Blog

Mukoviszidose: Wie werden Veränderungen in der Lunge erfasst? Teil 3: Magnetresonanztomographie (MRT)

Die Erkennung früher Krankheitszeichen in der Lunge ist ein wichtiger Faktor, um rechtzeitig behandeln zu können und weitere Verschlechterungen zu verhindern oder zu verlangsamen. Die Veränderung des Lungengewebes beginnt bei Mukoviszidose (Cystische Fibrose, CF) schon sehr früh. Schon bevor sich in der Lungenfunktionsmessung eine Verschlechterung der Lunge zeigt, kann sich das Lungengewebe krankhaft verändern. Für die Bildgebung der Lunge stehen die Verfahren Röntgen, Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) zur Verfügung. Jedes Verfahren hat seine Stärken und Schwächen, je nachdem, welche Veränderungen man sichtbar machen möchte. In Teil 2 unserer Blogserie über bildgebende Verfahren stellen wir die Computertomographie (CT) vor.

Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist ein Verfahren frei von ionisierender Strahlung, in dem mit wechselnden Magnetfeldern ein Schnittbild des Körpers angefertigt wird. Die MRT wird auch als Kernspintomographie bezeichnet, da die Technik darauf beruht, dass sich bestimmte Atomkerne des Körpers in einem magnetischen Wechselfeld zu einer Bewegung anregen lassen, die dann wiederum als elektrisches Signal vom Gerät gemessen werden kann. Die MRT kann sowohl Weichteile als auch Gefäße darstellen und dies auch in bewegten Bildern, z.B. ein schlagendes Herz oder fließendes Blut. Die MRT bietet den besten Weichteilkontrast, bei etwas geringerer räumlicher Auflösung als die Computertomographie (CT), so dass die bei CF veränderten Strukturen gut abgebildet werden können.

Kontrastmittel zur besseren Darstellung der Strukturen

Die MRT kann mit und ohne Atemanhalte-Manöver durchgeführt werden und sowohl mit als auch ohne Kontrastmittel. Durch den Einsatz von Kontrastmittel kann eine vierdimensionale Darstellung erreicht werden, mit der beispielsweise die Lungendurchblutung oder entzündliche Wandveränderungen sichtbar werden und sogar eine Abgrenzung der verdickten Wand zum aufliegenden Schleim dargestellt werden kann.

Es können in der MRT mit Durchblutungsmessung auch Verstopfungen der kleinen Atemwege nachgewiesen werden, noch bevor diese zu strukturellen Veränderungen des Lungengewebes oder einer Einschränkung der Lungenfunktion (Spirometrie) führen. Auch der Verlust an Gefäßen infolge der Zerstörung des Lungengewebes oder Erweiterungen von Gefäßen sind darstellbar. Diese Erkenntnisse sind wichtig, um weitere Schäden der Lunge zu verhindern (z.B. Bronchiektasen).

Lungenfunktion durch MRT darstellbar

Der Mehrwert einer MRT im Vergleich zu CT oder Röntgen ist vor allem die Möglichkeit einer funktionellen Diagnostik. Die spirometrisch gemessene Lungenfunktion kann noch unverändert sein, wenn in der MRT bereits der Beginn einer Schädigung sichtbar gemacht werden kann und dadurch eine gezielte therapeutische Intervention früher möglich wird.

Es lassen sich in der MRT Störungen der Durchblutung (Perfusion) sichtbar machen, deren Aussagekraft wichtig ist, denn die Lungenperfusion ist eng verknüpft mit der Lungenbelüftung. Eine Störung der Lungenperfusion zeigt bei der Mukoviszidose also eine Störung der Lungenbelüftung an – oft noch bevor die Spirometrie krankhafte Werte der Atemflüsse zeigt.

Entzündliche Prozesse hingegen zeichnen sich durch eine erhöhte Durchblutung des Gewebes aus. Chronische Entzündungen können zu pathologischen Veränderungen der Lungengefäße führen, welche bei schwerem Verlauf zu Bluthusten (Hämoptysen) führen können und dann häufig durch eine Bronchoskopie oder Angiographie behandelt werden müssen. Die MRT kann auch zur Beurteilung des Therapieerfolgs, z.B. mit Antibiotika, eingesetzt werden, weil schon kleine Veränderungen sichtbar gemacht werden können.

Die MRT der Lunge kann man auch mit einer MRT der Nasennebenhöhlen kombinieren, um eine vollständige und strahlungsfreie Darstellung der oberen und unteren Atemwege zu erhalten. Hierzu ist nur eine Kontrastmittelgabe für beide Untersuchungen in Kombination nötig.

MRT in ständiger Weiterentwicklung

In den letzten zehn Jahren wurden MRT-Geräte technisch immer weiterentwickelt, um eine noch höhere Auflösung der Bilder zu erreichen. Es werden neuerdings beispielsweise ultra-kurze Echozeit (UTE)-Sequenzen verwendet, mit denen in Forschungszentren schon Langzeituntersuchungen durchgeführt werden. Eine andere Weiterentwicklung der MRT ist die Protonen-basierte funktionelle MRT, mit der ein Zusammenhang zwischen Ventilation und Perfusion – aber ohne die Gabe von Kontrastmittel – hergestellt werden kann. Sie beruht vor allem auf einer neuen Analysemethode der Bilder mittels Matrix-Pencil-Algorithmus (MP-MRT). Diese Methode wurde bereits an CF-Betroffenen validiert und stellte sich als geeignet heraus, sie auch bei Kindern mit CF anzuwenden. Die Darstellung der Ventilation durch das Einatmen eines hyperpolarisierten Edelgases (z.B. Helium-3) ist eine weitere Spezialität in der MRT-Durchführung, sie wird allerdings bislang noch nicht in der klinischen Routine angewendet. Offene Forschungsfragen sind aktuell u.a. spezielle MRT-Messprotokolle im Vorschulalter und welche die optimalen Zeitabstände für Routineuntersuchungen sein könnten. Auch das Vermeiden einer Kontrastmittelgabe steht im Fokus der Forschung.

