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Kraniofaziale Fehlbildungen und Ver- letzungen führen häufig zu Defekten, Dislokationen oder Volumenänderun- gen der orbitalen Weichgewebe, die ei- ne operative Korrektur erforderlich machen. Besondere Bedeutung kommt dabei der engen Beziehung zwischen dem Knochenlager und dem Orbitain- halt zu, da nur ein optimales Zusam- menwirken sowohl die funktionellen als auch die ästhetischen Anforderun- gen erfüllen kann [10]. Sowohl die Häufigkeit als auch die Ursachen für pathologische Veränderungen werden in der Literatur unterschiedlich be- schrieben. Joos konnte 1995 aufzeigen, daß nach traumatischen Orbitaschädi- gungen (Abb. 1) sekundäre Lagekor- rekturen des Bulbus sowohl funktio- nell als auch ästhetisch schlechter ab- schnitten als primäre Rekonstruktio- nen [5]. Das Problem lag zumeist in ei- ner unvollständigen Weichgewebsdia- gnostik. Motoki et al. wiesen in einer Studie nach, daß in immerhin 37.7% der Fälle von Orbitotomien bei kranio- fazialen Fehlbildungen (Abb. 2) ein se- kundärer rekonstruktionsbedürftiger Enophthalmus auftrat [9]. Yeatts gab in 90% der Fälle nach Le-Fort-II + III- Frakturen einen Enophthalmus als Fol- ge an [12]. Wichtig erscheint dabei allen Autoren, daß eben nicht nur knöcherne Defekte oder Veränderun- gen, sondern auch Veränderungen des Weichgewebes bei ungestörter oder re- konstruierter Knochenstruktur die Ur- sache für ästhetische und funktionelle Störungen wie Motilitätsstörungen, Di - plopie und Visusverlust sein können. Die Grundlage einer exakten Rekon- struktion sollten daher Daten über Po- sition, Ausdehnung und Relation aller beteiligten Strukturen sein. Es ist somit unerläßlich, vor operativen Eingriffen sowohl den Knochen als auch das Weichgewebe exakt zu beurteilen, da nur eine koordinierte Rekonstruktion zum Erfolg führen kann. Im Gegensatz zur relativ einheitlichen und gut ab- grenzbaren Knochenstruktur bestehen die orbitalen Weichgewebe aus sehr unterschiedlichen Strukturen (z. B. Fett , Muskel, Nerven, Bindegewebe), die sich z.T. ineinander lagern und nur schwer zu differenzieren sind. Zur Ver- besserung der Darstellung wurden be- reits unterschiedliche Verfahren ange- wandt [1, 2, 6], die jedoch alle nicht die gewünschte räumliche Darstellung er- brachten. Die MRT bietet die besten Voraussetzungen, Weichgewebe diffe- renziert darzustellen, und somit war es Ziel dieser Studie, eine dreidimensio- nale MRT-Rekonstruktion der Orbita zu erzielen. Patienten und Untersuchungsmethode Am Institut für Klinische Radiologie der West- fälischen Wilhelms-Universität Münster wur- den insgesamt 8 Patienten untersucht, 5 davon standen zur Sekundärkorrektur nach Trauma an, 3 wiesen eine kraniofaziale Fehlbildung auf (Goldenhar-Syndrom, hemifaziale Mikrosomie, Mund Kiefer GesichtsChir (1998) 2 [Suppl 2] : S 91–S93 © Springer-Verlag 1998 MRT-3D-Darstellung der Orbita bei kraniofazialen Fehlbildungen und Verletzungen J. Kleinheinz 1 , T. Stamm 2 , N. Meier 3 , H.-P. Wiesmann 1 , U. Joos 1 1 Klinik und Poliklinik für Mund- und Kiefer-Gesichtschirurgie (Prof. Dr. Dr. Dr. h.c. U. Joos), Westfälische Wilhelms-Universität, Münster 2 Poliklinik für Kieferorthopädie (Prof. Dr. U. Ehmer), Westfälische Wilhelms-Universität, Münster 3 Institut für Klinische Radiologie (Komm. Dir. Prof. Dr. N. Willich), Westfälische Wilhelms-Universität, Münster Dr. J. Kleinheinz, Klinik und Poliklinik für Mund- und Kiefer-Gesichtschirurgie, Westfäli- sche Wilhelms-Universität Münster, Waldeyer- straße 30, D-48129 Münster S91 Zusammenfassung Kraniofaziale Fehlbildungen und Verletzungen im Bereich der Orbi- ta führen häufig zu Veränderungen an den Weichgeweben, die eine di- rekte operative Korrektur der ver- änderten Struktur oder aber des Knochenlagers erforderlich ma- chen. Für die räumliche Diagno- stik der knöchernen Strukturen steht mit dem CT und den 3D-Rekon- struktionen ein optimales Verfah- ren zur Verfügung. Für die Weich- gewebe konnte bisher kein äquiva- lentes Verfahren angewendet wer- den. Ziel dieser Studie war es, ei- ne dreidimensionale differenzierte MRT-Darstellung für alle orbita- len Weichgewebe zu erzielen. Es wurden insgesamt 8 Patienten mit unterschiedlichen Veränderungen der Orbita untersucht. Davon stan- den 5 zur Sekundärversorgung nach Trauma an und 3 wiesen eine Fehlbildung auf. Die 3D-Rekon- struktionen wurden in Volume-ren- dering-Technik aus den mit einer Standardkopfspule am Kernspinto- mographen erstellten, 3 mm dicken axialen Schichten berechnet. Die signalarmen Knochenbereiche wur- den zusätzlich in koronarer Schnitt - führung erfaßt, um eine Ortsauf- lösung von 0,5 mm auch in die- ser Ebene zu erreichen. Es ließ sich zeigen, daß eine differenzierte 3D-Darstellung der unterschiedli- chen Weichgewebe der Orbita mög- lich ist. Wenngleich die knöcherne Darstellung aufgrund der Signal- schwäche der dünnen Knochen- wände der Schwachpunkt dieser Technik bleibt, so ist doch der Bul- bus, wegen seiner allseitigen ein- deutigen Abgrenzbarkeit, auch von unterschiedlichen Rekonstrukteu- ren reproduzierbar darzustellen. Die MRT-3D-Technik stellt somit eine deutliche Bereicherung für die Operationsplanung bei Ein- griffen an der Orbita dar. Schlüsselwörter Orbita · Weichgewebe · Trauma · Kraniofaziale Fehlbildung · MRT- 3D ORIGINALIEN

