Herzdiagnostik mit PET-MRT: Herzinfarkt, KHK und Herzschwäche auf der Spur
Die PET-MRT-Diagnostik des Herzens ist ein Hybridverfahren, das die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) mit der Magnetresonanztomographie (MRT) verbindet. Dadurch ist es möglich, sowohl die Stoffwechselprozesse als auch anatomische Strukturen in einem einzigen Untersuchungsgang zu erfassen. Zu den Vorteilen der PET-MRT gehört die Möglichkeit, mit verschiedenen Tracern (radioaktiv markierte Substanzen) zu arbeiten und so verschiedene Fragen zu beantworten.
Unter anderem kann über eine Kombination aus struktureller Bildgebung mittels MRT und der Durchflussmessung über die PET-Komponente nach einer koronaren Herzkrankheit (KHK) gefahndet werden. Aber auch in der Diagnostik anderer Erkrankungen, wie dem Herzinfarkt, spielt das Verfahren eine Rolle.
Welche Herzerkrankungen lassen sich mit der PET-MRT untersuchen?
Wichtige Fakten auf einen Blick:
- Mithilfe der PET-MRT des Herzens ist eine Untersuchung auf Durchblutungsstörungen möglich.
- Die PET-MRT unterstützt bei der Beurteilung, ob eine Revaskularisation von Nutzen ist.
- Mit der Untersuchung lässt sich eine Herzinsuffizienz eingehend bewerten.
Mithilfe der PET-MRT-Herzuntersuchung lässt sich ein breites Spektrum von Fragestellungen in der Diagnostik komplexer Herzerkrankungen beantworten. Das Verfahren erlaubt eine differenzierte Beurteilung verschiedener kardialer Pathologien – von der koronaren Herzkrankheit bis zu Neoplasien (Gewebeneubildungen) des Herzens.
PET-MRT in der Diagnostik der koronaren Herzkrankheit (KHK) und von Durchblutungsstörungen (Perfusionsuntersuchung)
Die KHK ist eine häufig auftretende Herzerkrankung. Laut WIdO-Gesundheitsatlas lag der Anteil an Personen mit einer KHK im Jahr 2023 bei 7,99 Prozent in Deutschland. In einigen Bundesländern lag der Prozentsatz sogar bei mehr als zehn Prozent der Bevölkerung [1]. Bei der Krankheit kommt es zu einer Verengung der Herzkranzgefäße, die wiederum zu einer verminderten Sauerstoff- und Nährstoffversorgung des Herzmuskels (Myokard) führt. Die PET-MRT-Herzdiagnostik ist in der Lage, sowohl in Ruhe auftretende als auch belastungsabhängige Durchblutungsstörungen zu erfassen.
Bei der Perfusionsmessung (Messung der Durchblutung) mittels PET werden Tracer wie 13NH3-(Ammoniak) oder 15O-markiertes Wasser sowie 82Rubidium verwendet, die mit dem Blutfluss in den Herzmuskel aufgenommen werden. Bereiche mit verminderter Durchblutung zeigen dabei eine reduzierte Anreicherung der Tracer und erscheinen nach der Bildaufnahme als Areale mit einer geringeren Tracer-Aktivität (auch als „kalte Spots“ bezeichnet).
Die MRT-Komponente liefert gleichzeitig Informationen über die Wandbewegung und kann regionale Kontraktionsstörungen darstellen. Durch die Möglichkeit der Differenzierung zwischen reversibler Ischämie (Minderdurchblutung) und irreversiblem Infarktgewebe lassen sich die Ergebnisse unter anderem in Therapieentscheidungen einbinden – zum Beispiel vor dem Hintergrund einer Revaskularisation.
