Innovationen bei nichtinvasiven kardiologischen Verfahren: Herzgesundheit schützen mit minimalinvasiven Techniken
Das Herz ist eines der wichtigsten Organe des Menschen. Gerät es aus dem Takt oder verliert an Leistungsfähigkeit, sind ernsthafte Komplikationen oft die Folge. Dabei äußern sich verschiedene Herzerkrankungen zuerst kaum oder mit eher unspezifischen Symptomen, die Betroffene nicht dazu veranlassen, ärztlichen Rat einzuholen.
In den letzten Jahren wurden in den medizinischen Fachbereichen der Radiologie und der Nuklearmedizin bedeutende Fortschritte gemacht – auch bei den Möglichkeiten der kardiologischen Bildgebung. Viele der innovativen Verfahren setzen auf Techniken, mit denen die Beurteilung der Herzgesundheit nichtinvasiv erfolgen kann. Darüber hinaus wurden auch bei den minimalinvasiven Operationstechniken in den letzten Jahren Fortschritte gemacht.
Nichtinvasive kardiologische Bildgebung: Verbesserte Aufnahmen & künstliche Intelligenz
Wichtige Fakten auf einen Blick:
- Durch die verbesserte Bildgebung ist eine frühzeitigere Erkennung von Herzerkrankungen möglich.
- KI-Anwendungen werden auch in der Kardiologie zunehmend wichtiger.
- Durch spezifische Untersuchungsprotokolle lässt sich die Strahlenbelastung häufig reduzieren.
Die Medizin hat in den letzten Jahren stark vom technischen Fortschritt profitiert, den Digitalisierung und künstliche Intelligenz (KI) gebracht haben. So lassen sich die Bilder radiologischer Untersuchungen heute nicht nur schneller auswerten. Durch eine Modulation der verschiedenen Parameter ist es mittlerweile möglich, bei gleicher oder sogar geringerer Dosisleistung mehr Informationen zu gewinnen.
CT-basierte fraktionelle Flussreserve (FFR-CT): Präzise funktionelle Diagnostik
Zu den Innovationen in der nichtinvasiven Kardiologie gehört die Entwicklung der CT-basierten fraktionellen Flussreserve (CT-FFR). Dabei handelt es sich um ein nichtinvasives Verfahren zur funktionellen Beurteilung der Strömungsmechanik des Blutes im Zusammenhang mit Koronarstenosen (Verlegung der Blutgefäße). Das Verfahren wird auf Basis einer koronaren CT-Angiographie durchgeführt. Das Besondere an dieser Methode ist die Simulation einer Messung der fraktionellen Flussreserve (FFR), die üblicherweise mittels Herzkatheter durchgeführt wird. Dazu nutzt das Verfahren die physikalische Modellierung über Computational Fluid Dynamics (CFD) oder KI.
Analyse von EKG-Werten mithilfe von KI
KI gewinnt für eine zunehmende Zahl praktischer Anwendungen in der Medizin an Bedeutung, beispielsweise die Auswertung von Aufnahmen aus einer Computertomographie (CT) oder einer Magnetresonanztomographie (MRT). Im Rahmen einer am Universitätsklinikum Düsseldorf durchgeführten Studie wurde getestet, inwiefern KI einen praktischen Nutzen für die Auswertung eines Elektrokardiogramms (EKG) haben kann.
Das EKG ist ein nichtinvasives Verfahren zur funktionellen Bewertung der Herzfunktion. Die Ableitungen der elektrischen Aktivität des Herzens geben Hinweise auf die Funktion des Herzmuskels. Im Rahmen der erwähnten Studie wurde ermittelt, wie ein EKG und bestimmte damit verbundene kardiologische Fragestellungen einerseits von menschlichen Probanden und andererseits von der KI analysiert wurden. Im Ergebnis hat die KI – nach einem umfassenden Training – besser abgeschnitten als die teilnehmenden Kardiologen [1].
Verbesserung der klassischen CT-Ergebnisse mittels Photon-counting-Methode
Die CT ist in der nichtinvasiven Bildgebung ein wichtiges radiologisches Verfahren, um Informationen für eine Erstdiagnosestellung aber auch eine Verlaufskontrolle zu erlangen. Zu den Nachteilen der Methode gehört die Strahlenbelastung, der Patienten ausgesetzt werden. Mithilfe der Photon-counting CT (PCCT) kann die Strahlendosis jedoch verringert werden, ohne dabei eine Verschlechterung der Qualität in Kauf nehmen zu müssen.
In den CT-Scannern werden für die Methode spezielle Detektoren eingesetzt, mit denen einzelne Röntgenphotonen gezählt und deren Energie bestimmt wird. Auf diese Weise arbeitet das Verfahren sehr viel genauer und erlaubt eine bessere Materialdifferenzierung. Im Vergleich zu klassischen CT-Aufnahmen wird mit der PCCT-Methode die räumliche Auflösung erhöht.
Zudem kann die Photon-counting CT das Auftreten von Bildartefakten verringern und trägt so zur Verbesserung der Bildqualität bei. Patienten kommt in diesem Zusammenhang zugute, dass die Wahrscheinlichkeit einer erforderlichen Wiederholungsuntersuchung sinkt. Gleichzeitig kann die PCCT die erforderliche Strahlenbelastung verringern.
