Bildgebende Diagnostik bei Rheuma: Gut aufgestellt

Bildquelle: Shutterstock/Bartek Zyczynski

MRT, KI, Ultraschall und mehr

Bildgebende Diagnostik bei Rheuma: Gut aufgestellt

Vier interessante Vorträge zu innovativen Entwicklungen in der bildgebenden Diagnostik machten beim virtuellen Deutschen Rheumatologiekongress 2021 am frühen Samstagmorgen putzmunter. Verbesserte MRT-Technik, großes KI-Potenzial, Sonographie nicht nur bei Gelenken und Cinematic Rendering – der Themenbogen wurde weit gespannt und hat gezeigt: Es tut sich einiges in Sachen Bildgebung.

Bericht: Julia Geulen

portrait of Philipp Sewerin
PD Dr. Philipp Sewerin
Quelle: Uniklinik Düsseldorf

Zwischen den konventionellen Röntgenbildern aus den frühen 90er Jahren des 20. Jahrhunderts und den MR-Bildern von heute liegen Welten. Das zeigte PD Dr. Philipp Sewerin von der Uniklinik Düsseldorf bei seinem Vortrag „MRI deep dive“ sehr anschaulich. Durch immer bessere Technik gewinnt die MRT in der Rheumatologie zunehmend an Qualität, bereits kleinste Pathologien werden erkannt. Damals wie heute ist professionelles Handling aber eine wichtige Voraussetzung. Hand coils etwa sollten unbedingt zum Einsatz kommen. Sie gewährleisten die optimale Nutzung des Magnetfeldes am Ort des Geschehen. „Wir haben aktuell wirklich gute Möglichkeiten an der Hand, die MRT nicht nur in der Forschung, sondern auch im klinischen Alltag einzusetzen“, ist Sewerin überzeugt. Ob Knochenkanälchen oder eine Synovialitis mit begleitendem Knochenmarködem, ob enthesiale Strukturen, Unterhautfettgewebe, oder Sehnenapparat – auch in der Peripherie gelingt eine sehr gute Abbildung. Und das mit Praxisrelvanz: Zum Beispiel lässt sich damit zwischen Rheumatoider Arthritis (RA) und Psoriasis-Arthritis (PsA) sehr gut unterscheiden, vornehmen, wie Sewerin darlegt. Aber Achtung: Je sensibler die Technik, desto eher werden auch vermeintliche Befunde bei Gesunden detektiert. Hier gilt es genau hinzuschauen, um Überdiagnosen zu vermeiden. Ein weiterer Appell von Sewerin: Don't forget the feet! Was im Alltag leider zu oft geschieht. Dabei können Läsionen an den Füßen ein frühes Signal für RA sein. Auch Schmerzkomponenten und das Unwohlsein der Patienten kommen häufig über die Füße. Sewerin ist sich sicher: „Die MRT wird zukünftig zunehmen und auch als hybrides Verfahren – also der Fusion morphologischer und funktioneller Bilddatensätze in einem Untersuchungsgang.“ Das Verfahren, dass bisher vor allem in der Onkologie zum Einsatz kommt, ist zurzeit auch Forschungsgegenstand im Kontext mit rheumatologischen Erkrankungen.  Bei aller Zukunftseuphorie, ein Wermutstropfen bleibt: Die Kostenfrage im klinischen Alltag ist noch nicht geregelt. Sewerin empfiehlt, sich am Standort über die konkreten Möglichkeiten zu informieren.

portrait of Fabian Proft
Dr. Fabian Proft
Quelle: Charité – Universitätsmedizin Berlin

