Bildgebende Verfahren des Gehirns: Ein umfassender Überblick

Die bildgebenden Verfahren des Gehirns haben die Neurowissenschaften revolutioniert und ermöglichen es, die Struktur und Funktion des Gehirns detailliert zu untersuchen. Diese Verfahren werden in der neurologischen und psychiatrischen Diagnostik eingesetzt, um Krankheiten zu erkennen, Behandlungen zu planen und die Erholung nach Verletzungen zu beurteilen. Sie spielen auch eine wichtige Rolle in der Forschung, um die Funktionsweise des Gehirns besser zu verstehen.

Einteilung der bildgebenden Verfahren

Die wichtigsten funktionell bildgebenden Verfahren lassen sich in zwei große Klassen einteilen:

• Elektrophysiologische Verfahren: Diese Verfahren messen relativ direkt die Aktivität von Nervenzellen. Auslöser des Messsignals sind tatsächlich Aktionspotentiale, also das physiologische Korrelat neuronaler Aktivität. Beispiele hierfür sind das Elektroenzephalogramm (EEG) und die Magnetenzephalographie (MEG).
• Hämodynamische Verfahren: Diese Verfahren machen sich einen sekundären Effekt neuronaler Aktivität zunutze, nämlich den erhöhten Stoffwechselumsatz aktiver Nervenzellen. Hierzu gehören die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) und die Positronenemissionstomographie (PET).

Generell gilt, dass elektrophysiologische Verfahren eine sehr gute Zeitauflösung, aber eine schlechte räumliche Auflösung haben, während hämodynamische Verfahren eine sehr gute räumliche Auflösung, aber eine schlechte Zeitauflösung haben. Infolge technischer Entwicklungen werden die jeweiligen Nachteile jedoch immer kleiner. So kann mittlerweile z.B. bei MEGs der räumliche Ursprung des Signals schon recht genau berechnet werden, während die fMRT andererseits stetig in der Zeitauflösung aufholt. Wenn aber die funktionelle Lokalisation im Vordergrund steht, eignen sich PET und fMRT immer noch deutlich besser als EEG und MEG. Geht es dagegen um die Untersuchung der Dynamik der Hirnaktivität, sind EEG und MEG die besseren Verfahren. Vielversprechend, aber aufgrund der aufwändigen Technik noch relativ selten, sind kombinierte Verfahren, z.B. EEG-fMRT-Messungen.

Strukturelle Bildgebung

Die strukturelle Bildgebung dient dazu, die Anatomie des Gehirns darzustellen. Hierzu gehören:

• Computertomographie (CT): Eine computergestützte Röntgenuntersuchung, bei der mittels einer rotierenden Röntgenröhre Schnittbilder angefertigt werden können. Es entsteht eine schichtweise Darstellung des untersuchten Körperteils. In der psychiatrischen Diagnostik wird vorrangig der Kopf untersucht, um das Gehirn darzustellen. Bei der Untersuchung wird der Kopf des Patienten durch eine Art großen Ring bewegt, in dem sich diese Röhre befindet. Durch die unterschiedliche Durchlässigkeit der verschiedenen Gewebearten für Röntgenstrahlung kann die Hirnstruktur mit Hilfe von per Computer berechneten Bildern sichtbar gemacht werden.
• Magnetresonanztomographie (MRT): Erzeugt auf Basis der Nutzung starker Magnetfelder mittels Messung von erzeugten Strömen in wasserhaltigen Gewebestrukturen schichtweise Darstellungen. Es werden keine Röntgenstrahlen eingesetzt. Wichtig ist jedoch, dass der Untersuchte keine magnetisierbaren Gegenstände am oder im Körper trägt (z.B. Herzschrittmacher, Platten…). Auch hier wird der zu Untersuchende auf einer Trage liegend durch einen Ring gefahren, wobei er während der Untersuchung möglichst ruhig liegen sollte. Mittels dieser Untersuchung können insbesondere Strukturen im Weichteilgewebe gut dargestellt werden. Die Gewebestrukturen im Gehirn sind sehr unterschiedlich und besitzen unterschiedliche magnetische Eigenschaften. Das heißt, sie erzeugen bei einer Anregung der Kernspins mit elektromagnetischen Wellen verschieden starke Signale, die das MRT aufzeichnen kann. Daraus macht das MRT anatomische Bilder des Gehirns. Dies wird als strukturelle Bildgebung bezeichnet.

