ArchivDÄ-TitelSupplement: PerspektivenSUPPLEMENT: Kardiologie 2/2016Kardiale Magnetresonanztomographie: Ist Gadolinium mit Risiken für die Patienten behaftet?

SUPPLEMENT: Perspektiven der Kardiologie

Kardiale Magnetresonanztomographie: Ist Gadolinium mit Risiken für die Patienten behaftet?

Dtsch Arztebl 2016; 113(41): [20]; DOI: 10.3238/PersKardio.2016.10.14.04

Kelle, Sebastian; Steen, Henning

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Das MRT ist eine wesentliche Stütze der kardiologischen Diagnostik. Nach Hinweisen, dass gadoliniumhaltige Kontrastmittel nach mehrmaligen Untersuchungen zu Ablagerungen im Gehirn führen könnten, wird ihr Einsatz jedoch hinterfragt. Eine Zusammenfassung.

Die kardiale Magnetresonanztomographie (Kardio-MRT) ist ein diagnostisches Verfahren von zunehmender Bedeutung. Die Technik ermöglicht nicht nur eine exzellente anatomische Darstellung von kardialen und extrakardialen Strukturen, sondern erlaubt auch Aussagen über die kardiovaskuläre Funktion sowie (mittels „Mapping-Verfahren“) eine quantitative Gewebecharakterisierung. Inzwischen liegen auch valide Daten zur prognostischen Wertigkeit des Kardio-MRT (1) vor. Somit können bei einer einzigen Untersuchung zahlreiche wichtige Informationen als „one-stop-shop“ gewonnen werden. Dieser Artikel beleuchtet die diagnostischen Vorteile des Verfahrens und stellt die in der Diskussion stehenden Vorbehalte gegenüber gadoliniumhaltigen Kontrastmitteln vor.

Großer, transmuraler Infarkt der Herzspitze (A) / MRT-Adenosin-Stress-Perfusion (B)
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Großer, transmuraler Infarkt der Herzspitze (A) / MRT-Adenosin-Stress-Perfusion (B)
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Diagnostische Vorteile

  • Das Kardio-MRT ist eine risikoarme, nichtinvasive Untersuchungsmethode ohne Belastung von Röntgenstrahlen oder jodhaltigen Kontrastmitteln; sie kann daher beliebig oft wiederholt werden.
  • Sie erlaubt die genaue Bestimmung von Anatomie, Herzfunktion und Bewegungsabläufen – in Ruhe sowie unter pharmakologischer Belastung.
  • Man erhält eine 3-D-Darstellung selbst komplizierter anatomischer Strukturen in jeder beliebigen Ebene. Dadurch ist eine exakte Vermessung des Herzens möglich.
  • Gute Standardisierung der Untersuchungsabläufe (geringere Untersucherabhängigkeit).
  • Hervorragende Reproduzierbarkeit der Schnittbilder und Messergebnisse im Vergleich zu anderen Bildgebungsverfahren (z. B. Echokardiographie).
  • Hohe diagnostische Genauigkeit und prognostische Wertigkeit der Untersuchung.

Indikationen

Viele Herzerkrankungen benötigen eine genaue Darstellung der anatomischen Verhältnisse und/oder Veränderungen der Herzstrukturen. Besonders hervorzuheben ist, dass Schnittbilder in allen denkbaren räumlichen Ebenen erstellt werden können. Dies erlaubt zum Beispiel die Differenzierung verschiedener Kardiomyopathien oder unklarer Herzmuskelverdickungen (hypertrophische Kardiomyopathie versus hypertensive Herzerkrankung). Zudem sind Perikarderkrankungen, seltene Herztumoren sowie angeborene Herzerkrankungen von Kindern oder Erwachsenen gut zu erkennen.

