Magnetresonanztomographie (MRI) des Gehirns

Die MRT des Gehirns ist derzeit die führende nicht-invasive Methode zur intravitalen Visualisierung der Gehirnstruktur. Synonyme für MRT sind Kernspintomographie und Magnetresonanztomographie. Die räumliche Auflösung der MRT-Methode beträgt 1–2 mm und kann durch Kontrastierung mit Gadolinium erhöht werden.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Der Zweck der Durchführung einer MRT des Gehirns

Der Zweck der MRT des Gehirns besteht darin, Form, Größe und Lokalisation verschiedener Hirnläsionen [posttraumatische, atrophische, ischämische (nach 24 Stunden) und hämorrhagische (ab den ersten Stunden) Schlaganfälle, demyelinisierende Prozesse, Meningeome und Gliatome], die Verschiebung von Hirnstrukturen, den Schweregrad von Hirnödemen und den Zustand der liquorhaltigen Räume zu identifizieren und zu bestimmen, um mögliche „organische“ Ursachen für psychopathologische Symptome auszuschließen. Die MRT wird auch zur Diagnose von Hirn- und Rückenmarksläsionen durchgeführt.

Indikationen für die MRT des Gehirns

• Diagnose einer Hirnschädigung.
• Differentialdiagnostik von Neuroinfektionen mit nichtinfektiösen Hirnläsionen.
• Überwachung der Wirksamkeit der Behandlung von Neuroinfektionen.

Indikationen für die Durchführung von Forschungen in einer psychiatrischen Klinik:

• Verdacht auf das Vorliegen eines atrophischen, degenerativen oder demyelinisierenden Prozesses, eines epileptischen Herdes, eines Schlaganfalls, eines Hirntumors.

Vorbereitung auf eine MRT des Gehirns

Vor der MRT wird der Patient über den Ablauf, die Schmerzlosigkeit und die Strahlenfreiheit informiert, sofern kein radioaktives Kontrastmittel verwendet wird. Bei der Kontrast-MRT muss der Patient darauf hingewiesen werden, dass nach der Kontrastmittelgabe Hitzegefühl und Hitzegefühl, Kopfschmerzen, metallischer Geschmack im Mund, Übelkeit oder Erbrechen auftreten können.

Der Patient sollte bequeme, leichte Kleidung tragen und alle Metallgegenstände im Bereich des Tomographen entfernen. Bei motorischer Unruhe, Angstzuständen und Klaustrophobie werden dem Patienten Beruhigungsmittel verschrieben, da er während der Untersuchung bewegungslos bleiben muss.

Der Arzt muss die schriftliche Einwilligung des Patienten oder seiner Angehörigen zur Durchführung der Untersuchung einholen und in der Krankengeschichte des Patienten eine Unverträglichkeit gegenüber Jod (Meeresfrüchten) und Kontrastmitteln feststellen und vermerken. Bei allergischen Reaktionen auf Jod ist die prophylaktische Verschreibung von Antihistaminika oder der Abbruch der Kontrastmittelgabe erforderlich.

MRI-Gehirnforschungstechnik

Die Untersuchung erfolgt auf einem Tisch, der anschließend in Rückenlage in den zylindrischen Raum des Scanners geschoben wird.

Der untersuchende Arzt verändert die Frequenz der vom Scanner ausgesendeten Radiowellen und passt die Bildqualität mithilfe eines Computers an.

Die Informationen zu den Schnitten werden digital auf einem Computer gespeichert, auf einem Monitor angezeigt und in Form eines Fotos in die Krankenakte aufgenommen.

Die Methode basiert auf dem physikalischen Phänomen der Kernspinresonanz. Kerne vieler Atome, insbesondere der Kern des Wasserstoffatoms (Proton), besitzen ein magnetisches Moment, das mit ihrer Rotation – dem Spin – verbunden ist. Solche Kerne können als Miniatur-Elementarmagnete betrachtet werden. In einem konstanten Magnetfeld kann sich der Spin in oder gegen die magnetischen Kraftlinien ausrichten; in diesen beiden Fällen ist die Energie des Kerns unterschiedlich.

Bei Einwirkung eines externen hochfrequenten gepulsten Magnetfelds mit bestimmten Parametern, die eine Magnetresonanz verursachen, ändert sich das durch Elementarmagnete erzeugte Gesamtmagnetfeld des Objekts und fällt dann aufgrund der Neuausrichtung der Spins während der longitudinalen Relaxationszeit (Tj) sowie aufgrund der Störung der Kohärenz einzelner Spins unter dem Einfluss der Umgebung während der transversalen Relaxationszeit (T2) auf Null ab.

