Die Multiple Sklerose (MS) ist eine komplexe neurologische Erkrankung, deren Verlauf und Auswirkungen auf das Gehirn von verschiedenen Faktoren abhängen. Die Magnetresonanztomographie (MRT) spielt eine zentrale Rolle bei der Diagnose, Verlaufsbeobachtung und Prognoseabschätzung von MS. Insbesondere die sogenannten "Black Holes", die in bestimmten MRT-Aufnahmen sichtbar werden, geben Aufschluss über den Schweregrad der Erkrankung und mögliche langfristige Folgen.
Multiple Sklerose: Eine vielschichtige Erkrankung
Die Diagnose Multiple Sklerose (MS) ist zweifellos ein einschneidendes Ereignis im Leben. Bei der Entscheidung für eine Behandlung steht das persönliche Wohlbefinden im Mittelpunkt. Vertrauen in den behandelnden Arzt ist entscheidend, denn eine Therapie ohne Vertrauen zeigt in der Regel wenig Erfolg. Gemeinsam mit den Behandlern sitzt man in einem Boot, möchte die Erkrankung bewältigen und einen Weg finden, der bestmöglich zum Ziel führt. Trotz der Vielschichtigkeit der MS gibt es einige Hinweise auf mögliche Faktoren, die die Entstehung der Erkrankung beeinflussen können. Das Epstein-Barr-Virus und genetische Aspekte werden genannt, jedoch sind viele Ursachen noch nicht vollständig verstanden. Eine präklinische Aktivität ist gar nicht so selten und die MS damit manchmal sogar ein Zufallsbefund. Typischerweise wird aber von einer schubförmigen MS, die sich durch Schübe äußert, gesprochen und selten von der chronischen Form.
Früher, als es noch wenige Behandlungsmöglichkeiten gab, wagten einige Patientinnen bewusst den Verzicht auf Therapien. Doch der natürliche MS-Verlauf ohne Medikamente zeigt, dass dies nicht immer die beste Wahl ist. Studien belegen, dass bereits nach 15 Jahren ohne Therapie ein höherer Behinderungsgrad (EDSS 6 - engl.: Expanded Disability Status Scale) auftreten kann. Schwere Behinderungen (EDSS 8) nach 26 Jahren und Betroffene bei einem EDSS 10 nach 41 Jahren versterben. Es ist eine Herausforderung, den individuellen MS-Verlauf vorherzusagen, da die Erkrankung sehr unterschiedlich verlaufen kann. Etwa 5% der Betroffenen erleben bereits in den ersten 5 Jahren einen schweren, aggressiven Verlauf. Es gibt aber auch Patientinnen, die unbeeinträchtigt sind. Die Entscheidung für eine Therapie erfordert daher eine sorgfältige Nutzen-Risiko-Abwägung.
Bereits zurückliegende Daten haben gezeigt, dass das Geschlecht einen gewissen Einfluss auf den MS-Verlauf haben kann. Statistisch gesehen neigen Männer dazu, schneller in die Phase der chronischen Progression überzugehen, in der sich die Symptome allmählich verschlechtern. Das bedeutet jedoch nicht, dass dies für jeden Mann mit MS gilt. Früh auftretende motorische Probleme wie Lähmungen, Gangstörungen oder Spastiken deuten darauf hin, dass die MS möglicherweise aggressiver verläuft. Auch die Anzahl der Schübe in den ersten Jahren nach der Diagnose kann ebenfalls einen Hinweis darauf geben, wie die MS fortschreiten wird. Studien zeigen, dass mehr als drei Schübe in den ersten beiden Jahren die Wahrscheinlichkeit einer späteren Verschlechterung erhöhen. Ein besonderer Fokus liegt auf Schüben, die durch Entzündungen im Gehirn oder Rückenmark entstehen. Spinale Schübe können aufgrund der Struktur des Rückenmarks langfristig ungünstige Narben hinterlassen. Das Rückenmark können wir uns wie ein großes Stromkabel vorstellen, in dem die motorischen Bahnen verlaufen, aber auch Nervenbahnen, die die Blasen- und Darmfunktion regulieren, aber auch die Sensibilität und Wahrnehmung. Wenn dieses Stromkabel nun beschädigt wird, kann es nicht durch andere kompensiert werden.
