In-vivo-Diagnostika
Medizinische Expertise: Dr. med. NonnenmacherQualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 2. September 2026Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.
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In-vivo-Diagnostika sind medizinische Hilfsmittel, die dem Arzt die Diagnose von Krankheiten am lebendigen Menschen erleichtern. Zu den bekanntesten In-vivo-Diagnostika zählen jodbasierte Kontrastmittel für aussagekräftige Bildgebungsverfahren und Radioisotope für diagnostische Verfahren der Szintigraphie. Da In-vivo-Diagnostika auch gesunden Menschen verabreicht werden, dürfen sie nur geringe Risiken und Nebenwirkungen beinhalten.
Was sind In-vivo-Diagnostika?
Unter In-vivo-Diagnostika versteht der Mediziner sämtliche Hilfsmittel zum Zweck der medizinischen Diagnose am lebenden Patienten. Dazu gehören zum Beispiel die Hilfsmittel bei bildgebenden Verfahren, wie der Computertomographie. Die In-vivo-Diagnostik umgreift in diesem Zusammenhang alle bildgebenden Verfahren, die über Kontrastmittel oder andere Substanzen erst ermöglicht werden.
Das Kontrastmittel beim Röntgen, bei Ultraschalluntersuchungen, dem MRT oder dem CT ist in diesem Sinn also eines von vielen verschiedenen In-vivo-Diagnostika. Davon abzugrenzen ist der Begriff der In-vitro-Diagnostika. In-vitro-Verfahren finden im Gegensatz zu In-vivo-Verfahren nicht am lebendigen Menschen statt. Stattdessen entnimmt der Arzt dem Patienten beim In-vitro-Verfahren Körperflüssigkeiten oder Gewebe. Diese entnommenen Proben werden zu Diagnosezwecken im Labor untersucht. Die dazu eingesetzten Medizinprodukte werden als In-vitro-Diagnostika bezeichnet.
Funktion, Wirkung & Ziele
Einsatz findet die intravenöse Kontrastmittelgabe beispielsweise für gut differenzierte Bildgebungen der Wirbelsäule. Durch die intravenöse Verabreichung lassen sich Gefäße erkennen und krankhafte Gewebsstrukturen von gesunden Gewebsstrukturen unterscheiden. Eine rektale Verabreichung von Kontrastmitteln erfolgt dagegen bei Bildgebungen des Dickdarms oder des Unterbauchs. So lässt sich eine Abgrenzung der Unterbauchorgane gegenüber den Darmschlingen erreichen. Die orale Gabe von Kontrastmitteln ermöglicht wiederum eine bessere Abtrennung von Magen und Darm gegenüber anderen Organen.
Neben jodhaltigen Kontrastmitteln arbeitet die moderne Medizin vor allem mit Bariumsulfat-haltigen Suspensionen. Die jodhaltigen Lösungen werden gegenwärtig am häufigsten verwendet und dienen vor allem der Darstellung von Venen, Nieren oder anderen Organen. Bariumsulfat-haltige Mittel kommen insbesondere zur Darstellung der Speiseröhre oder des Magen-Darm-Trakts zum Einsatz. In-vivo-Diagnostika wie das Kontrastmittel verbessern so die Aussagekraft und Zuverlässigkeit einer Bildgebung an beliebigen Stellen des Körpers. Ähnlich steht es um Radioisotope, die sich ebenfalls als In-vivo-Diagnostika bezeichnen lassen. Zu diesen Radioisotopen gehören vor allem Fluordesoxyglucose und 99-Technetium.
Beide Substanzen finden bei der Szintigraphie oder im Rahmen von PET und SPECT Einsatz. In der Regel werden diese Stoffe gespritzt. Es handelt sich bei den Substanzen um radioaktiv markierte In-vivo-Diagnostika. Für die genannten nuklearmedizinischen Bildgebungen bringt sie der Arzt in den Körper des Patienten ein. Bei der Szintigraphie misst eine Gamma-Kamera die abgegebene Strahlung der abgelagerten In-vivo-Diagnostika. Die PET und die SPECT zeigen eine Schnittbildaufnahme ähnlich dem MRT. Beide Verfahren machen dabei mithilfe der radioaktiv markierten In-vivo-Diagnostika biochemische und physiologische Funktionen sichtbar.
Radioisotope spielen insbesondere für die Krebsdiagnostik eine Rolle. Während sie in diesem Zusammenhang In-vivo-Diagnostika sind, sind sie bei der tatsächlichen Krebstherapie keine diagnostischen Hilfsmittel mehr. Sie werden bei der Krebsbehandlung eher zum eigentlichen Mittelpunkt der Therapie. So sollen gezielt gegebene Radioisotope beispielsweise Tumorzellen zerstören. In Zukunft sollen sich In-vivo-Diagnostika an der Nanotechnologie orientieren. So sollen nanopartikuläre Kontrastmittel mit ihrer Ablagerung in kranken Zellen zukünftig zum Beispiel die Früherkennung verschiedener Krankheiten ermöglichen.
