Mai 2021

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Radeln im MRT: Modernes MRT kann Herzschwäche erkennen

Die diastolische Herzschwäche kann dank einer neuen Magnetresonanztomografie(MRT)-Technologie zuverlässig – und ohne großen Eingriff – erkannt werden. Das zeigt eine Studie des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) am Standort Göttingen.  

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Bei einer diastolischen Herzschwäche, die im Englischen „Heart failure with preserved ejecton fraction“ (HFpEF) heißt, bleibt die Pumpkraft des Herzens erhalten, aber die linke Herzkammer ist steif und füllt sich nicht ausreichend mit sauerstoffreichem Blut. Die Betroffenen leiden unter Atemnot, Wassereinlagerungen und sind körperlich immer weniger leistungsfähig. Mit nicht invasiven Methoden, wie einer Ultraschalluntersuchung, war die HFpEF bisher schwer zu diagnostizieren und wurde oft erst spät erkannt.

Ein Echtzeit­MRT kann Aufnahmen des Herzens bei Belastung machen. Die Patientinnen und Patienten müssen nicht wie beim herkömmlichen MRT still liegen und die Luft anhalten.

Ein Echtzeit­-MRT kann Aufnahmen des Herzens bei Belastung machen. Die Patientinnen und Patienten müssen nicht wie beim herkömmlichen MRT still liegen und die Luft anhalten.

Matthias Seehase,UMG

Im Echtzeit-MRT ist bewegen und atmen erlaubt

In der Studie HFpEF-stress-DZHK17 konnte ein Team um Studienleiter Professor Dr. Andreas Schuster von der Klinik für Kardiologie und Pneumologie der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) nun zeigen, dass die diastolische Herzschwäche mithilfe einer neuen nicht invasiven Echtzeit-MRT-Technologie präzise diagnostiziert werden kann. Bislang war dies nur mit einer invasiven Herzkatheter-Untersuchung möglich, die für die Patientinnen und Patienten sehr belastend ist. Dank der neuen MRT-Technologie kann diese künftig möglicherweise vermieden werden.

Professor Dr. Martin Uecker vom Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie der UMG sowie Dr. Shuo Zhang und Professor Dr. Jens Frahm vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen entwickelten die neue MRT-Technologie. Sie erlaubt es, MRT-Messungen am Herzen unter Belastung durchzuführen. Denn die Patientinnen und Patienten können bei der MRT-Untersuchung weiteratmen und sich sogar bewegen und müssen nicht, wie bisher, währenddessen die Luft anhalten.

Echtzeit-MRT

Mit der in Göttingen entwickelten MRT-Technologie lassen sich MRT-Bilder in bislang unerreichter zeitlicher und räumlicher Auflösung in Echtzeit erzeugen. Die neue Technologie erlaubt Aufnahmen des schlagenden Herzens mit einer zeitlichen Auflösung von 10 Millisekunden, also als Bildserie oder MRT-Film mit bis zu 100 Bildern pro Sekunde. Ebenso kann sie den Blutfluss im menschlichen Kreislauf in Echtzeit und hoch aufgelöst messen.

Auch Personen mit Herzrhythmusstörungen oder Personen, die wegen ihrer Erkrankung nicht in der Lage sind, mehrere Sekunden den Atem anzuhalten, könnten von der neuen Technologie profitieren. Dies gilt auch für Kinder mit angeborenen Herzfehlern, bei denen die bislang notwendige Narkose künftig verkürzt werden oder ganz entfallen könnte. Neben der Universitätsmedizin Göttingen testen mehrere andere Universitäten in Deutschland, Großbritannien und den USA das Verfahren für den routinemäßigen Behandlungseinsatz.

Eingeschränkte Herzfunktion wird unter Belastung deutlich

Bei der am Göttingen Campus entwickelten Methode ist auf der Untersuchungsliege eine Art Hometrainer installiert. Er besteht aus Bauteilen, die nicht magnetisch sind; deshalb kann er im Magnetfeld des Tomografen eingesetzt werden. Die Patientinnen und Patienten fahren liegend Fahrrad, dabei vermisst das MRT ihr Herz. Die Ärztinnen und Ärzte können die Bilder während der Untersuchung auf einem Bildschirm verfolgen und so genau die Herzfunktion beurteilen.