Umweltfaktoren spielen eine entscheidende Rolle bei der Entstehung und dem Verlauf von MS. Ein wichtiger Faktor ist Vitamin D. Studiendaten zeigen, dass ein höherer Vitamin-D-Spiegel mit einem geringeren Risiko für eine Multiple Sklerose einhergeht. Daher wird empfohlen, Vitamin-D zu supplementieren. Ein weiterer bedeutender Umweltfaktor ist das Rauchen. Nikotinkonsum erhöht das Risiko von Schüben. Ist die Entzündung noch nicht gestillt kann es schnell zu einem zweite Schub-Ereignis kommen und damit auch die Konversion zu MS. Rauchen kann durch seine Toxine Gefäßschäden verursachen, wodurch Entzündungen ins Gehirn einwandern können.
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In den letzten Jahren hat das Verständnis für Komorbiditäten im Zusammenhang mit MS zugenommen. Hierbei handelt es sich um Begleiterkrankungen, die zusätzlich zur Multiplen Sklerose auftreten können. Wir wissen bereits, dass Depressionen und Angststörungen bei MS häufiger vorkommen. Gerade im hohen Alter kommt es bei diesen Komorbiditäten zu einer eher ungünstigen Prognose, da es bei Bluthochdruck, Fettstoffwechselstörungen und Diabetes zu Gefäßschädigungen kommt - zusätzlich zur MS. So kann sich das Ganze potenzieren.
Die Bedeutung der Magnetresonanztomographie (MRT) bei MS
Die Magnetresonanztomographie (MRT) spielt eine entscheidende Rolle bei der Prognose von MS. Die Untersuchungen zeigen Läsionen und Entzündungen im Gehirn. Besonders problematisch sind Läsionen in strategisch ungünstigen Bereichen wie dem Hirnstamm oder dem Rückenmark. Hier laufen bspw. die motorischen Bahnen, die für die Versorgung unserer Arme und Beine verantwortlich sind. Aus diesem Grund können mit einer ungünstigen Prognose einhergehen, was ein Grund sein kann, die MS als sehr aktiv einzuordnen. Auch Läsionen im Kleinhirn, das unter anderem für die Koordination und Standstabilität zuständig ist, können sich ungünstig auf Entzündungen auswirken. Die Anzahl und Lage der Läsionen, insbesondere schwarze Flecke (Black Holes), können Aufschluss über den Schweregrad der Erkrankung geben. Diese schwarzen Löcher entstehen nur dann, wenn der Nervenschaden oder der Schaden an den Nervenbahnen so stark ist, dass eine Narbe entstanden ist. Dieser Schaden ist etwas, was nicht mehr weg geht und was es auf jeden Fall zu vermeiden gilt. Je mehr dieser Black Holes bereits am Anfang der Diagnose vorhanden sind, desto ungünstiger die Prognose bzw.
Die MRT hat bei der MS eine große Bedeutung in der Diagnostik und Verlaufsbeobachtung erlangt. Die hohe Sensitivität der konventionellen, in der klinischen Routine eingesetzten MRT trägt mit dem Nachweis hyperintenser Läsionen in der T2-gewichteten Untersuchung entscheidend zur Diagnose bei. Der Nachweis einer erheblichen „Läsionslast“ schon zu Beginn der Erkrankung erhöht die Wahrscheinlichkeit einer weiteren Akkumulation von ZNS-Läsionen, der frühen Konversion zur klinisch definitiven MS und der Progression der klinischen Behinderung in den nächsten 5-15 Jahren. Dieser diagnostische und prognostische Informationsgewinn schon zu einem frühen Zeitpunkt der Erkrankung führte 2001 zu einer grundlegenden Revision der diagnostischen Kriterien (McDonald et al. Der Nachweis subklinischer Aktivität in der MRT kann die klinische Sicherung eines zweiten Schubes ersetzen und erlaubt schon früher als bisher die Diagnose einer MS. Das Erkennen und die zuverlässige Zuordnung von neuen und älteren Läsionen in MRT-Verlaufsuntersuchungen bilden die Grundlage der neuen Diagnosekriterien (Hagens et al. 2016). Aus der gestiegenen Bedeutung von Verlaufsuntersuchungen ergibt sich die Notwendigkeit von optimal vergleichbaren, standardisierten MRT-Untersuchungen, die möglichst unabhängig vom Gerät und anderen Faktoren angewandt werden können (Sailer et al.
