Arbeitsplatz Gehirn

Die Abteilung Neuroradiologie im Zentrum für Nervenheilkunde

Von hinten durch die Brust ins Auge – dieses Vorgehen ist geradezu zielstrebig, vergleicht man mit dem Weg, den Professor Siegfried Bien wählt, wenn er ins Gehirn gelangen will. Er führt dazu einen Katheter in der Leistengegend ein und schiebt den festen, aber flexiblen Schlauch gegen den Blutstrom der Hauptschlagader bis zu den Arterien, die im Halsbereich ins Gehirn abzweigen. Das scheinbar so umständliche Verfahren hat Vorteile, denn vom Aortenbogen zweigen insgesamt vier Gefäße ab, die durch den Hals aufsteigen. Unter Röntgenkontrolle kann Siegfried Bien wählen, welchen dieser Zugänge zum Gehirn er nutzen will, und lässt nun den Katheter mit dem Blutstrom treiben. Über das Blutgefäßsystem lässt sich so praktisch jeder Ort ansteuern. Im schlimmsten Fall muss er nacheinander alle vier Zugänge verwenden, so dass der Weg über die Leistengegend einfacher ist, als etwa beide Halsschlagadern einzeln anzustechen. Auch für den Patienten, der meist bei vollem Bewusstsein auf dem Operationstisch liegt, ist es angenehmer, wenn der Arzt von der Leistengegend und nicht vom Hals aus arbeitet.

Im Prinzip stellt sich dem Neuroradiologen immer eine von zwei Aufgaben: Entweder ein Gefäß muss verschlossen oder es muss geöffnet werden. Gutartige Geschwülste – speziell der harten Hirnhaut – können zum Beispiel während einer Gehirnoperation gefährlich werden, denn wenn sie angeschnitten werden, können sie stark bluten. Die Aufgabe lautet hier, die Gefäße der Geschwulst zu verstopfen. Bien spritzt dazu durch den Katheter Partikeln, die zwischen einem Zehntel und zwei Millimetern groß sind und die Gefäße zusetzen. Ist die Geschwulst trockengelegt, kann der Neurochirurg blutärmer operieren.

Gefäße können auch missgebildet sein, etwa Aussackungen aufweisen, die potenziell reißen können. So eine Aussackung kann natürlich auch von außen durch den Kollegen aus der Chirurgie zugeklammert werden. Liegt sie aber ungünstig, kommt wieder die Abteilung Neuroradiologie zum Einsatz. Durch einen Katheter hindurch wird ein Platindraht in die Aussackung geschoben, wo er sich in Spiralen aufwindet. Die Aussackung wird so mit einigen Metern Platindraht ausgefüllt, der schließlich 50 bis 70 Prozent ihres Volumens einnimmt. Die Platinwolle wirkt wie ein Wellenbrecher für die anbrandende Pulswelle und entlastet so die Gefäßwand. Zum Schluss zersetzt ein kleiner Gleichstromstoß die Lötstelle, die den Draht am Einführbesteck festgehalten hat und der Katheter kann zurückgezogen werden.

"Time is brain"

Die Arbeit der Neuroradiologen besteht andererseits aus dem Öffnen von verstopften Gefäßen, besonders dringlich beim Schlaganfall. Am Universitätsklinikum existiert seit einem Jahr eine Schlaganfalleinheit, die 24 Stunden am Tag bereit steht. Deren Arbeitsmotto lautet "time is brain": Je schneller ein Blutkuchen, der ein Gefäß verstopft hat, wieder aufgelöst wird, desto weniger Hirngewebe stirbt ab. Spätestens nach sechs Stunden kommt diese Art der Hilfe jedoch zu spät. Im Prinzip kann zwar der Körper jedes Blutgerinnsel nach einigen Tagen auch selbst wieder auflösen, doch bleibt beim Schlaganfall keine Zeit, diesen natürlichen Heilungsprozess wirken zu lassen, weil bis dahin die Gehirnsubstanz im Versorgungsgebiet des Blutgefäßes irreversibel abgestorben ist.

