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3D-Mapping

Hochauflösende Entdeckungstour an der Herzwand

Schnellere Prozessoren, hochauflösende Bildschirme und ein immenser Fortschritt in der Katheter-Technik haben die Behandlungsmöglichkeiten bei Patienten mit Herzrhythmusstörungen zuletzt drastisch weiterentwickelt. Besonders die Ablationstherapie mit Hilfe des neuen Rhythmia-Mapping-Systems ist schonender, schneller und genauer als jemals zuvor.

3D-Mapping am Universitätsklinikum Essen

Universitätsklinikum Essen

Präzisionsarbeit: Prof. Reza Wakili (hinten) und Dr. Johannes Siebermair interpretieren beim 3D-Mapping die elektrische Landkarte der Herzoberfläche.

Das elektrophysiologische Verfahren erlaubt der Medizin, Patienten mit Vorhofflimmern und -flattern sowie lebensbedrohlichen tachykarden Herzrhythmusstörungen zu behandeln, die bis vor kurzer Zeit nicht oder nur schwer therapiert werden konnten. Manche diese Herzrhythmusstörungen sind zwar harmlos und viele Betroffene bemerken sie im Alltag nicht. Doch bei anderen Patienten kann sich bereits eine einzige, defekte Herzmuskelzelle als komplexe Herzrhythmusstörung äußern. Die Symptome schränken die Lebensqualität drastisch ein und machen einen normalen Alltag unmöglich. Die defekten Herzmuskelzellen zu finden, glich über lange Zeit der Suche nach einem einzelnen Sandkorn an einem langen Strand.

Bedeutung des 3D-Mapping steigt

Rund sechs Milliarden Herzmuskelzellen hat durchschnittlich eine linke Herzkammer, die die Hauptpumpleistung erbringt, bei jungen und gesunden Menschen. Im fortschreitenden Alter nimmt deren Zahl fortwährend ab, sodass die Menschen nur noch zwei bis drei Milliarden Herzmuskelzellen, die für die Kontraktion des Herzens verantwortlich sind, aufweisen. Ihre Regenerationsfähigkeit ist im Vergleich zu anderen Muskelarten enorm eingeschränkt. Insbesondere das Vorhofflimmern hat sich dadurch – verstärkt durch den demografischen Wandel – zur mittlerweile häufigsten Herzrhythmusstörung entwickelt.

Generell leiden bis zu zwei Prozent der deutschen Bevölkerung unter dieser Fehlfunktion des Herzmuskels. Werden die älteren Jahrgänge gesondert betrachtet, bemerken wir darüber hinaus einen sprunghaften Anstieg des Vorhofflimmerns. Bei den über 70-Jährigen liegt der Anteil bereits bei zehn Prozent. Bei Menschen über 80 Jahre steigt dieser Wert sogar auf rund 15 Prozent. Doch nicht nur das Erbgut, angeborene Herzklappenfehler oder das Alter bestimmen, wer an einer Herzrhythmusstörung erkrankt. Leistungssport, Rauchen, hoher Blutdruck, fettiges Essen und hohe Cholesterinwerte sowie Schilddrüsenerkrankungen gelten als Hochrisikofaktoren. Auch eine Operation am Herzen kann die Arrhythmien auslösen.

Behandlung wird schneller, genauer und sicherer

Vor diesem Hintergrund nehmen die jüngsten technischen Fortschritte beim 3D-Mapping eine zentrale Rolle ein. Erstmals Anfang der 90er Jahre eingeführt, sind wir heute unter Nutzung modernster Technik in der Lage, die störenden Zellen exakt zu identifizieren und auszuschalten. Trotz des rasanten Wandels der Maschinen im Gesundheitswesen steht der Mensch hier weiterhin im Mittelpunkt – erst recht in einer digitalen Zukunft. Denn nur der exzellent ausgebildete Arzt wird in der Lage sein, die enormen technischen Entwicklungen mit der Kombination aus verbesserten Kathetern, weiterentwickelten Anlagen und Programmen zu bedienen und richtig einzusetzen, sodass die elektrisch fehlgeleiteten oder ausbleibenden Impulse schon weniger Zellen genau gemessen und lokalisiert werden können.