Ablauf einer Untersuchung mit Kontrastmittel
Vor jeder Gabe steht ein Aufklärungsgespräch. Darin wird nach früheren Reaktionen auf Kontrastmittel gefragt, nach bekannten Allergien, nach Erkrankungen der Schilddrüse und nach der Nierenfunktion. Häufig wird vorab ein Laborwert bestimmt, der Aufschluss über die Leistung der Nieren gibt, denn jodhaltige Mittel werden über die Nieren ausgeschieden. Ebenfalls erfragt werden die eingenommenen Medikamente: Bei bestimmten Wirkstoffen zur Behandlung des Diabetes wird geprüft, ob die Einnahme rund um die Untersuchung vorübergehend unterbrochen werden sollte. Diese Entscheidung trifft die behandelnde Ärztin oder der behandelnde Arzt.
Ob jemand nüchtern erscheinen muss, hängt von der Untersuchung ab und wird vorher mitgeteilt. Für die intravenöse Gabe wird ein Zugang in eine Armvene gelegt. Bei Untersuchungen der Gefäße oder des Herzens erfolgt die Gabe über einen Katheter. Für Aufnahmen des Magen-Darm-Trakts wird das Mittel getrunken oder über den Darm eingebracht; im ersten Fall wird es meist über einen längeren Zeitraum in Portionen aufgenommen, damit es sich gleichmäßig verteilt.
Beim Einspritzen empfinden viele Menschen ein ausbreitendes Wärmegefühl, mitunter auch einen metallischen Geschmack oder das Gefühl, Wasser zu lassen. Diese Empfindungen sind vorübergehend und werden nicht als Zeichen einer Unverträglichkeit gewertet. Die Untersuchung selbst ist in der Regel nicht schmerzhaft; unangenehm ist eher das stille Liegen in enger Umgebung. Nach der Untersuchung wird häufig empfohlen, ausreichend zu trinken, damit das Mittel rasch über die Nieren ausgeschieden wird. Wer ein Beruhigungsmittel erhalten hat, darf am selben Tag kein Fahrzeug führen und sollte begleitet werden.
Kontrastmittel in Kernspintomographie und Ultraschall
Nicht alle Kontrastmittel arbeiten nach demselben Prinzip. Bei der Kernspintomographie kommen in der Regel gadoliniumhaltige Verbindungen zum Einsatz. Sie enthalten kein Jod und schwächen auch keine Strahlung ab, sondern verändern das magnetische Verhalten der umgebenden Wassermoleküle. Dadurch erscheinen Gewebe, in denen sich das Mittel anreichert, im Bild heller.
Weil das enthaltene Metall in freier Form nicht verträglich wäre, ist es in den Präparaten fest an einen Trägerstoff gebunden. Die Stabilität dieser Bindung unterscheidet sich zwischen den Präparategruppen und ist ein wesentlicher Gesichtspunkt bei der Auswahl. Bei stark eingeschränkter Nierenfunktion besteht ein besonderes Risiko, weil das Mittel dann langsamer ausgeschieden wird; deshalb wird die Nierenleistung vor der Gabe geprüft und der Einsatz sorgfältig abgewogen. Beobachtet wurde außerdem, dass sich nach wiederholten Gaben geringe Rückstände im Gewebe nachweisen lassen. Welche gesundheitliche Bedeutung diesem Befund zukommt, ist bislang nicht abschließend geklärt; er hat dazu beigetragen, dass Kontrastmittel bei der Kernspintomographie zurückhaltender eingesetzt werden.
Auch die Sonographie kennt Kontrastmittel. Hier handelt es sich um winzige, von einer Hülle umgebene Gasbläschen, die nach der Injektion mit dem Blut mitschwimmen und Schallwellen stark zurückwerfen. Sie machen die Durchblutung eines Gewebes sichtbar und werden beispielsweise zur näheren Beurteilung von Herdbefunden in der Leber genutzt. Da sie den Gefäßraum nicht verlassen und das Gas über die Lunge abgeatmet wird, belasten sie die Nieren nicht.
Radioaktiv markierte Substanzen
Radiopharmaka folgen einem grundsätzlich anderen Gedanken als Kontrastmittel. Sie sollen nicht die Bildschärfe verbessern, sondern selbst zur Quelle des Signals werden. Dazu wird eine Trägersubstanz, die der Körper in bestimmte Gewebe einbaut, mit einem strahlenden Atom versehen. Wo sich die Substanz anreichert, entsteht ein messbares Signal. Sichtbar wird dadurch nicht in erster Linie die Form eines Organs, sondern seine Aktivität.
