis“/„caudalis“ durch „superior“/„inferior“ sowie „ventralis“/„dorsalis“ durch „anterior“/„posterior“ ersetzt. Deshalb werden die topografischen Relationen am Kopf mit den Bezeichnungen „superior“ oder „inferior“ sowie „anterior“ oder „posterior“ benannt. Eponyme werden in nicht latinisierter und nicht deklinierter Form angegeben.

Die Terminologia Anatomica unterscheidet bei einzelnen Arterienästen zwischen „Arteria“ und „Ramus“. Oft ist der Durchmesser dieser sog. Rami dicker als der von Arterien (Beispiel: R. parietooccipitalis und Aa. centrales anterolaterales). Die Bezeichnung „Ramus“ ist außerdem für Venen-, Nerven-, Knochen- und Bronchienäste gebräuchlich. Wir haben deshalb nach klinischem Sprachgebrauch bei allen Arterienästen ▶ [307]▶ [601] nur die eindeutige Bezeichnung „Arteria“ verwandt.

1.5 Benutzerhinweise

Die Atlas- und Serienbilder dieses Buches beschreiben wir in folgender Ordnung: Die Frontalscheiben (s. ▶ Abb. 3.2 bis ▶ Abb. 3.15) werden in der Reihenfolge von vorn nach hinten (anteroposterior), die Sagittalscheiben der rechten Kopfhälfte (s. ▶ Abb. 4.2 bis ▶ Abb. 4.7) von medial nach lateral und die transversalen Scheiben (s. ▶ Abb. 5.2 bis ▶ Abb. 5.15 u. ▶ Abb. 6.4 bis ▶ Abb. 6.13) von inferior nach superior dargestellt. Mit der Einführung der Ganzkörper-CT wurden die Aufnahmen in der Ansicht von inferior wiedergegeben. Die linke Körperseite erscheint somit im Bild rechts. Diese Darstellung hat sich fast überall auch in der MRT und der CT des Kopfes durchgesetzt. Für die CT-Auswertung einer Scheibe ist es durch die Umwandlung von Voxel in Pixel gleichwertig, ob die Betrachtung von oben oder von unten erfolgt – nur die Seitenbezeichnung „links“ und „rechts“ muss beachtet werden. MRT und CT entsprechen Volumenauswertungen von Schichten und nicht Oberflächenbetrachtungen von Scheiben. Für die bildlichen Darstellungen einer anatomischen Scheibe ist es hingegen wesentlich, ob das Bild von der Ober- oder von der Unterseite der Scheibe stammt.

Die für die räumliche Lokalisation der einzelnen Parallelscheiben wichtigen Schnittnummern werden in folgenden Abbildungen angegeben:

für die 14 Frontalscheiben in ▶ Abb. 3.1

für die 6 Sagittalscheiben in ▶ Abb. 4.1

für die 14 Scheiben der MR-Transversalserie in ▶ Abb. 5.1

für die 14 Scheiben der CT-Transversalserie in ▶ Abb. 5.16

für die 10 Scheiben der Hirnstammserie in ▶ Abb. 6.3

In den entsprechenden Serienbildern wird die Schnittnummerierung durch ein besonderes Symbol (Ziffer in Kreis) hervorgehoben. Die Schnittnummer im Kreis kann in den oben genannten Abbildungen für die jeweilige Serie zur sicheren Orientierung aufgesucht werden.

Der Atlasteil des Buchs wurde mit einem gelben Griffregister am Außenrand versehen, um das Auffinden der einzelnen Serien zu erleichtern.

