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Fortschr. Röntgenstr. 126, 4
Fortschr. Röntgenstr. 126, 4 (1977) 192-299 © Georg Thieme Verlag, Stuttgart
Computer-Tomographie des Gesichtsschädels (Teil I) Darstelibarkeit bestimmter Strukturen und tiefliegender Regionen
11 Abbildungen Institut für Nuklearmedizin (Direktor: Prof. Dr. K. E. Scheer) am Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg und Universitäts-Strahlenklinik Heidelberg (Direktor: Prof. Dr. K. zum Winkel)
Der herkömmlichen Diagnostik des Gesichtsschädels mit Hilfe endoskopischer und konventioneller Röntgenschichttechniken stellen sich häufig folgende methodischen Schwierigkeiten entgegen: 1. Endoskopisch sind die tiefliegenden Regionen nicht oder nur teilweise einsehbar. 2. Die konventionelle Röntgentomographie liefert als geometrische Zentralprojektion ein von schiçhtfremden Verwischungsschatten überlagertes zweidimensionales Schichtbild eines dreidimensionalen Objektes. Erste computertomographische Untersuchungen des Gesichtsschädels bei 41 Patienten haben gezeigt, daß die ohne Störschattenüberlagerung und Grenzflächeneffekt mit Paralleistrahlung arbeitende Schichttechnik eine neue morphologisch-quantitative D arstellungsmöglichkeit bestimmter Strukturen und Eingeweideräume dieser Kopfregion eröffnet.
Durch die Entwicklung luftangekoppelter Ganzkörperscanner wurde dem computertomographischen Querschnitt-
Conventional diagnosis of facial structures by endoscopy and conventional tomography often meets with the following dif ficulties: 1. Deeply placed areas cannot be seen, or are only partly visible by endoscopy. 2. Conventional tomography produces a two-dimensional section of a three dimensional object which may be confused by Out of focus tomographic shadows. Our first attempts at computer tomographic examination of the facial structures in 41 patients have shown that this technique, working with parallel rays and without confusing shadows, is able to provide an accurate morphological demonstration of various structures and organs in the facial region.
Berechnung von relativen Schwächungswerten (bezogen auf Wasser = 0) an 256 x 256 Punkten im Tomogramm dienen. Die im Schichtbild rekonstruierte Schwächungswerteverteilung wird auf einem Schwarzweiß- bzw. Farbsichtgerät in der Weise
bildverfahren auch der Gesichtsschädel diagnostisch zu- dargestellt, daß hohe Absorptionswerte hell, geringe Absorptionsgänglich, der - im Gegensatz zum inzwischen routine- werte dunkel erscheinen. mäßig untersuchten Hirnschädel - seit der technischen Entwicklung (4) und der klinischen Anwendung (1) wasserangekoppelter Headbox-Scanner bisher computertomographisch nicht dargestellt werden konnte.
Der erste Teil der folgenden mit dem Ganzkörper-Computertomographen (Delta-Scan, Firma Ohio Nuclear, 120 kV, 30 mA) durchgeführten Studie befaßt sich mit der Darstell-
barkeit bestimmter Strukturen und tiefliegender Regionen des Gesichtsschädels, die endoskopisch nicht oder nur teil-
weise einsehbar sind und deren Darstellbarkeit in der
Auflösungsvermögen
Das computer-tomographische Auflösungsvermögen räumlich verteilter und absorptionsdifferenter Objektelemente steht in komplexer Beziehung zur Photonen-Statistik (Quanten- und Detektorrauschen), approximativen Rechenverfahren, Größe der Matrix und Art der Ankopplung (Wasser, Luft) (7). Die Unterscheidungsfähigkeit von Absorptionsdifferenzen kleiner Objektdetails ist abhängig von deren Größe, wohingegen das räumliche
konventionellen Röntgentomographie aus prinzipiellen methodischen Gründen begrenzt ist.
Tabelle 1. Physikalische Daten und Auflösungsvermögen des Delta Scanners (120 KV), modifiziert nach E. C. McCullough.
Material und Methodik
Größe
Bilddurch-Größe
cm
messer (cm)/Anzahl Bildelemente
der Bild-Plexiglas/
29,6/256 38,7/256 45,1/256
Funktionsprinzip des Computer- Tomographen
In einer Anordnung, bestehend aus Röntgenröhre und Detektor, durchdringt ein parallel kollimierter, ca. bleistiftdicker Röntgenstrahl während einer linearen Transversalbewegung von Röhre und mechanisch angekoppeltem Detektor einen scheibenförmigen
20,3
Körperquerschnitt. Nach Ablauf der linearen, tangential zur
20,3
Peripherie des Körperquerschnitts erfolgenden Transversalbewegung (Scan-Vorgang) dreht sich das gekoppelte System von
Röhre und Detektor um jeweils 3 Grad, insgesamt um 180 Grad. Das Intensitätsprofil der von der Objektschicht gemäß
I= durchgelassenen Strahlung wird vom Detektor in elektrische Signale umgewandelt, die im Bildrechner noch während der Untersuchung nach dem mathematischen Faltungsverfahren zur
20,3
elemente
Auflösungsvermögen geringe Absorption' Wasser'
(mm)
(mm)
(mm)
1,14'
1,75
9,5
1,50
2,00
9,5
1,75
2,50
6,4
'Enthält Auflösungseinheiten von 2,50, 2,00, 1,75, 1,50, 1,25 und 1,00 mm.
2 Gemessen am Phantom mit 19,1, 12,8, 9,5, 6,4, 4,75, 3,2 mm dicken Lexan-Stiften in Nylon (z 1%). 'Die beim 20cm Scan mögliche Bildelementgröße von 0,75 X 0,75 ist gewöhnlich für die häufigsten klinischen Untersuchungen zu klein.
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regions
Von F. Lohkamp und C. Claussen
Einleitung
Computer tomography of the facial bones (part I) Demonstration of various structures and deeply placed
Fortschr. Röntgenstr. 126, 4
Computer-Tomographie des Gesichtsschädels (Teil I)
293
0M-Unie
Doppelschicht
/7 13mm
26mm
simultane
Abb. A
Auflösungsvermögen kleiner Objektdetails von der Absorptionsdifferenz zum umgebenden Gewebe bestimmt wird. Das räumliche Auflösungsvermögen gering kontrastierter Objekte wird
begrenzt durch die interferierende Photonenstatistik. Die Be-
Doppelschicht
Abb. B
serie wurde in 1,3 cm breiten, sich überlappenden Schichten
von tangential submental bis dicht oberhalb der Orbitadächer gelegt, wobei die Schnittführung entsprechend
Abb. A und B den Hauptrichtungen der jeweils zu untersuchenden Schichtstrukturen angepaßt wurde. den jeweils vorliegenden Kontrastdifferenzen ist mit Hilfe der Modulationsübertragungsfunktion (MUF) möglich mit der Ein- Einstellung der Frontalschichtserie (5, 2): in Bauchiage schränkung, daß z. Z. einige methodische Probleme hinsichtlich vertiko-submentale Schnittführung senkrecht zur OM-Linie Art und Material bzw. Atomordnungszahl (Z-Zahl) des Phan- (Abb. 2), 2 cm hinter dem äußeren Augenwinkel beginnend toms, angewandte Funktion (z. B. Linienverteilungsfunktion - bis zum Anschnitt des Nasenbeins. Schichtdicke ebenfalls stimmung des räumlichen Auflösungsvermögens unabhängig von
Absorptionstreppenfunktion) und Lage der Phantomelemente im Meßfeld noch nicht ausdiskutiert sind (6, 7). Zur Beantwortung
der Frage, welche kleinste pathologisch-anatomische Objekteinheit von nur wenigen Prozent Absorptionsdifferenz zur Umgebung computer-tomographisch noch aufgelöst werden kann, wurde das Auflösungsvermögen mit Hilfe von MOF-Messungen zu ca. 1% bei etwa 3 Perioden/cm abgeschätzt (6) und an Testphantomen gemessen, die Stiftreihen mit abnehmendem Durchmesser und definierten Kontrastdifferenzen zum umgebenden Medium enthalten. Die folgenden Meßwerte (Tabelle 1) wurden von Cullough (7) für verschiedene Scannertypen an einem Phan-
tom mit stark absorbierenden (Plexiglas/Wasser) und gering absorbierenden (Lexan) Elementreihen ermittelt. Entsprechend der erwähnten komplexen Abhängigkeit des räumlichen Auflösungsvermögens ist die deklarierte Größe der Bildelemente
1,3 cm.
Computer-tomographische Darsteilbarkeit bestimmter Strukturen und Regionen Nasenhöhle (Abb. 3 a und b)
Nasenseptum, Nasenmuscheln und seitliche Nasenwände sind im Transversal- und Frontalabschnitt gut abzugrenzen. Die Darstellung der Weichteilbedeckung der Nasenmuscheln erfordert eine individuell sehr unterschiedlich weite Fenstereinstellung (durchschnittlich zwischen 1000 bis 2000 Delta-
Einheiten [Einheiten der relativen Schwächungsskala von + 1000 bis 1000, bezogen auf Wasser = 0] auf der relaEine Verkleinerung der Bildelementgröße z. B. um die Hälfte tiven Schwächungsskala, häufig bei gleichzeitiger Lage des würde im Gegenteil nach einer Gleichung von Brooks und Di Centers im Schwächungskoeffizientenintervall + 100 Delta(pixel) kein Kriterium für die minimale räumliche Auflösung (7). Chiro (8)
= relatives Schwächungsvermögen des Objektes B 1½ Größe des Bildelementes = W°hDoJ h = Schichtdicke Do = Maximale Eintrittsdosis B
c
(z.t)
das Rauschen rekonstruierter Bildwerte - ausgedrückt in Standardabweichungen (ii) der relativen Schwächungskoeffizienten (CT-Zahl) auf das Achtfache erhöhen, wenn nicht gleichzeitig die Eintrittsdosis verachtfacht würde. Eine Verringerung der Schichtdicke würde nach dieser Formel ebenfalls das Rauschen eines Scanners verstärken. Die sich aus der umgekehrten Proportionalität von (pt) und Bildelementgröße ergebenden alternativen Konzeption des CT-Bild-
erzeugungssystems - Vergrößerung der Bildelemente (pixel)/ niedriges Rauschen bzw. geringeres Auflösungsvermögen/höheres
Rauschen - müssen im Rahmen der diagnostischen Bildauswertung auf ihre Leistungsfähigkeit geprüft werden.
Methodik Im Rahmen der Hirnschädeldiagnostik wurde bei 41 Patienten der Gesichtsschädel untersucht. Die Transversalschnitt-
Einheiten).
Kieferhöhle (Abb. 3a und b, 4a und b) Gleichzeitige Darstellung der drei Kieferhöhlenwandungen im Transversaltomogramm in Höhe der Spina nasalis anterior. Im Frontalschnitt durch die Retroorbita (Schnittführung retrobulbär) ist der maxilloethmoidale Winkel bei entsprechender Fensterlage und -breite gut zu übersehen. Anatomisch entspricht diesem Bereich der Kreuzungspunkt folgender Strukturen: Mediale Kieferhöhlenwand und innere Kieferhöhlenhinterwand einerseits, angrenzendes Siebbein und Kieferhöhlenrezessus andererseits. Klinische Be-
deutung: Der hintere obere Kieferhöhlenrezessus ist ein Prädilektionsort für Kieferhöhlentumoren. Die verschieden-
sten Tumoren dringen häufig in den maxilloethmoidalen Winkel ein (9).