Ähnlich wie bei der CT gibt es einen CF-MRT-Score, in dem morphologische und strukturelle Parameter berücksichtigt werden, die in eine Bewertungsskala einfließen. Wie auch bei der CT arbeiten die Forscher an einer Automatisierung der Bewertung der MRT-Untersuchungen, auch unter Anwendung von Verfahren der künstlichen Intelligenz.

MRT-Durchführung ist komplex

Eine MRT kann heutzutage in den meisten spezialisierten Zentren für viele Fragestellungen aussagekräftige Bilder der Lunge erstellen. Dennoch kann nicht in jedem Radiologie-Zentrum jede Fragestellung gleich gut gelöst werden. Dazu sind spezifische Anwendungsprotokolle nötig, die erforscht und erprobt werden müssen. Zudem sind manche Methoden kostenintensiv und es sind zusätzliche Geräte notwendig, um sie durchführen zu können.

Die Durchführung der MRT erfordert einen höheren Zeit- und Personalaufwand als Röntgen- oder CT-Aufnahmen. In vielen Kliniken sind die MRT-Geräte stark ausgelastet und die Wartezeiten entsprechend lang. Außerdem erfordern MRT-Aufnahmen die Fähigkeit des Patienten, ruhig zu liegen, auch wenn ein Atemanhalt grundsätzlich nicht erforderlich ist. Um aussagekräftige Bilder zu bekommen, müssen daher kleine Kinder im Kindergartenalter häufig medikamentös für die Dauer der Untersuchung ruhiggestellt werden. Kinder im Schulalter tolerieren die ca. 30 Minuten Untersuchungszeit jedoch meistens sehr gut und arbeiten gern mit dem durchführenden Personal zusammen.

CT und MRT ergänzen sich

Obwohl die räumliche Auflösung der MRT etwas geringer ist als die der CT, liefert sie dennoch eine vergleichbare Aussage über die geschädigte Lunge. Darüber hinaus hat die MRT eine höhere zeitliche Auflösung als die CT, und erlaubt daher die schnelle Messung der Lungendurchblutung und Gefäße. Je nachdem, welche Strukturen der Atemwege dargestellt werden sollen, und insbesondere in eiligen Fällen, kann eine CT die passendere Bildgebung sein. Obwohl die MRT nur durch mit CF-Protokollen erfahrenes Personal durchgeführt werden sollte, wird diese an einer langsam zunehmenden Zahl an Zentren in Deutschland und international durchgeführt. Alle moderneren MRT-Geräte sind prinzipiell geeignet, eine CF-Untersuchung durchzuführen.

MRT-Aufnahme der Lunge einer Mukoviszidose-Patientin
MRT-Aufnahme der Lunge bei einer 18-jährigen CF-Patientin. Die MRT zeigt dieselbe Patientin wie die CT und der Röntgen Thorax, nur zu anderen Zeitpunkten. Gezeigt sind zwei axiale (=Querschnitt) und zwei koronare (=Frontalansicht) Aufnahmen. Die MRT ergibt prinzipiell die gleichen Bildbefunde wie die CT mit Bronchiektasen und Schleimverlegungen in beiden Lungen. Oben rechts und unten links kann man den Schleim sehr gut am sehr hellen Signal erkennen, ein Vorteil gegenüber der CT. Unten rechts ist die Perfusions-MRT abgebildet. Zum besseren Verständnis wurden die Lungengrenzen rot umrandet. Eine normale Lungendurchblutung zeigt sich durch ein helles Signal. Es wird deutlich, dass viele Teile der Lungen vermindert durchblutet werden.

Fazit: Jede der drei vorgestellten bildgebenden Verfahren Röntgen, CT und MRT hat in der Diagnostik der CF ihren Stellenwert. Nicht in jedem Zentrum kann jede Methode angewendet werden, die Entwicklung der letzten Jahre zeigt aber diesbezüglich einen stetigen Fortschritt vor allem bei der CT und der MRT.

Dr. Uta Düesberg
Mukoviszidose Institut
Tel.: +49(0) 228 98780-45
E-Mail: UDueesberg@muko.info

Unter Beratung von:

Prof. Dr. med. Mark O. Wielpütz MHBA
Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie
Universitätsklinikum Heidelberg und
Translational Lung Research Center (TLRC) Heidelberg
Deutsches Zentrum für Lungenforschung (DZL)
Universität Heidelberg

Teil 1 der Blogserie: Röntgen der Lunge

Teil 2 der Blogserie: Computertomographie (CT)

Beitrag teilen:

Schreibe einen Kommentar

Zuletzt aktualisiert: 14.05.2024
Bitte unterstützen
Sie uns
35€ 70€ 100€
Jetzt spenden