Das Kardio-MRT spielt auch für die funktionellen Untersuchungen des Herzens eine entscheidende Rolle. Durch neue Bildaufnahmetechniken können mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung bereits sehr dezente Wandbewegungsstörungen erkannt werden. Auch besteht die Möglichkeit der exakten Volumenbestimmung der Herzkammern sowie des Herzschlagvolumens als wesentlicher Bestandteil zur Beurteilung der Herzfunktion. Typische Fragestellungen sind die Ermittlung von regionalen Wandbewegungsstörungen (Kontraktilität) in Ruhe, die inzwischen sogar wie in der Echokardiographie quantifizierbar sind (Strain- Analyse). Dies ist insbesondere bei Patienten mit systolischer und diastolischer Herzinsuffizienz (HFpEF; HFmrEF und HFrEF) zur initialen Diagnose sowie für Follow-up-Untersuchungen wichtig und wird von den aktualisierten Leitlinien der Europäischen Gesellschaft für Kardiologie (ESC) empfohlen (2).

Die Ischämie- und Vitalitätsdiagnostik ist die Hauptindikation für eine Kardio-MRT-Untersuchung (Abbildung) (3). Ein pharmakologisches Stress-MRT kann mit hoher Genauigkeit Durchblutungsstörungen am Herzen nachweisen (1). Hierbei werden im Wesentlichen zwei Medikamente während der Untersuchung verabreicht: Adenosin oder Dobutamin.

Bei unklaren Brustschmerzen/Luftnot kann mit hoher Zuverlässigkeit (90–95 % Genauigkeit) geklärt werden, ob eine koronare Herzkrankheit (KHK) zugrunde liegt. Nach PTCA/Stentimplantation oder Bypass-OP kann ein Fortschreiten der Erkrankung ermittelt werden.

Zur dynamischen Visualisierung der Myokardperfusion in Ruhe und unter pharmakologischen Stressbedingungen wird ein gadoliniumhaltiges Kontrastmittel (Gd-KM) venös verabreicht, welches den Herzmuskel durchfließt und pro Herzschlag in mehreren Ebenen dynamisch dargestellt werden kann. Bereits seit Jahren belegt ist die anhand von Spätaufnahmen („late enhancement“) zu beurteilende Ausdehnung von Infarktarealen (4) oder eines ventrikulären Thrombus im Infarktareal als wichtige Vorinformation vor geplanter Stentimplantation oder Bypass-OP. Auch diese Darstellung erfolgt gestützt mittels gadoliniumhaltigen Kontrastmittel (Gd-KM).

Doch nicht nur Vitalität oder Ischämie lassen sich mittels Gd-KM detektieren. Auch die myokardiale Inflammation bei der Myokarditis kann exzellent akut und im Verlauf beurteilt werden. Hierbei kommt es nicht zu subendokardialen, sondern eher zu epimyo- und intramyokardialen Kontrastmittelanreicherungen (infarkt-atypisches „late enhancement“). Auch eine häufig begleitende perikardiale Mitreaktion kann so sicher mitbeurteilt werden.

Des Weiteren können valvuläre Fragestellungen mittels „phasenselektiven“ Kardio-MRT auch ohne Gabe von Kontrastmitteln beantwortet werden. Hier bietet sich die Möglichkeit, Daten zur Flussquantifizierung zu gewinnen und Flussgeschwindigkeit sowie volumetrische Flussraten zu erhalten. Die Beurteilung der Herzfunktion bei zugrundeliegender Herzschwäche oder Herzklappenerkrankung wird hierdurch in besonderem Maße verbessert. Typische Fragestellungen sind die Beurteilungen von Klappen-insuffizienzen sowie die Bestimmung von Shuntvolumina bei zum Beispiel Vorhof- oder Ventrikelseptumdefekten.

Inzwischen ist das Kardio-MRT in 14 der 26 Leitlinien der Europäischen Gesellschaft für Kardiologie sowie in über 60 Empfehlungen aufgeführt: hierunter 39 Klasse-I- und 22 Klasse-IIa/b-Indikationen. Bei den meisten dieser Indikationen ist die Abklärung einer fokalen oder diffusen myokardialen Fibrose oder die Myokardperfusion eminenter Bestandteil der Untersuchung und erfordert derzeit die Gabe von Gd-KM.