Stirnhöhle (Abb. Sa und b) Im transversalen Computertomogramm lassen sich gleichzeitig Vorder- und Hinterwand, die Tiefenausdehnung der Stirnhöhlen sowie feine Innenstrukturen (Kammerung durch
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Simultane
26mm
F. Lohkamp126, und4C. Claussen Fortschr. Röntgenstr. 293
Computer-Tomographie Fortschr. Röntgenstr. des Gesichtsschädels 126, 4 (Teil I) 294
0M-Unie
Doppelschicht
/7 13mm
Abb. lb
Abb. la Abb. A
Abb. la und b.
26mm
simultane Doppelschicht
Abb. B
Computertomographische Schnittführung. a) = transversal, b) = frontal. - 1. Kieferhöhle; 2. Epipharynx;
3. Tubenwinkel; 4. Tubenwulst; 5. Recessus pharyngeus; 6. Fossa pterygoidea mit M. pterygoideus med.; 7. Proc. pterygoideus mit Auflösungsvermögen kleiner Objektdetailslat.; von9.der wurde in11. 1,3Fossa cm breiten, sich überlappenden Schichten Lamina lat. et. med.; 8. M. pterygoideus M.Absorptionstemporalis; 10.serie M. masseter; retromandibularis mit Parotis; 12. Proc. differenz zum Gewebe bestimmt wird. Das räum- von tangential styloideus; 13.umgebenden Recessus parastyloideus; 14. Spatium kraniovertebrale, hypodensersubmental Anteil im CT; bis dicht 15. prävertebrale oberhalb der Muskulatur; Orbitaliche Auflösungsvermögen gering kontrastierter Objekte wird dächer 16. Haismuskulatur; 17. Proc. mastoideus; 18. Proc. coronoideus; 19. Proc.gelegt, condylaris. wobei die Schnittführung entsprechend
begrenzt durch die interferierende Photonenstatistik. Die Be-
Abb. A und B den Hauptrichtungen der jeweils zu untersuchenden Schichtstrukturen angepaßt wurde. den jeweils vorliegenden Kontrastdifferenzen ist mit Hilfe der Modulationsübertragungsfunktion (MUF) möglich mit der Ein- Einstellung der Frontalschichtserie (5, 2): in Bauchiage schränkung, daß z. Z. einige methodische Probleme hinsichtlich vertiko-submentale Schnittführung senkrecht zur OM-Linie Art und Material bzw. Atomordnungszahl (Z-Zahl) des Phan- (Abb. 2), 2 cm hinter dem äußeren Augenwinkel beginnend toms, angewandte Funktion (z. B. Linienverteilungsfunktion - bis zum Anschnitt des Nasenbeins. Schichtdicke ebenfalls stimmung des räumlichen Auflösungsvermögens unabhängig von
Absorptionstreppenfunktion) und Lage der Phantomelemente im Meßfeld noch nicht ausdiskutiert sind (6, 7). Zur Beantwortung
der Frage, welche kleinste pathologisch-anatomische Objekteinheit von nur wenigen Prozent Absorptionsdifferenz zur Umgebung computer-tomographisch noch aufgelöst werden kann, wurde das Auflösungsvermögen mit Hilfe von MOF-Messungen zu ca. 1% bei etwa 3 Perioden/cm abgeschätzt (6) und an Testphantomen gemessen, die Stiftreihen mit abnehmendem Durchmesser und definierten Kontrastdifferenzen zum umgebenden Medium enthalten. Die folgenden Meßwerte (Tabelle 1) wurden von Cullough (7) für verschiedene Scannertypen an einem Phan-
1,3 cm.
Computer-tomographische Darsteilbarkeit bestimmter Strukturen und Regionen Nasenhöhle (Abb. 3 a und b)
Nasenseptum, Nasenmuscheln und seitliche Nasenwände sind im Transversal- und Frontalabschnitt gut abzugrenzen.
tom mit stark absorbierenden (Plexiglas/Wasser) und gering absorbierenden (Lexan) Elementreihen ermittelt. Entsprechend der erwähnten komplexen Abhängigkeit des räumlichen Auflösungsvermögens ist die deklarierte Größe der Bildelemente Abb. 2a
Die Darstellung der Weichteilbedeckung der Nasenmuscheln erfordert eine individuell sehr unterschiedlich weite Fenstereinstellung (durchschnittlich zwischen 1000 bis 2000 Delta-
das Rauschen rekonstruierter Bildwerte - ausgedrückt in Standardabweichungen (ii) der relativen Schwächungskoeffizienten (CT-Zahl) auf das Achtfache erhöhen, wenn nicht gleichzeitig die Eintrittsdosis verachtfacht würde. Eine Verringerung der Schichtdicke würde nach dieser Formel ebenfalls das Rauschen
anterior. Im Frontalschnitt durch die Retroorbita (Schnittführung retrobulbär) ist der maxilloethmoidale Winkel bei entsprechender Fensterlage und -breite gut zu übersehen. Anatomisch entspricht diesem Bereich der Kreuzungspunkt folgender Strukturen: Mediale Kieferhöhlenwand und innere Kieferhöhlenhinterwand einerseits, angrenzendes Siebbein und Kieferhöhlenrezessus andererseits. Klinische Bedeutung: Der hintere obere Kieferhöhlenrezessus ist ein Prädilektionsort für Kieferhöhlentumoren. Die verschiedensten Tumoren dringen häufig in den maxilloethmoidalen
Einheiten Abb. 2b [Einheiten der relativen Schwächungsskala von (pixel) kein Kriterium für die minimale räumliche Auflösung (7). + 1000 bis 1000, bezogen auf Wasser = 0] auf der relaEine derpterygoideus Bildelementgröße z. B. um HälfteKopf; tiven häufig bei gleichzeitiger des lat.; oberer unddieunterer 2. Schwächungsskala, M. pterygoideus med.; 3. weicher Gaumen; 4.Lage Zunge; Abb. Verkleinerung 2a und b. 1. M. würde im Gegenteil nach einer Gleichung von Brooks und Centerssphenoidale; im Schwächungskoeffizientenintervall + 100 Deltaant.; 9. Keilbeinhöhle; 10. Proc. clinoid. 8. Rostrum S. M. masseter; 6. M. temporalis; 7. Proc. pterygoideus; Di Chiro (8) mittlere Schädelgrube; 12. Jochbeinbogen; 13. aufsteigender 11. Boden Kieferast; 14. Ventrikelsystem. Einheiten). B = relatives Schwächungsvermögen des Objektes Kieferhöhle (Abb. 3a und b, 4a und b) B 1½ Größe des Bildelementes (z.t) = c W°hDoJ h = Schichtdicke Gleichzeitige Darstellung der drei Kieferhöhlenwandungen Do = Maximale Eintrittsdosis im Transversaltomogramm in Höhe der Spina nasalis
eines Scanners verstärken. Die sich aus der umgekehrten Proportionalität von (pt) und Bildelementgröße ergebenden alternativen Konzeption des CT-Bild-
erzeugungssystems - Vergrößerung der Bildelemente (pixel)/ niedriges Rauschen bzw. geringeres Auflösungsvermögen/höheres
Rauschen - müssen im Rahmen der diagnostischen Bildauswertung auf ihre Leistungsfähigkeit geprüft werden.
Methodik Im Rahmen der Hirnschädeldiagnostik wurde bei 41Siebbein, PatienTomo. durch hintere Nasenhöhle, Abb. 3a. Frontal ten der Gesichtsschädel untersucht. Die TransversalschnittKieferhöhle, hartem Gaumen.
Winkel ein (9).
Stirnhöhle (Abb. Sa und b) Im transversalen Computertomogramm lassen sich gleichzeitig Vorderund Hinterwand, die Tiefenausdehnung der Vergrößerter Bildausschnitt: Darstellung des maxilloAbb. 3b. Stirnhöhlen sowie feine Innenstrukturen (Kammerung durch ethmoidalen Winkels.
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Simultane
26mm
F. Lohkamp und C. Claussen
Fortschr. Röntgenstr. 126, 4
Abb. lb
Abb. la
Abb. la und b.
Computertomographische Schnittführung. a) = transversal, b) = frontal. - 1. Kieferhöhle; 2. Epipharynx;
3. Tubenwinkel; 4. Tubenwulst; 5. Recessus pharyngeus; 6. Fossa pterygoidea mit M. pterygoideus med.; 7. Proc. pterygoideus mit Lamina lat. et. med.; 8. M. pterygoideus lat.; 9. M. temporalis; 10. M. masseter; 11. Fossa retromandibularis mit Parotis; 12. Proc. styloideus; 13. Recessus parastyloideus; 14. Spatium kraniovertebrale, hypodenser Anteil im CT; 15. prävertebrale Muskulatur; 16. Haismuskulatur; 17. Proc. mastoideus; 18. Proc. coronoideus; 19. Proc. condylaris.
Abb. 2a
Abb. 2b
Abb. 2a und b. 1. M. pterygoideus lat.; oberer und unterer Kopf; 2. M. pterygoideus med.; 3. weicher Gaumen; 4. Zunge; S. M. masseter; 6. M. temporalis; 7. Proc. pterygoideus; 8. Rostrum sphenoidale; 9. Keilbeinhöhle; 10. Proc. clinoid. ant.; 11. Boden mittlere Schädelgrube; 12. Jochbeinbogen; 13. aufsteigender Kieferast; 14. Ventrikelsystem.
Abb. 3a. Frontal Tomo. durch hintere Nasenhöhle, Siebbein, Kieferhöhle, hartem Gaumen.
Abb. 3b. Vergrößerter Bildausschnitt: Darstellung des maxilloethmoidalen Winkels.
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Computer-Tomographie des Gesichtsschädels (Teil I)
Fortschr. Röntgenstr. 126, 4
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Tabelle 2. Computertomographische Darstelibarkeit bestimmter Strukturen bzw. Eingeweideräume des Gesichtsschädels (Schema modifiziert nach K. Reisner). Anatomischer Bereich
Schnittführung T Transversal F Frontal
Darstelibare Strukturen
Darstellbarkeit
+ + = sehr gut +
(+)
gut = möglich, aber nicht ausreichend
0
harter Gaumen weicher Gaumen Kieferhöhlen
T
F
Anteil Proc. alveolarïs eingeschlossen
T
F
T F
Stirnhöhle
Nasenwände, Nasenmuscheln, Nasenseptum mit knorpeligem
mediale, laterale, vordere Wand Knochensepten Kieferhöhlenboden maxillo-ethmoidaler Winkel
++ +
++ ++ ++
T
Vorder- und Hinterwand;
++
F
Septierung vordere Kontur des Bodens
+
Keilbeinhöhle
F
Boden, Dach, Seitenwände, Septierung
++
Siebbein
T
Lamina cribrosa, Laminae mediales Siebbeinzellsepten
++
F
Siebbeinzellen, Laminae mediales
T
mediale, laterale Wand, Fissura sup. und infer. Dach Sehnerv, Augenmuskeln mediale Wand Retroorbita Sehnerv retrobulbär und frontal
Orbita
F
Epipharynx
T
F
Retromaxillarraum
T
F
Seitenwände Hinterwand Tubenwinkel bzw. torus tubarius knöchernes Dach
Proc. pterigoideus Fossa pterigoideus Fossa infratemporalis M. temporalis M. pterigoideus lat. et med. Spatum craniovertebrale Fossa retromandibularis Proc. styloideus Recessus parastyloideus Fossa pterigopalatina
feine Septen) darstellen. Im frontalen Tomogramm mit
Anschnitt der Stirnhöhlenvorderwand sind die vorderen Konturen des Stirnhöhlenbodens beurteilbar.
