Die Magnet-Resonanz-Tomografie (MRT) - auch Kernspintomografie genannt - ist ein häufiges bildgebendes Verfahren, das sich vor allem für die Abbildung von Weichteilen und inneren Organen eignet. Mithilfe von Magnetfeldern und Radiowellen erstellt das MRT-Gerät präzise, hochauflösende Schnittbilder des Körpers, anhand derer der Arzt Organstrukturen und -funktionen beurteilen kann. Häufig wird die MRT bei der Krebsdiagnostik eingesetzt, um etwa den Verlauf einer Tumorerkrankung zu beurteilen oder Metastasen ausfindig zu machen.

Das MRT-Gerät (Kernspintomograph) ist eine große Röhre, in die der Patient auf einer Liege hineingeschoben wird. Während der Untersuchung sollte der Patient keine metallhaltigen und magnetisierbaren beziehungsweisen elektronischen Gegenstände bei sich tragen, wie zum Beispiel Schmuck, Piercings, Schlüssel, Münzen, Haarklammern, Hörgeräte, herausnehmbaren Zahnersatz, Büstenhalter (mit Metallbügeln), Brille, Uhr, Magnetkarten (Kreditkarten), Gürtel und Handy. Das starke Magnetfeld, das vom MRT-Gerät erzeugt wird, kann solche Gegenstände erhitzen (Verbrennungsgefahr) oder wie Geschosse beschleunigen. Umgekehrt können die Gegenstände möglicherweise das Magnetfeld beeinträchtigen, was sich negativ auf die Bildqualität auswirkt. Patienten, die einen Herzschrittmacher tragen, sollten ihren Arzt unbedingt darüber informieren, da das Gerät während der Untersuchung beschädigt werden kann. Leidet ein Patient an Platzangst, kann ihm der Arzt ein Beruhigungsmittel geben.

"Brain reading"  in Echtzeit macht die Beeinflussung der eigenen Gehirnaktivität möglich. Professor Dr. rer.nat. Rainer Goebel, Direktor am Maastricht Brain Imaging Center an der  Universität Maastricht, stellte auf der 60. Wissenschaftlichen Jahrestagung der DGKN in Düsseldorf eine Echtzeit-fMRT-Anwendung vor. Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) ermöglicht das Auslesen  mentaler Zustände aus verteilten Aktivitätsmustern des Gehirns.  Da die Analyse der Daten, das "brain reading",  sehr aufwendig ist, wurde die Dekodierung bisher nach Ende der Messung durchgeführt. Professor Goebels Anwendung zeigt Probandenden bereits während der laufenden Messung ihre eigene Hirnaktivität. In darauf basierenden fMRT-Neurofeedback- Studien lernen sie dann, diese tät zu beeinflussen. Wenn Aktivitätsmuster in Echtzeit gemessen und zugänglich gemacht werden, ergeben sich faszinierende Möglichkeiten für die klinische Anwendung. Depressiven Patienten gelang es damit, ihre Symptome zu reduzieren.

Obwohl Patienten mit Locked-In-Syndrom keine motorische Kontrolle über ihren Körper haben, möchten sie doch mit ihrer Außenwelt kommunizieren. Professor Dr. rer. nat. Rainer Goebel, Direktor am Maastricht Brain Imaging Center an der  Universität Maastricht, stellte auf der 60. Wissenschaftlichen Jahrestagung der DGKN in Düsseldorf  eine funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT)-basierte Gehirn-Computer-Schnittstelle vor, die dies ermöglichen soll. Patienten führen dabei zunächst mentale Prozesse aus, um verschiedene, teilweise überlappende Hirnregionen zu aktivieren. Wenn diesen Aktivitätsmustern verschiedene Aktionen zugeordnet werden, ergibt sich daraus eine Gehirn-Computer-Schnittstelle. Der Proband kann dann eine mentale Tätigkeit  ausführen, um die entsprechende Aktion aufzurufen. In Professor Goebels Anwendung wurden den mentalen Aufgaben Buchstaben zugewiesen, sodass die Probanden allein mit ihrer Hirnaktivität Texte auf einen angeschlossenen Monitor "schreiben" konnten. Leider sind die von der Gehirn-Computer-Schnittstelle gelieferten Signale derzeit noch zu schwach, um eine flüssige Echtzeit-Kommunikation zu ermöglichen. Probanden müssen zur Signalentschlüsselung für Sekunden eine spezifische mentale Aufgabe durchführen, statt einfach an Buchstaben zu denken. 

