Forscher der Charité und des Max-Delbrück-Zentrums für molekulare Medizin haben ein neues Verfahren entwickelt, das schlagende menschliche Herz in bisher unerreichter Auflösung darzustellen.
Dazu nutzten sie einen der weltweit stärksten Magnetresonanz-Tomographen (MRT) mit einer Feldstärke von 7 Tesla, der Bilder in extrem hoher Auflösung aus dem Körperinnern von Patienten liefern kann. Zum Vergleich: Normale MRTs arbeiten mit einer Feldstärke von 1,5 Tesla, was immer noch dem 31.000-fachen der Stärke des Erdmagnetfelds entspricht. Das Problem der Feldstärke Mit konventionellen MRTs gelingt es bereits jetzt, eine Animation des schlagenden Herzens zu erstellen. Dies wird durch die Synchronisierung der Bildaufnahme mit der Herzbewegung erreicht, da der MRT keine Bilder in Echtzeit aufnehmen kann. Der Abgleich zwischen MRT und Herzschlag funktioniert bei Feldstärken um 1,5 Tesla mittels Elektrokardiogramm (EKG). Die Erhöhung der Feldstärke auf 7 Tesla führt jedoch zu erheblichen Verzerrungen im EKG, welche eine Identifikation der für die Synchronisierung wichtigen R-Zacke nahezu unmöglich machen. Aus diesem Grund wurde von den Forschern die Methode der akustischen kardialen Triggerung (ACT) entwickelt, um auch unter diesen Bedingungen einen Abgleich zwischen MRT und Herzbewegung herzustellen. "Die akustische Triggerung basiert auf dem guten alten Phonokardiogram, wenn man so will ein digitales Stethoskop. Es hat allerdings seine Besonderheiten, da es in der Lage ist, die relativ leisen Herztöne auch noch in der MRT-Umgebung mit Lautstärkenpegeln von über 100 dB (vergleichbar mit einem Rockkonzert) zu erfassen", erläutert der Studienleiter Prof. Thoralf Niendorf. Ein weiteres Problem der großen Feldstärke, die beschränkte Eindringtiefe der MRT-Strahlung in den Körper, wurde durch den kombinierten Einsatz von mehreren Hochfrequenzspulen gelöst. "Somit können wir die Hochfrequenz-Anregung so modulieren, dass das Herz gleichmäßig ausgeleuchtet ist", so Niendorf weiter. In konventionellen MRTs befindet sich dagegen immer nur ein Sender. Neue Möglichkeiten in der Herzdiagnostik Das neue Verfahren wird deutlich schärfere Bilder ermöglichen, als herkömmliche MRTs derzeit abbilden können. Anlehnend an die Fotografie lässt sich die Erhöhung der MRT-Auflösung mit den bei Digitalkameras derzeit konventionellen 10 Megapixel auf 50 Megapixel vergleichen. Dies erlaubt u.a. eine bessere Erfassung von Funktionsstörungen des Herzens, neue Möglichkeiten zur zerstörungsfreien Charakterisierung des Myokards und eine bessere Darstellung von Gefäßen, wie z.B. Koronararterien. Zum Vergleich: EKG-getriggertes Cardio-MRTQuellen:
