Überblick über neurodiagnostische Verfahren

Das Nervensystem ist auf Standard-Röntgenaufnahmen nicht klar zu erkennen, da es aufgrund seiner relativ geringen Dichte in undeutlichen Grautönen erscheint.⁽³⁾ Um diese Einschränkung zu überwinden, wurden fortschrittliche Bildgebungsverfahren wie die Computertomographie und zerebrale Angiogramme entwickelt, die klarere und detailliertere Ansichten des Nervensystems liefern.

Computertomographie (CT) (edit | edit source)

Die Computertomographie (CT) ist ein fortschrittliches medizinisches Bildgebungsverfahren, das mit Hilfe von Röntgenstrahlen und Computerverarbeitung detaillierte Querschnittsbilder oder „Schnitte“ des Körpers erzeugt. Ein CT-Scanner besteht aus einem Ringtunnel (auch Gantry genannt) mit einer rotierenden Rötngenröhre (Tube) und Detektoren, die den Patienten umkreisen, während er auf einem motorisierten Tisch liegt. Während der Scanner rotiert, schickt er Röntgenstrahlen durch den Körper, und die Detektoren messen, wie viel Strahlung von den verschiedenen Geweben absorbiert wird. Dichtes Gewebe wie Knochen absorbiert mehr Röntgenstrahlen und erscheint weiß, während weicheres Gewebe weniger absorbiert und dunkler erscheint. Diese Messungen werden von einem Computer zusammengestellt, um detaillierte Bilder des Inneren des Körpers zu erstellen.

In der Neurobildgebung sind CT-Scans unverzichtbar für die schnelle Beurteilung von Hirnverletzungen, Schlaganfällen, Tumoren und Infektionen, insbesondere in Notfallsituationen. Sie sind besonders effektiv bei der Unterscheidung zwischen hämorrhagischen und ischämischen Schlaganfällen, was ein entscheidender Schritt bei der Festlegung der Behandlung ist. CT-Scans sind zwar schnell und weltweit verfügbar,⁽⁴⁾ bieten jedoch einen geringeren Weichteilkontrast als die Magnetresonanztomographie (MRT, siehe unten). Dies macht sie weniger effektiv für die Analyse kleinerer Gehirnstrukturen oder subtiler Anomalien.⁽⁵⁾

CT-Scans können auf bestimmte Körperregionen zugeschnitten sein (z. B. als kraniale Computertomographie, oder cCT, für Schädel und Gehirn) und können mit oder ohne Kontrastmittel durchgeführt werden. Ein Kontrastmittel verbessert die Sichtbarkeit von Blutgefäßen und bestimmten Geweben, so dass Anomalien wie Tumore, Infektionen und Gefäßerkrankungen leichter erkannt werden können. Diese Mittel werden in der Regel intravenös injiziert, können aber je nach Aufnahme auch oral eingenommen oder lokal angewendet werden. Kontrastmittel verbessern zwar die diagnostische Genauigkeit, bergen aber auch Risiken wie allergische Reaktionen, Nierenkomplikationen und, in seltenen Fällen, eine kontrastmittelinduzierte Nephropathie.⁽⁵⁾ Daher wird vor der Verabreichung die Krankengeschichte des Patienten überprüft.

CT-Scanner sind in der Regel offen, sodass Patienten während der Untersuchung nach beiden Seiten hinaussehen können. Dieses Design trägt dazu bei, Klaustrophobie und Angstgefühle zu reduzieren, wodurch die Untersuchung für viele Menschen angenehmer wird.⁽⁵⁾

Bei CT-Untersuchungen sind Patienten ionisierender Strahlung ausgesetzt,⁽⁵⁾ die je nach Körperbereich in der Regel zwischen 1 und 10 Millisievert (mSv) pro Untersuchung liegt. Zum Vergleich: Der Durchschnittsmensch ist pro Jahr einer Hintergrundstrahlung von etwa 3 mSv ausgesetzt, und eine Thorax-Röntgenaufnahme liefert etwa 0,1 mSv. Obwohl diese Strahlenbelastung allgemein als unbedenklich gilt, ist sie ein Faktor bei der Entscheidung, ob eine CT-Untersuchung notwendig ist, insbesondere bei wiederholten Aufnahmen.⁽⁶⁾