Funktionelle Bildgebung

Die funktionelle Bildgebung zielt darauf ab, die Aktivität des Gehirns und etwaige Veränderungen darin darzustellen. Hierzu gehören:

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• Positronenemissionstomographie (PET): Hierfür wird dem Patienten eine radioaktiv markierte Substanz (Tracer) intravenös verabreicht. Da diese an den Stoffwechselvorgängen des Gehirns beteiligt ist, kann man nach einer bestimmten Wartezeit (ca. 30 Minuten, während der der Patient mit einer Schlafmaske ruhig liegen muss) mittels eines Detektors abbilden, wo sich diese Substanz in welcher Konzentration anreichert. Auf diesem Weg ist es möglich, bestimmte Erkrankungen bereits sehr frühzeitig festzustellen, noch bevor ein in der strukturellen Bildgebung zu sehender Schaden eingetreten ist.
• Funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT): Nutzt dasselbe Gerät wie die MRT, doch es zeigt nicht die Struktur, sondern die Aktivität. Dies funktioniert dank unterschiedlicher magnetischer Eigenschaften sauerstoffreichen und sauerstoffarmen Blutes. Mit Hilfe des Magneten kann man daher zielgenau feststellen, wo im Gehirn mehr oder weniger Sauerstoff verbraucht wird. Ähnlich wie PET zeigt fMRT damit eine Karte der aktuell aktiven Regionen des Gehirns. Die fMRT steht seit Anfang der 1990er Jahre zur Verfügung.

Messprinzipien von PET und fMRT

Wie bereits erwähnt wird bei beiden Verfahren neuronale Aktivität über den Umweg eines sekundären physiologischen Phänomens detektiert, welches jedoch in einem eindeutigen ursächlichen Zusammenhang mit Zellaktivität steht. Zur Aufrechterhaltung eines Aktionspotentials benötigen Nervenzellen mehr Nährstoffe als im Ruhezustand, d.h. im Bereich aktiver Neuronen kommt es zu einer Steigerung des Stoffwechselumsatzes (metabolism rate). Um diesen erhöhten Nährstoffbedarf zu gewährleisten, reagiert der Organismus, indem er den Blutfluss in dieser Region erhöht und damit mehr sauerstoffangereichertes Blut (Oxyhämoglobin) anliefert.

• PET: Bei einer PET-Untersuchung wird die Verteilung einer zuvor verabreichten, radioaktiv markierten Substanz (Tracer) im Organismus dargestellt. Es kommen verschiedene dieser Substanzen zum Einsatz, bei der funktionellen Untersuchung des Gehirns handelt es sich meist um Sauerstoff-Isotope. Der markierte Sauerstoff kann vom Organismus nicht von gewöhnlichem Sauerstoff unterschieden werden und geht somit in den normalen Stoffwechsel ein, d.h. in Regionen mit erhöhtem Stoffwechselumsatz und infolge dessen erhöhtem rCBF reichert sich mehr radioaktiver Sauerstoff an als anderswo. Beim Zerfall der Sauerstoff-Isotope entstehen Positronen, die nach der Reaktion mit einem Elektron eine Gammastrahlung verursachen. Diese Gammastrahlung wird vom PET-Scanner detektiert und ihr Ausgangspunkt kann aufgrund nuklearphysikalischer Prinzipien lokalisiert werden.
• fMRT: Die Erkennung von rCBF-Veränderungen basiert bei der Kernspintomographie nicht auf radioaktiver Strahlung sondern auf einem Magnetresonanzeffekt (daher auch die Bezeichnung Magnetresonanztomographie), der als unbedenklich für den menschlichen Organismus gilt (ein großer Vorteil gegenüber PET). Um das Messprinzip der fMRT besser verstehen zu können, müssen zunächst die physiologischen Vorgänge im Zusammenhang mit der rCBF-Zunahme etwas detaillierter erläutert werden. Wie oben beschrieben, reagiert der Organismus auf die Steigerung des Stoffwechselumsatzes im Bereich aktiver Neuronen mit einer rCBF-Zunahme, um mehr Oxyhämoglobin anzuliefern. Das Verhalten des Organismus gleicht dabei jedoch einer Überreaktion, d.h. es wird mehr Oxyhämoglobin angeliefert, als die aktiven Nervenzellen tatsächlich verbrauchen. Dies hat zur Folge, dass es im venösen Bereich des Kapillarbettes, in dem normalerweise verbrauchtes Blut', also Deoxyhämoglobin überwiegt, im Umfeld von aktiven Nervenzellen kurzzeitig zu einer Anreicherung mit Oxyhämoglobin kommt. Da Oxyhämoglobin (diamagnetisch) und Deoxyhämoglobin (paramagnetisch) unterschiedliche magnetische Eigenschaften aufweisen, hat die Veränderung des Anteils von Oxyhämoglobin im venösen Blut eine Veränderung der lokalen magnetischen Feldinhomogenität zur Folge, welche wiederum durch den fMRT-Scanner detektiert werden kann. Die Veränderung des fMRT-Signals hängt also vom Grad der Sauerstoffanreicherung im Blut ab, daher wird der der fMRT-Messung zugrundeliegende Effekt als Blood Oxygenation Level Dependent bzw. BOLD-Effekt bezeichnet.