Die Krankheit wird immer noch sträflich unterschätzt, im Schwäbischen wird sogar verniedlichend vom "Schlägle" gesprochen. Verschließt ein Blutpfropfen beim Herzinfarkt ein Herzkranzgefäß, entstehen Vernichtungsangst und starke Schmerzen. Die Unruhe des Kranken teilt sich auch der Umgebung mit, so dass eher jemand auf den lebensrettenden Gedanken verfällt, den Notarzt zu holen. Beim Absterben von Hirngewebe wird der Kranke dagegen ruhig und neigt dazu, sich zurückzuziehen. Die Umgebung reagiert ähnlich, empfiehlt ihm, sich erst mal auszuruhen, während die wertvollen Minuten verrinnen. Weil das Universitätsklinikum in Marburg zugleich die Funktion eines Kreiskrankenhauses erfüllt, erreichen die Patienten zwar schneller die Schlaganfalleinheit als in einer Großstadt, berichtet Siegfried Bien, doch die Sechs-Stunden-Frist ist trotzdem schnell abgelaufen.

Zunächst wird im Klinikum festgestellt, ob das Hirngefäß wie bei einem Herzinfarkt verstopft ist oder umgekehrt – bei jedem zehnten Patienten der Fall – geplatzt ist. Diese Diagnose ist extrem wichtig, weil die therapeutischen Konsequenzen entgegengesetzt wirken und ein Irrtum das Krankheitsbild verschlimmern würde. Im Fall der Gefäßverstopfung wird dann ein Katheter an die blockierte Stelle geschoben, durch den ein gerinnselauflösendes Medikament in den Pfropfen gespritzt wird. Alternativ kann auch von den Kollegen von der Neurochirurgischen Klinik durch eine Gabe von gerinnungslösenden Mitteln der Blutpfropf aufgelöst werden.

Seit etwa fünf Jahren ist auch die Gefäßverkalkung der Halsschlagadern zu einem Arbeitsgebiet der Neuroradiologen geworden. Verkalkte Stellen können mit einem Ballonkatheter aufgeweitet werden. Da die Gefäßinnenwand an dieser Stelle dazu neigt, übermäßig zu wuchern oder neue Verkalkungen anzulagern und damit erneut einen Verschluss zu verursachen, werden meistens feine Röhren aus Drahtgeflecht – so genannte "Stents" – eingesetzt, die das Gefäß offenhalten sollen. Der zusammengedrückte Stent wird dazu in einem Führungskatheter an die Stelle gebracht. Wird der umhüllende Katheter zurückgezogen, entfaltet sich das Drahtgeflecht unter seiner eigenen Spannung und drückt sich gegen die Gefäßwand.

Einblick ins Gehirn

Neuroradiologie bedeutet also weitaus mehr, als sich ein Bild vom Gehirn zu machen, aber natürlich ist das die Voraussetzung für alle beschriebenen Verfahren. Aus dem guten, alten Röntgenbild ist inzwischen die Computer-Tomographie geworden, bei dem die Röntgenröhre und ein gegenüberliegender Detektor um den Kopf herum Karussell fahren. Schicht um Schicht wird so aufgenommen und im Computer zu einem dreidimensionalen Modell zusammengesetzt. Aus ihm können die verschiedensten Strukturen unter beliebigen Blickwinkeln berechnet und betrachtet werden.

In den letzten Jahren ist die "funktionelle Magnetresonanz" als bildgebendes Verfahren hinzugekommen. In einem extrem starken Magnetfeld absorbieren bestimmte Varianten mancher Elemente eingestrahlte Radiowellen. Besonders stark ist der Effekt beim Proton des Wasserstoffs, weswegen sich der Wassergehalt von Geweben wunderbar abbilden lässt. Die Magnetresonanz erlaubt so zum Beispiel, zwischen weißem und grauen Hirngewebe zu unterscheiden. Der Magnetresonanz-Tomograph kann aber auch so eingestellt werden, dass er das äußerst schwache Signal von sauerstoffbeladenem Hämoglobin registrieren kann, womit sich die Sauerstoffsättigung der Gewebe abbilden lässt.