Dr. Fabian Proft von der Charité stellte die Frage „deep learning – is it real?“ Sehr überzeugend zeigte er dann das Potenzial der Künstlichen Intelligenz (KI) für die rheumatologische Bildgebung auf, etwa wenn es um die Differenzialdiagnostik einer axialen Spondyloarthritis geht. Ein von ihm und seinen Kollegen entwickeltes neuronales Netzwerk, wurde mit einer großen Anzahl annotierter Bilder bespielt und dann systematisch trainiert. Immer wieder wurden die Bildbeurteilungen durch den Computer, mit denen des Experten verglichen und die Bilder dann aufs Neue in das System gegeben, und das sooft, bis die Computerergebnisse sehr nah an die Expertenmeinungen herankamen. Nach diesem Prozess des „deep learning“ wurde das ausgereifte System dann in einer ersten Studie mit gesicherten axialen Spondyloarthritis-Fällen getestet. Eine Trainingskohorte von fast 1.800 Patienten wurde aufgeteilt, 85 Prozent der Teilnehmenden bildeten das Trainingsset, 15 Prozent dienten zur Validierung. Im Anschluss sollten bei einer anderen Kohorte 400 Bilder erkannt werden. Das Ergebnis: Nach Training und Validierung stimmte das Ergebnis der Experten mit dem der Maschine zu 90 Prozent überein. „Das ist aus meiner Sicht ein beachtenswertes Ergebnis, denn die bei der axialen Spondyloarthritis übliche Beurteilung des Röntgenbildes zeigt eine relativ große Fehleranfälligkeit“, so Proft. So kommen zwei Experten auch mal zu unterschiedlichen Ergebnissen und die Tagesform scheint ebenfalls einen Einfluss zu haben. Dagegen liefert das KI-gestützte Verfahren sichere und reproduzierbare Ergebnisse – unabhängig von Anfälligkeiten. In einem zweiten Schritt wurde das System auch für diagnostische Zwecke eingesetzt. Teilnehmende waren 500 Patienten mit chronischen Rückenschmerzen unklarer Genese – also mit ganz unterschiedlichen anatomischen Pathologien oder auch gänzlich unauffällig. 30 Prozent von ihnen hatten erwiesenermaßen eine axiale SpA. Trotz dieser erschwerten Bedingungen lag die Übereinstimmung mit den Experten immerhin noch bei 85 Prozent – bei einer Sensitivität von 80 Prozent und einer Spezifität von 90 Prozent. Proft: „Das Potenzial von KI scheint mir erwiesen. Aber ich denke, es wird auf lange Sicht bei einer Kombination aus radiologischen Experten und KI-gestützten Systemen bleiben, um optimale Ergebnisse zu erzielen.“

portrait of Sarah Ohrndorf
PD Dr. Sarah Ohrndorf
Quelle: Charité – Universitätsmedizin Berlin

PD Dr. Sarah Ohrndorf von der Charité empfahl in ihrem Vortrag „Mehr als nur Gelenke“ den Einsatz der Sonographie als bildgebendes Verfahren auch jenseits der entzündlich-rheumatischen Gelenkerkrankungen. Neben Fallbeispielen aus dem Formenkreis der Kallogenosen und Vaskulitiden zog sie zur Untermauerung Ihrer Aussage aktuelle Studien heran. Zur Bewertung der Sonographie bei der Diagnose des Sjögren-Syndroms wurden in einer Untersuchung (Jousse.Jolin S et al., Ann Rheum Dis 2019, Jul 76 (7) 967-973) zunächst Videoclips analysiert und gescored, bei denen standardmäßig beide Parotiden und Mandibulardrüsen gemäß Grey-Scale untersucht wurden. Im Ergebnis zeigte das Scoring von 0 bis 3 eine gute Übereinstimmung zwischen verschiedenen Untersuchern. Eine später durchgeführte patienten-basierte Untersuchung erbrachte ähnlich gute Ergebnisse, und zwar sowohl im Bereich der Glandula Parotis, als auch der Glandula submandibularis beidseits. „Ich denke, das sind vielversprechende Ergebnisse, da sie zeigen, dass der Score funktioniert und breiter angewendet werden kann“, so Ohrndorf. Zum Einsatz der Sonographie bei inflammatorischen Myopathien wurde eine weitere aktuelle Arbeit vorgestellt (Conticini E. et al., Rheumatology (Oxford) 2021, online ahead of print): Eine Kohorte mit 20 Patienten mit verschiedenen Myositiden lag der Untersuchung zu Grunde. Ein Score von 0 bis 3 bezog das Ödem mit den echoarmen Anteilen, die Atrophie als echoreiche Zone und auch den Powerdoppler mit ein, um die Aktivität der Muskelerkrankung zu bestimmen. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl das Muskelödem als auch der Grad der Powerdoppleraktivität sehr streng korrelieren mit der Aktivität der Myositis. Die Atrophie dagegen korreliert mit dem Alter – sowohl des Patienten als auch der Muskelerkrankung. Ein weiteres wichtiges Ergebnis: Der Score kann auch zur Beurteilung einer Therapieveränderung zuverlässig herangezogen werden. Als überzeugendes drittes Beispiel für den Einsatz der Sonographie außerhalb der entzündlich-rheumatischen Gelenkerkrankungen führte Ohrndorf die Riesenzellarthritis an. Seit 2018 postulieren die EULAR-Empfehlungen bei hochgradigem Verdacht die Sonographie als bildgebendes Verfahren der ersten Wahl. Nur in Fällen, in denen die Diagnose noch hinterfragt wird, das sind ca. 5 Prozent der klinischen Fälle, sollen auch andere diagnostische Verfahren, wie zum Beispiel die Biopsie zum Einsatz kommen. In dem Zusammenhang verweist Ohndorf auf eine hochaktuelle Arbeit (Ponte C. et al., Ann Rheum Dis 2021, online ahead of print), in der nachgewiesen wurde, dass der Ultraschall bei Riesenzellarthritis auch als Verlaufstool eingesetzt werden kann. Ihr abschließendes Statement: „Die Sonographie ist ein kostengünstiges und breit verfügbares Tool, das bei einem großen Spektrum rheumatologischer Systemerkrankungen angewendet werden kann. Aber wir müssen standardisieren und klare Definitionen festlegen. Nur dann kann die Untersucherunabhängigkeit deutlich verbessert werden.“