Der Magnetresonanzeffekt im Detail

Atomkerne mit einer ungeraden Anzahl an Protonen verfügen über einen sogenannten Kernspin, d.h. sie drehen sich um ihre eigene Achse. Der im menschlichen Organismus häufigste und zugleich einfachste Atomkern mit einer ungeraden Anzahl an Protonen - nämlich genau einem Proton - ist der Wasserstoffkern (H+). Durch die Drehung des positiv geladenen Wasserstoffkerns wird ein (sehr schwaches!) Magnetfeld erzeugt; man spricht in diesem Fall von einem Dipol. Die Ausrichtung der Drehachsen der Wasserstoffkerne ist normalerweise zufällig verteilt, so dass sich in der Summe die Magnetfelder (genauer: die magnetischen Momente) gegenseitig aufheben.

Setzt man die Wasserstoffkerne jedoch einem starken statischen Magnetfeld aus, wie es z.B. im MRT-Scanner erzeugt wird, kommt es zu zwei Effekten:

1. Ausrichtung: Erstens richtet sich ein gewisser Prozentsatz der im Körper befindlichen Wasserstoffkerne parallel zum Magnetfeld des Scanners aus, d.h. die Drehachsen der ausgerichteten Kerne weisen alle in eine Richtung. In diesem Zustand ist die sogenannte Längs- oder Longitudinalmagnetisierung der ausgerichteten Kerne relativ zum statischen Magnetfeld des Scanners maximal. Wie hoch der Prozentsatz der ausgerichteten Wasserstoffkerne ist, hängt von der Stärke des statischen Magnetfeldes ab. Am weitesten verbreitet (Stand 2007) sind Geräte mit einer Feldstärke von 1,5 Tesla (T), neuere Scanner verfügen über 3 T und mehr (1,5 T entsprechen etwa der 15.000-fachen Stärke des Erdmagnetfeldes). Wie weiter unter deutlich wird, wird das Verhältnis zwischen Nutzsignal und Grundrauschen (Signal-to-Noise Ratio) besser je mehr Wasserstoffkerne ausgerichtet sind, d.h. mit der Feldstärke des Scanners steigt die Messqualität (aber natürlich auch die Kosten und z.B. die Lärmbelastung während der Messung).
2. Präzession: Zweitens wird eine zusätzliche Bewegungskomponente induziert, die sogenannte Präzession. Während der Kernspin eine Eigendrehung des Atomkerns beschreibt, handelt es sich bei der Präzession um eine Rotation der gedachten Drehachse des Atomkerns eine Art 'Torkeln'). Die Geschwindigkeit der Rotation - die Präzessionsfrequenz - hängt ebenfalls von der Stärke des statischen Magnetfeldes ab; bei 1,5 T beträgt die Präzessionsfrequenz etwa 64 Mhz. Die Wasserstoffkerne präzedieren asynchron.

