Gadolinium-haltige Kontrastmittel sind seit über 30 Jahre in der klinischen MRT-Routinediagnostik im Einsatz. Wie funktionieren die bildgebenden Verfahren wie die Magnetresonanztomografie (MRT) und Computertomografie CT; sind die dabei verabreichten Kontrastmittel wirklich so unbedenklich?
von Hans-Jörg Müllenmeister
Diagnostisch heikel wird es für uns als Patient, wenn wir in die „Röhre müssen“. Gemeint sind jene brummenden Stahlmonster, die als Pfadfinder versteckte Krankheitsherde im Körper aufspüren – klarer dargestellt durch Kontrastmittel. Diese Diagnostika dienen bei den bildgebenden Verfahren dazu, unterschiedliche Gewebe, anatomische Strukturen und zwischen gesundem und krankem Gewebe eindeutiger zu unterscheiden.
Wie unterscheiden sich CT und MRT grundsätzlich?
Kurz zur Physik, die hinter den Ungetümen CT und MRT steckt. Bei der Computertomografie CT wird hochenergetische Röntgenstrahlung eingesetzt, die Knochen nicht durchdringt. Bei der Magnetresonanztomografie MRT wirken ein starkes Magnetfeld und ein analysierendes HF-Feld auf den Patienten ein. Die MRT basiert auf den Prinzipien der Kernspinresonanz und misst im Gewebe das mit dem Spin (Eigendrehimpuls von Teilchen) verbundene magnetische Moment der Atomkerne des Wasserstoffs.
Computertomografie CT
Beim klassischen Röntgen überlagern sich in Strahlrichtung hintereinander liegende Bildteile des durchleuchteten Körpers. Die Computertomographie schafft dagegen eindimensionale Absorptionsprofile des Objekts aus vielen Richtungen und rekonstruiert daraus die komplette Volumenstruktur. Erst durch die computergestützte Bildrekonstruktion, kann für jedes Volumenelement des Objektes der Absorptionsgrad ermittelt und das Bild errechnet werden. Aus den gemessenen Daten errechnet sich also das CT-Bild.
Nachteilig ist die Strahlenbelastung. Beispielsweise entspricht eine Aufnahme des Abdomens (Bauchraum) einer Strahlenbelastung, die etwa der dreijährigen natürliche Hintergrundstrahlung entspricht.
Röntgenkontrastmittel für die CT
Injizierbare Röntgenkontrastmittel werden in der Computertomographie, aber auch bei der Darstellung der Blutgefäße eingesetzt. Sie sind meist gut verträglich und verursachen selten schwerwiegende Nebenwirkungen. Diese Diagnostika enthalten Jod als Kontrastmittel, dass an organische Trägermoleküle gebunden ist. Das intravenös eingebrachte Kontrastmittel wird über die Nieren wieder ausgeschieden. Aber Achtung bei einer Jod-Allergie - ein Gegenmittel ist dann angezeigt.
Wie funktioniert grob die Magnetresonanztomografie (MRT)
Bei der MRT wird die Bildinformation durch Anregung bestimmter Atome (Wasserstoffkerne = Protonen) mit Radiofrequenzwellen ermittelt. Die Dichteverteilung dieser Kerne im Gewebe sowie ihre Bindung an andere Atome beeinflussen die Signale, die aus dem Körper empfangen und in Bilder umgewandelt werden.
Kernstück des MRT ist ein starker, supraleitender Magnet, der ein statisches Magnetfeld herstellt. Kleinere, gestaffelte Magnete fokussieren das Magnetfeld genau auf den gescannten Körperteil. Ein gepulstes Radiosignal wird an- und ausgeschaltet: die aufgenommene Energie der Atomen wird reflektiert und die Radiowellen werden gemessen. Wie stark diese absorbiert oder reflektiert werden, berechnet ein Computer; er gewinnt daraus Schichtbilder des Körpers in verschiedenen Ebenen. Während die MRT hochauflösende Bilder bei Weichgewebe liefert, kann sie Gewebe mit geringem Wassergehalt - etwa Knochen - nicht optimal darstellen. Übrigens, das während der lautstarken Untersuchung zu hörende Klopfgeräusch entsteht, wenn die Magneten gestaffelt an- und ausgeschaltet werden.
Ist allein die MRT-Strahlung gesundheitsschädlich?
Abgesehen von gewissen Kontrastmitteln, ist die MRT-Strahlung selbst ungefährlich. MRT-Untersuchungen lassen sich vorteilhaft wiederholt einsetzen, um einen Krankheitsverlauf zu kontrollieren und die schwierige Krebsfrüherkennung zu unterstützen.
Anmerkung: Alle Metallteile am Körper sind vor der MRT-Untersuchung abzulegen, denn sie können das Magnetfeld stören oder wie eine Induktionsspule im bewegten Magnetfeld wirken. Keine Metallteile sollten im Körper sein, z.B. ältere Herzschrittmacher, Herzklappen und Defibrillatoren.
