Die Multiple Sklerose (MS) ist eine chronisch-entzündliche Erkrankung des zentralen Nervensystems, bei der die Myelinscheiden der Nervenfasern angegriffen und zerstört werden. Die Magnetresonanztomographie (MRT) spielt eine entscheidende Rolle bei der Diagnose und Verlaufskontrolle der MS. In den letzten Jahren hat die Forschung versucht, die Auswirkungen elektromagnetischer Felder (EMF) auf den Verlauf der MS und andere neurodegenerative Erkrankungen zu untersuchen. Dieser Artikel fasst die aktuellen Erkenntnisse und Studien zu diesem Thema zusammen.
Bedeutung der MRT bei Multipler Sklerose
Die Magnetresonanztomographie (MRT) des Gehirns und des Rückenmarks hat in den vergangenen Jahrzehnten sowohl bei der Diagnosestellung als auch bei der Verlaufskontrolle der Multiplen Sklerose (MS) kontinuierlich an Relevanz gewonnen. Darüber hinaus liefern die MRT-Befunde zu Beginn der Erkrankung wichtige prognostische Informationen hinsichtlich Langzeitbehinderung, kognitiver Beeinträchtigung und individueller Krankheitsprogression. Standardisierte MRT-Protokolle bei der MS werden schon länger international konsentiert, jedoch sind enge Kooperationen zwischen Radiologen und Neurologen im klinischen Alltag selten und die Bildgebung ist kaum vereinheitlicht. Dies hat potenziell negative Auswirkungen auf die Qualität der Versorgung von Menschen mit MS. Die fehlende Vergleichbarkeit von MRT-Bildern im Verlauf schränkt die Aussagekraft bezüglich der paraklinischen Krankheitsaktivität ein und fehlende präzise klinische Angaben und Fragestellungen sowie Voraufnahmen erschweren die Befunderstellung durch den Radiologen. Neben den potenziell negativen Folgen für die Krankenversorgung sprechen darüber hinaus medizinökonomische Aspekte für eine (regionale) Harmonisierung der MRT-Bildgebung bei MS.
Standardisierung der MRT-Bildgebung bei MS
Ein Projekt zur Standardisierung und Harmonisierung der MRT-Bildgebung bei MS-Patienten auf regionaler Ebene wurde im Großraum Essen durchgeführt. Dabei wurden gemeinsam zwischen Neurologen und (Neuro)radiologen im Rahmen mehrerer strukturierter Treffen Konsensuskriterien verabschiedet. Ein Fragenkatalog zur Standardisierung der Bildakquisition, Interpretation, Befundübermittlung und zu weiteren Aspekten zur Verbesserung der interdisziplinären Zusammenarbeit wurde im Expertenkreis diskutiert. Zur Konsensfindung wurde die modifizierte Delphi-Methode angewendet. Grundlage des Konsenses waren die aktuellen wissenschaftlichen Untersuchungen zur Magnetresonanztomographie bei der MS sowie praktische Überlegungen zur technischen Verfügbarkeit und der Durchführbarkeit in Anbetracht wirtschaftlicher und zeitlicher Aspekte.
Zur Zusammenstellung des Expertenkreises wurden alle Neurologen und Radiologen aus dem Großraum Essen angeschrieben und Ziel wie auch das geplante Vorgehen erläutert. Es bestand in der Konsensusgruppe Einigkeit darüber, dass folgende Aspekte zu Diagnosestellung und Therapieüberwachung bei der MS zur Konsensfindung vorausgesetzt werden können:
- Zur Diagnosestellung der MS werden die 2017 revidierten McDonald-Kriterien herangezogen.
- Die MRT-Bildgebung ermöglicht die Dokumentation der örtlichen und zeitlichen Dissemination mit einer einzigen MRT-Untersuchung bei simultaner Anwesenheit schrankengestörter und nichtschrankengestörter Läsionen in MS-typischen Lokalisationen.
- Auch wenn eine zeitliche Dissemination auf Basis der MRT-Befunde nicht besteht, kann der Liquorbefund (Nachweis liquorspezifischer oligoklonaler Banden) bei MR-tomographisch nachweisbarer örtlicher Dissemination zur Diagnosestellung beitragen.
- MRT-Verlaufsuntersuchungen sind notwendig, um auch subklinische Krankheitsaktivität zu erfassen und die Effektivität der eingeleiteten Therapie festzustellen. Diese Verlaufsuntersuchungen sollten in aller Regel in 12-monatigen Intervallen durchgeführt werden. Bei Therapieumstellung sollte nach ca. 6 Monaten ein sog. Rebaselining-MRT (MRT des Gehirns ohne Kontrastmittelgabe) durchgeführt werden.
- Neuere Parameter der MRT durch Messung der Hirnatrophie erfassen die neurodegenerative Komponente der MS. MS-Patienten weisen im Vergleich zu gesunden Menschen eine deutlich gesteigerte jährliche Volumenminderung der grauen und weißen Substanz auf. Volumetrische Parameter der MRT haben einen prädiktiven Wert hinsichtlich der Langzeitbehinderung und der individuellen Krankheitsprogression.
MRT-Protokolle und Bildgebungsparameter
Die MRT-Untersuchung sollte bei der Verdachtsdiagnose einer MS zur Steigerung von Spezifität und Sensitivität einheitlichen Standards entsprechen. Es bestand Konsens darüber, dass ein MS-MRT-Protokoll zumindest dann ausgeführt wird, wenn der Zuweiser auf dem Überweisungsschein MS bzw. ein entsprechendes Synonym vermerkt. Die magnetische Feldstärke ist eine der wichtigsten MRT-Akquisitionsparameter mit Einfluss auf die Läsionsdetektion im Gehirn. Im Vergleich zu 1,5 Tesla (T) können Untersuchungen bei 3 T mehr MS-Läsionen detektieren. Es bestand Konsens darüber, dass eine Feldstärke von 1,5 T zur Diagnosestellung und Verlaufskontrolle der MS ausreichend ist, auch vor dem Hintergrund der begrenzten Verfügbarkeit von 3 T-Geräten.
Lesen Sie auch: Anwendung elektromagnetischer Hirnstimulation
Zur besseren Vergleichbarkeit der Bilder sollte eine standardisierte Repositionierung (fixe Angulierung bzw. Kippung) der Schnittführung festgelegt werden. Aufgrund der weiten Verbreitung bestand Konsens zur bevorzugten Angulierung entlang der HYFA-Linie, welche den Unterrand der Hypophyse mit dem Fastigium des IV. Ventrikels verbindet. Grundsätzlich sollte ein minimales Zeitintervall von 5 min zwischen der Applikation von Kontrastmittel und dem Akquirieren der kontrastmittelgestützten Sequenzen eingehalten werden. Es sollten nur noch makrozyklische gadoliniumbasierte Kontrastmittel verwendet werden, da in ihnen - im Vergleich zu linearen Kontrastmitteln - das Gadolinium besser gebunden vorliegt, was eine Anreicherung im Körper weniger wahrscheinlich macht.
Bei der Erstuntersuchung sollten bestimmte Sequenzen durchgeführt werden. Alle 2‑D-Aufnahmen sind mit einer Schichtdicke von 3 mm und einer In-plane-Auflösung von 1 × 1 mm zu akquirieren. Für 3‑D-Sequenzen wird eine gemessene Voxelgröße von 1 × 1 × 1 mm empfohlen. Bei der Erstuntersuchung sollte stets die KM-Gabe vor der FLAIR-Sequenz und vor der axialen T2-Sequenz erfolgen; so kann die Zeit der T2-Sequenz genutzt werden, um eine ausreichende Verzögerung vor Anfertigung der Post-KM-T1-Sequenz zu gewährleisten. Bei der Erstuntersuchung zur Abklärung einer MS sollte stets eine MRT der kompletten spinalen Achse durchgeführt werden. Die Untersuchung sollte das gesamte Myelon einschließlich des Conus medullaris abbilden und wenn möglich als Gesamtaufnahme durchgeführt werden (keine Abschnittsuntersuchungen). Eine Untersuchung mit 1,5 T und 3 mm Schichtdicke ist hierfür ausreichend. Die Gabe von Kontrastmittel ist bei der Erstuntersuchung zur Klärung der Diagnose MS sinnvoll. Für etwaige Verlaufsuntersuchungen ist die Gabe von Kontrastmittel in den meisten Fällen nicht zielführend und sollte vermieden werden.