Herzinfarktareale und Vitalitätsbeurteilung mittels PET-MRT
Nach einem akuten Herzinfarkt ist die Beurteilung der Vitalität des Herzmuskels von Bedeutung für die Planung der weiteren Therapieschritte. Mithilfe der PET-MRT-Untersuchung, bei Verwendung eines FDG-Tracers (Fluorodeoxyglukose) für den Glukosestoffwechsel zur Vitalitätsbestimmung, ist eine Unterscheidung zwischen noch lebensfähigen, aber geschädigtem Gewebe (sogenanntes „hibernating Myocardium“ oder „Winterschlaf-Myokard“) und irreversibel nekrotischem Gewebe möglich.
Das Winterschlaf-Myokard zeigt in der Perfusionsmessung (mit Ammoniak oder Wasser) eine Minderdurchblutung bei erhaltener Glukoseaufnahme (erkennbar an der FDG-Aufnahme). Diese Gewebebereiche können durch eine Revaskularisation (Wiederherstellung der Durchblutung mittels Bypass oder Stent-Implantation) ihre Funktion wiedererlangen. In der MRT lässt das Late Gadolinium Enhancement (LGE, verzögerte Anreicherung des MRT-Kontrastmittels im Gewebe) kein oder nur ein gering ausgeprägtes Narbengewebe erkennen.
Bei einer vollständigen Nekrose (Gewebetod) verringern sich sowohl die Perfusion als auch der Glukosestoffwechsel. Die MRT zeigt in diesen Bereichen eine deutliche LGE-Anreicherung (die umfassende Bereiche der Gewebewand erfasst), die auf Narbengewebe hinweist. Diese Information fließt in die Entscheidung für oder gegen eine Revaskularisation ein.
Herzinsuffizienz
Die Herzinsuffizienz (Herzschwäche) kann verschiedene Ursachen haben. So führt zum Beispiel die Minderdurchblutung des Herzmuskels infolge einer KHK oder nach einem Herzinfarkt zur Insuffizienz. Um eine optimale Therapieentscheidung treffen zu können, ist eine präzise Diagnostik erforderlich. Die PET-MRT liefert Informationen zur Bewertung der Herzschwäche. Zu den relevanten Parametern gehört die linksventrikuläre Ejektionsfraktion (LVEF), die das Verhältnis des ausgeworfenen Blutvolumens zum enddiastolischen Volumen angibt.
Die Hybriduntersuchung liefert über die MRT-Komponente die volumetrisch relevanten Werte, während mithilfe der PET die sympathische Innervation des Herzens dargestellt (zeigt bei Herzinsuffizienz oft eine Beeinträchtigung, was das Risiko für lebensbedrohliche Herzrhythmusstörungen erhöht). Spezielle Tracer wie 11C-Hydroxyephedrin (11C-HED) ermöglichen die Darstellung der sympathischen Nervenfasern im Herzmuskel (11C-HED ist aufgrund der Halbwertszeit allerdings nur eingeschränkt verfügbar).
PET-MRT zur Myokarditis-Diagnostik
Eine Myokarditis (Herzmuskelentzündung) äußert sich oft in eher unspezifischen Symptomen, zu denen Müdigkeit, Luftnot und Herzrhythmusstörungen gehören. Sehr häufig steht sie im Zusammenhang mit einer Virusinfektion, kann aber auch nach einer Autoimmunreaktion auftreten. Ohne adäquate Therapie droht die Herzmuskelentzündung in eine chronische Herzschwäche überzugehen.
Die PET-MRT unterstützt eine rechtzeitige Diagnose und Risikostratifizierung (Einteilung der Patienten in verschiedene Risikogruppen), da sich mittels der MRT-Komponente Ödeme (Wassereinlagerungen, über die T2-gewichteten Aufnahmen), Narben und Veränderungen in der Wandbewegung darstellen lassen. Mit der PET sind (mittels FDG-Tracer) aktive Entzündungsherde nachweisbar, da Immunzellen einen erhöhten Glukosestoffwechsel aufweisen. Dadurch ist es wiederum möglich, die Myokarditis von einer koronaren Herzerkrankung abzugrenzen und ihren Verlauf zu beurteilen. Die PET-MRT zeigt in Studien, dass sie als Methode zur Differenzierung zwischen Myokarditis und Kardiomyopathie Bedeutung hat [2].