Die anatomischen Strukturen werden in den Abbildungen durch Zahlen gekennzeichnet. Nach Möglichkeit stehen diese Zahlen im optischen Schwerpunkt der Struktur. Wo dies grafisch nicht möglich ist, hilft eine Hinweislinie. In den Abbildungen sind die Zahlen fortlaufend von links nach rechts und von oben nach unten eingetragen. Dies entspricht unserer Lesegewohnheit. In Regionen mit dichter Bezifferung wird ausnahmsweise diese Regel verlassen. Es werden dort topografisch benachbarte Strukturen fortlaufend beschriftet. Eine paarige Struktur, die in den Zeichnungen symmetrisch erscheint, wird einmal beziffert. Eine paarige Struktur, die in unterschiedlicher Position z.B. in der rechten und der linken Hirnhälfte liegt, wird zweimal mit der gleichen Zahl gekennzeichnet. Wenn eine Struktur in einer Schnittebene mehrfach getroffen ist, z.B. der S. sagittalis superior (s. ▶ Abb. 5.14b u. ▶ Abb. 5.29a), dann behält diese Struktur in der Abbildung ihre Kennzahl (z.B. „2“). In den Serienbildern kann eine gleiche Struktur 2 verschiedene Kennnummern erhalten, wenn sie von der Schnittfläche unterschiedlich getroffen wurde, z.B. das Caput nuclei caudati, von der Schnittfläche nicht getroffen (liegt im posterioren Teil der Scheibe; s. ▶ Abb. 10.28), und das Caput nuclei caudati, von der Schnittfläche getroffen (s. ▶ Abb. 10.28). Jede Atlasdoppelseite besitzt eine gesonderte Nummerierung, wobei die Ziffernzuordnung auf einander gegenüberliegenden, zusammengehörigen Doppelseiten für ein leichteres Auffinden identisch ist. Eine fehlende Zahl mit ihrer Beschriftung bei dem MRT-Bild einer Doppelseite bedeutet, dass diese zugehörige anatomische Struktur nur in der Schemazeichnung und nicht in dem zugehörigen MRT-Bild abgrenzbar ist. Bei den MRT-Legenden sind diejenigen anatomischen Strukturen in einer anderen Zahlenfarbe aufgeführt, die nur im MRT-Bild und nicht in der Schemazeichnung zu finden sind. Die Reihenfolge der Nummerierung dieser Formationen folgt derselben Regel wie bei den übereinstimmenden anatomischen Strukturen von links nach rechts und von oben nach unten; diese Nummerierungen sind optisch durch eine blaue Schriftfarbe gekennzeichnet. Die technischen Daten sind in ▶ Kapitel 12 aufgeführt. Bei den Schemata der Blutgefäße, gezeigt in den ▶ Kapiteln 7.4 und ▶ 7.5, berücksichtigt die Nummerierung auch die Stromgebiete und die Strömungsrichtung. Bei den neurofunktionellen Systemen werden die einzelnen Strukturen in der Folge der Schnitte gekennzeichnet.

In der bewusst knapp gehaltenen Beschreibung der Topografie finden sich zahlreiche Abbildungshinweise. Sie können den Lesefluss stören, erleichtern jedoch das Auffinden der entsprechenden Bilder. Dadurch kann der Leser verbale und grafisch-visuelle Informationen verknüpfen. Wenn für eine anatomische Struktur mehr als 9 Abbildungshinweise vorliegen, erfolgte eine Auswahl. In vielen Fällen wurden im Text bei den T1w und T2w MR-Aufnahmen Hinweise nur auf eine Abbildung genannt. Trotzdem empfiehlt es sich, die 2. Abbildung zu vergleichen. Im Sachregister im Anhang sind sämtliche Abbildungshinweise aufgeführt.

Die anatomischen Atlaszeichnungen im Atlasteil stammen von 5 Individuen. Die Frontal-, die Sagittal- und die Hirnstammserie (Individuen 1–3 aus 3. Auflage) wurden durch MR-Aufnahmen in T1- und T2-Gewichtung von einem 4. Individuum ergänzt. Auch die T2w MR-Aufnahmen der Bikommissuralserie stammen von demselben 4. Individuum. Zusätzlich zu den MR-Aufnahmen ist eine neue transversale CT-Serie von einem 5. Individuum eingefügt worden; Einzelheiten dazu s. ▶ Kapitel 12.

Verweise auf andere Kapitel werden im Text mit der Dezimalnummerierung der Überschriften (s. Inhaltsverzeichnis) angegeben. Außerdem ist die Dezimalklassifikation den Kolumnenüberschriften der rechten Buchseite zu entnehmen.