Für die MR-Messung (sowohl strukturell als auch funktionell) wird nun dieser Ausgangszustand verändert, indem ein hochfrequenter elektromagnetischer Impuls (radio-frequency- oder rf-pulse) eingestrahlt wird. Entspricht die Impulsfrequenz der Resonanzfrequenz der präzedierenden Wasserstoffkerne, so führt dies erstens dazu, dass die Kerne in Phase, d.h. synchron präzedieren, und zweitens, dass die Ausrichtung einiger Drehachsen in eine relativ zum statischen Magnetfeld antiparallele Lage 'geflipt' wird. Abhängig von der Dauer und der Amplitude des rf-Impulses werden unterschiedlich viele Kerne geflipt; sind genau die Hälfte der ausgerichteten Kerne betroffen bei einem sogenannten 90°-Impuls), so heben sich die längsmagnetischen Momente gegenseitig auf und die Longitudinalmagnetisierung reduziert sich auf Null. Aufgrund der synchronen Präzession entsteht zugleich ein quermagnetisches Moment, d.h. es entsteht eine messbare elektromagnetische Abstrahlung.

Nach Abklingen des rf-Impulses fällt das System in den Ausgangszustand zurück; dies wird als Relaxation bezeichnet. Entsprechend den oben beschriebenen Effekten lassen sich zwei Arten der Relaxation unterscheiden: Die geflipten Kerne schwingen aus der antiparallelen in die parallele Lage zurück (Longitudinalrelaxation) und die synchronisierte Präzession zerfällt, d.h. die Kerne präzedieren wieder asynchron (Transversalrelaxation). Während dieser Relaxationen wird elektromagnetische Energie frei, die vom MR-Scanner detektiert und lokalisiert werden kann.

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Die Geschwindigkeit der Longitudinalrelaxation eines Wasserstoffkerns ist im wesentlichen abhängig vom Gewebetyp in dem sich der Kern befindet. Der Zeitpunkt, zu dem das Gesamtsystem 63% seiner ursprünglichen Längsmagnetisierung wieder erreicht hat, heißt T1; daher auch die Bezeichnung T1-Relaxation. Wird nun die Messsequenz des Scanners so gewählt, dass vorallem elektromagnetische Strahlung detektiert wird, die im Zusammenhang mit der T1-Relaxation abstrahlt, so erhält man eine strukturelle (T1-gewichtete) Aufnahme: Der Bildkontrast, also die Hell-Dunkel-Abstufung, ist abhängig vom Gewebetyp.

Je nach gewählter Messsequenz können T2- oder T2-gewichtete Aufnahmen angefertigt werden. Die funktionelle MRT setzt dagegen auf T2-gewichtete Aufnahmen. Wie oben beschreiben, führt der Überschuss an Oxyhämoglobin im venösen Bereich des Kapillarbettes im Umfeld aktiver Neuronen zu einer Steigerung der lokalen Magnetfeldinhomogenität im Vergleich zum Ruhezustand mit einem höheren Anteil an Deoxyhämoglobin (s. BOLD-Effekt). Da nun die Geschwindigkeit der T2-Relaxation genau von solchen lokalen Magnetfeldinhomogenitäten abhängt, können mit einer entsprechend gewichteten Messung Aufnahmen erstellt werden, die diesen Kontrast darstellen. Die T2-Konstante bezeichnet die Zeit, nach der das Gesamtsystem 67% seiner Quermagnetisierung wieder verloren hat. Wie gesagt, verläuft der Zerfall der synchronen Präzession jedoch unterschiedlich schnell, abhängig davon, ob sich ein Wasserstoffkern in einem mehr oder weniger homogenen lokalen Magnetfeld befindet.

Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses

Die Unterschiede im Zerfall der synchronen Präzession sind zwar messbar, aber sehr klein, so dass sie bei einer einzelnen Aufnahme vom Grundrauschen des Systems überdeckt würden. Verbessern lässt sich dieses schlechte Signal-Rausch-Verhältnis (Signal-to-Noise Ratio) insbesondere dadurch, dass mehr Wasserstoffkerne angeregt werden und in die Messung eingehen. Voraussetzung dafür ist ein höherer Prozentsatz alinierter Kerne durch eine Anhebung der magnetischen Feldstärke des Scanners.

Weitere bildgebende Verfahren

Neben CT, MRT, fMRT und PET gibt es noch weitere bildgebende Verfahren, die in der Neurologie und Psychiatrie eingesetzt werden:

• Hirnszintigraphie: Hierbei sind es insbesondere Störungen eines bestimmten Botenstoffes im Gehirn, des Dopamins, die mit dieser Methode dargestellt werden können. Diese treten bei verschiedenen Erkrankungen auf, die mit dem Untergang von Nervenzellen und damit einhergehenden Bewegungsstörungen und Störungen des Gedächtnisses und Verhaltens verbunden sind.
• Liquorszintigraphie: Macht das Nervenwasser (Liquor) sichtbar, sodass die Verteilung und das Fließverhalten des Nervenwassers über die Zeit beurteilt werden können. Dies ist wichtig, da diesbezügliche Störungen zu Funktionsstörungen des Gehirns führen können.
• Ultraschall (Sonographie): Dank dem Ultraschall können wir uns nicht nur den Blutfluss anhören, sondern auch das Gewebe und die Gefäße sehr gut anschauen (visualisieren). Damit lassen sich Verengungen (Stenosen) und Verschlüsse, aber auch Umgehungskreisläufe der Hals- und Kopfgefäße des Hirnkreislaufs erkennen. Die neurologische Gefäßultraschalldiagnostik ist heutzutage eine Standardmethode in der Ursachenklärung von Schlaganfällen. Dank der technischen Weiterentwicklung der Ultraschallsonden und Ultraschallgeräte wird auch die Anwendung zur Untersuchung des peripheren Nervensystems immer besser.
• Angiographie (Arteriographie): Mit der Angiographie können die Gefäße mit Hilfe eines Kontrastmittels dargestellt werden. Über die Schlagader kann dann ein ganz dünner Schlauch (Katheter) bis in die hirnversorgenden Gefäße vorgeschoben werden.

Anwendung in der Sprachforschung

Im Rahmen der Erforschung der menschlichen Sprachfähigkeit spielen elektrophysiologische Methoden vor allem bei der Untersuchung psycholinguistischer Fragestellungen eine wichtige Rolle. Die Methoden sind sehr gut geeignet, um beispielsweise Sprachverarbeitungsmodelle zu evaluieren, die Aktivierungsreihenfolge verschiedener Verarbeitungsmodule zu bestimmen (insbesondere bei der Sprachwahrnehmung, weniger gut bei der Sprachproduktion) oder inkrementelle vs. parallele Verarbeitungsstrategien zu differenzieren. Die größten Fortschritte hinsichtlich der Lokalisation kognitiver Funktionen wie z.B. der Sprachfähigkeit verdanken wir PET- und fMRT-Studien. Auch beim sogenannten inneren Sprechen (covert speech, d.h. die Versuchspersonen stellen sich nur vor zu sprechen, ohne es tatsächlich zu tun) sind typische sprechmotorische Areale aktiv: Supplementär-motorisches Areal (SMA), Motorkortex und Zerebellum. Im Gegensatz zum tatsächlichen Sprechen (overt speech) zeigen sich jedoch nur unilaterale Aktivierungen.

