Dennis L.
Eine neue MRT Methode verbindet schnelle Bildaufnahme mit künstlicher Intelligenz. Das Verfahren MRx erfasst in rund 14 Minuten mehr als 20 Biomarker des Gehirns. Dadurch könnten aktive MS Läsionen künftig auch ohne Gadolinium besser von älteren Herden unterschieden werden. Noch ist die Methode aber ein Forschungsansatz und keine etablierte Routinediagnostik.
Die Magnetresonanztomographie gehört bei Multiple Sklerose zu den wichtigsten Verfahren, weil sie Veränderungen im Gehirn und Rückenmark ohne ionisierende Strahlung sichtbar macht. Bei MS greift das Immunsystem die Myelinscheiden an, also die isolierende Hülle von Nervenfasern. Dadurch entstehen Entzündungsherde, die in der Bildgebung als Läsionen erscheinen. Für Ärzte ist aber nicht nur entscheidend, ob solche Herde vorhanden sind, sondern auch, ob sie gerade aktiv entzündet sind, ob Gewebe abbaut oder ob ein Herd eher chronisch stabil bleibt. Klassische MRT Aufnahmen liefern dafür wichtige Strukturinformationen, zeigen aber oft nur indirekt, welche biologischen Prozesse im Gewebe ablaufen. Deshalb wird bei bestimmten Fragestellungen ein Kontrastmittel eingesetzt, meist eine gadoliniumhaltige Verbindung, die Bereiche mit gestörter Blut-Hirn-Schranke hervorheben kann. Das verbessert die Beurteilung aktiver Entzündungen, erhöht aber Aufwand, Kosten und medizinische Abwägungen.
Ein neuer Forschungsansatz versucht, diese diagnostische Lücke anders zu schließen. Das Verfahren heißt multiplexed magnetic resonance imaging, kurz MRx, und erweitert das Prinzip der MRT über reine Wasserstoffsignale hinaus. Statt nur makroskopische Gewebestrukturen abzubilden, kombiniert MRx mehrere physikalische und rechnerische Informationskanäle zu einem breiten Satz quantitativer Biomarker. Dazu zählen Hinweise auf Entzündung, Demyelinisierung, axonale Schäden, Stoffwechselaktivität und Gewebewasser. Solche Messgrößen könnten helfen, MS Läsionen biologisch genauer einzuordnen, weil ein aktiver Herd nicht nur anders aussieht, sondern sich auch anders zusammensetzt und anders entwickelt als eine alte Läsion. Für die Früherkennung von Multipler Sklerose ist diese Unterscheidung besonders relevant, weil Verlauf, Risikoabschätzung und Therapiekontrolle stark davon abhängen, ob neue Entzündungsaktivität entsteht oder vorhandene Schäden nur noch sichtbar bleiben.
Forscher der University of Illinois Urbana-Champaign beschreiben MRx in der Studie Multiplexed magnetic resonance imaging als ein Verfahren, das auf klinischen Standard-MRT-Systemen mehr als 20 Hirnmarker in einer Untersuchung erfassen kann. Ein vollständiger Hirnscan dauerte in den berichteten Tests etwa 14 Minuten, während umfangreiche multikontrastbasierte MRT Protokolle in der klinischen Forschung deutlich länger dauern können. Der technische Kern liegt in einer sehr schnellen Datenerfassung und einer anschließenden Rekonstruktion, bei der künstliche Intelligenz und physikalische Modellierung miteinander kombiniert werden. Dadurch soll aus einem einzigen Datensatz ein mehrdimensionales Bild entstehen, das Struktur, Physiologie und molekulare Hinweise gemeinsam beschreibt. Für Multiple Sklerose ist das deshalb interessant, weil die Krankheit kein einheitlicher Gewebeschaden ist. Ein Herd kann entzündet, entmarkt, narbig verändert oder metabolisch auffällig sein, und diese Zustände können in normalen MRT Sequenzen ähnlich erscheinen.
