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2.  Eigene Untersuchungen

Die eigenen Untersuchungen gliedern sich in die Unterabschnitte >Methodische Voruntersuchungen<, >Anwendungsstudien< sowie >Gesamtkollektiv<.

Das Kapitel >Methodische Voruntersuchungen< umfaßt die Studien, die zur Definition und Implementierung der Protokolle zur Akquisition und Nachverarbeitung hochauflösender Schnittbilddatensätze durchgeführt wurden. Die Anwendungsstudien dienten der Evaluation der standardisierten Visualisierungstechniken in der otologischen Bildgebung.

Der Abschnitt >Gesamtkollektiv< charakterisiert die Gruppe aller Patienten, die seit der Implementierung der neuen Bildgebungstechniken in der Abteilung Neuroradiologie, Institut für Radiologie, Charité Campus Mitte, untersucht wurden hinsichtlich demographischer, klinischer und neuroradiologischer Daten.

Abb. 5a-c: Darstellung der Ossikel im anatomischen Kontext sowie als Präparat.

(a) Aufsicht auf die mittlere Schädelgrube rechtsseitig von latero-kranial. (b) Blick von lateral durch den äußeren Gehörgang auf die rechte Paukenhöhle. Die Ossikel sind farbkodiert abgebildet (Grün = Hammer, Rot = Amboß, Violett = Steigbügel, Gelb = Innenohr). (c) Anatomisches Präparat der Ossikelkette mit Millimeter-Maßstab (Prof. R. Lehmann, Charité CM, Berlin).


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2.1.  Bildgebung des Mittelohrs

2.1.1. Material und Methoden

2.1.1.1. Methodische Voruntersuchungen

2.1.1.1.1. Daten-Akquisition

Inkremental-CT

Vor der Einführung der Mehrschicht-Spiral-CT wurden die Felsenbein-Untersuchungen in Inkrementaltechnik durchgeführt an einem Scanner der Fa. Siemens (Somatom Plus, Siemens, Erlangen) unter Verwendung folgender Parameter: HR Faltungskern, 120 kV, 340 mAs, 1 mm Schichtdicke, FOV 160 mm.

MS-CT

Der im Januar 2000 in Betrieb genommene MS-CT-Scanner (Aquilion, Toshiba Medical Systems Europe, Holland) zeichnete sich aus durch 34 Detektorreihen, die gleichzeitige Akquisition von vier Schichten, eine minimale Schichtbreite von 0,5 mm sowie eine Röhren-Rotationszeit von 0,5 Sek./360°.

Daten-Akquisition anatomisches Präparat

Zunächst wurde ein Anforderungsprofil definiert für das Protokoll zur Akquisition hochauflösender Schnittbilddaten des Felsenbeins mittels Mehrschicht-Spiral-CT. Dieses Anforderungsprofil basierte auf den deutschen und europäischen Richtlinien zur Qualitätssicherung in der Computertomographie [16,147], den Standard-Werken zur Felsenbeinbildgebung [202,216,231] sowie Übersichtsarbeiten zur otologischen Bildgebung [28,45,200].

In den Leitlinien der Bundesärztekammer sind die nachstehend aufgeführten Qualitätskriterien für die Felsenbeinbildgebung festgelegt.


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Charakteristische Bildmerkmale:

Wichtige Bilddetails: ≤ 1 mm.

Kritische Bildelemente:

Auf der Basis der Übersichtsarbeiten zu diesem Thema [28,202] wurden weitere otologisch bedeutsame Bilddetails in das Anforderungsprofil aufgenommen:

Zur Ermittlung eines geeigneten Akquisitionsprotokolls wurden Messungen an einem anatomischen Präparat (menschlicher Kadaverkopf) durchgeführt unter systematischer Variation der Parameter Faltungskern (Kernel), Schichtdicke (SD), Rekonstruktionsinkrement (RI) sowie des Röhrenstroms.


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Folgendes Procedere wurde gewählt:

Dosismessungen

Um die Strahlenexposition des gewählten Scanprotokolls zu prüfen, wurde die Linsendosis unter Verwendung eines Kalibrierungs-Phantoms mittels der Filmmethodebestimmt. Beim Mehrschicht-Spiral-CT ist das Kippen der Gantry, im Gegensatz zur Inkremental- bzw. Einzelschicht-Spiral-CT, nicht möglich. Die Linsen liegen somit im Strahlengang. Zum Zweck der Dosisreduktion an der Augenlinse erhielten alle Patienten einen Gummi-ummantelten, Wismut-haltigen Linsenschutz (AttenuRad, F&L Medical Products Co, USA).

Abb. 6: Untersuchungsfeld und Linsenschutz in situ

Darüber hinaus bestimmt wurden der gewichtete CT-Dosisindex (CTDIW), das gewichtete Dosislängenprodukt (DLPW) für eine angenommenen Scanlänge von 40 mm sowie die Effektivdosis E nach ICRP 60 unter Nutzung des Dosiskalkulationsprogramms CT-Expo V1.0 [197], um eine Vergleichbarkeit mit den Untersuchungsprotokollen anderer Arbeitsgruppen zu ermöglichen.


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2.1.1.1.2.  Daten-Übertragung

Die akquirierten Datensätze wurden über interne Netzwerkverbindungen im DICOM-Format auf eine Workstation (Ultra 60, Sun Microsystems, USA) überspielt, ausgerüstet mit einem kommerziell verfügbaren Softwaremodul zur Bilddatennachverarbeitung inclusive Volume Rendering mit endoluminaler Navigationsoption (Easy Vision 4.1, Philips, Holland).

2.1.1.1.3. Daten-Auswertung

Zur Daten-Auswertung wurden in Abhängigkeit vom Auswertemodus (Studienprotokoll) folgende Verfahren eingesetzt:

2.1.1.1.4. Daten-Nachverarbeitung

2D-Nachverarbeitung

► Einschub: Terminologie zweidimensionaler Rekonstruktionstechniken:
  

Bei der Akquisition dünnschichtiger digitaler Datensätze wird in der Regel zunächst eine Vielzahl axialer Schnittbilder erzeugt. Zur Veranschaulichung (patho-) anatomisch relevanter Strukturen, die nicht in der axialen Bildebene verlaufen, werden aus den axialen Primärdaten 2D-Bildrekonstruktionen, in der Regel als Reformationen bezeichnet, abgeleitet. Diese Reformationen können erzeugt werden in jeweils senkrecht zueinander stehenden Raumrichtungen (orthogonal), in frei wählbaren paraorthogonalen Raumebenen (z.B. parasagittal) sowie in drei frei wählbaren Raumrichtungen (kurviplanar). Orthogonale und paraorthogonale Rekonstruktionen werden im folgenden unter dem Begriff der multiplanaren Reformationen zusammengefaßt, im Gegensatz zu den kurviplanaren Reformationen. Diese begrifflichen Erläuterungen erscheinen aufgrund der uneinheitlichen Terminologie in der Literatur sinnvoll.


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Die axialen Schnittbilddatensätze wurden zweidimensional reformatiert, im Regelfall koronar. Konnte die pathomorphologische relevante Struktur damit nicht zusammenhängend dargestellt werden, kamen paraorthogonale Reformationen zum Einsatz. Kurviplanare Reformationen wurden in der Bildgebung tubulärer bzw. kanalikulärer Strukturen eingesetzt.

Bei Patienten, die zur präoperativen Evaluierung vor Implantation eines knochenverankerten Hörgerätes bzw. einer Ohrmuschel-Epithese untersucht wurden, war die präzise Bestimmung der Kalottenbreite an den vom Operateur vorgegebenen Meßpunkten erforderlich. Um eine komplikationslose Einbringung der Implantate mit 4 mm Schraubenlänge zu gewährleisten wurden die Messungen durchgeführt wie folgt:

Da die präoperative Bildgebung vor Implantation eines knochenverankerten Hörgerätes einen größeren Scanbereich erforderte, um die Bestimmung der Kalottenbreite in 5,5 cm Abstand vom Porus acusticus externus zu gewährleisten, wurden bei diesen Patienten eine Schichtdicke von 1 mm und ein Inkrement von 0,7 mm gewählt.

Die Lokalisation der Implantatstellen und somit die Definition der Meßpunkte wurde unter Nutzung eines Softwaremoduls der Workstation zur multiplanaren Reformation durchgeführt, nach vorheriger Definition des operativen Bezugspunktes (z.B. Porus acusticus externus). Die Bestimmungen der Kalottenbreite wurden bei 16 Patienten präoperativ durchgeführt (10 Ohrmuschel-Epithesen, 6 knochenverankerte Hörgeräte).

3D-Nachverarbeitung

Es wurden verschiedenartige Nachverarbeitungstechniken in Voruntersuchungen an hochauflösenden petrosalen CT-Studien evaluiert:

► Einschub: Terminologie dreidimensionaler Rekonstruktionstechniken:
  

Die wesentlichen methodischen Unterschiede dreidimensionaler Visualisierungstechniken sind begründet in der Auswahl der Bildpunkte, die zur Erzeugung des rekonstruierten Bildes verwandt werden. Während die Techniken der Intensity Projection nur die ihrer Bezeichnung (Maximum, Average, Minimum) entsprechenden Bildpunkte eines 3D-Datensatzes auf eine imaginäre Leinwand projizieren, ohne die Entfernung zum jeweiligen Bildpunkt zu berücksichtigen, fließt bei den Rendering-Techniken (Surface und Volume Rendering) die Entfernung der ausgewählten Bildpunkte vom Betrachter und somit die Tiefeninformation als dritte Dimension mit in die Rekonstruktion ein. SR und VR können sich der Technik einer oberflächenschattierten Ansicht bedienen (Shaded Surface Display = SSD), wobei in der Literatur die Begriffe >Surface Rendering< und >Shaded Surface Display< teilweise synonym verwandt werden [24]. Diese Terminologie ist mißverständlich, da der SSD nicht dem Surface Rendering vorbehalten ist, sondern im Gegenteil bei der Darstellung komplexer, räumlicher Beziehungen mittels VR, u.a. im Rahmen der virtuellen Endoskopie, eingesetzt wird [24,78,206].
Das SR nutzt zur Erzeugung der Oberfläche ausschließlich die dem Betrachter nächstgelegen, die Rendering-Kriterien erfüllenden Bildvolumen-Elemente (Volume Elements = Voxel), und somit nur ca. 1/10 der Bildinformationen [24]. Es bildet die Oberfläche dabei in der Regel aus Polygonen.
Das Volume Rendering nutzt den gesamten Datensatz, definiert die irrelevanten Voxel als transparent und unterdrückt so ihre Abbildung in den 3D-Ansichten. Da das VR alle Bildpunkte nutzt, benötigt es ungleich mehr Rechnerleistung als das SR und hat erst in den letzten Jahren durch leistungsstärkere Computer Eingang in die klinische Radiologie gefunden [59,90,91,106,120,174,177,210]. Es erlaubt interaktiv kurzfristig Kamerapositionen zu variieren, neue Ansichten zu erzeugen und somit die endoluminale Navigation im Rahmen der virtuellen Endoskopie.
Die perspektivische Ansicht ist bei der virtuell-endoskopischen Darstellung tubulärer oder kavitärer Strukturen von Bedeutung, da bei der Wahl der nicht-perspektivischen [Seite 23↓](= Parallel-) Projektion weniger Oberflächenanteile des tubulären Lumens dargestellt und somit wichtige Bildinformationen eventuell nicht miterfaßt werden.

Abb. 7a-b: Optimierte Erfassung der tubulären Oberfläche bei perspektivischer Projektion.

(a) Parallele Projektion. (b) Perspektivische Projektion. (Aus: Virtual Endoscopy and Related 3D-Techniques, P. Rogalla et al. Springer, 2001)

2.1.1.1.5. .Virtuelle Otoskopie

Zunächst erfolge eine vorläufige Festlegung des virtuell-otoskopischen Bildgebungsprotokolls sowohl hinsichtlich der Parameter des Rekonstruktions-Algorithmus sowie hinsichtlich extra- und endoluminaler perspektivischer Ansichten des Schläfen- bzw. Felsenbeins.

Die Abbildung folgender anatomischer Landmarken definierte das Anforderungsprofil:

Die Parameter dieser Ansichten wurden orientiert am Bildcharakter otoendoskopischer Farbbilder [10,181,216,227]. In Einzelfällen wurden zusätzliche Farbkodierungen pathoanatomisch relevanter Details durchgeführt, entweder über Segmentationsfunktionen der VR-Software oder mittels eines kommerziell verfügbaren Programms zur digitalen Bildnachverarbeitung (PhotoImpact, Version 6.0, Ulead Systems GmbH, Deutschland).

Die 3D-Ansichten des vorläufigen Protokolls wurden mittels eines Laserprinters ausgedruckt und nachfolgend vier otoendoskopisch erfahrenen Fachärzten für HNO-Heilkunde vorgelegt. Anschließend wurde im Konsensusverfahren das Standardprotokoll der virtuellen Otoskopie definiert.


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2.1.1.2.  Anwendungsstudien

2.1.1.2.1. 2D-Bildgebung: Inkremental-CT vs. MS-CT

Die Datensätze des Mittelohrs (MO) wurden sowohl durch die Inkremental-CT (1 mm SD; n = 15) wie auch die Mehrschicht-Spiral-CT (0,5 mm SD/0,2 mm RI; n = 23) bei insgesamt 38 Patienten mit dem klinischen V.a. eine MO-Pathologie akquiriert.

Die koronaren Bildreformationen wurden orthogonal in 1 mm Schichtdicke (Inkre­mental-CT) bzw. 0,5 mm (MS-CT) ausgeführt.

Den Schnittbildern und Bildreformationen wurden von vier Radiologen Bewertungen zugeordnet hinsichtlich der Parameter Bildqualität und Diagnostische Wertigkeit nach Maßgabe eines fünfteiligen Scores (1 = unzureichend, 5 = sehr gut). Darüber hinaus wurde die Abgrenzbarkeit der Stapes-Suprastruktur überprüft (ja/nein). Über ein Pro­gramm mit Zufallsgenerator (MS Excel 1997, Microsoft Corporation, USA) wurde je­dem Patientendatensatz (axiale Schichten und koronare Reformationen) eine fünf­stellige Zufallsnummer zugeordnet. Die Identifikation der anonymisierten Patienten­daten erfolgte nach Abschluß der Gesamtevaluation.

Die statistische Auswertung der vergleichenden Untersuchungen zwischen Inkre­mental-CT und MS-CT wurde bezüglich der Parameter Diagnostische Wertigkeit und Bildqualität mittels eines U-Tests von Mann, Whitney und Wilcoxon durchgeführt, da eine Normalverteilung der beiden unabhängigen Stichproben nicht vorausgesetzt werden konnte [68]. Bezüglich der Abgrenzbarkeit der Stapes-Suprastruktur wurde der Vierfelder-Test eingesetzt, der die Verteilung dichotomer Zielgrößen in unver­bundenen Stichproben charakterisiert [68].


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2.1.1.2.2.  3D-Bildgebung:

Otoendoskopie vs. virtuelle Otoskopie

► Einschub: Terminologie der klinischen Mittelohrbildgebung:
  

Der Begriff der Otoskopie bezeichnet die Untersuchung des äußeren Gehörgangs und Mittelohrs mit einem Handotoskop, einem Untersuchungsmikroskop oder einem Endoskop [168,181], wobei die Untersuchung mittels Endoskop auch als Otoendoskopie bezeichnet wird [20,207]. Einschränkungen der erstgenannten Untersuchungstechniken, die durch das Mißverhältnis der Durchmesser von Gehörgang und Trommelfell, die Trommelfellneigung sowie die Krümmung des äußeren Gehörgangs gegeben sind, werden von der Otoendoskopie weitgehend überwunden [20,181,207]. Bei differenziertem, d.h. intaktem semitransparenten Trommelfell ermöglicht insbesondere die Otoendoskopie aufgrund des geringen Abstandes zwischen Lichtquelle und Trommelfell die teilweise Mitbeurteilung des Cavum tympani. Ist dies bei entdifferenziertem Trommelfell nicht möglich bzw. eine gleichzeitige operative Intervention geplant, kann eine diagnostische Tympanotomie durchgeführt werden [168], d.h. die operative Exploration der Paukenhöhle unter dem Operationsmikroskop (bei Nutzung eines Endoskops auch als Tympanoskopie bezeichnet [96]). Die tympanale Endoskopie über die Tuba auditiva mittels sehr feiner flexibler Endoskope stellt ein bezüglich des Trommelfells atraumatisches Verfahren dar, das allerdings Einschränkungen in der Darstellung tympanaler Strukturen unterworfen ist [47,79,93,98,109].

Zur Evaluierung der virtuell-otoskopischen Ansichten wurden vergleichende Untersuchungen an einem Kadaverkopf durchgeführt. Aufgrund der verbesserten Abbildungsqualität gegenüber flexiblen Otoendoskopen wurde hierbei ein starres Endoskop (Hopkins-Optik, Karl Storz GmbH & Co., Tuttlingen) mit verschiedenen Winkeloptiken (00, 300 und 450) eingesetzt.

Die Otoendoskopie des Kadaverkopfes, die aufgrund der Vorgehensweise auch als Tympanoskopie bezeichnet werden könnte, wurde von einem erfahrenen Otochirurgen ausgeführt.


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Abb. 8: HOPKINS Geradeausblick-Optik 0°.

Das HOPKINS-Stablinsensystem ermöglicht eine verbesserte optische Abbildungsqualität im Vergleich zu konventionellen Linsensystemen durch den Einsatz langer Stablinsen bzw. kleiner Luftlinsen und die konsekutiv reduzierte Zahl der Glas-Luft-Grenzflächen.

Der Kadaverkopf wurde anschließend nach dem o.a. Standardprotokoll mittels der MS-CT untersucht und die Bilddaten-NV anhand des VR-Protokolls durchgeführt. Folgende tympanale Strukturen wurden mittels virtueller Endoskopie vergleichend zur Otoendoskopie hinsichtlich der morphologischen Übereinstimmung, der räumlichen Wahrnehmung und des Bildcharakters (inclusive Farbkodierung) evaluiert:


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Einzelschicht-Spiral-CT vs. MS-CT

Um die Bildqualität der Einzelschicht (ES)- und Mehrschicht-Spiral-CT orientierend zu vergleichen, wurde ein anatomisches Schläfenbeinpräparat in Gips, das für otochirurgische Trainingszwecke eingesetzt worden war, mittels ES-CT (Tomoscan AVEU, Philips, Holland; 1,5 mm SD/0,5 mm RI) sowie MS-CT (Standard-Akquisitionsprotokoll) untersucht. Anschließend wurden für beide Akquisitionstechniken korrespondierende 3D-Ansichten des Präparates in Volume Rendering-Technik erzeugt.

Virtuelle Otoskopie: Inkremental-CT vs. MS-CT

Diese Untersuchungen wurden an derselben Patientengruppe wie unter Punkt 2.1.1.2.1 durchgeführt. Die 3D-Rekonstruktionen in VR-Technik wurden bezüglich der Parameter Bildqualität und Diagnostische Wertigkeit von 4 Radiologen mittels eines Scores (1-5) wie vorbeschrieben ausgewertet. Die Anonymisierung der Bildrekonstruktionen sowie die statistische Auswertung wurden ebenfalls ausgeführt wie unter Punkt 2.1.1.2.1 beschrieben.

2.1.1.2.3. Bildgebung von Felsenbein-Dysplasien mittels MS-CT

HR Untersuchungen des Felsenbeins von 168 konsekutiv mittels MS-CT untersuchten Patienten (75 Männer, 93 Frauen, Altersspanne 2–86 Jahre, mittleres Alter 42,6 Jahre), die von HNO-Ärzten zur Felsenbeinbildgebung im Zeitraum 01/2000-05/2001 zugewiesen worden waren, wurden retrospektiv ausgewertet im Hinblick auf dysplastische Veränderungen insbesondere des äußeren Gehörgangs, des Mittelohrs und des Innenohrs. Die Mehrzahl der Patienten (25,6%) litt unter einer Schallempfindungs- oder kombinierten Schwerhörigkeit, gefolgt von einer reinen Schalleitungsschwerhörigkeit (16,1%). Diesen Indikationen folgte eine, bezogen auf die Häufigkeit, eng benachbarte Gruppe (10–14%) weiterer klinischer Indikationen wie Trauma, Cholesteatom, Entzündung sowie tumoröse Läsionen. Ein Patient, bei dem der Verdacht auf eine vaskuläre Dysplasie bestand, wurde einer Mehrschicht-CT-Angiographie (MS-CTA) (1 mm Schichtdicke, 0,8 Inkrement, 120 ml Jod-haltigen, nicht-ionischen Kontrastmittels, 4ml/s Fluß) unterzogen, nach einem Aufklärungsgespräch und Erhalt der schriftlichen Einverständniserklärung.


