MRT des Innenohrs: Wenn die Kopfhaltung den Befund beeinflusst

Die Kopfneigung bei Magnetresonanztomografien (MRT) des Innenohrs oder Gehirns kann Artefakte erzeugen – mit Folgen für Befundung und Komfort. Das zeigt eine aktuelle Studie.

Dunkle, rautenförmige Areale in MRT des Innenohrs sind nicht zwangsläufig ein Hinweis auf krankhafte Veränderungen: Sie können schlicht davon abhängen, wie eine Person im Scanner liegt. Eine Pilotstudie an der Karl Landsteiner Privatuniversität (KL Krems) zeigt, dass charakteristische „Flow-void“-Artefakte im Vestibulum deutlich stärker ausfallen, wenn der Kopf nach hinten überstreckt ist. Ist das Kinn jedoch in Richtung Brust geneigt, fallen diese Artefakte geringer aus.

In ersterer Position berichteten einige Teilnehmende über Schwindel. Die Ergebnisse stützen die Annahme, dass starke Magnetfelder Flüssigkeitsbewegungen im Innenohr antreiben können. Sie legen zudem nahe, die Kopfposition sowohl bei der Interpretation von MRT des Innenohrs als auch im Hinblick auf den Untersuchungskomfort mit zu berücksichtigen.

Lorentz-Kräfte bei MRT des Innenohrs lösen Schwindel aus

Hochfeld-MRT mit 3 Tesla und mehr ist in der Neuroradiologie mittlerweile Standard. Bei diesen Feldstärken kann das statische Magnetfeld mit winzigen elektrischen Strömen in den Innenohrflüssigkeiten wechselwirken. Die dabei entstehenden Lorentz-Kräfte können Nystagmus und Vertigo bei Menschen mit intaktem Vestibularsystem auslösen. Gleichzeitig reagieren MRT-Techniken, die das Labyrinth des Innenohrs abbilden, äußerst empfindlich auf langsame Flüssigkeitsbewegungen.

Frühere Studien hatten diese Effekte mit kleinen, scharf begrenzten, signalarmen Bereichen im Vestibulum in Verbindung gebracht, die keiner anatomischen Struktur entsprechen. Die neue Studie sollte nun prüfen, ob sich diese Hypointensitäten („flow voids“) tatsächlich wie flussbedingte Artefakte verhalten. Außerdem ging das Team der Frage nach, ob sie sich mit der Kopfneigung systematisch verändern.

Machbarkeitsstudie mit 3-Tesla-Scanner

Ein Team unter der gemeinsamen Leitung von Prof. Domagoj Javor, Leiter des Instituts für Diagnostische und Interventionelle Radiologie am Universitätsklinikum Krems sowie Dr. Béla Büki von der dortigen HNO-Abteilung, untersuchte 20 gesunde Erwachsene ohne bekannte vestibuläre Erkrankung in einem 3-Tesla-Scanner. Die Fallzahl wurde bewusst klein gehalten. Die Autorinnen und Autoren verstehen das Projekt als Machbarkeitsstudie, nicht als abschließende klinische Prüfung. Ihre Ergebnisse haben Javor et al. im „European Journal of Radiology“ veröffentlicht. Der Volltext der Studie ist frei verfügbar.

Bei jeder Person wurden zwei hochauflösende Innenohr-Scans mit einer T2-gewichteten SPACE-Sequenz durchgeführt: einmal mit nach vorne geneigtem Kopf (Kinn zur Brust) und einmal mit nach hinten geneigtem Kopf (Überstreckung). Rekonstruiert wurde in der Ebene des horizontalen Bogengangs. Zwei erfahrene Mediziner bestimmten – unabhängig voneinander und verblindet – welcher Anteil des Vestibulums von den signalarmen „flow-void“-Arealen eingenommen wurde.