+
++ + +
++ ++ ++ +
++ ++ ++ gut abgrenzbar je nach Abschnitt abgrenzbar
++
kleinen Keilbeinflügels abgrenzbar. Der retrobulbät frontal angeschnittene Nervus opticus erscheint bei dieser Schnittführung als rundlicher zentraler hyperdenser Bezirk. Die
Fissura orbitalis inferior und superior sind am besten im Orbita (Abb. 7a und b, 8a und b) Darstellung der medialen und lateralen Orbitawände im transversalen und frontalen Computertomogramm, des Orbitadaches im Transversalschnitt. Der sehr dünne Orbitaboden läßt sich nur mit Frontalschichten durch die Orbita erfassen. In der Frontalschicht durch die Retroorbita sind
die wandbildenden Knochenstrukturen des großen und
Transversalschnitt zu beurteilen. Siebbein (Abb. 6a und b)
Computertomographisch darstellbar im Transversal- und Frontalschnitt, wobei die Orbitakonturen und die feinen Siebbeinzellsepten eine individuell einzustellende Fensterlage und -breite erfordern.
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Nasenhöhle
nicht verwertbar
F. Lohkamp und C. Claussen
Fortschr. Röntgenstr. 126, 4
Abb. 4a. Transversal-Tomo. Kieferhöhle, Erwachsene.
Abb. 4b. Transversal-Tomo. Kieferhöhle, Säugling, 8 Monate. Altersentsprechende Schleimhauthyp plasie.
Abb. Sa. Transversal-Tomo. Stirnhöhle. Darstellung des Oberganges Stirnhöhlenhinterwand/Retroorbita.
Abb. Sb. Frontal-Tomo. der Stirnhöhle.
Abb. 6a. Transversal-Tomo. Siebbein. Darstellung der Siebbeinzellen, des Uberganges hinteres Siebbein/Keilbeinhöhle und der Lamina orbitalis.
Abb. 6b.
Anatomische Strukturen tiefliegender Regionen
computertomographisch abgrenzen. Die topographische Beziehung des Epipharynx zum Nasenrachen und Retro-
Epipharynx (Abb. la)
Der Tubenwinkel bzw. Torus tubarius und Recessus pharyngeus sowie das Spatium parapharyngeum lassen sich
Transversal-Tomo, durch Siebbeindach.
maxillarraum sowie zum Clivus sind am besten in der Transversalschicht zu beurteilen. Das knöcherne Rachendach bzw. der Boden der Keilbeinhöhle kommen in der Frontalschicht (Schnittführung ca. 1 cm hinter der äußeren lateralen Orbitakontur) gut zur Darstellung.
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Abb. 7a. Transversal-Tomo. durch Orbitaboden. Bulbus und hinterer oberer Kieferhöhlenrecessus angeschnitten.
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Abb. 7b. Transversal-Tomo. Orbitadach. Darstellung der ober-
sten Abschnitte des Bulbi und Sehnerven. Canalis opticus bds. dargestellt.
Abb. 8a. Frontal-Tomo. Orbita retrobulbär. Im Zentrum der Retro-orbita Sehnerven bds. angeschnitten.
Abb. 8b. Frontal-Tomo. Orbita vorn Darstellung der Lamina orbitalis Recessus orbitalis der Stirnhöhle.
Retromaxillarraum (Abb. 2 a)
Anatomische Unterteilung: Fossa pterygopalatina, Fossa pterygoidea und Fossa infratemporalis. Angrenzende randständige Knochenstrukturen: Medial hinterer Abschnitt der seitlichen Nasenwand und seitlichen Rachenwand, kranial der Boden der mittleren Schädelgrube sowie die Fissura orbitalis inferior, vorn die hintere Kieferhöhlenwand, seitlich der Unterkieferast. Innere Strukturen: Processus pterygoidei. Eine weitgehende Differenzierung retromaxillärer Weichteilstrukturen wird computertomographisch durch hypodense, Fett, Bindegewebe sowie Nerven und Gefäße enthaltene paraviszerale und faszial abgeschlossene Räume ermöglicht.
Es lassen sich folgende Strukturen abgrenzen:
Muskeln: M. temporalis, M. Pterygoideus lat. et med., prävertebrale Muskulatur (M. longus colli, M. longus capitis).
Paraviszeral bzw. fazial abgeschlossene Räume: Die faszial abgeschlossene Fossa retromandibularis mit Parotis (Abb. 9). Spatium craniovertebrale. Spatium infratemporale. Spatium craniovertebrale und infratemporale stehen über eine Verbindung zwischen Kie-
Abb. 9. Transversal-Tomo, durch die Fossa retromandibularis mit Parotis siehe Pfeile.
ferast und Processus styloideus mit der Fossa retromandibularis in Verbindung. Recessus parastyloideus. Recessus parastyloideus: medial des Processus styloideus mit computertomographisch nicht
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Computer-Tomographie des Gesichtsschädels (Teil I)
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F. Lohkamp und C. Claussen: Computer-Tomographie des Gesichtsschädels (Teil I)
darstelibarem zervikalem Nervengefäßstrang. In der Grenzlinie Recessus parastyloideus/Spatium craniovertebrale liegt die computertomographisch ebenfalls nicht darsteilbare viszerale Gefäß-Nerven-Leitplatte (Septum stylopharyngeum). Unter klinischen Gesichtspunkten wird der Retromaxillar-
entstehenden Teilbilder mit streifenartigen Intensitätsprofilen positiver und negativer Schwärzungen werden vor der Uberlagerung zu einem unkorrigierten Uberlagerungsbild
Keilbeinhöhle (Abb. 2a)
Schädeiwandungen.
( Layergram) im Bildrechner nach dem mathematischen Fal-
tungsverfahren in der Weise korrigiert, daß jedem Bildort raum nach Art und Ausbreitung der dort lokalisierten ausschließlich ein Absorptionswert des Objektdetails zuKrankheitsprozesse als einheitlicher Raum behandelt (12). geordnet wird. Das resultierende Querschnittbild (korngiertes Layergram [10]) ist somit frei von überlagernden Detailschatten benachbarter Schichten. Die im QuerschnittFossa pterygo palatina (Abb. la, 2 a) Pyramidenförmiger, von oben nach kaudal sich verjüngen- bild enthaltene Information über die Struktur des Schwäder Raum zwischen der Vorderfläche des Processus ptery- chungsvermögens eines Gewebes ermöglicht im Gegensatz goideus des Keilbeins und dem medialen Anteil der hinteren zur rein morphologischen Aussage des konventionellen Kieferhöhlenwand. Sie steht über Nerven und Gefäßkanäle Röntgenbildes auch eine quantitative Messung sehr kleiner mit dem Schädelinneren und der Retroorbita in Verbindung. Absorptionsunterschiede in einer dünnen Objektschicht. Computertomographisch erscheint sie vom unteren Kopf Die in der konventionellen Tomographie als Testobjekt des M. pterygoideus lateralis ausgefüllt, der an der Außen- der Detailerkennbarkeït (11) geltenden dünnen und gering absorbierenden Wandungen wie das Stirnhöhlenseptum, die fläche des Processus pterygoideus ansetzt. Fossa pterygoidea: Zwischen den Laminae des Pterygoid- Lamina cnibiformis und die mediale Orbitawand lassen sich fortsatzes gelegen; computertomographisch kommt der in computertomographisch kontrastreich abgrenzen. Unten ihr entspringende M. pterygoideus medialis zur Darstellung, diesem neuen Gesichtspunkt einer zusätzlich quantitativen der sich nicht von der seitlichen Wand des Epipharynx und Bildinformation bietet das computertomographische Schichtverfahren günstige Voraussetzungen für die Darsteilbarkeit dem Spatium parapharyngeum abgrenzen läßt. bzw. Detailerkennbarkeit dünner und gering absorbienender
Im Frontalschnitt gute Darstelibarkeit der Außenkontur Für die Abbildung von Objektdetails gilt in den konvenund der Innenstrukturen einschließlich feiner Knochen- tionellen Tomographie und Ubersichtsaufnahmetechnik das septen. Ferner lassen sich die kleinen Keilbeinflügel, die Tangentialphänomen (13). vorderen Klinoidfortsätze, häufig auch das Dorsum sellae, abgrenzen.
Die darzustellenden Wandungen müssen vom Strahlengang tangential erfaßt werden bzw. ihre Krümmungs- und Nei-
Diskussion
gungswinkel innerhalb bestimmter Grenzen liegen. Der Grenzflächeneffekt gilt für die computertomographische
Die Anwendungsmöglichkeiten der Computer-Tomographie
im Bereich des Gesichtsschädels wurden aus folgenden diagnostischen Gründen untersucht: Endoskopisch sind die tiefliegenden Regionen des Gesichtsschädels nicht einsehbar, d. h., in vielen Fällen ist die gesamte Ausdehnung eines Krankheitsprozesses endoskopisch nicht zu beurteilen. Die computertomographische Schichttechnik vermeidet einige prinzipielle physikalisch-technisch bedingte Mängel
der konventionellen tomo- bzw. planigraphischen Verfahren.
Die konventionellen Röntgenschichtmethoden zur isolierten Darstellung einer nur zweidimensionalen Schicht beruhen letztlich auf dem Prinzip, mit Hilfe von Röntgenstrahlen den Schatten eines dreidimensional strukturierten Objekts in zentraler Projektion auf einen Röntgenfilm aufzunehmen. Die Schattenwürfe der Objekte über- oder unterhalb der darzustellenden Schicht überlagern als mehr oder weniger scharfe Störschatten die abzubildenden Details der interessierenden Schicht. Detaillierte experimentelle Studien zur konventionellen Schädeltomographie (11) haben gezeigt, daß die Anwendung mehrdimensionaler Verwischungstech-
niken zwar die Täuschungsmöglichkeiten durch gerichtete Störschatten reduzieren und die Detailerkennbarkeit erhöhen, jedoch die prinzipiell begründeten Schwierigkeiten der tomographischen Darstellung wechselnd dünner und dicker, senkrecht zur Schichtebene stehender sowie wechselnd geneigter und gekrümmter Schädeiwandungen nicht beseitigen. Demgegenüber
vermeidet die computertomographische Querschnittechnik die irreversible Uberlagerung verwischter Strukturen benachbarter Schichten im Querschnïttbild
durch folgendes Prinzip: Die durch die lineare Transversalbewegung in unterschiedlichen Winkelproj ektionen
Bilderzeugung aus physikalisch-technischen Gründen nicht.