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2.1.1.3.  Gesamtkollektiv MS-CT

Im Zeitraum 01/2000 bis 09/2001 wurden insgesamt 200 Patienten mittels Mehrschicht-Spiral-CT (103 Frauen, 97 Männer, Altersspanne 2 – 89 Jahre, Altersdurchschnitt 42,4 ± 20,5 Jahre) untersucht. Alle Patienten waren von Hals-, Nasen-, Ohrenärzten zur Schnittbildgebung zugewiesen worden.

Der Ausschluß eines akut/chronisch entzündlichen Prozesses (n = 48), die Abklärung des audiometrischen Befundes (n = 43) sowie die perioperative Bildgebung (n = 40) stellten die häufigsten Indikationen zur petrosalen MS-CT dar.

Das nach Maßgabe der Phantom-Messungen definierte Akquisitionsprotokoll wurde regelhaft verwendet für die HR MS-CT des Felsenbeins im o.a. Patientenkollektiv mit Ausnahme von sechs Patienten, die im Rahmen der präoperativen Bildgebung vor Implantation eines knochenverankerten Hörgerätes untersucht wurden (siehe P. 2.1.1.1.4).

Die Datensätze aller Patienten mit fraglich oder sicher pathologischen Befunden in den primären Schnittbildern und daraus abgeleiteten 2D-Reformationen wurden über interne Netzwerkverbindungen auf die Workstation übertragen zur 3D-Bildgebung.

2.1.1.4. Korrelation von Bildgebung und Klinik

Die Evaluierung der Bildgebungsbefunde erfolgte durch den Vergleich mit den Ergebnissen der Audiometrie sowie den Operations (OP)-Berichten.

Bei allen Patienten mit pathologischen Befunden in der MS-CT-Bildgebung und/oder virtuellen Otoskopie wurden die Patientenakten bzw. Untersuchungsergebnisse angefordert.

Zusätzlich wurden bei 34 Patienten, bei denen eine präoperative Bildgebung mittels MS-CT durchgeführt worden war (knochenverankertes Hörgerät, Ohrmuschel-Epithese, Cochlear Implant-Versorgung), die OP-Berichte eingesehen.


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OP-Berichte,

Die Bildgebungsbefunde wurden hinsichtlich des ossikulären Status vergleichend zu den OP-Berichten evaluiert. Dabei wurde der ossikuläre Status anhand beider Modalitäten nach folgenden Merkmalen klassifiziert:

Audiometrie

Zunächst wurden die CT-Befunde in Zusammenarbeit mit einer Fachärztin für HNO-Heilkunde ausgewertet. Dabei ordnete die HNO-Ärztin dem jeweiligen Bildgebungsbefund einen korrespondierenden Grad der SL-SH zu, skaliert in Intervallen von jeweils 20 dB SL-SH (<20, 20-40, 41-60, >60 dB). Anschließend wurden die Befunde einer zeitnah (±6 Wochen) durchgeführten Reinton-Audiometrie hinsichtlich der SL-SH bzw. der SL-Komponente bei kombinierter Schwerhörigkeit im Hauptsprachbereich (0,75-4 kHz) ausgewertet und der gleichen Skalierung hinsichtlich des Grades an Schwerhörigkeit unterworfen.

Diese aus der Bildgebung und Audiometrie abgeleiteten, intervallskalierten Daten wurden auf ihren Zusammenhang mittels des Korrelationskoeffizienten nach Spearman (rs) überprüft.


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2.1.2.  Ergebnisse

2.1.2.1. Methodische Voruntersuchungen

2.1.2.1.1. Daten-Akquisition MS-CT

Datenakquisition anatomisches Präparat

Die deutlichsten Änderungen der Bildqualität im hochauflösenden Modus zeigten sich bei der Variation des Faltungskerns.

Abb. 9a-c: Einfluß des Faltungskerns auf die Detailauflösung im hochauflösenden Bildmodus.

(a) FC 80, (b) FC 81, (c) FC 82. Der Faltungskern FC 81 weist die höchste Detailauflösung in Bezug auf die Feinzeichnung der Cellulae mastoideae auf (Pfeile).

In Abhängigkeit vom Faltungskern ließ sich eine Zunahme der Partialvolumenartefakte beobachten, die u.a. in den 3D-Rekonstruktionen zu einer artifiziellen kortikalen Defektbildung in der lateralen Schläfenbein-Kalotte führten.

Abb. 10a-c: Einfluß des Faltungskerns auf die Darstellung der Schläfenbeinkalotte.

Während der Faltungskern (Kernel) FC 81(a) ein differenziertes Oberflächenrelief aufweist, zeigen die Kernel 82 (b) und 83 (c) eine Verstreichung des Reliefs und eine Zunahme der Anzahl von Voxeln, die unterhalb des Schwellenwerts liegen und daher transparent abgebildet werden, kortikale Defektbildungen vortäuschend (Pfeile).


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Abb. 11a-b: Abgrenzbarkeit kritischer Bildelemente in den reformatierten MS-CT-Bildern.

(a) Paraaxiale multiplanare Reformation (MPR). Die Stapes-Suprastruktur ist abgebildet (Pfeile) ebenso wie die Sehne des M. stapedius (langer Pfeil). (b) Paraaxiale MPR. Die knöcherne Grenzlamelle des Canalis facialis (tympanales Segment) ist dargestellt (Pfeile).

Abb. 12a-b: Auswirkung des Linsenschutzes auf die Bildqualität und Filmschwärzung.

(a) (Axiales Spiral-CT, knochenbetonter Faltungskern. Z.n. Mittelgesichts-Trauma). Selbst Knochenstrukturen, die in unmittelbarer Nähe des Linsenschutzes liegen, wie der frakturierte Nasenrücken (Pfeil), sind hinreichend beurteilbar abgebildet. (b) Film-Dosimetrie. Die deutlich reduzierte Filmschwärzung im geschützten Bereich (Pfeile) veranschaulicht die Effektivität des Wismut-haltigen Linsenschutzes (40%ige Reduktion der Linsendosis beim petrosalen MS-CT).

Eine Erniedrigung des Röhrenstromes um 50% blieb ohne erkennbare, diagnostisch relevante Auswirkung auf die Bildqualität. Auch die geringste mA-Variante (100 mA) erlaubte eine Evaluation der Stapes-Suprastruktur sowie der knöchernen Grenzlamelle des Canalis facialis (tympanales Segment) und erübrigte somit die Durchführung zusätzlicher Akquisitionen bzw. Rekonstruktionen der Bildrohdaten mit kleinerem FOV.


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Zwischen den gewählten Rekonstruktionsinkrementen (0,1-0,3 mm) war ein diagnos-tisch signifikanter Unterschied bezüglich der kritischen Bildelemente nicht sicher erkennbar, so daß zunächst ein Inkrement von 0,3 mm wegen der damit verbundenen geringeren Schnittbildzahl gewählt wurde. Im Rahmen der Protokollpflege- und -vereinheitlichung wurden das Inkrement abschließend auf 0,2 mm und der Pitchfaktor auf 3,0 (äquivalent zu einem Pitchfaktor von 0,75 in der ES-CT) festgesetzt, jedoch ohne objektivierbare Verbesserung der Detailauflösung in der petrosalen Bildgebung.

Die Voxelgröße der mittels des Standardprotokolls aufgenommenen Bilddaten betrug ca. 0,3 x 0,3 x 0,3 mm und erfüllte somit das Kriterium der Isotropie.

Abb. 13: Standardprotokoll zur Datenakquisition mittels MS-CT in die Felsenbeinbildgebung.

Dosismessungen

Die Oberflächendosis der Linsen betrug bei der Untersuchung des Felsenbeins mittels MS-CT im hochauflösenden Modus 25 mGy ohne Nutzung des Wismut-haltigen Linsenschutzes sowie 15 mGy mit Linsenschutz. Somit betrug die Dosisreduktion durch den verwendeten Linsenschutz ca. 40%, ohne daß Bildartefakte im Untersuchungsfeld erkennbar waren.

Die weiteren Dosisbestimmungen ergaben folgende Werte:


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Abb. 14: Oberflächendosis der Inkremental-CT sowie MS-CT in Bezug zum Scanbereich.

Die MS-CT (rote Kurve) weist eine geringere Oberflächendosis sowie eine geringere Streustrahlen-Belastung auf, verglichen mit der Inkremental-CT (blaue Kurve)

2.1.2.1.2. Daten-Nachverarbeitung

Abb. 15a-b: Parakoronare Bildreformationen aus MS-CT-Daten bei Bogengangsdefekt links.

(a) Rechte Seite. Regelrechte Darstellung der Schnecke und des lateralen Bogengangs.
(b) Linksseitig zeigt sich ein knöcherner Wanddefekt des lateralen Bogengangs (Pfeil) mit angrenzendem Weichteilsubstrat bei Z.n. Cholesteatom-OP.


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2D-Nachverarbeitung

Die Darstellung ossikulärer Pathologien erforderte, neben koronaren, parasagittale Reformationen (bei Kettenunterbrechung, Dysplasie, Tympanoplastik). Labyrinthäre Veränderungen (z.B. Ossifikationen), konnten in parakoronaren Reformationen zusammenhängend dargestellt werden. Der C. facialis wurde mittels kurviplanarer Reformationen im Verlauf zwischen der Fossa geniculata und dem Foramen stylomastoideum bildgebend vollständig erfaßt werden. Bei 16 Patienten wurde die Kalottenbreite an den vom Operateur präzisierten Meßpunkten bestimmt. Bei 14/15 Patienten, bei denen die präoperative MS-CT eine hinreichende Kalottenbreite gezeigt hatte, konnten die Schrauben erfolgreich eingesetzt werden. Bei 1/15 Patienten mit präoperativ unauffälliger Bildgebung gelang die Schraubenimplantation an der geplanten Stelle wegen des intraoperativen Kontakts zur Dura mater nicht. Bei einem Patienten wurde trotz der bildgebend als unzureichend bestimmten Kalottenbreiten der frustrane Versuch einer Schraubenimplantation unternommen.

Abb. 16a-e: Präoperative Bildgebung vor Ohrmuschel-Epithese.

(a-b) 3D-Ansichten des linken Schläfenbeins, (a) weichteil- sowie (b) knochenbetont. Abb. der dysplastischen Ohrmuschel (a) sowie der Atresieplatte mit Grübchen (b, Pfeil). (c-e) orthogonal reformatierte Schnittbilder. (c) Festlegung des Bezugspunktes, (d) Lokalisation des Meßpunktes und (e) Messung der Kalottenbreite (in 20 mm Abstand bei 13.30 Uhr). Bei 20,8 mm Kalottenbreite war an dieser Stelle eine Schraubenimplantation problemlos möglich.


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Abb. 17a-c: 2D- und 3D-Visualisierung petrosaler Destruktionen bei Langerhans-Zell-Histiozytose.

(a) Aufsicht auf die mittlere Schädelgrube von kranial, 3D-Rekonstruktion in VR-Technik. Bilateral, rechts betont, sind ausgedehnte petrosale Destruktionen erkennbar. Die Destruktionen betreffen sowohl das Dach wie auch die Basis des Felsenbeins. (b-c) Axiales Schnittbild und koronare Reformation. Die 2D-Ansichten bestätigen die Ausdehnung der ossären Destruktionen unter Beteiligung der petrosalen Ränder.

3D-Nachverarbeitung

Extraluminale Ansichten des Schläfenbeins von lateral waren regelhafter Bestandteil des virtuell-otoskopischen Protokolls. Weitere Ansichten des Felsenbeins, z.B. Aufsichten der mittleren Schädelgrube von kranial bei Prozessen der Pyramidenspitze, wurden nach Maßgabe der klinischen Fragestellung im Einzelfall erzeugt (z.B. Trauma, Metastase, tumorähnliche Erkrankungen) und veranschaulichten in wenigen Abbildungen Lokalisation, Ausdehnung und Morphologie des knöchern destruierenden Prozesses.


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Abb. 18: Hybrid Rendering.

Die farbkodierte Darstellung der bilateralen Cochlear Implant-Elektroden im Volumen-Datensatz des petrosalen MS-CT veranschaulicht den postoperativen Situs.

Abb. 19: Einfuß der Slabbreite auf die Detailbeurteilbarkeit der Ossikel in der MIP.

(a) Slabbreite 5 mm. Morphe und Stellung der Gehörknöchelchen sind zusammenhängend abgebildet, die Stapes-Suprastruktur ist jedoch nicht abgrenzbar. (b) Slabbreite 2 mm. Nur der lange Amboßfortsatz und die Stapes-Suprastruktur (Kreis) sind dargestellt.

Das Surface Rendering erwies sich als ungeeignet zur schnellen, interaktiven Variation endoluminaler Kamerapositionen und zeigte bei starker Vergrößerung von Bilddetails Einschränkungen der Bildqualität durch das Kenntlichwerden der polygonalen Oberflächenstrukturen. Es wurde daher nur in Einzelfällen im Rahmen des Hybrid Rendering eingesetzt.

Das Hybrid Rendering ermöglichte die Hervorhebung (patho-) anatomisch relevanter Details und Implantatmaterialien im anatomischen Zusammenhang durch eine oberflächenschattierte, farbkodierte Darstellung (mittels SR) im semitransparent dargestellten Bildvolumen des Felsenbeins (mittels VR). Mit dieser Visualisierungstechnik waren, methodisch bedingt, zeitaufwendige Segmentationsverfahren verbunden (≥ 1 Stunde), so daß eine Eignung dieser Technik zur Integration in die Routinebildgebung als nicht gegeben angesehen wurde.

Die Maximum Intensity Projection wurde in Einzelfällen zur unterstützenden Visualisierung der Ossikelkette eingesetzt und war insbesondere bei regelrecht pneumatisierter Paukenhöhle in der Lage die Ossikel inclusive ihrer artikulären Verbindungen sowie der Stapes-Suprastruktur zusammenhängend abzubilden. Als bedeutsam für die Eignung der MIP-Rekonstruktionen zur Beurteilung dieser Strukturen erwies sich die Breite des nachverarbeiteten Bildvolumens (>Slab<). Bei Slab-Breiten > 3 mm war eine hinreichend scharfe Abgrenzbarkeit der ossikulären Bilddetails nicht mehr gewährleistet. Der Einsatz der sog. >Sliding Thin-Slab<-MIP, die das Durchfahren des Bildvolumens unter Beibehaltung der (dünnen) Slab-Breite erlaubte, unterstützte die schnelle, interaktive Variation der MIP-Rekonstruktionen und somit die Eignung dieser Technik für die Bildgebungsroutine wesentlich.

Die Technik der Average Intensity Projection erlaubte durch die freie Wahl der Kameraposition, die Wahl der Blockdicke sowie die interaktive Variation der Parameter Kontrast und Helligkeit quasi ein >optimales Röntgenbild< zu erhalten, [Seite 39↓]ohne daß wiederholte Aufnahmen erforderlich waren. Sie erwies sich als besonders geeignet zur schnellen und zusammenhängenden Darstellung von Implantat-Materialen aus dem digitalen Schnittbilddatensatz ebenso wie zur Dokumentation des mastoidalen Pneumatisations-Status.

Abb. 20a-b: Average Intensity Projection (Ansichten von kaudal).

(a) Die mastoidale Minderpneumatisation sowie die tympanale Verschattung rechtsseitig sind dargestellt (Pfeile). (b) Tubenröhrchen in situ. Das Implantat ist in seinem Verlauf vollständig abgrenzbar.

Eine Indikation zur MS-CT zwecks Nachverarbeitung (NV) der Bilddaten zur AIP ergab sich aus Gründen des Strahlenschutzes nicht, da vergleichbare Informationen bei geringerer Strahlenexposition aus petrosalen Übersichtsaufnahmen abzuleiten waren. Im Falle einer Patientin mit postoperativer Dysfunktion des CI-Aggregates, bei der wiederholte Projektionsradiographien den Elektrodenverlauf nicht hinreichend visualisiert hatten und in der Folge eine MS-CT durchgeführt worden war, erwies sich die AIP als sehr hilfreich; hier konnte durch die Einstellung der >idealen< Projektion ein Materialschaden bzw. eine dystope Elektrodenlage sicher ausgeschlossen werden.


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2.1.2.1.3.  Virtuelle Otoskopie

Im Rahmen der auf der VR-Technik basierenden virtuellen Otoskopie kamen weichteil- und/oder knochenbetonte Nachverarbeitungsprotokolle zur Darstellung, die nach erfolgter Evaluation abgespeichert wurden und auf Tastendruck abrufbar waren.

Knochenbetonte Ansichten fanden Anwendung bei

Weichteilbetonte Ansichten fanden Anwendung im Rahmen der endoluminalen Bildgebung.

Anhand von Datensätzen mit unauffälligem Bildgebungsbefund wurden unter Einsatz der Volume Rendering–Technik insgesamt neun endo- und extraluminale Ansichten des Schläfenbeins sowie der Paukenhöhle generiert, die die im Anforderungsprofil definierten Bildmerkmale aus verschiedenen Blickwinkeln visualisierten.

Aus den neun Ansichten des vorläufigen virtuell-otoskopischen Protokolls wurden fünf Ansichten von den beteiligten vier Otochirurgen ausgewählt sowie eine neue Ansicht hinzugefügt, die die Runde-Fenster-Nische und den Stapes inclusive der Suprastruktur von dorsal visualisierte. Diese insgesamt sechs extra- bzw. endoluminalen Ansichten bildeten das Standardprotokoll der virtuellen Otoskopie (VO) [101].

Tab. 1: Rekonstruktions-Parameter des VR-Protokolls im Rahmen der virtuellen Otoskopie

Ansicht

Parameter

Unterer Schwellen-wert (HU)

Perspektiv.
Blickwinkel

Depth
Cueing

%/cm

Farbe

Matrix

Knochenbetont

600

900

40 - 65

gelb

5122

Weichteilbetont

-450

900

40 - 65

Haut

5122

Stapes

-550 – -650

900

40 - 65

Haut

5122


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Abb. 21a-f: Virtuelle Otoskopie, Standardansichten.

(a) extraluminale Ansicht des Os temporale von lateral. (b) Blick in den Porus und Meatus acusticus externus von lateral. (c) Ansicht des Meso- und Hypotympanons von lateral. Hammer und Amboß sind im Vordergrund abgrenzbar. (d) mesotympanale Ansicht der Runde-Fenster-Nische und der Stapes-Suprastruktur. (e) Blick aus dem Epitympanon auf das Incudomallear-Gelenk. (f) Blick in die Tuba auditiva.

Abb. 22a-c: Schläfenbein-Fraktur mit Beteiligung des Porus acusticus externus (Pfeile).

(a) Axiales Schnittbild. Die Frakturlinie zeigt sich als umschriebene kortikale Unterbrechung mit angrenzender Verschattung der Mastoidzellen. (b) Die koronare Reformation belegt die Beteiligung des Porus und Meatus acusticus externus. (c) Die laterale 3D-Ansicht des Felsenbeins (knochenbetont) veranschaulicht den Verlauf der Frakturlinie und die Beteiligung des Porus acusticus externus.


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2.1.2.2.  Anwendungsstudien

2.1.2.2.1. 2D-Bildgebung

MS-CT versus Inkremental-CT

Den Parametern Bildqualität und Diagnostische Wertigkeit wurden in den axialen Schnittbildern und multiplanaren Reformationen der MS-CT signifikant höhere Scorewerte zugewiesen verglichen mit den korrespondierenden BiIddaten der Inkremental-CT.