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Anwendung bei Schlaganfällen

Bildgebende Verfahren werden längst zur Identifikation von Schlaganfällen eingesetzt, wobei während der CT und MRT Scans auch Blutungen, Gefäßverschlüsse und die Größe eines Infarktkerns definiert werden können. Gerade die Identifizierung des für den Schlaganfall verantwortlichen Gefäßverschlusses ist maßgebend für die weitere klinische Behandlung. Dies wird insbesondere mittels CTA und MRA eruiert. Diese Technologien sind sowohl schnell als auch effizient und geben ein Bild des arteriellen Systems des gesamten Körpers in kürzester Zeit wieder. Gerade der Faktor Zeit spielt bei Infarkten oft eine signifikante Rolle - hier hat sich das Diffusions-MRT bewährt, das bei der Früherkennung von Infarktkernen eine gute Prognose liefert. Ebenfalls zum Einsatz kommt die MRT bei Patient*innen, bei denen der Infarktbeginn unbestimmt ist, beispielsweise weil sie schliefen. Hier ist zudem auch das Diffusions-/Perfusions-Mismatch ausschlaggebend. Sowohl CT als auch MRT liefern also heute wichtige prognostische sowie diagnostische Informationen, die das therapeutische Vorgehen mitbestimmen. Gerade auch bei der Prognose der Genesung können bildgebende Verfahren Aufschlüsse über die langfristige Erholung liefern. Hier kommt, neben weiteren Faktoren, die strukturelle MRT zum Einsatz. Durch diese Indikatoren können, gemeinsam mit der Lokalisation der Hirnschädigung, einigermaßen valide Prognosen getätigt werden.

Anwendung bei neurodegenerativen Erkrankungen

Zudem werden bildgebende Verfahren auch bei neurodegenerativen Verfahren zu Rate gezogen, wenn es um eine Diagnosestellung geht. Setzte man diese Verfahren bis vor Kurzem noch allein zur Differenzialdiagnostik ein, kommt man Biomarkern und einer validen Deutung heute näher. Dennoch ist es auch für spezialisierte Fachkräfte weiterhin schwierig, eine Diagnose von Morbus Parkinson (PD), Demenz mit Lewy-Körperchen (DLB), Multisystematrophie (MSA), progressiver supranukleärer Parese (PSP) oder dem kortikobasalen Syndrom zu stellen und von anderen Krankheiten zu trennen. Dabei hilfreich sind neue Messverfahren wie Hochfeld- und Ultra-Hochfeld-MRT, die eine schnellere Bildakquisition ermöglichen, ebenso wie weitere MR-Sequenzen, die Neuromelanin und Eisen abbilden. Das Zusammenspiel aus molekularer Bildgebung und der Erfassung von MR-Sequenzen ermöglicht das Auslesen von Dysfunktionen dopaminerger (Dopamin), serotonerger (Serotonin), cholinerger (Acetylcholin) und noradrenerger (Noradrenalin) Vorgänge im Gehirn und gibt somit Aufschluss über eine mögliche Frühdiagnose von Morbus Parkinson.

Ethische Aspekte

Unerlässlich ist es, bei oben beschriebenen Beispielen einen ethischen Rahmen zu bieten, auf den das medizinische und wissenschaftliche Fachpersonal zurückgreifen kann, wenn es um Belange wie Forschungsstudien, Zufallsbefunde, oder auch allein um die Indikation eines Verfahrens der Bildgebung geht. Die Autonomie von Patientinnen und Probandinnen muss hierbei stets ein oberstes Gut sein und es muss vermieden werden, Zwang auf die betroffene Person auszuüben. Dabei spielen auch soziologische Faktoren wie Herkunft oder Milieu eine Rolle, da Studien bspw. einkommensschwache Probandinnen einem indirekten Zwang aussetzen können. Auch Zufallsbefunde stellen Ärztinnen vor ein ethisches Problem: Die indizierten Methoden der Diagnostik sind nicht mit dem avisierten Befund kongruent, der oder die Patientin kann jedoch im Nachhinein schwer um Einverständnis für einen Zufallsbefund gebeten werden, was das medizinische Fachpersonal vor das Dilemma der Lebenswahrung gegen die Autonomie der Patientin stellt. Eine basalere, wenngleich ebenso wichtige Herausforderung ist die Abwägung eines bildgebenden Verfahrens gegen den anzunehmenden Schmerz und möglicherweise psychischen Stress, den eine solche Prozedur mitbringt.

