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Erste Herzbilder mit dem 7-Tesla-MRT

Am 7-Tesla-Forschungstomographen, der vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin, der Charité – Universitätsmedizin Berlin und der PTB gemeinsam in Berlin-Buch betrieben wird, wurden die ersten erfolgreichen Experimente zur Bildgebung am menschlichen Herzen durchgeführt. Ähnlich empfindliche Messungen sind weltweit bisher nur zwei anderen Forschungsgruppen gelungen. Die Ergebnisse eröffnen einen neuen Horizont für die nichtinvasive Gewebedifferenzierung und die Diagnostik von Gewebe-Veränderungen des Herzmuskels.

Bei 7 Tesla aufgenommene Herzbilder (späte Diastole). Im linken Bild (ohne B1+-Shimming) sind Artefakte durch Feldinhomogenitäten zu erkennen, die durch optimierte Feldhomogenisierung beseitigt werden können (rechts)

Die Magnetresonanztomographie (MRT) bietet die einzigartige Möglichkeit, die Anatomie und Funktion des Herzens mit hohem Gewebe- und Blut-Muskel-Kontrast und guter räumlicher und zeitlicher Auflösung darzustellen. Bei den heute üblichen MRT-Feldstärken von 1,5 Tesla bis maximal 3 Tesla ist die räumliche Auflösung auf Schichtdicken von 7 mm bis 10 mm begrenzt. Mit Ultrahochfeldsystemen (z. B. 7 Tesla) kann jedoch eine neue diagnostische Qualität erreicht werden. Um dieses Potential auszuschöpfen, müssen allerdings grundlegende Schwierigkeiten der Ultrahochfeldtomographie überwunden werden: So möchte man die Erwärmung des Gewebes durch die absorbierte Hochfrequenzleistung vermindern und gleichzeitig ein möglichst homogenes Hochfrequenzfeld erzeugen, das scharfe Bilder liefert.

Dafür wurde eine 4-Kanal-Sende-Empfangsspule entwickelt, die bei akzeptablem Leistungseintrag eine gute Ausleuchtung des Brustraums erlaubt. Die Feldinhomogenität im Zielvolumen konnte durch ein Verfahren optimiert werden, bei dem von jedem Spulenelement relative Karten des Hochfrequenz (HF)-Anregungsfeldes B1+ gemessen und ihre Amplituden und Phasen in die HF-Anregung eingerechnet werden (sogenanntes B1+-Shimming). Schließlich gelang die für eine Abbildung der verschiedenen Phasen des Herzzyklus' notwendige Triggerung auf den Herzschlag mit Hilfe eines akustischen Verfahrens, da das bei niedrigeren Feldstärken üblicherweise eingesetzte EKG im Ultrahochfeld durch starke Signalstörungen ungeeignet ist.

Mit dieser Messtechnik konnten ausreichend homogene Herzbilder mit einer Schichtdicke von nur 4 mm gewonnen werden. Dies ermöglicht eine bessere Diagnose von Gewebe-Veränderungen des Herzmuskels, beispielsweise bei Vernarbung nach einem Infarkt, von Erkrankungen der Herzklappen und Störungen der Durchblutung des Herzmuskels. Insbesondere erscheint nunmehr die diagnostische Darstellung des dünnwandigen rechten Ventrikels möglich. Zu dem gemeinsamen Ergebnis haben die Partner der Siemens AG (4-Kanal-Spule), der Charité-Buch (Herzbildgebung), des MDC (akustische Triggerung) und der PTB (B1+-Shimming) beigetragen.

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