Abb. 23: Ergebnisse der vergleichenden Evaluierung zweidimensionaler Datensätze der MS-CT und der Inkremental-CT

Die Stapes-Suprastruktur war signifikant häufiger (p<0,005) in den Datensätzen der MS-CT abgrenzbar.

2.1.2.2.2. 3D-Bildgebung

Otoendoskopie vs. virtuelle Otoskopie

Die Gegenüberstellung der otoendoskopischen und virtuell-otoskopischen Abbildungen des Kadaver-Phantoms zeigte eine hohe bildmorphologische Übereinstimmung der knöchernen Strukturen, insbesondere der Ossikelkette, bei eingeschränkter bzw. unzureichender Abgrenzbarkeit weichteildichter Strukturen wie der Chorda tympani und der Sehne des M. stapedius.


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Abb. 24a-b: Vergleich von Otoendoskopie (a) und virtueller Otoskopie (b).

Subtile weichteildichte Strukturen wie die Chorda tympani (Pfeil) oder das Trommelfell sind virtuell-otoskopisch nicht darstellbar. Die Übereinstimmung der ossikulären Morphologie weist auf eine hohe Abbildungstreue für knöcherne Strukturen in der virtuellen Bildgebung hin.

Abb. 25a-c: Einfluß des Schwellenwerts (SW) auf die Abb. der Stapediussehne in der VO.

(a) SW –700 HU. Die Sehne des M. stapedius ist abgrenzbar (Kreis), die Bildqualität jedoch durch Artefakte eingeschränkt. (b) SW – 650 HU. Die Stapediussehne erscheint ausgedünnt, gleichzeitig sind die Bildartefakte reduziert. (c) SW –450 HU. Die Sehne des M. stapedius ist nicht visualisiert in der virtuell-otoskopischen Ansicht, die Bildqualität hingegen ist deutlich verbessert.

Die Chorda tympani war in den CT-Quellendaten und somit in der VO nicht sicher abgrenzbar, während der M. stapedius in den primären Schnittbildsätzen des MS-CT durchgängig dargestellt war. Die virtuell-endoskopische Visualisierung dieser tympanalen Binnenstruktur war in der VO-Bildgebung ohne Parametervariation nicht regelhaft möglich, d.h. ohne Absenkung des Schwellenwerts.


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Zur Visualisierung der Stapes-Suprastruktur war ebenfalls eine Absenkung des Schwellenwerts erforderlich auf bis zu –650 HU, die bereits im VO-Protokoll implementiert war. Dennoch war auch dieses anatomische Detail dreidimensional nicht bei allen Patienten darstellbar. Da die Absenkung des Schwellenwerts zu einer Vermehrung von Bildartefakten in den VO-Ansichten führte, war eine hinreichende Beurteilbarkeit dieser tympanalen Strukturen nur unter Einbeziehung der 2D- Bilddaten gegeben.

Abb. 26a-c: Vergleich der 3D-Rekonstruktionen aus ES-CT- und MS-CT-Daten.

Schläfenbein-Präparat in Gips. Z.n. Mastoidektomie. (b-c) 3D-Rekonstruktionen in VR-Technik auf der Basis von hochauflösenden Datensätzen der ES-CT (b) und MS-CT (c). Die 3D-Ansicht der ES-CT zeigt eine geringere Detailauflösung sowie ein deutlich vergröbertes Oberflächenrelief im Vergleich zur MS-CT-basierten Rekonstruktion.

Abb. 27a-b: Vergleich der 3D-Rekonstruktionen aus Inkremental-CT- und MS-CT-Daten.

(a-b) Ansichten des Schläfenbeins von lateral, Blick auf den Porus acusticus externus. Es zeigen sich deutliche Unterschiede in der Detailauflösung des Oberflächenreliefs zugunsten der MS-CT-basierten 3D-Darstellung (a).


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Einzelschicht-Spiral-CT vs. MS-CT

Die Gegenüberstellung der 3D-Rekonstruktionen in Volume Rendering-Technik zeigte eine annähernd fotorealistische Abbildungsqualität der Ansichten auf der Basis von MS-CT-Datensätzen, während die korrespondierenden Abbildungen auf der Basis von ES-CT-Daten eine geringere Detailauflösung aufwiesen sowie ein deutlich vergröbertes Oberflächenrelief.

Inkremental-CT vs. MS-CT

Den Parametern Bildqualität und Diagnostische Wertigkeit wurden signifikant höhere Score-Werte zugeordnet in den Bildrekonstruktionen, die aus MS-CT-Datensätzen abgeleitet waren. Die mittlere Nachverarbeitungszeit zur Erzeugung der Standard-Ansichten betrug ca. 10-12 Minuten je Ohr. Diese Nachverarbeitungs-Zeit erhöhte sich bei komplexen pathoanatomischen Verhältnissen auf bis zu ca. 25 Minuten.

Abb. 28: Ergebnisse der vergleichenden Evaluierung dreidimensionaler Rekonstruktionen der MS-CT und Inkremental-CT in Volume Rendering-Technik.


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2.1.2.2.3.  Bildgebung von Felsenbein-Dysplasien mittels MS-CT

Singuläre oder kombinierte Dysplasien des Schläfenbeins wurden bei 28/168 Patienten (16,7%) gefunden (mittleres Alter 26,5 Jahre, Altersspanne 2 bis 52,5 Jahre), mit Beteiligung des äußeren Gehörgangs (n = 15), des Mittelohrs (n=18), des Innenohrs (n=6) sowie des Gefäßsystems (n = 3). Syndromale Schläfenbein-Pathologien wurden bei 4 Patienten detektiert:

Mit Ausnahme eines Patienten wiesen alle Patienten (n = 11) mit einer Atresie des MAE Dysplasien der Ossikelkette auf. Zumeist handelte es sich um einen mono-lithären Ossikel, aus Hammer and Amboß bestehend, mit Aplasie des Hammerstiels als häufigstem Befund. Bei 11/15 Patienten mit ossikulärer Dysplasie konnte eine intakte Stapes-Suprastruktur sicher diagnostiziert werden .

Abb. 29: Übersicht der Studienergebnisse zur Evaluation petrosaler Dysplasien mittels MS-CT

Alle Schläfenbein-Dysplasien konnten mittels 2D-und 3D-Bildrekonstruktionen umfassend visualisiert werden bei hoher Detailauflösung. Mit Ausnahme eines Patienten, bei dem der Verdacht auf einen aberranten Verlauf der A. carotis interna bestand, waren bei keinem Patienten zusätzliche Datenakquisitionen erforderlich. Bei diesem Patienten konnte durch die zerviko-zerebrale MS-CT-Angiographie die Diagnose einer aberranten A. carotis interna mit intratympanalem Verlauf gesichert werden, ohne daß invasive diagnostische Verfahren erforderlich wurden.


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Abb. 30a-b: Visualisierung verschiedenartiger Dysplasien des Schläfenbeins mittels MS-CT.

Atresie des linken Meatus acusticus externus. Anstelle des Porus acusticus externus zeigt sich ein knöchernes Grübchen in der Atresieplatte (Pfeil).
(b-c) Dehiszenz des Canalis facialis (operativ gesichert). (b) Die koronare Bildreformation weist die fehlende knöcherne Grenzlamelle des tympanalen Segments des Canalis facialis nach ebenso wie die Protrusion des Nervus facialis (Pfeil). (c) Virtuell-otoskopische Ansicht des Befundes von epitympanal (Blick auf die Ovale-Fenster-Nische). Die Protrusion (Pfeil) zeigt sich oberhalb der Stapes-Suprastruktur.
(d-e) Ossikuläre Dysplasie. (d) Axiales Schnittbild in Höhe des ovalen Fensters. Nur der Hammer ist dargestellt, der lange Amboß-Fortsatz und der Stapes sind nicht sicher abgrenzbar. (e) Virtuell-otoskopische Ansicht des Cavum tympani von lateral. Der farbkodierte dysplastische Ossikel (gelb) zeigt eine Aplasie des langen Amboß-Fortsatzes und Stapes. Der kurze Amboß-Fortsatz (Pfeil) ist abgrenzbar, das Incudomallear-Gelenk ist angelegt.
(f) Syndrom des erweiterten vestibulären Aquädukts. Die 3D-Ansicht als axialer anatomischer Schnitt durch das Felsenbein (Ansicht von kranial) zeigt den deutlich erweiterten vestibulären Aquädukt (Pfeil). Das Epitympanon ist bildgebend eröffnet und gibt den Blick frei auf ein regelrecht konfiguriertes Incudomallear-Gelenk (Pfeilspitze).

Auch im Rahmen dieser Studie wurden Probleme der endoluminalen Bildgebung registriert bei Weichteilverlegung des äußeren Gehörgangs bzw. der Paukenhöhle. Der Wechsel auf knochenbetonte Ansichten sowie die Nutzung eines erweiterten perspektivischen Blickwinkels (1200 statt 900) erwiesen sich als geeignete Lösungsansätze.


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Abb. 31a-e: Vaskuläre Dysplasien des Schläfenbeins.

(a-c) Aberrante A. carotis interna in der linken Paukenhöhle (bestätigt durch explorative Tympanoskopie). (a) Axiales Schnittbild der hochauflösenden MS-CT in Höhe des Hypotympanons. (b) Korrespondierendes Schnittbild zu (a), reformatiert aus dem Datensatz der MS-CT-Angiographie (MS-CTA). (c) Laterale farbkodierte VO-Ansicht der linken Paukenhöhle. Das HR Schnittbild (a) zeigt eine weichteildichte Struktur, die sich vom Promontorium in den Canalis caroticus erstreckt (Pfeil). (b) Das MS-CTA-Bild weist den vaskulären Charakter der KM-anreichernden Struktur nach (Pfeil). (c) Das virtuell-otoskopische Bild visualisiert die intratympanale Lage und den Verlauf des Gefäßes (Pfeile). Das Gefäß zieht um das Promontorium herum und tangiert den Hammerstiel von medial. Die Farbkodierung illustriert den Befund, kann aber die hypotympanalen Gefäßgrenzen nicht exakt wiedergeben.
(d-e) Hochstehender Bulbus venae jugularis beidseits (Pfeile). (d) Axiales Schnittbild der MS-CT. (e) 3D-Rekonstruktion als parasagittales anatomisches Schnittbild durch das linke Felsenbein. Die Kuppe des Bulbus überragt deutlich den Oberrand des rostral angrenzenden inneren Gehörgangs (gestrichelte Linie).


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2.1.2.3.  Gesamtkollektiv MS-CT

Von den 200 mittels MS-CT untersuchten Patienten wiesen 74 Patienten einen Normalbefund, 18 einen regelrechten postoperativen Status und 12 Patienten operationsrelevante anatomische Normvarianten bzw. dysplastische Veränderungen auf.

Abb. 32 : Übersicht der Bildgebungsbefunde des Gesamtkollektivs (MS-CT des Felsenbeins)


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Abb. 33a-c: Virtuelle Otoskopie bei operativ bestätigter Unterbrechung der Ossikelkette

(a) Präoperatives Audiogramm. Der audiometrische Befund zeigt eine Schalleitungskomponente von bis zu 40 dB bei 0,75 – 1 kHz (Pfeil). (b) Weichteilbetonte VO-Ansicht (b) sowie Photo des OP-Situs (c). Die Kettenunterbrechung (Pfeil) in Höhe des Incudostapedial-Gelenks (Kreis) ist dargestellt.

Abb. 34a-f: Bildgebung des postoperativen Status bei Tympanoplastik (TORP/PORP).

(a-c) Totaler Ossikel-Ersatz (TORP) durch ein knöchernes Interponat (Columella) zwischen Trommelfell und ovalem Fenster, abgebildet als koronare MPR (a), virtuell-otoskopische Ansicht der farbkodierten Columella von lateral (b) sowie anhand eines otoendoskopischen Bildbeispiels (c). Die Columella zeigt die charakteristische breite Auflagefläche am Trommelfell.
(d-f) Partieller Ossikel-Ersatz (PORP), Stapes-Prothese. (d) Schematische Skizze einer Stapes-Prothese. (e) OP-Bild, Ansicht von lateral. (f) Farbkodierte VO-Ansicht einer Stapes-Prothese. Die Verbindungsstelle zwischen langem Amboß-Fortsatz und Stapes-Prothese (Pfeil) ist mit einem Bindegewebslappen umschlagen.


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Abb. 35: Luxation der Stapesprothese in das Vestibulum mit Kettenunterbrechung.

(a) MS-CT, axiales Schnittbild. Eine metalldichte Struktur stellt sich innerhalb des linken Vestibulums dar (Pfeil). (b) Knochenbetonte VO-Ansicht von hypotympanal auf die intravestibuläre Stapesprothese (Pfeil) durch das runde Fenster. Aufgrund der Prothesenluxation ist die Verbindung zum langen Amboßfortsatz unterbrochen (Kreis).

Abb. 36a-b: Artifizielle Kettenunterbrechung in der Bildgebung.

(a) MS-CT, axiales Schnittbild in Höhe des Incudostapedial-Gelenks. Eine Kontinuität zwischen langem Amboßfortsatz und Stapeskopf ist nicht sicher erkennbar (Pfeil). (b) Weichteilbetonte VO-Ansicht des Mesotympanons von lateral. Auch hier ist der Befund einer Kettenunterbrechung (Kreis) zu erheben, der jedoch audiometrisch keine Bestätigung fand.


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2.1.2.4.  Korrelation von Bildgebung und Klinik

Insgesamt konnten die radiologischen Befunde bei 60% der evaluierten Patienten mit klinischen Daten korreliert werden.

OP-Berichte

Von neunzehn Patienten (15,1% aller Patienten mit pathologischen Befunden in der Bildgebung) lagen OP-Berichte vor, die eine detaillierte Beurteilung des ossikulären Status ermöglichten.

Folgende Befunde wurden erhoben (Gegenüberstellung OP-Bericht/Bildgebung):

Die Differenzen zwischen Bildgebung und OP-Bericht bezüglich der Befunde ohne Pathologie bzw. der Zahl der ossikulären Destruktionen waren auf einen Patienten zurückzuführen, in dessen OP-Bericht explizit das Fehlen des Ambosses beschrieben worden war. Die CT-Untersuchung war 10 Tage vor der Operation durchgeführt worden und wurde zur Befundkontrolle ein zweites Mal nachverarbeitet. Hier zeigten sich zweifelsfrei eine unauffällige Morphe und Lage des Ambosses auf der operierten Seite (siehe Abb. 37), so daß kein begründeter Zweifel an der Korrektheit des Bildgebungsbefundes bestand.


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Abb. 37: Befunddivergenz zwischen Bildgebung und OP-Bericht.

In axialen Schnittbildern (a-b) und der lateralen VO-Ansicht (c) sicherer Nachweis des kurzen (a) und langen (b-c) Amboß-Fortsatzes, der im Bericht der 10 Tage später erfolgten Operation als fehlend beschrieben wurde.

Unter Berücksichtigung dieser Korrektur zeigte sich eine vollständige Übereinstimmung in der Detektion operativ bestätigter ossikulärer Pathologien überhaupt sowie für jede der gewählten pathologischen Kategorien (Dysmorphie etc.) zwischen Bildgebung und OP-Befund.

Abb. 38: Verteilung der intervallskalierten SL-SH im Hauptsprachbereich in der Gruppe der Patienten (n = 41), bei denen die Befunde der Bildgebung und Audiometrie korreliert wurden.


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Bei 32/34 Patienten (94%), die präoperativ einer petrosalen HR CT unterzogen worden waren, konnte das geplante therapeutische Procedere durchgeführt werden, ohne daß intraoperativ Befunde erhoben wurden, die in der präoperativen Bildgebung erfaßbar gewesen wären. Bei einem Patienten war die Kalottenbreite präoperativ als hinreichend zur Schrauben-Implantation beschrieben worden, während der intraoperative Verlauf durch den Durakontakt kompliziert wurde. Bei einem anderen Patienten wurde in der präoperativen Bildgebung eine Dehiszenz des Canalis facialis nicht beschrieben und erst intraoperativ detektiert. Die retrospektive Auswertung der CT-Aufnahmen ließ diese Dehiszenz allerdings eindeutig erkennen, im Sinne einer unvollständigen Befunderhebung

Audiometrie

Bei 41 Patienten mit pathologischen Befunden in der Bildgebung wurden insgesamt 66 Mittelohr-Befunde mit den audiometrischen Messergebnissen korreliert. Die mittlere SL-Schwerhörigkeit bzw. SL-Komponente bei kombinierter Schwerhörigkeit betrug gemäß der Reinton-Audiometrie im Hauptsprachbereich 39,0±17,2 dB.

Der Korrelationskoeffizient nach Spearman (rs), als Maß der Übereinstimmung zwischen den intervallskalierten Befunden der Bildgebung und Audiometrie betrug 0,89.


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2.1.3.  Diskussion

Daten-Akquisition

Die Entwicklung der otologischen Bildgebung ist gekennzeichnet durch das Bemühen, die komplexe, multi-kompartimentelle (Patho-) Anatomie des Felsenbeins überlagerungsfrei, hoch auflösend sowie den klinischen Fragestellungen angepaßt darzustellen. Während dies in den Anfängen der Radiologie vorwiegend durch die Wahl von verschiedenartigen Projektionen geschah, die jede für sich einen überlagerungsarmen Blick auf bestimmte petrosale Segmente ermöglichten [75,139,184,199], ergab sich durch die Techniken zunächst der analogen [26], sowie ca. vier Jahrzehnte später durch die digitale (Computer-) Tomographie erstmals die Möglichkeit, die petrosalen Binnenstrukturen mittels Röntgentechnik überlagerungsfrei abzubilden. Seit der Einführung der Computertomographie in die petrosale Bildgebung sind mehr als 120 Publikationen erschienen, die sich mit dieser Thematik unter verschiedenen Gesichtspunkten beschäftigen.

Die diagnostische Wertigkeit der Schnittbildgebung bestimmt sich weitgehend nach der Eignung des gewählten Untersuchungsprotokolls, die charakteristischen Bildmerkmale und kritischen Bildelemente scharf abgrenzbar darzustellen, wobei wichtige Bilddetails des Felsenbeins im Größenbereich ≤ 1 mm liegen [23], teilweise unter 0,5 mm [7]. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wurden, neben der axialen Schichtung des Felsenbeins mittels hochauflösender CT, Konzepte zur ergänzenden Schichtung klinisch relevanter Strukturen [112,202,216,231] sowie zusätzliche Techniken der Rohdaten-Nachverarbeitung [28] entwickelt.

Einschränkungen in der Darstellung subtiler anatomischer Strukturen unterliegt die hochauflösende CT insbesondere aufgrund des sog. Partialvolumeneffekts, der ein prinzipielles Problem der digitalen Bildgebung überhaupt darstellt [185,213]. Liegt der Durchmesser der diagnostisch relevanten Struktur unterhalb der minimal erreichbaren Schichtdicke, teilt sich diese Struktur die sie repräsentierenden Bild-Punkte (Pixel) bzw. die Bild-Volumenelemente (Voxel) mit anderen Strukturen, das heißt, sie stellt nur ein >Partialvolumen< des abgebildeten Voxels dar. Dadurch sind Morphe und tatsächliche Größe der relevanten Struktur im Bild nicht sicher beurteilbar. Eine Reduktion des Partialvolumeneffekts wird durch die Verringerung der Schichtdicke, im Rahmen der Felsenbeinbildgebung im Submillimeter-Bereich, erreicht. Hier liegt der methodische Vorteil der Mehrschicht-Spiral-CT begründet, die [Seite 56↓]bei einer Schichtdicke von 0,5 mm (gegenüber 1mm in herkömmlicher CT-Technik) nicht nur den Partialvolumeneffekt deutlich verringert, sondern durch optimierte Rekonstruktionsfilter darüber hinaus die z-Achsenauflösung verbessert (Auflösung in der Längsachse des Patienten) [53,180].

