Die Demenzdiagnostik hat in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht, insbesondere durch den Einsatz bildgebender Verfahren wie der Magnetresonanztomographie (MRT) und der Positronen-Emissions-Tomographie (PET). Diese Technologien ermöglichen es, strukturelle und funktionelle Veränderungen im Gehirn sichtbar zu machen, die für verschiedene Demenzformen charakteristisch sind. Ziel der heutigen Forschung ist es, bereits lange vor dem Auftreten erster Gedächtnisstörungen eine gesicherte Diagnose stellen zu können. Wissenschaftler sind hier in den letzten Jahren einen wichtigen Schritt vorangekommen. Sie verfolgen verschiedene Ansätze, die letztlich alle eine frühere Diagnose neurodegenerativer Erkrankungen ermöglichen sollen.
Die Rolle der MRT in der Demenzdiagnostik
Die Magnetresonanztomographie (MRT), auch Kernspintomographie genannt, hat sich als ein wichtiges Werkzeug in der Diagnostik der Alzheimer-Demenz etabliert. Mit diesem Verfahren können strukturelle Veränderungen im Gehirn nachgewiesen werden. Solche Veränderungen in bestimmten Gehirnregionen deuten auf ein Frühstadium der Demenz hin und ermöglichen schon heute eine frühe Diagnose. Das wichtigste Verfahren, um im Frühstadium eine Demenz zu diagnostizieren, ist heute die Magnetresonanztomographie, kurz MRT.
Ausschluss anderer Ursachen
Zunächst können nicht-neurodegenerative Ursachen für kognitive Einschränkungen, wie Tumoren, chronische Subduralhämatome oder ein Normaldruckhydrocephalus sicher detektiert und behandelt werden.
Strukturelle Veränderungen bei Alzheimer
Darüber hinaus liefert die Kernspintomographie wertvolle Informationen über strukturelle Veränderungen im Gehirn, die zur ätiologischen Differenzierung neurodegenerativer Erkrankungen beitragen. Charakteristisch für die Alzheimer-Demenz ist eine Atrophie, also eine Volumenminderung der Hippocampusregion sowie kortikaler Strukturen insbesondere der Temporal- und Parietalregion. Der Hippocampus, eine für Gedächtnis und Lernen zentrale Hirnstruktur, zeigt bereits in frühen Stadien der Alzheimer-Demenz oftmals eine altersuntypische Volumenreduktion.
KI-gestützte MRT-Volumetrie
Mit der Weiterentwicklung der Bildgebungstechnologie gewinnt die KI-gestützte MRT-Volumetrie zunehmend an Bedeutung. Diese moderne Methode, die auch am Klinikum Ernst von Bergmann zum Einsatz kommt, nutzt KI-basierte Algorithmen zur präzisen Messung von Gehirnvolumina und ermöglicht eine objektive Quantifizierung von regionalen oder globalen Atrophien. Nach Abgleich der volumetrierten Hirnareale mit normativen Datenbanken werden die Ergebnisse anschaulich in Grafiken und Zahlenwerten dargestellt. Bei MRT-Verlaufskontrollen können durch den Vergleich zeitlicher Veränderungen der Hirnvolumina die Krankheitsdynamik besser erfasst und auch subtilere Veränderungen frühzeitig erkannt werden.
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Therapieüberwachung mit MRT
Mit der weltweit bereits in unterschiedlichen Ländern erfolgten Zulassung neuer Therapieverfahren für die Alzheimer-Demenz und der erwarteten Einführung in Europa gewinnt die MRT-Diagnostik an weiterer Bedeutung, da die monoklonalen Antikörper gegen Amyloidplaques (Lecanemab, Donanemab) ein regelmäßiges bildgebendes Monitoring der Patient*innen erfordern. Ein wichtiger Aspekt ist die Überwachung therapieassoziierter Veränderungen, die als ARIA (Amyloid-Related Imaging Abnormalities) bezeichnet werden. Diese umfassen sowohl ödematöse Veränderungen (ARIA-E) als auch mikrohämorrhagische Läsionen (ARIA-H), die als relevante potentiell Nebenwirkungen in den klinischen Zulassungsstudien beobachtet wurden.
Die Kernspintomographie in Kombination mit KI-gestützter Volumetrie stellt ein wertvolles Instrument für eine frühzeitige Diagnose, aber auch die Verlaufskontrolle und Therapieüberwachung bei Morbus Alzheimer dar. Mit den bevorstehenden Fortschritten in der medikamentösen Behandlung dieser Erkrankung wird die Bildgebung mehr denn je von zentraler Bedeutung in der personalisierten Medizin für Alzheimer-Patient*innen sein.