„Wir sehen im MRT, wie das Herz schlägt, wie es sich füllt und wieder entleert“, erklärt der Erstautor der Studie, Privatdozent Dr. Sören Backhaus von der Klinik für Kardiologie und Pneumologie der UMG. „Mit dem MRT können wir daher direkt die krank machende Veränderung am Herzen messen und nicht nur die Konsequenzen beurteilen.“ Bei Menschen mit HFpEF ist dabei zu sehen, dass die Leistung des linken Vorhofs des Herzens eingeschränkt ist. Das ist die erste Herzkammer, die das mit Sauerstoff beladene Blut nach der Lunge erreicht. „Diese eingeschränkte Funktion wird aber nur deutlich, wenn die Patienten sich bewegen und damit Herz und Kreislauf belasten“, so Backhaus.

Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK)

Im Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung, kurz DZHK, bündeln 28 universitäre und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen an sieben Standorten in ganz Deutschland ihre Kräfte, indem sie eine gemeinsame Forschungsstrategie verfolgen. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte DZHK bietet ihnen den Rahmen, um Forschungsideen gemeinsam, besser und schneller als bisher umsetzen zu können. Wichtigstes Ziel des DZHK ist es, neue Forschungsergebnisse möglichst schnell für alle Patientinnen und Patienten verfügbar zu machen und Therapien sowie die Diagnostik und Prävention von Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu verbessern.

Mehr Informationen: www.dzhk.de

Multizentrische Studien geplant

Bei dem bisherigen Goldstandard der Herzuntersuchung wird ein Katheter ins Herz und in die Lungenarterie geschoben und die Veränderung des Lungendrucks vermessen, während sich die Patienten bewegen. Bei Personen mit einer diastolischen Herzschwäche staut sich unter Belastung das Blut in die Lunge zurück, sodass der Lungendruck zunimmt. Die Untersuchung mit dem Herzkatheter ist zwar sehr genau, allerdings für die Patientinnen und Patienten belastend und nicht einfach umzusetzen, da sie sich bewegen müssen, während ein Katheter in ihrem Herzen liegt. Zudem ist die Untersuchung recht teuer.

Mit der DZHK-Studie hat das Team aus Göttingen die neue MRT-Untersuchung erstmals getestet und bewiesen, dass sie für die Diagnose der HFpEF sehr gut funktioniert und die Katheteruntersuchung in Zukunft möglicherweise entfallen könnte. Bevor das Verfahren im Klinikalltag eingesetzt werden kann, sind aber noch größere Studien notwendig. „Beim Echtzeit-MRT handelt es sich um ein komplett neues diagnostisches Verfahren. Als Nächstes planen wir eine Studie, an der sich mehrere Zentren beteiligen, um die Vorteile der Methode für die Patienten empirisch belegen zu können“, so Schuster.

Originalpublikation:
Backhaus, S. et al. Exercise-Stress Real-time Cardiac Magnetic Resonance Imaging for Non-Invasive Characterisation of Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: The HFpEF Stress Trial., Circulation. 2021 Jan 21. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.120.051542.

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Andreas Schuster
Universitätsmedizin Göttingen
Herzzentrum Göttingen
Klinik für Kardiologie und Pneumologie
Robert-Koch-Straße 40
37075 Göttingen
andreas.schuster@med.uni-goettingen.de

PD Dr. Sören Backhaus
Universitätsmedizin Göttingen
Herzzentrum Göttingen
Klinik für Kardiologie und Pneumologie
Robert-Koch-Straße 40
37075 Göttingen
soeren.backhaus@med.uni-goettingen.de

Pressekontakt:
Christine Vollgraf
Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung
Pressestelle
Potsdamer Straße 58
10785 Berlin
030 3465 529-02
christine.vollgraf@dzhk.de