Alles ist durchleuchtet

Ein verengtes Gefäß, ein winziger Tumor oder eine defekte Bandscheibe – nicht ein Millimeter des menschlichen Körpers bleibt den Ärzten heute verborgen. Mithilfe hoch entwickelter Apparaturen gehen sie Symptomen auf den Grund und finden in vielen Fällen einen sichtbaren Auslöser für Beschwerden. Die sogenannten Bildgebungsverfahren sind aus der Medizin nicht mehr wegzudenken, und sie stützen eine der Grundregeln: Vor der Therapie steht die Diagnose.

Den Beginn der bildgebenden Diagnostik markiert das Jahr 1895. In der Universität Würzburg entdeckt der Physikprofessor Wilhelm Conrad Röntgen am 8. November durch Zufall neuartige Strahlen. Er bezeichnet sie als X-Strahlen (englisch: x-rays), später wird von Röntgenstrahlung die Rede sein – obwohl ihr Entdecker das im Testament abgelehnt hatte. Im physikalischen Institut untersucht der 50-Jährige in einer nahezu luftleeren Glasröhre elektrische Entladungen bei hoher Spannung. Etwas entfernt befindet sich ein beschichtetes Papier, das als fluoreszierender Schirm dienen soll. Das Laboratorium ist fast dunkel. Nur die Leuchterscheinungen in der Röhre erhellen den Raum. Weil auch dieses Licht Röntgen noch stört, umhüllt er die Röhre mit schwarzem Karton, da leuchtet der Fluoreszenzschirm auf, und Röntgens Hand gerät zwischen Röhre und Leuchtschirm. Der Physiker kann seine Knochen sehen – und ahnt, dass er eine gewaltige Entdeckung gemacht hat. Röntgen, ein introvertierter und bescheidener Mensch, verzichtet auf eine Patentierung. Seine Methode kann so rasch für medizinische Zwecke genutzt werden.

Beim Röntgen entsteht das Bild aufgrund der unterschiedlichen Abschwächung der Strahlen beim Durchdringen von Gewebe oder Knochen. Das Durchleuchten wird schnell populär. Die Gefahren der Strahlung sind damals noch unbekannt. Röntgenstrahlung ist sehr energiereich und kann sogar chemische Bindungen aufbrechen. Daher kann sie auch Schäden an der DNA der Körperzellen verursachen, die Krebserkrankungen nach sich ziehen können. Noch heute nimmt das Röntgen, von Ärzten Projektionsradiographie genannt, eine wichtige Rolle in der Medizin ein: „Trotz aller modernen Verfahren bleibt die klassische Röntgenaufnahme die erste Wahl bei der Bildgebung der Lunge und des Skeletts. Sie ist mit nur geringer Strahlenbelastung kostengünstig anzufertigen und in vielen Fällen zur Diagnose völlig ausreichend“, sagt Prof. Michael Galanski, Direktor des Instituts für Radiologie an der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH). Auch die Mammographie, also die Röntgenuntersuchung der Brust, gehört in die Gruppe der klassischen Röntgentechniken.

Eine Weiterentwicklung, die nahezu alle Bereiche der Bildgebung abdeckt, ist die Computertomographie (CT). Mithilfe von Röntgenstrahlen werden Querschnittsbilder des Patienten erzeugt, die im Gegensatz zum einfachen Röntgen überlagerungsfreie Bilder ergeben. „Die CT eignet sich für die Darstellung fast aller Körperregionen – des Gehirns, der Lunge, der Bauchorgane, des Skeletts und der Blutgefäße“, sagt Galanski.Die Geräte seien sehr schnell und die Untersuchung für den Patienten komfortabel geworden. Gerade bei Minderjährigen und schwangeren Patientinnen weichten die Mediziner allerdings wegen der immer noch beteiligten Strahlung gerne auf andere Verfahren aus.

Die Sonographie beispielsweise arbeitet statt mit Strahlung mit Schallwellen. Sie ist vergleichsweise kostengünstig und wird häufig als erstes und einziges bildgebendes Verfahren eingesetzt – insbesondere bei Schwangeren und Kindern. Die Bilder entstehen mithilfe der unterschiedlichen Reflexion des Schalls in den Geweben. Die Haupteinsatzgebiete sind neben der Darstellung des Herzens (Echokardiographie) die Untersuchung des Halses einschließlich der Schilddrüse, der Bauch- und Beckenorgane sowie der Blutgefäße.

Die Magnetresonanztomographie (MRT) wiederum arbeitet mit Magnetfeldern und Radiowellen. Sie hat ähnlich wie die CT viele Einsatzbereiche und ist grundsätzlich gut für Untersuchungen von Weichgeweben geeignet, also etwa des Gehirns, der Leber sowie des Bewegungsapparats. „Ein wesentlicher Unterschied zur CT ist, dass die Untersuchung relativ zeitaufwendig ist. Viele Patienten empfinden auch das ständige laute Klopfen des Gerätes als unangenehm. Und die Enge des Gerätes kann Menschen mit Raumangst Probleme bereiten“, gibt Galanski zu bedenken. Sogar die Funktion und der Stoffwechsel von Organen können inzwischen dargestellt werden – mit der funktionellen MRT (fMRT) und der Positronen-Emissions-Tomographie (PET). Eine typische Anwendung ist etwa die Ausbreitungsdiagnostik bei Krebserkrankungen. „Während der PET wird dem Patienten eine geringe Menge eines schwach radioaktiven Traubenzuckers injiziert. Nach einer Stunde kann man die Verteilung und den Verbrauch des Traubenzuckers in den unterschiedlichen Organen sichtbar machen und bösartige Veränderungen wie stark zuckerverbrauchende Tumoren genau erkennen“, sagt Galanski.

Röntgen, CT, Sonographie, MRT und PET – sie alle liefern ganz unterschiedliche Informationen aus dem Körperinneren. Sie können die Gestalt von Gelenken zeigen, Bakterien und Viren auf die Schliche kommen und Gewebedetails enthüllen. Wie Chefarzt Galanski erläutert, hat dies zu einem Paradigmenwechsel in der bildgebenden Diagnostik geführt: „Mit einer Untersuchung sollen möglichst viele Informationen gewonnen und eine zeitraubende, aufwendige und kostenintensive kumulative Diagnostik vermieden werden“, sagt er. Das Credo der Experten dafür lautet „Alles aus einer Hand“. Mit der sogenannten multimodalen Bildgebung mit unterschiedlichen Methoden wollen die Ärzte eine effiziente Diagnostik ermöglichen. Die Untersuchung soll für den Patienten schonend und doch aussagekräftig sein. „Dabei kommt es auf eine konsequente Strategie an. Die Verfahren müssen nach Art und Reihenfolge so gewählt werden, dass sie auf kürzestem Weg zur Diagnose führen“, betont Galanski. Vor diesem Hintergrund sei auch die Entwicklung von Hybridtechniken zu sehen. Dabei sind mehrere Verfahren in einem Gerät kombiniert, zum Beispiel PET-CT oder PET-MRT. Zudem gibt es inzwischen einen Wechsel vom zweidimensionalen Bild hin zur dreidimensionalen Volumendarstellung. Die Ärzte in der MHH sind so in der Lage, ein Computertomogramm im 3-D-Format vom Unterkörper anzufertigen, die Darstellung auf dem PC-Bildschirm zu drehen und sie von außen nach innen schrittweise anzeigen zu lassen.