In Deutschland leben etwa 5000 Wachkoma-Patienten. Die korrekte Diagnose des genauen Bewusstseinszustands ist jedoch eine klinische Herausforderung. Denn erfolgt sie ohne spezielle Bewusstseinsskalen, liegt die Rate der Fehldiagnosen bei rund 40 Prozent. Aktuelle Studien mithilfe hochauflösender Elektroenzephalografie (EEG) und funktioneller Kernspintomografie (fMRT) zeigen zudem, dass Ärzte die Reaktionsfähigkeit häufig falsch einschätzen. Jeder fünfte weist etwa in speziellen EEG-Verfahren Hinweise für bewusste Reaktionen auf, die Standardverfahren nicht erkennen. Die DGKN fordert daher, funktionelle Bildgebungsverfahren sowie spezielle elektrophysiologische Verfahren bei der Beurteilung von Wachkoma-Patienten häufiger einzusetzen.

Wachkoma-Patienten zeigen keinerlei Bewusstsein für ihre Umgebung oder sich selbst, obwohl ihre Augen offen sind. Um die Reaktionsfähigkeit dieser Patienten zu ermitteln, sollten Ärzte Bewusstseinsskalen nutzen. Das international bewährte und standardisierte klinische Diagnoseinstrument, die sogenannte Coma Recovery Scale-Revised (CRS-R), kommt nach Schätzungen der DGKN aber bisher bei weniger als fünf Prozent der Wachkoma-Patienten zum Einsatz. Mit dem CRS-R untersuchen Ärzte systematisch akustische, visuelle, motorische und verbale Reaktionen auf Reize, sowie den Aktivierungsgrad des Nervensystems. "Neueste Erkenntnisse zeigen jedoch, dass wir unser Verständnis vom Wachkoma grundlegend verändern müssen", erklärt Privatdozent Dr. med. Andreas Bender, Leiter des Therapiezentrums Burgau und Spezialist für Hirnschäden.

Denn aktuelle Studien deuten darauf hin, dass elektrophysiologische und bildgebende Verfahren wie EEG und fMRT zusätzliche Reaktionen bei Wachkoma-Patienten messen, die Verhaltensbeobachtungen von außen nicht erkennen lassen. So weisen rund 17 Prozent der Wachkoma-Patienten typische Aktivierungsmuster vergleichbar mit denen gesunder Probanden im fMRT auf. "Teilweise war sogar eine einfache Kommunikation mithilfe des fMRT-Signals möglich", so der Experte der DGKN. Dabei konnte ein Patient während der fMRT-Untersuchung richtige Ja- oder Nein-Antworten auf autobiografische Fragen geben (zum Beispiel "Ist der Name Ihres Vaters Alexander?"). Bildgebende Verfahren hätten daher in den letzten Jahren einen Paradigmenwechsel bei der Beurteilung von Wachkoma-Patienten hervorgerufen.

Da die fMRT allerdings sehr aufwändig, teuer und störanfällig ist, bietet sich das EEG als alltagstauglichere Untersuchungsmethode zur Prüfung der Hirnfunktion der Betroffenen an. "Auch mit dieser Methode konnten eindrucksvolle Erkenntnisse gewonnen werden: Bei verbalen Aufforderungen und Tonsignalen werden bestimmte Hirnregionen aktiv, und es kommt zu einer Veränderung des EEG-Frequenzspektrums", so Bender. In einer aktuellen Studie reagierten drei von 16 Wachkoma-Patienten auf verbale Aufforderungen, die mit der CRS-R nicht erfasst wurden.

"Unterhalb der Schwelle der klinischen Beobachtbarkeit mit Komaskalen gibt es somit bei etwa jedem fünften bis sechsten Patienten eindeutige Hinweise für bewusste Interaktionen mit der Umwelt", fasst Bender die Ergebnisse zusammen. Die Rate der Fehldiagnosen bei Wachkoma-Patienten liege daher sicher höher als bisher vermutet, schätzen Experten der DGKN. Der routinemäßige Einsatz der funktionellen Bildgebung bei Koma-Patienten sei derzeit zwar verfrüht. Doch ließen sich aus diesen Erkenntnissen der Bewusstseinsforschung künftig neue Therapien ableiten, wie beispielsweise die Entwicklung von Brain-Computer-Interfaces für eine Kommunikation mit Koma-Patienten.