Zunächst: Paramagnetische Eigenschaften des Gadolinium Gd
Sehen wir uns kurz die Eigenschaften des Zauberelements Gadolinium Gd an, das zu den Seltenerdmetallen gehört - deswegen, weil es weder selten ist, noch eine Erde darstellt. Gadolinium ist im Erz verschwippt und verschwägert mit anderen Lanthanoiden. Es ist deshalb recht aufwändig, Gadolinium zu separieren. Genau wie seine Verwandten der Seltenerdmetalle Dysprosium, Holmium, Erbium, Terbium und Thulium ist Gadolinium paramagnetisch.
Die Ursache dafür sind mikroskopisch kleine magnetische Momente des Stoffs, die sich in einem Magnetfeld wie Soldatenreihen ausrichten. Die individuelle „Soldatenbewegung“ ist dabei von den anderen unabhängig. Dagegen verfallen ferromagnetische Stoffen nach Abschalten des Magnetfelds durch thermische Fluktuationen sofort wieder in Unordnung.
Sind Gadolinium-haltige Kontrastmittel gesundheitsschädlich?
Meist wird die MRT-Untersuchung ohne Kontrastmittel durchgeführt. Für bestimmte Diagnostik-Fragen und zur genaueren Charakterisierung krankhafter Veränderungen sind allerdings Gabe eines Kontrastmittels erforderlich. Dieses verbessert die Aussagekraft erheblich, denn es erhöht wesentlich die Kontrastunterschiede zwischen verschiedenen Geweben in einer MRT-Aufnahme. Man setzt dazu Gadolinium-Kontrastmittel ein, die sich in der chemischen Struktur unterscheiden können, d.h. entweder sind sie linear (kettenartig) oder makrozyklisch (ringförmig) aufgebaut.
Kontrastmittel werden vorwiegend über die Nieren ausgeschieden. Indes kann sich dieser Prozess bei Patienten mit einer Niereninsuffizienz verlangsamen oder – bei wiederholtem Anwenden eines MR-Kontrastmittels – auch unvollständig sein. Ablagerungen in Geweben sind dann die Folge. Das kann eine Fibrose auslösen, also zu vernarbtem Gewebe führen.
Es gibt Untersuchungen über Gadolinium-Ablagerungen im Gehirn und anderen Geweben, z.B. Niere, Muskulatur, Knochengewebe. Das traf bei Patienten zu, die aufgrund von Tumorerkrankungen oder von entzündlichen Erkrankungen wie der Multiplen Sklerose wiederholt Kontrastmittel erhielten. Dabei beobachtete man bei der Gabe von linearen Gadolinium-haltigen Kontrastmitteln mehr Ablagerungen als bei makrozyklischen Gadolinium-haltigen.
Gadolinium läßt sich noch Jahre - selbst post mortem - nach einem MRT im Körper nachweisen. Bisher sind die Langzeitfolgen der Kontrastmittel unerforscht. Je länger aber Gadolinium im Körper ausharren, umso mehr extrem giftige Gd-Ionen befreien sich aus der „chemischen Panzerung“ der Chelate.
Oft erfüllen Gd-Geschädigte alle Kriterien einer Fibromyalgie. Es kommt dann eben zu dieser Fehldiagnose mit häufigen Schmerzen in den Gliedmaßen, im Kopf und Rumpf; Brennen, Taubheit, Kribbeln, Jucken, Schwellungsgefühlen und einem Gefühl von Stromschlägen. Aber auch Koordinationsprobleme und Sehprobleme.
Gd: Schlummerndes Gift im Körper
Die Crux ist: das Gadolinium-Ion hat etwa den gleichen Ionenradius (chemische Ähnlichkeit) wie ein Kalzium-Ion. Durch dieses irritierende „Mimikry“, blockiert der Körper alle Stoffwechselvorgänge, die sonst Kalzium mit Bravur erledigt.
Der Pharmaindustrie ist dieser medizinisch-wissenschaftlichen Disput um Gadolinium-Ablagerungen im Gehirn und anderen Organen ein Dorn im Auge. Diese schmälern ja den Millionenumsatz mit Gd-Kontrastmitteln. Das ist indes die Initialzündung dafür, dass man fieberhaft nach diagnostischen Alternativen zu Gadolinium-haltigen Kontrastmitteln sucht. Inzwischen werden auch unbedenkliche Kontrastmittel verwendet, wie Kochsalzlösung bei Wirbelsäulenuntersuchungen oder Zuckerlösung, um Hirntumore sichtbar zu machen. Neben eisenhaltigen Substanzen rücken auch Kontrastmittel auf Mangan-Basis ins Blickfeld.
Als Patient ist man gut beraten, wenn man den Radiologen vor der MRT-Untersuchung befragt, welches Kontrastmittel er einsetzt. Oft gibt es nämlich „gesunde“ Alternativen, die er aber erst dann anbietet, wenn man ausdrücklich danach fragt. Das Vertrackte daran ist, dass in vielen Fällen betroffene Gd-Vergiftungsopfer die wahre Ursache ihrer - späteren - Leiden überhaupt nicht kennen. Was ich nicht weiss, macht mich nicht heiss – aber krank.