Darüber hinaus hat die MRT einen bedeutenden Beitrag zum Verständnis der pathophysiologischen Vorgänge der MS geleistet. Sie bietet das erste Verfahren, Läsionen im Bereich des ZNS sichtbar zu machen und liefert aktuelle Evidenz für die Dissemination von Läsionen. In den T2-gewichteten Aufnahmen stellt sich das Mark mit geringer Intensität dunkel dar. Das Signal wird durch das Relaxationsverhalten von Wassermolekülen verursacht, die durch die Nähe und Interaktion mit Markscheidenproteinen beeinflusst werden. Entsprechend der Architektur des Myelins mit den Myelinlamellen wird Wasser sehr effektiv in Kompartimenten gebunden. In MS-Plaques, in denen das Myelin zerfällt, wird Wasser aus diesen Kompartimenten befreit. Freies Wasser hat eine längere Relaxationszeit und ist insofern für ein verstärktes Signal in den T2-gewichteten Abbildungen verantwortlich. Dieses Phänomen machen sich die neueren MR-Techniken wie Diffusion-Tensor-Weighted Imaging zunutze, um die Integrität von Bahnsystemen (Fiber tracking) zu detektieren (Gracien et al. Zusätzlich zur Demyelinisierung treten ödematöse, gliotische oder entzündliche Veränderungen auf, die in gleicher Weise das Signal in den T2-gewichteten Bildern verstärken können. Dadurch wird das MRT zwar sehr sensitiv und stellt selbst geringe Veränderungen gut dar, es ist aber nicht spezifisch für Läsionen einer MS.
Die T1-betonten Aufnahmen zeigen insbesondere bei älteren MS-Plaques scharf berandete Signalminderungen als Ausdruck der Sklerosierung. Die Nachweisbarkeit insbesondere kleiner Herde lässt sich durch Anwendung von Messsequenzen mit Fettunterdrückung weiter optimieren. Mit der sog. FLAIR(„fluid attenuate inversion recovery“)-Technik lässt sich der Kontrast von Entmarkungsherden gegenüber normalem Mark erhöhen.
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Eine weitere Kontrastverstärkung, die v. a. der Differenzierung alter und frischer aktiver demyelinisierender Herde dient, bietet die intravenöse Gabe paramagnetischer Kontrastmittel (Gadolinium-DTPA). Areale mit gestörter Blut-Hirn-Schranke stellen sich als Kennzeichen einer floriden Entzündung kontrastangehoben dar, frische Herde homogen und reaktivierte ältere Herde randständig betont. Manchmal lassen sich Kontrastmittelanreicherungen erst nach Erhöhung der Kontrastmitteldosis (z. B. durch Verdreifachung) im sog. Spätscan („delayed scan“) nachweisen. Unter normalen Bedingungen zeigen sich kontrastangehobene frische Läsionen für 3-5 Wochen. In dieser Zeit werden sie zunächst größer, schrumpfen danach wieder und werden kleiner. Nicht alle frischen Herde nehmen Gadolinium-DTPA auf. Entzündliche Läsionen können sich als hypointense Herde, sog. „black holes“ auch in den T1-gewichteten Sequenzen darstellen. Das Ausmaß dieser Hypointensität scheint der Gewebezerstörung sowie dem Verlust von Axonen zu entsprechen. Dementsprechend wird ihnen auch eine fehlende Remission und eine schlechtere Prognose zugeschrieben. Manchmal können sie auch in den Untersuchungen ohne Kontrastmittel einen primär hyperintensen Randsaum aufweisen, der sich nach Kontrastmittelgabe dann nicht verstärkt. Zu beachten ist, dass die Aussagekraft der kontrastmittelgestützten Untersuchung durch die Gabe von Methylprednisolon zur Schubbehandlung (bereits nach einmaliger Gabe) aufgehoben bzw. Herdförmige Signalhyperintensitäten in der weißen Substanz werden besonders ventrikelnah gefunden und hier wiederum in Höhe der Vorder- und Hinterhörner. Wie bereits aus den histopathologischen Untersuchungen bekannt, orientieren sich die periventrikulären Entmarkungszonen entsprechend der besond…
"Black Holes": Ein Zeichen irreversibler Schädigung
"Black Holes" sind Entzündungsherde, die auf speziellen Aufnahmen der Magnetresonanztomografie (MRT), den sog. T 1 gewichteten MRT-Aufnahmen, in der Mitte schwarz erscheinen und einen hellen Rand aufweisen. Die Schwarzfärbung auf dem MRT-Bild rührt daher, dass sich in der Mitte der Läsion Liquor angesammelt hat. Der Grund hierfür: Der Entzündungsherd hat sich derart rasch ausgedehnt, dass an dieser Stelle das Gewebe ausgedünnt ist und Liquor den so entstandenen Raum ausfüllt. In den sog. Black Holes ist Untersuchungen zufolge nicht nur die Ummantelung der Nervenfasern, das Myelin, geschädigt, sondern auch bestimmte Zellen, die sog. Oligodendrozyten, die das Myelin bilden. Das bedeutet, dass auch Reparaturmaßnahmen der Oligodendrozyten hier nicht mehr greifen können. In den Black Holes sind die Nervenzellen oder genauer die Axone, die die Informationen zwischen den Nervenzellen weiterleiten, somit anhaltend geschädigt. Das wiederum bedingt neurologische Ausfälle, d. h. etwa bestimmte Bewegungen sind ab einem gewissen Ausmaß der Schädigung u. U.