• Absolute Kontraindikationen für eine CT-Untersuchung: Schwangerschaft (wegen möglicher Strahlenrisiken für den Fötus), schwere allergische Reaktionen auf Kontrastmittel und vor oder während einer Behandlung von Schilddrüsenkrebs mit Radiojod, da das Kontrastmittel die Therapie beeinträchtigen kann.⁽⁵⁾⁽⁷⁾
• Relative Kontraindikationen: eingeschränkte Nierenfunktion (aufgrund des Risikos einer Verschlimmerung von Nierenproblemen); Einnahme von Metformin, das in Kombination mit Kontrastmitteln das Risiko einer Laktatazidose erhöht; und Erkrankungen wie Hyperthyreose, Nebennierentumore oder Myasthenia gravis.⁽⁷⁾
• Darüber hinaus können Metallgegenstände wie Implantate, Herzschrittmacher oder chirurgische Klammern die Bilder verzerren und ihre diagnostische Qualität beeinträchtigen.⁽⁷⁾⁽⁸⁾

Umfassendere Informationen zu CT-Untersuchungen finden Sie in diesem optionalen Artikel.

Zerebrale Angiographie (edit | edit source)

Die zerebrale Angiographie ist ein spezielles medizinisches Bildgebungsverfahren zur Darstellung der Blutgefäße im Gehirn und im Hals. Sie wird häufig zur Diagnose von Gefäßerkrankungen wie Aneurysmen, arteriovenösen (AV) Fehlbildungen, Stenosen oder Blockaden durchgeführt und kann auch präoperativ zur Beurteilung der Gefäßgesundheit vor einer Gehirn- oder Halsoperation eingesetzt werden. Während des Verfahrens wird ein Katheter in ein großes Blutgefäß, in der Regel in der Leiste oder im Arm, eingeführt und vorsichtig durch das Gefäßsystem zu den Arterien geführt, die das Gehirn versorgen. Anschließend wird ein Kontrastmittel durch den Katheter injiziert, wodurch die Blutgefäße auf Röntgenbildern sichtbar gemacht werden können, da das Kontrastmittel Röntgenstrahlen anders absorbiert als das umgebende Gewebe. Während das Kontrastmittel durch die Hirngefäße fließt, wird eine Reihe von Echtzeitbildern aufgenommen, die eine sehr detaillierte Darstellung der Gefäßstrukturen ermöglichen.^(9)(10)

Die zerebrale Angiographie gilt aufgrund ihrer hohen Auflösung und ihrer Fähigkeit, selbst kleine oder subtile Anomalien zu erkennen, als Goldstandard für die Beurteilung der zerebralen Blutgefäße. Obwohl es sich um eine invasive Technik handelt, die mit einigen Risiken verbunden ist (z. B. Blutungen, Infektionen und allergische Reaktionen auf das Kontrastmittel), bleibt sie ein wichtiges Diagnosewerkzeug für schwerwiegende neurologische Erkrankungen.^(9)(10)

Positronenemissionstomographie (PET) (edit | edit source)

