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Göttingen Göttinger Forscher entwickeln neue Bildgebung
Campus Göttingen Göttinger Forscher entwickeln neue Bildgebung
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12:47 11.03.2018
Computersimulation von Herzkammerflimmern. Quelle: r
Göttingen

Allein in Deutschland stirbt alle fünf Minuten ein Mensch am plötzlichen Herztod, verursacht durch Kammerflimmern, der häufigsten Todesursache weltweit. Das liegt nicht zuletzt daran, dass Ärzte noch nicht verstehen, was dabei genau im Herzen passiert. Denn bislang war es nicht möglich, die dynamischen Vorgänge im flimmernden Herzmuskel sichtbar zu machen. Ein internationales Forscherteam um Jan Christoph und Stefan Luther vom Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation (MPIDS) sowie Gerd Hasenfuß vom Herzzentrum der Universitätsmedizin Göttingen (HZG) zeigt erstmals, wie wirbelartige rotierende Kontraktionen, die dem lebensbedrohlichen Herzflimmern zugrunde liegen, im Inneren des Herzens beobachtet werden können.

Sie verwenden dafür ein neues bildgebendes Verfahren, für das in der Medizin etablierte Ultraschall-Geräte eingesetzt werden können. So können Ärzte Herzrhythmusstörungen, aber auch andere Erkrankungen des Herzens künftig besser untersuchen und neue Behandlungsmethoden entwickeln.

Nur eine Rettung

Wenn der Herzmuskel nicht mehr koordiniert kontrahiert, sondern nur noch flimmert, wird es lebensgefährlich. Mediziner sprechen von einer Fibrillation. Zucken dabei die Hauptkammern des Herzens auf diese ungeordnete Weise, gibt es nur eine Rettung: Der Herzmuskel muss innerhalb weniger Minuten mit einem starken Stromstoß defibrilliert werden, der sehr schmerzhaft ist und das Herzgewebe schädigen kann. Ein Flimmern im Vorhof hingegen führt zwar nicht unmittelbar zum Tod, kann jedoch unbehandelt fatale Folgen haben. „Der Schlüssel zu einem besseren Verständnis der Fibrillation liegt in einer neuen hochauflösenden Bildgebung, mit der sich die Vorgänge auch im Inneren des Herzmuskels beobachten lassen“, sagt Stefan Luther, Leiter der Forschungsgruppe „Biomedizinische Physik“ am MPIDS und Professor ander Universitätsmedizin Göttingen.

„Die mechanische Bewegung des Herzmuskels in der Fibrillation ist hoch komplex, aber sie ist gleichzeitig auch sehr charakteristisch – fast so wie ein Fingerabdruck der Fibrillation“, sagt Christoph, Hauptautor der Studie. Gemeinsam mit Luther und einem internationalen Team von Forschern stellt der Physiker jetzt eine diagnostische Methode vor, mit der sich das Flimmern des Herzmuskels mit einem gängigen Ultraschallgerät zeitaufgelöst in drei Dimensionen und damit viel genauer untersuchen lässt, als dies im Patienten bisher möglich war.

Neue diagnostische Methode

Die neue diagnostische Methode wird helfen, die Therapie von Kammerflimmern und möglicherweise auch vom Vorhofflimmern effektiver zu gestalten. So dürfte das bessere Verständnis der Fibrillation, das sich mit dem Verfahren erzielen lässt, dazu beitragen, die Entwicklung der Niedrigenergie-Defibrillation voranzutreiben. Dabei sollen schwächere, aber viel gezieltere Stromstöße das Kammerflimmern beenden als bei der heute üblichen, sehr schmerzhaften Defibrillation mit hochenergetischen Elektroschocks. Mit der neuen Form der Ultraschalldiagnostik können Mediziner herausfinden, wie sie die Stromstöße mit niedrigerer Energie setzen müssen, um das Herz wieder in den Takt zu bringen.

Die Göttinger Forscher entwickeln die Methode zudem weiter, damit diese auch die komplexe Erregungsdynamik beim Vorhofflimmern sichtbar macht. Zukünftig können Kardiologen dann sehen, an welchen Stellen sie durch Ablation krankhafte Erregungsherde veröden müssen. Hilfreich dürfte die neue Ultraschallmethode auch für die Erforschung, Diagnose und Therapie der Herzmuskelschwäche sein. Dabei arbeiten die Herzmuskelzellen ineffektiv, weil ihre koordinierte kontraktile Funktion gestört ist. Die Ursachen dafür könnten Ärzte mit detaillierten Ultraschalluntersuchungen ergründen, sodass sie die Herzinsuffizienz früher erkennen und effektiver behandeln können.

Im Inneren des Herzmuskels

Um die zitternden Bewegungen im Inneren des Herzmuskels in drei Dimensionen darzustellen und mit der elektrischen Erregung des Herzens in Verbindung zu setzen, entwickelten die Forscher neue hoch-auflösende Ultraschall-Messverfahren. Sie konnten auch nachweisen, dass diese Methoden in hochleistungsfähigen Ultra-schallgeräten eingesetzt werden können, die bereits in vielen kardiologischen Einrichtungen routinemäßig genutzt werden.

Von r

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