MRT-3D-Darstellung der Orbita bei kraniofazialen Fehlbildungen und Verletzungen

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Page 1: MRT-3D-Darstellung der Orbita bei kraniofazialen Fehlbildungen und Verletzungen

Kraniofaziale Fehlbildungen und Ver-letzungen führen häufig zu Defekten,Dislokationen oder Volumenänderun-gen der orbitalen Weichgewebe, die ei-ne operative Korrektur erforderlichmachen. Besondere Bedeutung kommtdabei der engen Beziehung zwischendem Knochenlager und dem Orbitain-halt zu, da nur ein optimales Zusam-menwirken sowohl die funktionellenals auch die ästhetischen Anforderun-gen erfüllen kann [10]. Sowohl dieHäufigkeit als auch die Ursachen fürpathologische Veränderungen werdenin der Literatur unterschiedlich be-schrieben. Joos konnte 1995 aufzeigen,daß nach traumatischen Orbitaschädi-gungen (Abb. 1) sekundäre Lagekor-rekturen des Bulbus sowohl funktio-nell als auch ästhetisch schlechter ab-schnitten als primäre Rekonstruktio-nen [5]. Das Problem lag zumeist in ei-ner unvollständigen Weichgewebsdia-gnostik. Motoki et al. wiesen in einerStudie nach, daß in immerhin 37.7%der Fälle von Orbitotomien bei kranio-fazialen Fehlbildungen (Abb.2) ein se-kundärer rekonstruktionsbedürftigerEnophthalmus auftrat [9]. Yeatts gab in 90% der Fälle nach Le-Fort-II + III-Frakturen einen Enophthalmus als Fol-ge an [12]. Wichtig erscheint dabei allen Autoren, daß eben nicht nur knöcherne Defekte oder Veränderun-gen, sondern auch Veränderungen des

Weichgewebes bei ungestörter oder re-konstruierter Knochenstruktur die Ur-sache für ästhetische und funktionelleStörungen wie Motilitätsstörungen, Di-plopie und Visusverlust sein können.Die Grundlage einer exakten Rekon-struktion sollten daher Daten über Po-sition, Ausdehnung und Relation allerbeteiligten Strukturen sein. Es ist somitunerläßlich, vor operativen Eingriffensowohl den Knochen als auch dasWeichgewebe exakt zu beurteilen, danur eine koordinierte Rekonstruktionzum Erfolg führen kann. Im Gegensatzzur relativ einheitlichen und gut ab-grenzbaren Knochenstruktur bestehendie orbitalen Weichgewebe aus sehrunterschiedlichen Strukturen (z.B. Fett,Muskel, Nerven, Bindegewebe), diesich z.T. ineinander lagern und nurschwer zu differenzieren sind. Zur Ver-besserung der Darstellung wurden be-reits unterschiedliche Verfahren ange-wandt [1, 2, 6], die jedoch alle nicht diegewünschte räumliche Darstellung er-brachten. Die MRT bietet die bestenVoraussetzungen, Weichgewebe diffe-renziert darzustellen, und somit war esZiel dieser Studie, eine dreidimensio-nale MRT-Rekonstruktion der Orbitazu erzielen.