Grenzen der MRT
Allerdings ist der Umkehrschluss nicht möglich: Ein unauffälliger Befund mithilfe des MRT-Verfahrens schließt ein Frühstadium einer Demenzerkrankung nicht unbedingt aus. Denn nicht jede Veränderung im Gehirn kann mit der MRT festgestellt werden.
Die Rolle der PET/CT in der Demenzdiagnostik
Die PET/CT ist ein leistungsfähiges diagnostisches Verfahren in der Demenzabklärung. Sie kombiniert die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) mit der Computertomographie (CT), wodurch gleichzeitig funktionelle und anatomische Informationen über das Gehirn gewonnen werden. Der Einsatz verschiedener radioaktiv markierter Substanzen (Radionuklide) erlaubt sowohl eine Früherkennung der Alzheimer-Demenz (AD) als auch eine Differenzierung verschiedener Formen von Demenzerkrankungen. Unterschieden werden dabei v.a.
FDG-PET
Die PET des Gehirns mit dem Glukoseanalogon FDG wird seit Jahrzehnten in der Diagnostik von Demenzerkrankungen eingesetzt, insbesondere bei klinisch unklarem Verdacht auf eine neurodegenerative Ätiologie. Die Indikationen für die FDG-PET in der Demenzdiagnostik können grob in 3 Gruppen unterteilt werden: (1) Diagnostik, insbesondere Frühdiagnostik der Alzheimer-Krankheit, (2) Verlaufsbeurteilung und (3) Differenzialdiagnostik.
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Die Beurteilung von FDG-PET-Untersuchungen setzt erhebliche Erfahrung beim Untersuchenden voraus, die heutzutage durch den Einsatz von KI-Systemen unterstützt werden, die spezielle Techniken der Bildverarbeitung mit statistischen Analysen kombinieren. Der Einsatz der FDG-PET in der Diagnostik von Demenzerkrankungen beruht auf dem Nachweis reduzierten Glukosestoffwechsels in bestimmten Gehirnarealen. Dabei stellt die FDG-PET den Glukoseverbrauch dar, der in der grauen Substanz des Gehirns primär mit der synaptischen Aktivität korreliert ist. Schon im „Ruhezustand“ des Gehirns entfallen 70-80 % des Glukoseverbrauchs auf diese signalbezogene synaptische Aktivität. Störungen synaptischer Aktivität (neuronale Dysfunktion) sind potentiell ein früher Marker für neurodegenerative Erkrankungen.
Beim klassischen Morbus Alzheimer zeigt die FDG-PET bereits in frühen symptomatischen Erkrankungsstadien eine reduzierte FDG-Aufnahme im Bereich des posterioren Cingulums. Im weiteren Krankheitsverlauf zeigen dann auch der Precuneus sowie temporo-parietaler Assoziations-Kortex und auch Frontallappen eine reduzierte FDG-Aufnahme.
Amyloid-PET
Die Amyloid-PET/CT stellt ein modernes, zugelassenes Verfahren der molekularen Bildgebung dar, welches den Nachweis der für die Alzheimer-Demenz typischen Amyloid-Plaque-Ablagerungen im Gehirn in vivo ermöglicht. In der Frühdiagnostik der AD ist die Amyloid-PET der FDG-PET überlegen, da cerebrale Amyloid-Ablagerungen den FDG/PET- oder MRT-Veränderungen um Jahre vorausgehen. Die Amyloid-Bildgebung hat daher bereits diagnostischen Wert in den frühen Erkrankungsstadien, wie bei der leichten kognitiven Störung (mild cognitive impairment, MCI).
Die abschließende differentialdiagnostische Einordnung von Demenzerkrankung erfordert jedoch stets die Berücksichtigung der klinischen und neuropsychologischen Untersuchungsergebnisse. Somit kann ein positiver Amyloid-Scan auf das Vorliegen einer für die AD typischen Pathologie hinweisen, ist aber nicht gleichbedeutend mit der Diagnose einer Demenz. Ein negativer Amyloid-Scan macht das Vorliegen einer AE dagegen sehr unwahrscheinlich. Die Amyloid-Bildgebung kann daher einerseits symptomatisch atypische Erscheinungsformen der AD identifizieren und andererseits auch klinisch fälschlich als Alzheimer-Demenz imponierende Erkrankungen anderer Ursache ausschließen. Einen klaren Stellenwert hat die Amyloid-Bildgebung darüber hinaus als Einschlusskriterium für neue Therapieverfahren, die sich gegen die Amyloid-Ablagerungen richten.