Verweise auf Literaturangaben sind im Text mit Zahlen in eckigen Klammern notiert. Diese Zahlen lassen sich im Literaturverzeichnis im Anhang den entsprechenden Literaturstellen zuordnen.

2 Schichtbilddiagnostik und Leitstrukturen

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

2.1 Computertomografie

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

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

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

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

2.2 Magnetresonanztomografie

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

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

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

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

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

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

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

Vorhandensein oder Fehlen der Kontrastanhebung einer Läsion

Ausdehnung des kontrastverstärkten Bezirks

Muster dieses Bezirks

Zu- oder Abnahme der Durchblutung einer Läsion mittels dynamischer Untersuchung

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

Die MRS in vivo hat sich in der täglichen Routine wegen der aufwendigen Technik ▶ [475]▶ [645]▶ [659] noch nicht allgemein durchgesetzt, auch wenn zahlreiche vielversprechende Beobachtungen vorliegen ▶ [126]▶ [330]▶ [364]. Die In-vivo-MRS hat aufgrund der Erfassung des sog. Chemical Shift von Molekülen im Magnetfeld eine hohe Spezifität für das Gewebe im untersuchten Messvolumen. Sie ist nicht nur geeignet zur Identifikation abnormer Gewebezusammensetzungen (Tumoren, Entzündungen, Nekrose u.a.) im Zentralnervensystem, sondern bietet auch relevante Beiträge zur Tumorgraduierung ▶ [230]▶ [232]▶ [330]▶ [331]▶ [419]▶ [420].

Die fMRT ist seit Jahren ein für die Neurowissenschaften bedeutsames Verfahren ▶ [78]▶ [129]▶ [214]▶ [294]▶ [398]▶ [425]. Mit ihrer Hilfe können lokale Veränderungen der Hirndurchblutung aufgrund der vasoneuronalen Kopplung nach gezielter motorischer, visueller oder sensibler Stimulation registriert und zur Lokalisation der unter definierten Paradigmen kurzfristig veränderten Hirnfunktionen eingesetzt werden ▶ [272]▶ [563]. Der Zeitaufwand dieser Technik ist groß, die Signalausbeute gering, sodass der klinische Einsatz bislang auf einige sehr stabile Paradigmen (motorische, visuelle, auditive, taktile Paradigmen, Sprachverständnis und -produktion) begrenzt war. Mit höheren Feldstärken und den Methoden u.a. der Resting-State-fMRT werden zunehmend auch höhere kognitive Funktionen erfassbar (s. Kap. ▶ 10.13) ▶ [25]▶ [58]▶ [118]▶ [207]. Die fMRT kann u.a. eine Entscheidungshilfe für oder gegen eine Kochleaimplantation, gegebenenfalls auch für die Seitenwahl, bringen ▶ [528].

2.3 Leitstrukturen der Schichtbilddiagnostik

Unter Leitstrukturen verstehen wir die mit der jeweiligen Schichtbilddiagnostik gut erfassbaren und konstant dargestellten anatomischen Strukturen, die für eine topische Orientierung geeignet sind.

Bei den konventionellen neuroradiologischen Verfahren, der Angiografie und der Myelografie, waren die Leitstrukturen überwiegend die topografischen Relationen der knöchernen Strukturen zu den Blutgefäßen und den Liquorräumen. Aus Verformungen der kontrastierten Liquorräume sowie aus Verlagerungen oder Veränderungen der Gefäße wurden pathologische Prozesse im intrakraniellen und intraspinalen Raum erkannt. Für die spezielle Bilddarstellung war jeweils nur ein System, das kontrastierte Liquorsystem oder das Gefäßsystem, nutzbar. Außerhalb des intrakraniellen Raumes dienten der topischen Orientierung zusätzlich die luftgefüllten Räume, z.B. Nasenräume, Nasennebenhöhlen, Pharynx und Trachea. Die Leitstrukturen sind also wichtige Hilfen für die räumliche Orientierung. Sie dienen auch der Kontrolle der achsengerechten Einstellung in der Bilddarstellung.

