Live dabei beim Herzschlag

Ein technischer Durchbruch könnte bald die Früherkennung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbessern. Im Projekt HEART4EU haben Forschende für Echtzeit-MRT eine zugehörige Software entwickelt: So ist es möglich, Herzfehler besser zu erkennen.

Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind die häufigste Todesursache in Deutschland. Ein Grund dafür ist, dass Ärztinnen und Ärzte bei der Diagnostik gleich vor mehreren Herausforderungen stehen: Zum einen werden lebensbedrohliche Herzschäden meist zu spät erkannt, da viele Symptome unspezifisch sind – etwa Kurzatmigkeit, Übelkeit oder Erbrechen. Zum anderen brauchen Mediziner für die richtige Therapieentscheidung ein möglichst genaues Bild des Herzens. Dafür nutzen sie die sogenannte Magnetresonanz Tomographie (MRT), mit der sich die Struktur und die Funktionen des Herzens bildlich darstellen lassen. Allerdings liefert ein herkömmliches MRT nicht bei allen Erkrankten ein verlässliches Bild.

„Bei Patienten mit stark schwankender Herzfrequenz versagt das normale MRT“, sagt Joachim Lotz, Direktor des Instituts für Diagnostische und Interventionelle Radiologie der Universitätsmedizin Göttingen (UMG). Das Problem: Es braucht Daten von mehreren Herzschlägen um eine Herzaktion darzustellen. Bei zu starken Schwankungen entsteht so nur ein unvollständiges Bild der Herzfunktion. Seit 2011 erproben Göttinger Radiologen, Kardiologen und Physiker um Joachim Lotz, Gerd Hasenfuß, Martin Uecker und Jens Frahm daher ein neues MRT in der klinischen Praxis – ein sogenanntes Echtzeit-MRT.

Alle 30 Millisekunden ein vollständiges Bild des Herzens

Hochfrequenz-Antennen in der praktischen Anwendung an einem 7.0 T MR Scanner: Dank der neuen Technologie können sich Patienten währends des Echzeit-Scans bewegen. © T. Niendorf, A. Vazquez, MRI.TOOLS GmbH

„Damit erhalten wir alle 30 Millisekunden ein vollständiges Bild des Herzens. Wir sehen also live jeden Herzschlag“, erklärt Lotz. 30 Zyklen, bis zu 1100 Aufnahmen, 40 Sekunden Live-Bilder: Läuft nicht alles „rund“, sehen die Experten schnell, woran es liegen könnte. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass sie die vielen Daten verlässlich anzeigen und auswerten können. Und daran scheiterte bislang die „alte“ MRT-Software. Im Eurostars Projekt „HEART4EU“, das vom Bundesforschungsministerium unterstützt wurde, haben die Göttinger Mediziner mit weiteren Partnern daher eine neue Software entwickelt. Halb-automatisch durchstöbert, sortiert und analysiert diese nun die großen Datenmengen.

„Das ist ein wichtiger Schritt für die Translation“, sagt Lotz. Soll heißen: Jetzt kommt der technische Fortschritt auch wirklich bei den Patientinnen und Patienten an. Denn es muss schnell gehen – bei der Untersuchung und bei der Auswertung der Daten. Sonst hilft es nicht im harten Klinikalltag.

Die Göttinger nutzen diese MRT nicht nur bei Herzkranken: Das neue MRT liefert auch Live-Bilder des Schluckens – vom Magen bis zum Rachen – oder von Muskelbewegungen in Knien und Handgelenken. So können die Mediziner etwa Rückschlüsse auf Gelenkerkrankungen ziehen oder die Ursache für eine Reflux-Erkrankung (saures Aufstoßen) ermitteln. Und es gibt noch ein weiteres „spannendes Nebenprodukt der schönen Entwicklungsstory“, wie es Radiologe Lotz nennt. Erstmalig wird nun auch eine echte Live-Therapiekontrolle möglich. Beispielsweise, wenn aus dem linken Herzen ein Stück Gewebe entnommen werden muss. Im Tierversuch haben die Göttinger das bereits gezeigt.

Patienten können sich während der Echtzeit-MRT bewegen

Der Schlüssel für den Erfolg des Projektes „HEART4EU“ lag in der länderübergreifenden Zusammenarbeit der Eurostars-Partner. Die zu den Partnern gehörende MRI.TOOLS GmbH aus Deutschland hat sich auf die Weiterentwicklung der Hardware konzentriert und kleine Hochfrequenz-Antennen entwickelt, die das Senden und Empfangen der MRT-Signale verbessern. Dadurch wird die Echtzeit-MRT noch zuverlässiger. Zwei niederländische Partnerinstitutionen, die MEDIS Leiden und das Leiden University Medical Center, passten mit dem Team des Herzzentrums Göttingen der UMG die Software entsprechend an. Das UMG Team sorgte zudem dafür, dass diese Neuerungen im Klinikbetrieb ausprobiert werden konnte.

Inzwischen hat MRI.TOOLS eine Weste für ihre Antennen entwickelt, die Patienten im MRT tragen können. Dadurch können sich die Patienten während der Echtzeit-MRT bewegen, ohne dass die empfindlichen MRT-Antennen verrutschen. Das ist nicht nur angenehmer für die Patienten sondern schafft die Voraussetzung für noch bessere Bildqualität während der Untersuchung.