Gallium-Marker verbessert Tumorerkennung in der PET-CT
Mithilfe der PET-CT ist die Radiologie in der Lage, Tumore anhand spezifischer Stoffwechseleigenschaften zu erkennen. Dazu werden bestimmte Trägersubstanzen mit radioaktiven Elementen markiert. Die 68Ga-FAPI-PET ist ein vergleichsweise neues Verfahren, das spezifisch Fibroblasten detektiert und in der Onkologie vielversprechende Ergebnisse in Studien liefert [2]. Das Fibroblasten-Aktivierungsprotein (FAP) wird von Tumoren deutlich stärker als von gesunden Zellen gebildet. Inhibitoren, die das Protein hemmen, eignen sich für die Markierung mit dem radioaktiven Element Gallium und können im Rahmen der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) detektiert werden. Eingesetzt werden kann das Verfahren bei verschiedenen Tumoren, darunter
- Bauchspeicheldrüsenkrebs,
- Lymphomen,
- Lungenkrebs,
- Tumore im Kopf-Hals-Bereich,
- Mammakarzinom,
- Prostatakrebs,
- neuroendokrinen Tumoren.
Neben der Frühdiagnose eignet sich das Verfahren auch zur Suche nach Metastasen und Rezidiven, um zügig die Tumorausbreitung zu bestimmen, eine Therapie schnell einzuleiten und dadurch die Prognose für den Patienten zu verbessern.
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Neue kardiale Behandlungsverfahren im minimalinvasiven Einsatzspektrum
Wichtige Fakten auf einen Blick:
- Auch bei kathetergestützten Verfahren verbessern neue Methoden die Ergebnisse.
- Mit innovativen Techniken kann eine Klappeninsuffizienz besser behandelt werden.
- Nach der radiologischen Bestätigung einer Koronarverkalkung kann die orbitale Atherektomie eine Verbesserung erreichen.
Im Rahmen der interventionellen Kardiologie machen Fortschritte in der Forschung und Medizintechnik inzwischen Methoden möglich, die minimalinvasiv sind und somit ohne Operation am offenen Brustkorb auskommen.
Orbitale Atherektomie als Behandlungsoption bei schweren Koronarverkalkungen
Durch Ablagerungen (Plaques) in den Koronararterien kann es zu einer zunehmenden Verengung des Querschnitts der Blutgefäße kommen, wodurch das nachgelagerte Gewebe unterversorgt wird. Die Koronarstenose kann dabei nicht nur aus Fettablagerungen bestehen. Typisch ist auch eine Kalzifizierung der Plaques. Schwere Verkalkungen verhalten sich mitunter sogar therapierefraktär gegenüber der konventionellen Ballondilatation.
Mit der orbitalen Atherektomie steht heute ein Verfahren zur Verfügung, mit dem die Kalzifizierungen innerhalb des betroffenen Gefäßes abgetragen werden können, ohne dabei die Gefäßwand zu verletzen. Verwendet wird dafür ein System, das das kalzifizierte Plaquematerial durch Rotation abträgt. Das Katheterverfahren kann unter anderem dazu benutzt werden, das Einsetzen eines Stents hinsichtlich Platzierung und Ausdehnung zu verbessern.
Transkatheter-Trikuspidalklappen-Interventionen (T-TEER)
Das minimalinvasive Verfahren wird beim Vorliegen einer Trikuspidalklappeninsuffizienz eingesetzt, wenn also die Trikuspidalklappe (liegt zwischen dem rechten Vorhof und der rechten Herzkammer) nicht mehr richtig schließt und Blut in den rechten Vorhof (beim Zusammenziehen der rechten Herzkammer) zurückfließt.
Die T-TEER (Transcatheter Tricuspid Edge-to-Edge Repair) wird minimalinvasiv mittels Venenzugang durchgeführt und setzt spezielle Clip-Systeme ein, über die im Zuge des Katheterverfahrens die Segel der Herzklappe miteinander verbunden werden können. Die T-TEER kommt unter anderem bei Risikopatienten zur Anwendung, wenn die herkömmlichen Behandlungswege nicht infrage kommen. Aktuelle Studien deuten an, dass dieses Verfahren für Betroffene deutliche Vorteile realisieren kann [3].
Fazit: Neue Verfahren verbessern die kardiologische Diagnostik und Therapie
In der Kardiologie braucht es bildgebende Verfahren, um strukturelle und funktionelle Veränderungen des Herzmuskels, der Blutgefäße und der Herzklappen sichtbar zu machen. Diesbezüglich stehen eine ganze Reihe neuer Verfahren und Möglichkeiten zur Verfügung – unter anderem eine Ergänzung der Kardio-CT oder der Einsatz effizienter Marker in nuklearmedizinischen Verfahren. Aber auch minimalinvasive Behandlungsmethoden werden kontinuierlich verbessert und können etwa im Fall der T-TEER bei Risikopatienten eine optimierte Versorgung erreichen.
[1] Makimoto, H. (2019). Künstliche Intelligenz erkennt Myokardinfarkte im EKG zuverlässiger als Kardiologen. Deutsche Gesellschaft für Kardiologie – Herz- und Kreislaufforschung e. V. (DGK), Pressemitteilung vom 10. Oktober 2019. online verfügbar unter: Link (Datum des letzten Zugriffs: 14.06.2025).
[2] Koerber SA, Staudinger F, Kratochwil C, Adeberg S, Haefner MF, Ungerechts G, Rathke H, Winter E, Lindner T, Syed M, Bhatti IA, Herfarth K, Choyke PL, Jaeger D, Haberkorn U, Debus J, Giesel FL. The Role of 68Ga-FAPI PET/CT for Patients with Malignancies of the Lower Gastrointestinal Tract: First Clinical Experience. J Nucl Med. 2020 Sep;61(9):1331-1336. doi: 10.2967/jnumed.119.237016. Epub 2020 Feb 14. PMID: 32060216; PMCID: PMC9374030.
[3] Herzmedizin.de. (2025, 25. Februar). ACC-Kongress 2025: TRILUMINATE – Nutzen der T-TEER nach 2 Jahren. online verfügbar unter: Link (Datum des letzten Zugriffs: 14.06.2025).