Gleichzeitig können wir jetzt deutlich schneller die Art der Herzrhythmusstörung bestimmen. Zwar waren bereits die ersten Formen des 3D-Mappings ein gewaltiger Schritt für die Kardiologie, jedoch mussten die Patienten das elektrophysiologische Verfahren teils über mehrere Stunden über sich ergehen lassen. Der Grund: Die Sensoren am Katheterende sowie das bildgebende Verfahren konnten den Ort im Herzen eingrenzen, jedoch noch nicht exakt analysieren.

Patient wird aktiv einbezogen

Bei der elektrophysiologischen Untersuchung wird eine dreidimensionale Landkarte (englisch: map) des Herzens erstellt. Dank der in den vergangenen Jahren hinzugefügten neuen automatisierten und optimierten Mapping-Algorithmen (Confidense™-oder High-Density-Mapping) werden die gewonnenen elektroanatomischen Informationen in noch höherer Dichte verarbeitet, wodurch die Herzstrukturen und -zellen tausendfach und millimetergenau abgebildet werden können.

Das Verfahren setzt zudem keine Vollnarkose voraus. Im Gegenteil, über verschiedene Katheter wird der Herzmuskel stimuliert und mithilfe der elektrischen Impulse versucht, eine Herzrhythmusstörung auszulösen, die der Patient dann bei vollem Bewusstsein beschreiben und als die klinisch bedeutsame identifizieren kann. Im Anschluss geht man auf die Suche nach dem Ursprungsort der Rhythmusstörung und kreist den Ort systematisch ein, indem man die sogenannte Map, die Landkarte, erstellt. Am Ende erscheint der Ursprungsort als ein rotes Areal, welches als Ziel der Verödung definiert wird.

64 Elektroden ermöglichen höchste Präzision

Das neue sogenannte Rhythmia-Mapping-System, das unter anderem die Klinik für Kardiologie und Angiologie des Universitätsklinikums Essen als eine von vier Kliniken in Nordrhein-Westfalen Anfang 2017 einführte, zeichnet den Verlauf des elektrischen Impulses in einem präzisen hochauflösenden 3D-Bild nach. Moderne Bildschirme und das weiterentwickelte Computerprogramm bilden die mehr als 20 000 gesammelten Datenpunkten von Herzoberfläche als elektrische Landkarte ab. Dank seines Aufbaus, der an einen kleinen Schneebesen erinnert, und 64 Elektroden bleibt der neue Mapping-Katheter jetzt bis zu unter einen Millimeter präzise.

Frühzeitige Ablation erhöht Überlebenschance bei Vorhofflimmern

So kann anschließend die Anatomie, das elektrische Leitungssystem sowie das kranke Gewebe noch individueller und präziser verödet beziehungsweise die sogenannte Ablation durchgeführt werden. In der Vergangenheit bestand hierbei die Gefahr, auch gesunde Bereiche zu veröden. Man könnte es mit einem Schrottschuss vergleichen, der auf einen kleinen Punkt abgegeben wurde. Heute ermöglicht die Verbindung aus den hochauflösenden Aufnahmen und einer zielgerichteten Ärzteausbildung an den modernen Bildschirmen eine solch exakte Interpretation und Ablation mit der Präzision eines Scharfschützen.

Da Diagnose und Therapie in einem Schritt erfolgen, wird die Dauer des Eingriffs zudem stark verkürzt. Das Risiko für die Patienten wird minimiert, je schneller der Katheter wieder entfernt werden kann. Weil es mittlerweile sehr gute Studien zur elektrophysiologischen Behandlung von Herzrhythmusstörungen gibt, haben auch die Krankenkassen reagiert und finanzieren das 3D-Mapping-Verfahren. Bei den medizinischen Leitlinien hat die Ablation in den vergangenen Jahren im deutschen, europäischen und amerikanischen Raum stark an Bedeutung gewonnen. Die früher übliche medikamentöse Behandlung des Vorhofflimmerns vertragen viele Patienten nicht oder klagen dennoch unter Beschwerden und Herzrhythmusstörungen. Hier empfehlen wir mittlerweile das Veröden der betroffenen Zellen.

