Fachthema

Funktionelle Magnetresonanztomografie bei Gliomen

Jatros, 27.12.2018

Autor:
Assoz. Prof. PD Dr. Gregor Kasprian
Abteilung für Neuro- und Muskuloskeletale Radiologie
Univ.-Klinik für Radiodiagnostik
Medizinische Universität Wien
E-Mail: gregor.kasprian@meduniwien.ac.at

Onkologie | Neurologie

Zusätzlich zur morphologischen Charakterisierung einer zerebralen Raumforderung und deren differenzialdiagnostischer Zuordnung gewinnt die prätherapeutische funktionelle MRT-Bildgebung immer mehr an Stellenwert. Zu den sogenannten „funktionellen“ Bildgebungsmethoden in der Neuroradiologie zählen die funktionelle BOLD(„blood oxygen level dependent“)-MRT, die Diffusionsbildgebung und die funktionelle Bildgebung mittels PET.

Die moderne Neuroonkologie hat sich zum Ziel gesetzt, eine optimale Balance zwischen möglichst radikaler und vollständiger Tumorentfernung und dem Erhalt wichtiger neurologischer und kognitiver Funktionen zu erreichen. Die präoperative funktionelle MRT-Bildgebung kann zum Erreichen dieses Ziels einen wichtigen Beitrag leisten. Die funktionelle BOLD-fMRT-Bildgebung beruht auf dem sogenannten BOLD-Effekt, der Anfang der 1990er-Jahre für die klinische MRT-Forschung zugänglich gemacht wurde. Hirnaktivität führt zu lokalen Unterschieden in der Durchblutung „aktiver“ Hirnareale. Da mittels MRT diese Unterschiede gemessen und zeitlich aufgelöst erfasst werden können, lassen die so erhobenen MRT-Daten Rückschlüsse auf die Lokalisationen funktioneller kortikaler Repräsentationen (Motorik, Sensorik, Sprache, auditives System, visuelle Repräsentation) zu.
Am zuverlässigsten funktioniert die MRT bei der Identifikation von Hirnareale, welche für die Körpermotorik und Sensorik zuständig sind. Deren anatomisches Verhältnis zu einem Hirntumor kann mit einer hohen Sensitivität und Spezifität erfasst werden. Weitaus geringere Zuverlässigkeit zeigt die genaue Zuordnung von für Sprachverarbeitung und -produktion relevanten Hirnregionen. Dies hat vielerlei Gründe: Die erfolgreiche Durchführung einer funktionellen MRT-Untersuchung erfordert die aktive Beteiligung von (oft krankheitsbedingt nur bedingt kooperativen) Tumorpatienten. Weiters können Gliome zu einer Veränderung des zugrunde liegenden BOLDEffektes führen und damit für den Patienten besonders gefährliche falsch negative Ergebnisse liefern. Falsch negative Resultate können zu einer Resektion funktionell relevanter Hirnareale führen. Zuverlässig ist hingegen die korrekte Sprachlateralisation („Ist die linke oder rechte Hemisphäre sprachdominant?“) mittels nicht invasiver präoperativer funktioneller MRT möglich (siehe Abbildung). Dies ist für den behandelnden Neurochirurgen hilfreich, da dadurch präoperativ die Entscheidung für eine sogenannte Wachoperation (eine Operation, während der die Sprachfunktion durch den Chirurgen „kortikografiert“, d.h. mittels elektrischer Stimulation bei dem während der Operation wachen und sprechenden Patienten auf der Hirnoberfläche dargestellt wird) erleichtert wird. Darüber hinaus liefert die nicht invasive funktionelle MRT wichtige Orientierungspunkte für die intraoperative Stimulation und hilft die von Patienten oft als belastend empfundene Wachphase während dieser Operationen zu verkürzen.

„Resting-state fMRT“

Als neueste Entwicklung werden derzeit auch Methoden („resting-state fMRT“) untersucht, bei denen funktionelle Repräsentationen neurologischer und kognitiver Funktionen ohne aktive Mithilfe des Patienten während der MRT-Untersuchung lokalisiert werden können. Wie zuverlässig diese Methoden präoperativ insbesondere zur Lokalisation von höheren kognitiven Funktionen sind, bleibt noch abzuwarten.

Darstellung der Architektur der weißen Hirnsubstanz

Neben der nicht invasiven Darstellung verschiedenster neurologischer und kognitiver Funktionen auf der Hirnoberfläche liefert die moderne MRT-Bildgebung auch eine detaillierte Darstellung der Architektur der weißen Hirnsubstanz. Mithilfe der Technik der „Diffusions-Tensor-Bildgebung“ können größere Bahnsysteme der weißen Substanz dreidimensional und nicht invasiv dargestellt werden und deren Nähe zu einem Tumor kann erfasst werden (Abb. 1). Auch diese Information ist präoperativ sowie intraoperativ hilfreich für einen möglichst funktionserhaltenden chirurgischen Eingriff.
Wichtige Voraussetzungen für eine genaue und zuverlässige Darstellung von Struktur und Funktion im zentralen Nervensystem mittels nicht invasiver Bildgebung sind vor allem die Rahmenbedingungen der MRT-Untersuchungen. Die Patientenvorbereitung (Training vor der Untersuchung), Techniken zur Limitation von ungewünschten Kopfbewegungen während der Untersuchung sowie eine robuste Computer-gestützte Auswertung der MRTDaten sind notwendig, um in Zukunft noch besser zur optimalen Versorgung von neuroonkologischen Patienten beitragen zu können. Darüber hinaus wird auch die Entwicklung und Ausbildung einer entsprechenden Expertise im Rahmen des Faches Radiologie an neuroonkologischen Zentren entscheidend zur Verbesserung der Behandlungs- und letztlich auch Lebensqualität von Hirntumorpatienten beitragen.