Patienten und Untersuchungsmethode

Am Institut für Klinische Radiologie der West-fälischen Wilhelms-Universität Münster wur-den insgesamt 8 Patienten untersucht, 5 davonstanden zur Sekundärkorrektur nach Trauma an,3 wiesen eine kraniofaziale Fehlbildung auf(Goldenhar-Syndrom, hemifaziale Mikrosomie,

Mund Kiefer GesichtsChir (1998) 2 [Suppl 2] : S 91–S93 © Springer-Verlag 1998

MRT-3D-Darstellung der Orbitabei kraniofazialen Fehlbildungenund Verletzungen

J. Kleinheinz1, T. Stamm2, N. Meier3, H.-P. Wiesmann1, U. Joos1

1 Klinik und Poliklinik für Mund- und Kiefer-Gesichtschirurgie (Prof. Dr. Dr. Dr. h.c. U. Joos), Westfälische Wilhelms-Universität, Münster2 Poliklinik für Kieferorthopädie (Prof. Dr. U. Ehmer), Westfälische Wilhelms-Universität, Münster3 Institut für Klinische Radiologie (Komm. Dir. Prof. Dr. N. Willich), Westfälische Wilhelms-Universität, Münster

Dr. J. Kleinheinz, Klinik und Poliklinik fürMund- und Kiefer-Gesichtschirurgie, Westfäli-sche Wilhelms-Universität Münster, Waldeyer-straße 30, D-48129 Münster

S91

Zusammenfassung

Kraniofaziale Fehlbildungen undVerletzungen im Bereich der Orbi-ta führen häufig zu Veränderungenan den Weichgeweben, die eine di-rekte operative Korrektur der ver-änderten Struktur oder aber desKnochenlagers erforderlich ma-chen. Für die räumliche Diagno-stik der knöchernen Strukturen stehtmit dem CT und den 3D-Rekon-struktionen ein optimales Verfah-ren zur Verfügung. Für die Weich-gewebe konnte bisher kein äquiva-lentes Verfahren angewendet wer-den. Ziel dieser Studie war es, ei-ne dreidimensionale differenzierteMRT-Darstellung für alle orbita-len Weichgewebe zu erzielen. Eswurden insgesamt 8 Patienten mitunterschiedlichen Veränderungender Orbita untersucht. Davon stan-den 5 zur Sekundärversorgungnach Trauma an und 3 wiesen eineFehlbildung auf. Die 3D-Rekon-struktionen wurden in Volume-ren-dering-Technik aus den mit einerStandardkopfspule am Kernspinto-mographen erstellten, 3 mm dickenaxialen Schichten berechnet. Diesignalarmen Knochenbereiche wur-den zusätzlich in koronarer Schnitt-führung erfaßt, um eine Ortsauf-lösung von 0,5 mm auch in die-ser Ebene zu erreichen. Es ließsich zeigen, daß eine differenzierte3D-Darstellung der unterschiedli-chen Weichgewebe der Orbita mög-lich ist. Wenngleich die knöcherneDarstellung aufgrund der Signal-schwäche der dünnen Knochen-wände der Schwachpunkt dieserTechnik bleibt, so ist doch der Bul-bus, wegen seiner allseitigen ein-deutigen Abgrenzbarkeit, auch vonunterschiedlichen Rekonstrukteu-ren reproduzierbar darzustellen.Die MRT-3D-Technik stellt somiteine deutliche Bereicherung fürdie Operationsplanung bei Ein-griffen an der Orbita dar.

Schlüsselwörter

Orbita · Weichgewebe · Trauma ·Kraniofaziale Fehlbildung · MRT-3D

O R I G I N A L I E N

Page 2: MRT-3D-Darstellung der Orbita bei kraniofazialen Fehlbildungen und Verletzungen

Franceschetti-Syndrom). Für die Aufnahmenwurden ein Gerät vom Typ Siemens Vision mit1,5 T Feldstärke und eine Standardkopfspule

verwendet. Es wurde eine T1-gewichtete (TR400 ms, TE 15 ms), multiplanare Sequenz ge-fahren und somit das komplette Volumen erfaßt.Anschließend wurden die Anzahl und Positionder Schichten frei gewählt, so daß sich eineSchichtdicke von 1,4 mm ergab.

Die 3D-Rekonstruktion wurde in Volume-rendering-technik (VRT) mit dem Softwarepro-gramm Sienet Magic View (Version VA 30A,Fa. Siemens) durchgeführt.