Neben der magnetresonanztomographischen regelmäßigen Verlaufskontrolle zur Feststellung der Krankheitsaktivität dient die MRT dem Sicherheitsmonitoring hinsichtlich therapieassoziierter Komplikationen, wie beispielsweise zur frühen Feststellung einer progressiven multifokalen Leukenzephalopathie (PML) unter einer Therapie mit Natalizumab. Um die Arbeit des Neuro‑/Radiologen bei der Befundung, insbesondere bei Verlaufsuntersuchungen, zu vereinfachen und eine hohe Befundqualität zu ermöglichen, sollte der Anfordernde obligatorische Mindestangaben zur Fragestellung, zu der zugrunde liegenden Symptomatik, der aktuellen Krankheitsaktivität sowie zur MS-Verlaufsform zur Verfügung stellen.
Relevanz der Befundtexte
Für viele Neurologen besteht keine Möglichkeit, die zahlreichen magnetresonanztomographischen Untersuchungen selbst eingehend zu sichten und zu befunden. Allgemein sind für den Neurologen Angaben zu Größe, Konfiguration, Lokalisation und Anzahl der T2-Läsionen relevant, da die quantitative Bewertung der T2-Läsionslast einen guten prognostischen Parameter für die Krankheitsaktivität und den Verlauf der Erkrankung darstellt. Auch die Bewertung schrankengestörter Läsionen nach Gabe von Kontrastmittel, wie z. B. im Rahmen der Erstuntersuchung, ist zur Abschätzung der Krankheitsaktivität relevant. Auch die visuelle semiquantitative Abschätzung der Hirnatrophie kann unter bestimmten Umständen therapeutische Entscheidungen beeinflussen. Die magnetresonanztomographischen Verlaufsuntersuchungen bewerten insbesondere die Zunahme der Läsionslast und das Vorhandensein schrankengestörter Läsionen. Auch in Zukunft wird den Befundtexten weiterhin ein hoher Stellenwert zukommen, wenngleich mittelfristig einheitliche Softwarelösungen verfügbar sein werden, die zuverlässig Bilder miteinander vergleichen, Läsionen quantifizieren, vermessen und anatomisch zuordnen.
Hochfeld-MRT und MS-Diagnostik
Eine Studie mit einem 7-Tesla-Magnetresonanz-Tomographen (MRT) zeigte, dass Forscher in Berlin nahezu doppelt so viele Schäden im Gehirn von Patienten mit Multipler Sklerose (MS) nachweisen konnten, wie mit dem in der Routine-Diagnostik üblichen 1,5-Tesla-MRT. Die verbesserte Auflösung des 7-Tesla-MRT ermöglichte es, Läsionen sichtbar zu machen, die bislang nicht nachweisbar waren. Die strukturellen Schäden, die Multiple Sklerose im Gehirn der Patienten verursacht, scheinen somit sehr viel größer zu sein als bislang angenommen. Trotz der vorteilhaften Diagnoseeigenschaften werden Untersuchungen mit 7-Tesla-MRT-Geräten in naher Zukunft wohl dennoch nicht routinemäßig eingesetzt werden, sondern auf die Forschung beschränkt bleiben.
Lesen Sie auch: Nervensystem: Beeinflussung durch elektromagnetische Felder
Neue Entwicklungen und Therapieansätze bei MS
The Lancet Neurology präsentierte 2021 eine Übersicht zu den wichtigsten Neuerungen des Jahres im Bereich der Neurologie. Für die Multiple Sklerose (MS) galt 2021 das Leitthema „Progress against progression“. Eine schwedische Registerstudie, die insgesamt 2,5 Millionen Individuen beinhaltete wurde hierbei besonders hervorgehoben. Es zeigte sich, dass Infektion wie z.B. die Mononukleose, das Risiko zur Entstehung einer Multiplen Sklerose relevant erhöhen. Im Rahmen bildgebender Methoden zeigen sich zudem neue MR-Parameter. Die sog. „ring enhancing leasons“ sind paramagnetische Ringstrukturen in Läsionen. Entscheidend ist hier, dass besonders eisenhaltige Zellen, also Makrophagen/Mikrogliazellen für die Ausbildung dieser Ringstrukturen verantwortlich sind und gezeigt werden konnte, dass die paramagnetischen Ringe eine Halbwertzeit von ca. 7 Jahren haben. Unter Therapiestudien stechen besonders die Studien zu Bruton-Tyrosinkinase- (BTK-) Inhibitoren hervor. Spannend am Konzept der BTK-Inhibition ist vor allem, dass neben B-Zellen auch myeloide Zellen (z.B. aktivierte Mikrogliazellen) durch das Therapieprinzip moduliert werden. Da es sich bei den BTK-Inhibitoren um small molecules handelt, gibt es auch Hinweise, dass die Substanzen das zentrale Nervensystem erreichen können und so neben einer Modulation der peripheren Inflammation auch einen direkten Einfluss auf neurodegenerative Mechanismen haben.
Transkranielle Magnetstimulation (TMS)
Tübinger Neurowissenschaftler haben eine Methode entwickelt, mit der sich die Gehirnaktivität während einer transkraniellen Magnetstimulation (TMS) messen lässt. Obwohl die TMS seit 30 Jahren erforscht wird, ist bisher wenig über ihre Wirkungsweise bekannt. Ein besseres Verständnis könnte dazu beitragen, die TMS als nicht-invasive und schmerzfreie Diagnose- und Behandlungsmethode weiter zu entwickeln. In der Medizin wird TMS bei Störungen motorischer Funktionen (z.B. bei Multipler Sklerose oder nach einem Schlaganfall) diagnostisch eingesetzt. Therapeutisch kommt sie beispielsweise bei Tinnitus, bei Depressionen, bei Schmerz- und neuerdings auch Suchtpatienten zum Einsatz.
Elektromagnetische Felder und neurodegenerative Erkrankungen
Neurodegenerative Erkrankungen bedeuten einen zunehmenden Verlust von Zellen im Nervensystem. Ob ein Zusammenhang zwischen elektromagnetischen Feldern und neurodegenerativen Erkrankungen besteht, wird innerhalb der Wissenschaft seit vielen Jahren untersucht. Das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) verfolgt hierfür die Studienlage und geht Hinweisen mit eigener Forschung weiter nach.
Epidemiologische Studien zu ALS und Alzheimer-Demenz
Frühere epidemiologische Studien lieferten Hinweise, dass einige neurodegenerative Erkrankungen vermehrt auftreten können bei beruflicher Exposition gegenüber niederfrequenten Magnetfeldern. Dies betrifft ALS und Alzheimer-Demenz. Eine Meta-Analyse aus dem Jahr 2013 deutet auf einen Zusammenhang zwischen der beruflichen Exposition mit niederfrequenten Magnetfeldern und neurodegenerativen Erkrankungen hin. Diese Hinweise wurden in einer Metaanalyse aus dem Jahr 2019 teilweise bestätigt. Es wurde ein um ca. zehn Prozent erhöhtes Risiko ermittelt, an ALS oder Alzheimer-Demenz zu erkranken.
ALS ist die häufigste Motoneuronenerkrankung bei Erwachsenen mit einem meist schnellen Krankheitsverlauf. Ein erhöhtes Risiko, an ALS zu erkranken, zeigte sich bei Arbeitern, die beruflich niederfrequenten Magnetfeldern ausgesetzt waren. Eine gepoolte Fall-Kontroll-Studie aus dem Jahr 2019 kam zu dem Schluss, dass Magnetfelder und Stromschläge möglicherweise unabhängig voneinander das Risiko für ALS erhöhen können. Ein Zusammenhang zwischen ALS und einem Wohnort in der Nähe von Hochspannungsleitungen wurde 2018 in einer Meta-Analyse nicht gefunden.