Gadoliniumhaltige Kontrastmittel werden bei MS eingesetzt, wenn Radiologen frische Entzündungsaktivität besser erkennen wollen. Der Grund liegt in der Blut-Hirn-Schranke, die das Nervengewebe normalerweise vom Blutkreislauf abschirmt. Bei akuter Entzündung kann diese Barriere vorübergehend durchlässiger werden, sodass ein Kontrastmittel in betroffene Areale gelangt und die Läsion auf bestimmten MRT Sequenzen heller erscheint. Das ist diagnostisch nützlich, weil eine kontrastmittelaufnehmende Läsion eher auf aktuelle Krankheitsaktivität hinweist als ein alter stabiler Herd. Gleichzeitig ist Gadolinium kein perfekter Marker für alle biologisch relevanten Vorgänge. Manche Entzündungsprozesse sind zeitlich nur kurz sichtbar, chronische Aktivität am Rand älterer Läsionen kann schwieriger zu beurteilen sein, und wiederholte Kontrastmittelgaben werden medizinisch nur eingesetzt, wenn der Nutzen klar ist. Die neue Methode setzt genau an dieser Grenze an und versucht, Aktivität nicht über ein injiziertes Signal, sondern über mehrere körpereigene Messmuster zu erfassen.
In den Tests wurde MRx bei gesunden Personen sowie bei Patienten mit Hirntumoren und Multiple Sklerose angewendet. Laut einer Forschungsmitteilung der University of Illinois Urbana-Champaign konnten die kombinierten Biomarker bei MS Veränderungen erfassen, die mit Entzündung, Demyelinisierung, Gliosen, axonalen Schäden und metabolischer Aktivität zusammenhängen. Besonders relevant ist, dass die Daten aktive und chronische Läsionen ohne Kontrastmittel voneinander trennen konnten. In einem Verlauf über vier Monate zeigten subtile Muster zudem Hinweise darauf, ob sich Gewebe später verändert, ob eine Läsion entstehen könnte oder ob ein vorhandener Herd stabil bleibt beziehungsweise kleiner wird. Damit verschiebt sich der Fokus von der reinen Sichtbarkeit eines Flecks auf der Aufnahme hin zur Frage, welcher Gewebezustand hinter diesem Fleck steht. Ähnliche Ansätze prägen auch andere Bereiche der KI gestützten Hirnbildgebung, bei denen nicht nur das Bild selbst, sondern das zugrunde liegende Muster biologischer Messwerte ausgewertet wird.
Trotz der auffälligen Ergebnisse ist MRx noch kein Ersatz für die etablierte MS Diagnostik. Die Methode wurde in einer Forschungsumgebung demonstriert und muss in größeren, unabhängigen Patientengruppen validiert werden. Entscheidend wird sein, ob die Biomarker über verschiedene Scanner, Kliniken, Feldstärken, Auswerteprogramme und Patientengruppen hinweg stabil bleiben. Ebenso offen ist, wie gut MRx im klinischen Alltag Therapieentscheidungen verbessert, falsch positive Befunde vermeidet und gegenüber etablierten MRT Sequenzen, Liquordiagnostik, Blutmarkern und neurologischer Untersuchung abschneidet. Die Relevanz liegt deshalb nicht in einer sofortigen Änderung der Routine, sondern in einem möglichen technischen Schritt zu quantitativerer Bildgebung. Wenn sich die Daten bestätigen, könnte ein MRT künftig stärker zeigen, was im Gewebe biologisch passiert, statt nur zu markieren, wo sich sichtbare Veränderungen befinden. Gerade bei einer chronisch-entzündlichen Erkrankung wie Multiple Sklerose wäre dieser Unterschied klinisch bedeutsam, weil Verlaufskontrolle und Therapieanpassung von der tatsächlichen Aktivität der Krankheit abhängen.
Nature, Multiplexed magnetic resonance imaging; doi:10.1038/s41586-026-10475-x