K.ER. Neufang D. Beyer Digitale Subtraktions angi0 grapbie in Klinik und Praxis Unter Mitarbeit von F. Christ, W. Gross-Fengels und G. P. Krestin Geleitwort von G. Friedmann Mit 175 Abbildungen in 430 Einzeldarstellungen Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York London Paris Tokyo ISBN-13: 978-3-642-93359-2 e-ISBN-13: 978-3-642-93358-5 DOl: lO.1007/978-3-642-93358-5 CIP-Titelaufnahme der Deutschen Bibliothek: Neufang, Karl F. R.: Digitale Subtraktionsangiographie in Klinik und Praxis I K. F. R. Neu fang; D. Beyer. Mit Beitr. von F. Christ ... -Berlin; Heidelberg; New York; London; Paris; Tokyo: Springer, 1988 ISBN-13: 978-3-642-93359-2 NE: Beyer, Dieter: Das Werk ist urheberrechtlich geschtitzt. Die dadurch begriindeten Rechte, insbesondere die der Ubersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabel len, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfaltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen bleiben, auch bei nur auszugsweiser Ver wertung, vorbehalten. Eine Vervielfaltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsge setzes der Bundesrepublik Deutschland Yom 9. September 1965 in der Fassung yom 24. Juni 1985 zuliissig. Sie ist grundsatzlich vergtitungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1988 Softcover reprint of the hardcover 1 st edition 1988 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in die sem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daB sol che Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden dtirften. Produkthaftung: Ftir Angaben tiber Dosierungsanweisungen und Applikationsformen kann yom Verlag keine Gewahr tibernommen werden. Derartige Angaben mtissen yom jeweiligen Anwender im Einzelfall anhand anderer Literaturstellen auf ihre Richtigkeit iiberpriift wer den. Reproduktion der Abbildungen: Graphische Kunstanstalt G. Dreher, Stuttgart Satz, Druck und Bindearbeiten: Druckerei Appl, Wemding 2121/3130-543210 Adressenverzeichnis Priv.-Doz. Dr. med. KARL FRIEDRICH RUDOLF NEUFANG Radiologisches Institut der Universitat zu Koln Zentralklinikum Ebene 6, loseph-Stelzmann-Str. 9 0-5000 Koln 41 Prof. Dr. med. DIETER BEYER Radiologisches Institut Krankenhaus Porz am Rhein, Urbacher Weg 19 0-5000 Koln 90 Priv.-Doz. Dr. med. FRIEDRICH CHRIST Radiologische Universitatsklinik D-5300 Bonn-Venusberg Dr. med. WALTER GRoss-FENGELS Radiologisches Institut der Universitat zu Koln Zentralklinikum Ebene 6, loseph-Stelzmann-Str. 9 0-5000 Koln 41 Dr. med. GABRIEL PAUL KRESTIN Radiologisches Institut der Universitat zu Koln Zentralklinikum Ebene 6, loseph-Stelzmann-Str. 9 D-5000 Koln 41 Geleitwort GefaBerkrankungen fUhren in zunehmendem MaBe zur vorzeitigen Arbeitsunfahigkeit. Diagnostik und Therapie sind bemiiht, dieses Stadium moglichst hinauszuzogern; die Diagnostik, indem sie die Folgen der arteriellen VerschluBkrankheit friihzeitig und in einer gut reparablen Phase zu erfassen versucht, die Therapie, indem sie aufgrund der verbesserten Diagnostik die Entscheidung, ob von einer konservativen, operativen oder interventionellen Behandlung der beste Erfolg zu erwarten ist, sicherer treffen kann. Durch die Digitale Subtraktionsangiographie ist es moglich geworden, manche Frage mittels der intravenosen Kontrastmittel injektion und somit fUr den Patienten schonend und verhaltnisma Big