Während andere Läsionen sich - zumindest teilweise - zurückbilden und verloren geglaubte körperliche Funktionen in gewissem Maß wieder zurückkehren können, ist das Nervengewebe in den Black Holes unwiderruflich verloren. Allerdings gibt es auch immer die Möglichkeit, dass andere Bereiche des Gehirns u. U. den Ausfall von Nervenzellen zumindest teilweise ausgleichen können. Black Holes treten nicht bei allen Menschen mit MS auf. Mediziner gehen nach heutigem Wissensstand davon aus, dass eine frühe verlaufsmodifizierende Therapie der Entstehung von Black Holes vorbeugen kann. Deshalb ist es sinnvoll, möglichst bald nach der Diagnose MS eine langfristige Therapie zu beginnen und diese beizubehalten. Es stehen verschiedene Medikamente zur Behandlung der schubförmigen MS Verfügung, sodass der Arzt beim Auftreten von Nebenwirkungen u. U. ein anderes Medikament verordnen kann. Eine verlaufsmodifizierende Therapie verringert i. d. R. Treten als Folge bereits bestehender Black Holes körperliche Symptome auf, sollte ebenfalls möglichst rasch eine symptomatische Therapie eingeleitet werden.
Moderne MRT-Techniken und ihre Bedeutung
Die diagnostische und differenzialdiagnostische Trennschärfe lassen sich verbessern, indem verschiedene MRT-Kontraste und -Sequenzen kombiniert werden, zum Beispiel FLAIR- plus sensitivitätsgewichtete Aufnahme (SWI). So erhält man einen Mix aus beiden Kontrasten. Sie stellen sich als White Spots dar mit zentraler Vene als Ausdruck der perivaskulären Inflammation (Central Vein Sign). „Sie können sich relativ sicher sein, dass es sich um eine chronisch-entzündliche MS-Läsion handelt, da wichtige Differenzialdiagnosen wie z. B. vaskuläre Läsionen diese zentrale Vene nicht zeigen“, erläuterte Prof. MS-Läsionen sind nicht die einzigen mit einer zentralen Vene. Lässt sich im SWI-Imaging ein hypointenser Ring („smoldering lesion“) um die Läsion darstellen als Ausdruck eisenbeladener Makrophagen oder Mikroglia, handelt es sich aber mit hoher Wahrscheinlichkeit um eine chronisch-entzündliche ZNS-Läsion und nicht um eine der wichtigen MS-Differenzialdiagnosen. Smoldering Lesions finden sich häufig bei progredienten MS-Patienten. Um sie zu sehen, braucht es allerdings eine sehr gute Auflösung, die „sicher nicht überall verfügbar ist“, meinte der Neuroradiologe.