Lesen Sie auch: Gehirnaktivität und elektromagnetische Strahlung
Die Alzheimer-Demenz ist die häufigste Form von Demenzerkrankungen. Eine Metaanalyse aus dem Jahr 2018 von zwanzig epidemiologischen Studien zeigte bei beruflicher Magnetfeldexposition ein erhöhtes Risiko, an Alzheimer-Demenz zu erkranken. Eine Schweizer Studie aus dem Jahr 2009 lieferte Hinweise auf ein möglicherweise erhöhtes Risiko an Alzheimer-Demenz zu sterben bei Personen mit einem Wohnort von weniger als 50 Metern Entfernung zu einer Hochspannungsleitung.
Forschung des BfS
Das BfS förderte im Zeitraum von 2008 bis 2013 das Forschungsvorhaben „Auswirkungen niederfrequenter Magnetfelder auf die Entstehung und den Verlauf von neurodegenerativen Erkrankungen im experimentellen Modell“. Als Hauptergebnis konnte festgehalten werden, dass niederfrequente Magnetfelder keinen negativen Einfluss auf den Verlauf der ALS und Alzheimer-Demenz im entsprechenden Mausmodell hatten.
Zusammenfassung der Studienergebnisse
Zusammengefasst sind die Ergebnisse der einzelnen Studien für ALS und die Alzheimer-Demenz nicht konsistent. In der Gesamtschau zeigte die Mehrheit der Studien für Berufsgruppen, die im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung wesentlich höheren Magnetfeldexposition ausgesetzt sind, in dieselbe Richtung: Es scheint einen schwachen, aber konsistenten Zusammenhang zwischen der Exposition von niederfrequenten Magnetfeldern und dem Erkrankungsrisiko von ALS sowie Alzheimer-Demenz zu geben. Für Parkinson und multiple Sklerose wurde kein Zusammenhang mit Magnetfeldern gefunden.
Es bleibt unklar, ob es sich bei den beobachteten Zusammenhängen von niederfrequenten Magnetfeldern und neurodegenerativen Erkrankungen tatsächlich um Ursache-Wirkungsbeziehungen handelt. Ebenso unklar ist, welche Mechanismen zugrunde liegen könnten. Aktuelle wissenschaftliche Arbeiten verfolgen die Hypothese, dass Magnetfelder Entzündungen, oxidativen Stress und das Immunsystem begünstigen könnten.
Machbarkeitsstudie zur gepoolten Auswertung epidemiologischer Studien
Im vorliegenden Projekt wurde die Machbarkeit einer gemeinsamen Auswertung (Pooling) von epidemiologischen Studien zu ALS und Magnetfeldexposition geprüft. Die systematische Literatursuche ergab 21 Publikationen zur beruflichen Exposition gegenüber niederfrequenten Magnetfeldern (NF-MF) sowie 5 Publikationen zur häuslichen NF-MF Exposition, die sich mit dem Erkrankungsrisiko für ALS beschäftigt haben. Die Auftragnehmer stuften anhand der Qualität der Expositionserfassung 18 der 21 Publikationen zur beruflichen Magnetfeldexposition als geeignet für eine gemeinsame Auswertung ein. Hinsichtlich der Harmonisierung der Expositionsdaten für das Pooling empfahlen die Auftragnehmer eine Einschränkung des Expositionszeitraumes auf die Jahre ab 1950 für die Kohorten-Studien. Die Auftragnehmer zogen den Schluss, dass das Pooling machbar wäre. Dabei empfahlen sie, nur die Studien zur beruflichen Exposition gemeinsam auszuwerten. Die Durchführung einer Hauptstudie als Pooling von Originaldaten ist aus datenschutzrechtlichen Gründen nicht möglich. Als alternatives Vorgehen wurde beschlossen, ein standardisiertes Analyseprotokoll zu entwickeln, mithilfe dessen studien-spezifische Schätzer berechnet werden. Anschließend sollen die Schätzer im Sinne eines Metaschätzers zusammengefasst werden.
Weitere Forschung und offene Fragen
Mehrere Meta-Analysen epidemiologischer Einzelstudien ergaben Hinweise darauf, dass Menschen, die beruflich extrem niederfrequenten Magnetfeldern ausgesetzt sind (ELF-MF-Exposition), ein höheres Risiko haben können, an amyotropher Lateralsklerose (ALS) zu erkranken. Die Ergebnisse der Meta-Analysen sind widersprüchlich und in ihrer Aussagekraft durch beobachteten Publikationsbias eingeschränkt. Auch stützen tierexperimentelle Untersuchungen die Annahme eines Zusammenhangs bisher nicht.
