Funktionelles MRT bei Multipler Sklerose: Revolutionäre Einblicke und bahnbrechende Zukunftschancen

Die Magnetresonanztomografie (MRT) spielt eine zentrale Rolle bei der Diagnose und Verlaufskontrolle der Multiplen Sklerose (MS). Sie ermöglicht die Darstellung von Strukturen im Inneren des Körpers und wird auch als Kernspintomografie oder NMR (Nuclear Magnetic Resonance) bezeichnet. Die MRT kann bei MS bereits im Frühstadium eine Diagnosestellung unterstützen. Für die weitere Behandlung der Erkrankung ist dies von enormer Bedeutung, weil der frühzeitige Einsatz einer verlaufsmodifizierenden Therapie ermöglicht wird. Der Krankheitsverlauf kann dadurch von Anfang an günstig beeinflusst werden. Lange Zeit galt der Einsatz von Gadolinium (Gd)-haltigem Kontrastmittel als Standard, um entzündliche Aktivität sichtbar zu machen. Doch mit wachsender Sorge über Gd-Ablagerungen im Gehirn und potenziellen Langzeitfolgen wurde dieser Standard in Frage gestellt.

Rückgang des Gadolinium-Einsatzes in der MRT-Diagnostik

Eine retrospektive Analyse von MRT-Daten von 12.833 Patient:innen mit Multipler Sklerose (MS) aus dem Deutschen MS-Register, die 23.934 MRT-Untersuchungen aus den Jahren 2019 bis 2024 umfasste, zeigte einen deutlichen Rückgang des Gd-Einsatzes zwischen 2020 und 2024. Bei kranialen MRTs sank der Anteil der Kontrastmittelanwendungen von 74,2 % auf 41,2 %, bei spinalen Untersuchungen von 78,2 % auf 39,2 % und bei kombinierten Aufnahmen von 81,8 % auf 59,0 % (jeweils p < 0,001). Besonders ausgeprägt war dieser Rückgang in den ersten fünf Jahren nach Krankheitsbeginn - also in einer Phase, in der Gd bislang häufig routinemäßig zur Detektion entzündlicher Aktivität verwendet wurde.

Dieser Trend spiegelt die zunehmende Umsetzung der 2021 aktualisierten internationalen Leitlinien (MAGNIMS-CMSC-NAIMS) wider, die den routinemäßigen Einsatz von Gd kritisch hinterfragen. Dabei scheint der diagnostische Erkenntnisgewinn durch Gd in vielen Fällen nicht mehr als zwingend notwendig eingeschätzt zu werden. Gleichzeitig gewinnen alternative MRT-Marker wie das „central vein sign“ oder paramagnetische Randläsionen an Bedeutung.

Gründe für den verbleibenden Kontrastmitteleinsatz

Trotz des beobachteten Rückgangs bleibt der Einsatz von Kontrastmitteln in über einem Drittel der MRTs weiterhin bestehen. Ursächlich hierfür könnten verschiedene Faktoren sein:

Diagnostische Abklärung bei Erstmanifestation ohne Referenzuntersuchung
Unklare radiologische Befunde mit Differenzialdiagnosen wie Tumor oder Vaskulitis
Atypische oder progrediente Verläufe
Der Wunsch, entzündliche Aktivität in klinisch nicht eindeutigen Situationen gezielt abzuklären

Ein gezielterer Einsatz von Gd könnte künftig auch durch serumbasierte Biomarker wie Neurofilament light chain (NfL) ergänzt werden, die Hinweise auf akute entzündliche Aktivität im ZNS liefern.

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Bedeutung der MRT für die MS-Diagnose und Verlaufskontrolle

Die MRT liefert Schichtbilder des Gehirns und Rückenmarks, auf denen Gehirnstrukturen und insbesondere entzündliche Veränderungen sehr genau dargestellt sind. Vor der Untersuchung wird Ihnen häufig Gadolinium gespritzt. Das ist ein Kontrastmittel, das sich besonders in Entzündungsherden anreichert, die erst kürzlich entstanden sind. Bei MS spielen von Anfang an zwei grundlegend verschiedene Entzündungsprozesse eine Rolle. Bisher können nur die Verletzungen (fokale Läsionen) durch die MRT sichtbar gemacht werden, die bei der schubförmig remittierenden MS (RRMS) entstehen. Neben neuen und fortschreitenden Entzündungsherden kann eine MRT-Untersuchung auch Aufschluss über das Ausmaß der Gehirnatrophie (Schwund von Hirngewebe) geben, die von den Gewebeschädigungen im Gehirn verursacht wird. Ein übermäßiger Abbau von Gehirnvolumen macht sich jedoch oft erst auf lange Sicht bemerkbar. Wissenschaftler haben nachgewiesen, dass sich das menschliche Gehirn permanent verändert. Dieser Vorgang wird neuronale Plastizität genannt. Sie beschreibt den Prozess des lebenslangen Lernens, die Eigenart von Nervenzellen und Synapsen, sich aufgrund fortlaufender Prozesse in ihrer Funktion anzupassen. So lernt das Gehirn, dem Verlust an Hirnvolumen entgegenzuwirken. Die Plastizität des Gehirns kann bei MS-Patienten dazu führen, dass die Gehirnatrophie erst spät erkannt wird.

Mit den gängigen bildgebenden Verfahren - wie Kernspin- beziehungsweise Magnetresonanztomografie - lässt sich der Abbau der Hirnsubstanz dokumentieren. Infolge des Abbaus erweitern sich die Hirnkammern im Inneren des Gehirns und die Furchen an der Oberfläche des Gehirns. Dies ist auf MRT-Bildern erkennbar. Heute weiß man, dass im Gehirn von MS-Patienten der Schwund von Nervenzellen und Synapsen im Thalamus sehr viel früher einsetzt als in anderen Gehirnabschnitten.

Die MRT ist sehr sensitiv, also sehr empfindlich ist für die Detektion dieser Entmarkungsherde, die für die MS natürlich sehr charakteristisch sind. Das gilt sowohl für das Gehirn, als auch für das Rückenmark. Und wir sind mit der Bildgebung in der Lage, die ganze zeitliche und örtliche Dissemination der Erkrankung, wie sie auch in den Diagnosekriterien steht, sehr sensitiv nachzuweisen: Das heißt, wir können eben genau sehen, wie viele Entmarkungsherde sind da, wo sind sie, also sind sie örtlich verteilt über das Gehirn und das Rückenmark, und kommt es zu neuen Entmarkungsherden über der Zeit. Das heißt, wir können diese örtliche und zeitliche Dissemination relativ gut nachweisen und sensitiver nachweisen als der klinische Neurologe an sich, weil das MRT sensitiver ist für die Entzündung. Mit anderen Worten, wir sehen schon Entzündung im Gehirn, während der Patient noch nichts merkt. Das heißt, wir sind halt schon in der Lage, das ganze Ausmaß der Entzündung zu Beginn der Erkrankung relativ gut ins Bild zu bringen und dann die Diagnose gemäß der Diagnosekriterien zu fazilitieren. Entscheidend ist natürlich, wie entwickelt sich der Patient weiter. Und im Gegensatz zu 10-20 Jahren zurück, haben wir extrem viele Medikamente verfügbar. Mit dem MRT sind wir in der Lage, sehr gut zu gucken, funktioniert die Therapie eigentlich, ist die Therapie effizient genug, weil wir eben selbst bei MS-Patienten, die sich total lecker (gut) fühlen und total asymptomatisch sind, manchmal Entmarkungsherde sehen, kleine, die der Patient gar nicht sieht und dann auch schon einen Hinweis dafür haben, dass das Medikament vielleicht doch nicht so effizient ist, wie es eben sein sollte und dann relativ schnell der Neurologe eben auf ein neues Medikament, das noch effektiver ist, umsteigen kann. Und das ist, glaube ich ganz, ganz wichtig und das hat sich grundlegend geändert im Vergleich zu 10-15 Jahre zurück, dass wir mit dem MRT so supergut monitoren können, kleinste Entzündungsaktivitäten nachweisen können, während der Patient es selber gar nicht merkt. Und wir sind eben auch in der Lage, relativ früh in der Erkrankung zu gucken, na ja, wie bewegt sich der Patient eigentlich hinsichtlich Behinderung. Wir haben gewisse MRT-Marker, die gekoppelt sind an Behinderungsprogression und Krankheitsprogression im Allgemeinen. Das heißt, wir gucken zu Beginn der Erkrankung ganz genau, wie viele Entmarkungsherde sind da, wo sind sie; kommen relativ schnell neue dazu? Und auf Basis dessen können wir schon so eine gewisse prognostische Einschätzung treffen, wie der Verlauf des individuellen Patienten sein wird oder sein kann. Und das ist eine wichtige Information, die der Neurologe dann hat, um die Therapie auszuwählen. Und zum Schluss, das muss man auch ganz ehrlich sagen, wir haben natürlich schon effektive Medikamente, aber natürlich auch Medikamente, die potenziell Nebenwirkungen haben können. Und auch da kann das MRT einen wichtigen Beitrag leisten, um die Sicherheit der Medikamente gut zu monitoren, also bestimmte Nebenwirkungen, insbesondere Infektionen im Gehirn frühzeitig erkennen zu können, um dann das Medikament absetzen zu können und ein neues Medikament anwenden zu können. Also rundherum haben wir eigentlich viel zu bieten von der Neurologie, also von der Diagnosestellung, was die prognostische Einschätzung zu Beginn der Erkrankung, dann das Effektivitätsmonitoring und dann das Sicherheitsmonitoring angeht.

Herausforderungen und Zukunftsperspektiven

Um das klinische Vorgehen weiter zu präzisieren, sind jedoch zusätzliche Studien erforderlich - insbesondere zu folgenden Fragen:

In welchem Maß führt der reduzierte Gd-Einsatz zu Fehldiagnosen oder Diagnosedelays?
Wird die Beurteilung des Krankheitsverlaufs oder die Therapieplanung dadurch erschwert?

Die MRT-Bildgebung liefert zu Beginn der Erkrankung wichtige prognostische Informationen hinsichtlich Langzeitbehinderung, kognitiver Beeinträchtigung und individueller Krankheitsprogression. Obwohl standardisierte MRT-Protokolle bei der MS schon länger international konsentiert werden, sind enge Kooperationen zwischen Radiologen und Neurologen im klinisch Alltag selten und die Bildgebung ist kaum vereinheitlicht. Dies hat potenziell negative Auswirkungen auf die Qualität der Versorgung von Menschen mit MS. So schränkt beispielhaft die fehlende Vergleichbarkeit von MRT-Bildern im Verlauf 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.

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Standardisierung der MRT-Bildgebung

Ein Projekt zur Standardisierung und Harmonisierung der MRT-Bildgebung bei MS-Patienten auf regionaler Ebene wurde im Großraum Essen durchgeführt. Dazu 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. 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.

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.
Es bestand Konsens darüber, dass MRT-Verlaufsuntersuchungen notwendig sind, 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.
Es bestand Konsens darüber, dass neuere Parameter der MRT durch Messung der Hirnatrophie die neurodegenerative Komponente der MS erfassen. So ist in der Literatur bekannt, dass MS-Patienten im Vergleich zu gesunden Menschen eine deutlich gesteigerte jährliche Volumenminderung der grauen und weißen Substanz aufweisen. Volumetrische Parameter der MRT haben einen prädiktiven Wert hinsichtlich der Langzeitbehinderung und der individuellen Krankheitsprogression.