Individuelle Abwägung von Nutzen und Risiko

1984 wurden erstmals gadoliniumhaltige Kontrastmittel (Gd-KM) für die Magnetresonanztomographie beschrieben (6). Seither werden sie milionenfach jährlich in der klinischen Diagnostik eingesetzt und sind Bestandteil fast jeder MRT-Untersuchung des Herzens. gadoliniumhaltige Kontrastmittel sind außerordentlich gut verträglich, verursachen nur in seltenen Fällen (< 0,2 %) (pseudo)allergische Reaktionen und sind primär nicht nierenschädigend (7).

In den letzten Jahren gab es allerdings im Zusammenhang mit der Gabe von Gd-KM Beobachtungen, die beim individuellen Patienten eine Abwägung des Nutzens und des Risikos für die Kontrastmittelgabe erforderlich machen. Dies sind das Auftreten einer nephrogenen systemischen Fibrose (NSF) sowie die potentielle zerebrale Ablagerung von Gadolinium in bestimmten Hirnbereichen. Während derzeit eine NSF durch die Nutzung hochstabiler (z. B. makrozyklischer) Gadoliniumchelate und geringerer Dosierungen insbesondere bei Patienten mit höhergradiger Niereninsuffizienz seit einigen Jahren nahezu weltweit nicht mehr auftritt (8), sind Gadoliniumablagerungen im Hirn bisher noch weniger untersucht (19).

Gd-KM werden in Chelaten verabreicht, die das (toxische) Gadolinium in einer stabilen Form einbinden, so dass es unverändert ausgeschieden werden kann. Schon in frühen Studien wurde gezeigt, dass ein minimaler Anteil (circa 1 %) von Gd im Körper zurückbleibt (19). Die genaue Lokalisation und Form ist jedoch weitgehend unbekannt, in frühen Studien wurde eine Anreicherung in den Knochen berichtet (9, 10).

Eine Anreicherung im Gehirn sollte bei intakter Chelatstruktur und Blut-Hirn-Schranke wegen der Größe des Chelats eigentlich ausgeschlossen sein. Bei Patienten mit Hirntumoren oder multipler Sklerose ist die Blut-Hirn-Schranke nicht mehr intakt, was die Nutzung von Gd-KM zur Darstellung der Läsionen erlaubt. Insbesondere bei diesen Patientengruppen wurde nun berichtet, dass bei einigen Patienten nach repetitiver und kurzfristiger Gd-KM-Gabe zur Verlaufskontrolle eine Signalintensitätszunahme im Hirn, insbesondere im Nucleus dentatus, Globus pallidus und dem Pons beobachtet werden kann (11, 19). Dies entspricht auch dem Ergebnis von Tierversuchen (12, 13), in denen auch ein Übergang von Gd in den Liquor gezeigt werden konnte (14). Auch in humanen Autopsien konnte Gd im Gehirn nachgewiesen werden (15, 16).

Insgesamt scheinen mehrere Faktoren eine Rolle zu spielen, auch wenn eine abschließende Bewertung noch aussteht (19):

  • Ablagerungen von Gd im Hirn können auch bei normaler Nierenfunktion beobachtet werden (15, 17).
  • Patienten mit multipler Sklerose zeigen einen stärkeren Signalanstieg im Gehirn als Patienten mit Tumoren (11).
  • Gd-KM auf linearer Chelatbasis zeigen einen signifikanten Signalanstieg, dieser ist für Gd-KM auf makrozyklischer Chelatbasis bislang nicht nachgewiesen (12, 13, 18).
  • Im Tierversuch konnte auch bei großen Dosen jenseits der klinisch eingesetzten Konzentration makrozyklischer Kontrastmittel Gd im Gehirn nachgewiesen werden. Hierbei scheinen alle cerebralen Regionen betroffen zu sein (12).
  • Des Weiteren scheint es eine lineare Beziehung zwischen der Anzahl der Kontrastmittelapplikationen und der Signalanreicherung zu geben (11, 16).

Interessanterweise sind diese Kontrastmittelablagerungen bisher weder mit einer Schädigung noch einer nachteiligen Auswirkung auf die Gesundheit verknüpft. Es wurden auch bislang in keinem Fall Anzeichen oder Symptome einer potenziellen Gesundheitsschädigung beobachtet, so dass derzeit die MRT mit Kontrastmittel weiterhin als für die Patienten sicher einzustufen ist. Deshalb wurde auch von der amerikanischen Gesundheitsbehörde (FDA) keine Veränderung der Packungsbeilagen bei den verschiedenen Gd-Kontrastmitteln vorgenommen, sondern zunächst Forschungsgruppen eingerichtet, die das Phänomen der zerebralen Anreicherung und die möglichen pathophysiologischen Konsequenzen näher untersuchen sollen (19).