Ein Beispiel ist eine dem Traubenzucker nachgebildete Substanz. Gewebe mit hohem Zuckerverbrauch nimmt sie vermehrt auf, weshalb sich damit in der Positronen-Emissions-Tomographie stoffwechselaktive Bereiche darstellen lassen. Ein anderes Beispiel ist die Schilddrüsenszintigraphie, bei der sich zeigt, welche Bezirke der Schilddrüse besonders aktiv arbeiten und welche kaum.
Die verwendeten Stoffe zerfallen rasch. Das ist beabsichtigt, denn so klingt die Strahlung nach der Untersuchung schnell wieder ab. Zugleich zwingt es dazu, die Substanzen zeitnah zum Einsatz herzustellen oder aus einem Generator im Haus zu gewinnen; eine längere Bevorratung ist nicht möglich. Ausgeschieden wird der Stoff überwiegend über den Urin. Nach nuklearmedizinischen Untersuchungen erhalten Patientinnen und Patienten daher Verhaltenshinweise, etwa für einen begrenzten Zeitraum Abstand zu Schwangeren und kleinen Kindern zu halten. Die eingesetzte Aktivität wird so bemessen, dass sie für die Fragestellung ausreicht und die Strahlenbelastung möglichst gering bleibt.
Wer die Untersuchung durchführt und wann sie nicht geeignet ist
Untersuchungen mit In-vivo-Diagnostika finden in der Radiologie oder in der Nuklearmedizin statt, ambulant in einer Praxis oder im Krankenhaus. Durchgeführt werden sie von medizinisch-technischen Radiologieassistentinnen und -assistenten unter ärztlicher Verantwortung. Die Anwendung ionisierender Strahlung und radioaktiver Stoffe ist rechtlich an eine besondere Fachkunde im Strahlenschutz gebunden; die Indikation muss ärztlich gestellt und begründet werden.
Es gibt Situationen, in denen von einer Gabe abgesehen oder ein anderes Verfahren gewählt wird. Dazu zählen eine schwere Reaktion auf dasselbe Mittel in der Vorgeschichte, eine unbehandelte Schilddrüsenüberfunktion bei jodhaltigen Mitteln und eine erheblich eingeschränkte Nierenfunktion. In der Schwangerschaft wird jede Untersuchung mit Strahlenbelastung besonders streng abgewogen; nuklearmedizinische Untersuchungen unterbleiben in dieser Zeit, sofern es nicht zwingende Gründe gibt. In der Stillzeit richtet sich das Vorgehen nach der verwendeten Substanz, und es kann geraten sein, die Milch für eine gewisse Zeit zu verwerfen.
Weil überempfindliche Reaktionen selten, aber möglich sind, wird nur dort Kontrastmittel gegeben, wo eine schwere allergische Reaktion sofort behandelt werden kann. Notfallausrüstung und geschultes Personal müssen bereitstehen, und nach der Gabe bleiben Patientinnen und Patienten üblicherweise noch eine Weile unter Beobachtung.
Was ein Befund aussagt
Ein Kontrastmittel macht nicht Krankheit sichtbar, sondern Durchblutung. Gewebe mit dichtem oder durchlässigem Gefäßnetz reichert stärker an als gefäßarmes. Eine kräftige Anreicherung kann deshalb auf eine Entzündung, auf frisch gebildete Gefäße in einem Tumor oder auf eine Störung der Blut-Hirn-Schranke hinweisen; beweisend für eine bestimmte Erkrankung ist sie nicht. Aussagekräftig wird das Bild erst durch weitere Merkmale: wo der Befund liegt, wie er begrenzt ist und wie sich die Anreicherung im zeitlichen Verlauf verhält.
Ebenso wenig schließt ein unauffälliges Bild eine Erkrankung sicher aus. Veränderungen unterhalb der Auflösung des Verfahrens bleiben verborgen, und ein Prozess kann zu einem Zeitpunkt untersucht worden sein, zu dem er sich noch nicht abbildet. Bei nuklearmedizinischen Untersuchungen kommt hinzu, dass sie den Stoffwechsel abbilden und deshalb auch dort anschlagen können, wo keine bösartige Erkrankung vorliegt, etwa in entzündetem oder heilendem Gewebe. Ein auffälliger Befund führt daher regelmäßig zu weiteren Untersuchungen, häufig zu einer Gewebeentnahme, bevor eine Diagnose feststeht. Erhoben und beurteilt werden solche Bilder stets im Zusammenhang mit den Beschwerden und den übrigen Befunden.