Während die konventionellen Schichtmethoden zur ausreichenden Erfassung unterschiedlich angeordneter, in sich gekrümmter und geneigter Wandungen, z. B. die Kieferhöhlen, zusätzliche Projektionen erfordern, werden mit der computertomographischen Technik alle in der Schichtebene liegenden Strukturen unabhängig von ihren Krümmungsbzw. Neigungswinkel gleichzeitig vollständig dargestellt. In der Transversalschicht durch die Kieferhöhlen sind bei-
spielsweise alle drei Wandungen in einem Tomogramm beurteilbar (Abb. 4a). Ebenso wie in der konventionellen Tomographie können nicht vollständig in der Schichtebene liegende (z. B. asym-
metrische, paarig angelegte Knochen) und nur teilweise angeschnittene Obi ektstrukturen Anlaß zu Fehldeutungen geben und z. B. Defekte vorgetäuscht werden. Diese Täuschungsmöglichkeit läßt sich durch schichtweise Verfolgung
der fraglich dargestellten Objektstrukturen in der Frontalund Transversalschnittserie vermeiden. Die Ausschaltung störender Verwischungsschatten schichtfremder Objektdetails durch die Computertomographie ermöglichte eine Kontraststeigerung und Darstelibarkeit kleinerer Unterschiede der Strahlungsschwächeeigenschaften anatomischer Strukturen. So stellen sich z. B. von den Weichteilstrukturen des Retromaxillarraumes fast immer der
M. pterygoideus lateralis und der M. temporalis dar. Diese an sich klinisch bedeutungslosen anatomischen Strukturen können beim Vergleich von Computer-Tomogramm und anatomischen Querschnitten (3, 9) als topographische Leitstrukturen dienen, um klinisch wichtige anatomische Struk-
turen wie Nerven und Gefäße, die sich im Nativ- bzw. Kontrastscan nicht abgrenzen lassen, topographisch einzugrenzen. Durch diese indirekte Lokalisation läßt sich die Beteiligung klinisch wichtiger anatomischer Strukturen im Verlauf eines örtlich begrenzten bzw. organüberschreiten-
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Fortschr. Röntgenstr. 126, 4
F. Lohkamp und C. Claussen: Computer-Tomographie des Gesichtsschädels (Teil I)
darstelibarem zervikalem Nervengefäßstrang. In der Grenzlinie Recessus parastyloideus/Spatium craniovertebrale liegt die computertomographisch ebenfalls nicht darsteilbare viszerale Gefäß-Nerven-Leitplatte (Septum stylopharyngeum). Unter klinischen Gesichtspunkten wird der Retromaxillar-
entstehenden Teilbilder mit streifenartigen Intensitätsprofilen positiver und negativer Schwärzungen werden vor der Uberlagerung zu einem unkorrigierten Uberlagerungsbild
Keilbeinhöhle (Abb. 2a)
Schädeiwandungen.
( Layergram) im Bildrechner nach dem mathematischen Fal-
tungsverfahren in der Weise korrigiert, daß jedem Bildort raum nach Art und Ausbreitung der dort lokalisierten ausschließlich ein Absorptionswert des Objektdetails zuKrankheitsprozesse als einheitlicher Raum behandelt (12). geordnet wird. Das resultierende Querschnittbild (korngiertes Layergram [10]) ist somit frei von überlagernden Detailschatten benachbarter Schichten. Die im QuerschnittFossa pterygo palatina (Abb. la, 2 a) Pyramidenförmiger, von oben nach kaudal sich verjüngen- bild enthaltene Information über die Struktur des Schwäder Raum zwischen der Vorderfläche des Processus ptery- chungsvermögens eines Gewebes ermöglicht im Gegensatz goideus des Keilbeins und dem medialen Anteil der hinteren zur rein morphologischen Aussage des konventionellen Kieferhöhlenwand. Sie steht über Nerven und Gefäßkanäle Röntgenbildes auch eine quantitative Messung sehr kleiner mit dem Schädelinneren und der Retroorbita in Verbindung. Absorptionsunterschiede in einer dünnen Objektschicht. Computertomographisch erscheint sie vom unteren Kopf Die in der konventionellen Tomographie als Testobjekt des M. pterygoideus lateralis ausgefüllt, der an der Außen- der Detailerkennbarkeït (11) geltenden dünnen und gering absorbierenden Wandungen wie das Stirnhöhlenseptum, die fläche des Processus pterygoideus ansetzt. Fossa pterygoidea: Zwischen den Laminae des Pterygoid- Lamina cnibiformis und die mediale Orbitawand lassen sich fortsatzes gelegen; computertomographisch kommt der in computertomographisch kontrastreich abgrenzen. Unten ihr entspringende M. pterygoideus medialis zur Darstellung, diesem neuen Gesichtspunkt einer zusätzlich quantitativen der sich nicht von der seitlichen Wand des Epipharynx und Bildinformation bietet das computertomographische Schichtverfahren günstige Voraussetzungen für die Darsteilbarkeit dem Spatium parapharyngeum abgrenzen läßt. bzw. Detailerkennbarkeit dünner und gering absorbienender
Im Frontalschnitt gute Darstelibarkeit der Außenkontur Für die Abbildung von Objektdetails gilt in den konvenund der Innenstrukturen einschließlich feiner Knochen- tionellen Tomographie und Ubersichtsaufnahmetechnik das septen. Ferner lassen sich die kleinen Keilbeinflügel, die Tangentialphänomen (13). vorderen Klinoidfortsätze, häufig auch das Dorsum sellae, abgrenzen.
Die darzustellenden Wandungen müssen vom Strahlengang tangential erfaßt werden bzw. ihre Krümmungs- und Nei-
Diskussion
gungswinkel innerhalb bestimmter Grenzen liegen. Der Grenzflächeneffekt gilt für die computertomographische
Die Anwendungsmöglichkeiten der Computer-Tomographie
im Bereich des Gesichtsschädels wurden aus folgenden diagnostischen Gründen untersucht: Endoskopisch sind die tiefliegenden Regionen des Gesichtsschädels nicht einsehbar, d. h., in vielen Fällen ist die gesamte Ausdehnung eines Krankheitsprozesses endoskopisch nicht zu beurteilen. Die computertomographische Schichttechnik vermeidet einige prinzipielle physikalisch-technisch bedingte Mängel
der konventionellen tomo- bzw. planigraphischen Verfahren.
Die konventionellen Röntgenschichtmethoden zur isolierten Darstellung einer nur zweidimensionalen Schicht beruhen letztlich auf dem Prinzip, mit Hilfe von Röntgenstrahlen den Schatten eines dreidimensional strukturierten Objekts in zentraler Projektion auf einen Röntgenfilm aufzunehmen. Die Schattenwürfe der Objekte über- oder unterhalb der darzustellenden Schicht überlagern als mehr oder weniger scharfe Störschatten die abzubildenden Details der interessierenden Schicht. Detaillierte experimentelle Studien zur konventionellen Schädeltomographie (11) haben gezeigt, daß die Anwendung mehrdimensionaler Verwischungstech-
niken zwar die Täuschungsmöglichkeiten durch gerichtete Störschatten reduzieren und die Detailerkennbarkeit erhöhen, jedoch die prinzipiell begründeten Schwierigkeiten der tomographischen Darstellung wechselnd dünner und dicker, senkrecht zur Schichtebene stehender sowie wechselnd geneigter und gekrümmter Schädeiwandungen nicht beseitigen. Demgegenüber
vermeidet die computertomographische Querschnittechnik die irreversible Uberlagerung verwischter Strukturen benachbarter Schichten im Querschnïttbild
durch folgendes Prinzip: Die durch die lineare Transversalbewegung in unterschiedlichen Winkelproj ektionen
Bilderzeugung aus physikalisch-technischen Gründen nicht.
Während die konventionellen Schichtmethoden zur ausreichenden Erfassung unterschiedlich angeordneter, in sich gekrümmter und geneigter Wandungen, z. B. die Kieferhöhlen, zusätzliche Projektionen erfordern, werden mit der computertomographischen Technik alle in der Schichtebene liegenden Strukturen unabhängig von ihren Krümmungsbzw. Neigungswinkel gleichzeitig vollständig dargestellt. In der Transversalschicht durch die Kieferhöhlen sind bei-
spielsweise alle drei Wandungen in einem Tomogramm beurteilbar (Abb. 4a). Ebenso wie in der konventionellen Tomographie können nicht vollständig in der Schichtebene liegende (z. B. asym-
metrische, paarig angelegte Knochen) und nur teilweise angeschnittene Obi ektstrukturen Anlaß zu Fehldeutungen geben und z. B. Defekte vorgetäuscht werden. Diese Täuschungsmöglichkeit läßt sich durch schichtweise Verfolgung
der fraglich dargestellten Objektstrukturen in der Frontalund Transversalschnittserie vermeiden. Die Ausschaltung störender Verwischungsschatten schichtfremder Objektdetails durch die Computertomographie ermöglichte eine Kontraststeigerung und Darstelibarkeit kleinerer Unterschiede der Strahlungsschwächeeigenschaften anatomischer Strukturen. So stellen sich z. B. von den Weichteilstrukturen des Retromaxillarraumes fast immer der
M. pterygoideus lateralis und der M. temporalis dar. Diese an sich klinisch bedeutungslosen anatomischen Strukturen können beim Vergleich von Computer-Tomogramm und anatomischen Querschnitten (3, 9) als topographische Leitstrukturen dienen, um klinisch wichtige anatomische Struk-
turen wie Nerven und Gefäße, die sich im Nativ- bzw. Kontrastscan nicht abgrenzen lassen, topographisch einzugrenzen. Durch diese indirekte Lokalisation läßt sich die Beteiligung klinisch wichtiger anatomischer Strukturen im Verlauf eines örtlich begrenzten bzw. organüberschreiten-
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den Krankheitsprozesses sicherer beurteilen und die klinische
Symptomatik mit den in Mitleidenschaft gezogenen anatomischen Strukturen korrelieren. Literatur
Hounsfield, G., J. Ambrose, J. Perry, C. Bridges: Computerized trans-
Ambrose, J. A.: Computerized transverse axial tomography. Brit. Radio!. 46 (1973) 401 Claussen, C., F. Lohkamp, H. Spenneberg, A. Krastel, R. Singer: Computertomographie des Gesichtsschädels. Vortrag 2. Kongreß der Internationalen Gesellschaft für Kiefer-Gesichts-Chirurgie, 1.-3. September 1976, Base! (Schweiz); und in: Acta Chirurgicae Maxillo-Facialis. J. Ambrosius Barth, Leipzig (in Druck) Eycieshymer, A. C., D. M.: Schoemaker: A cross-section anatomy meredith corporation. New York
verse axial scanning. Brit. J. Radiol.
1939
46 (1973) 1016 Lohkamp, F., C.
Claussen, A.
Krastel: Approach to coronal tomography in CCT-diagnostic on the Delta-Body-Scanner. Kraniales CTSymposion München, 10.-12. 6. 1976. Springer, Heidelberg 1976
Mac Intyre, W. J.,
R. J. Alfidi,
J. Haaga, E. Chernak, Th. F. Meany: Comparative modulation transfer func-
tions of the EMI and Delta scanners. Radiology 120 (1976) (July) 189 McCullough, E. C., Th. P. Payne,
H. L. Baker, jr., R. R. Hattery, P. F. Sheedy, D. H. Stephens, E. Gedgaudus:
Fortschr. Röntgenstr. 126, 4
Performance evalution and quality assurance of computed tomography
scanners with illustrations from the
EMI, ACTA and
Delta scanners. Radiology 120 (1976) (July) 173 zitiert nach McCullough (7) Pernkopf, E., H. Ferner: Atlas der topographischen und angewandten Anatomie des Menschen. 1. Band, Kopf und Hals. Urban u. Schwarzenberg, München und Berlin 1963 Pfeiler, M., G. Schwierz, G. Linke: Modellvorstellungen zur Bildaufzeich-
299
nung bei der Computertomographie (Computerized axial tomography). Electromedica 1 (1976) 19 Reisner, K., J. Gosepath, R. Hülse: Schädeltomographie, Leitfaden und Atlas. Thieme, Stuttgart 1973 Zehm, S.: Der retromaxilläre Raum. Aktuelle Otorhino-Laryng. Thieme, Stuttgart 3 (1970) Ziedses des Plantes, B.: Eine neue
Methode zur Differenzierung in der Röntgenographie. Acta radiol. )Stockh.) 13 (1932) 182
Dr. K. Lohkamp, Institut für Nuklearmedizin am Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg, Im Neuenheimer 280, 6900 Heidelberg
Dr. C. Claussen, Universitätsstrahlenklinik, Voßstraße 3, 6400 Heidelberg
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H. P. Niendorf u. Mitarb.: Wertigkeit der Serienszintigraphie mit samTc_Pertechnetat
Fortschr. Röntgenstr. 126, 4
Fortschr. Röntgenstr. 126, 4 (1977) 192-299 © Georg Thieme Verlag, Stuttgart
Computer-Tomographie des Gesichtsschädels (Teil I) Darstelibarkeit bestimmter Strukturen und tiefliegender Regionen
11 Abbildungen Institut für Nuklearmedizin (Direktor: Prof. Dr. K. E. Scheer) am Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg und Universitäts-Strahlenklinik Heidelberg (Direktor: Prof. Dr. K. zum Winkel)
Der herkömmlichen Diagnostik des Gesichtsschädels mit Hilfe endoskopischer und konventioneller Röntgenschichttechniken stellen sich häufig folgende methodischen Schwierigkeiten entgegen: 1. Endoskopisch sind die tiefliegenden Regionen nicht oder nur teilweise einsehbar. 2. Die konventionelle Röntgentomographie liefert als geometrische Zentralprojektion ein von schiçhtfremden Verwischungsschatten überlagertes zweidimensionales Schichtbild eines dreidimensionalen Objektes. Erste computertomographische Untersuchungen des Gesichtsschädels bei 41 Patienten haben gezeigt, daß die ohne Störschattenüberlagerung und Grenzflächeneffekt mit Paralleistrahlung arbeitende Schichttechnik eine neue morphologisch-quantitative D arstellungsmöglichkeit bestimmter Strukturen und Eingeweideräume dieser Kopfregion eröffnet.