Grundlagen der PET-MRT-Herzdiagnostik
Wichtige Fakten auf einen Blick:
- Die Methode kombiniert ein Verfahren der Nuklearmedizin mit einem Verfahren der Radiologie.
- Mittels MRT sind Bildaufnahmen komplett ohne Strahlenbelastung möglich.
- Mithilfe verschiedener MRT-Sequenzen lassen sich Gewebeeigenschaften darstellen.
Das Verfahren nutzt für die PET spezifische Bindungseigenschaften verschiedener Tracer, die an bestimmte Zielstrukturen im Herzgewebe andocken und damit Aussagen über den Stoffwechsel oder die Durchblutung erlauben. Anders als bei anderen Untersuchungen in der Radiologie wird bei der MRT nicht auf Strahlenquellen gesetzt, sondern stattdessen starke Magnetfelder genutzt. Die Bedeutung der PET-MRT in der Kardiologie erklärt sich aus ihrer Fähigkeit, gleichzeitig funktionelle und strukturelle Informationen zu erfassen. Dabei kommt dem Verfahren zugute, dass über verschiedene Sequenzen in der MRT-Komponente unterschiedliche Aussagen aufgedeckt werden können. Dabei kommt dem Verfahren zugute, dass über die verschiedenen Sequenzen und Parameter in den Aufnahmen der MRT-Komponente Informationen zu unterschiedlichen Gewebeeigenschaften enthalten sind bzw. deren Unterscheidung möglich ist.
In Bezug auf die technische Umsetzung kombiniert die PET-MRT-Herzdiagnostik starke Magnetfelder mit PET-Detektoren, die in ihren Fähigkeiten so aufgebaut sein müssen, dass sie durch das Magnetfeld nicht weiter beeinflusst werden.
Die Untersuchung selbst beginnt mit der intravenösen Gabe des Tracers, der sich im Körper verteilt. Nach Ablauf der Wartezeit erfolgt die Bildakquisition, wobei PET-Detektoren die von den Positronen ausgehende Strahlung messen, während mit der MRT strukturelle und funktionelle Aufnahmen des Herzens erstellt werden. Nach der Bildaufnahme erfolgen die Auswertung der Untersuchung und die Befundung. Die Ergebnisse werden anschließend dem Überweiser zugeschickt.
Vorteile der PET-MRT-Kombination
Wichtige Fakten auf einen Blick:
- Es lassen sich sowohl eine funktionelle Darstellung als auch strukturelle Aufnahmen generieren.
- Mit dem MRT-Segment der Untersuchung lässt sich eine sehr gute Darstellung des Weichgewebes erreichen.
- Im Vergleich mit anderen bildgebenden Verfahren ist die Strahlenexposition geringer.
Als Hybridtechnologie hat die PET-MRT des Herzens gegenüber anderen bildgebenden Verfahren zur Beurteilung der Herzgesundheit einige Vorteile. Die Bedeutung des Verfahrens resultiert unter anderem aus der gleichzeitigen Erfassung von Stoffwechselinformationen (über die PET) und strukturellen Daten. Aus dieser Kombination ist eine umfassende Charakterisierung der Herzfunktion ohne weitere Untersuchungen möglich.
Dass die Aufnahmen mittels PET und MRT zeitgleich erfolgen, gewährleistet eine starke räumliche und zeitliche Korrelation der Bilddaten. Damit verringert sich zum Beispiel der Einfluss von Bewegungsartefakten, die bei einer sequenziellen Bildgebung (mit zeitlichem Versatz) auftreten können. Gerade in der Herzdiagnostik spielt dieser Aspekt durch die rhythmischen Bewegungen des Organs eine Rolle.
Gute Weichteildarstellung mit der MRT
Mit der Einbindung der MRT in die Untersuchung erreicht die Diagnostik bei Herzinsuffizienz oder nach einem Herzinfarkt einen guten Weichteilkontrast, der verschiedenen anderen bildgebenden Verfahren überlegen ist. Die komplexe Anatomie des Herzens mit den Herzkammern, Klappen und umgebenden Gefäßen lässt sich dreidimensional und in Schnittebenen darstellen.
Für die Beurteilung von besonderer Bedeutung sind die T1- und T2-Sequenzen, mit denen sich spezifische Gewebeeigenschaften darstellen und befunden lassen. Damit wird eine differenzierte Darstellung verschiedener Pathologien – wie Ödemen, Narbenbildung oder Fibrosen – erreicht. Dank der hohen räumlichen Auflösung der MRT ist die Darstellung kleiner Läsionen und von Details mit der Hybridmethode möglich.
Reduzierte Strahlenbelastung
Verglichen mit der PET-CT ist die Strahlenbelastung bei einer PET-MRT geringer, da ionisierende Strahlung nur über das PET-Segment entsteht. Im Rahmen der MRT werden hingegen Magnetfelder und Radiowellen zur Bildgebung eingesetzt.
Die Gesamtstrahlenbelastung einer PET-MRT-Untersuchung speist sich also nur aus der PET und liegt – in Abhängigkeit vom verwendeten Tracer – typischerweise zwischen fünf und zehn Millisievert (mSv). Damit fällt die Dosis der Strahlenbelastung geringer aus als bei einem PET-CT-Scan. Mit einer im Vergleich zu anderen Verfahren geringeren Strahlenexposition eignet sich das Verfahren PET-MRT für Herzuntersuchungen bei besonders sensiblen Patientengruppen.
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Nachteile und Kontraindikationen
Wichtige Fakten auf einen Blick:
- Durch die komplizierte Umsetzung der Hybridtechnologie sind die Geräte vergleichsweise teuer.
- Für die Durchführung der MRT sind ältere Schrittmacher oder Implantate ohne MR-Zulassung ein Problem.
- Schwangerschaft ist eine absolute Kontraindikation für die PET.
Neben den genannten Vorteilen bestehen für PET-MRT-gestützte Herzuntersuchungen auch Limitationen und Kontraindikationen. Ein wesentlicher Aspekt ist die Verfügbarkeit, da das Untersuchungsverfahren hohe Anforderungen an die technische Infrastruktur stellt. Die Zusammenführung beider Methoden in einem Gerät erfordert spezielle Detektorsysteme, die sich gegenseitig nicht beeinflussen. Ein limitierender Faktor ergibt sich somit aus der begrenzten Verfügbarkeit von PET-MRT-Geräten. Eine zweite Herausforderung ist die Produktion der Tracer, die angesichts der sehr kurzen Halbwertszeiten eine enge räumliche und zeitliche Koordination erfordert. Darüber hinaus gibt es für beide Komponenten jeweils individuelle Gegenanzeigen.
Kontraindikationen für die MRT
Grundsätzlich gelten die gleichen Rahmenbedingungen bezüglich der Kontraindikationen wie bei einer konventionellen MRT. Ausgeschlossen ist das Verfahren daher beim Vorhandensein nicht MRT-tauglicher Herzschrittmacher bzw. Defibrillatoren oder Cochlea-Implantaten und anderen metallischen Implantaten (absolute Kontraindikationen). Inzwischen sind viele moderne Herzschrittmacher zwar MRT-tauglich, müssen aber trotzdem überwacht werden. Zudem ist zu prüfen, ob der jeweilige Schrittmacher nur für spezifische Feldstärken zugelassen ist.