Diese Veränderungen werden von speziellen Sensoren registriert, und die Stärke des empfangenen magnetischen Signals entspricht der örtlichen Konzentration der Kerne, und anhand der T1- und T2-Werte kann beurteilt werden, in welche chemischen Strukturen sie eingebunden sind. Mittels Computerverarbeitung wird ein Bild der Verteilung der entsprechenden Kerne auf den „Abschnitten“ bzw. im Gehirnvolumen reproduziert.

Durch den Einsatz von Magneten mit hoher Magnetfeldstärke kann das Signal einer Spektralanalyse unterzogen werden. Dabei werden nicht nur Wasserstoffatome, sondern auch Phosphoratome (z. B. zur Untersuchung der Verteilung des Adenosintriphosphat-Stoffwechsels), Kohlenstoffatome und Fluoratome getrennt. Da die Belichtungszeit (Zeitauflösung) zudem reduziert wird (auf wenige Sekunden bis hin zu 100 ms), ist es möglich, Stoffwechselveränderungen bei verschiedenen Arten geistiger Aktivität zu untersuchen. Diese Modifikation der Methode, die als „Kernspinresonanzspektroskopie“ oder „funktionelle MRT“ bezeichnet wird, ermöglicht nicht nur die Visualisierung der Struktur, sondern auch die Untersuchung einiger Gehirnfunktionen.

Kontraindikationen für die MRT des Gehirns

• Schwangerschaft;
• das Vorhandensein von Fremdmetallen und insbesondere ferromagnetischen Gegenständen am oder im Körper des Patienten sowie von elektronischen Geräten (insbesondere Uhren, Schmuck, Metallklammern an Blutgefäßen, Fragmente), da die Einwirkung eines starken Magnetfelds zu deren Verschiebung, Erwärmung oder Ausfall führen kann (beispielsweise ist eine MRT bei Patienten mit einem tragbaren oder implantierten Herzschrittmacher streng kontraindiziert).

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

Interpretation der MRT-Ergebnisse

Die MRT beurteilt den Zustand von Hirnstrukturen anhand ihrer Umrisse, Größe und Gewebedichte. Wichtig ist, dass die MRT die Gewebedichte abhängig vom Wassergehalt widerspiegelt und daher vor allem Läsionen wie Hirnödeme (CED), demyelinisierende Erkrankungen und Tumore identifiziert.

Da die höchste Protonenkonzentration mit Wasser (Interzellularflüssigkeit) und mit Lipiden verbunden ist, die die Myelinscheiden der Nervenfasern bilden, kann die MRT-Methode die graue und weiße Substanz des Gehirns klar abgrenzen, mit Flüssigkeit gefüllte Räume (Hirnventrikel, Ödeme, zystische Formationen) visualisieren, atrophische und demyelinisierende Prozesse sowie Neoplasien diagnostizieren und außerdem die volumetrische Verteilung einer Reihe von Verbindungen (Cholin, Laktat) ermitteln.

Faktoren, die das Ergebnis beeinflussen

Eine gewisse Einschränkung der MRT-Methode (insbesondere bei Verwendung von Geräten mit einer relativ geringen Magnetfeldstärke von 0,12–0,15 T) ist die Expositionsdauer, die 10–15 Minuten erreichen kann, wenn der Patient eine bewegungslose Haltung einnehmen muss (was bei der Untersuchung von Kindern, älteren Menschen und unruhigen psychisch kranken Patienten nicht immer möglich ist). In diesen Fällen können Muskelrelaxantien oder Anästhetika eingesetzt werden [die Verwendung von angstlösenden Medikamenten (Tranquilizern, Anxiolytika) kann nicht ausreichen, um die motorische Unruhe bei Patienten zu lindern], wobei unbedingt das Verhältnis des diagnostischen Informationsgehalts der Studie und des Risikos möglicher Komplikationen durch die Verwendung von Arzneimitteln der angegebenen Gruppen berücksichtigt werden muss.

[ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Komplikationen

Das Fehlen ionisierender Strahlung macht die MRT-Methode sehr sicher, was ihre weite Verbreitung begründete. Komplikationen der MRT-Methode wurden nicht beschrieben. Als Nebenwirkung wurde eine gewisse Verbesserung des zerebralen Blutflusses bei 10–15 % der Patienten festgestellt (was mit einer Veränderung der rheologischen Eigenschaften des Blutes unter dem Einfluss eines Magnetfelds einhergeht).

Bei der Kontrast-MRT kann es zu allergischen Reaktionen auf das Kontrastmittel kommen. Diese können sich in Form von Hitzegefühl, Kopfschmerzen, metallischem Geschmack im Mund, Übelkeit oder Erbrechen äußern. Nach einer längeren Untersuchung in horizontaler Position kann es zu orthostatischer Hypotonie kommen.

[ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Alternative Methoden

Wenn keine Ausrüstung für die MRT vorhanden ist, ist die CT-Untersuchung unter Berücksichtigung der Besonderheiten und Einschränkungen dieser Methode die beste Alternative.

[ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ]