Bei Verdacht auf einen Hirntumor ist eine umfassende Diagnostik unerlässlich. Die Magnetresonanztomographie (MRT) spielt dabei eine zentrale Rolle. Dieser Artikel beleuchtet die verschiedenen Aspekte der MRT-Diagnostik bei Kleinhirntumoren und gibt einen Überblick über weitere diagnostische Verfahren.
Einleitung
Hirntumoren sind seltene Erkrankungen, die sowohl Erwachsene als auch Kinder betreffen können. Die Diagnose und Behandlung von Hirntumoren erfordert ein interdisziplinäres Team aus Neurologen, Neurochirurgen, Radiologen und Onkologen. Die MRT ist ein unverzichtbares Instrument in der Diagnostik von Hirntumoren, da sie eine detaillierte Darstellung des Gehirns und des Tumors ermöglicht.
Anamnese und klinische Untersuchung
Am Anfang jeder Diagnostik steht eine ausführliche Anamnese, bei der der Arzt die Krankheitsgeschichte des Patienten erfragt. Es folgt eine allgemeine körperliche Untersuchung und eine klinisch-neurologische Untersuchung. Diese Untersuchungen geben erste Hinweise auf den Ort und das Ausmaß der Schädigung im zentralen Nervensystem und sind wichtig für die Beurteilung späterer Folgen von Tumorprogression und Therapie.
Apparative Diagnostik
Bei klinischem Verdacht auf einen Hirntumor wird eine Computer- oder Kernspintomographie (MRT-Untersuchung) ohne und mit Kontrastmittelgabe durchgeführt. Die MRT ist bei Beachtung ihrer Kontraindikationen die Methode der Wahl, da sie das Hirngewebe und die Lokalisation des Tumors sehr genau und in verschiedenen Schnittführungen darstellen kann. Sie wird in der Regel mit einem standardisierten Protokoll mit ergänzenden spezifischen MRT-Sequenzen (z.B. Perfusions- und Diffusionssequenzen) durchgeführt. Zusätzlich dienen die Aufnahmen zur differentialdiagnostischen Einordnung (Tumor vs. Entzündung, Abszess, Lymphom, Metastase), Einschätzung der Malignität oder aber auch im Verlauf der Erkrankung zur Einschätzung des Therapieansprechens bzw. Therapieversagens.
Magnetresonanztomographie (MRT)
Die Magnetresonanztomographie (MRT), auch Kernspin-Tomographie genannt, ist ein diagnostisches Schnittbildverfahren zur Darstellung von Organen und Geweben mit Hilfe von Magnetfeldern. Im Tomographen wird ein starkes Magnetfeld angelegt, wobei sich die Atomkerne (meist Wasserstoffkerne/Protonen) des menschlichen Körpers anhand des magnetischen Feldes ausrichten. Es folgt eine gezielte Änderung dieser Anordnung durch einen Frequenzimpuls, welcher die Atomkerne aus den Magnetfeldlinien lenkt und ihre Taumelbewegung synchronisiert. Schaltet man diesen Frequenzimpuls wieder ab, gelangen die Kerne in ihren Ausgangszustand zurück (Relaxation). Dabei wird Energie in Form von Radiowellen frei, welche durch eine Detektorspule aufgefangen und gemessen werden können. Ein Computer berechnet aus den Signalen ein Schnittbild durch den Körper, wobei die Daten nach den Kriterien der Längsrelaxationszeit (T1) und der Querrelaxationszeit (T2) analysiert werden.
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Je nach T1- beziehungsweise T2-Gewichtung werden die verschiedenen Gewebe in ihrer charakteristischen Signalstärke (Grauwerte) dargestellt. Hierbei spricht man von hyperintens (signalreich, hell) und hypointens (signalarm, dunkel). In der T1-Gewichtung erscheinen zum Beispiel fetthaltige Gewebe und Strukturen (u.a. Knochenmark) heller als das umliegende Gewebe. Folglich eignet sich diese Form der Auswertung bei der anatomischen Darstellung von Organstrukturen, insbesondere nach Kontrastmittelgabe. Bei der T2-Gewichtung werden wiederum Flüssigkeiten, wie Liquorräume hell dargestellt, was häufig bei der Visualisierung von Ödemen und der Abgrenzung von Zysten gegenüber soliden Tumoren Anwendung findet.
Die unterschiedlichen Relaxationszeiten verschiedener Gewebearten sowie ihr Gehalt an Wasserstoffkernen stellen eine wesentliche Grundlage für den Bildkontrast dar. Dementsprechend gibt es keine Normwerte für das Signal bestimmter Gewebe vergleichbar mit dem Hounsfield-Index bei der Computer-Tomographie. Obwohl die Vergleichbarkeit verschiedener Gewebearten in der Magnet-Resonanz-Tomographie sehr gut ist, werden auch hier Kontrastmittel mit Erfolg eingesetzt. Diese in der MRT verwendeten Kontrastmittel sind im Allgemeinen gut verträglich. Die gängigsten Präparate stellen hier Gadoliniumverbindungen dar. Diese sind die am längsten erprobten Kontrastmittel der MRT, welche direkt in das Gefäßsystem injiziert werden und eine vermehrte Durchblutung sowie Gefäßneubildungen (wie etwa bei Tumoren) nachweisbar machen.
Die bessere Darstellbarkeit vieler Organe sowie die hohe Detailerkennbarkeit verschiedener Gewebe machen die MRT zu einer bevorzugten Methode in der Schnittbildgebung. Dabei kommt das Verfahren ohne potenziell schädliche Strahlung aus. Ein weiterer Vorteil ist die gute Visualisierung von Nerven- und Hirngewebe.
Die MRT hat jedoch auch Einschränkungen. Ein Patient mit den meisten gebräuchlichen Herzschrittmachern darf in der Regel nicht im MRT untersucht werden. Auch andere elektronische Geräte oder Metallfremdkörper im Körper des zu Untersuchenden können ein erhebliches Hindernis sein, so dass eine MRT nicht durchgeführt werden kann. Bei unruhigen Patienten sind sinnvolle Bilder wegen der Störung durch Bewegung oft nicht zu erzeugen. Schwer kranke Patienten sind nur schwer im Gerät in ihren Lebensfunktionen zu überwachen. Bei Frauen in der Frühschwangerschaft wird aus Sicherheitsgründen von einer MRT abgeraten. In der Erkennung von Verkalkungen hat die MRT gegenüber der CT einen erheblichen Nachteil. Diese können, auch wenn sie groß sind, manchmal nicht gesehen werden. Deshalb kann es sinnvoll sein, bei möglicherweise verkalkten Tumoren eine zusätzliche Schichtung mit der CT durchzuführen.
Spezielle MRT-Techniken:
- Magnetresonanzspektroskopie (MRS): Die MR-Spektroskopie ermöglicht es, den Stoffwechsel des Tumors direkt zu untersuchen und so weitere Hinweise auf die Dignität des Tumors zu gewinnen.
- Diffusionsgewichtete MRT: Mit Hilfe der diffusionsgewichteten MRT kann eine Aussage über die Zelldichte des Tumors gemacht werden.
- Perfusionsbildgebung: Die Perfusionsbildgebung in der MRT erlaubt zudem eine Aussage über das Ausmaß der Tumordurchblutung.
- Funktionelle MRT (fMRT): Funktionelle MR-Methoden stellen bestimmte physiologische Funktionen oder Gewebeparameter bildlich dar.
Positronenemissionstomographie (PET)
Neben der MRT werden sehr häufig nuklearmedizinische Untersuchungen, die so genannte Positronenemissionstomographie („PET“) mit kurzlebigen radioaktivmarkierten Aminosäuren z.B. 11C-Methionin („MET-PET“) oder 18-Fluorethyltyrosin („FET-PET") durchgeführt. Mit Hilfe der Aminosäure-PET können stoffwechselaktive Tumoranteile, zystische Areale oder Nekrosen von gesundem Hirngewebe differenziert werden. Die Spezifität der MET- und FET-PET ist für die Markierung der Tumorkonturen und die Differenzierung Rezidivtumor vs. Strahlennekrose im Vergleich zur MRT höher. Die Informationen aus den MRT- und PET-Untersuchungen werden auch für die weitere Therapieplanung genutzt.
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Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) mit Aminosäuren (Fluorethylthyrosin, Methionin) hat sich als Verfahren etabliert, dass zusätzliche Aussagen über die Stoffwechselaktivität des Tumors zulässt. Bei manchen hirneigenen Tumoren kann die PET die Kernspintomographie ergänzen, um rasch wachsende Stellen in langsam wachsenden Tumoren zu identifizieren. Der Nachweis solcher Areale („hot spots“) ist wichtig um bei einer Probeentnahme an der richtigen Stelle die Probe zu gewinnen.
Konventionelle Angiographie (DSA)
In ausgewählten Fällen z.B. bei Meningeomen wird auch eine konventionelle Angiographie (DSA) zur Darstellung der Gefäßversorgung des Tumors durchgeführt. Dabei wird über einen Katheter ein Röntgenkontrastmittel in die hirnversorgenden Gefäße injiziert. Über den gleichen Zugang können auch Tumorgefäße dauerhaft mittels Tumorembolisation verschlossen werden.
Elektroenzephalographie (EEG)
Das EEG dient als Indikator der Krampfbereitschaft und ist bei symptomatischen Anfällen für die weitere Therapieplanung hilfreich. Mit dem EEG ist eine grobe Lokalisation eines Hirntumors möglich und kann die Anfallsgefährdung ermittelt werden.
Lumbalpunktion
Bei Verdacht auf eine Aussaat von Tumorzellen in das Nervenwasser (Liquor) wird eine sog. Lumbalpunktion vorgenommen. Die Probenentnahme erfolgt unterhalb des Rückenmarks, so dass das Rückenmark nicht verletzt werden kann. Dabei wird im unteren Bereich der Wirbelsäule eine feine Nadel zwischen zwei Wirbeln durch die harte Rückenmarkhaut hindurch in den Liquorraum eingeführt und eine Probe entnommen. Mit einer Untersuchung des Liquors kann man erkennen, ob sich Tumorzellen gelöst und im Rückenmarkskanal verteilt haben. Eine solche „meningeale Aussaat“ lässt für manche Tumoren Rückschlüsse auf das Stadium zu und hat entsprechende Konsequenzen für die Planung der Therapie. Die Liquor-Untersuchung dient in manchen Fällen zum Ausschluss einer entzündlichen Erkrankung des Nervensystems.
Hirnbiopsie
Die apparativen Untersuchungen allein lassen noch keine Artdiagnose des Tumors zu. Hierzu ist die Entnahme von Tumorgewebe (Biopsie) erforderlich, das anschließend in der Neuropathologie feingeweblich (histologisch) oder auch molekularbiologisch untersucht und beurteilt wird. Diese Untersuchung wird meist im Rahmen der Operation durchgeführt. Die Biopsie ist aber bei diffus wachsenden oder schwer zugänglichen Prozessen manchmal auch zur weiteren Behandlung schon vor oder statt der Tumorresektion notwendig. Dann wird mit einer sehr feinen Nadel eine Probe aus dem verdächtigen Areal entnommen. Die Biopsie wird entweder nach Eröffnung der Schädeldecke („offene Biopsie“) oder über ein kleines Bohrloch nach Fixierung des Kopfes in einem so genannten Stereotaxie-Rahmen („stereotaktische Biopsie“) durchgeführt. Letztere kann auch in örtlicher Betäubung („Lokalanästhesie“) vorgenommen werden.
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Neben der histologischen Diagnostik spielen in der modernen Neuroonkologie molekulare Marker eine immer wichtigere Rolle. Diese können zur Prognoseabschätzung, aber auch zur Abschätzung des Ansprechens einer Chemo- oder Strahlentherapie herangezogen werden. In klinischen Studien werden diese Marker zunehmend dafür verwendet, Patienten in bestimmte Behandlungsgruppen zu unterteilen.
Rolle der Bildgebung im Verlauf der Erkrankung
Im Verlauf der Erkrankung beantworten bildgebende Untersuchungen verschiedene Fragen:
- Bildgebung zur Erstdiagnose: Wenn der Hirntumor entdeckt wird, soll insbesondere die MRT zum einen bereits eine vorläufige Einschätzung ermöglichen, was für eine Erkrankung vorliegt. Zum anderen liefern die hochauflösenden MRT-Aufnahmen der Neurochirurgie wichtige Informationen für die Planung der in der Regel erforderlichen Operation.
- Planung der Operation mithilfe der MRT: Mithilfe spezieller Sequenzen ist es heutzutage etwa möglich, den Verlauf der Faserbahnen, die wichtige Areale im Gehirn (z. B. das Sprachzentrum) verbinden, präzise darzustellen und so während der Operation zu schonen.
- Kontrolle des Operationserfolgs: Der Erfolg der Operation wird ebenfalls bildgebend kontrolliert. Einige Zentren setzen hierzu intraoperative Bildgebung ein (d. h. während der Patient noch in Narkose ist), während andere Zentren kurz nach der Operation (in der Regel innerhalb von einem bis zwei Tagen) eine MRT-Untersuchung machen. Hier wird zum einen kontrolliert, ob der sichtbare Teil des Tumors vollständig entfernt werden konnte, zum anderen sollen mögliche Folgen der Operation kontrolliert werden.
- Bildgebende Verfahren während der weiteren Therapie des Hirntumors: Während der in der Regel folgenden (meist kombinierten) Strahlen- und/oder Chemotherapie, aber auch im Rahmen der anschließenden weiteren Therapie erfolgen regelmäßige bildgebende Kontrollen, um das Ansprechen des Tumors auf die Behandlung zu kontrollieren, mögliche Nebenwirkungen zu erfassen und ein Wiederkehren des Tumors frühzeitig zu bemerken. Auch hierbei ist die MRT in der Regel das Verfahren der Wahl, allerdings kann es unter bestimmten Umständen sein, dass auch die CT (z. B.
Herausforderungen in der Hirntumordiagnostik
Bei der Diagnostik von Hirntumoren versagen herkömmliche bildgebende Verfahren häufig: Ob eine Signalveränderung in der Kernspintomographie auf ein aggressives Glioblastom oder auf die Absiedlung eines noch nicht entdeckten Tumors zurückzuführen ist, lässt sich oft nicht sicher sagen. Auch entartete Zellen des Lymphsystems siedeln sich gelegentlich im Gehirn an und sind schwer von anderen Tumoren zu unterscheiden. Ebenfalls ungenügend gelingt die Abgrenzung der aggressiven von weniger bösartigen Gliomen.
Die Unterscheidung zwischen therapiebedingten Veränderungen wie Narbengewebe und einem echten Tumorrezidiv ist entscheidend für die richtige Behandlung.
Innovationen in der MRT-Diagnostik
Radiologen des Deutschen Krebsforschungszentrums haben gemeinsam mit Ärzten aus den Universitätskliniken Heidelberg geprüft, ob funktionelle Magnetresonanz(MR)-Techniken eine präzisere Diagnosestellung ermöglichen als herkömmliche bildgebende Techniken. Funktionelle MR-Methoden stellen bestimmte physiologische Funktionen oder Gewebeparameter bildlich dar. In ihrer Untersuchung verglichen die Ärzte die MR-Spektroskopie, die die Verteilung tumorspezifischer Stoffwechselprodukte innerhalb des Gewebes sichtbar macht, mit verschiedenen Methoden, die die Perfusion des Gewebes darstellen.
Die Studie ergab, dass bei der Diagnose von Hirntumoren die Messung der Durchblutung dem Nachweis tumorspezifischer Stoffwechselprodukte in der Aussagekraft überlegen ist. So lassen sich Glioblastome über ihre stärkere Durchblutung mit großer Sicherheit von den schwach durchbluteten Lymphomen abgrenzen. Um Zellabsiedlungen aus Tumoren anderer Organe von Glioblastomen zu unterscheiden, hilft ein Blick auf die Gewebezone direkt um den Tumor. Der Gewebesaum, der Metastasen umgibt, ist deutlich weniger durchblutet als das Areal um Glioblastome. Auch die Differenzialdiagnose von höher- und niedergradigen Gliomen gelingt über die Messung der Gewebeperfusion besser als über die gängige Bildgebung.
Die Rolle der FET-PET in der Hirntumordiagnostik
Die Diagnostik von Hirntumoren beruht heute in erster Linie auf der Magnetresonanztomographie (MRT). Die MRT ist weit verfügbar und bietet eine hervorragende anatomische Darstellung. Jedoch kann beispielsweise die Unterscheidung von Tumorgewebe und gutartigen Veränderungen, die durch die Tumortherapie (z. B. Strahlentherapie) selbst bedingt sein kann, schwierig sein. Bei dieser Problematik können Diagnoseverfahren, die den Stoffwechsel des Gewebes erfassen, sehr hilfreich sein. Die sogenannte Positronen-Emissions-Tomographie (PET) mit radioaktiv markierten Aminosäuren wie z. B. F-18-Fluorethyltyrosin (FET) ist zurzeit eines der leistungsfähigsten diagnostischen Verfahren, um die MRT-Bildgebung zu ergänzen und die Versorgung von Patienten mit Hirntumoren zu verbessern.
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