Hintergrund: Durch die Entwicklung von zeitlich hochaufgelösten „real-time“ Magnetresonanztomographie (MRT)-Sequenzen und von MRT-kompatiblen Untersuchungsmaterialien konnten in den letzten Jahren erstmals sowohl invasive diagnostische Untersuchungen (z.B. Rechtsherzkatheter-Untersuchungen) als auch invasive interventionelle Eingriffe (z.B. Vorhof-Flatter-Ablationen) erstmals MRT-gesteuert im MRT-Raum durchgeführt werden. Eine rasante Weiterentwicklung des „interventionellen Kardio-MRTs“ ist in den kommenden Jahren zu erwarten, da hierbei unterschiedliche Vorzüge der MRT-Bildgebung gleichzeitig ausgenutzt werden können. Für die weitere Entwicklung und Optimierung von interventionellen Kardio-MRT-Ansätzen und für die rasche und v.a. sichere Anwendung dieser Verfahren am Patienten ist die Verfügbarkeit eines ausgereiften und vielseitigen „Kardio-MRT-Phantoms“ von zentraler Bedeutung. Das wesentliche Ziel des DGK-geförderten Projekts „Kardio-MRT-Phantom“ war die Entwicklung und anschließende Testung eines multi-funktionellen Kardio-MRT-Phantoms, das als Übungsobjekt für zukünftige interventionelle MRT-Anwendungen im Bereich der Kardiologie dienen soll.

Methoden und Ergebnisse: Das entwickelte Kardio-MRT-Phantom spiegelt den grundsätzlichen anatomischen Aufbau des Herzens wider und ermöglicht die Simulation eines pulsatilen Blutflusses (mit einem derzeitigen Schlagvolumen von bis zu 25ml/Herzschlag) durch dessen Vorhöfe, Herzklappen (in Form von Bioprothesen) und Ventrikeln. Mittels einer speziellen Vorrichtung kann mittels Druckstößen (via Druckluftanschluss), welche auf die elastischen Ventrikel aus Polyurethan einwirken, ein künstlicher Blutfluss durch Zusammendrücken der künstlichen Ventrikel von außen erzeugt werden, so dass sich durch die eingebauten Bioprothesen ein anatomisch korrekter Blutfluss einstellt. Durch eine spezielle Steuerungseinheit kann nicht nur die Frequenz des Herzschlags sowie das Ausmaß der Ventrikelkontraktion, sondern auch die Zwerchfellatmung simuliert und eingestellt werden. Das Kardio-MRT-Phantom ist aus rein MR-sicheren bzw. bedingt MR-sicheren Materialen gefertigt, erfüllt somit die Voraussetzungen einer „MR conditional“ bzw. einer „MR safe“ Vorrichtung und kann daher problemlos in der MRT-Umgebung (bei 1.5-Tesla) eingesetzt werden. An diesem Kardio-MRT-Phantom können sowohl neue interventionelle MRT-Techniken als auch neue MRT-Marialien sicher erprobt und getestet werden. Die ersten Testungen unterschiedlicher MRT-kompatibler Führungsdrähte sowie einer diagnostischen Rechtsherzkatheteruntersuchung wurden bereits erfolgreich absolviert. Weitere unmittelbar durchführbare Anwendungen umfassen u.a. die Entnahme von Myokardbiopsien, die Simulation sowohl einer Vorhof-Flatter-Ablation als auch die Ablation von gezielten Ventrikelarealen bzw. die transseptale Vorhofseptum-Punktion. Der besondere modulare Aufbau ermöglicht zudem einen schnellen Ein- und Ausbau einzelner Komponenten, die z.B.  verschleiß- bzw. versuchsbedingt zu ersetzen sind.

Schlussfolgerung: Eine Vielzahl von interventionellen MRT-Eingriffen am Herzen kann ohne Einsatz von Probanden bzw. Versuchstieren und ohne zeitliche Limitation an diesem neu entwickelten Kardio-MRT-Phantom getestet und soweit optimiert werden, dass der anschließenden sicheren Durchführung am Patienten praktisch nichts mehr im Wege steht.