Durch die Entwicklung luftangekoppelter Ganzkörperscanner wurde dem computertomographischen Querschnitt-
Conventional diagnosis of facial structures by endoscopy and conventional tomography often meets with the following dif ficulties: 1. Deeply placed areas cannot be seen, or are only partly visible by endoscopy. 2. Conventional tomography produces a two-dimensional section of a three dimensional object which may be confused by Out of focus tomographic shadows. Our first attempts at computer tomographic examination of the facial structures in 41 patients have shown that this technique, working with parallel rays and without confusing shadows, is able to provide an accurate morphological demonstration of various structures and organs in the facial region.
Berechnung von relativen Schwächungswerten (bezogen auf Wasser = 0) an 256 x 256 Punkten im Tomogramm dienen. Die im Schichtbild rekonstruierte Schwächungswerteverteilung wird auf einem Schwarzweiß- bzw. Farbsichtgerät in der Weise
bildverfahren auch der Gesichtsschädel diagnostisch zu- dargestellt, daß hohe Absorptionswerte hell, geringe Absorptionsgänglich, der - im Gegensatz zum inzwischen routine- werte dunkel erscheinen. mäßig untersuchten Hirnschädel - seit der technischen Entwicklung (4) und der klinischen Anwendung (1) wasserangekoppelter Headbox-Scanner bisher computertomographisch nicht dargestellt werden konnte.
Der erste Teil der folgenden mit dem Ganzkörper-Computertomographen (Delta-Scan, Firma Ohio Nuclear, 120 kV, 30 mA) durchgeführten Studie befaßt sich mit der Darstell-
barkeit bestimmter Strukturen und tiefliegender Regionen des Gesichtsschädels, die endoskopisch nicht oder nur teil-
weise einsehbar sind und deren Darstellbarkeit in der
Auflösungsvermögen
Das computer-tomographische Auflösungsvermögen räumlich verteilter und absorptionsdifferenter Objektelemente steht in komplexer Beziehung zur Photonen-Statistik (Quanten- und Detektorrauschen), approximativen Rechenverfahren, Größe der Matrix und Art der Ankopplung (Wasser, Luft) (7). Die Unterscheidungsfähigkeit von Absorptionsdifferenzen kleiner Objektdetails ist abhängig von deren Größe, wohingegen das räumliche
konventionellen Röntgentomographie aus prinzipiellen methodischen Gründen begrenzt ist.
Tabelle 1. Physikalische Daten und Auflösungsvermögen des Delta Scanners (120 KV), modifiziert nach E. C. McCullough.
Material und Methodik
Größe
Bilddurch-Größe
cm
messer (cm)/Anzahl Bildelemente
der Bild-Plexiglas/
29,6/256 38,7/256 45,1/256
Funktionsprinzip des Computer- Tomographen
In einer Anordnung, bestehend aus Röntgenröhre und Detektor, durchdringt ein parallel kollimierter, ca. bleistiftdicker Röntgenstrahl während einer linearen Transversalbewegung von Röhre und mechanisch angekoppeltem Detektor einen scheibenförmigen
20,3
Körperquerschnitt. Nach Ablauf der linearen, tangential zur
20,3
Peripherie des Körperquerschnitts erfolgenden Transversalbewegung (Scan-Vorgang) dreht sich das gekoppelte System von
Röhre und Detektor um jeweils 3 Grad, insgesamt um 180 Grad. Das Intensitätsprofil der von der Objektschicht gemäß
I= durchgelassenen Strahlung wird vom Detektor in elektrische Signale umgewandelt, die im Bildrechner noch während der Untersuchung nach dem mathematischen Faltungsverfahren zur
20,3
elemente
Auflösungsvermögen geringe Absorption' Wasser'
(mm)
(mm)
(mm)
1,14'
1,75
9,5
1,50
2,00
9,5
1,75
2,50
6,4
'Enthält Auflösungseinheiten von 2,50, 2,00, 1,75, 1,50, 1,25 und 1,00 mm.
2 Gemessen am Phantom mit 19,1, 12,8, 9,5, 6,4, 4,75, 3,2 mm dicken Lexan-Stiften in Nylon (z 1%). 'Die beim 20cm Scan mögliche Bildelementgröße von 0,75 X 0,75 ist gewöhnlich für die häufigsten klinischen Untersuchungen zu klein.
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regions
Von F. Lohkamp und C. Claussen
Einleitung
Computer tomography of the facial bones (part I) Demonstration of various structures and deeply placed
Fortschr. Röntgenstr. 126, 4
Computer-Tomographie des Gesichtsschädels (Teil I)
293
0M-Unie
Doppelschicht
/7 13mm
26mm
simultane
Abb. A
Auflösungsvermögen kleiner Objektdetails von der Absorptionsdifferenz zum umgebenden Gewebe bestimmt wird. Das räumliche Auflösungsvermögen gering kontrastierter Objekte wird
begrenzt durch die interferierende Photonenstatistik. Die Be-
Doppelschicht
Abb. B
serie wurde in 1,3 cm breiten, sich überlappenden Schichten
von tangential submental bis dicht oberhalb der Orbitadächer gelegt, wobei die Schnittführung entsprechend
Abb. A und B den Hauptrichtungen der jeweils zu untersuchenden Schichtstrukturen angepaßt wurde. den jeweils vorliegenden Kontrastdifferenzen ist mit Hilfe der Modulationsübertragungsfunktion (MUF) möglich mit der Ein- Einstellung der Frontalschichtserie (5, 2): in Bauchiage schränkung, daß z. Z. einige methodische Probleme hinsichtlich vertiko-submentale Schnittführung senkrecht zur OM-Linie Art und Material bzw. Atomordnungszahl (Z-Zahl) des Phan- (Abb. 2), 2 cm hinter dem äußeren Augenwinkel beginnend toms, angewandte Funktion (z. B. Linienverteilungsfunktion - bis zum Anschnitt des Nasenbeins. Schichtdicke ebenfalls stimmung des räumlichen Auflösungsvermögens unabhängig von
Absorptionstreppenfunktion) und Lage der Phantomelemente im Meßfeld noch nicht ausdiskutiert sind (6, 7). Zur Beantwortung
der Frage, welche kleinste pathologisch-anatomische Objekteinheit von nur wenigen Prozent Absorptionsdifferenz zur Umgebung computer-tomographisch noch aufgelöst werden kann, wurde das Auflösungsvermögen mit Hilfe von MOF-Messungen zu ca. 1% bei etwa 3 Perioden/cm abgeschätzt (6) und an Testphantomen gemessen, die Stiftreihen mit abnehmendem Durchmesser und definierten Kontrastdifferenzen zum umgebenden Medium enthalten. Die folgenden Meßwerte (Tabelle 1) wurden von Cullough (7) für verschiedene Scannertypen an einem Phan-
tom mit stark absorbierenden (Plexiglas/Wasser) und gering absorbierenden (Lexan) Elementreihen ermittelt. Entsprechend der erwähnten komplexen Abhängigkeit des räumlichen Auflösungsvermögens ist die deklarierte Größe der Bildelemente
1,3 cm.
Computer-tomographische Darsteilbarkeit bestimmter Strukturen und Regionen Nasenhöhle (Abb. 3 a und b)
Nasenseptum, Nasenmuscheln und seitliche Nasenwände sind im Transversal- und Frontalabschnitt gut abzugrenzen. Die Darstellung der Weichteilbedeckung der Nasenmuscheln erfordert eine individuell sehr unterschiedlich weite Fenstereinstellung (durchschnittlich zwischen 1000 bis 2000 Delta-
Einheiten [Einheiten der relativen Schwächungsskala von + 1000 bis 1000, bezogen auf Wasser = 0] auf der relaEine Verkleinerung der Bildelementgröße z. B. um die Hälfte tiven Schwächungsskala, häufig bei gleichzeitiger Lage des würde im Gegenteil nach einer Gleichung von Brooks und Di Centers im Schwächungskoeffizientenintervall + 100 Delta(pixel) kein Kriterium für die minimale räumliche Auflösung (7). Chiro (8)
= relatives Schwächungsvermögen des Objektes B 1½ Größe des Bildelementes = W°hDoJ h = Schichtdicke Do = Maximale Eintrittsdosis B
c
(z.t)
das Rauschen rekonstruierter Bildwerte - ausgedrückt in Standardabweichungen (ii) der relativen Schwächungskoeffizienten (CT-Zahl) auf das Achtfache erhöhen, wenn nicht gleichzeitig die Eintrittsdosis verachtfacht würde. Eine Verringerung der Schichtdicke würde nach dieser Formel ebenfalls das Rauschen eines Scanners verstärken. Die sich aus der umgekehrten Proportionalität von (pt) und Bildelementgröße ergebenden alternativen Konzeption des CT-Bild-
erzeugungssystems - Vergrößerung der Bildelemente (pixel)/ niedriges Rauschen bzw. geringeres Auflösungsvermögen/höheres
Rauschen - müssen im Rahmen der diagnostischen Bildauswertung auf ihre Leistungsfähigkeit geprüft werden.
Methodik Im Rahmen der Hirnschädeldiagnostik wurde bei 41 Patienten der Gesichtsschädel untersucht. Die Transversalschnitt-
Einheiten).
Kieferhöhle (Abb. 3a und b, 4a und b) Gleichzeitige Darstellung der drei Kieferhöhlenwandungen im Transversaltomogramm in Höhe der Spina nasalis anterior. Im Frontalschnitt durch die Retroorbita (Schnittführung retrobulbär) ist der maxilloethmoidale Winkel bei entsprechender Fensterlage und -breite gut zu übersehen. Anatomisch entspricht diesem Bereich der Kreuzungspunkt folgender Strukturen: Mediale Kieferhöhlenwand und innere Kieferhöhlenhinterwand einerseits, angrenzendes Siebbein und Kieferhöhlenrezessus andererseits. Klinische Be-
deutung: Der hintere obere Kieferhöhlenrezessus ist ein Prädilektionsort für Kieferhöhlentumoren. Die verschieden-
sten Tumoren dringen häufig in den maxilloethmoidalen Winkel ein (9).