In unseren Untersuchungen konnten auch die kritischen Bildelemente geringster Größe anhand des primären Schnittbildsatzes bzw. daraus direkt abgeleiteter Bildreformationen sicher beurteilt werden [102]. Insbesondere die scharfe Abgrenzbarkeit der für die Schalleitung bedeutsamen Stapes-Suprastruktur, deren geringster Durchmesser (vorderer Schenkel) mit ca. 0,4 mm angegeben wird [7], war in unseren Untersuchungen, im Gegensatz zur konventionellen CT-Technik [78,93], in den klinisch unauffälligen Mittelohren regelhaft gegeben [102]. Zusätzliche Schichtungen in anderen Raumebenen waren bei der petrosalen Bildgebung mittels MS-CT nicht erforderlich, was durch die Erfahrungen anderer Untersucher bestätigt wird [35,110,178]. Venema et al. verglichen koronar ausgeführte Felsenbein-Schichtungen mit koronaren MPR aus Datensätzen des Spiral-CT mit 0,5 mm Kollimation und bewerteten die Bildqualität beider Techniken als äquivalent [217].

Ein weiterer Vorteil der MS-CT liegt in der Verkürzung der Untersuchungszeit auf ca. 13-15 Sekunden [102] begründet, die sich in unserem Kollektiv als klinisch relevanter Vorteil bei eingeschränkt kooperationsfähigen Patienten erwies, insbesondere bei Kindern. Da die operative Versorgung schwerhöriger bzw. gehörloser Kinder zwecks Initiierung zentralnervöser Reifungsprozesse möglichst im Frühkindesalter erfolgen sollte [108] und die petrosale CT dabei eine wichtige präoperative Maßnahme darstellt, ist die gegenüber der ES-CT auf 1/4 bis 1/8 verringerte Untersuchungsdauer für diese Patientengruppe im Hinblick auf die Narkoseindikation bedeutsam. Nur bei zwei Kleinkindern, bei denen nachfolgend weitere, teilweise invasive Untersuchungen geplant waren, wurde auch die MS-CT in Narkose durchgeführt. Der historische Vergleich mit der in der Ortsauflösung unterlegenen mehrdimensionalen, konventionell-tomographischen Untersuchung der Felsenbeine in 1 mm Schichtabstand mit einer Untersuchungszeit von 30 Minuten [14] verdeutlicht die Veränderung der Zeitdimension. Auch bei anderen pädiatrischen CT-Indikationen wurde über eine Verringerung der Sedierungs-Frequenz durch den Einsatz der MS-CT berichtet [162].

Da petrosale Malformationen aufgrund ihrer Vielgestaltigkeit, ihres syndromalen Auftretens und der hinsichtlich operativer Maßnahmen erforderlichen hohen [Seite 57↓]Detailauflösung besondere Anforderungen an die Bildgebungstechnik stellen [11,196,202], nimmt die CT hier einen wichtigen Platz ein [11,25,99,111,122,140,149,161,195,203,205]. In unserem Kollektiv konnten verschiedenartige, teilweise syndromale Dysplasien mittels der HR MS-CT umfassend charakterisiert werden, ohne daß zusätzliche Techniken der Datenoptimierung erforderlich waren [99]. Die MS-CT ermöglichte darüber hinaus die nicht-invasive Diagnose einer vaskulären Dysplasie (aberrante A. carotis interna in der Paukenhöhle) bei nur 50 Sekunden zusätzlicher Scanzeit. In der weit überwiegenden Zahl der Patienten mit Dysplasien des äußeren Gehörgangs (>90%) wurden in Übereinstimmung mit anderen Autoren verschiedenartige ossikuläre Dysplasien detektiert [14,140], wobei der Stapes in mehr als 2/3 der Patienten eine regelrechte Suprastruktur und somit die geringste Zahl dysplastischer Affektionen aufwies. Auch in den Untersuchungen von Mayer et al. zur Bildgebung petrosaler Dysplasien mittels konventioneller HR CT bei 92 Patienten mit Malformationen des Außenohrs und äußeren Gehörgangs war der Stapes vergleichsweise seltener von Fehlbildungen betroffen, ebenso wie andere Strukturen aus dem Grenzbereich zwischem knöchernen Labyrinth und Kiemenbögen (ovales Fenster, tympanales Segment des C. facialis) [140].

Eine von uns nicht evaluierte Indikation zur petrosalen MS-CT ist prospektiv in der Bildgebung zur computergestützten, intraoperativen 3D-Navigation zur sehen. Gunkel et al. definieren in ihren Arbeiten zu diesem Thema die eingeschränkte Ortsauflösung der CT als wichtigen limitierender Faktor im Hinblick auf die Präzision der intraoperativen 3D-Navigation [65,66] und postulieren als Qualitätskriterien der CT eine lückenlose Aufzeichnung des Datensatzes ohne Bewegungsartefakte, mit maximaler Auflösung sowie weitgehend isotropen Voxeln. Diesen Anforderungen kann nur die MS-CT gerecht werden, wobei allerdings die technischen Spezifikationen der MS-CT-Scanner (z.B. die minimale Schichtdicke) Hersteller-abhängig Unterschiede aufweisen [141,180].

Einen wesentlichen Aspekt bei der Indikationsstellung zur Durchführung einer petrosalen CT-Untersuchung stellt, neben den zu erwartenden diagnostischen Bildinformationen, die mit der Untersuchung verbundene Strahlenexposition dar. Im Rahmen der Schädelbasisbildgebung ist vorwiegend die Augenlinse als strahlensensibles Organ zu nennen, da bei der von uns gewählten und allgemein [Seite 58↓]verbreiteten axialen Schichttechnik keine Primärstrahlen-Exposition der Schilddrüse gegeben ist [113].

Als prinzipieller Nachteil der MS-CT im Hinblick auf die Strahlenexposition in der petrosalen Bildgebung ist die fehlende Option der Röhrenkippung im Spiral-Modus zu nennen. Die Röhrenkippung wird üblicherweise sowohl in der Einzelschicht-Spiral-CT wie auch in der Inkremental-CT eingesetzt, um eine Orientierung des Scans an der supraorbitomeatalen oder infraorbitomeatalen Basislinie zu erreichen. Dadurch wird gewährleistet, daß die Augenlinsen jenseits des Messfeldes liegen [114,125,159]. Diese Möglichkeit zur Reduktion der Linsenexposition bietet die MS-CT nicht, da die gegenwärtig eingesetzten Rekonstruktions-Algorithmen keine adäquate Bildqualität bei Anwendung derGantry-Kippung im Spiralmodus erlauben. Erste Arbeiten über Ursachen und mögliche Korrekturansätze liegen mittlerweile vor [84], so daß eine Aufhebung dieser methodischen Limitation zu einem späteren Zeitpunkt zu erwartenist. Allerdings wurde auch für die Linsen-schonende Schichtführung in der konventionellen petrosalen HR CT eine Strahlenexposition der Augenlinsen bestimmt [159]; diese betrug ca. 1/5 der von uns unter Verwendung des Linsenschutzes bestimmten Oberflächendosis [159].

Ein strahlenhygienisch relevanter Aspekt ist darüber hinaus durch die Divergenz zwischen strahlenexponierter Schichtbreite und aktivierter Detektorbreite gegeben.Um Artefakte aufgrund der Exposition randständiger Detektoren durch die Röntgenstrahl-Penumbra zu unterdrücken, wird der Röntgenstrahlfächer bei der MS-CT regelhaft über die aktivierten Detektorelemente hinaus ausgedehnt [123]. Die dadurch im Vergleich zur ES-CT zusätzlich entstehende Strahlenexposition steigt bei engerer Kollimation an und ist daher insbesondere in der hochauflösenden Bildgebung, wie der des Felsenbeins, von Bedeutung (ca. +40% bei 1 mm SD im Vergleich zur ES-CT) [123].

Zur Definition eines unter dem Gesichtspunkt der Strahlenexposition geeigneten Akquisitionsprotokolls wurden Voruntersuchungen an einem Kadaverphantom durchgeführt unter systematischer Reduktion des Strom-Zeit-Produkts (mAs). Gemäß den Leitlinien der Bundesärztekammer sind die Aufnahmeparameter der CT so zu wählen, daß das Bildelementrauschen die Erkennbarkeit von diagnosewichtigen Strukturen und Dichtedifferenzen nicht wesentlich einschränkt [23]. Da das räumliche Auflösungsvermögen wesentlich vom Bildelementrauschen beeinflußt wird und dieses wiederum vom Strom-Zeit-Produkt abhängig ist [23], sind [Seite 59↓]dem Bemühen um eine Dosisreduktion insbesondere bei enger Schichtführung zur Visualisierung subtiler Bilddetails Grenzen gesetzt.

Im Rahmen der Dosismessungen zeigte sich kein diagnostisch signifikanter Anstieg des Bildrauschens bei einer Reduktion des Strom-Zeit-Produkts auf bis zu 50 mAs. Die nach Maßgabe der einschlägigen Richtlinien und Übersichtsarbeiten zum Thema der petrosalen Bildgebung [16,28,112,147,191,200,202,216,231] definierten kritischen Bildelemente konnten regelhaft abgegrenzt werden. Das von uns gewählte Strom-Zeit-Produkt war deutlich niedriger als die von anderen Autoren für die Felsenbeinbildgebung unter Nutzung eines MS-CT Scanners beschriebenen Werte [58] und führte zu einer Erniedrigung der Kenngrößen der Strahlenexposition (CTDIW, DLPW, Effektive Dosis) auf ein Zehntel der Vergleichswerte der o.a. Autoren. Auch gegenüber den Arbeiten von Husstedt et al. [86,87] zur Dosis-Erniedrigung in der Felsenbeinbildgebung (durchgeführt an einem Einzelschicht-Spiral-CT), ist das mAs-Produkt in dem von uns definierten Protokoll um ca. 38% verringert.

Eine systematische Evaluation des jeweiligen Akquisitionsprotokolls liegt in der Verantwortung des Anwenders, da die nationalen und europäischen Richtlinien zur Qualitätssicherung und Dosisbegrenzung in der Computertomographie aufgrund konzeptioneller Schwächen und einer überalteten Datenbasis Einschränkungen unterworfen sind, wie Galanski et al. in einer jüngst veröffentlichten Studie betonen [55]. Insbesondere in Bezug auf die Felsenbeinbildgebung sind diese Quellen wenig hilfreich, da sich z.B. in den europäischen Richtlinien zur CT des Felsenbeins zu den wichtigen Dosiskenngrößen (mAs, kV, CTDIW und DLPW) keine präzisen Angaben bzw. lediglich unverbindliche Formulierungen wie >Standard< finden [16].

Insgesamt erwies sich das von uns definierte Scanprotokoll zur hochauflösenden Bildgebung des Felsenbeins mittels Mehrschicht-Spiral-CT als eine für die Routinebildgebung geeignete Untersuchungstechnik, die das Potential der exzellenten Detailauflösung des MS-CT bei vergleichsweise geringem Strom-Zeit-Produkt nutzte. Dennoch erscheint eine Weiterentwicklung der MS-CT-Technik im Hinblick auf die Option einer Röhrenneigung im Spiralmodus dringend geboten; gerade in der otologischen Bildgebung sind Patientenkollektive anzutreffen, die sowohl im Kindesalter als auch zu späteren Zeitpunkten wiederholt einer Bildgebung unterzogen werden, z.B. bei Dysfunktion implantierter Aggregate, so daß hier eine kumulative Strahlenexposition der Linse gegeben ist.


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Daten-Nachverarbeitung

Neben der Bilddatenakquisition sind die Auswertung (Bildanalyse) und Befundung, die Befund-Dokumentation sowie die Befund-Demonstration weitere wesentliche Elemente der radiologischen Diagnostik. In Abhängigkeit vom gewählten Untersuchungsprotokoll führt die Anwendung der MS-CT in der petrosalen Schnittbildgebung zu einer Erhöhung der Bildanzahl auf das Vier- Fünffache [101]. Diese Bildinflation erfordert neue Konzepte in der Auswertung und Befundung (interaktive Durchsicht des Bilderstapels an der Workstation), der Befunddokumentation (Hardcopy-Ausdruck jedes x-ten Bildes, ausgewählter Schnittbilder und/oder von Bildrekonstruktionen) sowie der Befunddemonstration (Bilddatenprojektion über PC/Video-Beamer, Präsentation an der Workstation, Demonstration von Bildrekonstruktionen). Neben der zeitintensiven Auswahl geeigneter, Befund-relevanter Schnittbilder durch den Radiologen erfährt die Daten-Nachverarbeitung eine zunehmende Bedeutung [176].

Die Bildqualität der verschiedenartigen 2D-Reformationen (multiplanar, kurviplanar) wird durch die Größe und Form der Voxel bestimmt. Je mehr sich die Voxel-Form einem Quader annähert, desto mehr gleicht sich die Bildqualität der reformatierten Bilder derjenigen der axialen Quelldaten an [19,67,170]. Das Ideal des würfelförmigen Voxels wird als Isotropie (nach allen Raumrichtungen hin gleiche Eigenschaften) bezeichnet. Das Qualitätskriterium der Isotropie war in der hochauflösenden CT bis zur Einführung der Mehrschicht-Technik nicht erreichbar, da die Auflösung in der Körperlängsachse des Patienten (z-Achse) aufgrund technischer Limitationen der Auflösung in der Schnittbildebene nicht angeglichen werden konnte. Diese Limitation wird durch die MS-CT aufgehoben [53,54,170,178,208]. Da 2D-Bildreformationen eine verbreitete Nachverarbeitungstechnik petrosaler Schnittbilddaten darstellen [28,140], wird auch diesbezüglich die Felsenbeinbildgebung durch den Einsatz der MS-CT wesentlich unterstützt.

Prinzipiell stellt die CT-basierte Bildgebung eine Grauwert-kodierte, zweidimensionale Visualisierungstechnik der komplexen, dreidimensionalen petrosalen (Patho-) Anatomie dar. Während der Radiologe im Rahmen der beruflichen Weiterbildung ein systematisches Training erfährt zur mentalen Reintegration der Bilddaten in ein 3D-Objekt, ist die Wertigkeit zunehmend zahlreicherer HR Schnittbilder als Informationsquelle des klinischen Adressaten (Otochirurgen) auf Station, im Patientengespräch sowie intraoperativ limitiert. Da [Seite 61↓]aufgrund der hohen Bildanzahl auch eine lückenlose Hardcopy-Dokumentation, u.a. aus wirtschaftlichen Gründen, nicht mehr möglich ist, treten weitere Einschränkungen hinzu. Diese Limitationen stellen wichtige Gründe für den Einsatz dreidimensionaler Nachverarbeitungstechniken in der petrosalen Bildgebung dar. Darüber hinaus kann die petrosale Pathoanatomie dem Otochirurgen in einer ihm vertrauten, dem intraoperativen Situs bzw. der Otoendoskopie-angenäherten Darstellungsweise abgebildet werden bei gleichzeitiger Kondensation der Bilddaten auf wenige Rekonstruktionen sowie jederzeitiger Abrufbarkeit der 3D-Bildinformation. Gegenüber dem intraindividuellen 3D-Transformationsprozess der Bilddaten während der Befunderhebung wird der Rekonstruktions-Prozess externalisiert und somit evaluier- und standardisierbar. Fallstricke dieser Art der Daten-Nachverarbeitung liegen in der Wahl ungeeigneter Rekonstruktionstechniken, fehlerhafter Rekonstruktionsprotokolle sowie unzulässiger Schlußfolgerungen durch den Diagnostiker in Unkenntnis methodischer Limitationen des Verfahrens.

Endoluminale 3D-Ansichten des Mittelohrs wurden 1993 von Ali et al. und 1995 von Hermans et al. beschrieben [1,76]. Die Begriffe der virtuellen Endoskopie der Paukenhöhle bzw. virtuellen Otoskopie wurden in der Folge von Pozzi Mucelli 1997 [166] sowie Frankenthaler 1998 eingeführt [52]. Seither ist eine Reihe von Arbeiten zur Thematik der endoluminalen Visualisierung von Mittel- und Innenohr-Strukturen erschienen, zumeist mit unterschiedlichen methodischen Ansätzen [17,56,76,100,101,183,186,187,210]. Mit Ausnahme der im Jahr 2001 publizierten Arbeiten von Wang et al. [218] (n = 40 Patienten) sowie Nakasato et al (n = 68, wurden die Untersuchungen weit überwiegend an kleinen bis sehr kleinen Gruppen von Probanden und/oder Patienten (Datensatz eines Probanden, [44]) durchgeführt. Erfahrungen mit der Technik der virtuellen Otoskopie auf der Basis eines unseren Untersuchungen vergleichbar großen Patientenkollektivs (n>120) sowie mit dem Einsatz der Mehrschicht-Spiral-CT lagen zum Zeitpunkt der Fertigstellung dieser Arbeit nicht vor.

In den methodischen Voruntersuchungen wurde zunächst eine Optimierung des Quelldatensatzes im Hinblick auf die 3D-Nachverarbeitung angestrebt. Für die 3D-Rekonstruktion gilt analog zu den 2D-Reformationen die weitgehende Voxel-Isotropie als primäres Ziel [19,67]. Dies wurde durch die Wahl einer Detektorkonfiguration von 4 x 0,5 mm erreicht, die bei einem FOV von 160 mm und einer Matrix von 512 Bildpunkten sowie einem Rekonstruktionsinkrement von 0,2 mm eine Voxelgröße [Seite 62↓]von ca. 0,3 x 0,3 x 0,3 mm ermöglichte. Als Rekonstruktionsverfahren wurde die Volume Rendering-Technik gewählt, die als einzige Technik eine variable endoluminale 3D-Visualisierung mit hoher Detailauflösung verbindet [24,44,50,67,174,175,177,186,209,210] und im Rahmen der petrosalen Bildgebung bereits von anderen Autoren mit Erfolg eingesetzt werden konnte [183,186]. Um eine Eignung des Volume Rendering-basierten Nachverarbeitungsprotokolls für die Routinebildgebung des Felsenbeins und somit die Anwendung auf ein großes Patientenkollektiv zu ermöglichen, wurde ein Schwellenwert-gesteuertes NV-Protokoll definiert, das anhand von Kadaverstudien auf methodische Limitationen überprüft wurde. Zur Annäherung an realendoskopische Bildmerkmale, wurde in Abweichung von anderen Arbeitsgruppen [183,209], auf das zusätzliche Informationspotential halbtransparenter petrosaler Ansichten verzichtet und eine opaque, oberflächenschattierte, endoluminale Sichtweise gewählt, deren Farbkodierung sich am Bildeindruck otoendoskopischer bzw. tympanoskopischer Ansichten orientierte. In Übereinstimmung mit anderen Arbeitsgruppen [78,158,223] erschienen auf der Basis unserer Studienergebnisse die oberflächenschattierten intratympanalen Ansichten am geeignetsten zur Abbildung der komplexen ossikulären Architektur. Die auf der Basis der methodischen Voruntersuchungen definierten Schwellenwerte zur VO der Ossikel (-450 - -650 HU), entsprachen den in anderen Studien [166,223] bestimmten Werte weitgehend (Pozzi Mucelli et al., 1997: -350 - -600HU; Yamada et al., 1999: -500 - -700).

Ebenso zeigten sich Übereinstimmungen mit anderen Autoren [218] bezüglich der eingeschränkten 3D-Darstellung intermediär- und weichteildichter Strukturen, während die ossikuläre Morphe mit hoher Abbildungsstreue dargestellt werden konnte [100]. Diese methodischen Limitationen sind für den Diagnostiker bedeutsam ist und unterstreichen den komplementären Charakter zwei- und dreidimensionaler Bildgebungstechniken. Eine vergleichende Evaluation der petrosalen 2D- und 3D-Bildgebung im Sinne konkurrierender Verfahren erscheint daher nur bedingt sinnvoll. Wang et al. verfolgten einen solchen Ansatz (2D vs. 3D) und ordneten den 3D-Ansichten der virtuellen Otoskopie eine vergleichsweise höhere Präzision in der Detektion ossikulärer Läsionen zu [218].