Die CT und die MRT haben den Vorzug der gleichzeitigen Darstellung mehrerer unterschiedlicher anatomischer Strukturen im untersuchten Raum. Dies wird möglich aufgrund der hohen Weichteilauflösung, die auf unterschiedlichen physikalischen, zum Teil auch chemischen, Parametern beruht. Sie bringt eine weitaus bessere Detailerkennung anatomischer Strukturen und einen wesentlich verfeinerten Nachweis pathologischer Befunde. Durch die konstante Abbildung verschiedener anatomischer Strukturen und Räume wird die Bildinterpretation erleichtert. Gleichzeitig wird die topische Einordnung der Befunde infolge der Schichtbilddarstellung schwieriger. Voraussetzung für eine korrekte Interpretation und topografische Zuordnung sind die synoptische Betrachtung aller Schichten und, soweit möglich, auch der multiplanare Einsatz mehrerer Schnittebenen. Für die räumliche Orientierung, speziell an der Wirbelsäule, sind bei der Schichtbilddiagnostik (CT und MRT) digitale Aufnahmen in sagittaler oder frontaler Abbildung (Scoutview, Pilot, Topogramm o.Ä.) notwendig und gebräuchlich. Daraus wird durch Messparameter eine Schichtbildzuordnung in der jeweiligen räumlichen Orientierung möglich. Dieses in der Untersuchungspraxis geläufige Vorgehen hat uns veranlasst, zu den anatomischen Zeichnungen und Originalabbildungen bildgebender Techniken jeweils eine Skizze der Schnittführung hinzuzufügen (Signet). Sie dient der topografischen Zuordnung jeder Einzelschicht.

Bei der CT wird die 2D-Abbildung der Bildelemente (Pixel) in ihrer Grauwertdarstellung von der Strahlungsschwächung im korrespondierenden Volumenelement (Voxel) bestimmt. Die Skala der Absorptionswerte orientiert sich mit ihren Grenzwerten an biologisch wichtigen Strukturen. So sind Luft mit -1000 HE, Wasser mit 0 HE und dichte Knochen mit +1000 HE und darüber festgelegt ▶ [250]▶ [258]▶ [476]. Am Schädel-Scan lassen sich nach Hosten u. Liebig sowie nach Nadjmi u. Mitarb. ▶ [258]▶ [410] verschiedene Qualitäten abgrenzen:

Luft: -1000 HE

Fettgewebe: -100 bis -30 HE

Liquorräume: +5 bis +10 HE

Hirnsubstanz: +20 bis +40 HE

Blutleiter mit Kontrastmittel: +50 bis +200 HE

Verkalkungen: +30 bis +1000 HE

Schädelknochen: bis zu +1000 HE und darüber

In der CT sind knöcherne Strukturen des Kopfes und der Wirbelsäule gute anatomische Orientierungshilfen neben dem Liquorraum und den luftgefüllten Räumen (Nase, Nasennebenhöhlen, Pharynx und Trachea).

In der MRT wird die Bilderzeugung durch viel komplexere physikalische und chemische Vorgänge bestimmt. Eine große Zahl unterschiedlicher Anregungssequenzen des Messobjekts und verschiedene Bildausleseverfahren führen zu jeweils wechselnder Grauwertdarstellung der anatomischen Strukturen. Die klinische Fragestellung und die untersuchten Körperteile bzw. Organe bestimmen die Auswahl der Untersuchungssequenzen (z.B. T1-, T2-Gewichtung und Protonendichte). Für eine detaillierte Information sei auf die spezielle Literatur verwiesen ▶ [272]▶ [363]▶ [441]▶ [590].