Stirnhöhle (Abb. Sa und b) Im transversalen Computertomogramm lassen sich gleichzeitig Vorder- und Hinterwand, die Tiefenausdehnung der Stirnhöhlen sowie feine Innenstrukturen (Kammerung durch
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Simultane
26mm
F. Lohkamp126, und4C. Claussen Fortschr. Röntgenstr. 293
Computer-Tomographie Fortschr. Röntgenstr. des Gesichtsschädels 126, 4 (Teil I) 294
0M-Unie
Doppelschicht
/7 13mm
Abb. lb
Abb. la Abb. A
Abb. la und b.
26mm
simultane Doppelschicht
Abb. B
Computertomographische Schnittführung. a) = transversal, b) = frontal. - 1. Kieferhöhle; 2. Epipharynx;
3. Tubenwinkel; 4. Tubenwulst; 5. Recessus pharyngeus; 6. Fossa pterygoidea mit M. pterygoideus med.; 7. Proc. pterygoideus mit Auflösungsvermögen kleiner Objektdetailslat.; von9.der wurde in11. 1,3Fossa cm breiten, sich überlappenden Schichten Lamina lat. et. med.; 8. M. pterygoideus M.Absorptionstemporalis; 10.serie M. masseter; retromandibularis mit Parotis; 12. Proc. differenz zum Gewebe bestimmt wird. Das räum- von tangential styloideus; 13.umgebenden Recessus parastyloideus; 14. Spatium kraniovertebrale, hypodensersubmental Anteil im CT; bis dicht 15. prävertebrale oberhalb der Muskulatur; Orbitaliche Auflösungsvermögen gering kontrastierter Objekte wird dächer 16. Haismuskulatur; 17. Proc. mastoideus; 18. Proc. coronoideus; 19. Proc.gelegt, condylaris. wobei die Schnittführung entsprechend
begrenzt durch die interferierende Photonenstatistik. Die Be-
Abb. A und B den Hauptrichtungen der jeweils zu untersuchenden Schichtstrukturen angepaßt wurde. den jeweils vorliegenden Kontrastdifferenzen ist mit Hilfe der Modulationsübertragungsfunktion (MUF) möglich mit der Ein- Einstellung der Frontalschichtserie (5, 2): in Bauchiage schränkung, daß z. Z. einige methodische Probleme hinsichtlich vertiko-submentale Schnittführung senkrecht zur OM-Linie Art und Material bzw. Atomordnungszahl (Z-Zahl) des Phan- (Abb. 2), 2 cm hinter dem äußeren Augenwinkel beginnend toms, angewandte Funktion (z. B. Linienverteilungsfunktion - bis zum Anschnitt des Nasenbeins. Schichtdicke ebenfalls stimmung des räumlichen Auflösungsvermögens unabhängig von
Absorptionstreppenfunktion) und Lage der Phantomelemente im Meßfeld noch nicht ausdiskutiert sind (6, 7). Zur Beantwortung
der Frage, welche kleinste pathologisch-anatomische Objekteinheit von nur wenigen Prozent Absorptionsdifferenz zur Umgebung computer-tomographisch noch aufgelöst werden kann, wurde das Auflösungsvermögen mit Hilfe von MOF-Messungen zu ca. 1% bei etwa 3 Perioden/cm abgeschätzt (6) und an Testphantomen gemessen, die Stiftreihen mit abnehmendem Durchmesser und definierten Kontrastdifferenzen zum umgebenden Medium enthalten. Die folgenden Meßwerte (Tabelle 1) wurden von Cullough (7) für verschiedene Scannertypen an einem Phan-
1,3 cm.
Computer-tomographische Darsteilbarkeit bestimmter Strukturen und Regionen Nasenhöhle (Abb. 3 a und b)
Nasenseptum, Nasenmuscheln und seitliche Nasenwände sind im Transversal- und Frontalabschnitt gut abzugrenzen.
tom mit stark absorbierenden (Plexiglas/Wasser) und gering absorbierenden (Lexan) Elementreihen ermittelt. Entsprechend der erwähnten komplexen Abhängigkeit des räumlichen Auflösungsvermögens ist die deklarierte Größe der Bildelemente Abb. 2a
Die Darstellung der Weichteilbedeckung der Nasenmuscheln erfordert eine individuell sehr unterschiedlich weite Fenstereinstellung (durchschnittlich zwischen 1000 bis 2000 Delta-
das Rauschen rekonstruierter Bildwerte - ausgedrückt in Standardabweichungen (ii) der relativen Schwächungskoeffizienten (CT-Zahl) auf das Achtfache erhöhen, wenn nicht gleichzeitig die Eintrittsdosis verachtfacht würde. Eine Verringerung der Schichtdicke würde nach dieser Formel ebenfalls das Rauschen
anterior. Im Frontalschnitt durch die Retroorbita (Schnittführung retrobulbär) ist der maxilloethmoidale Winkel bei entsprechender Fensterlage und -breite gut zu übersehen. Anatomisch entspricht diesem Bereich der Kreuzungspunkt folgender Strukturen: Mediale Kieferhöhlenwand und innere Kieferhöhlenhinterwand einerseits, angrenzendes Siebbein und Kieferhöhlenrezessus andererseits. Klinische Bedeutung: Der hintere obere Kieferhöhlenrezessus ist ein Prädilektionsort für Kieferhöhlentumoren. Die verschiedensten Tumoren dringen häufig in den maxilloethmoidalen
Einheiten Abb. 2b [Einheiten der relativen Schwächungsskala von (pixel) kein Kriterium für die minimale räumliche Auflösung (7). + 1000 bis 1000, bezogen auf Wasser = 0] auf der relaEine derpterygoideus Bildelementgröße z. B. um HälfteKopf; tiven häufig bei gleichzeitiger des lat.; oberer unddieunterer 2. Schwächungsskala, M. pterygoideus med.; 3. weicher Gaumen; 4.Lage Zunge; Abb. Verkleinerung 2a und b. 1. M. würde im Gegenteil nach einer Gleichung von Brooks und Centerssphenoidale; im Schwächungskoeffizientenintervall + 100 Deltaant.; 9. Keilbeinhöhle; 10. Proc. clinoid. 8. Rostrum S. M. masseter; 6. M. temporalis; 7. Proc. pterygoideus; Di Chiro (8) mittlere Schädelgrube; 12. Jochbeinbogen; 13. aufsteigender 11. Boden Kieferast; 14. Ventrikelsystem. Einheiten). B = relatives Schwächungsvermögen des Objektes Kieferhöhle (Abb. 3a und b, 4a und b) B 1½ Größe des Bildelementes (z.t) = c W°hDoJ h = Schichtdicke Gleichzeitige Darstellung der drei Kieferhöhlenwandungen Do = Maximale Eintrittsdosis im Transversaltomogramm in Höhe der Spina nasalis
eines Scanners verstärken. Die sich aus der umgekehrten Proportionalität von (pt) und Bildelementgröße ergebenden alternativen Konzeption des CT-Bild-
erzeugungssystems - Vergrößerung der Bildelemente (pixel)/ niedriges Rauschen bzw. geringeres Auflösungsvermögen/höheres
Rauschen - müssen im Rahmen der diagnostischen Bildauswertung auf ihre Leistungsfähigkeit geprüft werden.
Methodik Im Rahmen der Hirnschädeldiagnostik wurde bei 41Siebbein, PatienTomo. durch hintere Nasenhöhle, Abb. 3a. Frontal ten der Gesichtsschädel untersucht. Die TransversalschnittKieferhöhle, hartem Gaumen.
Winkel ein (9).
Stirnhöhle (Abb. Sa und b) Im transversalen Computertomogramm lassen sich gleichzeitig Vorderund Hinterwand, die Tiefenausdehnung der Vergrößerter Bildausschnitt: Darstellung des maxilloAbb. 3b. Stirnhöhlen sowie feine Innenstrukturen (Kammerung durch ethmoidalen Winkels.
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Simultane
26mm
F. Lohkamp und C. Claussen
Fortschr. Röntgenstr. 126, 4
Abb. lb
Abb. la
Abb. la und b.
Computertomographische Schnittführung. a) = transversal, b) = frontal. - 1. Kieferhöhle; 2. Epipharynx;
3. Tubenwinkel; 4. Tubenwulst; 5. Recessus pharyngeus; 6. Fossa pterygoidea mit M. pterygoideus med.; 7. Proc. pterygoideus mit Lamina lat. et. med.; 8. M. pterygoideus lat.; 9. M. temporalis; 10. M. masseter; 11. Fossa retromandibularis mit Parotis; 12. Proc. styloideus; 13. Recessus parastyloideus; 14. Spatium kraniovertebrale, hypodenser Anteil im CT; 15. prävertebrale Muskulatur; 16. Haismuskulatur; 17. Proc. mastoideus; 18. Proc. coronoideus; 19. Proc. condylaris.
Abb. 2a
Abb. 2b
Abb. 2a und b. 1. M. pterygoideus lat.; oberer und unterer Kopf; 2. M. pterygoideus med.; 3. weicher Gaumen; 4. Zunge; S. M. masseter; 6. M. temporalis; 7. Proc. pterygoideus; 8. Rostrum sphenoidale; 9. Keilbeinhöhle; 10. Proc. clinoid. ant.; 11. Boden mittlere Schädelgrube; 12. Jochbeinbogen; 13. aufsteigender Kieferast; 14. Ventrikelsystem.
Abb. 3a. Frontal Tomo. durch hintere Nasenhöhle, Siebbein, Kieferhöhle, hartem Gaumen.
Abb. 3b. Vergrößerter Bildausschnitt: Darstellung des maxilloethmoidalen Winkels.
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Computer-Tomographie des Gesichtsschädels (Teil I)
Fortschr. Röntgenstr. 126, 4
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Tabelle 2. Computertomographische Darstelibarkeit bestimmter Strukturen bzw. Eingeweideräume des Gesichtsschädels (Schema modifiziert nach K. Reisner). Anatomischer Bereich
Schnittführung T Transversal F Frontal
Darstelibare Strukturen
Darstellbarkeit
+ + = sehr gut +
(+)
gut = möglich, aber nicht ausreichend
0
harter Gaumen weicher Gaumen Kieferhöhlen
T
F
Anteil Proc. alveolarïs eingeschlossen
T
F
T F
Stirnhöhle
Nasenwände, Nasenmuscheln, Nasenseptum mit knorpeligem
mediale, laterale, vordere Wand Knochensepten Kieferhöhlenboden maxillo-ethmoidaler Winkel
++ +
++ ++ ++
T
Vorder- und Hinterwand;
++
F
Septierung vordere Kontur des Bodens
+
Keilbeinhöhle
F
Boden, Dach, Seitenwände, Septierung
++
Siebbein
T
Lamina cribrosa, Laminae mediales Siebbeinzellsepten
++
F
Siebbeinzellen, Laminae mediales
T
mediale, laterale Wand, Fissura sup. und infer. Dach Sehnerv, Augenmuskeln mediale Wand Retroorbita Sehnerv retrobulbär und frontal
Orbita
F
Epipharynx
T
F
Retromaxillarraum
T
F
Seitenwände Hinterwand Tubenwinkel bzw. torus tubarius knöchernes Dach
Proc. pterigoideus Fossa pterigoideus Fossa infratemporalis M. temporalis M. pterigoideus lat. et med. Spatum craniovertebrale Fossa retromandibularis Proc. styloideus Recessus parastyloideus Fossa pterigopalatina
feine Septen) darstellen. Im frontalen Tomogramm mit
Anschnitt der Stirnhöhlenvorderwand sind die vorderen Konturen des Stirnhöhlenbodens beurteilbar.