Die bisherigen Studien zur virtuellen Endoskopie der Paukenhöhle unterstrichen die Eignung dieser Bildgebungstechnik zur Visualisierung der ossikulären Pathoanatomie mit einer Sensitivität und Spezifität von ≥90%, wobei allerdings die [Seite 63↓]Zahlen der jeweils operativ evaluierten Bildgebungsbefunde noch begrenzt sind (n = 11-30) [78,218]. In unseren Untersuchungen erwies sich die VO-Bildgebung bei verschiedenartigen ossikulären Pathologien, insbesondere ossikulären Dysplasien, sowie in der prä- und postoperativen Evaluation als wichtige komplementäre Bildgebungstechnik zu den 2D-Bilddaten [100,101]. Diese Erfahrungen stehen weitgehend in Einklang mit den vorliegenden Ergebnissen anderer Arbeitsgruppen [78,158,166,218,223]. Himi et al. [78] betonen die Eignung der VO insbesondere zur präoperativen Darstellung der Ursachen einer ossikulären Fixation ohne Beteiligung des Stapes, im Rahmen der sog. >Pseudo-Otosklerose< [61]; das Nichterkennen dieser üblicherweise durch eine Fixation des Hammer-Kopfes verursachten Pathologie kann zu einem insuffizienten, da auf Stapedektomie ausgerichtetem otochirurgischen Vorgehen führen [22,61,148].

Als Limitationen der virtuellen Otoskopie werden von anderen Autoren Schwellenwert-bedingte Verluste an Bildinformationen genannt, die homogenisierte Darstellung von Oberflächen unterschiedlicher Dichte, Einschränkungen in der Visualisierung weichteildichter intratympanaler Strukturen [218] sowie bildgebend unzureichend erfaßbare ossikuläre Pathologien, wie die knöchernen Fixation der Stapes-Fußplatte im Rahmen der fenestralen Otosklerose [78]. Die VO ist nach unseren Erfahrungen geeignet tympanosklerotische Veränderungen mitzuerfassen; die fenestrale Otosklerose ist jedoch eine vorwiegend klinische Diagnose [15,169] und war in unserem Patientengut mittels VO nicht darstellbar. Wenn auch die Prävalenz otosklerotischer Läsionen mit 2,5-10% im Rahmen von Autopsien relativ hoch ist, so ist die klinische Form, die durch eine eingeschränkte Beweglichkeit der Stapes-Fußplatte oder der Membran des runden Fensters zu einer Schalleitungs-Schwerhörigkeit führt, mit 0,3-0,4% deutlich seltener [43,169].

In unserem Kollektiv zeigten sich bei der Korrelation der Bildbefunde mit den audiometrischen Ergebnissen Divergenzen zwischen der bildgebend erfaßten ossikulären Morphologie sowie ihrer Funktion. Bei einem Patienten wurde die Diagnose einer Kettenunterbrechung bildgebend erhoben, obwohl der Audiometrie zufolge offenbar bindegewebige Bänder die Ossikelkette funktionell aufrechterhalten hatten. Umgekehrt wurden bei einigen Patienten lediglich Taillierungen des langen Amboß-Fortsatzes in der VO-Bildgebung detektiert bei erhaltener Kontinuität der Ossikelkette, obwohl der audiometrische Befund eine funktionelle Kettenunterbrechung nahelegte. Eine derartige Konstellation kann u.a. durch einen [Seite 64↓]bindegewebig atrophierten langen Amboßfortsatz verursacht werden [12,78]. Auffällig war bei drei Patienten, die eine Tympanoplastik Typ III mit Columella zwischen Trommelfell und ovalem Fenster erhalten hatten, der Nachweis einer SL-SH >30 dB trotz orthotoper Protheselage und –stellung. Diese Ergebnisse unterstreichen, daß andere Komponenten, wie die ossikuläre Schwingungsfähigkeit oder feine Bindegewebsbänder, die die Schallübertragung einschränken können, bildgebend nicht oder nur unzureichend erfaßbar sein können. Dennoch konnte in der weit überwiegenden Zahl der Patienten, bei denen Audiometrie und Bildgebungsbefunde korreliert wurden, der tympanale bzw. ossikuläre Status hinsichtlich Schalleitungs-relevanter Pathologien präzise charakterisiert werden (Korrelationskoeffizient nach Spearman rs = 0,89).

Die Auswahl otologisch relevanter 3D-Ansichten war eine wichtige Voraussetzung für die klinische Akzeptanz der virtuellen Otoskopie. Zu diesem Zweck wurden im Rahmen einer interdisziplinären Arbeitsgruppe aus Neuroradiologen und otoendoskopisch erfahrenen HNO-Ärzten VO-Ansichten ausgewählt, die das standardisierte virtuell-otoskopische Protokoll definierten [101].

Auch die Dauer der Daten-NV zur virtuellen Endoskopie beeinflusst die Akzeptanz dieser Technik. Da einige Verfahren aufwendige Segmentations-Prozesse der pathoanatomisch relevanten Strukturen erforderten [52,172,183,186,187], von bis zu mehreren Stunden Zeitdauer [52], ist eine Eignung dieser Techniken in der Bildgebungsroutine nicht bzw. nur in geringem Umfang gegeben [209]. Die Wahl der Volume Rendering-Technik ermöglichte den Einsatz semi-automatisierter NV-Protokolle, so daß die mittlere Zeitdauer zur Durchführung der virtuellen Otoskopie 10 –12 Min. betrug [101], in Übereinstimmung mit der von Wang et al. ebenfalls unter Einsatz der VR-Technik bestimmten NV-Dauer (ca. 10 Minuten) [218]. Erst der Einsatz der VR-Technik ermöglichte die Anwendung des VO-Protokolls bei über 120 Patienten mit sicher oder fraglich pathologischen Befunden in der primären Schnittbildgebung.

Die virtuelle Otoskopie erwies sich dabei als komplementäres Bildgebungsverfahren, da sie die hinter den abgebildeten (endoluminalen) Oberflächen lokalisierte (Patho-) Anatomie nicht miterfassen kann und ihre Ergebnisse vor allem in der Zusammenschau mit den klinischen Befunden, insbesondere der Audiometrie, diagnostisches Gewicht erhalten [166,218].


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Im Vergleich zur (realen) Otoendoskopie, die in der Regel einen Trommelfelldefekt voraussetzt und das Risiko von tympanalen Infektionen sowie ossikulären Verletzungen birgt bei inkompletter Untersuchbarkeit der Paukenhöhle [93-96,160], kann die nicht-invasive virtuelle Otoskopie alle tympanalen Kompartimente visualisieren, allerdings ohne die Option einer endoskopischen Biopsie/Intervention.

2.2. Bildgebung des Innenohrs, MAI und KHBW

Abb. 39a-b: Farbkodierte Darstellung des Innenohrs aus der hochauflösenden CT und MRT.

MS-CT. Lage des Innenohrs im Felsenbein , kranio-dorsale Aufsicht auf die mittlere Schädelgrube. (b) MRT. 3D-Ansicht des Labyrinths von anterolateral.

Abb. 40: Darstellung des linken KHBW mit den HN VII (kurzer Pfeil) und VIII(langer Pfeil).

Aus Datensätzen der MRT (3DFT CISS-Sequenz). (a) axiales hochauflösenden Schnittbild. (b) farbkodierte virtuell-zisternoskopische Ansicht (Hirnnerven grau, AICA rot) des linken KHBW (anderer Patient) von rostral (b).


[Seite 66↓]

2.2.1.  Material und Methoden

2.2.1.1. Methodische Voruntersuchungen

2.2.1.1.1. Daten-Akquisition

Die erstmals 1993 von Casselman et al. vorgestellte stark T2-gewichtete Gradientenecho Sequenz 3DFT (dreidimensionale, Fourier-transformierte) CISS (Constructive-Interference-in-Steady-State) [33], wurde als methodische Grundlage gewählt, da ihre Eignung zur HR Bildgebung des Innenohrs, inneren Gehörgangs und Kleinhirn-Brückenwinkels in mehreren Studien nachgewiesen werden konnte [30,32,33,73,189,193,226]. Die Untersuchungen wurden mittels Kopfspule durchgeführt in einem 1,5 Tesla MR Scanner (Magnetom Vision, Siemens, Erlangen).

Innenohr

►Einschub: Terminologie des Innenohrs in der MRT-Bildgebung:
  

Wie o.a. (èP. 1.3) wird unter der Bezeichnung >Innenohr< der im Felsenbein lokalisierte Anteil des Hör- und Gleichgewichtsorgans verstanden [51]. Das Innenohr unterteilt sich weiter in das knöcherne sowie das darin bindegewebig aufgehängte häutige Labyrinth. Zwischen dem knöchernen und dem häutigen Labyrinth befindet sich die Perilymphe [156], die in der nachfolgend beschriebenen, stark T2-gew. MRT-Bildgebung des Innenohrs ebenso zur Signalentstehung beiträgt wie die Endolymphe des häutigen Labyrinths. Aus diesem Grund ist es, bezogen auf die evaluierte MRT-Sequenz weder korrekt von der Bildgebung des Innenohrs zu sprechen (das knöcherne Labyrinth wird nicht dargestellt), noch von der des häutigen Labyrinths (die Perilymphe wird hierbei nicht eingeschlossen). In der Literatur wird diese Unterscheidung im Zusammenhang mit der verwendeten MRT-Sequenz zumeist nicht getroffen und entweder summatorisch von der Bildgebung des Innenohrs gesprochen oder der des häutigen Labyrinths [3,32,33,44,71-73,189]. In Kenntnis dieser terminologischen Ungenauigkeiten wird im Rahmen der vorliegenden Arbeit unter dem Begriff des Innenohrs ebenso wie dem des Labyrinths im Zusammenhang mit der MRT das häutige Labyrinth zuzüglich der Perilymphe verstanden.


[Seite 67↓]

Folgende Kriterien wurden als Zielgrößen der MRT-gestützen Schnittbildgebung des Innenohrs definiert:

MAI/KHBW

Die Primärdatensätze für das virtuell-zisternoskopische Bildgebungsprotokoll sollten folgenden Anforderungen genügen (entsprechend der Reizleitung vom Innenohr zum Gehirn):

Bei insgesamt sechs Probanden, bei denen weder klinisch noch anamnestisch Zeichen einer Innenohr- und/oder HN-Affektion zu erheben waren, wurden die Parameter der Datenakquisition wie folgt systematisch variiert (zeitversetzte Messung des Phasen-Oversampling):


[Seite 68↓]

Anschließend wurde im Rahmen eines Konsensus-Reading durch zwei Neuroradiologen die Sequenz definiert, die sowohl in den primären Schnittbilddatensätzen wie auch in den abgeleiteten zwei- und dreidimensionalen Rekonstruktionen des Labyrinths und der basalen Zisternen die höchste Bildqualität ermöglichte.

2.2.1.1.2. Daten-Nachverarbeitung

Zunächst erfolgte der Datentransfer über interne Netzwerkverbindungen auf eine Workstation mit Softwaremodulen für das Volume Rendering sowie zur endoluminalen Navigation (EASY VISION 4.1, Philips, Holland).

Innenohr

Folgendes Anforderungsprofil für die 3D-Bildgebung des Labyrinths wurde definiert:

Als 3D-Rekonstruktions-Verfahren standen die Technik der Maximum Intensity Projection, des Surface Rendering sowie des Volume Rendering zur Verfügung.

Zunächst wurden in allen drei Techniken vergleichbare Ansichten des Labyrinths erzeugt und daraus das 3D-Verfahren mit der höchsten Bildqualität ausgewählt. Anschließend wurden verschiedenartige Labyrinth-Rekonstruktionen auf der Basis [Seite 69↓]des gewählten 3D-Verfahrens erzeugt und daraus diejenigen ausgewählt, die in der Zusammenschau das Kriterium einer vollständigen Bildgebung aller Anteile des Labyrinths erfüllten.

Definition des 3D-NV-Protokolls

Die Definition des VR-Protokolls erfolgte zunächst durch orientierende Bestimmung des unteren Schwellenwerts bei niedriger Bild-Matrix. Anschließend wurden die Parameter der Oberflächenschattierung der VR-Software so eingestellt, daß eine möglichst helle und plastische, d.h. nicht überstrahlte, Ausleuchtung des Labyrinths erreicht wurde. Danach wurden die Parameter Schwellenwert und Depth Cueing (prozentualer Intensitätsverlust der Lichtquelle/cm) derart variiert, daß eine weitgehende Unterdrückung von Bildartefakten im Vordergrund (Schwellenwert) und Hintergrund (Depth Cueing) gewährleistet war. Nachfolgend wurde der Parameter >unterer Schwellenwert< in den Datensätzen der Probanden zunächst soweit heraufgesetzt, bis eine sichere Unterbrechung der Bogengangs-Signale abgrenzbar war, und anschließend reduziert, bis Bildartefakte in den klinisch und bildgebend zuvor unauffälligen Labyrinthen die diagnostische Auswertung wesentlich einschränkten. Als geeigneter Schwellenwert wurde der Median dieser Schwellenwert-Spanne bestimmt.

MAI/KHBW

Die hochauflösenden Datensätze der Probanden wurden eingesetzt um insgesamt 10 virtuell-zisternoskopische Ansichten der basalen Zisternen und des inneren Gehörgangs zu erzeugen unter Variation der folgender Parameter: Oberer Schwellenwert, Position und Blickrichtung der virtuellen Kamera, Depth Cueing, perspektivischer Blickwinkel, Farbkodierung und Matrix.

Bildmatrix (5122 Pixel) und Farbkodierung (hautfarben) wurden für alle Ansichten identisch gewählt. Zusätzliche Farbkodierungen klinisch relevanter neurovaskulärer Strukturen wurden im Einzelfall vorgenommen unter Nutzung eines Softwaremoduls zur digitalen Bildnachverarbeitung (Adobe Photoshop 6.0, Adobe Systems Inc., USA).


[Seite 70↓]

2.2.1.2.  Anwendungsstudien

Innenohr

Die Anwendungsstudien untergliedern sich nach den evaluierten Fragestellungen in eine Pilotstudie zur Erprobung des Nachverarbeitungsprotokolls in der Routinediagnostik (Studie 1), eine Hauptstudie zur vergleichenden Anwendung des Bildgebungsverfahrens im Hinblick auf die etablierte radiologische Innenohr-Diagnostik (Studie 2) sowie eine Studie zur Eignung der Bildgebungstechniken im Hinblick auf Innenohr-Fehlbildungen (Studie 3).

Die nachstehende Abbildung gibt einen Überblick über die Studiengruppen.

Abb. 41: Übersicht über die Anwendungsstudien in der Innenohrbildgebung

Pilotstudie

Die Datensätze von 32 Patienten mit Schallempfindungs- oder kombinierter Schwerhörigkeit, in deren Schnittbilddaten und/oder den daraus abgeleiteten MIP-Rekonstruktionen der Verdacht auf pathologische labyrinthäre Signalveränderungen durch zwei neuroradiologische Bilddiagnostiker erhoben worden waren, wurden in standardisierter Weise in Volume Rendering-Technik nachverarbeitet. Die Dauer der Daten-Nachverarbeitung wurde ebenso wie die Dauer der Bildanalyse mittels einer Stoppuhr bestimmt.

3D-Bildgebung mittels VR (Hauptstudie)

Im Rahmen dieser Studie wurden HR MRT-Datensätze von 85 mittels des standardisierten Akquisitionsprotokolls untersuchten Patienten, die von HNO-Ärzten zur IO-Diagnostik zugewiesen worden waren, durch einen in der otologischen Bildgebung erfahrenen Neuroradiologen auf sichere oder fragliche Zeichen einer Innenohr-Pathologie untersucht. Bei 35 Patienten ergab sich bildgebend kein Hinweis auf eine labyrinthäre Pathologie.


[Seite 71↓]

Alleanderen Patienten(n=50, 33 Männer, 17 Frauen, Altersspanne 1-77 Jahre, mittleres Alter 42 Jahre) mit sicher oder fraglich pathologischen Befunden in den primären Schnittbilddatensätzen wurden in die Studie eingeschlossen. Die Mehrheit der Patienten litt unter Schallempfindungs-Schwerhörigkeit (n = 24) gefolgt von SE-SH und Vertigo und/oder Tinnitus (n = 20). Vertigo und/oder Tinnitus alleine wurden bei 3 Patienten verzeichnet und bei 3 weiteren Patienten waren schlüssige klinische Daten nicht verfügbar. Die Bilddaten der Studienpatienten wurden nach Datenübertragung mittels des VR-Protokolls nachverarbeitet. Zusätzlich wurden Innenohr-Rekonstruktionen als Maximum Intensity Projection erstellt an der Nebenkonsole des Scanners in jeweils neun verschiedenen Projektionen als 1800 Drehung um die Längsachse des inneren Gehörgangs.

Abb. 42: Maximum Intensity Projection des Labyrinths in einer 180°-Rotation (Bildauswahl).

Die zur Nachverarbeitung der Bilddaten erforderliche Zeit wurde mittels einer Stoppuhr erfaßt. Anschließend evaluierten vier Radiologen mit unterschiedlicher neuroradiologischer Erfahrung (35, 2 und 1 Jahr sowie 3 Monate) die VR- und MIP-Rekonstruktionen hinsichtlich der Parameter Bildqualität und Diagnostische Wertigkeit mittels eines fünfteiligen Scores (1 = unzureichend, 2 = eingeschränkt, 3 = ausreichend, 4 = gut, 5 = sehr gut). Darüber hinaus wurden anatomische Segmente des Labyrinths, definiert als basale bzw. übrige Cochlea-Windungen, Vestibulum, lateraler, posteriorer und superiorer Bogengang selektiv hinsichtlich Ihrer Beurteilbarkeit überprüft. Die nachstehende Abbildung zeigt den Evaluationsbogen, der im Rahmen der Bildauswertung eingesetzt wurde.


[Seite 72↓]

Abb. 43: Evaluations-Bogen der Bildanalyse im Rahmen der IO-Hauptstudie

Die statistische Auswertung erfolgte mittels eines Wilcoxon Rangsummen-Tests bezüglich des 5-teiligen Scores, eines McNemar-Tests bezüglich der segmentalen Labyrinth-Beurteilbarkeit sowie eines t-Tests bezüglich der Stoppuhr-Messungen der NV-Zeit und Filmanalyse-Dauer.

Bildgebung von Innenohr-Dysplasien

Die Innenohrstudien von 158 Patienten (n = 316 Innenohren) mit Schallempfindungs-Schwerhörigkeit, die konsekutiv mittels des o.a. Akquisitionsprotokolls innerhalb von 20 Monaten untersucht worden waren (August 1999–März 2001), wurden hinsichtlich pathologischer Signalveränderungen des Innenohrs einschließlich des vestibulären Aquädukts, des endolymphatischen Sackes und des inneren Gehörgangs (MAI) retrospektiv ausgewertet. Patienten, die an einem Schwannom des N. acusticus erkrankt waren, wurden nicht in die Studie miteingeschlossen.

Die axialen Quelldaten aller Patienten mit sicher oder fraglich pathologischen Befunden der o.a. Kompartimente wurden auf dem vorbeschriebenen Weg zur Workstation übertragen wurden zur Erzeugung der standardisierten Labyrinth-Rekonstruktionen.

Die Diagnose einer labyrinthären Dysplasie wurde gestellt auf der Basis der von Jackler et al. vorgeschlagenen [89] und von Triglia et al. [212] modifizierten Klassifikation .

MAI/KHBW

Das standardisierte DA- und NV–Protokoll wurde zur bildgebenden Evaluation eingesetzt bei 14 Patienten (8 weibliche, 6 männliche, Durchschnittsalter 49,4 Jahre) mit den nachstehend aufgeführten klinischen Verdachts-Diagnosen, die in den axialen Schnittbildern Zeichen eines neuralen Kompressions-Syndroms aufwiesen: Trigeminus-Neuralgie (n = 5), Facialisparese (n = 1), Hemispasmus facialis (n = 1), [Seite 73↓]Vertigo und/oder retrocochleäre Schallempfindungs-Schwerhörigkeit (n = 6) sowie Status nach inkompletter Resektion eines KHBW-Tumors (Ependymom) (n = 1). Die Dauer der Daten-Nachverarbeitung wurde mittels einer Stoppuhr erfaßt. Jede der standardisierten Ansichten der virtuellen Zisternoskopie (VZ) wurde bezüglich der Bildqualität mittels einer Konsensbewertung durch zwei Neuroradiologen eingestuft unter Verwendung eines 5-teiligen Scores (1 = unzureichend, 5 = sehr gut). Mittels desselben Scores wurde der Parameter Diagnostische Wertigkeit der VZ–Untersuchung insgesamt eingestuft.

