Gehirn-MRT

Einführung

Die Magnetresonanztomographie ist die Methode der Wahl bei der Diagnostik von pathologischen Prozessen in Gehirn und Rückenmark. Dieses Verfahren basiert auf der Anregung der Wasserstoffprotonen im Gewebe. Die angeregten Protonen senden Signale an den Magnetresonanztomographen, der durch die Intensität der Signale erfasst und sie in ein Graustufenbild umwandelt.

Bei der Beurteilung der MRT-Schnitte des Gehirns verwenden wir die Begriffe hyperintens und hypointens, wobei die graue Substanz des Gehirns als Referenzpunkt dient. Alle Strukturen, die heller erscheinen als die graue Substanz, haben eine hohe Protonendichte und sind daher hyperintens. Strukturen mit einer geringen Protonendichte erscheinen dunkler als die graue Substanz und werden als hypointens bezeichnet. Knochen besitzen die niedrigste Protonendichte und erscheinen daher dunkel (hypointens).

Bei der MRT-Untersuchung können auch Kontrastmittel wie Gadolinium verwendet werden. Sie verstärken den Kontrast zwischen der untersuchten Struktur und ihrer Umgebung.

Die MRT-Sequenzen, die am häufigsten bei der Untersuchung des Gehirns verwendet werden, sind die T1- und T2-Wichtung sowie die FLAIR-Sequenz. Vereinfacht gesagt sind die T1-gewichteten Schnitte für die Einschätzung der normalen Anatomie des Gehirns geeignet, während pathologische Veränderungen durch T2-gewichtete Schnitte gut dargestellt werden können.

• Die T1-Wichtung bildet am besten fetthaltige Strukturen ab. So erscheint Liquor cerebrospinalis in T1 schwarz, die graue Substanz grau, die weiße Substanz weiß, die Knochen erscheinen schwarz und Fettgewebe weiß.
• Die T2-Wichtung hebt stark wasserhaltige Strukturen hervor. Hier erscheint der Liquor weiß, die graue Substanz grau, die weiße Substanz dunkelgrau, die Knochen erscheinen schwarz, und das Fettgewebe weiß.

Wichtig sind außerdem die verschiedenen Schnittebenen bei MRT-Aufnahmen, die es uns erlauben, das Gehirn aus verschiedenen Blickwinkeln zu betrachten. Üblicherweise werden die Aufnahmen in drei Ebenen erstellt: Koronal-, Sagittal- und Axialebene. Die Koronalebene wird durch einen Schnitt erzeugt, der von medial nach lateral verläuft und eine Betrachtung des Gehirns von vorne nach hinten erlaubt. Die Sagittalebene entsteht durch einen Anschnitt von vorne nach hinten und erlaubt eine Betrachtung des Gehirns von der Seite. Die axiale Ebene stellt einen Querschnitt durch das Gehirn dar.

Die MRT-Befundung des Gehirns

Es ist wichtig, bei der MRT-Untersuchung des Gehirns eine systematische Vorgehensweise zu befolgen. Die Beurteilung des Schnittes erfolgt von medial nach lateral. Zuerst werden die Ventrikel betrachtet, erst danach die subkortikalen Strukturen, die Großhirnlappen und Großhirnrinde, die Meningen und anschließend der knöcherne Schädel.

Seitenventrikel

Die Seitenventrikel sind zwei Hohlräume innerhalb des Gehirns, die mit Liquor cerebrospinalis gefüllt sind und sich auf beiden Seiten der Mittellinie befinden. Sie sind die auffälligsten Strukturen auf den meisten MRT-Bildern in der Transversalebene. Wie auch das ganze Ventrikelsystem werden die Seitenventrikel in der T2-Wichtung hyperintens dargestellt, da sie mit Liquor gefüllt sind.

Jeder Seitenventrikel ist eine komplexe dreidimensionale Struktur und besteht aus Vorderhorn, Zentralteil, Hinterhorn und Unterhorn.