Die Positronenemissionstomographie (PET) ist ein minimalinvasives bildgebendes Verfahren, mit dem metabolische und funktionelle Aktivitäten im Körper sichtbar gemacht werden können. Bei einem PET-Scan wird eine kleine Menge eines radioaktiven Tracers in den Blutkreislauf injiziert, wo er sich in Geweben mit hoher Stoffwechselrate (z.B. Tumoren, Entzündungsherden) anreichert. Während des Zerfalls des Tracers werden Positronen freigesetzt, die mit Elektronen in der Umgebung kollidieren, wodurch Gammastrahlen entstehen. Diese Gammastrahlen werden vom PET-Scanner erfasst, wo ein Computer die Signale verarbeitet, um Bilder zu erzeugen, die zeigen, wie der Tracer im Körper verteilt ist. PET-Scans sind besonders wertvoll für die Erkennung von Krebs, die Überwachung der Hirnaktivität, die Beurteilung der kardiovaskulären Gesundheit und die Diagnose von neurologischen Erkrankungen wie der Alzheimer-Krankheit. Im Gegensatz zu bildgebenden Verfahren, die nur die Anatomie zeigen, geben PET-Scans Aufschluss über den Funktionsstatus von Geweben und Organen und sind damit ein wichtiges Instrument sowohl für die Diagnose als auch für die Therapieüberwachung. Die Patienten sind zwar einer geringen Strahlenbelastung durch den Tracer ausgesetzt, aber der diagnostische Nutzen überwiegt im Allgemeinen die Risiken.^(11)(12)

Häufig werden PET-Scans mit CT-Scans in einem Verfahren kombiniert, das als PET/CT-Scan bezeichnet wird. Dieser integrierte Ansatz verbindet die funktionelle Bildgebung von PET-Scans mit der detaillierten anatomischen Bildgebung von CT-Scans. Während die CT die Struktur von Geweben und Organen aufzeigt, gibt die PET Aufschluss über die Stoffwechselaktivität, so dass Kliniker sowohl sehen können, wo sich Anomalien befinden als auch wie aktiv sie sind. In der Onkologie kann eine PET/CT-Untersuchung beispielsweise dabei helfen, bösartige Tumore aufgrund erhöhter Stoffwechselaktivität zu identifizieren und ihre genaue Größe und Lage zu bestimmen. Diese Kombination erhöht die diagnostische Genauigkeit und ist besonders nützlich bei der Krebsdiagnostik, neurologischen Untersuchungen und der Herzbildgebung.^(11)(12)

• Kontraindikationen für PET-Scans: Schwangerschaft, Stillzeit,^{(11) (12)} unmittelbar nach oder während einer Chemo- oder Strahlentherapie.⁽¹³⁾
• Relative Kontraindikationen: Patienten mit erhöhten Blutzuckerwerten (insbesondere über 200 mg/dL) erhalten möglicherweise weniger zuverlässige Ergebnisse.⁽¹²⁾ Kürzlich durchgeführte Eingriffe wie Endoskopien, Operationen oder Biopsien können die Genauigkeit der PET-Bildgebung beeinträchtigen, wodurch in diesen Fällen eher davon abgeraten wird, es sei denn, der überweisende Arzt hat dies ausdrücklich genehmigt.⁽¹³⁾

Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie (SPECT) (edit | edit source)

Die Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie (SPECT) ist ein nuklearmedizinisches Bildgebungsverfahren, mit dem detaillierte Bilder der internen physiologischen Prozesse des Körpers erstellt werden können. Im Gegensatz zu CT-Scans werden bei der SPECT keine Röntgenstrahlen verwendet. Stattdessen wird eine kleine Menge eines radioaktiven Tracers in den Blutkreislauf injiziert. Dieser Tracer sendet Gammastrahlen aus, die von einer rotierenden Gammakamera erfasst werden, die sich um den Patienten herum bewegt. Ein Computer verarbeitet diese Daten dann zu Querschnittsbildern, die zeigen, wie sich der Tracer im Körper verteilt. Diese Bilder können Bereiche mit abnormalen Funktionen hervorheben, wie z.B. eine verminderte Durchblutung des Gehirns nach einem Schlaganfall oder eine unzureichende Blutversorgung von Teilen des Herzens bei koronarer Herzkrankheit. Die SPECT ist besonders wertvoll bei der Beurteilung von Herzerkrankungen, neurologischen Störungen und einigen Krebsarten. Da eine SPECT-Untersuchung eher die physiologische Funktion als die anatomische Struktur misst, ist sie besonders nützlich für die Diagnose von Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer, Anfallserkrankungen, Epilepsie und Demenz.⁽¹⁴⁾