Risiken und Missverständnisse

Bildgebende Verfahren bringen viele Möglichkeiten mit sich, bergen aber auch einige Risiken, zum Teil minimale, zum Teil aber, bedingt durch Strahlungsbelastung, auch gravierendere. Beispielsweise bergen NIRS, EEG und MEG kaum Risiken, während das Risiko von MRT etwas höher und das von PET und SPECT deutlich höher eingeschätzt wird. Bei MRT-Verfahren besteht eine der größeren Gefahren in dem Magnetfeld, das von der Magnetresonanztomographie ausgeht. Hier kann es passieren, dass Patient*innen magnetische Gegenstände unwissentlich in das MRT-Gerät mit einführen - von magnetischem Sand bis hin zu magnetischen Farbpigmenten in Tattoos kommen hier viele Gegenstände in Frage, die unabsichtlich in das Gerät eingeführt werden. Auch ältere Implantate stellen hierbei eine Gefahr dar, da auch sie magnetisch und somit nicht für MRT-Geräte geeignet sind. Neben der fahrlässigen Einführung von magnetischen Gegenständen sind auch der starke Geräuschpegel sowie die Enge des MRT-Gerätes als potenzielles Risiko zu nennen, der für Menschen mit Klaustrophobie psychisch und körperlich belastend sein kann. Dennoch gilt das MRT noch als minimalriskantes Verfahren, anders als SPECT und PET. Da bei beiden Verfahren Radionuklide verwendet werden, bergen diese an und für sich ein größeres Risiko.

Ebenfalls muss eine transparente und gelingende Kommunikation mit Probandinnen und Patientinnen bedacht werden. Beispielsweise sollte zum einen darüber aufgeklärt werden, dass die bildgebenden Verfahren keine Abbildungen im eigentlichen Sinne sind, sondern vielmehr Messwerte, die farblich kodiert abgebildet werden. Zum anderen kommt es häufig zu Missverständnissen darüber, mit was die einzelnen Ergebnisse verglichen werden: So werden die Messwerte einer Patientin nicht mit einzelnen Proben eines anderen Individuums verglichen, sondern mit dem Durchschnitt einer Probandinnengruppe - Abweichungen gehören also zur Regel.

Ein weitverbreitetes Missverständnis, was in der Praxis mit bildgebenden Verfahren gängig ist, ist zudem das therapeutische Missverständnis. Hierunter wird verstanden, dass gerade Teilnehmende einer Studie davon keinen direkten Nutzen haben und keine Heilung vorgesehen ist.

Zufallsbefunde

Eine weitere Komplikation sind Zufallsbefunde. Diese sind vergleichsweise häufig und treten, aufgrund der Beschaffenheit der Verfahren (die nicht nur auf die spezifisch erwartete Diagnose abzielen, sondern eine Vielzahl von Daten bereitstellen) mit einer nennenswert großen Wahrscheinlichkeit auf. Hier stellt sich die Frage, wie mit einem solchen Zufallsbefund umzugehen ist. Die Zahlen variieren stark, im Mittel gehen Forschende davon aus, dass bei 2,7 Prozent aller fMRT-Untersuchungen solche zufälligen Befunde kenntlich werden. Das stellt sowohl Forschende als auch Ärztinnen vor das moralische Dilemma, das Recht auf Nichtwissen der Probandinnen oder Patient*innen zu wahren, und auf der anderen Seite der Pflicht zur Nothilfe nachzukommen.

Chancen und Möglichkeiten

Auf der anderen Seite resultieren Imaging-Verfahren und die daraus erhobenen Daten in verbesserten und zahlreicheren Diagnosen sowie auch Frühdiagnosen, die eine Krankheit schon vor dem Symptombeginn feststellbar machen. Das bietet einige Chancen bezüglich der Lebensgestaltung: Wer schon vor einer beginnenden Demenz-Erkrankung mit ausgeprägten Symptomen von der Diagnose Kenntnis hat, kann sein Haus beispielsweise modifizieren, seine Angelegenheiten regeln und Vorsorge mit dem familiären Umfeld treffen. Ebenso ist es manchmal möglich, den Symptombeginn bei bekannter Diagnose zu lindern oder zu verzögern, ebenso wie es der Forschung ermöglicht wird, die Behandlung früher anzusetzen und zu optimieren.

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