Um die statistische Sicherheit der Ergebnisse zum Zusammenhang zwischen extrem niederfrequenten Magnetfeldern und ALS zu verbessern, war eine gemeinsame Auswertung von Originaldaten aus verschiedenen epidemiologischen Studien zur beruflichen Exposition gegenüber diesen Feldern geplant. Die Ursache dafür war in beiden Fällen der Wechsel der Institution, die für die Datenhaltung verantwortlich war. Da die weiter notwendige Zeitdauer für die Sicherung der rechtlichen Grundlagen des Datenzugriffs nicht realistisch eingeschätzt bzw. von den Datenhaltern zugesichert werden konnte, waren die Voraussetzungen für die Aufhebung der Sperrung nach Arbeitspaket 1 nicht gegeben. Deshalb wurde das Forschungsvorhaben frühzeitig beendet.
Bemer-Magnetfeldtherapie bei MS-bedingter Fatigue
Patienten mit Multipler Sklerose und begleitender Fatigue können von einer Bemer-Magnetfeldtherapie mit schwachen, niedrigfrequenten gepulsten elektromagnetischen Feldern profitieren. Die Erkenntnis, dass Ermüdung und Ermüdbarkeit bei Patienten mit MS unterschiedliche hirnfunktionelle Korrelate haben, trägt wesentlich zum Verständnis dieser Symptome bei. Sie dient als Basis für die Entwicklung neuer Behandlungsansätze, zum Beispiel durch transkranielle elektrische oder magnetische Stimulation der entsprechenden Hirnareale.
Elektromagnetische Felder im Alltag und gesundheitliche Auswirkungen
Elektromagnetische Felder, die als Mikrowellen bezeichnet werden, gewährleisten einen nahezu flächendeckenden Netzempfang. Es stellt sich die Frage, ob diese vermehrte Mikrowellen-Exposition zu gesundheitlichen Schäden führt. Biophysiker Dr. H. befasst sich mit elektromagnetischen Feldern und deren Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit.
Mobilfunkstrahlung und ihre potenziellen Risiken
Mobiltelefone erwärmen den Körper um einige Zehntel Grad Celsius. Die ausgesendeten Mikrowellen liegen jedoch unter dem Körperwärmeumsatz. Studien haben die Auswirkungen der Handynutzung untersucht, wobei einige auf ein erhöhtes Tumorrisiko bei Handynutzern hinweisen. Es wurden auch Auswirkungen auf den Schlaf festgestellt, wobei die Einschlafphase und die Wachtraumphase (REM) verkürzt sein können.
Elektromagnetische Felder und der menschliche Organismus
Es gibt Vermutungen, dass elektromagnetische Felder die Penetration von Albumin durch die Blut-Hirn-Schranke (BHS) beeinflussen können. Studien mit Tieren haben gezeigt, dass Mikrowellen eine deutliche Erwärmung im Kopf der Tiere auslösen können. Es gibt auch Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen von Mobilfunkfeldern auf Insulinpumpen, Herzschrittmacher und implantierte Defibrillatoren.
Schutzmaßnahmen und Vorsorgeprinzip
Experten raten dazu, das Vorsorgeprinzip anzuwenden und Schutzmaßnahmen zu treffen. Dazu gehören niedrigere Grenzwerte für elektromagnetische Felder, eine Kennzeichnung von Verbraucherprodukten und eine Berücksichtigung der elektromagnetischen Felder bei Bauplanungen. Zudem können "gute alte Schnurtelefone" die Exposition reduzieren.
Forderungen an die Politik und Forschung
Es wird gefordert, dass die Forschung stärker gefördert und intensiviert wird und dass technologische Entwicklungen besser vorhergesehen werden. Niedrigere Grenzwerte, wie in der Schweiz, sind vonnöten. Es bedarf unabhängiger Studien, von denen die Politik Maßnahmen ableitet.
tags: #elektromagnetische #wechselfelder #erzeugen #multiple #sklerose