Röntgenaufnahmen, Durchleuchtung

Seit Entdeckung der Röntgenstrahlen durch Wilhelm Conrad Röntgen im Jahre 1895 hat sich am Prinzip der Erzeugung von Röntgenaufnahmen nichts Grundsätzliches geändert: Die von einer Röntgenröhre erzeugte Strahlung durchdringt das untersuchte Objekt. Dieses erzeugt eine Art Schatten, welcher hinter dem Objekt aufgezeichnet wird. Wenn man, ähnlich wie bei der Fotografie, ein einzelnes Bild aufnimmt, spricht man von einer Röntgenaufnahme. Man kann aber auch Bewegungsabläufe darstellen und dann, analog zum Fernsehen, bewegte Bilder analysieren. Dieser Vorgang heißt Durchleuchtung. Die technische Entwicklung der letzten gut 100 Jahre bestand im Wesentlichen darin, die Auflösung und den Kontrast der Bilder zu verbessern und gleichzeitig die Strahlenbelastung zu verringern. Über viele Jahrzehnte waren Röntgenfilme das bevorzugte Medium der Bilddokumentation. Der Schatten, den das untersuchte Objekt warf, schwärzte einen Film, der ähnlich wie in der Fotografie, entwickelt wurde. Analog zur Fotografie hat sich aber auch beim Röntgen in den letzten Jahren ein Wandel vollzogen. Die Aufnahmetechnik ist inzwischen ganz überwiegend digitalisiert. Der Röntgenstrahl, der den Patienten durchdrungen hat, schwärzt nicht mehr einen Film, sondern wird von einem digitalen Detektor aufgefangen und gemessen. Ein Computer setzt dann ein zweidimensionales Bild zusammen. Entsprechend werden keine Röntgenfilme auf Schaukästen aufgehängt, sondern die Bildanalyse erfolgt auf einem Bildschirm. Die Digitalisierung hat den Vorteil, dass die Aufnahmen rechnerisch nachbearbeitet werden können und Fehlbelichtungen sehr viel seltener geworden sind. Außerdem können digitale Aufnahmen wesentlich bequemer über Netzwerke verschickt und verteilt werden.

An den grundsätzlichen Nachteilen von Röntgenaufnahmen hat aber auch die digitale Technik nichts geändert. Die Röntgenstrahlen durchlaufen ein dreidimensionales Objekt und bilden dahinter eine zweidimensionale Projektion. Dieses erschwert die räumliche Zuordnung von bestimmen Objekten. Auch wenn man Aufnahmen anfertigt, die das Objekt in unterschiedlichen Richtungen durchlaufen, so ist doch in vielen Fällen eine eindeutige Zuordnung von bestimmten Veränderungen zu anatomischen Strukturen schwierig bis unmöglich. Eine zweite Unzulänglichkeit von Röntgenaufnahmen ist deren eingeschränkte Kontrastauflösung. Es lassen sich nur wenige Strukturen aufgrund ihrer Röntgendichte unterscheiden: Metall, Knochen, Weichgewebe und Luft. Vor allem der schlechte Weichgewebekontrast ist ein gravierender Nachteil von Röntgenaufnahmen. Dennoch bieten Röntgenaufnahmen auch Vorteile: Sie sind in der Regel leicht und schnell anzufertigen, billig, haben eine unübertroffen hohe räumliche Auflösung von Bruchteilen eines Millimeters und gestatten einen relativ raschen Überblick über größere Körperregionen. Als Durchleuchtung durchgeführt, erlauben sie zusätzlich das Studium von Bewegungsabläufen.