2.2.1.3. Gesamtkollektiv

Das Gesamtkollektiv setzte sich aus allen im Zeitraum 08/1999 – 09/2001 mittels des Standardprotokolls (3DFT CISS-Sequenz) untersuchten Patienten zusammen, die mit den nachstehend aufgeführten klinischen Indikationen zugewiesen worden waren:


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Abb. 44: Prozentuale Aufteilung des Gesamtkollektivs nach Indikationen.

SE-SH: Schallempfindungs-Schwerhörigkeit; SE/SL-SH: kombinierte Schwerhörigkeit; HN: Hirnnerv

Insgesamt wurden (n = 347) Patienten (175 Frauen, 172 Männer; Alterspanne 5 Monate - 87 Jahre) in diesem Zeitraum mittels der hochauflösenden MRT untersucht.

Das verwendete Standardprotokoll der Datenakquisition unter Einschluß der zerebralen Bildgebung umfaßte dabei folgende Sequenzen:

Alle Patienten erhielten gemäß den Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für HNO-Heilkunde, Kopf- und Halschirurgie Gehörschutz-Stöpsel [57].


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2.2.1.4.  Korrelation von MRT und Klinik sowie MS-CT

Innenohr

Zur Evaluierung der Bildgebungsergebnisse der MRT im Gesamtkollektiv wurden folgende Unterlagen herangezogen.

Elektronystagmographie (ENG)

OP-Berichte

HR MS-CT des Felsenbeins

Elektronystagmographie (ENG)

Zunächst wurden die Patienten bestimmt, die eine Obliteration des labyrinthären Lumens im lateralen Bogengang aufwiesen, da dieser einer thermischen Prüfung zugänglich ist [13]. Die Krankenakten dieser Patienten wurden ausgewertet hinsichtlich der Ergebnisse einer thermischen Prüfung mittels Elektronystagmographie (ENG). Zu den Patienten, in deren Unterlagen entsprechende Untersuchungsergebnisse nicht vorlagen, wurde Kontakt aufgenommen mit der Bitte sich einer ENG in der Abteilung Klinische Audiologie (Leiter: Prof. Dr.-Ing. D. Mrowinski) der HNO-Klinik der Charité zu unterziehen. Das Vorliegen einer thermischen Untererregbarkeit auf der Seite der bildgebend erfaßten Bogengangs-Obliteration wurde als Übereinstimmung beider Modalitäten gewertet.

OP-Berichte

Es wurde bei den Patienten, bei denen bildgebend und/oder anamnestisch der V.a. einen Zustand nach operativer Labyrinth-Eröffnung bestand, die Übereinstimmung zwischen der visualisierten Labyrinth-Läsion und dem OP-Bericht überprüft. Eine zumindest weitgehende Übereinstimmung zwischen MRT und OP-Berichten wurde als gegeben angesehen, wenn die bildgebend diagnostizierten labyrinthären Läsionen mit dem gewählten operativen Zugangsweg übereinstimmten bzw. wenn die operative Labyrinth-Eröffnung vom Otochirurgen beschrieben worden war. Bei uneindeutigen Berichten wurde im Einzelfall mit dem Operateur direkt Kontakt aufgenommen, um die Übereinstimmung zu sichern.


[Seite 76↓]

Zusätzlich wurden die OP-Berichte von 20 CI-Patienten ausgewertet hinsichtlich der Durchführbarkeit der cochleären Elektroden-Implantation.

HR MS-CT des Felsenbeins

Bei allen Patienten, bei denen zeitnah (±4 Wochen) durchgeführte MRT und MS-CT Untersuchungen des Felsenbeins vorlagen (n = 58), wurden die CT-Untersuchungen überprüft auf pathologische Dichteveränderungen des Labyrinths. Dazu wurde das Labyrinth unterteilt in 8 Segmente (baso-, medio- und apikocochleäres Segment, Vestibulum, superiorer, lateraler und posteriorer Bogengang, vestibulärer Aquädukt). Anschließend wurden die 3D-Rekonstruktionen des Labyrinths kontrolliert hinsichtlich der Abgrenzbarkeit der mittels CT detektierten labyrinthären Läsionen. Eine Übereinstimmung wurde dann erkannt, wenn die IO-Läsionen in den 3D-Ansichten abgrenzbar waren und hinsichtlich der Ausdehnung und Topographie mit der HR MS-CT übereinstimmten.

MAI/KHBW

Bei allen Studien-Patienten wurden die im Anschluß an die stationäre bzw. poliklinische Versorgung erstellten Arztbriefe und, soweit verfügbar, die OP-Berichte, ausgewertet. Dabei wurde geprüft, ob die bildgebend erhobenen Befunde eines neurovaskulären Konflikts bzw. eines neuralen Kompressions-Syndroms anderer Genese in die klinische Diagnose/Differentialdiagnose und/oder Therapie Eingang gefunden hatten bzw. ob Bildgebung und intraoperativer Befund übereinstimmten.


[Seite 77↓]

2.2.2.  Ergebnisse

2.2.2.1. Methodische Voruntersuchungen

2.2.2.1.1. Daten-Akquisition

Die Voruntersuchungen an Probanden zeigten, daß zwar das Signal-zu-Rausch- Verhältnis in den Schnittbildern des CISS-Datensatzes mit 1 mm Schichtdicke am höchsten war, die Bildqualität der multiplanaren 2D-Reformationen sowie der 3D-Bildrekonstruktionen jedoch durch die Wahl der geringsten Schichtdicke optimiert wurden. Da die Evaluation der komplexen labyrinthären Architektur Bildrekonstruktionen unerläßlich machte, wurde die Schichtdicke von 0,5 mm als Parameter des Standardakquisitionsprotokolls definiert. Weitere Messungen wurden durchgeführt unter Variation der Parameter Auslese-Richtung, Bildmatrix und Oversampling.

Hierbei zeigte sich, daß eine Bildmatrix von 1282 gegenüber einer Matrix von 2562 Bildpunkten zu einer wesentlichen Verschlechterung der Bildqualität bereits in den axialen Schnittbildern führte, während die Wahl einer Matrix von 5262 Pixel die Überschreitung der als Obergrenze definierten Messzeit von 15 Minuten (bei einer Akquisition) zur Folge hatte, so daß eine Matrix von 2562 gewählt wurde.

Die Auswertung der Messungen mit unterschiedlichen Auslese-Richtungen ergab, daß zwar bei der Quer-Auslesung des Signales (R→L) schon geringe Schieflagerungen des Kopfes zu einer labyrinthären Überlagerung durch Pulsationsartefakte führten, in den P→A-ausgelesenen Schichten jedoch eine reduzierte Bildqualität der KHBW-Zisternen zu verzeichnen war, ebenfalls aufgrund von Bildartefakten.


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Abb. 45a-c: Einfuß der Schichtdicke auf die Detailauflösung der 3DFT CISS-Sequenz.

(a) 0,5 mm, (b) 0,75 mm, (c) 1 mm Schichtdicke (SD). In den axialen Schnittbildern zeigt die CISS-Sequenz mit 1 mm Schichtdicke (c) das höchste Signal-zu Rausch (S/R)-Verhältnis (1,0 versus 0,7 bei 0,5 mm SD), im Gegensatz zu den koronaren Reformationen (siehe nachfolgende Abbildungen). Das interskalare Septum ist auf allen drei Schnittbildern abgrenzbar (Pfeile).

Abb. 46a-c: Einfuß der Schichtdicke auf die Detailauflösung der Bildreformationen

Koronare Bildreformationen in Höhe des Vestibulums auf der Basis derselben CISS-Datensätze wie in der vorangehenden Abb. (a) 0,5 mm, (b) 0,75 mm, (c) 1 mm SD. Die Bildqualität der Reformation auf der Basis 0,5 mm dünner Schichten (a) erlaubt die schärfste Abgrenzung der Hirnnerven VII und VIII (Pfeile) im Meatus acusticus internus.

Da bei Patienten mit Schallempfindungs-Schwerhörigkeit in der Regel beide Bereiche (Labyrinth und KHBW) von Interesse waren, wurde die Querauslesung des Signales gewählt bei und auf eine möglichst horizontale Kopf-Lagerung geachtet.


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Zunächst wurde zur Vermeidung von Einfaltungsartefakten des vergleichsweise kleinen Messfeldes wegen (130 mm) eine Oversampling-Rate von 100% für das Standardakquisitionsprotokoll gewählt.

Abb. 47: Standardprotokoll der Datenakquisition mittels stark T2-gewichteter HR MRT.

TR: Repetitionszeit, TE: Echozeit, SD: Schichtdicke, TA: Akquisitionszeit, FOV: Field-of-View

Bei weiteren Probanden-Messungen zeigte sich jedoch, daß eine Reduktion dieses Parameters auf 50% möglich war mit Verkürzung der Meßzeit auf 10:03 Min., ohne daß Einfaltungsartefakte die Bildqualität beeinträchtigen.

Abb. 48a-b: Einfluß der Auslese-Richtung und Kopflagerung auf die Beurteilbarkeit cochleärer Strukturen in der 3DFT CISS-Sequenz.

(a) PèA-Auslesung, (b) RèL-Auslesung. Schon eine geringe Schiefhaltung des Kopfes führt in der quer ausgelesenen Sequenz zur Überlagerung kritischer Bildelemente (hier der linken Cochlea, Pfeil) durch das Pulsationsband der A. carotis interna (durch Linien berandet).


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2.2.2.1.2.  Daten-Nachverarbeitung

Abb. 49a-c: Vergleich der NV-Techniken auf der Basis desselben HR MRT-Datensatzes

(a) Volume Rendering, (b) Surface Rendering, (c) Maximum Intensity Projection. Die methodischen Limitationen des Surface Rendering bei starker Vergrößerung (b) sowie der MIP bezüglich der eingeschränkten räumlichen Wahrnehmung (c) sind veranschaulicht.

Innenohr

Auswahl der Daten-NV-Technik

Der Vergleich der mittels MIP, SR und VR aus denselben Datensätzen erzeugten Labyrinth-Rekonstruktionen offenbarte methodische Schwächen der SR-Technik, mit Einschränkungen der Bildqualität, bei Einsatz der in der labyrinthären Bildgebung erforderlichen hohen Zoomfaktoren zur Vergrößerung von Bilddetails. Die MIP war Einschränkungen unterworfen durch die fehlende Tiefendimension des Projektionsbildes und die aus diagnostisch irrelevanten Bildpunkten hoher Signalintensität entstehenden Überlagerungen (z.B. der Schnecke durch den Fundus des inneren Gehörgangs). Das Volume Rendering erzeugte bildqualitativ hochwertige, plastische 3D-Ansichten des Labyrinths. Methodische Einschränkungen, die jedoch auch die beiden anderen Rekonstruktionstechniken betrafen, beruhten hier teilweise auf hyper-intensen Mastoidzellen (überwiegend durch Sekretverhalte), teilweise auf Gefäßpulsationen (A. carotis interna, A. basilaris, A. vertebralis).

Die VR-Technik bot die Möglichkeit zur effektiven Reduktion von Bildartefakten durch mindergradige Schwellenwert-Varationen, die Verringerung der Tiefenausleuchtung (Depth Cueing) der virtuellen Lichtquelle sowie unkomplizierte, interaktive Variation der perspektivischen Ansicht. Nachteile dieses Verfahren ergaben sich durch die Schwellenwert-gesteuerte Auswahl von Bildinformationen mit der Gefahr einer Erzeugung artifizieller Pathologien bei Strukturen im Randbereich des Meßvolumens, [Seite 81↓]die eine reduzierte Signalintensität aufwiesen, z.B. der Kuppel des superioren Bogengangs.

Die folgenden Parameter definierten das Rekonstruktionsprotokoll in Volume Rendering-Technik für die hochauflösenden MRT-Daten des Innenohrs.

Tab. 2: Parameter des Standardprotokolls zur 3D-NV der HR MRT mittels Volume Rendering

Parameter

Unterer Schwellenwert

Farbe

Perspekt.

Blickwinkel

Depth Cueing

Matrix

 

300

Haut

900

60 %/cm

512

Abb. 50: Einfuß der Parameter-Variation auf die Bildqualität der Innenohr-Rekonstruktionen in VR-Technik.

Abb. 51: Unterdrückung von Bildartefakten mittels der Volume Rendering-Technik.

(a-b) Mastoidale Flüssigkeits-Retentionen im Bild-Vordergrund. Artefakt-Reduktion durch Anhebung des unteren Schwellenwerts um 30%. (c-d) Liquorartefakte im Bild-Hintergrund. Artefakt-Reduktion durch Erhöhung des Parameters Depth Cueing um 100%.


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MAI/KHBW

Aus den Datensätzen der Probanden wurden insgesamt 10 VZ-Ansichten definiert.

Tab. 3: Standardisierte Nachverarbeitungsprotokolle zur virtuell-zisternoskopischen Bildgebung der Hirnnerven V-VIII

Abb.Nr.

Hirnnerv

Ansicht

Blick nach

Kameraposition

DC

PBw

SchW

Kritische Bildelemente

52a

V

von kranial

kaudal

lateral der Pons,

rostral der WEZ

40

90°

530

WEZ, kranialer Anteil. Verlauf bis zur Schädelbasis

52b

V

von kaudal

kranial

lateral der Pons,

kaudal der WEZ

40

90°

530

WEZ, kaudaler Anteil. Verlauf bis zur Schädelbasis

52c

V

von dorsal

antero-medial

lateral der Pons,

dorsal des N. V

40

90°

530

WEZ, dorsaler Anteil. Verlauf bis zur Schädelbasis

52d

V

von ventral

dorso-lateral

ventral der Pons, zwischen A. basilaris und N. V

30

90°

530

WEZ, ventraler Anteil. Verlauf bis zur Schädelbasis

53a

VI

von kaudal

kranial

ventro-kaudal der WEZ des N. VI

40

90°

530

WEZ, kaudaler Anteil

53b

VI

Von

lateral

medial

ventro-lateral der Pons, zwischen KHBW und N. V

65

90°

530

intrazisternaler Verlauf

54a

VII/VIII

von ventral

dorso-lateral

lateral der Pons, zwischen WEZ der Nn. VII/VIII und Vorderrand der Pons

40

90°

530

intrazisternaler Verlauf

54b

VII/VIII

Von medial

lateral

zwischen Pons und PAI

45

90°

530

HN VII/VIII, Verlauf im MAI

54c

VII/VIII

Von kranial

kaudo-medial

kranio-lateraler Rand der peripontinen Zisterne

40

90°

530

WEZ der HN VII/VIII

54d

VII/VIII

von kaudal

kranio-lateral

medialer Rand der peripontinen Zisterne, in Höhe des ponto-medullären Übergangs

45

90°

530

Verlauf der HN VII/III zwischen Pons und PAI

Legende: HN = Hirnnerv; DC = Depth Cueing; PBw: Perspektivischer Blickwinkel; SchW = Schwellenwert; WEZ = Wurzeleintrittszone; MAI = Meatus acusticus internus; PAI = Porus acusticus internus


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Abb. 52a-d: Standardansichten der virtuellen Zisternoskopie des Hirnnerven V

Abb. 53a-b: Standardansichten der virtuellen Zisternoskopie des Hirnnerven VI

Allen VZ-Ansichten gemeinsam war eine Bildmatrix von 5122 Punkten sowie die Farbkodierung (hautfarben). Die Parameter der 3D-Rekonstruktionen zur Visualisierung der kritischen Bildelemente sind in Tab. 3 spezifiziert.


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Abb. 54a-d: Standardansichten der virtuellen Zisternoskopie der HN VII-VIII

2.2.2.2. Anwendungsstudien

Innenohr

Abb. 55a-b: Standard-Ansichten des Labyrinths in Volume Rendering-Technik.

(a) Frontalansicht der Cochlea und des Vestibulums. (b) Kranio-laterale Ansicht der drei Bogengänge.


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Pilotstudie

Eine umfassende Darstellung des Innenohrs wurde bei 28/32 Patienten durch zwei oberflächenschattierte Ansichten erreicht. Eine unvollständige Datenakquisition (1/32), Bewegungs- und Pulsationsartefakte (2/32) sowie Flüssigkeits-Retentionen in Mastoidzellen (1/32) waren für die ungenügende Bildqualität bei 4/32 Untersuchungen verantwortlich. Bei den Datensätzen von 5/32 Patienten konnte durch Erhöhung des Schwellenwerts und/oder des Parameters Depth Cueing eine diagnostische Bildqualität erreicht werden. Die mittlere Nachverarbeitungszeit betrug 5,8 Minuten je Seite, die mittlere Dauer der Bildanalyse ca. 29 Sekunden je Seite.

Verschiedenartige Pathologien, die aufgrund der Anamnese, Klinik und der OP-Berichte der Patienten als dysplastische, postentzündliche, posttraumatische oder postoperative Obliterationen des labyrinthären Lumens eingestuft wurden, konnten erfolgreich mittels der beiden Standardprojektionen in Volume Rendering-Technik visualisiert werden.

3D-Bildgebung mittels VR (Hauptstudie)

Im Rahmen der Hauptstudie wurden in den primären Schnittbilddaten von 50 von insgesamt 85 untersuchten Patienten (n = 100 Innenohren) sicher oder fraglich pathologische Befunde detektiert und mittels VR-Technik nachverarbeitet. Die Auswertung umfaßte sechs labyrinthäre Segmente, so daß die Gesamtauswertung 600 Segmentbeurteilungen je Diagnostiker und bei 4 Diagnostikern insgesamt 2400 Einzelanalysen umfaßte.

Die mittlere Zeitdauer der Bilddatennachverarbeitung wies keine statistisch signifikanten Unterschied zwischen der MIP (3,4 Min.) und dem Volume Rendering (3,1 Min.) auf. Die Dauer der Bildanalyse war bei den VR-Rekonstruktionen mit ca. 25 Sek. gegenüber ca. 38 Sek. für die MIP-Ansichten um 34,1% erniedrigt (p<0,001, t-Test). Den VR-Ansichten wurden signifikant höhere Score-Werte im Vergleich zu den MIP-Rekonstruktionen (p<0,001, Wilcoxon-Test) für die Parameter Bildqualität (4,1±1,1 vs. 3,0±1,3) sowie Diagnostische Wertigkeit (4,4±1,1 vs. 3,3±1,3) zugeordnet.


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Abb. 56: Volume Rendering vs. Maximum Intensity Projection, Parameter Score.

Vergleichende Evaluation der labyrinthären Bildrekonstruktionen. Die VR-Ansichten weisen signifikant höhere Score-Werte auf.

Abb. 57: Ergebnisse der 3D-Bildgebung mittels Volume Rendering (Hauptstudie).

Die diagnostische Beurteilbarkeit der labyrinthären Segmente war in den VR-Ansichten signifikant häufiger gegeben als bei Verwendung der MIP-Technik (p<0,001, McNemar-Test), wobei das Signifikanz-Niveau bei der Beurteilung des Vestibulums geringer ausgeprägt war (P<0,01, McNemar-Test). Monosegmentale (n = 24) oder multisegmentale (n = 14) Obliterationen des labyrinthären Lumens fanden sich bei 38 Innenohren (IO) (38%), mit folgender Verteilung: Cochlea (16 IO), Vestibulum (1 IO), superiorer Bogengang (Bg) (12 IO), lateraler Bg (16 IO) und posteriorer Bg (8 IO). Bei 14 IO zeigten sich multisegmentale Läsionen.


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Bei der Evaluation von 8 IO waren deutliche Einschränkungen der Bildqualität durch Bewegungsartefakte (7 IO) sowie Pulsationsartefakte der A. carotis interna (1 IO) zu verzeichnen, die auch nach Anwendung Artefakt-reduzierender NV-Techniken (s.o.) keine diagnostische Bildaussage zuließen. Bei 21 IO halfen mindergradige Variationen der Parameter des Nachverarbeitungsprotokolls vaskulär und/oder mastoidal bedingte Bildartefakte auf ein Maß zu reduzieren, das eine bilddiagnostische Aussage ermöglichte.