Regelmäßig erstellen Forscher von Studienteilnehmern Hirnscans per Magnetresonanztomographie (MRT). Die Aufnahmen liefern Hinweise zu Struktur und Arbeitsweise des Gehirns. Sie können aber auch Krankheiten eines Probanden verraten. Doch um eine Erkrankung auf MRT-Bildern zu erkennen, müsste ein Neurologe diese prüfen. Bislang ist das nicht üblich. Nun zeigt eine Studie, dass eine Routine-Begutachtung der Aufnahmen durch einen Facharzt sinnvoll wäre: Denn die Forscher entdeckten bei jedem dritten Studienteilnehmer auffällige Befunde. Ein solches Vorgehen birgt jedoch auch Probleme. Probanden und Ärzte könnten einen Normalbefund falsch interpretieren und bei akuten Problemen wie etwa Kopfschmerzen eine weitere Abklärung unterlassen. Zudem ist unklar wie eine routinemäßige Prüfung aller MRT-Aufnahmen finanziert würde.

An Hirnstudien nehmen oft auch vermeintlich gesunde Menschen teil. Bei ihnen decken MRT-Aufnahmen häufig vorher unbekannte Probleme auf, die keine Symptome verursachen. Fachleute sprechen dann von einem inzidentellen Befund. Laut einer aktuellen Studie fanden Mediziner bei etwa jedem dritten von 4 500 Probanden solche Zufallsfunde anhand von MRT-Aufnahmen, die im Rahmen von Forschungsprojekten entstanden waren. Jedem Sechsten der Betroffenen rieten die Forscher der University of New Mexico in Albuquerque, das Problem abzuklären. Bei 2,5 Prozent der inzidentellen Befunde war eine weitere Untersuchung sogar dringend geboten. Über 90 Prozent der Teilnehmer begrüßten es, über die Ergebnisse unterrichtet zu werden.

Seit längerem diskutieren Experten darüber, ob ein Neurologe MRT-Aufnahmen, die im Rahmen von Studien entstehen, grundsätzlich prüfen sollte. Bisher gibt es kein einheitliches Vorgehen. Die DGKN sieht in einer routinemäßigen Prüfung durchaus Vorteile: Aneurysmen etwa werden bei bis zu  zehn Prozent der Betroffenen zufällig entdeckt. " Diese Aussackungen von Hirnarterien reißen in etwa fünf Prozent der Fälle und bringen den Patienten in akute Lebensgefahr", erklärt Professor Dr. med. Mircea Ariel Schoenfeld, Leiter der Abteilung Experimentelle Neurologie an der Universitätsklinik für Neurologie in Magdeburg. Entdecken Ärzte ein Aneurysma, das größer als 5 bis 7 Millimeter ist, hingegen rechtzeitig, könnten sie es vorsorglich behandeln, so der DGKN-Experte.

Eine Routine-Begutachtung kann jedoch auch Probleme aufwerfen: "Ein Proband könnte durch einen an sich unbedeutenden Befund anhaltend verunsichert sein oder sich aufgrund eines unauffälligen Befundes fälschlicherweise in Sicherheit wiegen und bei plötzlichen Kopfschmerzen zu spät medizinische Hilfe in Anspruch nehmen", warnt Professor Schoenfeld. "Dies ist umso problematischer, als bei Forschungsprojekten meist weniger optimierte Standards für die Bildgebung gelten, als zur Abklärung konkreter medizinischer Probleme in der Praxis." Darüber hinaus wäre eine Begutachtung jeder MRT-Aufnahme mit erheblichen Kosten verbunden. "Die momentane Kalkulation von umgerechnet 18 Euro enthält noch nicht die Mehrarbeit der Fachärzte", so der Neurophysiologe. Es sei zwar grundsätzlich sinnvoll, dass ein Neuroradiologe oder Neurophysiologe MRT-Aufnahmen von Probanden prüft, so das Fazit des DGKN-Experten. Aber die damit verbundenen ethischen und finanziellen Fragen müssten vorher geklärt werden.