Bildgebende Diagnostik – neue Chancen für die Sportmedizin

Bei vielen sportmedizinischen Fragestellungen wird in Zukunft die klassische Röntgen-aufnahme abgelöst zugunsten hochauflösender Ultraschall- und Magnetresonanz-tomographie-Techniken. Vor allem durch die Digitalisierung radiologischer Verfahren werden neue Wege der “Bildkommunikation” beschritten. Die verschiedenen Verfahren der Bildgebenden Diagnostik sind heute definitiv in das klinische Management von Hochleistungssportlern und in weiterer Folge auch im Breitensport integriert. Wesentlich für diese Entwicklung waren die Olympischen Spiele 1996 in Atlanta und 2000 in Sydney, wo die konventionell-radiologische und die sonographische Diagnostik sowie in weiterer Folge die Computertomographie (CT) erstmals vor Ort verfügbar waren. Zunehmend wird auch die Magnetresonanz-tomographie (MRT) integriert; und die einzelnen Modalitäten sind digital verfügbar und werden untereinander sowie mit lokalen Sport- und Traumazentren durch Teleradiologie verbunden.

Neuentwicklungen ergeben sich vor allem durch eine höhere Empfindlichkeit von Detektorsystemen, durch die bei signifikant reduzierter Strahlendosis eine bessere Kontrastauflösung bei gleichzeitig akzeptabler Ortsauflösung erreicht werden kann; ein Aspekt, der besonders der Weichteildiagnostik von Entzündungen der Sehnenscheiden, Schleimbeutel und Gelenke zu Gute kommt. Vor allem von in Erprobung befindlichen Zink-Cadmium-Tellur-Verbindungen ist in naher Zukunft eine weitere Verbesserung der Quanteneffizienz von derzeit etwa 30 auf 97 Prozent zu erwarten.

Mit der Sonographie können Tendosynovitiden oder Flüssigkeitsansammlungen in Gelenken, Bursen und Sehnenscheiden sehr gut dargestellt werden. Voraussetzung sind hochauflösende Geräte mit Schallkopffrequenzen von mindestens 10 – 16 MHz (Abb. 1a). Auch bietet die Sonographie die Möglichkeit der dynamischen Untersuchung wie kaum ein anderes bildgebendes Verfahren. Neue technologische Entwicklungen für die Darstellung der Strukturen des Muskel-Skelett-Systems sind dedizierte Softwarealgorithmen (Computersonographie), das Panoramadarstellungsverfahren und die Anwendbarkeit spezieller Kontrastmittel mittels Gerätesystemen mit niedrigem mechanischem Index.

Vor allem bei der Beantwortung traumatologischer Fragestellungen kann durch die nun mit 16 Zeilen-Acquisition pro Exposition verfügbare Multidetektor-CT die Ortsauflösung in allen Körperebenen signifikant erhöht werden. Neben Verbesserungen der Möglichkeit der multiplanaren Darstellung ergeben sich auch neue Formen integrativer Bilddarstellung durch das 3D-Volumen-Rendering und durch das Hybrid-Imaging. Mit 3D-Bildsequenzen kann die Informationsübermittlung zwischen Radiologen und Therapeuten verkürzt werden. Durch Bildfusionstechniken, insbesondere mit der Positronenemissionstomographie (PET) wird der Stellenwert szintigraphischer Techniken aufgewertet.

Durch höhere Gradientenfeldstärken konnte die Ortsauflösung wesentlich verbessert werden, und es sind neue interessante Erkenntnisse zur Entstehung von Sehnen- und Knorpelschäden zu erwarten. Darüber hinaus wirkt sich die Höhe des statischen Magnetfeldes naturgemäß positiv auf das Signal-Rausch-Verhältnis des Bildes aus. Geräte mit 3 Tesla sind heute kommerziell erhältlich, mit dieser Technologie konnte die Strukturanalyse des hyalinen Knorpels weiter vorangetrieben werden. Mit der “kinematischen MRT” kann die objektive Dokumentation von klinischen Funktions-prüfungen die Indikation zur Behandlung verschiedener Formen der Instabilität präziser gestellt werden. Andere neue MR-Aquisitionstechniken wie das Parallel-Imaging, die diffusionsgewichtete MRT, das “MR diffusion tensor imaging” oder die Applikation gewebespezifischer Kontrastmittel werden für sportmedizinische Fragestellung erst in mittlerer Zukunft bzw. zur Beantwortung spezifischerer Fragestellungen verfügbar sein.