Tau-PET
Die Ablagerung von Tau-Proteinen ist ein grundlegendes pathophysiologisches Merkmal vieler neurodegenerativer Demenzerkrankungen. Die Entwicklung sensitiver Tau-PET Radionuklide für die PET/CT in den letzten Jahren hat die Lokalisation von Tau-Ablagerungen in unterschiedlichen klinischen neurodegenerativen Phänotypen in vivo ermöglicht. Bei der AD sind die räumlichen Muster der Tau-Pathologie in temporalen, parietalen und frontalen Regionen mit der Neurodegeneration und klinischen Symptomatik korreliert.
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Kostenübernahme
In Deutschland übernehmen private Kassen die Kosten einer FDG-PET regelmäßig, gesetzliche Kassen nur auf Antrag oder als Selbstzahlerleistung. Der Gemeinsame Bundesausschuss der Ärzte und Krankenkassen (G-BA) fördert derzeit eine Studie zur Amyloid-PET, um ihren Nutzen bei unklarer Demenz zu prüfen.
Zusammenfassende Bewertung der PET/CT
Die PET/CT ist eines der leistungsfähigsten Verfahren zur Demenzabklärung, insbesondere zur frühen und differentialdiagnostischen Abklärung. Sie ergänzt die MRT und klinische Tests und kann helfen, Alzheimer von anderen Demenzformen abzugrenzen.
Weitere diagnostische Verfahren
Neben MRT und PET/CT gibt es weitere Verfahren, die in der Demenzdiagnostik eingesetzt werden:
- Psychometrische Tests: Wissenschaftlich erprobte und standardisierte Funktionstests, mit denen die Hirnleistung beurteilt wird.
- Biomarker im Nervenwasser (Liquor): Nachweis von Tauproteinen und Abeta-Peptiden, die auf eine Alzheimer-Erkrankung hinweisen können.
- Bluttests: Der Nachweis bestimmter Proteine (Amyloid-beta, Tau) im Nervenwasser oder Blut kann die Diagnose absichern. Für eine Behandlung mit Leqembi ist dieser Nachweis eine zentrale Voraussetzung.
- DAT-SPECT oder MIBG-Szintigrafie: Spezielle bildgebende Verfahren, die bei der Lewy-Körperchen-Demenz zum Einsatz kommen können.
Subjektive Gedächtnisstörungen als Früherkennung
Eine groß angelegte Studie mit 2.415 Patienten im Alter von 75 Jahren und älter untersuchte, ob mittels einer rein subjektiv wahrgenommenen Gedächtnisstörung das Risiko für die Entwicklung einer Demenz bestimmt werden kann. Die Forscher konnten zeigen, dass Patienten, die während eines Arztbesuches von rein subjektiven Gedächtnisstörungen berichten - ohne dass messbare Gedächtnisprobleme vorliegen - häufiger zu einem späteren Zeitpunkt an einer Demenz erkranken als andere.
Herausforderungen und Zukunftsperspektiven
Die Demenzforschung befindet sich in einer paradoxen Situation: Misserfolge bei der Therapie stehen Fortschritten bei der Diagnose gegenüber. Ein wichtiges Ziel ist es, Demenzerkrankungen wie Alzheimer früher zu erkennen. Ein weiteres wichtiges Forschungsfeld ist die korrekte Abgrenzung von Demenzerkrankungen.
Die Forscher konzentrieren sich besonders auf molekulare und neurochemische Veränderungen, die bei einer Demenzerkrankung im Gehirn ablaufen - und zwar lange bevor strukturelle Veränderungen nachweisbar sind. Die daran beteiligten Stoffe, sogenannte Biomarker, dienen dabei als spezifische Indikatoren. Zur Messung der Biomarker sollen unter anderem neueste bildgebende Verfahren verwendet werden, die eine höhere Auflösung der Gehirnstruktur als bisherige Verfahren liefern und zusätzliche Informationen über den Stoffwechsel im Gehirn geben. Das sind die Hochfeld-7-Tesla-Magnetresonanztomographie und die Positronen- Emissions-Tomographie (PET).