Er plädierte außerdem fürs Kontrastmittelsparen, da elementares Gadolinium im Gehirn akkumulieren kann: „In Deutschland werden Unmengen an Gadolinium in MS-Patienten hineingegossen - völlig zu Unrecht. Denn wir haben mit alternativen Bildgebungssequenzen die Möglichkeit, die Krankheitsaktivität auch ohne Kontrastmittel zu messen.“ Deshalb ist in den neuen MAGNIMS-Leitlinien Kontrastmittel für die Verlaufsuntersuchungen nur als „optional“ gekennzeichnet. Die Sensitivität im Verlaufsmonitoring lässt sich u.a. durch Subtraktionsanalysen erhöhen. Die Software dafür ist laut Prof. Wattjes auf modernen Scannern implementiert, die Analyse kann also beim Neuroradiologen angefordert werden. Bei Patienten mit ausgeprägtem T2-Hintergrundrauschen kann sie genutzt werden, um neue Läsionen sicher zu identifizieren, indem quasi die Signale des alten Bildes von denen des neuen abgezogen werden. „Das ist besonders wichtig für Patienten mit SPMS, bei denen die inflammatorische Krankheitsaktivität nicht mehr so prominent sichtbar ist“, erklärte Prof. Wattjes. „Dadurch können Sie viel Gadolinium einsparen.“ Da trifft es sich gut, dass die Künstliche Intelligenz, mit der solche Bilder ausgewertet werden, in den letzten Jahren deutlich weiterentwickelt wurde. Das Problem, dass die Systeme häufig nur lokal validiert sind, bleibt allerdings bestehen.
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Weitere MRT-Marker und ihre Bedeutung für die Prognose
Der Stellenwert der leptomeningealen Entzündungsherde als Marker der individuellen Krankheitsprogression ist noch zu klären. Zu Beginn der MS-Erkrankung findet man sie eher selten, bei chronischen Verläufen aber häufig, besonders bei der SPMS. Bekannt ist, dass im angrenzenden Kortex demyelinisierte Areale zu finden sind. „Vermutlich kommt es auch zur Neurodegeneration im Sinne einer kortikalen Atrophie“, meinte Prof. Wattjes. Mit kontrastmittelverstärkten 3D-FLAIR-Sequenzen lässt sich die leptomeningeale Inflammation gut sichtbar machen. Allerdings bleiben die Läsionen im Krankheitsverlauf weitgehend konstant, was den Stellenwert als Biomarker fraglich erscheinen lässt. Neurodegenerative Prozesse machen sich zu Beginn der Erkrankung klinisch wenig bemerkbar, sind aber in der Bildgebung schon früh evident. Das Hirnvolumen geht relativ früh im Krankheitsverlauf zurück und der Verlust beschleunigt sich im Verlauf deutlich. Für die Prognose ist die Hirnatrophie hoch relevant, deshalb ist es wünschenswert, sie früh zu erkennen. Es gibt jedoch viele Faktoren, die das Hirnvolumen beeinflussen und die Interpretation erschweren. Wichtig vor allem: Die MS-Medikation selbst kann eine Pseudoatrophie auslösen. „Wenn Sie einen hochaktiven MS-Patienten antiinflammatorisch behandeln, verschwinden die Läsionen, aber auch relativ viel Volumen - die Seitenventrikel werden größer, ebenso die Sulci“, erklärte Prof. Wattjes.
Standardisierte MRT-Protokolle für eine bessere Vergleichbarkeit
Für die Neuroradiologie liegt die Herausforderung darin, das Wechselspiel der neuroinflammatorischen und neurodegenerativen Phänotypen optisch fassbar zu machen, um die Neurologen bei Diagnose, Verlaufskontrolle und Therapiemonitoring zu unterstützen. Damit dies gelingt, sollte die Untersuchung standardisierten Maßstäben folgen, beispielsweise dem Protokoll des Kompetenznetzes Multiple Sklerose oder des Netzwerks Magnetic Resonance Imaging in MS (MAGNIMS). Das MAGNIMS-Protokoll wurde kürzlich überarbeitet. Zu ihm gehören T2-gewichtete, FLAIR- sowie T1-gewichtete Aufnahmen nach Gadoliniumgabe. Dreidimensionale Sequenzen sind zweidimensionalen deutlich überlegen und sollten wenn möglich angestrebt werden, betonte Prof. Wattjes. „Für die Diagnose reicht 2D häufig aus, vor allem bei pädiatrischen Patienten. Auch für das Rückenmark existiert ein standardisiertes Protokoll, das sagittale PD-, T2- und T1-Gad-Aufnahmen vorsieht. Um die diagnostische Sicherheit zu erhöhen, können axiale T2-gewichtete Aufnahmen herangezogen werden. Beim Rückenmark genügt übrigens - anders als beim Gehirn - eine Feldstärke von 1,5 T. 3T machen die Bilder nicht besser, und das 7T-MRT „ist experimentell und hat in der klinischen Praxis nichts zu suchen, auch weil die Kontraste höchst unterschiedlich sind und schwierig zu interpretieren“, findet Prof. Wattjes.