In der Neuroradiologie spielen Röntgenaufnahmen des Schädel kaum noch eine Rolle. Aufgrund der komplizierten dreidimensionalen Anatomie des Schädels sind selbst die schwierig einzustellenden Spezialaufnahmen begrenzt in ihrer Aussagekraft. Weichgewebsstrukturen wie das Gehirn sind erst gar nicht erkennbar. Eine gewisse Rolle spielen Schädel-Röntgenaufnahmen allenfalls noch zur Überprüfung der Einstellung von Systemen zur Liquorableitung und bei Erkrankungen der Zähne und des Kiefers. Unverzichtbar sind Röntgenaufnahmen aber bei Wirbelsäulenerkrankungen. Hier erlauben sie auf einen Blick die Beurteilung der Stellung der Wirbel zueinander. Auch metallische Implantate z.B. nach Wirbelversteifung lassen sich gut erkennen. Schließlich gestatten Röntgenaufnahmen in Funktionsstellungen Aussagen über die Beweglichkeit bestimmter Wirbelsäulenabschnitte.

Es ist nicht verwunderlich, dass man bereits in der Pionierzeit der Röntgenologie versucht hat, den schlechten Gewebekontrast von Röntgenaufnahmen durch Einbringung von Kontrastmittel zu verbessern. Als Beispiel sei hier die Darstellung des Magen-Darm-Trakts erwähnt. Bewährt haben sich insbesondere jodhaltige Kontrastmittel, die als wässrige Lösungen organischer Jodsalze Verwendung finden. Diese Kontrastmittel kann man durch natürlich und künstlich erzeugte Öffnungen in verschiedene Hohlräume und Gangsysteme einbringen und diese damit sichtbar machen. Breiartige Zubereitungen von bariumsulfathaltigem Kontrastmittel finden ebenfalls Verwendung. Sie werden vom Patienten geschluckt und dienen der Untersuchung der Mundhöhle und des Schlundes.

Folgende Kontrastmitteluntersuchungen werden in der Neuroradiologie regelmäßig durchgeführt:

Darstellungen des Gefäßsystems (Angiografie):

Bereits in den 1920er Jahren gelang es, durch direkte Einspritzung von Kontrastmittel die hirnversorgenden Gefäße röntgenologisch sichtbar zu machen. In den vergangenen knapp 100 Jahren gab es hier enorme Fortschritte. Diese betreffen die Art der Kontrastmitteleinbringung ebenso, wie die Bilderzeugung und die Verträglichkeit der Kontrastmittel.

War es in der Anfangszeit der Angiografie noch notwendig, für die Einspritzung von Kontrastmittel die interessierenden Gefäße direkt mit einer Nadel zu punktieren, so geschieht dieses heute meistens bequem und sicher von der Leistenschlagader aus. Mit einem langen dünnen Schlauch, einem Katheter, lassen sich von der Leiste aus praktisch alle gewünschten Arterien über einen einzigen Zugang darstellen. Selten ist es nötig, einen anderen Zugang zu wählen wie beispielsweise die Halsschlagader oder eine Schlagader an der Ellenbeuge. Da die Gefäße eine sehr unterschiedliche Anatomie haben, müssen die Katheter unterschiedlichste Formen und Längen aufweisen, damit die Sondierung der Gefäßabgänge von der Leiste aus auch gelingt. Während des Eingriffs kann der Arzt die Position des Katheters auf dem Röntgenbild kontinuierlich unter Durchleuchtung beobachten. Dadurch ist aber nicht nur die rein diagnostische Gefäßdarstellung möglich, sondern man kann unter Röntgensicht winzige Instrumente und Implantate in die Kopf-Hals-Gefäße vorbringen, um dort therapeutische Eingriffe vorzunehmen (sogenannte interventionelle Neuroradiologie).

Im Kopf-Hals-Bereich und an der Wirbelsäule kommt es durch Knochen zu störenden Überlagerungen, die es erschweren, die dargestellten Gefäße abzugrenzen und von Knochen zu unterscheiden. Diesem Problem ist man durch die Subtraktionstechnik zu Leibe gerückt. Unmittelbar vor der Kontrastmittelinjektion fertigt man ein Leerbild an. Dieses wird dann vom Füllungsbild abgezogen, sodass nach der Subtraktion nur der kontrastierte Gefäßbaum übrig bleibt. Diese Subtraktionen mussten früher fotomechanisch und zeitaufwendig in der Dunkelkammer vorgenommen werden. Seit den frühen 1980er Jahren besorgt diese Arbeit ein leistungsfähiger Computer (digitale Subtraktionsangiografie, DSA) Neuere Entwicklungen erlauben es sogar, die Röntgenröhre während der Kontrastmittelinjektion zu bewegen und dadurch ein dreidimensionales Bild herzustellen, ähnlich wie in der Computertomografie (siehe unten). Diese Technik heißt Rotationsangiografie.