Neben der dreidimensionalen Bildgebung und der Bildfusion lassen sich bei der CAR zwei weitere Einsatzbereiche definieren: die computerassistierte Diagnostik (CAD), in der Sportmedizin vor allem in Form von dedizierter Software zur Operationsplanung, und die Teleradiologie, deren klinische Anwendung stetig wächst und deren optimale Nutzung entscheidend von der “lokalen Bindung” zwischen den vernetzten Arbeitsstätten abhängt.

Durch den stetig rascher werdenden technologischen Fortschritt steigt der Bedarf an Möglichkeiten zur in-vivo-Dokumentation pathologischer Prozesse mit bildgebenden Techniken (Biomarker Imaging), wobei zunehmend Aktivitäten zur Erforschung molekularer Bildgebungstechnologien entwickelt werden. Eine neue Technologie basiert auf der Nutzung elektromagnetischer Wellen im nahen Infrarot-Spektrum (NIRF) zur Darstellung fluoreszierender Stoffe. Sie befindet sich derzeit im Stadium der experimentellen Evaluation.

Durch neue bildgebende Technologien wird das Spektrum potentieller sportmedizinischer Anwendungen erweitert werden:

• Neben der Dokumentation morphologischer Gewebeschäden wird der Erfassung intrinsischer Risikofaktoren für das Entstehen von Sporttraumen und Sportschäden mehr Bedeutung zukommen,
• die direkte Dokumentation gestörter Bewegungsabläufe wird ermöglicht,
• die Gewebeperfusion ist genauer erfassbar und
• die diagnostische Sicherheit wird durch computergestützte Dokumentationsmethoden erhöht.

Damit sollte auch die Basis geschaffen werden, um neue Erkenntnisse über die physiologische Adaptation von Gewebe auf mechanische Belastung zu gewinnen. Obwohl immer wieder gefordert, ist eine Standardisierung der radiologischen Untersuchungstechniken wegen des raschen technologischen Fortschritts und des hohen Aufwandes für evidenzbasierte Studien nur mit Einschränkungen möglich. Interdisziplinär strukturierte organisatorische Einheiten sind eine unabdingbare Voraussetzung für die klinische Umsetzung der derzeit und in naher Zukunft verfügbaren bildgebenden Technologien.

Prof. Dr. Franz Kainberger, 16.07.2003

Korrespondenzadresse:
Professor Dr. Franz Kainberger
Univ.-Klinik für Radiodiagnostik Wien
AKH, Währinger Gürtel 18-20
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Email: franz.kainberger@billrothhaus.at

Lebenslauf Professor Dr. Franz Kainberger:

Geboren 1957 in Salzburg, Studium der Medizin in Innsbruck 1976 – 1983, Turnus und Facharztausbildung für Radiologie im Krankenhaus der Barmherzigen Brüder, Wien, und am Allgemeinen Krankenhaus Wien. 1999 Studienaufenthalt an der Universität Chicago. Seit 1992 an der Abteilung für Osteologie der Universitätsklinik für Radiodiagnostik Wien tätig. Publikation von 160 Orginal- und Übersichtsarbeiten als Autor bzw. Koautor in nationalen und internationalen wissenschaftlichen Journalen sowie 25 Büchern bzw. Buchbeiträgen. Aktivitäten in der Österreichischen Röntgengesellschaft (Präsidiumsmitglied seit 1998), im Verband für Medizinischen Strahlenschutz Österreichs (Geschäftsführer 1995 – 2002, Vizepräsident seit 2002), in der Gesellschaft der Ärzte in Wien (Sekretär seit 2003) sowie in der European Musculoskeletal Society (Chairman of Committee for Imaging in Sports seit 2000).