Die Kontrastmittelgabe ist bei jedem kritisch zu hinterfragen

Aufgrund der bisher vorliegenden Daten geben die Deutsche Gesellschaft für Kardiologie, Herz- und Kreislaufforschung und die Deutsche Röntgengesellschaft folgende Handlungsempfehlungen (19):

  • Grundsätzlich ist die Kontrastmittelgabe nach wie vor immer erst nach einer Nutzen-Risiko-Analyse durchzuführen.
  • Grundsätzlich sollten immer möglichst niedrige Dosen gadoliniumhaltiger Kontrastmittel gegeben werden („as low as reasonable achievable“).
  • Insbesondere bei jüngeren Patienten, Patienten mit möglichweise gestörter Blut-Hirn-Schranke (Hirntumor, multiple Sklerose, Diabetes 20) und Patienten, bei denen vorhersehbar mehrere kontrastmittelgestützte MRT-Untersuchungen zur Verlaufskontrolle durchgeführt werden, sollten möglichst stabile Kontrastmittel genutzt werden.
  • Es muss weiterhin die Menge, Art und Dosis des verwendeten Gd-Kontrastmittels genauestens dokumentiert werden.
  • Die vorliegenden Daten begründen keine bevorzugte Anwendung von alternativen Techniken in der Herz-MRT, die eine geringere diagnostische Genauigkeit oder ionisierende Strahlung verwenden.
  • Die Gabe möglichst geringer und möglichst stabiler Kontrastmittel für Forschungszwecke ist in wissenschaftlich begründeten Protokollen nach wie vor vertretbar. Dies betrifft auch die Untersuchung von gesunden Probanden.

Fazit

Insgesamt ist individuell bei jedem Patienten die Gabe von gadoliniumhaltigen MRT-Kontrastmitteln kritisch zu hinterfragen. Bei den meisten Patienten ist die Gabe von Gd-Kontrastmitteln unbedenklich und essenzieller Bestandteil der kardialen MRT-Untersuchung, da bestimmte Fragestellungen nur so mit hoher diagnostischer und prognostischer Genauigkeit zu klären sind. Bei zu untersuchenden Patienten sollte die aktuelle Nierenfunktion bekannt sein, die minimal notwendige Gadolinium-Dosis verwendet sowie auf kurzfristige, repetitive Gaben von Gadolinium-Kontrastmitteln insbesondere bei Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion verzichtet werden.

Aktuell besteht der Bedarf einer weiteren Abklärung der Effekte von Gadolinium mit Hilfe von Studien, die durch die Fachgesellschaften initiiert werden. In Zukunft ist zu erwarten, dass durch neue quantitative MRT-Methoden möglicherweise die Gabe von Gadolinium eventuell reduziert oder sogar ganz darauf verzichtet werden kann. Bei unklaren Fragestellungen sollte die kardiale MRT-Untersuchung in einem zertifizierten Zentrum für Kardio-MRT durchgeführt werden.

DOI: 10.3238/PersKardio.2016.10.14.04

Priv.-Doz. Dr. med. Sebastian Kelle

Oberarzt Kardiovaskuläre MRT und Leiter MRI-Core-Lab,

Klinik für Innere Medizin/Kardiologie, Deutsches Herzzentrum Berlin

Priv.-Doz. Dr. med. Henning Steen

Leitender Arzt der Abteilung für Kardiovaskuläre MRT am
Marienkrankenhaus Hamburg

Interessenkonflikt: Autor Kelle erhielt Vortragshonorare von Philips
Healthcare. Autor Steen erklärt, dass kein Interessenkonflikt vorliegt.

@Literatur im Internet:
www.aerzteblatt.de/lit4116

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Großer, transmuraler Infarkt der Herzspitze (A) / MRT-Adenosin-Stress-Perfusion (B)
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