Die Vorderhörner sind die größten Bestandteile des Ventrikelsystems. Auf der MRT-Aufnahme erscheinen sie als konkave, nach lateral gewölbte und symmetrische Strukturen. Ihre vorderen Anteile weichen seitlich von der Mittellinie ab und werden vom Knie des Gehirnbalkens (Genu corpori callosi) voneinander getrennt. Die hinteren Anteile der Vorderhörner werden nur durch das Septum pellucidum getrennt, weshalb sie näher beieinander liegen. Die Seitenflächen des Vorderhorns liegen dem Caput und dem Corpus nuclei caudati an.

Der zentrale Abschnitt des Seitenventrikels wölbt sich über den dritten Ventrikel und den Thalamus. Auf der Höhe des Splenium corporis callosi geht der Mittelteil ins Trigonum collaterale über, welches ein flaches dreieckiges Areal bildet. Das Trigonum collaterale befindet sich lateral des Splenium corporis callosi und hat zwei Fortsätze - das Hinterhorn im Okzipitallappen und das Unterhorn im Temporallappen.

Dritter Ventrikel

Der dritte Ventrikel befindet sich zwischen den beiden Hälften des Thalamus und unter dem Hirngewölbe (Fornix cerebri). Auf einem transversalen Schnitt ist er im MRT als schlitzförmige und hyperintense Struktur zu erkennen. Der dritte Ventrikel ist über die Foramina interventricularia (Foramen monroi) mit den Seitenventrikeln und über den Aquaeductus cerebri (Aqueductus mesencephali) mit dem vierten Ventrikel verbunden.

Nachdem du die Ventrikel identifiziert hast, kannst du einschätzen, ob sie pathologische Veränderungen aufweisen. Vergrößerungen oder Verengungen (Stenosen) sind als pathologischer Befund zu deuten. Im Rahmen eines Hydrocephalus staut sich Liquor in den Ventrikeln, sodass diese erweitert werden. Tumore, Abszesse und Hämatome hingegen, können Druck auf die Ventrikel ausüben und sie einengen. Es sollte auf Asymmetrien oder Mittellinienverlagerungen geachtet werden. Ursache hierfür können raumfordernde intrakranielle Prozesse sein, die zu Hirndruck und im schlimmsten Fall zu einer Einklemmung des Gehirns führen. Oftmals werden Raumforderungen durch Tumore oder Hämatome verursacht. In der T2-Wichtung erscheinen sie hyperintens und in der T1-Wichtung hypointens.

Überprüfe dein Wissen über die Hirnventrikel mit folgendem Quiz:

Thalamus und Basalganglien

Lateral der Hirnventrikel befinden sich die subkortikalen Strukturen (Thalamus und Basalganglien).

Im Transversalschnitt erscheint der Thalamus als dunkelgraue eiförmige Struktur. Er befindet sich lateral des dritten Ventrikels und unterhalb der Seitenventrikel. Der Nucleus caudatus gehört zu den Basalganglien und ist als C-förmige Struktur erkennbar, die aus Caput, Corpus und Cauda nuclei caudati besteht. Er liegt anterior des Thalamus und lateral der Seitenventrikel. Das Caput nuclei caudati liegt dem Vorderhorn des Seitenventrikels an. Das Corpus bildet den Boden des Seitenventrikels und setzt sich dann als Schwanz des Nucleus caudatus knapp lateral zum hinteren Pol des Thalamus fort. Der Kaudatusschwanz krümmt sich ventral um den Thalamus und erreicht den Temporallappen, wo er in Verbindung mit der Amygdala steht.

Die lateralen Flächen der paarigen Thalami grenzen direkt an die Capsula interna, die wie ein dunkler und konkav gewölbter Streifen erscheint. Der vordere (Crus anterius) und hintere (Crus posterior) Schenkel bilden die Wölbung der Capsula interna. Die Capsula interna grenzt nach lateral an Globus pallidus und Putamen, die als Nucleus lentiformis bezeichnet werden. Die nächste Struktur in dieser Richtung ist die Capsula externa, die den Nucleus lentiformis vom Claustrum trennt. Das Claustrum ist der am weitesten lateral gelegene Anteil der Basalganglien. Zwischen dem Claustrum und der Inselrinde befindet sich die Capsula extrema.

