Blick ins schlagende Herz

Blick ins schlagende Herz

331.08.1031.08.10|Göttingen|
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Göttingen. Göttinger Wissenschaftler haben ein neues Verfahren zur Magnetresonanz-Tomografie (MRT) entwickelt, mit dem sich erstmals in Echtzeit Bewegungen von Organen und Gelenken filmen lassen. Damit lassen sich die Pumpbewegungen eines Herzmuskels oder die Beugung eines Kniegelenks direkt verfolgen. Durch die neue Aufnahmetechnik verkürzt sich die Messzeit für eine MRT-Bildaufnahme auf Bruchteile einer Sekunde. „Wir haben eine solche Beschleunigung kaum für möglich gehalten“, sagt Professor Jens Frahm. Er ist der Leiter der Biomedizinischen NMR Forschungs GmbH, die dem Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie angegliedert ist.

Jens Frahm

Pionier der MRT-Technik

Frahm hatte 1985 eine Methode entwickelt, die den Durchbruch zur Nutzung der Magnetresonanz-Tomografie in der Medizin brachte. Heute ist sie eines der wichtigsten bildgebenden Verfahren in der medizinischen Diagnostik. Bis dahin benötigten die Geräte teilweise mehr als eine Stunde, um Körperabschnitte von Patienten abzubilden. Die in Göttingen entwickelte „Flash“-Aufnahmetechnik verkürzte die Messzeiten einzelner Schnittbilder von mehreren Minuten auf wenige Sekunden. Für die Untersuchung von schnell bewegten Organen und Gelenken waren die Geräte jedoch zu langsam.

Um beispielsweise mit der bisherigen Technik Herzbewegungen verfolgen zu können, müssen die MRT-Messungen mit dem EKG synchronisiert werden. Dabei muss der Patient den Atem anhalten. Aus den einzelnen Messdaten wird ein Mittelwert gebildet und zu einem „synthetischen“ Herzschlag zusammengesetzt. „Mit dem neuen Verfahren können wir Echtzeit-Filme herstellen, so dass wir direkt auf das Herz schauen können“, erläutert Frahm. Damit lassen sich die Pumpbewegungen des Herzmuskels direkt verfolgen, Herzschlag für Herzschlag, ohne dass der Patient die Luft anhalten muss.

Möglich wurde dies durch die Integration neuer Ortskodierungstechniken in das Flash-Standardverfahren. Damit wurden die MRT–Aufnahmen gegenüber Bewegungen weitestgehend unempfindlich. Außerdem entwickelten die Göttinger Max-Planck-Forscher ein mathematisches Verfahren, das die Messzeiten bis auf eine fünfzigstel Sekunde (20 Millisekunden) verkürzt.

Das Verfahren macht es möglich, auch aus einer vergleichsweise geringen Datenmenge ein aussagekräftiges Bild zu berechnen. „Im Extremfall werden dafür nur fünf Prozent der Daten eines normalen MRT-Bildes benötigt“, sagt Frahm. Damit haben die Göttinger Forscher die MRT-Messzeit seit Mitte der 1980er-Jahre um den Faktor 10 000 beschleunigt.

Einen Knackpunkt gibt es noch: Zwar lässt sich die neue Messtechnik mit den heutigen MRT-Geräten realisieren, doch für die Bildberechnung sind deutlich schnellere Computer nötig. Die Göttinger Forscher behelfen sich mit schnellen Grafikkarten, die für Computerspiele und dreidimensionale Darstellungen entwickelt wurden. Damit sich auch diese schnelle Aufnahmetechnik zu einem allgemein praktizierten Standardverfahren entwickeln kann, kooperieren sie mit der Firma Siemens Healthcare. Foto:  Rink/pid

Von Heidi Niemann

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