Eine SPECT wird oft mit einer CT in einem hybriden Bildgebungsverfahren kombiniert, das SPECT/CT genannt wird. Bei diesem Ansatz werden funktionelle Daten aus dem SPECT-Scan mit den hochauflösenden anatomischen Bildern des CT-Scans überlagert, was die diagnostische Genauigkeit verbessert. Die CT-Komponente hilft dabei, genau zu lokalisieren, wo abnormale physiologische Aktivität auftritt, so dass Kliniker funktionelle Anomalien mit bestimmten anatomischen Strukturen in Verbindung bringen können.⁽¹⁵⁾

• Kontraindikationen für eine SPECT-Untersuchung: Schwangerschaft, Stillzeit, kürzlicher Myokardinfarkt (in den letzten 2-4 Tagen), akute Myokarditis, akute Lungenembolie, akute Aortendissektion, schwere symptomatische Aortenstenose und schwere pulmonale Hypertonie.^(14)(15)
• Relative Kontraindikationen: instabile Angina pectoris, unkontrollierte systemische arterielle Hypertonie und unbehandelte lebensbedrohliche Arrhythmien.⁽¹⁴⁾
• Diese Kontraindikationen stehen im Zusammenhang mit der Kernfunktion der SPECT bei der Beurteilung des Blutflusses und der Herz-Kreislauf-Funktion, wo akute oder instabile Pathologien die Bildgenauigkeit oder die Patientensicherheit beeinträchtigen können.

Magnetresonanztomographie (MRT) (edit | edit source)

Die Magnetresonanztomographie (MRT) oder Kernspintomographie ist ein nichtinvasives medizinisches Bildgebungsverfahren, bei dem mithilfe starker Magnetfelder, Radiofrequenzimpulsen und fortschrittlicher Computerverarbeitung detaillierte Bilder der internen Strukturen des Körpers erzeugt werden. Der Prozess beginnt mit der Ausrichtung der in Wasser und Fett im Körper reichlich vorhandenen Wasserstoffatome mithilfe eines starken Magneten. Anschließend wird ein Radiofrequenzimpuls angewendet, um diese Ausrichtung vorübergehend zu stören. Wenn die Atome in ihre ursprüngliche Position zurückkehren, senden sie Signale aus, die je nach Art des Gewebes variieren. Diese Signale werden von speziellen Spulen erfasst und von einem Computer in hochdetaillierte Querschnittsbilder umgewandelt, die aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet werden können. Im Gegensatz zu CT-Scans kommt bei der MRT keine ionisierende Strahlung zum Einsatz. Dies macht die MRT zu einer sichereren Option, insbesondere für die Darstellung von Weichteilen wie dem Gehirn, dem Rückenmark, den Muskeln und den inneren Organen. Die MRT ist besonders effektiv bei der Erkennung von Anomalien wie Tumoren, Entzündungen und degenerativen Erkrankungen.⁽¹⁶⁾

In einigen Fällen werden Kontrastmittel intravenös verabreicht, um die Bildschärfe zu verbessern. Diese Mittel verändern die magnetischen Eigenschaften bestimmter Gewebe, wodurch abnormale Bereiche wie Tumore oder entzündete Regionen auf den Bildern besser sichtbar werden. Kontrastmittel werden bei etwa einem Drittel der MRT-Untersuchungen verwendet und sind im Allgemeinen sicher, sollten jedoch bei Patienten mit bestimmten Nierenerkrankungen oder bekannten Allergien gegen Kontrastmittelbestandteile vermieden werden.^(16)(17)

Die MRT-Technologie spielt sowohl in der klinischen Diagnostik als auch in der Forschung eine wichtige Rolle. Ein einziger Scanner kann für verschiedene Arten von Scans verwendet werden,⁽¹⁷⁾ je nach Bildgebungsprotokoll und der zu untersuchenden anatomischen Region.