Ohne pathologischen Befund erscheinen die Basalganglien dunkelgrau und homogen. Hyperintense Bereiche können infolge ischämischer Schlaganfälle entstehen. Die Capsula interna ist häufig ein Bereich, in dem vaskuläre Läsionen, wie beispielsweise hämorrhagische Schlaganfälle auftreten. Daher sollte der vordere und hintere Schenkel der Capsula interna auf hyperintense Signalveränderungen überprüft werden. Hypointense Bereiche in den Basalganglien können infolge neurodegenerativer Prozesse wie Morbus Parkinson auftreten.

Die anatomischen Schnittbilder des Gehirns verbessern dein Verständnis für die dreidimensionalen Beziehungen zwischen den Strukturen auf der MRT-Aufnahme. Entdecke die Quizze, Artikel und Arbeitsblätter zum Thema Schnittbildanatomie.

Hirnlappen

Bei einem pathologischen Befund solltest du den Bereich der Veränderung genau lokalisieren und den betroffenen Hirnarealen zuordnen. Bestimmte pathologische Prozesse neigen dazu in spezifischen Bereichen der Hirnlappen aufzutreten. Im Gehirn gibt es den Frontal-, Temporal-, Parietal-, Okzipital- und Insellappen, der als Inselrinde bezeichnet wird, sowie den limbischen Lappen. Im Rahmen von neurodegenerativen und entzündlichen Prozessen, ist die Beurteilung der Inselrinde und des limbischen Lappens auf MRT-Aufnahmen besonders wichtig.

Die Inselrinde befindet sich lateral der Capsula extrema und liegt unter Teilen des Frontal-, Parietal- und Temporallappens verborgen.

Der limbische Lappen liegt in der Tiefe des Parietal- und Frontallappens. Er bildet eine funktionelle Einheit, die als limbisches System bezeichnet wird. Der limbische Lappen besteht aus der Hippocampusformation, der Amygdala und dem Gyrus cinguli.

Die Hippocampusformation lässt sich in folgende Teile gliedern: Gyrus dentatus, Hippocampus und Subiculum. Im Frontalschnitt erscheint die Hippocampusformation wie ein Seepferdchen, dessen Kopf der Gyrus dentatus ist. Im Transversalschnitt ist die Hippocampusformation als Teil der temporalen Großhirnrinde zu erkennen und befindet sich seitlich des Pons. Den Gyrus dentatus kannst du an der medialen Seite des Temporallappens erkennen, wo er in den Hippocampus proprius übergeht. Der Hippocampus krümmt sich um den Gyrus dentatus und befindet sich am Boden des Unterhorns des Seitenventrikels. Er setzt sich medial als kurzes Subiculum fort. Das Subiculum ist der medial gelegene Teil der Hippocampusformation und liegt zwischen Hippocampus und Gyrus parahippocampalis. Der Gyrus parahippocampalis wölbt sich nach inferior und tritt an der Unterfläche des Gehirns aus, sodass er auf der basalen Ansicht des Gehirns zu sehen ist.

Atrophische Veränderungen und Signalanhebungen im Bereich des Hippocampus finden sich als pathologischer Befund bei Patient:innen mit epileptischen Anfällen mit mesialer temporaler Sklerose. Die mesiale temporale Sklerose ist eine der häufigsten Ursachen für Temporallappenepilepsie. Auch bei Demenzerkrankungen wie Morbus Alzheimer kommt eine Hippocampusatrophie häufig vor.

Die Amygdala ist eine kleine mandelförmige Struktur, die sich superior und anterior des Unterhorns des Seitenventrikels befindet. Im transversalen MRT-Schnitt auf Höhe des Pons erscheint die Amygdala wie eine runde Struktur unmittelbar vor dem Hippocampus.

Der Gyrus subcallosus liegt tief im Genu des Corpus callosum, während der Gyrus cinguli sich nach oben fortsetzt und sich über die gesamte obere Fläche des Corpus callosum wölbt.