Die Digitale Subtraktions-Angiografie (DSA) gilt als sogenanntes invasives Untersuchungsverfahren, weil sie nicht frei von Risiken ist. Daher wird man im Einzelfall stets zunächst weniger eingreifende, harmlosere Untersuchungsverfahren (Ultraschall, Computertomografie, CT Magnetresonztomografie, MRT, inklusive der CT-Angiografie und MR-Angiografie) vorziehen. Erst wenn diese die Fragestellung nicht beantworten können, greift man zur DSA. Natürlich müssen auch therapeutische Konsequenzen für den Patienten aus der DSA resultieren. Typische Fragestellung an die DSA sind in der Neuroradiologie die Suche nach Ursachen für eine Blutung, die Darstellung feiner Kurzschlussverbindungen (Fisteln) zwischen Arterien und Venen, die genaue Ausmessung von Gefäßen zur Vorbereitung von therapeutischen Eingriffen und nicht zuletzt die Klärung unklarer Befunde aus der nicht-invasiven Bildgebung.

Patientenvorbereitung: Rechtzeitige Patientenaufklärung, bei geplanten Eingriffen spätestens am Vortag. Bestimmung der Gerinnungswerte (INR, PTT, Thrombozytenzahl) und Nierenretentionswerte (Kreatinin). Plättchenhemmer und andere Blutverdünner sollten, müssen aber nicht zwingend abgesetzt werden. Eine Schilddrüsenüberfunktion muss ausgeschlossen sein.

Myelografie/Zisternografie:

Hirn und Rückenmark schwimmen in einer Flüssigkeit, dem so genannten Liquor cerebrospinalis („Nervenwasser“). Auch in den Hirnkammern befindet sich Liquor. Dieser ist eine wasserklare Flüssigkeit, die durch Kontrastmittel sichtbar gemacht werden kann. In der Regel erreicht man den Liquorraum über eine Lumbalpunktion. Dazu wird mit einer dünnen Nadel der Wirbelkanal in Höhe der mittleren oder unteren Lendenwirbelsäule punktiert. Es wird etwas Liquor entnommen und anschließend Kontrastmittel gegeben. Dieser Eingriff hat den Vorteil, dass der gleichzeitig gewonnene Liquor anschließend im Labor untersucht wird. Viele Erkrankungen können nämlich nicht mittels der Bildgebung dargestellt werden, fallen aber dann spätestens bei der Laboruntersuchung auf.

Für die Lumbalpunktion benutzt man sogenannte atraumatische Nadeln mit einem entsprechenden Anschliff. Dadurch wird das Punktionsloch im Rückenmarksschlauch möglichst klein gehalten. Das verringert die Häufigkeit lästiger Nebenwirkungen nach der Punktion wie z.B. Kopfschmerzen oder Schwindel, die früher sehr häufig waren. Nach der Lumbalpunktion und Gewinnung von wenigen Millilitern Liquor werden anschließend 10 bis maximal 15 Milliliter eines geeigneten Kontrastmittels eingegeben. Bei der Myelografie fertigt man anschließend Aufnahmen des interessierenden Wirbelsäulenabschnitts an. Besonders hilfreich ist dabei, dass man an der Lendenwirbelsäule Röntgenaufnahmen im Stehen und in bestimmten Funktionsstellungen durchführen kann. Die Verhältnisse sind in der Belastungssituation oft dramatisch anders, als wenn die Patienten entspannt und waagrecht auf einem Untersuchungstisch liegen wie zum Beispiel im CT oder MRT. Für die Untersuchung der Halswirbelsäule muss man das Kontrastmittel von der Lendenregion nach oben schaukeln. Das erreicht man, indem man den Patienten für einige Sekunden in Kopftieflage verbringt. Das Kontrastmittel hat ein höheres spezifisches Gewicht als Liquor und fließt der Schwerkraft folgend in Richtung Halswirbelsäule.

