Echtzeit-Volumenbildgebung vom Herzen mit Ultraschall

Ärzte können damit zum Beispiel bei der Korrektur von Herzklappen noch während des Eingriffs sehen, ob die Klappe gut schließt. Die Erzeugung der Blutfluss-Informationen in Echtzeit ist sehr rechenintensiv und konnte bisher nur für kleine Volumenausschnitte gemacht werden.

Die neue Lösung hat mehr Rechenleistung und einen Ultraschallkopf für die Bildgebung durch die Speiseröhre, der mit einer einzigen Aufnahme ein großes Volumen des Herzens abbildet. Siemens hat die Prime Edition des Acuson SC2000 auf dem diesjährigen Kongress der European Society of Cardiology vorgestellt.

3D-Ultraschalluntersuchungen, bei denen der Schallkopf an einem Endoskop in die Speiseröhre eingeführt wird – sogenannte transösophageale Echokardiographie (3D-TEE) – ermöglichen Messungen in unmittelbarer Nähe der Organe, vor allem am Herz. Sie liefern weitaus genauere Bilder, als wenn der Ultraschallkopf außen am Körper aufgesetzt würde.

Um den Blutfluss im Herzen zu erfassen, misst das Ultraschallgerät die Frequenz der von den Blutkörperchen reflektierten Schallwellen. Aufgrund des Dopplereffekts erkennt der Arzt daraus, ob das Blut auf den Ultraschallkopf zu oder von ihm wegfließt.

Diese Farbdopplerbildgebung kann bisher nur für kleine 3D-Bildausschnitte berechnet werden. Um ein Farbdopplerbild für ein klinisch aussagefähiges Volumen zu bekommen, wurde bis jetzt über mehrere Herzzyklen gemessen und danach die Teilvolumen zusammengefügt.

Als Referenzmarke für dieses sogenannte Stitching dient eine prominente Spitze im EKG – der R-Zacken. Das funktioniert meist nur bei Patienten, die keine Anomalien im EKG zeigen. Außerdem liegen die Daten nicht in Echtzeit vor und die zusammengesetzten Volumen können Artefakte aufweisen.

Extrem leistungsfähige Rechnerarchitektur

Um Farbdoppleraufnahmen von größeren, also diagnostisch relevanten Volumina in Echtzeit zu erzeugen, ist das neue Gerät mit einer Rechnerarchitektur ausgestattet, die extrem hohe Leistungen ermöglicht. Außerdem entwickelten die Siemens-Ingenieure einen komplett neuen Schallkopf. Statt der üblichen linearen Arrays, in denen die Piezoelemente, die den Ultraschall erzeugen, nebeneinander angeordnet sind, verfügt der neue TEE-Schallkopf Z6Ms über eine flächige Matrix von insgesamt mehr als 2000 Piezoelementen.

Damit lassen sich Echtzeit-Farbdopplervolumenaufnahmen für 90° mal 90°-Ausschnitte mit einer Tiefe von zehn bis zwölf Zentimetern erzeugen. Bei einem Eingriff beispielsweise zur Korrektur der Mitralklappe, sieht der Arzt damit sofort, ob weiterhin Blut zurück zur Lunge fließt und der gesetzte Clip oder die Prothese noch einmal justiert werden muss. Erstmals lassen sich so Volumen-Farbdoppleraufnahmen auch für Patienten mit EKG-Anomalitäten nutzen. (2014.11.5)

(Die hier genannten Produkte/Funktionen sind in einigen Ländern noch nicht käuflich zu erwerben. Aufgrund von medizinproduktrechtlichen Vorgaben kann die zukünftige Verfügbarkeit nicht zugesagt werden. Detaillierte Informationen besitzen die örtlichen Siemens Organisationen.)