Bei der geeigneten Therapie spielen mehrere Faktoren eine zentrale Rolle: Wie häufig gerät das Herz aus dem Takt? Wie schwer äußern sich die Symptome? Daher müssen die Ärzte die Therapie auf jeden Patienten und sein Herz individuell einstellen. Wird verhindert, dass die elektrischen Impulse durch einige Zellen wie eine „wildgewordene Flipperkugel umherspringen“, können die oberen und unteren Herzkammern das Blut wieder wie gewohnt durch den Körper pumpen. Bleiben Herzrhythmusstörungen unbehandelt, können diese nicht selten zu einem Schlaganfall führen. So verwundert das Ergebnis einer im August vorgestellten Studie auch nicht, dass eine frühzeitige und zielgenaue Ablation bei bestimmten Patientengruppen mit Vorhofflimmern und eingeschränkter Pumpleistung des Herzens deutlich länger überleben können.

Neue Bildgebung entdeckt früher Gefäßveränderungen

Durch die neuartigen Bildgebungstechniken sind wir jetzt darüber hinaus in der Lage, frühzeitig Veränderungen an den Gefäßen zu identifizieren und so auch schon vor Auftreten schwerer Erkrankungen und einer eingeschränkten Herzfunktion zu reagieren. Denn wenn der Herzmuskel erst einmal nicht mehr richtig pumpt, kann es bei Belastungen zu Herzversagen kommen. Für die Betroffenen ist das lebensgefährlich. Damit das nicht passiert, implantieren wir solchen Patienten einen Sensor. Das dauert nur rund 20 Minuten in lokaler Betäubung. Dieser Sensor zeichnet die Daten des Körpers auf und leitet sie an das Krankenhaus weiter. Auch wenn es dem Patienten aktuell noch gut geht, können die behandelnden Ärzte erkennen, ob sich das in den nächsten Wochen ändern wird. Dann wird der Patient sofort informiert und die Medikation wird geändert – noch bevor er überhaupt Beschwerden hat.

Und die elektrophysiologischen Therapiemöglichkeiten sind noch lange nicht ausgeschöpft, sondern ein weiterer technikgestützter Schritt in die Zukunft, wie wir ihn bereits in den vergangenen Jahren bei der interventionellen Katheterbehandlung von Herzerkrankungen beobachtet haben. So hat beispielsweise die Klinik für Kardiologie und Angiologie der Uniklinik Essen Anfang Juli eine Schwerpunktprofessur etabliert, die auf die Diagnose und Behandlung komplexer Herzrhythmusstörungen ausgerichtet ist.

Interpretation der Bilddaten bleibt in der Hand des Arztes

Die Ärzteausbildung zählt dabei neben dem Vorantreiben der aktuellen Technik zu den wichtigsten Aufgaben für unser vierköpfiges Team der Elektrophysiologie. Denn der technische Fortschritt bei den elektrophysiologischen Diagnosen und Therapien wie dem 3D-Mapping ermöglicht es zwar, einen enormen Einfluss auf die Lebensqualität, Behandlungsmöglichkeit und zuletzt auf die Überlebenschance unter anderem bei Patienten mit Vorhofflimmern zu nehmen. Bei der Interpretation der modernen Aufnahmen und für die erfolgreiche Therapie gibt aber immer noch der Mensch den entscheidenden Ausschlag.

 

Dieser Artikel erscheint in kma Ausgabe 11/17 im kma guide MEDICA ab 3. November 2017.

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  • 3D-Mapping
  • Universitätsklinikum Essen
  • Bildgebung
  • Katheder
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