Magnetkardiographie

Magnetkardiographie (MKG)

Die Magnetkardiographie (MKG) ist eine junge diagnostische Disziplin, die nichtinvasiv, d.h. kontaktlos die magnetische Aktivität des Herzens registrieren kann. Die Magnetfelder des Körpers werden von den Strömen und Geweben im Körperinneren verursacht.

Der Zusammenhang zwischen elektrischem Strom und Magnetismus wurde bereits im letzten Jahrhundert durch Ampère und Faraday beschrieben. Erst 1963 waren die messtechnischen Voraussetzungen gegeben, das extrem schwache, vom menschlichen Herzen generierte Magnetfeld, im Bereich von 10-9 Tesla, zu messen (1.000.000 mal geringer als das Erdmagnetfeld; zum Vergleich hat ein Magnetresonanztomograph 1,5 Tesla). Die Quantifizierung dieses Herz-Magnetfeldes ist erst mit der Entwicklung der hochempfindlichen SQUID-Sensoren in Russland Anfang der 70er Jahre möglich geworden. Durch das flüssige Helium werden die Sensoren auf eine Temperatur von 4,2 Kelvin (-269°C) herunter gekühlt und so in einen supraleitenden Zustand versetzt.

Seit 50 Jahren wird die elektrische Aktivität des Herzens in Form des Elektrokardiogramms (EKG) routinemäßig aufgezeichnet, aber nur wenig ist über die magnetische Aktivität des Herzens bekannt. Auf Grund des engen Zusammenhangs von magnetischer und elektrischer Aktivität ist das Magnetokardiogramm dem Elektrokardiogramm sehr ähnlich, aber das MKG liefert zusätzliche Informationen, die mit dem EKG nicht gewonnen werden können.

Das Gerät muss nicht in abgeschirmten Untersuchungsräumen betrieben werden. Es misst mit vier Messkanälen und drei Umgebungskanälen, die Störungen herausfiltern sollen. Der Magnetdetektor hat eine erstaunlich hohe Sensibilität, sodass jeder metallische Gegenstand zu einer gravierenden Abweichung der Magnetkurve führen kann. Deswegen müssen die Patienten sämtliche metallische Gegenstände (Schlüsselbund, Brille, Halskette, Handy u.ä.) ablegen. Bei Patienten mit Schrittmacher oder künstlicher Herzklappe ist es derzeit nicht möglich, ein MKG (Magnetkardiographie) aufzuzeichnen.

Wie erfolgen die Messungen bei der Magnetkardiographie (MKG)?

Die Registrierung erfolgt in Rückenlage, kontaktlos über der vorderen Thoraxwand. Es hadelt sich um das erste kardiologische Gerät, das ohne Kabel und Injektion die Herzfunktion erfasst. Durch die verschiebbare Patientenliege wird der  Patient in eine fest definierte Startposition für die Messung gebracht. Für eine Komplettmessung des Magnetfelds des Herzens werden 9 Messpunkte in einem 20 x 20cm großen Raster à 30 Sekunden über dem Brustkorb berührungslos mit je vier Kanälen detektiert, sodass an 36 verschiedenen Positionen
(4 x 9) die Messung erfolgt.Gibt es Risiken?

Die Untersuchungsdauer beträgt ca. 10 Minuten. Die Untersuchung ist mit keinerlei Strahlenbelastung oder Risiko verbunden, da nur ein Feld aufgezeichnet wird, das das Herz natürlicherweise umgibt.

Was leistet die Magnetkardiographie (MKG)?

Das Magnetfeld des Herzens wird durch die Veränderung der Elektrik während des Herzschlages verändert. Durch Messung der magnetischen Aktivität kann man diese also bildlich darstellen. Das MKG erlaubt die Rekonstruktion der Magnetfeldverteilung zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Herzschlages. Wichtig zu beachten ist, dass die Magnetkardiographie die Funktion der Herzaktivität darstellt und nicht dessen Morphologie repräsentiert. Dies ist der wesentliche Unterschied zu anderen bildgebenden Diagnoseverfahren.

In einer unserer wissenschaftlichen Studien, die die Befunde von MKG und Angiographie bei Patienten mit einer koronaren Herzkrankheit vergleicht, zeigt sich für die Entdeckung einer Verengung der linken Herzkranzarterie eine hohe Sensitivität von 89% und eine Spezifität von 79%.

Die erhaltenen MKG-Karten werden für eine bestimmt Periode der Kammer-Repolarisation (nämlich der T-Welle im EKG) in Intervallen von jeweils 12 ms ermittelt. Dadurch erhält man 15 Karten. Diese werden mit Hilfe eines Klassensystem ausgewertet, wobei die Klasse 0 eine normale und die Klasse 4 eine deutlich pathologische Magnet-Verteilung repräsentieren.

Als Beispiel zeigen wir in der Abbildung 46 einen Normal-Befund (Klasse 0) mit einer homogenen Magnetfeldverteilung: der negative Magnet-Pol (blau) ist rechts oben und der positive Magnet-Pol (rot) links unten; die Trennungslinie (grün) in Richtung des Hauptvektors der Repolarisation liegt zwischen 10° und 80°.

Zum Vergleich zeigen wir in der Abbildung 47 ein pathologisches MKG (Klasse 3). Ein zusätzlicher Pol ist entstanden, die Trennungslinie (grün) in Richtung des Hauptvektors verschwindet, da mehrere Vektoren entstehen.

Das in der Abbildung 48 dargestellte pathologische MKG (Klasse 4), die hoch pathologisch ist, zeigt eine chaotische, inhomogene Verteilung des Magnetfeldes des Herzens mit 4 (oder mehr) magnetischen Polen.

Wann ist die Magnetkardiographie (MKG) sinnvoll und wird verwandt?

Die Magnetkardiographie ist also eine sinnvolle Untersuchungsmethode, die wichtige Hinweise liefert, ob ein Patient eine Herzkatheteruntersuchung benötigt. Sie wird zum Screening eingesetzt sowie vor und nach einem Herzkatheter. Sie ist aber kein Ersatz für den Herzkatheter. Ihr Hauptwert liegt  darin, dass gut entschieden werden kann, ob die Myokardperfusion verändert ist. Diese neuartige, nicht-invasive und schnelle Untersuchungsmethode wird von den  Patienten gerne in Anspruch genommen, da sie ohne Risiko ist und neue Möglichkeiten bietet.

Autor

Dr. med. Daniela Katz

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