Differentialdiagnostische Schwierigkeiten entstanden insbesondere dort, wo hochgradige labyrinthäre Obliterationen eine bilddiagnostische Zuordnung erschwerten; in diesen Fällen erwies sich eine komplementäre CT-Bildgebung als hilfreich und erforderlich.

Bildgebung von Innenohr-Dysplasien

Von 158 (n = 316 Innenohren) konsekutiv untersuchten Patienten mit Schallempfindungs-Schwerhörigkeit wiesen 33 (20,9%) Zeichen einer labyrinthären Pathologie auf, nach Maßgabe der axialen Quelldaten. Auf der Basis der Anamnese, der klinischen Befunde und der Pathomorphologie der labyrinthären Obliterationen wurden 28 Innenohr-Affektionen eingestuft als postentzündlich (n = 25), als postoperativ (n = 2) oder posttraumatisch (n = 1). Neun Patienten (4 Männer, 5 Frauen, Altersspanne 9–57 Jahre, im Mittel 27,6 Jahre), entsprechend 5,7% aller untersuchten Patienten, zeigten labyrinthäre Malformationen. Dysplastische und postentzündliche Labyrinth-Läsionen unterschieden sich deutlich in ihrem morphologischen Erscheinungsbild. Im Gegensatz dazu zeigten postoperative und dysplastische Labyrinth-Obliterationen teilweise ähnliche Bildmerkmale, konnten jedoch verläßlich unterschieden werden auf der Basis der Patientenanamnese sowie assoziierter postoperativer Signalveränderungen (z.B. petrosaler Fettplomben).


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Abb. 58a-c: Visualisierung labyrinthärer Pathologien mittels Volume Rendering.

(a) Mondini Malformation. Nur 1,5 Cochlea-Windungen sind dargestellt (gepunkteter Pfeil) im Sinne einer inhibierten Cochlea-Partition Zusätzlich Aplasie des oberen Bogengangs (Pfeil). (b) Labyrinthitis ossificans. Eine umschriebene Obliteration der basalen Cochlea-Windung ist dargestellt (Pfeil). (c) Status post translabyrinthärer Chirurgie. Lediglich die Cochlea ist erhalten (Kreis).

Abb. 59a-d: Komplementäre Bildgebung durch MRT und CT bei Labyrinthitis ossificans.

(a) VR-Rekonstruktion, Ansicht von kaudal. Linksseitig fehlendes labyrinthäres Flüssigkeitssignal. (b-c). Der Vergleich der korrespondierenden Schnittbilder der MRT (b) und CT (c) zeigt, daß das Labyrinth angelegt aber hochgradig ossifiziert ist (Pfeil).


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Abb. 60a-d: Komplementäre Bildgebung durch MRT und CT bei Labyrinth-Fistel.

Die MRT zeigt eine weitgehende Obliteration des lateralen Bogengangs links. Die HR CT weist den assoziierten Knochendefekt der Bogengangswand nach (Z.n. Labyrinth-Eröffnung bei Cholesteatom-OP).

Abb. 61: Darstellung verschiedenartiger Bogengangs-Dysplasien (Pfeile).

Kranio-laterale Standardansichten in Volume Rendering-Technik. (a) Aplasie des lateralen Bogengangs. (b) Mondini Malformation mit zystischer Erweiterung des Vestibulums und lateralen Bogengangs. (c) Aplasie des sup. und post. Bogengangs sowie Erweiterung des vestibulären Aquädukts (gepunkteter Pfeil) bei einem Patienten mit BOR Syndrom.


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Sechzehn Innenohrstudien (9 Patienten) wiesen Zeichen singulärer oder multipler labyrinthärer Malformationen auf mit Beteiligung der Cochlea (n = 6 IO), des Vestibulums (n = 4 IO), des lateralen (n = 4 IO), superioren (n = 2 IO) und/oder posterioren Bogengangs (n = 6 IO) und des vestibulären Aquädukts/endolymphatischen Sackes (n = 10 IO).

4/9 Patienten mit labyrinthären Dysplasien zeigten multiple dysplastische Innenohr-Läsionen. Ein Patient mit rechtsseitiger Aplasie des N. vestibulocochlearis wies eine ipsilaterale Dysplasie des lateralen Bogengangs auf.

Zwei Patienten litten an einem branchio-oto-renalen Syndrom, ein Patient an einer Mondini Malformation und drei Patienten an einem Syndrom des erweiterten vestibulären Aquädukts, das nur dann diagnostiziert wurde, wenn ein erweiterter vestibulärer Aquädukt (ggf. mit erweitertem endolymphatischem Sack) die einzige bildgebend detektierbare IO-Fehlbildung darstellte [89,214].

Abb. 62: Übersicht der Studienergebnisse (Bildgebung von Innenohr-Dysplasien)


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Die Gesamtzeit, die für eine bilaterale Datenakquisition und –Nachverarbeitung benötigt wurde, betrug inclusive des Daten-Transfers über interne Netzwerk-Verbindungen ca. 30–35 Minuten. Auch bei Patienten mit kombinierten Dysplasien der Cochlea, des Vestibulums, der Bogengänge und/oder des vestibulären Aquädukts konnte die Pathomorphologie innerhalb von max. 5–7 Minuten je Seite durch zwei Bild-Rekonstruktionen in VR-Technik dargestellt werden. Bildgebungsprobleme wurden verursacht durch inkomplette Datenakquisition, Bewegungs- und Pulsationsartefakte der locoregionären Hirnarterien, perilabyrinthäre Flüssigkeits-Retentionen sowie postoperative Signalveränderungen.

Die axialen Primärdaten aller Patienten mit Hinweis auf eine Innenohr-Malformation wiesen jedoch eine diagnostische Bildqualität auf.

MAI/KHBW

Die virtuell-zisternoskopische Bildgebung auf der Basis der hochauflösenden MRT-Datensätze konnte bei 12/14 Patienten erfolgreich durchgeführt werden. Die mittlere Nachverarbeitungszeit je Seite betrug 13,1 ± 5,8 Min. für den HN V, 5,6 ± 1,3 Min. für den HN VI und 13,7 ± 3,8 Min. für die HN VII und VIII. Bei 6 Patienten mußten eine bzw. zwei (1 Patient) Kamerapositionen variiert werden, um eine adäquate Abgrenzbarkeit der jeweiligen kritischen Bildelemente zu erreichen. Bildgebungsprobleme ergaben sich durch einen geringen zisternalen Tiefendurchmesser in der Höhe der standardisierten Kamerapositionen sowie, vergleichbar der IO-Bildgebung, durch Pulsations- (A. basilaris/vertebralis/carotis interna) und Bewegungsartefakte. Die Bildqualität konnte durch die Anpassung folgender Parameter optimiert werden: Absenkung des Schwellenwerts, Erhöhung des Depth Cueing, Wahl eines größeren perspektivischen Blickwinkels und Standort-Variationen der virtuellen Kamera.

Die mittleren Scorewerte für die Parameter Bildqualität bzw. Diagnostische Wertigkeit betrugen 4,2 bzw. 4,1. Obwohl die VZ-Bilder das räumliche Verständnis neurovaskulärer Beziehungen wesentlich vertieften, waren die primären Schnittbilder und daraus abgeleiteten multiplanaren Reformationen unentbehrlich für die korrekte anatomische Zuordnung neurovaskulärer Strukturen. Die VZ-Evaluierung erlaubte bei 10/12 Patienten die Erhebung einer radiologischen Diagnose auf der Basis der axialen Quelldaten und VZ-Bildrekonstruktionen sowie der klinischen Angaben, während die Auswertung von 2/12 Untersuchungen lediglich die Formulierung einer [Seite 92↓]Verdachts-Diagnose ermöglichte. Auf der Basis der Bildgebung, der Anamnese und klinischen Untersuchungsergebnisse wurden Kompressions-Syndrome vaskulärer Genese (neurovaskulärer Konflikt) bei 9 Patienten diagnostiziert sowie neurale Kompressions-Syndrome anderer Genese bei drei Patienten.

Abb. 63a-e: Visualisierung verschiedenartiger intrazisternaler und intrameataler Pathologien mittels virtueller Zisternoskopie (VZ).

Gegenüberstellung der VZ–Ansichten (obere Reihe) und der multiplanar reformatierten Schnittbilder (3DFT CISS-Sequenz, untere Reihe).
(a) Neurovaskulärer Konflikt (NVK) in Höhe der Wurzeleintrittszone (WEZ) zwischen dem HN VIII und der AICA.
(b) NVK intrazisternal zwischen dem HN VI und der AICA.
(c) NVK zwischen dem HN V und der AICA in Höhe der kaudalen WEZ.
(d–e) Intrameatales Schwannom des N. vestibularis superior rechts. (d) Die Nn. facialis und cochlearis werden durch die intrameatale Raumforderung auseinandergedrängt. Der Fundus des MAI ist obliteriert. (e) Kontralateraler Normalbefund zum Vergleich. Der Meatus acusticus internus ist bis in den Fundus frei einsehbar.

Abb. 64: Prozentuale Verteilung der Befundkategorien im Gesamtkollektiv.


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2.2.2.3.  Gesamtkollektiv

45 Patienten (13,0%) zeigten als postentzündlich eingestufte Obliterationen des labyrinthären Lumens, bei 23 Patienten (6,6%) wurden dysplastische Veränderungen der labyrinthären Morphe erkannt und bei sechs Patienten (1,7%) wurde aufgrund der Anamnese und der labyrinthären Pathomorphologie die Diagnose einer postoperativen Labyrinth-Affektion gestellt.

Von den 17 Patienten mit entzündlichen Veränderungen war die weit überwiegende Zahl (n = 15) Neuritiden, v.a. des HN VII, zuzuordnen, während nur bei zwei Patienten eine akut-entzündliche Labyrinth-Affektion diagnostiziert wurde (Cholesteatom und aktive Otosklerose). Diese Diagnosen wurden mittels der Kontrastmittel-gestützten MRT. Dysplastische Veränderungen des Labyrinths wurden am häufigsten in den Bogengängen (n = 14), dem vestibulären Aquädukt/endolymphatischen Sack (n = 12) sowie der Cochlea (n = 8) diagnostiziert.

Bei zwanzig Patienten mit verschiedenartiger klinischer Symptomatik (Parese der HN V, VI und VII, Hemispasmus facialis, fluktuierende SE-SH, Tinnitus und Vertigo) ergab sich der Verdacht auf einen neurovaskulären Konflikt.

2.2.2.4. Korrelation von Bildgebung und Klinik

Innenohr

Elektronystagmographie (ENG)

Bei neun von sechzehn Patienten, bei denen die VR-Ansichten eine Läsion des lateralen Bogengangs nachwiesen, konnten die Ergebnisse der Elektronystagmographie ermittelt bzw. die ENG nachgeholt werden. Alle Patienten dieser Gruppe wiesen eine thermische Untererregbarkeit auf.

OP-Berichte

Bei allen Patienten, die in Vorbereitung einer CI-Operation eine MRT erhalten hatten und bei denen ein unauffälliger labyrinthärer Befund erhoben worden war (n = 17), konnte die Elektroden-Implantation erfolgreich durchgeführt werden. Bei einem Patienten wurden Obliterationen des Bogengangslumens sowie eine Taillierung der basalen Windung beschrieben im Sinne einer Labyrinthfibrose. Intraoperativ ließ sich der Elektrodenträger problemlos einführen, so daß dieser Befund als falsch positiv [Seite 94↓]bewertet wurde. Bei einem Patienten wurde in der MRT eine bilaterale Mondini-Malformation beschrieben mit inhibierter Cochlear-Partition und fehlendem interskalaren Septum sowie einer linksseitigen Erweiterung des vestibulären Aquädukts; hier wurden Elektrodenwahl (CI-Aggregat der Fa. Med-El mit kurzer Elektroden-Konfiguration) und Seitenwahl (rechts, da links erhöhtes Risiko einer Gusher-Komplikation bei erweitertem VA) wesentlich von der Bildgebung beeinflußt, ebenso wie bei einem weiteren CI-Patienten mit BOR-Syndrom. In beiden Fällen konnte die CI-Operation erfolgreich durchgeführt werden, ohne eine intraoperative Gusher-Komplikation.

Bei allen sechs Patienten, bei denen bildgebend und anamnestisch Hinweise auf postoperative Signalveränderungen des Innenohrs erhoben wurden, stimmte die Topographie und Morphologie der labyrinthären Läsionen mit dem jeweiligen operativen Zugangsweg überein (translabyrinthär, n = 2; transmastoidal, n = 2; Eröffnung des lateralen Bogengangs bei Cholesteatom-OP, n = 2).

HR MS-CT des Felsenbeins

Alle mittels petrosaler HR MS-CT gesicherten pathologischen Dichteveränderungen der labyrinthären Segmente (n = 58) bei insgesamt 22 Patienten stellten sich in den beiden standardisierten 3D-Rekonstruktionen auf der Basis der VR-Technik dar (Sensitivität = 100%). Da das MRT, im Gegensatz zur CT, in der Lage ist auch labyrinthäre Fibrosierungen darzustellen, sind Läsionen in der MRT bei fehlendem Korrelat in der CT nicht als falsch positiv einzustufen. Somit war die Spezifität der MRT-gestützten Bildgebungstechniken auf der Basis der CT-Bildgebung nicht sicher zu bestimmen.

MAI/KHBW

Bei 7 von zwölf Studien-Patienten, bei denen bildgebend der Verdacht auf einen NV-Konflikt geäußert worden war, fand dieser Befund Eingang in die Diagnose, Differentialdiagnose bzw. Therapie, zumeist in Form einer Carbamazepin-Medikation. Eine Patientin mit V.a. einen neurovaskulären Konflikt wurde neurochirurgisch zur Dekompressions-Therapie vorgestellt, lehnte den Eingriff jedoch wegen der damit verbundenen Risiken nach dem Aufklärungsgespräch ab. Bei zwei weiteren Patienten wurde eine neurochirurgische Intervention diskutiert, eine operative Intervention wurde bisher jedoch nicht durchgeführt. Bei zwei Patienten mit kleinen Tumoren im Fundus des inneren Gehörgangs erfolgte die Indikationsstellung und [Seite 95↓]Patienten-Aufklärung zur operativen Versorgung auf der Basis des Bildgebungsbefundes, der die Raumforderungen sowohl der Pars vestibularis des achten Hirnnerven (1 Patient) wie auch dem N. facialis (1 Patient) zugeordnet hatte. Diese Befunde wurden intraoperativ bestätigt. Bei einem Patienten mit Z.n. inkompletter Ependymom-Resektion wurde aufgrund der unmittelbaren Kontaktsituation zwischen dem HN VII und dem Tumorrest im KHBW die geplanten strahlenchirurgische Behandlung wegen der Gefahr einer Facialisparese modifiziert.


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2.2.3.  Diskussion

Innenohr

Die Erfahrungen aus der Anwendung des Akquisitionsprotokolls bei mehr als 300 konsekutiv untersuchten Patienten unterstrichen die hohe Detailauflösung, die in der weit überwiegenden Zahl der Untersuchungen die scharfe Abgrenzbarkeit der kritischen Bildelemente, wie des interskalaren Septums bzw. die Differenzierbarkeit der intrameatalen Hirnnerven, ermöglichte. Da die 3DFT CISS-Sequenz als Gradientenecho-Sequenz prinzipiell eine höhere Suszeptibilität aufweist für typische Bildartefakte im Bereich der Schädelbasis, wie sie auch in unseren Untersuchungen zu verzeichnen waren (z.B. Pulsationsartefakte locoregionärer Arterien), wurden von mehreren Arbeitsgruppen ebenfalls stark T2-gewichtete Spin-Echo-Sequenzen, in der Regel als Fast (Turbo-)-Spin-Echo-Sequenz ausgeführt, erfolgreich zur Bildgebung des Innenohrs und Kleinhirn-Brückenwinkels eingesetzt [40,42,67,115,133,145,151-153,155]. Fast-Spin-Echo (FSE) und Turbo-Spin-Echo (TSE) bezeichnen die gleiche Sequenzart, wobei je nach Hersteller des MR-Scanners die eine oder andere Bezeichnung Verwendung findet. Vergleichende Untersuchungen zwischen 2D- und 3D-FSE/TSE wiesen die Überlegenheit der 3D-FSE-Technik nach [88,146]. Die vergleichenden Untersuchungen zwischen 3DFT CISS- und FSE/TSE-Sequenzen, u.a. in der Hirnnerven-Diagnostik, zeigten jedoch eine überlegene Detailerkennbarkeit bei Nutzung der CISS-Sequenz [74,188,226]. Diese bisherigen Studienergebnisse müssen nach einer neuesten, methodisch interessanten Vergleichsstudie zwischen CISS- und FSE (3D-FASE)-Sequenz von Naganawa et al. aus 2001 [154] überdacht werden. Die Autoren implementierten beide Sequenzen auf demselben 1,5 Tesla Scanner und verglichen u.a. die Bildqualität, wobei Schichtdicke, Voxelgröße sowie Akquisitionszeit annähernd identisch gewählt wurden. Der CISS-Sequenz wurde aufgrund der o.a. Bildartefakte eine geringere Bildqualität im Vergleich zur Spin-Echo-Technik zugeordnet. Die von Naganawa et al. berichteten Signal-Diskontinuitäten in den Bogengängen durch Suszeptibilitätsartefakte der CISS-Sequenz fanden allerdings keine Bestätigung im Sinne falsch positiver Befunde bei den von uns durchgeführten Korrelationen zwischen Bildgebung und thermischer Prüfung; in unserem Kollektiv zeigte sich in allen Fällen, in denen Obliterationen des lateralen Bogengangs diagnostiziert worden waren, eine thermische Untererregbarkeit [105].


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Der Einsatz der Oberflächenspule in mehreren Studien zur Evaluation der Spin-Echo-Sequenzen [40,69] erfordert einen Spulen-Wechsel, wenn zum Ausschluß zentralnervöser Ursachen der Schwerhörigkeit neurootologisch relevante zerebrale Strukturen (Hirnstamm, Hörrinde) dargestellt werden sollen und verlängert so die Untersuchungszeit. Da der Ausschluß vaskulärer Läsionen im Hirnstamm (Kerngebiet des N. cochlearis) bzw. im Bereich der Heschlschen Querwindung als Ursache einer SE-SH u.a. im Rahmen der CI-Vorbereitung bedeutsam ist [38], wurde von uns die Durchführung der MRT mittels Kopfspule gewählt.

Im Rahmen der IO-Hauptsstudie wiesen 38 Innenohren (22,4%) von insgesamt 85 untersuchten Patienten (n = 170 Innenohren) pathologische Signalveränderungen in den 2D- und/oder 3D-Bildern der 3DFT CISS-Sequenz auf. Im Gesamtkollektiv (n = 347) Patienten fanden sich entsprechende labyrinthäre Signalveränderungen in den IO-Untersuchungen von 21,3% der Patienten. Diese Ergebnisse korrespondieren zu den Zahlen von Lemmerling et al. [121], die in ihren vergleichenden Untersuchungen zur Eignung verschiedenartiger MR-Sequenzen (3DFT CISS, T2w FSE, T1w SE mit Gadolinium-Gabe) bei insgesamt 163 Patienten pathologische labyrinthäre Signalveränderungen in 21% (n = 34) detektierten. Casselman et al. [32] diagnostizierten im Rahmen ihrer IO-Untersuchungen mittels einer 3DFT CISS-Sequenz bei 167 Patienten mit Vertigo und/oder pathologischen Befunden bei der Gleichgewichtsprüfung bei ca. 14% der Patienten Signalveränderungen im Labyrinth, wobei der geringere Anteil labyrinthärer Affektionen hier am ehesten im Zusammenhang mit dem stärker selektierten Patientengut zu interpretieren ist. Zur Prävalenz obliterierender labyrinthärer Läsionen ist bisher nur eine Studie veröffentlicht worden [97], in der unter Nutzung des National Temporal Bone, Hearing and Balance Pathology Resource-Registers (USA) 264 Schläfenbeine von Patienten, deren klinische Angaben auf eine potentielle Innenohr-Affektion hinwiesen (SE-SL, Meningitis, Labyrinthitis, Otosklerose, chronische Otitis media, Schläfenbein-Frakturen, etc.) untersucht wurden. Während der Anteil labyrinthärer Ossifikationen in Abhängigkeit von der zugrundeliegenden Erkrankung bis zu 100% betrug (Autoimmunerkrankungen), lag der entsprechende Wert für die als häufigste Ursache labyrinthärer Ossifikationen anzusehende Gruppe der Patienten mit V.a. Meningitis/Labyrinthitis [157] bei 20% bis 30%.