„Dunkle Bereiche“ im Vestibulum verändern sich mit Kopfposition

Die Forschenden stellten ein eindeutiges Muster fest: Bei nach hinten geneigtem Kopf nahm die signalärmere Fläche im Vestibulum auf beiden Seiten im Mittel um rund 15 Prozentpunkte gegenüber der Kinn-zur-Brust-Position zu. In derselben Kopfposition berichteten drei der 20 Teilnehmenden (15 %) über leichten Schwindel. Bei nach vorne geneigtem Kopf trat dies nicht auf. „Unsere Befunde zeigen, dass diese kleinen dunklen Bereiche im Vestibulum keine fixen anatomischen Merkmale sind, sondern sich mit der Kopfposition im Magnetfeld verändern“, fasste Javor die Ergebnisse zusammen. „Genau das erwartet man bei einem gutartigen, positionsabhängigen Artefakt – aber nicht bei einer Innenohr-Pathologie.“

Physikalisch passen die Beobachtungen zu Modellen zur magnetischen vestibulären Stimulation. Bei zurückgeneigtem Kopf steht die Hauptrichtung ionischer Ströme im Innenohr eher senkrecht zum Magnetfeld des Scanners. Dadurch wird die Lorentz-Kraft größer. Das kann stärkere Bewegungen der Endolymphe in Teilen des Innenohrs – insbesondere im Utriculus und im lateralen Bogengang – begünstigen. Solche Bewegungen können einerseits Strukturen beeinflussen, die zur Schwindelentstehung beitragen. Andererseits können sie das Signal bei einer MRT des Innenohrs so verändern, dass ein ausgeprägterer „flow void“-Bereich entsteht.

Mögliche Implikationen für den klinischen Alltag

Für den klinischen Alltag schlagen die Autorinnen und Autoren einen pragmatischen Umgang vor. Fällt in einer T2-Spin-Echo-Sequenz eine verdächtige vestibuläre Hypointensität auf, könne es helfen, zu prüfen, ob sie sich mit der Kopfposition oder zwischen verschiedenen Sequenztypen verändert. Gradient-Echo-Sequenzen, die weniger empfindlich auf langsame Flüssigkeitsbewegungen reagieren, können als Vergleich dienen. Zudem kann es die Links-Rechts-Vergleichbarkeit verbessern, die Kopfneigung in sagittalen Übersichtsaufnahmen zu dokumentieren und konsequent in der Ebene des horizontalen Bogengangs zu rekonstruieren.

„Radiologinnen und Radiologen sollten wissen, dass diese charakteristische, rautenförmige Hypointensität im Vestibulum bei Kopfüberstreckung tendenziell zunimmt und bei Kinn-zur-Brust-Position abnimmt“, sagt Dr. Béla Büki. „Isoliert betrachtet kann sie wie eine fokale Läsion wirken – in vielen Fällen spiegelt sie jedoch lediglich Flüssigkeitsbewegung im starken Magnetfeld wider.“

Ergebnisse sind kein neuer Standard für MRT des Innenohrs

Gleichzeitig betont das Team die Grenzen der Daten: Untersucht wurde an einem Standort, an einem 3-Tesla-Gerät, mit einem spezifischen T2-SPACE-Protokoll und nur 20 gesunden Erwachsenen. Der Spielraum für Kopfpositionen war durch die Kopfspule begrenzt. Auch Augenbewegungen und Innenohr-Flüssigkeitsdynamik maßen die Forschenden nicht direkt. Die Ergebnisse sollten daher als in sich stimmige Pilotstudie verstanden werden, nicht als neuer Behandlungs- oder Befundstandard, betonte das Team. Größere Untersuchungen bei unterschiedlichen Feldstärken – und vor allem Daten von Personen mit vestibulären Erkrankungen – sind erforderlich.

Trotz dieser Einschränkungen zeige die Studie, wie die Zusammenarbeit von Radiologie, Hals-Nasen-Ohrenheilkunde und Vestibularforschung physikalische Begleiterscheinungen moderner MRT in praxisnahe Orientierung übersetzen könne. An der KL Krems und am Universitätsklinikum Krems flössen diese Erkenntnisse bereits jetzt in Lehre, Protokollplanung und das Management der untersuchten Personen ein, so die KL Krems.