Technische Aspekte der MRT-Untersuchung

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. Jedoch gibt es bisher keinen Hinweis darauf, dass eine Untersuchung bei 3 T im Vergleich zu 1,5 T tatsächlich zu einer verbesserten bzw. früheren MS-Diagnose führt. Auch vor dem Hintergrund der begrenzten Verfügbarkeit von 3 T-Geräten bestand daher Konsens darüber, dass eine Feldstärke von 1,5 T zur Diagnosestellung und Verlaufskontrolle der MS ausreichend ist. Auch sollte zur besseren Vergleichbarkeit der Bilder eine standardisierte Repositionierung (fixe Angulierung bzw. Kippung) der Schnittführung festgelegt werden.

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 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. Zeigen sich Läsionen im Myelon, so sollten weitere axiale Aufnahmen durch die Läsion und Post-KM-T1-gewichtete Aufnahmen generiert werden.

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Spinale MRT Untersuchungen zur Beurteilung der Therapieeffektivität werden im Allgemeinen nicht empfohlen, können aber erwogen werden, wenn dies individuell für sinnvoll erachtet wird. Klinische Konstellationen, bei welchen eine spinales MRT auch zur Verlaufsbeobachtung indiziert sein kann, werden in den MAGNIMS-CMSC-NAIMS-Empfehlungen aufgeführt. Für etwaige Verlaufsuntersuchungen, ist die Gabe von Kontrastmittel in den meisten Fällen nicht zielführend und sollte vermieden werden.

Sicherheitsaspekte und Therapie-Monitoring

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. Hierzu sollte in der Anforderung der Vermerk „verkürztes PML-Protokoll“ angegeben sein. Das Protokoll macht nur Sinn, wenn die Untersuchung alle 3 bis 6 Monate durchgeführt wird.

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.

Künstliche Intelligenz in der MRT-Auswertung

Die Bedeutung einer möglichst frühzeitigen Erkennung einer MS-Progression ist vor dem Hintergrund der aktuellen Zulassung wirksamer neuer MS-Therapien deutlich gewachsen.

Das Dresdner Team gehört zu den weltweit ersten Nutzern des Software-Prototyps 'MS PATHS Image Evaluation' (MSPie), an dessen Entwicklung es im Rahmen eines akademischen Netzwerkes direkt beteiligt ist. Alle am Uniklinikum versorgten MS-Erkrankten können so an einer entsprechenden Versorgungs-Studie teilnehmen. Dabei werden zum ersten Mal konsequent standardisierte 3D-Aufnahmen eines Magnetresonanztomographen (MRT) genutzt, um computergestützt kleinste Veränderungen des Zustands der Entzündung des Gehirns und des Volumenverlustes individuell zu erfassen. Hierbei hilft der Ansatz der künstlichen Intelligenz (KI). Techniken des 'Machine und Deep Learning' tragen dazu bei, die Präzision des Analyseverfahrens kontinuierlich zu erhöhen. Die auf diese Weise erzeugten neuroradiologischen Analysen unterstützen die Beurteilung der MS-Krankheitsaktivität und deren Verlauf. Damit erleichtern sie die gezielte Entscheidung über mögliche Behandlungsoptionen.

MSPie ist eine der Facetten des auf umfassender Digitalisierung basierten Versorgungsangebots für MS-Erkrankte am Dresdner Uniklinikum, zu dem unter anderem auch die Entwicklung Digitaler Zwillinge, Apps oder die datenbasierte Mobilitätsanalyse gehören. Im Stadium der PIRA werden aktive inflammatorische Läsionen, insbesondere Herde mit einer Kontrastmittelanreicherung im MRT, seltener. Mit der KI-gestützten Analyse der MRT-Bilder ist es möglich, auch geringe Unterschiede zu vorhergehenden Untersuchungen zu erkennen, die mit bloßem Auge erst später sichtbar werden.

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