2.3.1 Gesichtsschädel

In der CT ermöglichen die knöchernen Strukturen und die luftgefüllten Räume (Nasenhöhle, Nasennebenhöhlen [s. ▶ Abb. 3.16 bis ▶ Abb. 3.20, ▶ Abb. 5.31 bis ▶ Abb. 5.36] u. ▶ Abb. 4.8 bis ▶ Abb. 4.13, Mundhöhle) eine anatomische Orientierung im koronaren und transversalen Schichtbild. Sie wird erleichtert durch die bilaterale Symmetrie zahlreicher Strukturen in dieser Region. Dadurch kann die korrekte und achsengerechte Einstellung des Kopfes im Scan-Feld kontrolliert werden. Zur Untersuchung der Orbita im transversalen Schnittbild wird meist ein um 10° ▶ zur Kanthomeatalebene geneigter Winkel bevorzugt ▶ [254]▶ [258], der sich der infraorbitomeatalen Linie nähert. Dadurch werden der N. opticus und die Mm. recti übersichtlicher abgebildet. Bei leichter Blickhebung wird der beim Geradeausblicken geschlängelt verlaufende N. opticus gestreckt ▶ [258]▶ [410]. Der orbitale Fettkörper gibt einen guten Kontrast zum übrigen Inhalt der knöchernen Orbita. Zusätzliche koronare Schichten ergänzen die Untersuchung ▶ [250]▶ [258]▶ [263]▶ [272].

Die MRT muss auf die knöchernen Orientierungshilfen im Schichtbild weitgehend verzichten. Die Möglichkeiten multiplanarer Bilddarstellung bei freier Wahlmöglichkeit der Schnittebenen und der höhere Weichteilkontrast bedeuten besonders im Gesichtsschädel wesentliche Vorzüge dieser Methode. Zahnartefakte bleiben in der Regel lokalisiert und stören den Bildaufbau selten. Auch fehlen im Bereich der Schädelbasis die das CT-Bild störenden knöchernen Aufhärtungsartefakte. Für die anatomische Orientierung in der MRT wird die Bikommissurallinie (Verbindung der vorderen mit der hinteren Kommissur) benutzt. In der Orbita gibt der retrobulbäre Fettkörper in der T1-Gewichtung ein hohes MR-Signal. Dadurch zeichnen sich die geraden und schrägen Augenmuskeln deutlich ab. Für die optimale Darstellung des N. opticus (s. ▶ Abb. 3.4b, ▶ Abb. 3.5b u. ▶ Abb. 4.5d) bis zum Chiasma opticum (s. ▶ Abb. 4.2b u. ▶ Abb. 4.2d) eignet sich die Untersuchung in paraxialer (oblique-sagittaler) ▶ [263]▶ [364] und koronarer Schichtung mit Fettsuppression. Für die Darstellung der Nasennebenhöhlen und des retromaxillären Raumes werden koronare und transversale Schichten bevorzugt. Die Nasenmuscheln (s. ▶ Abb. 3.2b, ▶ Abb. 3.3b, ▶ Abb. 3.4b u. ▶ Abb. 4.3d) und die Muskulatur geben gute anatomische Orientierungshilfen. Im Nasopharynx lässt sich bei transversaler Schichtführung häufig ein oberflächliches muköses Kompartiment von den tiefen Gewebeschichten abgrenzen; das kann praktisch-klinisch bedeutsam sein ▶ [22]▶ [557].

2.3.2 Kopf-Hals-Bereich

Mit der CT gelingt eine optimale Beurteilung der Weite des knöchernen Wirbelkanals. Für die Schichthöhenorientierung sind Übersichtsradiografien (Scoutview, Topogramm) erforderlich. Die luftgefüllten Räume (Pharynx [s. ▶ Abb. 4.8], Kehlkopf [s. ▶ Abb. 3.19]) sind gut erkennbar. Ebenfalls gut abgrenzbar sind der Dens axis (s. ▶ Abb. 4.8), der Atlas (s. ▶ Abb. 4.8) und das Os occipitale (s. ▶ Abb. 5.18b u. ▶ Abb. 5.20b) mit dem Rückenmark (s. ▶ Abb. 5.17b). Wichtige Orientierungsstrukturen sind die knöchernen Anteile der Schädelbasis und ihre Knochenlücken. Für die Darstellung der Feinstrukturen sind spezielle Schnittführungen erforderlich, gegebenenfalls auch koronare (s. ▶ Abb. 3.16 bis ▶ Abb. 3.25 u. ▶ Abb. 5.31 bis ▶ Abb. 5.36) ▶ [254]▶ [258]