Um die diagnostische Ausbeute nach der einmal erfolgen Kontrastmitteleingabe zu erhöhen und um sich nicht allein auf die Röntgen-Übersichtsaufnahmen verlassen zu müssen, fertigt man routinemäßig nach jeder Myelografie Computertomogramme an. Dabei beschränkt man sich auf die von der Myelografie her auffälligen Wirbelsäulenabschnitte, bzw. auf die Region, wo man aufgrund der klinischen Voruntersuchung krankhafte Befunde erwarten würde.

Eine Sonderform der Myelografie ist die sogenannte Zisternografie. Hierbei sucht man beispielsweise nach Stellen im Kopf, vor allem an der Schädelbasis, an denen das Kontrastmittel durch krankhafte Lücken austreten kann. Dazu lässt man das Kontrastmittel im Rahmen der Untersuchung absichtlich in das Schädelinnere eindringen und fertigt unmittelbar im Anschluss daran eine hochaufgelöste Computertomografie an.

Patientenvorbereitung: Rechtzeitige Aufklärung, spätestens am Vortag. Bestimmung der Gerinnungswerte (INR, PTT, Thrombozytenzahl). Plättchenhemmer müssen eine Woche vorher abgesetzt werden. Eine intrakranielle Raumforderung muss ausgeschlossen sein. Ein Anfallsleiden ist eine relative Gegenanzeige, erforderlichenfalls muss vorsorglich ein Medikament gegeben werden. Eine Schilddrüsenüberfunktion muss ausgeschlossen sein.

Darstellung von Hohlräumen und Gangsystemen:

Gangsysteme des Körpers lassen sich durch Eingabe von Kontrastmittel sichtbar machen. Für die Darstellung der Tränenwege (Dakryozystografie) führt man eine dünne Kanüle in das Tränenpünktchen ein, bei der Darstellung von Gängen der Speicheldrüsen (Sialografie) sondiert man in der Mundhöhle den Ausführungsgang der entsprechenden Drüse. Anschließend injiziert man vorsichtig wenige Milliliter Kontrastmittel und fertigt Aufnahmen in Subtraktionstechnik (DSA) an. Mittels der Tränenwegsdarstellung sucht man nach Abflusshindernissen bei Patienten mit Tränenträufeln. Die Sialografie dient hauptsächlich der Suche nach Speichelsteinen und der Darstellung von chronisch-entzündlichen Erkrankungen.

Patientenvorbereitung: Keine besondere Patientenvorbereitung notwendig. Die Untersuchung kann ambulant durchgeführt werden.

Kinematografie des Schluckaktes:

Bei dieser Untersuchung nimmt der Patient einen Schluck Kontrastmittel zu sich. Dazu kann man wasserlösliches jodhaltiges Kontrastmittel verwenden. Wenn sich der Patient nicht verschluckt und kein Risiko eines krankhaften Kontrastmittelaustritts aus dem Rachen besteht, empfiehlt sich für diese Untersuchung eher eine breiartige Kontrastmittelzubereitung aus Bariumsulfat. Für die Untersuchung fertigt man einen kurzen Röntgenfilm an, während der Patient schluckt. Anschließend kann man die komplizierten Abläufe des Schluckakts in Zeitlupe analysieren. Viele Schluckstörungen lassen sich nur mit diesen eleganten und praktisch nebenwirkungsfreien Untersuchungsverfahren diagnostizieren.

Patientenvorbereitung: Keine besondere Patientenvorbereitung notwendig. Die Untersuchung kann ambulant durchgeführt werden.