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Im methodischen Vergleich zwischen MRT und CT stellt der Wegfall der Strahlenexposition einen wichtigen Aspekt zugunsten der MRT dar. Weniger bekannt ist jedoch die Gefahr einer Hörschädigung durch den Eigenlärm der MRT, der Lärmpegel von bis zu ca. 100 dB zugeschrieben wurden [117] und in deren Folge temporäre Hörminderungen objektiviert werden konnten [232]. Im Rahmen einer technischen Aufrüstung des MRT-Scanners wurden nach Abschluß der vorliegenden Untersuchungen Messungen des Lärmpegels im Untersuchungsraum durchgeführt mittels eines Modulschaltpegel-Meßgerätes. Hierbei wurde während der Durchführung einer 3DFT CISS-Sequenz ein Lärmpegel von maximal 98 dB bestimmt. Von einer MRT im unmittelbaren zeitlichen Zusammenhang mit dem Auftreten eines Hörsturzes wird aufgrund des Geräte-Eigenlärms abgeraten, um eine Schädigung des Hörorgans in dieser vulnerablen Phase zu vermeiden [144]. Da MRT und CT auf Grund ihrer differenten Abbildungseigenschaften (Weichteil- vs. Knochenkontrast) als komplementäre petrosale Bildgebungsverfahren anzusehen sind [29], ist der Verzicht auf den mit der MRT verbundenen Informationsgewinn aus Lärmschutz-Gründen nicht sinnvoll, insbesondere wenn invasive therapeutische Optionen diskutiert werden[138].

Nachverarbeitungstechniken zur 3D-Visualisierung der hochauflösenden MRT-Schnittbilder fanden bereits in den ersten Veröffentlichungen zur CISS-Sequenz Erwähnung, da die labyrinthäre Morphologie einer zweidimensionalen Betrachtung nur eingeschränkt zugänglich ist [33,34]. Die dabei verwandte und auch heute noch überwiegend eingesetzte Maximum Intensity Projection reduziert das 3D-Datenvolumen auf ein 2D-Projektionsbild der Bildpunkte mit höchster Signalintensität und weist dadurch gegenüber den eigentlichen 3D-Rekonstruktionsverfahren, dem Surface und Volume Rendering, wesentliche methodische Einschränkungen auf [24,67,210]. In den von uns durchgeführten Untersuchungen wurden den MIP-Rekonstruktionen des Labyrinths signifikant geringere Score-Werte hinsichtlich der Bildqualität und diagnostischen Wertigkeit sowie der Beurteilbarkeit labyrinthärer Segmente zugeordnet, verglichen mit den Rekonstruktionen in Volume Rendering-Technik [105]. Die Volume Rendering-Technik wiederum erhielt den Vorzug gegenüber dem Surface Rendering aufgrund der höheren Bildqualität bei starker Vergrößerung von Bilddetails. Diese Ergebnisse stehen in Einklang mit den Berichten anderer Arbeitsgruppen [67,210], wenn auch Krombach et al. der MIP eine bessere Abgrenzbarkeit der 2 1/2 Cochlea-Windungen zuordneten [115]. Während [Seite 99↓]zwischen beiden Techniken (VR, MIP) keine signifikanten Unterschiede bezüglich der Dauer der Daten-Nachverarbeitung bestanden, konnte die für die Bildanalyse erforderliche Zeit aufgrund der überlegenen Bildqualität und der auf zwei 3D-Ansichten reduzierten Bildanzahl bei Nutzung der VR-Technik um 1/3 verringert werden [105,106].

Im Rahmen der Cochlear Implant-Versorgung ist die hochauflösende MRT ein etablierter Bestandteil der präoperativen Diagnostik [6,48,70,116,150,163,189,219]. Das bildgebende Verfahren hat dabei die Frage nach dem Vorhandensein labyrinthärer Obliterationen zu beantworten und diese ggf. hinsichtlich der Morphologie und dem Verteilungsmuster zu charakterisieren. Da bereits wenige Wochen nach einer bakteriellen Meningitis postentzündliche labyrinthäre Veränderungen auftreten können [118], die die korrekte Insertion des Elektroden-Trägers einschränken[138], ist die Früherkennung solcher Veränderungen bedeutsam [135]. Ist zumindest eine Scala durchgängig, so kann auch bei höhergradiger Obliteration der jeweils anderen Scala erfolgreich eine CI-Versorgung durchgeführt werden [67,138]. Auch in unserem Kollektiv konnte auf der Basis des Bildgebungsbefundes bei einem Patienten, der beidseits jeweils nur eine (durchgängig kontrastierte) Scala aufwies mit einem basocochleären Durchmesser von ca. 0,8 mm, die Indikation zur CI-Versorgung gestellt und die Wahl einer geeigneten Elektrodenkonfiguration getroffen werden. Ebenso war für die Seitenwahl der CI-Versorgung postmeningitisch ertaubter Patienten, die in einer Studie an 1009 CI-Kandidaten mit 44% die größte Patientengruppe mit cochleären Ossifikationen darstellten [157],die MRT-Bildgebung in unserem Patientengut von entscheidender Bedeutung, da sie das erhaltene cochleäre Lumen seitenvergleichend darzustellen vermochte. Auch im Rahmen von Innenohr-Dysplasien spielt die Bildgebung bei der Indikationsstellung, Seitenwahl und Operationsplanung, insbesondere der Wahl eines geeigneten Elektrodendesigns, eine wichtige Rolle [5,134,135], wie bei zwei Patienten in unserem Kollektiv mit Mondini-Malformation bzw. BOR-Syndrom. Auch Marangos und Laszig unterstreichen in ihrer Übersichtsarbeit zum Stand der CI-Chirurgie [135] die Bedeutung einer differenzierten präoperativen Bildgebung labyrinthärer Dysplasien.

Labyrinthäre Dysplasien stellen aufgrund ihrer klinischen und genetischen Heterogenität, assoziierter Malformationen und der komplexen Innenohr-Anatomie [Seite 100↓]an sich besondere Anforderungen an die Bildgebung [2,40,42,63,89,103,111,127,149]. Verschiedenartige, singuläre und syndromale Innenohr-Dysplasien konnten mittels des vorgestellten Bildgebungsprotokolls umfassend dargestellt werden unter Einschluß des inneren Gehörgangs (Aplasie des N. vestibulocochlearis) und des vestibulären Aquädukts (Syndrom des erweiterten vestibulären Aquädukts).

Wenngleich die Fibrosierung und Ossifikation der labyrinthären Flüssigkeitsräume als gemeinsame Endstrecke verschiedenartiger Schädigungen (meningogene und tympanogene Entzündung, Autoimmungenese, Trauma, Operation etc.) auftreten können[138], so zeigten sich in unseren Untersuchungen pathomorphologische Unterschiedein der 3D-Bildgebung, u.a. zwischen postentzündlichen und dysplastischen Labyrinth-Läsionen,[105,106].Himi et al. [77] konnten bei Patienten, die im Rahmen der CI-Vorbereitung evaluiert wurden, nachweisen, daß auch innerhalb der Gruppe (post-) entzündlicher Labyrinth-Obliterationen das Verteilungsmuster Aufschluß geben kann über die zugrundeliegende Pathogenese (tympanogene versus postmeningitische Labyrinthitis). Marsot-Dupuch et al [138]nennen als Grund einer uniscalaren Obliterationder Cochlea bei meningogener Labyrinthitis das Eindringen infektiösen Liquors in die Scala tympani über den cochleären Aquädukt. Dieser Zusammenhang zwischen Pathogenese und Pathomorphologie bzw. Topographie labyrinthärer Läsionen ist u.a. bei der CI-Versorgung von Bedeutung, da bei basocochleären Obliterationen wie im Rahmen der meningogenen Labyrinthitis ossificans die Wahl eines Aggregats mit tiefer Elektrodeninsertion die Stimulation potentiell intakter neuraler Strukturen in den apikalen Cochleaanteilen ermöglicht[64]. Diese Erkenntnisse unterstreichen den Zusammenhang zwischen der Pathogenese und Pathomorphologie labyrinthärer Läsionen und somit die Bedeutung einer detaillierten obliterativer Veränderungen des Innenohrs, wie sie auch von anderen Autoren gefordert wird [4,31].

Der Abgleich der Bildgebungsbefunde mit etablierten diagnostischen Techniken, im Idealfall dem intraoperativen Befund, ist in der Innenohrbildgebung nur bedingt möglich, da rekonstruktive Operationen wie in der Mittelohr-Chirurgie nicht durchgeführt werden. Die problemlose Einführung der CI-Elektrode im Rahmen der Cochleostomie kann als Hinweis auf die Durchgängigkeit der Schneckenwindungen [Seite 101↓]gelten und war in unserem Kollektiv bei allen präoperativ als unauffällig evaluierten CI-Patienten gegeben.

Bei den Patienten mit postoperativen labyrinthären Obliterationen (n = 6) zeigte sich eine vollständige Übereinstimmung zwischen dem operativen Procedere und der 3D-visualisierten Labyrinth-Pathologie mittels MRT, wobei verallgemeinernde Schlußfolgerungen aufgrund der geringen Fallzahl nur bedingt möglich sind. Eine hohe Sensitivität der 3D-Innenohr-Rekonstruktionen in der Visualisierung segmentaler Obliterationen des labyrinthärer Lumens konnte anhand des Vergleichs mit 58 in der CT gesicherten Labyrinth-Läsionen nachgewiesen werden, die sämtlich erfaßt wurden. Lemmerling et al. [121] ordneten der CISS-Sequenz eine Sensitivität von 94,1% sowie eine Spezifität von 99,2% in der Detektion labyrinthärer Läsionen zu bezogen auf die Gesamtzahl der mittels dreier verschiedener MRT-Sequenzen detektierten IO-Affektionen zu, wobei auch die Ergebnisse einer KM-gestützten T1-gewichteten Sequenz herangezogen wurden.

MAI/KHBW

Die neuroendoskopische Untersuchung der basalen Zisternen, die erstmals 1917 beschrieben wurde [46], stellt eine invasive Maßnahme dar, die aufgrund der damit verbundenen Risiken in der Regel nur im Rahmen einer therapeutischen Maßnahme und nicht zu diagnostischen Zwecken allein durchgeführt wird. Fortschritte in der Technologie der endoskopischen Optiken und Lichtquellen sowie der Bildwiedergabe [132] führten zu einem verstärkten Interesse an der Technik der Neuroendoskopie in der ersten Hälfte des letzten Jahrzehnts [128-131,173], in deren Folge der Bedarf an einer adäquaten präinterventionellen Bildgebung relevanter neurovaskulärer Strukturen wuchs.

Die sehr guten Langzeitergebnisse (komplette Symptomfreiheit in der Langzeit-Nachbeobachtung über 5-6 Jahre bei ≥ 70-84% der Patienten) der neurochirurgisch durchgeführten Dekompressionsbehandlungen bei Patienten mit Hemispasmus facialis und Trigeminus-Neuralgie [8,9,36] haben das diagnostische und therapeutische Interesse an den zisternalen Kompartimenten weiter befördert.

Die diagnostische Wertigkeit der präoperativen Bildgebungstechniken dieser epidemiologisch bedeutsamen Krankheitsbilder (Inzidenz der Trigeminus-Neuralgie/Jahr: 4,3/100000) [21] wird weitgehend von deren Eignung beeinflußt, [Seite 102↓]neurovaskuläre Kontakte zu visualisieren. In mehreren Studien konnte die Eignung der MRT belegt werden, den intrazisternalen Verlauf der Hirnnerven detailliert abzubilden [33,39,226]. Zur Darstellung neurovaskulärer Kontaktzonen wurde empfohlen dünnschichtige MRT-Sequenzen zu wählen [142,171,179], teilweise in Kombination mit MR Angiographie-Sequenzen. Der 3DFT CISS-Sequenz wurde die höchste diagnostische Effektivität in der Detektion operativ verifizierter neurovaskulärer Konflikte im Kleinhirn-Brückenwinkel zugesprochen [60,171].

Das prinzipielle Problem in der Visualisierung dieser, mittels operativer Dekompressionsverfahren in einem hohen Prozentsatz erfolgreich zu behandelnden [8,9], zisternalen Pathologien liegt in der Unterscheidung zwischen einem neurovaskulären Kontakt und einer dadurch bedingten Krankheits-wertigen Konflikt-Konstellation. Als Hilfskriterien können hier, neben der Klinik, die Verlagerung bzw. die Verformung des betreffenden Hirnnerven genannt werden [143], sowie die präzise Lokalisation der Kontaktstelle, v.a. der Nachweis einer Beteiligung der Wurzeleintrittszone (WEZ). Alle drei Merkmale, Verlagerung, Verformung und Beziehung zur WEZ, sind dreidimensional in wenigen Abbildungen darstellbar, während zweidimensional eine Vielzahl von Schnittbildern und Reformationen heranzuziehen ist. Die von Shigematsu et al. benannten Einschränkungen der virtuell-zisternoskopischen Darstellung [194], wie Untersucher-Abhängigkeit, das Auftreten typischer Bildartefakte und die eingeschränkte Darstellbarkeit anatomischer Strukturen geringer Größe, waren auch in unseren Untersuchungen zu verzeichnen. Hier waren neben Flußartefakten insbesondere Pulsationsartefakte der A. basilaris sowie der A. carotis interna von Bedeutung. Boor et al. [18] betonen in ihrer 1998 erschienenen Arbeit den Wert der VZ für die präoperative Planung des chirurgischen Zugangs u.a. bei neurovaskulären Kompressionssyndromen und postulieren weitere Arbeiten zur Standardisierung dieser Technik.

Neben einer Optimierung der Detailauflösung im Rahmen der Datenakquisition hatten die vorliegenden Untersuchungen die Etablierung eines standardisierten NV-Protokolls zur Durchführung der virtuellen Zisternoskopie zum Gegenstand. Die Kriterien, die an das NV-Protokoll anzulegen waren, entsprachen im wesentlichen den in den anderen Themenbereichen dieser Arbeit genannten Vorgaben (Erzeugung kleinstmöglicher, isotroper Voxel, semi-automatisiertes NV-Protokoll, an neuroendoskopische Bildmerkmale angepasste Parameterwahl). Da die Bildgebung [Seite 103↓]des KHBW integrativer Bestandteil der labyrinthären Bildgebung bei Schallempfindungs-Schwerhörigkeit ist, ergeben sich weitgehende Überschneidungen bezüglich der Datenakquisition. Der wünschenswerten Erweiterung des Untersuchungsbereiches von ca. 32 mm in unserem Protokoll (gegenüber 45 mm in der Arbeit von Shigematsu [193]) stand die damit verbundene Verlängerung der Untersuchungszeit entgegen. In der weit überwiegenden Zahl der Untersuchungen ermöglichte eine Zentrierung in Höhe des inneren Gehörgangs die Abbildung der epidemiologisch bedeutsamen neurovaskulären Konfliktzonen der Hirnnerven V–VIII.

In Übereinstimmung mit anderen Autoren [194] zeigte sich auch in unseren Untersuchungen, daß die virtuelle Zisternoskopie als komplementäres Untersuchungsverfahren anzusehen ist, dessen diagnostische Wertigkeit nur in Zusammenhang mit den primären Schnittbilddaten gegeben ist. Dies galt insbesondere für die Identifikation zisternaler Gefäße, deren Verläufe variabel ausgeprägt sein können und die daher die multiplanare Durchmusterung der Schnittbilddaten erfordern. Diese Option wird üblicherweise von der Volume Rendering-Software bereitgestellt, so daß zu jedem Zeitpunkt des interaktiven Rekonstruktions-Prozesses eine räumliche Orientierung gewährleistet ist. Sobald der Rekonstruktions-Prozess beendet ist und VZ-Ansichten erzeugt worden sind, ist es für die nachfolgenden Diagnostiker schwierig, ohne detaillierte Information über die Position der virtuellen Kamera die räumliche Information, die in den dreidimensionalen Bildern enthalten ist, zu nutzen. Ein Lösungsansatz besteht in der Verwendung standardisierter perspektivischer Ansichten zusammen mit Referenzbildern, wie in den von uns vorgestellten Protokollen. Die Durchführung von Farbkodierungen der tubulären zisternalen Strukturen zur Differenzierung von Nerven und Gefäßen, entweder durch manuelle Segmentation an der Workstation oder unter Nutzung kommerziell verfügbarer NV-Programme für digitale Bilddaten, kann die räumliche Orientierung innerhalb der VZ-Ansichten erleichtern. Wenn auch die farbkodierten 3D-Ansichten hilfreich bei der Dokumentation und Demonstration pathoanatomisch komplexer Befunde sind, bergen dieserart präselektierte Bildinformationen das Risiko der Weitergabe initial fehlerhaft zugeordneter anatomischer Bildinformationen an nachfolgende Filmleser. Auch hier ist die gleichzeitige Bereitstellung standardisierter VZ-Ansichten bzw. von 2D- und 3D-Referenz-Bildern unerläßlich zur diagnostischen Nutzung der Bildinformationen.


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In unserem Kollektiv wurde nur bei drei Patienten, bei denen nach Maßgabe der Bildgebung und der Klinik die Diagnose eines neurovaskulären Konflikts in den basalen Zisternen gestellt wurde, eine operative Dekompressions-Behandlung in Betracht gezogen. Da eine Patientin die operative Versorgung nach dem Aufklärungsgespräch ablehnte und bei zwei anderen Patienten die neurochirurgische Evaluation zum Zeitpunkt der Fertigstellung dieser Arbeit noch nicht abgeschlossen war, konnte die Korrelation zwischen Bildgebung und OP-Befund nicht gesichert werden. Die anderen Patienten mit Hinweisen auf einen neurovaskulären Konflikt in der Bildgebung und korrespondierenden klinischen Befunden, wurden zunächst einer medikamentösen Behandlung mit membranstabilisierenden Antikonvulsiva (Carbamazepin) in steigenden Dosierungen unterzogen [62].

Eine Korrelation der Bildgebungsbefunde mit intraoperativen Befunden wurde in zwei Studienpatienten durchgeführt, in denen intrameatal (MAI) lokalisierte Schwannome operativ versorgt wurden. In beiden Fällen bestätigte der OP-Bericht die präoperativ auf der Basis der 2D- und 3D-Ansichten durchgeführte Zuordnung des intrameatalen Tumors zu den Komponenten des akustikofacialen Bündels (1 Schwannom des N. vestibularis superior, 1 Schwannom des N. facialis). Diese Zuordnung ist für das operativ bedingte Ertaubungsrisiko und somit für die Patienten-Aufklärung von entscheidender Bedeutung. Handelt es sich bei der abzuklärenden intrameatalen Raumforderung um ein Schwannom des N. vestibularis (und nicht des N. cochlearis), kann in bis zu ca. 80% der Fälle eine hörerhaltende Tumorentfernung durchgeführt werden [167]

Wenngleich die begrenzte operative Korrelation der Bildgebungsbefunde hinsichtlich neurovaskulärer Konflikte die Aussagekraft unserer Untersuchungen einschränkt, so liegen von anderen Arbeitsgruppen durchgeführte Vergleiche der auf der Basis der 3DFT CISS-Sequenz erhobenen Bildgebungsbefunde bei neurovaskulären Konflikten der HN V und VII mit intraoperativen Befunden bei mehr als 150 Patienten vor [60,224,225]. In diesen Studien konnte die hohe Sensitivität (≥89%) der CISS-Sequenz in der Detektion neurovaskulärer Konflikte gesichert werden.


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03.02.2005