Tabelle 1. Verschiedene Varianten der MRT-Untersuchung in der Neurobildgebung

	Abgebildete Strukturen und/oder gewonnene Informationen
Standard-MRT	Erzeugt detaillierte Bilder der gesamten Anatomie einer Person
Strukturelle MRT	Konzentriert sich auf die Erstellung von Bildern der Anatomie und des Aufbaus des zentralen Nervensystems (ZNS)
Funktionelle MRT (fMRT)(18)	Misst und untersucht die Gehirnaktivität und -funktion, indem sie Veränderungen des Blutflusses in Verbindung mit der neuronalen Aktivität feststellt
Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI)(19)	Liefert Informationen über die strukturelle Organisation und Integrität der Bahnen in der weißen Substanz des Gehirns.
Magnetresonanzangiographie (MRA)(20)	Erzeugt hochauflösende Bilder von Blutgefäßen und ermöglicht so die Beurteilung von Erkrankungen wie Aneurysmen, Stenosen oder Gefäßverschlüsse

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  Beispiel für ein Standard-MRT-Bild

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  Beispiel einer fMRT-Aufnahme

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  Beispiel einer DTI-Aufnahme

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  Beispiel einer MRA-Aufnahme

Der Zugang zu MRT-Untersuchungen ist weltweit sehr ungleich verteilt. In Ländern mit hohem Einkommen und in städtischen Gebieten gibt es in der Regel mehr Scanner, während in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen und in ländlichen Regionen oft kein angemessener Zugang besteht. Schätzungen zufolge haben etwa zwei Drittel der Weltbevölkerung keinen Zugang zu MRT-Untersuchungen.⁽²¹⁾

Obwohl die MRT im Allgemeinen als sicher gilt, müssen bestimmte Risiken und Kontraindikationen berücksichtigt werden. Patienten mit Metallimplantaten (z.B. Herzschrittmacher, Cochlea-Implantate, Insulinpumpen, chirurgische Klammern oder Granatsplittern) können durch das starke Magnetfeld einem Risiko ausgesetzt sein. Selbst Gegenstände wie magnetische Zahnimplantate, einige Piercings oder ältere Tätowierungen, die metallhaltige Farben enthalten, können Sicherheitsbedenken aufwerfen. Obwohl viele medizinische Implantate inzwischen MRT-kompatibel hergestellt werden, müssen alle Vorrichtungen vor der Untersuchung sorgfältig überprüft werden. Eine MRT wird in der Regel auch während des ersten Trimesters der Schwangerschaft vermieden, sofern dies nicht medizinisch notwendig ist, da die langfristigen Auswirkungen von Magnetfeldern auf die Entwicklung des Fötus nicht vollständig bekannt sind. Außerdem können Patienten mit Klaustrophobie oder Angstzuständen herkömmliche geschlossene MRT-Geräte als unangenehm empfinden.^(17)(22) In solchen Fällen stehen zunehmend offene MRT-Geräte zur Verfügung, die weniger beengend sind und eine erträglichere Alternative darstellen können.

Um mehr über MRT-Untersuchungen zu erfahren, lesen Sie bitte diesen optionalen Artikel.

Elektroenzephalographie (EEG) (edit | edit source)

Die Elektroenzephalographie (EEG) ist eine diagnostische Methode zur Messung und Aufzeichnung der elektrischen Aktivität des Gehirns. Bei dem Verfahren werden kleine Elektroden auf der Kopfhaut platziert, die die elektrischen Impulse erfassen, die bei der Kommunikation der Neuronen untereinander entstehen. Diese Signale werden dann verstärkt und von einem Gerät aufgezeichnet, das sie in der Regel als Gehirnwellenmuster auf einem Computerbildschirm oder einem Ausdruck anzeigt. Die aufgezeichneten Gehirnwellen werden in Frequenzbänder eingeteilt (z.B. Alpha-, Beta-, Delta- und Theta-Wellen), wobei jedes Band mit unterschiedlichen Erregungs- und mentalen Zuständen in Verbindung gebracht wird.⁽²³⁾