Relative Kontraindikationen sind eine schwere Klaustrophobie, wobei hier oft eine Sedierung die Untersuchung möglich macht. Bei Schwangerschaft ist eine MRT unter gewissen Voraussetzungen zwar möglich, aber durch die Strahlenbelastung der PET kontraindiziert. Zu beachten ist auch, dass (besonders ältere) Tätowierungen mit einigen metallhaltigen Pigmenten für die MRT zum Problem werden können.
Kontraindikationen der PET
Für die Anwendung radioaktiver Tracer gelten strenge Strahlenschutzbestimmungen, was gerade bei Schwangerschaft eine Untersuchung ausschließt. Für die Stillzeit gilt zwar ebenfalls eine Kontraindikation. Bei Einhaltung einer Stillpause kann die Untersuchung aber durchgeführt werden. Die MRT hat auf stillende Mütter indes keine Auswirkungen.
In Bezug auf Patienten mit schwerer Niereninsuffizienz gilt, dass die Tracer-Elimination verzögert sein kann. In der Folge kann es zu einer erhöhten Strahlenexposition kommen. Deshalb ist die Nierenfunktion über Laborwerte vor der Untersuchung zu überprüfen. Des Weiteren sind individuelle Rahmenbedingungen – zum Beispiel das Bestehen einer Erkrankung an Diabetes mellitus – zu berücksichtigen, welche das Verhalten der Radiotracer beeinflussen können.
Fazit: Herzkrankheiten lassen sich mit der PET-MRT besser verstehen
Herzerkrankungen wie eine KHK oder Herzinsuffizienz äußern sich selten bzw. zu spät durch typische Symptome. Umso wichtiger ist es bei einem Verdacht auf eine kardiale Beteiligung, dass eine schnelle und umfassende Diagnostik eingeleitet wird. Genau diesem Zweck dient die PET-MRT des Herzens, die mehr als nur eine einfache, funktionelle Bewertung ermöglicht. Erst die Kombination mit einer strukturellen Befundung erlaubt eine ganzheitliche Betrachtung und lässt Rückschlüsse auf die Ursachen der Krankheitszeichen zu.
FAQ zur PET-MRT-Herzuntersuchung: Die wichtigsten Fragen und Antworten
Ist die PET-MRT eine schmerzhafte Untersuchung?
Nein, die Methode gilt als belastungsarm, da bis auf die Verabreichung der Tracer bzw. von MR-Kontrastmitteln über einen Venenzugang kein weiterer Eingriff notwendig ist. Zudem ist die Strahlungsbelastung vergleichsweise gering.
Wer entscheidet über die Notwendigkeit einer Herz-PET-MRT?
Patienten kommen in der Regel mit einer Überweisung zur PET-MRT, die eine Verdachtsdiagnose mit der Bitte um Abklärung umfasst. Die letzte Entscheidung hat aber immer ein Arzt mit der nötigen Fachkunde (wie Radiologen) zur Einschätzung der Eignung einer bestimmten Untersuchung zur Klärung der Fragestellung.
Wie geht es nach der PET-MRT des Herzens weiter?
Grundlage der Therapieplanung und Durchführung weiterer Untersuchungen ist der Befund. Bei vielen Herzerkrankungen erfolgt die Behandlung auf mehreren Ebenen – mittels medikamentöser Therapie, dem Einsatz interventioneller Verfahren und einer Umstellung des Lebensstils (zur Beeinflussung von Risikofaktoren).
[1] WIdO Gesundheitsatlas Deutschland, Koronare Herzkrankheit, online verfügbar unter: Link (Datum des letzten Zugriffs: 23.09.2025).
[2] Krumm P, Greulich S, la Fougère C, Nikolaou K. Hybrid-PET/MRT bei inflammatorischer Kardiomyopathie [Hybrid PET/MRI for inflammatory cardiomyopathy]. Radiologie (Heidelb). 2022 Nov;62(11):954-959. German. doi: 10.1007/s00117-022-01064-w. Epub 2022 Sep 2. PMID: 36056155; PMCID: PMC9613732.