portrait of Arnd Kleyer
PD Dr. Arnd Kleyer
Quelle: Uniklinikum Erlangen

Etwas weniger Wissenschaft, dafür aber sehr viel für das Auge bot zum Abschluss der Session PD Dr. Arnd Kleyer vom Uniklinikum Erlangen mit seinem Vortrag „Rheumatologische Bilderwelten“. Bei diesem ging es um die enormen Verbesserungen bei der plastischen Visualisierung von rheumatologischen Pathologien. Auch mit einer hochauflösenden 3D-Darstellung lassen sich die Auswirkungen einer RA auf das Handgelenk schon sehr gut abbilden. Neue Methoden bedienen sich aber einer fotorealistischen Darstellung, die ihren Ursprung in der Kinofilm-Technologie hat. Die Anwendung nennt sich Cinematic Rendering und erlaubt eine natürlichere und physikalisch noch genauere Darstellung von medizinischen Fakten und Daten, bis ins kleinste anatomische Detail. Das gelingt unter anderem dadurch, dass sich diese Technologie das Eigenlicht im Gewebe zunutze macht, was zu einer optimalen Ausleuchtung mit beeindruckendem Fotoeffekt führt. Für das Krankheitsbild der RA heißt das zum Beispiel, dass mit Cinematic Rendering die zugrunde liegenden pathologischen Prozesse, wie Deformierungen und Destruktionen der Knochenarchitektur sehr exakt und in Fotoqualität dargestellt werden können. Damit trägt die Technik nicht nur zum besseren Verständnis bei, Pathologien könnten eventuell auch früher erkannt werden, meint Kleyer. Beispielhaft zeigt er des Weiteren eine beeindruckende fotorealistische Darstellung der Osteoproliferation an den Fingergrundgelenken bei einer PsA im Vergleich zur Normalsituation. „Ähnliche Auswüchse sind übrigens auch bei Psoriasis-Patienten zu sehen und sind oft die Ursache für Schmerzen und deutliche Funktionseinschränkungen“, erläutert er.  Bei Patienten mit diesem Erscheinungsbild entwickelt sind dann in der Folge leider oft eine PsA. Bei entzündlich aktiven Gelenken liefert eine metabolische Bildgebung zusätzliche Erkenntnisse, weil mit ihr die Fibroblasten-Aktivierung dargestellt werden kann. Das sogenannte FAPI-PET-Imaging-Verfahren kommt ursprünglich aus der Diagnostik und Verlaufskontrolle von Tumorerkrankungen. Aber es gibt immer mehr Hinweise, dass diese Technik auch bei IgG4-Erkrankungen oder der Systemsklerose sinnvoll eingesetzt werden kann, zum Beispiel um entzündliche Prozesse von fibrotischen zu unterscheiden. Kleyer zeigt die fotorealistische Darstellung einer FAPI-PET kombiniert mit einem Ganzkörper-CT: Nicht nur die Lokalisationen der Synovitis an Hand- und Fingergelenken ist frappierend genau und plastisch dargestellt, auch das Therapieansprechen lässt sich erkennen. Kleyer weiß: “Die Radiologen winken eher ab, sie kommen mit ihren Erfahrungen und gelernten Tools bestens zurecht.“ Für ihn ist die fotorealistische Darstellungsform vor allem ein wichtiger Beitrag für eine verbesserte Patientenkommunikation. Zum einen lässt sich das Krankheitsgeschehen verständlich darstellen und erklären, zum anderen helfen die Bilder die Compliance der Patienten zu erhöhen.

09.11.2021

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