risikoarm zu beantworten, andererseits aber durch die intraar terielle Untersuchung die peripheren GefaBprovinzen besser und iibersichtlicher darzustellen, in ihrer Wandbeschaffenheit fraglich veranderte GefaBe in mehreren Ebenen zu untersuchen und auf relativ einfache Weise das Behandlungsergebnis zu iiberpriifen. Da die einzelnen Indikationen zur noch erforderlichen klassi schen Angiographie, zur moglichen intravenosen oder notwendi gen intraarteriellen Digitalen Subtraktionsangiographie heute weit gehend festliegen und diese Entwicklung zu einem gewissen AbschluB gelangt ist, wurden die in mehrjahriger enger Koopera tion mit den klinischen Disziplinen gewonnenen Erfahrungen in dem vorliegenden Buch zusammengefaBt. Es ist den Autoren aus meiner Sicht gelungen, einen ausge zeichneten Oberblick iiber aile Anwendungsbereiche der Digitalen Subtraktionsangiographie zu geben und herauszuarbeiten, auf wel che Weise die sich aus Anamnese und klinischer Symptomatik ergebenden Fragen angiographisch am besten zu klaren sind. Das instruktive und sorgfaltig ausgewahlte Bildmaterial weist viel Bezug zur Klinik auf und zeigt die Grenzen und Moglichkeiten aber auch die Fehlerquellen des Verfahrens auf. Ich hoffe, daB viele Kollegen Nutzen aus dies em Buch fUr ihre eigene Arbeit ziehen konnen und wiinsche ihm eine gute Auf nahme durch den Leser. G. FRIEDMANN Vorwort GefaBerkrankungen tragen in erheblichem MaBe zur vorzeitigen Arbeitsunfahigkeit bei. Ihre Diagnostik hat in den vergangen Jah ren durch die Sonographie mit Dopplerverfahren eine wachsende Bedeutung gewonnen. Dennoch ist die klassische Angiographie bis heute der "Goldene Standard" geblieben, an dem. sich aIle anderen Verfahren messen mussen. Mit der raschen Entwicklung der Computertechnologie beginnt die digitale Bildtechnik auch in der Radiologie FuB zu fassen. Ein Schritt in diese Richtung ist die Digitale Subtraktionsangiographie (DSA). Dabei stand zuniichst der Einsatz als ambulante "venose DSA" im Vordergrund. Die Hoffnung, sie konnte die bisherige arterielle Kathetertechnik in allen Fragestellungen ersetzen, erfullte sich jedoch nicht. In der Folge gewann daher die Verbindung der DSA mit der herkommlichen arteriellen Kathetertechnik als "ar terielle DSA" zunehmende Bedeutung, so daB heute zwischen zwei unterschiedlichen Anwendungskonzepten gewiihlt werden kann. In den vergangenen 6 Jahren haben sich in Zusammenarbeit mit den klinischen Disziplinen die Moglichkeiten, aber auch die Grenzen der DSA gezeigt. Dieses Manual faBt den aktuellen Stand dieser Erfahrungen zusammen und bietet sich so dem Radiologen fUr seine Uigliche Arbeit an, indem es die den jeweiligen Fragestel lungen angemessene Untersuchungstechnik beschreibt und auf Fehler- und Irrtumsmoglichkeiten aufmerksam macht. Dariiber hinaus setzt es sich kritisch mit den Indikationen auseinander und ordnet die DSA in das Spektrum bekannter radiologischer und nichtradiologischer Untersuchungsverfahren ein. Das Buch wendet sich daher in gleichem MaBe auch an die Kollegen, die mit der Behandlung von GefiiBerkrankungen befaBt sind und die Indika tionen zu angiographischen Untersuchungen stell en. Fur die Unterstutzung bei klinischen Studien und experimen tellen Untersuchungen danken wir den Direktoren und Mitarbei tern der Kliniken, die uns Einsicht in die Krankenakten ermoglich ten, Herm Prof. Dr. K. Ewen, Dusseldorf, fUr seinen Rat bei den Untersuchungen zur Strahlenexposition, und Herm Dr. P. Marhoff, Siemens Erlangen, fUr die Durchsicht des Kapitels uber physika- X Vorwort lisch-technische Grundlagen. Geholfen haben uns auch Frau U. Neufang beim Lesen der Korrekturen, Herr F. Textoris bei der fotografischen Bearbeitung des Bildmaterials, und Frau L. Milo und Frau H. Rahbar als Sekretarinnen. 