+
++ + +
++ ++ ++ +
++ ++ ++ gut abgrenzbar je nach Abschnitt abgrenzbar
++
kleinen Keilbeinflügels abgrenzbar. Der retrobulbät frontal angeschnittene Nervus opticus erscheint bei dieser Schnittführung als rundlicher zentraler hyperdenser Bezirk. Die
Fissura orbitalis inferior und superior sind am besten im Orbita (Abb. 7a und b, 8a und b) Darstellung der medialen und lateralen Orbitawände im transversalen und frontalen Computertomogramm, des Orbitadaches im Transversalschnitt. Der sehr dünne Orbitaboden läßt sich nur mit Frontalschichten durch die Orbita erfassen. In der Frontalschicht durch die Retroorbita sind
die wandbildenden Knochenstrukturen des großen und
Transversalschnitt zu beurteilen. Siebbein (Abb. 6a und b)
Computertomographisch darstellbar im Transversal- und Frontalschnitt, wobei die Orbitakonturen und die feinen Siebbeinzellsepten eine individuell einzustellende Fensterlage und -breite erfordern.
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Nasenhöhle
nicht verwertbar
F. Lohkamp und C. Claussen
Fortschr. Röntgenstr. 126, 4
Abb. 4a. Transversal-Tomo. Kieferhöhle, Erwachsene.
Abb. 4b. Transversal-Tomo. Kieferhöhle, Säugling, 8 Monate. Altersentsprechende Schleimhauthyp plasie.
Abb. Sa. Transversal-Tomo. Stirnhöhle. Darstellung des Oberganges Stirnhöhlenhinterwand/Retroorbita.
Abb. Sb. Frontal-Tomo. der Stirnhöhle.
Abb. 6a. Transversal-Tomo. Siebbein. Darstellung der Siebbeinzellen, des Uberganges hinteres Siebbein/Keilbeinhöhle und der Lamina orbitalis.
Abb. 6b.
Anatomische Strukturen tiefliegender Regionen
computertomographisch abgrenzen. Die topographische Beziehung des Epipharynx zum Nasenrachen und Retro-
Epipharynx (Abb. la)
Der Tubenwinkel bzw. Torus tubarius und Recessus pharyngeus sowie das Spatium parapharyngeum lassen sich
Transversal-Tomo, durch Siebbeindach.
maxillarraum sowie zum Clivus sind am besten in der Transversalschicht zu beurteilen. Das knöcherne Rachendach bzw. der Boden der Keilbeinhöhle kommen in der Frontalschicht (Schnittführung ca. 1 cm hinter der äußeren lateralen Orbitakontur) gut zur Darstellung.
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296
Abb. 7a. Transversal-Tomo. durch Orbitaboden. Bulbus und hinterer oberer Kieferhöhlenrecessus angeschnitten.
297
Abb. 7b. Transversal-Tomo. Orbitadach. Darstellung der ober-
sten Abschnitte des Bulbi und Sehnerven. Canalis opticus bds. dargestellt.
Abb. 8a. Frontal-Tomo. Orbita retrobulbär. Im Zentrum der Retro-orbita Sehnerven bds. angeschnitten.
Abb. 8b. Frontal-Tomo. Orbita vorn Darstellung der Lamina orbitalis Recessus orbitalis der Stirnhöhle.
Retromaxillarraum (Abb. 2 a)
Anatomische Unterteilung: Fossa pterygopalatina, Fossa pterygoidea und Fossa infratemporalis. Angrenzende randständige Knochenstrukturen: Medial hinterer Abschnitt der seitlichen Nasenwand und seitlichen Rachenwand, kranial der Boden der mittleren Schädelgrube sowie die Fissura orbitalis inferior, vorn die hintere Kieferhöhlenwand, seitlich der Unterkieferast. Innere Strukturen: Processus pterygoidei. Eine weitgehende Differenzierung retromaxillärer Weichteilstrukturen wird computertomographisch durch hypodense, Fett, Bindegewebe sowie Nerven und Gefäße enthaltene paraviszerale und faszial abgeschlossene Räume ermöglicht.
Es lassen sich folgende Strukturen abgrenzen:
Muskeln: M. temporalis, M. Pterygoideus lat. et med., prävertebrale Muskulatur (M. longus colli, M. longus capitis).
Paraviszeral bzw. fazial abgeschlossene Räume: Die faszial abgeschlossene Fossa retromandibularis mit Parotis (Abb. 9). Spatium craniovertebrale. Spatium infratemporale. Spatium craniovertebrale und infratemporale stehen über eine Verbindung zwischen Kie-
Abb. 9. Transversal-Tomo, durch die Fossa retromandibularis mit Parotis siehe Pfeile.
ferast und Processus styloideus mit der Fossa retromandibularis in Verbindung. Recessus parastyloideus. Recessus parastyloideus: medial des Processus styloideus mit computertomographisch nicht
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Fortschr. Röntgenstr. 126, 4
Computer-Tomographie des Gesichtsschädels (Teil I)
Fortschr. Röntgenstr. 126, 4
F. Lohkamp und C. Claussen: Computer-Tomographie des Gesichtsschädels (Teil I)
darstelibarem zervikalem Nervengefäßstrang. In der Grenzlinie Recessus parastyloideus/Spatium craniovertebrale liegt die computertomographisch ebenfalls nicht darsteilbare viszerale Gefäß-Nerven-Leitplatte (Septum stylopharyngeum). Unter klinischen Gesichtspunkten wird der Retromaxillar-
entstehenden Teilbilder mit streifenartigen Intensitätsprofilen positiver und negativer Schwärzungen werden vor der Uberlagerung zu einem unkorrigierten Uberlagerungsbild
Keilbeinhöhle (Abb. 2a)
Schädeiwandungen.
( Layergram) im Bildrechner nach dem mathematischen Fal-
tungsverfahren in der Weise korrigiert, daß jedem Bildort raum nach Art und Ausbreitung der dort lokalisierten ausschließlich ein Absorptionswert des Objektdetails zuKrankheitsprozesse als einheitlicher Raum behandelt (12). geordnet wird. Das resultierende Querschnittbild (korngiertes Layergram [10]) ist somit frei von überlagernden Detailschatten benachbarter Schichten. Die im QuerschnittFossa pterygo palatina (Abb. la, 2 a) Pyramidenförmiger, von oben nach kaudal sich verjüngen- bild enthaltene Information über die Struktur des Schwäder Raum zwischen der Vorderfläche des Processus ptery- chungsvermögens eines Gewebes ermöglicht im Gegensatz goideus des Keilbeins und dem medialen Anteil der hinteren zur rein morphologischen Aussage des konventionellen Kieferhöhlenwand. Sie steht über Nerven und Gefäßkanäle Röntgenbildes auch eine quantitative Messung sehr kleiner mit dem Schädelinneren und der Retroorbita in Verbindung. Absorptionsunterschiede in einer dünnen Objektschicht. Computertomographisch erscheint sie vom unteren Kopf Die in der konventionellen Tomographie als Testobjekt des M. pterygoideus lateralis ausgefüllt, der an der Außen- der Detailerkennbarkeït (11) geltenden dünnen und gering absorbierenden Wandungen wie das Stirnhöhlenseptum, die fläche des Processus pterygoideus ansetzt. Fossa pterygoidea: Zwischen den Laminae des Pterygoid- Lamina cnibiformis und die mediale Orbitawand lassen sich fortsatzes gelegen; computertomographisch kommt der in computertomographisch kontrastreich abgrenzen. Unten ihr entspringende M. pterygoideus medialis zur Darstellung, diesem neuen Gesichtspunkt einer zusätzlich quantitativen der sich nicht von der seitlichen Wand des Epipharynx und Bildinformation bietet das computertomographische Schichtverfahren günstige Voraussetzungen für die Darsteilbarkeit dem Spatium parapharyngeum abgrenzen läßt. bzw. Detailerkennbarkeit dünner und gering absorbienender
Im Frontalschnitt gute Darstelibarkeit der Außenkontur Für die Abbildung von Objektdetails gilt in den konvenund der Innenstrukturen einschließlich feiner Knochen- tionellen Tomographie und Ubersichtsaufnahmetechnik das septen. Ferner lassen sich die kleinen Keilbeinflügel, die Tangentialphänomen (13). vorderen Klinoidfortsätze, häufig auch das Dorsum sellae, abgrenzen.
Die darzustellenden Wandungen müssen vom Strahlengang tangential erfaßt werden bzw. ihre Krümmungs- und Nei-
Diskussion
gungswinkel innerhalb bestimmter Grenzen liegen. Der Grenzflächeneffekt gilt für die computertomographische
Die Anwendungsmöglichkeiten der Computer-Tomographie
im Bereich des Gesichtsschädels wurden aus folgenden diagnostischen Gründen untersucht: Endoskopisch sind die tiefliegenden Regionen des Gesichtsschädels nicht einsehbar, d. h., in vielen Fällen ist die gesamte Ausdehnung eines Krankheitsprozesses endoskopisch nicht zu beurteilen. Die computertomographische Schichttechnik vermeidet einige prinzipielle physikalisch-technisch bedingte Mängel
der konventionellen tomo- bzw. planigraphischen Verfahren.
Die konventionellen Röntgenschichtmethoden zur isolierten Darstellung einer nur zweidimensionalen Schicht beruhen letztlich auf dem Prinzip, mit Hilfe von Röntgenstrahlen den Schatten eines dreidimensional strukturierten Objekts in zentraler Projektion auf einen Röntgenfilm aufzunehmen. Die Schattenwürfe der Objekte über- oder unterhalb der darzustellenden Schicht überlagern als mehr oder weniger scharfe Störschatten die abzubildenden Details der interessierenden Schicht. Detaillierte experimentelle Studien zur konventionellen Schädeltomographie (11) haben gezeigt, daß die Anwendung mehrdimensionaler Verwischungstech-
niken zwar die Täuschungsmöglichkeiten durch gerichtete Störschatten reduzieren und die Detailerkennbarkeit erhöhen, jedoch die prinzipiell begründeten Schwierigkeiten der tomographischen Darstellung wechselnd dünner und dicker, senkrecht zur Schichtebene stehender sowie wechselnd geneigter und gekrümmter Schädeiwandungen nicht beseitigen. Demgegenüber
vermeidet die computertomographische Querschnittechnik die irreversible Uberlagerung verwischter Strukturen benachbarter Schichten im Querschnïttbild
durch folgendes Prinzip: Die durch die lineare Transversalbewegung in unterschiedlichen Winkelproj ektionen
Bilderzeugung aus physikalisch-technischen Gründen nicht.