Großhirnrinde

Nach der Beurteilung der subkortikalen Strukturen solltest du das Hirngewebe als Ganzes betrachten. Achte hierbei insbesondere darauf, ob sich graue und weiße Substanz klar voneinander abgrenzen lassen.

• Eine fehlende Abgrenzbarkeit zwischen grauer und weißer Substanz kann beim zytotoxischen Hirnödem vorkommen. Häufige Ursachen hierfür können die hypoxisch-ischämische Enzephalopathie und die Hirnischämie sein.
• Beim vasogenen Hirnödem hingegen sind zugrundeliegende Raumforderungen gut abgrenzbar. Ursache hierfür sind üblicherweise Störungen der Blut-Hirn-Schranke im Hirngewebe, welches den Tumor umgibt. Als Folge entsteht ein extrazelluläres Hirnödem, welches die Signalintensität der weißen Substanz verstärkt.

Konzentriere dich auch auf die Windungen der Großhirnrinde. Normalerweise sollten die Gyri dicht beieinander liegen, können aber gut voneinander abgegrenzt werden. Verbreiterungen und Vertiefungen der Sulci sowie eine Erweiterung der Liquorräume können auf eine Volumenreduktion der Hirnmasse (Hirnatrophie) hinweisen. Diese können im Rahmen von neurodegenerativen Erkrankungen, wie dem Morbus Alzheimer auftreten.

Meningen

Die Meningen sind drei bindegewebige Häute, die das Gehirn und das Rückenmark schützend umgeben. Die Pia mater ist die innerste Schicht und liegt der Hirnrinde direkt auf. Die Arachnoidea mater ist die mittlere Schicht. Ganz außen und teilweise mit der Schädelkalotte verwachsen liegt die Dura mater. Zwischen den einzelnen Schichten befinden sich drei Räume. Zu diesen gehören der Epiduralraum (zwischen Schädelkalotte und Dura mater), der Subduralraum (zwischen Dura und Arachnoidea mater) und der Subarachnoidalraum (zwischen Arachnoidea und Pia mater). Die Meningen und ihre Räume spielen eine wichtige Rolle beim Schädel-Hirn-Trauma.

• Eine abrupte und heftige Bewegung des Kopfes wie zum Beispiel beim Autounfall kann eine Ruptur der Brückenvenen verursachen. Diese gehen von den oberflächlichen Hirnvenen ab und durchbrechen die Dura mater. Bei Ruptur dieser Gefäße kommt es zur venösen Blutung zwischen Dura mater und dem Gehirn. Dies kann zu einem subduralen Hämatom führen, das halbmondförmig und zum Hirngewebe hin konkav verlaufend erscheint.
• Eine Schädelfraktur führt häufig zur Ruptur der hirnhautversorgenden Arterien, typischerweise der Arteria meningea media. Durch die Blutung kommt es zur Ablösung der Dura von der Schädelkalotte, wobei ein Epiduralhämatom entsteht. Die Blutansammlung hat eine bikonvexe Form und wird durch die Suturen der Schädelknochen begrenzt, da die Dura mater dort mit der Kalotte verbunden ist.
• Bei der Ruptur eines intrakraniellen Aneurysmas, also einer Wandaussackung eines hirnversorgenden Gefäßes, entsteht eine Subarachnoidalblutung. Diese lebensbedrohliche Blutung bedarf eines neurochirurgischen oder neuroradiologischen Notfalleingriffs. Hierbei wird die Blutung entweder operativ gestoppt oder mittels endovaskulärem Coiling gestillt. Die Prognose der Subarachnoidalblutung ist insgesamt ungünstig und hängt von der Schwere der Blutung ab. Die Diagnosestellung der Blutung erfolgt unter anderem durch Computertomographie (CT) und digitale Subtraktionsangiographie. Bei nicht-rupturiertem Aneurysma kann ein MRT Aufschluss über die genaue Lage einer zugrundeliegenden Gefäßmalformation geben.

