zur Navigation zum Inhalt
 
Radiologie 6. Dezember 2005

Darstellung von Hirnaktivitäten

Mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanz-Tomographie (fMRT) kann vor einer Gehirnoperation die Lokalisation von essenziellen Hirnarealen bestimmt werden. Dadurch weiß der Chirurg, wo jene Bereiche liegen, die während der Operation nicht geschädigt werden dürfen.

„Zu den essenziellen und auch klinisch wichtigen Gehirnarealen zählen neben dem Motorcortex (Gyrus praecentralis) vor allem das Broca- und Wernicke-Areal und die für das Gedächtnis wichtigen medialen Temporallappen-Areale“, erklärt Prof. Dr. Roland Beisteiner, Wiener Univ.-Klinik für Neurologie. Aufgrund der intrazerebralen Pathologien sei die genaue Lokalisation dieser kritischen Hirnareale bei jedem Patienten unterschiedlich. Darüber hinaus habe sich durch die Anwendung aufwändiger Spezialuntersuchungstechniken gezeigt, dass die klinisch relevante Ausdehnung funktioneller Zentren oft sehr gering ist und daher besonders zuverlässig diagnostiziert werden sollte (vgl. Abbildungen). Im Gespräch mit NETWORK RADIOLOGIE fasste Beisteiner den Wissensstand zum Thema „Funktionelle MRT“ zusammen.

Wie funktioniert die funktionelle MRT?
Beisteiner: Mit der funktionellen MRT werden ohne Kontrastmittel Durchblutungs-Änderungen in aktiven Hirnregionen sichtbar gemacht. Man misst also keine Nervenzellaktivität, sondern eine Mehrdurchblutung. Dabei ist von Bedeutung, dass in den Bereichen neuronaler Aktivität mehr oxygeniertes Hämoglobin zugeführt wird als vom Gehirn kurzfristig abgebaut werden kann. Während beim Oxyhämoglobin die magnetische Eigenschaft des Eisens weitgehend maskiert ist, besitzen die Eisenatome des Desoxyhämoglobin ihre volle magnetische Eigenschaft und stören damit das lokale Magnetfeld. Deoxygeniertes Hb führt daher zu einer lokalen Signalverminderung. Hingegen führt der Anstieg des oxygenierten Hämoglobins in den Kapillaren und venösen Gefäßen zu einer verlangsamten Dephasierung (Verlust der Phasenkohärenz) der Protonenspins und somit zu einer Messsignal-Erhöhung. Diese Zusammenhänge werden als BOLD(Blood oxygen level dependent)-Effekt bezeichnet.

In welchen Bereichen wird die fMRT heute routinemäßig eingesetzt?
Beisteiner: Neben Therapie-Verlaufsstudien ist das Haupteinsatzgebiet vor allem die prächirurgische Lokalisation von funktionell wichtigen Hirnzentren. Mit dieser Information kann der Operationsablauf so geplant werden, dass der Patient durch den Eingriff keine Funktionsausfälle, z.B. Lähmungen, Sprachstörungen oder Gedächtnisprobleme, erleidet und etwa eine Tumorresektion möglichst radikal erfolgen kann. Aufgrund der Komplexität des Verfahrens sind fMRT-Befunderstellungen schwierig, die Gefahr von Fehllokalisationen ist hoch. Deshalb ist insbesondere für die klinische Diagnostik ein Team mit langjähriger einschlägiger Erfahrung und wissenschaftlicher Beschäftigung mit der Thematik erforderlich. Ferner muss jeder Patient vor der Messung eingehend klinisch neurologisch untersucht werden, um den Untersuchungsablauf individuell festlegen zu können, beispielsweise bei Patienten mit Paresen, Aphasien, Unruhezuständen. Diese Voraussetzungen sind üblicherweise vor allem an Universitätskliniken gegeben. Aufgrund unserer intensiven Entwicklungsarbeit zur Optimierung der Methode sind wir heute in der Lage, international führende Befundqualität anzubieten. Während normalerweise Befunderfolgsraten von 70 bis 80 Prozent publiziert werden, liegt in unserer Arbeitsgruppe die Erfolgsrate bei annähernd 100 Prozent. Hinzu kommen eindrucksvolle Bestätigungen unserer Befundvalidität durch intraoperative Stimulationsverfahren (siehe Abbildungen).

 detail

Je nach Erfahrung und Kompetenz der lokalen klinischen fMRT-Gruppe wird das Verfahren häufiger oder seltener eingesetzt. Die Patienten haben daher bessere oder schlechtere Chancen auf eine optimale präoperative Abklärung und eine Reduktion des perioperativen Risikos. An der Medizinischen Universität Wien ist die Situation so, dass fMRT-Befunde von meiner Gruppe kontinuierlich erstellt werden. Der Vorstand der Univ.-Klinik für Neurochirurgie hat bereits vor zwei Jahren anlässlich der Eröffnung des Neuronetzwerkes zum Ausdruck gebracht, dass bei manchen Patienten mit kritischer Pathologielage das Patientenmanagement an seiner Klinik inzwischen von unseren Befunden abhängt. Dies wird auch durch die zunehmende Anzahl an Zuweisungen von innerhalb und außerhalb des AKH bestätigt.