Geschichte
Die Entdeckung der Röntgenstrahlen im Jahr 1895 machte erstmals Strukturen im Inneren des lebenden Körpers sichtbar. Rasch zeigte sich jedoch die Grenze des neuen Verfahrens: Knochen zeichneten sich deutlich ab, während sich Weichgewebe und Hohlorgane kaum voneinander unterschieden. Der Gedanke, dem Körper eine Substanz zuzuführen, die den Unterschied künstlich erzeugt, entstand daher schon in den ersten Jahren der Röntgendiagnostik. Bariumhaltige Suspensionen für die Darstellung des Magen-Darm-Trakts gehören zu den ältesten bis heute gebräuchlichen Mitteln.
Die Entwicklung verlief nicht ohne Rückschläge. In den 1920er Jahren wurde ein thoriumhaltiges Kontrastmittel eingeführt, das ausgezeichnete Bilder lieferte. Erst nach vielen Jahren wurde erkannt, dass die Substanz im Körper verbleibt und selbst strahlt; bei den damit untersuchten Menschen traten noch Jahrzehnte später bösartige Tumoren auf, insbesondere der Leber. Das Mittel wurde aufgegeben und gilt seither als Mahnung, dass sich Schäden eines Diagnostikums erst nach langer Zeit zeigen können.
Bei den jodhaltigen Mitteln führte der Weg von früh eingesetzten Verbindungen, die im Körper in geladene Teilchen zerfallen und eine hohe Teilchenkonzentration erzeugen, zu Verbindungen, die dies nicht tun. Diese neueren Mittel werden deutlich besser vertragen und haben die älteren in der Anwendung weitgehend abgelöst. Mit der Computertomographie und der Kernspintomographie kamen später Verfahren hinzu, für die jeweils eigene Substanzen entwickelt werden mussten. Die Anforderungen an ein In-vivo-Diagnostikum haben sich dabei über die Zeit verschoben: Stand anfangs die Bildqualität im Vordergrund, so gilt heute die Verträglichkeit als ebenso wichtiges Kriterium, weil die Mittel überwiegend Menschen gegeben werden, bei denen eine Erkrankung erst noch abgeklärt werden soll.
Risiken, Nebenwirkungen & Gefahren
Damit sind sie statt dem Medizinprodukterecht den Arzneimittelgesetzen verpflichtet. In der Regel finden In-vivo-Diagnostika vor der tatsächlichen Einschätzung der Patientengesundheit Einsatz oder werden gar an gänzlich gesunden Patienten angewandt. In diesem Zusammenhang stellen sich an die Medizinprodukte hinsichtlich der Risiken und Nebenwirkungen gänzlich andere Anforderungen als an ein Medikament. Medikamente werden kranken Patienten verabreicht. Risiken und Nebenwirkungen sind abhängig von der Erkrankung und dem Nutzen des Medikaments daher bis zu einem hohen Grad tolerierbar. Dieses Verhältnis von Nutzen und Risiko gilt für In-vivo-Diagnostika nicht. Nebenwirkungen werden in Zusammenhang mit In-vivo-Diagnostika deshalb nur in geringem Maß akzeptiert.
Im Hinblick auf Diagnostika wie das Kontrastmittel war dem nicht immer so. So wurden früher zum Beispiel noch toxische Kontrastmittel angewandt, die später teilweise Lebertumore verursachten. Die heutigen Kontrastmittel sind dagegen in der Regel gut verträglich. Abgesehen von einem metallischen Geschmack und Kopfschmerzreaktionen ist die Gabe meist nur mit geringen Risiken und Nebenwirkungen verbunden. In seltenen Fällen kommt es zu allergischen Reaktionen wie Juckreiz, Ausschlag oder Atemnot.
Unter Umständen können Regulationsstörungen der Schilddrüse auftreten. Bei Radioisotopen spielen vor allem die Abbaubarkeit und die Zerfallsgeschwindigkeit der radioaktiv markierten Substanzen eine Rolle. Die heute angewandten Radioisotope sind in der Regel äußerst kurzlebig. Insbesondere das häufig verwendete 99-Technetium hat sich als relativ gut verträglich erwiesen. Als Nebenwirkungen treten zum Teil Müdigkeitserscheinungen auf. Auch Kurzatmigkeit und allgemeine Schwäche gehören zu den nennenswertesten Nebenerscheinungen.
Quellen
- Schicha, H., Schober, O. (Hrsg.): Nuklearmedizin.
ISBN: 9783794567232
- Dietlein, M., Kopka, K., Schmidt, M. (Hrsg.): Nuklearmedizin.
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- Reiser, M., Kuhn, F.-P., Debus, J. (Hrsg.): Duale Reihe Radiologie.
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- Kauffmann, G. W., Sauer, R. (Hrsg.): Radiologie.
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- Aktories, K., Flockerzi, V., Förstermann, U., Hofmann, F. (Hrsg.): Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie.
ISBN: 9783437426223