Hirnstamm

Der Hirnstamm findet sich zwischen dem Zwischenhirn (Diencephalon) und dem Rückenmark. Von kranial nach kaudal besteht der Hirnstamm aus dem Mesencephalon (Mittelhirn), dem Pons (Brücke) und dem verlängerten Rückenmark (Medulla oblongata). Die Kerngebiete der Hirnnerven befinden sich im Hirnstamm. Das Mittelhirn ähnelt auf dem transversalen MRT-Bild einer Micky Maus, der Zeichentrickfigur von Disney. Auf einer normalen MRT-Aufnahme lässt sich nur die Form des Mittelhirns klar abgrenzen. Zur Beurteilung der einzelnen Strukturen solltest du folgende Vorgehensweise befolgen:

• Die Hirnstiele (Pedunculi cerebri) entsprechen den Ohren von Micky Maus. Medial der Hirnstiele befindet sich die graue Substanz (Substantia nigra).
• Die beiden Nuclei ruber sehen aus wie die Augen von Micky Maus, sind im MRT jedoch oftmals nicht sichtbar. Der Nucleus nervi oculomotorii und der Fasciculus longitudinalis medialis bilden die Nasenlöcher der Micky Maus.
• Der Aqueductus cerebri und die umgebende graue Substanz werden als Mund von Micky Maus abgebildet. Diese Strukturen sind auf Höhe des Mittelhirns sichtbar.

Der Pons befindet sich zwischen dem Mesencephalon und der Medulla oblongata. Genau wie beim Mesencephalon lässt sich auch der Pons nicht detailliert abbilden. Auf dem transversalen MRT-Bild ähnelt der Pons einem vierblättrigen Kleeblatt und direkt hinter ihm ist das Cerebellum sichtbar. Der Pons zusammen mit dem
(Cerebellum) und dem Felsenbein (Pars petrosa) des Schläfenbeins (Os temporale) begrenzt einen anatomischen Raum, der als Kleinhirnbrückenwinkel bezeichnet wird. Im MRT-Bild in transversaler Ebene entspricht der Kleinhirnbrückenwinkel der Grenze zwischen dem Pons und dem Cerebellum. Der Nervus vestibulocochlearis und der Nervus facialis durchziehen den Kleinhirnbrückenwinkel. Daher spielt der Kleinhirnbrückenwinkel eine wichtige klinische Rolle. Bei Tumoren in diesem Bereich, beispielsweise dem Akustikusneurinom, kommt es zu Funktionseinschränkungen der erwähnten Hirnnerven.

Die Medulla oblongata befindet sich zwischen Pons und Rückenmark. Zusammen mit dem unteren Teil der dorsalen Oberfläche der Pons bildet sie den Boden des vierten Ventrikels, der als hyperintense viereckige Zisterne zwischen Medulla und Kleinhirn zu sehen ist.

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Kleinhirn

Das Kleinhirn (Cerebellum) befindet sich in der hinteren Schädelgrube (Fossa cranii posterior) und liegt unter dem Okzipitallappen des Großhirns. Er besteht aus rechter und linker Hemisphäre, die in der Mitte über den Kleinhirnwurm (Vermis cerebelli) verbunden sind. Das Kleinhirn sitzt mit seinen beiden Fortsätzen, den Kleinhirntonsillen, in der hinteren Schädelgrube.

Der Vermis ist die zentrale Struktur auf der MRT-Aufnahme des Cerebellums in der Transversalebene. In der weißen Substanz auf den beiden Seiten des Vermis befinden sich die Kleinhirnkerne. Von medial nach lateral heißen diese: Nucleus fastigii, Nucleus globosus, Nucleus emboliformis und Nucleus dentatus. Lateral des Marklagers sehen wir die Kleinhirnrinde. Die Oberfläche der Kleinhirnrinde wird durch viele transversal verlaufende Furchen (Fissurae cerebelli) gegliedert, dadurch entsteht die typische morphologische Struktur des Cerebellums auf dem MRT-Bild. Sie wird aufgrund ihres typischen baumartigen Erscheinungsbildes als Arbor vitae (Lebensbaum) bezeichnet.

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