Was waren die wichtigsten Entwicklungen der letzten Jahre?
Beisteiner: Hier sind vor allem die Feldstärkezunahme (3 Tesla-Geräte), die Verbesserungen bei Bildqualität und Artefaktkorrektur (z.B. die derzeit in Entwicklung befindlichen B0-Mapping-Techniken), und die Mehrkanal-Phased-Array-Spulensysteme zu nennen. Letztere führen zu deutlichen Verbesserungen bei der räumlichen Auflösung und dem Signal-Rausch-Verhältnis.

Wie lauten die Hauptziele der neuen Österreichischen Gesellschaft für funktionelle MRT?
Beisteiner: Das Hauptziel der im letzten Jahr von Arbeitsgruppen aus Wien, Innsbruck und Salzburg gegründeten Gesellschaft ist die Förderung der sicheren klinischen Anwendung des Verfahrens zum Ersatz invasiver und patientenbelastender Untersuchungstechniken, z.B. des sehr unangenehmen WADA-Tests. Wichtige Anliegen sind auch eine weitere Verbreitung der Technik und eine bessere Information der Zuweiser. Die Gesellschaft veranstaltet jedes Jahr eine Tagung für den deutschsprachigen Raum und hat zudem zusammen mit der Österreichischen Gesellschaft für klinische Neurophysiologie ein Ausbildungscurriculum erarbeitet, dessen zweiter Teil am 9. Dezember 2005 in Salzburg anlässlich der Jahrestagung stattfinden wird.

Wo liegen die Limitationen der fMRT?
Beisteiner: Ich würde nicht von Limitationen sprechen, eher von Problemen. Zu den Hauptproblemen zählen auf jeden Fall die mangelnde Kooperationsfähigkeit, etwa von Kindern oder von Patienten mit Paresen. Auch die Messdauer stellt ein Problem dar. Ein gutes Kontrast-Rausch-Verhältnis erfordert eine lange Messdauer, andererseits wird diese durch zunehmende Bewegungsartefakte limitiert. An den Übergängen von Hirngewebe zu luftgefüllten Hohlräumen wird das Magnetfeld inhomogen; dadurch kommt es in der MRT zu Verformungen des Gehirns. Zu nennen sind auch unbekanntes Signalverhalten bei Pathologien sowie teilweise auch bei besonderen physiologischen Situationen, z.B. Signalabfälle bei Kleinkindern. Weiters kann es, wenn die Technik nicht perfekt beherrscht wird, dazu kommen, dass die Ergebnisvariabilität so hoch ist, dass an einem Tag in einem bestimmten Gehirnareal Aktivität gefunden wird, welche am nächsten Tag nicht mehr reproduzierbar ist. Aus diesen Gründen ist die patientenspezifische Kompetenz und Erfahrung von besonderer Bedeutung.

Wie sieht Ihr Blick in die Zukunft aus?
Beisteiner: Ich freue mich auf eine Weiterführung der guten interdisziplinären Kooperation bei der Patientendiagnostik, insbesondere mit der Univ.-Klinik für Radiologie und dem angeschlossenen Exzellenzzentrum Hochfeld-MR (Prof. Imhof, Prof. Trattnig), aber auch mit den Partnern im Rahmen der klinischen Patientenbetreuung (hauptsächlich den Univ.-Kliniken für Neurochirurgie, Neurologie und Pädiatrie). Bei der fMRT handelt es sich um aufwändige medizinische Spitzendiagnostik, die nur an wenigen Zentren europaweit mit der erforderlichen und validierten Befundsicherheit zur Verfügung steht. Diese Diagnostik bedarf langjährig ausgebildeter, hochqualifizierter klinischer fMRT-Experten. Der Finanzbedarf ist entsprechend hoch. Es ist daher bedauerlich, dass sowohl beim AKH als auch bei der Medizinischen Universität Wien Ansuchen um finanzielle Unterstützung unserer AG bisher nicht auf fruchtbaren Boden gefallen sind. Derzeit wird jede einzelne Patientenuntersuchung von uns selbst finanziert. Hinzu kommt eine zunehmende Belastung des universitätsärztlichen Personals mit Routinearbeiten und Lehrverpflichtungen bei derzeit laufender zehnprozentiger Stellenreduktion. Mein Zukunftswunsch wäre daher, dass die entsprechenden Entscheidungsträger sich dazu bewegen lassen, Prioritäten zugunsten medizinischer Spitzendiagnostik zu setzen, da diese langfristig nicht allein auf Idealismus basieren kann. Auch medizinethisch ist hier meines Erachtens zu bedenken, dass Patienten zwar zahlreiche Möglichkeiten vorfinden, Routineuntersuchungen in Österreich durchführen zu las-sen – für den unter Umständen therapieentscheidenden fMRT-Befund sind sie aber auf die (finanzabhängige) Kapazität und Qualität der lokalen klinischen Expertengruppe angewiesen.

Infos im Internet: www.oegfmrt.org
(Österr. Gesellschaft für funktionelle MRT).
Danksagung: Die dargestellten Patientendaten wurden in Zusammenarbeit mit den Mitarbeitern der AG klinische fMRT an den Wiener Univ.-Kliniken für Neurologie und Radiologie erstellt. Die intraoperative Stimulation hat Prof. Rössler (Univ.-Klinik für Neurochirurgie Wien) durchgeführt.

Das Gespräch führte

Dr. Peter Wallner, Ärzte Woche 22/2001

Zu diesem Thema wurden noch keine Kommentare abgegeben.

Medizin heute

Aktuelle Printausgaben