Während die konventionellen Schichtmethoden zur ausreichenden Erfassung unterschiedlich angeordneter, in sich gekrümmter und geneigter Wandungen, z. B. die Kieferhöhlen, zusätzliche Projektionen erfordern, werden mit der computertomographischen Technik alle in der Schichtebene liegenden Strukturen unabhängig von ihren Krümmungsbzw. Neigungswinkel gleichzeitig vollständig dargestellt. In der Transversalschicht durch die Kieferhöhlen sind bei-
spielsweise alle drei Wandungen in einem Tomogramm beurteilbar (Abb. 4a). Ebenso wie in der konventionellen Tomographie können nicht vollständig in der Schichtebene liegende (z. B. asym-
metrische, paarig angelegte Knochen) und nur teilweise angeschnittene Obi ektstrukturen Anlaß zu Fehldeutungen geben und z. B. Defekte vorgetäuscht werden. Diese Täuschungsmöglichkeit läßt sich durch schichtweise Verfolgung
der fraglich dargestellten Objektstrukturen in der Frontalund Transversalschnittserie vermeiden. Die Ausschaltung störender Verwischungsschatten schichtfremder Objektdetails durch die Computertomographie ermöglichte eine Kontraststeigerung und Darstelibarkeit kleinerer Unterschiede der Strahlungsschwächeeigenschaften anatomischer Strukturen. So stellen sich z. B. von den Weichteilstrukturen des Retromaxillarraumes fast immer der
M. pterygoideus lateralis und der M. temporalis dar. Diese an sich klinisch bedeutungslosen anatomischen Strukturen können beim Vergleich von Computer-Tomogramm und anatomischen Querschnitten (3, 9) als topographische Leitstrukturen dienen, um klinisch wichtige anatomische Struk-
turen wie Nerven und Gefäße, die sich im Nativ- bzw. Kontrastscan nicht abgrenzen lassen, topographisch einzugrenzen. Durch diese indirekte Lokalisation läßt sich die Beteiligung klinisch wichtiger anatomischer Strukturen im Verlauf eines örtlich begrenzten bzw. organüberschreiten-
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Fortschr. Röntgenstr. 126, 4
F. Lohkamp und C. Claussen: Computer-Tomographie des Gesichtsschädels (Teil I)
darstelibarem zervikalem Nervengefäßstrang. In der Grenzlinie Recessus parastyloideus/Spatium craniovertebrale liegt die computertomographisch ebenfalls nicht darsteilbare viszerale Gefäß-Nerven-Leitplatte (Septum stylopharyngeum). Unter klinischen Gesichtspunkten wird der Retromaxillar-
entstehenden Teilbilder mit streifenartigen Intensitätsprofilen positiver und negativer Schwärzungen werden vor der Uberlagerung zu einem unkorrigierten Uberlagerungsbild
Keilbeinhöhle (Abb. 2a)
Schädeiwandungen.
( Layergram) im Bildrechner nach dem mathematischen Fal-
tungsverfahren in der Weise korrigiert, daß jedem Bildort raum nach Art und Ausbreitung der dort lokalisierten ausschließlich ein Absorptionswert des Objektdetails zuKrankheitsprozesse als einheitlicher Raum behandelt (12). geordnet wird. Das resultierende Querschnittbild (korngiertes Layergram [10]) ist somit frei von überlagernden Detailschatten benachbarter Schichten. Die im QuerschnittFossa pterygo palatina (Abb. la, 2 a) Pyramidenförmiger, von oben nach kaudal sich verjüngen- bild enthaltene Information über die Struktur des Schwäder Raum zwischen der Vorderfläche des Processus ptery- chungsvermögens eines Gewebes ermöglicht im Gegensatz goideus des Keilbeins und dem medialen Anteil der hinteren zur rein morphologischen Aussage des konventionellen Kieferhöhlenwand. Sie steht über Nerven und Gefäßkanäle Röntgenbildes auch eine quantitative Messung sehr kleiner mit dem Schädelinneren und der Retroorbita in Verbindung. Absorptionsunterschiede in einer dünnen Objektschicht. Computertomographisch erscheint sie vom unteren Kopf Die in der konventionellen Tomographie als Testobjekt des M. pterygoideus lateralis ausgefüllt, der an der Außen- der Detailerkennbarkeït (11) geltenden dünnen und gering absorbierenden Wandungen wie das Stirnhöhlenseptum, die fläche des Processus pterygoideus ansetzt. Fossa pterygoidea: Zwischen den Laminae des Pterygoid- Lamina cnibiformis und die mediale Orbitawand lassen sich fortsatzes gelegen; computertomographisch kommt der in computertomographisch kontrastreich abgrenzen. Unten ihr entspringende M. pterygoideus medialis zur Darstellung, diesem neuen Gesichtspunkt einer zusätzlich quantitativen der sich nicht von der seitlichen Wand des Epipharynx und Bildinformation bietet das computertomographische Schichtverfahren günstige Voraussetzungen für die Darsteilbarkeit dem Spatium parapharyngeum abgrenzen läßt. bzw. Detailerkennbarkeit dünner und gering absorbienender
Im Frontalschnitt gute Darstelibarkeit der Außenkontur Für die Abbildung von Objektdetails gilt in den konvenund der Innenstrukturen einschließlich feiner Knochen- tionellen Tomographie und Ubersichtsaufnahmetechnik das septen. Ferner lassen sich die kleinen Keilbeinflügel, die Tangentialphänomen (13). vorderen Klinoidfortsätze, häufig auch das Dorsum sellae, abgrenzen.
Die darzustellenden Wandungen müssen vom Strahlengang tangential erfaßt werden bzw. ihre Krümmungs- und Nei-
Diskussion
gungswinkel innerhalb bestimmter Grenzen liegen. Der Grenzflächeneffekt gilt für die computertomographische
Die Anwendungsmöglichkeiten der Computer-Tomographie
im Bereich des Gesichtsschädels wurden aus folgenden diagnostischen Gründen untersucht: Endoskopisch sind die tiefliegenden Regionen des Gesichtsschädels nicht einsehbar, d. h., in vielen Fällen ist die gesamte Ausdehnung eines Krankheitsprozesses endoskopisch nicht zu beurteilen. Die computertomographische Schichttechnik vermeidet einige prinzipielle physikalisch-technisch bedingte Mängel
der konventionellen tomo- bzw. planigraphischen Verfahren.
Die konventionellen Röntgenschichtmethoden zur isolierten Darstellung einer nur zweidimensionalen Schicht beruhen letztlich auf dem Prinzip, mit Hilfe von Röntgenstrahlen den Schatten eines dreidimensional strukturierten Objekts in zentraler Projektion auf einen Röntgenfilm aufzunehmen. Die Schattenwürfe der Objekte über- oder unterhalb der darzustellenden Schicht überlagern als mehr oder weniger scharfe Störschatten die abzubildenden Details der interessierenden Schicht. Detaillierte experimentelle Studien zur konventionellen Schädeltomographie (11) haben gezeigt, daß die Anwendung mehrdimensionaler Verwischungstech-
niken zwar die Täuschungsmöglichkeiten durch gerichtete Störschatten reduzieren und die Detailerkennbarkeit erhöhen, jedoch die prinzipiell begründeten Schwierigkeiten der tomographischen Darstellung wechselnd dünner und dicker, senkrecht zur Schichtebene stehender sowie wechselnd geneigter und gekrümmter Schädeiwandungen nicht beseitigen. Demgegenüber
vermeidet die computertomographische Querschnittechnik die irreversible Uberlagerung verwischter Strukturen benachbarter Schichten im Querschnïttbild
durch folgendes Prinzip: Die durch die lineare Transversalbewegung in unterschiedlichen Winkelproj ektionen
Bilderzeugung aus physikalisch-technischen Gründen nicht.
Während die konventionellen Schichtmethoden zur ausreichenden Erfassung unterschiedlich angeordneter, in sich gekrümmter und geneigter Wandungen, z. B. die Kieferhöhlen, zusätzliche Projektionen erfordern, werden mit der computertomographischen Technik alle in der Schichtebene liegenden Strukturen unabhängig von ihren Krümmungsbzw. Neigungswinkel gleichzeitig vollständig dargestellt. In der Transversalschicht durch die Kieferhöhlen sind bei-
spielsweise alle drei Wandungen in einem Tomogramm beurteilbar (Abb. 4a). Ebenso wie in der konventionellen Tomographie können nicht vollständig in der Schichtebene liegende (z. B. asym-
metrische, paarig angelegte Knochen) und nur teilweise angeschnittene Obi ektstrukturen Anlaß zu Fehldeutungen geben und z. B. Defekte vorgetäuscht werden. Diese Täuschungsmöglichkeit läßt sich durch schichtweise Verfolgung
der fraglich dargestellten Objektstrukturen in der Frontalund Transversalschnittserie vermeiden. Die Ausschaltung störender Verwischungsschatten schichtfremder Objektdetails durch die Computertomographie ermöglichte eine Kontraststeigerung und Darstelibarkeit kleinerer Unterschiede der Strahlungsschwächeeigenschaften anatomischer Strukturen. So stellen sich z. B. von den Weichteilstrukturen des Retromaxillarraumes fast immer der
M. pterygoideus lateralis und der M. temporalis dar. Diese an sich klinisch bedeutungslosen anatomischen Strukturen können beim Vergleich von Computer-Tomogramm und anatomischen Querschnitten (3, 9) als topographische Leitstrukturen dienen, um klinisch wichtige anatomische Struk-
turen wie Nerven und Gefäße, die sich im Nativ- bzw. Kontrastscan nicht abgrenzen lassen, topographisch einzugrenzen. Durch diese indirekte Lokalisation läßt sich die Beteiligung klinisch wichtiger anatomischer Strukturen im Verlauf eines örtlich begrenzten bzw. organüberschreiten-
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den Krankheitsprozesses sicherer beurteilen und die klinische
Symptomatik mit den in Mitleidenschaft gezogenen anatomischen Strukturen korrelieren. Literatur
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Ambrose, J. A.: Computerized transverse axial tomography. Brit. Radio!. 46 (1973) 401 Claussen, C., F. Lohkamp, H. Spenneberg, A. Krastel, R. Singer: Computertomographie des Gesichtsschädels. Vortrag 2. Kongreß der Internationalen Gesellschaft für Kiefer-Gesichts-Chirurgie, 1.-3. September 1976, Base! (Schweiz); und in: Acta Chirurgicae Maxillo-Facialis. J. Ambrosius Barth, Leipzig (in Druck) Eycieshymer, A. C., D. M.: Schoemaker: A cross-section anatomy meredith corporation. New York
verse axial scanning. Brit. J. Radiol.
1939
46 (1973) 1016 Lohkamp, F., C.
Claussen, A.
Krastel: Approach to coronal tomography in CCT-diagnostic on the Delta-Body-Scanner. Kraniales CTSymposion München, 10.-12. 6. 1976. Springer, Heidelberg 1976
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tions of the EMI and Delta scanners. Radiology 120 (1976) (July) 189 McCullough, E. C., Th. P. Payne,
H. L. Baker, jr., R. R. Hattery, P. F. Sheedy, D. H. Stephens, E. Gedgaudus:
Fortschr. Röntgenstr. 126, 4
Performance evalution and quality assurance of computed tomography
scanners with illustrations from the
EMI, ACTA and
Delta scanners. Radiology 120 (1976) (July) 173 zitiert nach McCullough (7) Pernkopf, E., H. Ferner: Atlas der topographischen und angewandten Anatomie des Menschen. 1. Band, Kopf und Hals. Urban u. Schwarzenberg, München und Berlin 1963 Pfeiler, M., G. Schwierz, G. Linke: Modellvorstellungen zur Bildaufzeich-
299
nung bei der Computertomographie (Computerized axial tomography). Electromedica 1 (1976) 19 Reisner, K., J. Gosepath, R. Hülse: Schädeltomographie, Leitfaden und Atlas. Thieme, Stuttgart 1973 Zehm, S.: Der retromaxilläre Raum. Aktuelle Otorhino-Laryng. Thieme, Stuttgart 3 (1970) Ziedses des Plantes, B.: Eine neue
Methode zur Differenzierung in der Röntgenographie. Acta radiol. )Stockh.) 13 (1932) 182
Dr. K. Lohkamp, Institut für Nuklearmedizin am Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg, Im Neuenheimer 280, 6900 Heidelberg
Dr. C. Claussen, Universitätsstrahlenklinik, Voßstraße 3, 6400 Heidelberg
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H. P. Niendorf u. Mitarb.: Wertigkeit der Serienszintigraphie mit samTc_Pertechnetat
