Wissen

Livebilder im Kernspintomographen Mitten ins schlagende Herz

Forschern gelingt es erstmals, mit einem Kernspintomographen das schlagende Herz in Echtzeit aufzunehmen. die Wissenschaftler verkürzen mit einer neuen Technik die Aufnahmezeit um ein Zwanzigstel. Damit könnte die belastende Röntgenkontrolle bei einigen Eingriffen bald der Vergangenheit angehören.

Web_Zoom.jpeg

Echtzeit-MRT des Herzens. Die acht aufeinanderfolgenden Aufnahmen zeigen die Bewegung des Herzmuskels einer gesunden Testperson für eine Dauer von 0,264 Sekunden während eines einzigen Herzschlags. Das helle Signal in den Herzkammern ist das Blut.

(Foto: Max-Planck-Gesellschaft, Jens Frahm)

Ein neues Verfahren ermöglicht es erstmals, Livebilder vom schlagenden Herzen im Kernspintomographen aufzuzeichnen. Auch andere bewegte Organe und Gelenke lassen sich damit filmen. Göttinger Forscher haben dafür die Aufnahmezeit der Einzelbilder auf ein Zwanzigstel verkürzt: Mit dem beschleunigten Verfahren dauert eine Schnittbildaufnahme nur noch eine fünfzigstel Sekunde, wie das Göttinger Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie betont.

Keine belastende Röntgenstrahlung mehr

Anwendungsgebiete sehen die Forscher um Jens Frahm unter anderem in minimal-invasiven Eingriffen, die künftig unter Kernspin- statt wie bisher unter Röntgenkontrolle stattfinden. Das würde die Patienten schonen, da die Kernspintechnik nicht mit belastender Röntgenstrahlung arbeitet, sondern mit unbedenklichen starken Magnetfeldern und Radiowellen.

16518810.jpg

Bisher finden manche Eingriffe - wie hier die Implantation einer Herzklappenprothese am schlagenden Herzen - unter Röntgenkontrolle statt.

(Foto: picture alliance / dpa)

Die neue Turbo-Methode lässt sich grundsätzlich an jedem modernen Kernspintomographen einsetzen. Allerdings fehlten den Geräten heute noch ausreichend leistungsfähige Computer, um die Aufnahmen auch live darzustellen.

Bei einer einminütigen Untersuchung des Herzens in Echtzeit entstehen aus einer Datenmenge von zwei Gigabyte 2000 bis 3000 Bilder. Der Göttinger Prototyp benötigt derzeit noch etwa eine halbe Stunde, um eine Minute Untersuchungsfilm zu verarbeiten. Die Wissenschaftler stellen ihr Verfahren im Fachblatt “NMR in Biomedicine” vor.

Kernspin bisher zu langsam

Die heute in Arztpraxen und Krankenhäusern eingesetzte FLASH-Methode (“Fast Low Angle Shot”) wurde 1985 von Frahm und seinem Kollegen Axel Haase in Göttingen entwickelt. Diese Technik revolutionierte die Kernspintomographie und machte sie zu einem diagnostischen Standardverfahren in der Medizin.

Doch für die Untersuchung schnell bewegter Organe und Gelenke war das Verfahren noch zu langsam. Um beispielsweise Herzbewegungen zu verfolgen, müssen die Messungen mit dem Elektrokardiogramm (EKG) synchronisiert werden, während der Patient den Atem anhält. Anschließend werden die Daten aus unterschiedlichen Herzschlägen zu einem Film zusammengesetzt.

Bild aus unzureichenden Daten

Für die beschleunigte Kernspintomographie erweiterte das Team um Frahm die FLASH-Methode und setzte vor allem auf Mathematik: ”Es werden erheblich weniger Daten aufgenommen als für die Berechnung eines Bildes normalerweise notwendig sind”, erläutert Frahm, der heute die gemeinnützige Biomedizinische NMR Forschungs GmbH leitet. “Ein von uns neu entwickeltes mathematisches Verfahren macht es möglich, dass wir aus den eigentlich unvollständigen Daten ein aussagekräftiges Bild berechnen können.”

So reichen unter Umständen bereits fünf Prozent der eigentlich nötigen Daten für ein Bild. Seit Mitte der 1980er Jahre haben die Forscher um Frahm damit die Aufnahmedauer für Kernspinbilder um rund das Tausendfache beschleunigt.

Quelle: n-tv.de, dpa

Mehr zum Thema