Es handelt sich um ein nichtinvasives, sicheres und schmerzfreies Verfahren, das einen Echtzeit-Einblick in die Gehirnfunktion ermöglicht. Mit Hilfe des EEG können Kliniker die elektrische Aktivität des Gehirns direkt beobachten. Dies spielt sowohl bei der klinischen Diagnose als auch bei der Erforschung von Erkrankungen des Gehirns eine entscheidende Rolle. Das EEG wird am häufigsten zur Diagnose von neurologischen Erkrankungen wie Epilepsie, Schlafstörungen und Hirnverletzungen eingesetzt, da es abnorme elektrische Aktivitäten wie Anfälle oder unregelmäßige Gehirnwellenmuster aufzeigen kann.⁽²³⁾

Elektroneurographie (ENG) (edit | edit source)

Die Elektroneurographie (ENG) ist ein diagnostischer Test zur Beurteilung der Funktion der peripheren Nerven anhand der Nervenleitgeschwindigkeit (NLG). Bei diesem Verfahren werden kleine Elektroden auf der Haut über dem zu untersuchenden Nerv platziert: Eine Elektrode gibt einen leichten elektrischen Impuls ab, um den Nerv zu stimulieren, während eine andere die Reaktion misst, während das Signal entlang der Nervenfaser übertragen wird. Mit diesem Test werden die Geschwindigkeit (Leitgeschwindigkeit) und die Stärke (Amplitude) des elektrischen Signals des Nervs gemessen, was wichtige Informationen über die Gesundheit der Nervenfasern liefert. Er ist besonders nützlich bei der Diagnose von Erkrankungen wie dem Karpaltunnelsyndrom, peripherer Neuropathie und anderen neuralen Störungen. Das Vorhandensein von Verzögerungen oder Blockaden in der Signalübertragung kann helfen, die Art und den Ort der Nervenschädigung zu bestimmen. Obwohl das Verfahren im Allgemeinen sicher und gut verträglich ist, kann es bei einigen Personen zu leichtem Unbehagen oder Kribbeln während der Stimulation kommen.⁽²⁴⁾

Nervenleitungsuntersuchungen sind besonders wertvoll in der Rehabilitation, wo sie die Beurteilung der Nerven- und Muskelfunktion unterstützen. Durch die Identifizierung von Nervenschäden oder -funktionsstörungen geben diese Untersuchungen Klinikern Aufschluss über den Schweregrad und die Art der Erkrankung und helfen bei der Planung der Behandlung. Sie bieten auch die Möglichkeit, den Fortschritt zu verfolgen, da Verbesserungen in der Nervenleitung eine Erholung im Laufe der Zeit anzeigen können. Darüber hinaus helfen die aus diesen Tests gewonnenen objektiven Daten den Therapeuten, gezielte Rehabilitationsprogramme zu entwickeln, die Defizite bei Kraft, Koordination oder Sensibilität beheben.⁽²⁴⁾

Um mehr über Nervenleitungsuntersuchungen zu erfahren, lesen Sie bitte diesen optionalen Artikel.

Ressourcen(edit | edit source)

Optionale zusätzliche Literatur (edit | edit source)

• Diagnostische Bildgebung für Physiotherapeuten

• Boyles RE, Gorman I, Pinto D, Ross MD. Physical therapist practice and the role of diagnostic imaging. journal of orthopaedic & sports physical therapy. 2011 Nov;41(11):829-37.
• Keil AP, Hazle C, Maurer A, Kittleson C, Watson D, Young B, et al. Referral for imaging in physical therapist practice: key recommendations for successful implementation. Physical Therapy. 2021 Mar 1;101(3):pzab013.

Klinische Ressource (edit | edit source)

• Radiology Masterclass: MRI interpretation (nur für Ausbildungszwecke – wenden Sie sich für die Interpretation von Bildern immer an einen Radiologen)

Referenzen(edit | edit source)