Wenn jemand beim Sporttreiben bestimmte Muskeln verwendet, fordern diese Muskeln vermehrt Blut zur Sauerstoffversorgung an. Solange der Mensch noch nicht an seiner Leistungsgrenze angekommen ist, erhalten die Muskeln dabei sogar mehr Sauerstoff als sie eigentlich benötigen, werden also im Überschuss versorgt. Eine Abbildung des Sauerstoffgehalts ließe also die aktiven Muskelgruppen hervortreten. Dasselbe gilt für das Gehirn, in dem die aktiven Regionen ebenfalls im Überschuss versorgt werden. Die funktionelle Magnetresonanz erlaubt also, die Gehirnaktivität sichtbar zu machen.

Soll etwa abgebildet werden, welche Hirnregionen beim Bewegen des Zeigefingers aktiv werden, muss sich die Versuchsperson zunächst völlig entspannt in den Tomographen legen. Eine erste Aufnahme wird gemacht, bevor sie für ein zweites Bild den Finger bewegt. Die beiden Bilder werden voneinander subtrahiert, so dass nur die Gehirnregion hervorsteht, in der sich der Blutfluss verändert hat. Die Berechnung eines dreidimensionalen Bildes dauert auf einer modernen Workstation mehrere Stunden und ist äußerst artefaktanfällig – einmal Husten und das Bild ist verdorben.

Nicht nur Krankenversorgung

Die Marburger Neuroradiologie kann die zweithöchste Zahl an Eingriffen in Deutschland vermelden. Der Magnetresonanz-Tomograph etwa ist zu mehr als 90 Prozent mit der Krankenversorgung ausgelastet, so dass wenig Gerätezeit für die Forschung bleibt. Schon heute lässt sich an den Bildern ablesen, ob ein Gehirn etwas sieht oder hört. Auch lässt sich unterscheiden, ob Worte nur gedacht oder gehört oder gesprochen werden. Zum Teil springen dabei dieselben Gehirnzentren an, in denen etwa das Lexikon abgelegt ist oder der Wortspeicher. Je intellektueller die Aufgabe, desto weiter vorne wird die Großhirnrinde aktiviert. Eines Tages ließe sich eventuell sogar erkennen, ob jemand versuche, sich etwas zu merken, meint Siegfried Bien. In den Bereich der Science Fiction gehört dagegen die Idee, den Inhalt der Gedanken festzustellen.

Zusammen mit Professor Frank Rösler vom Fachbereich Psychologie versucht Bien zum Beispiel zu ergründen, wie Menschen Musik hören. Takt, Rhythmus und Melodie wird jeweils an anderen Orten verarbeitet, haben sie festgestellt. Sogar die Entstehung von Dissonanzen, wenn Frequenzen nahe beieinander liegen, lässt sich verfolgen. Eine weitere Fragestellung lautet, warum die Sehrinde bei Blinden nicht verkümmert. Widerspricht es nicht aller biologischen Erfahrung, dass ein Organ, das nicht verwendet wird, voll erhalten bleibt? Da liegt die Vermutung nahe, dass die Sehrinde bei Blinden andere Aufgaben übernimmt.

Nur eines haben die vielen Computer noch nicht verändert: Genauso wie der Traum vom papierlosen Büro eine Illusion geblieben ist und sich mit der Einführung des Computers der Papierverbrauch sogar vervielfacht hat, arbeiten die Radiologen mit mehr "Röntgenfilmen" als je zuvor. Auf ihnen geben sie die Ergebnisse ihrer vielen Computermodelle aus, denn einen Film kann man sich einfach mal schnell schnappen und mitnehmen, was mit dem Bildschirm trotz aller ausgefeilten Technik noch nicht geht.

utz

Prof. Dr. Siegfried Bien
Medizinisches Zentrum für Nervenheilkunde
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