1m Winter 1987/1988 K. F. R. NEUFANG D.BEYER Inhaltsverzeichnis 1 Physikalisch-technische Grundlagen der DSA 1.1 Rontgenphysik und Apparatetechnik K. F. R. NEUFANG . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Strahlenschutz K. F. R. NEUFANG . . .................. 48 2 Untersuchungstechnik 2.1 Grundlagen und Technik der venosen Kontrastmittelinjektion bei der i. v. DSA K.F.R.NEUFANG, D.BEYER . . . . . . . . 55 2.2 Sicherheit uod Nebenwirkungen der DSA W.GRoss-FENGELS, K.F.R.NEUFANG, D.BEYER 65 3 Klinische Anwendung 3.1 Aortenbogen und himversorgende Arterlen K.F.R.NEUFANG ............. . .. 81 3.2 Intrakranieller und intraspinaler Raum K.F.R.NEUFANG ............. . .124 3.3 Lunge G.P.KRESTIN, W.GRoss-FENGELS, K.F.R.NEUFANG . 142 3.4 Herz F.CHRIST .......................... 152 3.5 Thorakale Aorta W.GRoss-FENGELS, G.P.KRESTIN, K.F.R.NEUFANG . 178 3.6 Arterlen der oberen ExtremiHit D.BEYER, K.F.R.NEUFANG ..........•..... 194 3.7 Abdominelle Aorta und Arterlen der unteren Extremitat D.BEYER, K.F.R.NEUFANG ................ 204 3.8 Niere K.F.R.NEUFANG,D.BEYER .246 3.9 Oberbauchorgane und MesenterlalgefaBe G.P.KRESTIN, D.BEYER, K.F.R.NEUFANG . .274 XII Inhaltsverzeichnis 3.10 Interventionelle Radiologie W.GRoss-FENGELS, D.BEYER, KF.RNEUFANG . 291 3.11 Venensystem KF.RNEUFANG, D.BEYER ..... . . 315 3.12 Hamodialyseshunts K F. R NEUFANG, W. GRoss-FENGELS .332 Sachverzeichnis ........................... 347 1 Physikalisch-technische Grundlagen der DSA 1.1 Rontgenphysik ond Apparatetechnik K. F. R. NEUFANG 1.1.1 Prinzip und Methoden der Subtraktion Prinzip der DSA ist die elektronische Subtraktion von kontrastmittelfreien "Mas ken-" und Kontrastmittel enthaltenden "Fullungsbildern" mit dem Ziel der - moglichst vollsUindigen Elimination aller nicht durch jodhaltiges Rontgenkon trastmittel hervorgerufenen Bildsignale, und der - Hervorhebung und Verstarkung des lodkontrastes (Abb.1 und 2). Zeitliche Subtraktionsverfahren Gemeinsames Prinzip: Es werden Bilder wahrend der Kontrastmittelpassage mit konstanten Aufnahmeparametern gewonnen. Einfache Maskensubtraktion ("konventionelle" DSA) Prinzip: Von einer Maske wird eine Folge von Fullungsbildern subtrahiert, und umgekehrt. Zur Zeit hiiufigste Form der DSA. Problem: Anfalligkeit fiir Bewegungsartefakte, v. a. bei der intravenosen DSA, da hier wegen des langen Kontrastmittelbolus der zeitliche Abstand zwischen Maske und Fiillungsbild nicht beliebig verkiirzt werden kann. Zeit-Intervall-Differenz-Subtraktion (Time-interval-difference = TID) Prinzip: Maske und Fiillungsbild haben einen konstanten Abstand voneinander (Abb.3a). Ergebnis: Analyse rascher Bewegungsablaufe wird erleichtert. Problem: Setzt schnelles An- und Abfluten des Kontrastmittels im Gefiil3 voraus. Matched filtering, Recursive filtering Prinzip: Maske und Fiillungsbild werden durch gewichtete Integration von Einzel bildern berechnet.