Ergebnisse

Die Auswertung der Bilder ergab einedifferenzierte 3D-Rekonstruktion derorbitalen Weichgewebe. Der Bildnach-bearbeitung kommt bei dieser Tech-nik, aufgrund unterschiedlicher Kon-trastierungsmöglichkeiten, ein beson-derer Stellenwert zu. Eine erste Über-

sicht kann durch die komplette Dar-stellung des oberen Gesichtsdrittels ge-wonnen werden bei der lediglich diebedeckende Hautschicht ausgelöschtwurde (Abb.3). Es hat sich als vorteil-haft herausgestellt, ein möglichst klei-nes Volumenelement, das dem Umfangder Orbita entspricht, zur Beurteilungauszuwählen, um unnötige Überlage-rungen, z.B. durch das Wangenfett, zuvermeiden. Durch gezielte „Filterein-stellungen” können im weiteren Bear-

S92

O R I G I N A L I E N

Mund Kiefer GesichtsChir (1998) 2 [Suppl 2] : S 91–S93© Springer-Verlag 1998

3D-MRI of the orbit in craniofacial malformations and trauma

J. Kleinheinz, T. Stamm, N. Meier, H.-P. Wiesmann, U. Joos

Summary

Craniofacial malformations andtrauma often lead to changes in or-bital soft tissues that require oper-ative correction of both hard andsoft tissues. CT scan and 3D re-constructions are optimal tools forthe evaluation of the bony struc-tures but there is no equivalent forthe orbital soft tissues. The aim ofthis study was to establish a 3D-MRI technique that allows differ-entiated visualization of the differ-ent soft-tissue types of the orbit. A total of eight patients with dif-ferent pathologic conditions of theorbit were examined. Five of thesepatients came for secondary correc-tion after trauma and three showeda craniofacial malformation. 3D re-construction was performed in vol-ume-rendering technique after ac-quisition of 3 mm axial slices. Itwas shown that differentiated visu-alization of the orbital soft tissuesis possible. Even though the thinbony structures have a weak signaland therefore the imaging is poor,the globe could be reconstructedreliably by different radiologistsbecause of its circular delimitationfrom the bone. This technique pro-vides additional support in theplanning of orbital operations.

Key words

Orbit · Soft tissue · Trauma · Cran-iofacial malformations · 3D-MRI

Abb.1. Typische Dislokation der Orbita nach Unfall

Abb.2. Patient mit Goldenhar-Syndrom

1 2

Abb. 3. Übersichtsaufnahme des oberen Ge-sichtsdrittels

Abb.4. Überlagerung durch benachbarte Weich-gewebe verhindern exakte Darstellung

Page 3: MRT-3D-Darstellung der Orbita bei kraniofazialen Fehlbildungen und Verletzungen

beitungsablauf benachbarte Gewebe,wie das Gehirn, kontrastärmer darge-stellt (Abb. 4) oder ganz ausgelöschtwerden (Abb.5). Eine verbesserte räum-

liche Einordnung der Orbita anhand ty-pischer anatomischer Strukturen (z.B.A. carotis, N. opticus) ist ebenfalls sehrgut möglich (Abb. 6). Erleichtert wirddie Befundung der Bilder durch einedynamische Darstellung, bei der dasausgewählte Volumenelement langsamum 360° gedreht wird. Die Verläufedes N. opticus, der Muskulatur und derGefäßversorgung können sehr genauverfolgt, Veränderungen in der anato-mischen Form erkannt und gezielteSchnittebenen zur Vermessung ausge-wählt werden.

Diskussion

Die Methode der 3D-MRT-Rekonstruk-tion erfüllt v. a. die Forderung nach ei-ner multiplanaren Darstellung [4] derWeichgewebe, die zur Beurteilung ei-ner pathologisch veränderten, räumli-chen Struktur unerläßlich ist. Sie stelltsomit eine Verbesserung gegenüberzweidimensionalen Vermessungen [7]dar, die zwar die Position des Bulbusangeben, jedoch keine Aussagen überdie Lokalisation der pathologischenVeränderung machen können. Dies istaus unserer Sicht jedoch eine entschei-dende Voraussetzung für eine kausaleTherapie, gilt es doch v. a. präoperativzu eruieren, ob knöchern [3] oderweichgewebig [8] rekonstruiert wer-den muß.

Nicht zu vergessen ist bei der ge-samten Betrachtung allerdings, daß essich bei der vorgestellten Technik umeine diagnostische Hilfe handelt, diedas schwierige Problem der operativenKorrektur [11] nicht allein lösen kann.Die 3D-MRT-Rekonstruktion stellt u.E. jedoch eine Bereicherung der Orbi-tadiagnostik dar und könnte als Ergän-zung zur knöchernen Darstellung mitder 3D-CT-Rekonstruktion in der in-traoperativen Navigation eingesetztwerden.

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S93

Abb. 5. Muskulatur, N. opticus und Gefäßesind deutlich erkennbar

Abb.6. Beziehung der Orbita zu anderen nicht-knöchernen Geweben ist sehr gut möglich