Magneto­kardiographie (MKG)

Zielstellung

Gegenüber der klassischen elektrophysiologischen Funktionsdiagnostik mittels EKG (Elektrokardiogramm) oder BSPM (body surface potential mapping) werden magnetischer Felder nicht durch das menschliche Gewebe abgeschwächt, sodass auf Magnetokardiographie basierte Verfahren unverfälschte und damit deutlich präzisere Informationen über die elektrische Aktivität des Herzmuskels liefern. 

Aktuelle Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass magnetogardiographische Untersuchungen die Früherkennung im Bereich der Herz-Kreislauf-Erkrankungen deutlich verbessert, und die Supracon AG verfolgt das Ziel, mit der Etablierung von MKG-Verfahren im klinischen Alltag zu dieser Entwicklung beizutragen.

Hintergrund

Hintergrund 

Zellaktivitäten von Muskeln und Nervenzellen sind wie alle Zellaktivitäten mit kollektiver elektrischer Aktivität verbunden, die ein räumlich und zeitlich veränderliches biomagnetisches Feld erzeugen und das sich auch außerhalb des Herzmuskels mit einem geeignet empfindlichen Magnetfeldsensor nachweisen lässt. Im Gegensatz zum klassischen Elektrokardiogramm (EKG), bei dem die Qualität der Messung von der spezifischen und zeitlich variierenden elektrischen Leitfähigkeit des Gewebes der äußeren Hautpartien abhängig ist, sind per MKG Herz-Magnetfelder außerhalb des Körpers völlig berührungsfrei messbar

Bei der MKG wird das Summensignal aller im Herzmuskel fließenden elektrophysiologischen Ströme gemessen, sodass interne Wirbelströme sogar von der Hinterseite des Herzens aufgezeichnet werden können, einer Region, die durch das klassische EKG nur unzureichend erfasst wird. So bietet die MKG bei der Herzdiagnostik einen wichtigen Informationsvorsprung, hinter dem auch das auf dem EKG-Prinzip aufbauende BSPM-Verfahren (Body Surface Potential Mapping) aufgrund des niedrigeren Signal-Rauschverhältnis zurückbleibt. 

Entscheidender Vorteil der MKG ist eine Diagnose von koronaren Herzkrankheiten und Herzinfarkt (sog. ischämische Herzkrankheiten) sowie einer Risikostratifizierung des plötzlichen Herztodes zu einem deutlich früheren Zeitpunkt, sodass Therapien effektiver eingesetzt werden können. Bei der Ischämie werden so Herzinfarkte verhindert, bei Herzrhythmusstörungen (ventrikuläre Tachykardien VT), lässt sich der plötzliche Herztod deutlich reduzieren. Zudem lässt sich so der Anteil von Fehlbehandlungen in Kliniken signifikant absenken. 

 

Ergebnis

Gemeinsam mit Cryoton und Softmag wurde das 9 kanalige Magnetokardiographie System entwickelt, für das die Supracon AG Komponenten sowie komplette MKG Messsysteme beisteuert. Klinische Tests haben gezeigt, dass die mit MKG ermittelte Stromverteilung auf dem Herzmuskel die Analyse des funktionellen Zustands des Herzens auf eine ganz neue Ebene hebt. So ist die Ortsauflösung, die mit MKG erzielt werden kann, signifikant präziser als das auf EKG beruhende BSPM (Body Surface Potential Mapping) Verfahren. Zugleich liefert die MKG eine äußerst schnelle zeitliche Auflösung, von weniger als einer Millisekunde. Der Vergleich von MKG-Stromverteilungsaufnahmen eines Patienten unter Stress (z.B. Injektion von Dobutamin) oder unter körperlicher Anspannung (Ergometer-Fahrrad) mit entsprechenden Aufnahmen im Ruhezustand des Patienten liefert dem Kardiologen belastbare Informationen zur Diagnose von Funktionsstörungen, noch bevor sich ein Infarkt ereignet hat! Insbesondere für die Diagnose der Ischämie bei Patienten mit CAD (coronary artery disease) hat sich die MKG als sehr zuverlässig erwiesen. 

Leistungen des Messystems

In dem durch die Supracon AG mitentwickelten System sind 9 SQUID Sensoren in einem Raster von jeweils 4 cm verbaut, welche die Messdaten liefern. Auf mathematischer Basis werden daraus spezifische medizinische Parameter (Scores) als Grundlage für eine medizinische Diagnose ermittelt. 

Das 9 kanalige dc-SQUID-System ist für die Untersuchung biomagnetischer Signale in abgeschirmter Umgebung ausgelegt. Es misst im Bereich 0-1.000 Hz und erreicht eine Sensitivität von < 10 fT/ Hz½.

Spezifikation Systemkomponenten

  1. Amagnetischer Kryostat mit Füllstandsmessung
    • Magnetisches Rauschen des Kryostaten: < 2 fT/ Hz½
    • Warm-Kalt-Abstand: (mm) 11±0,5
    • Max. Helium-Verdampfung (L/Tag): 1,35
    • Haltezeit bis vollständige Verdampfung (Tage): > 7
  2. SQUID Sensorik
    • SQUID Gradiometer 2ter Ordnung mit dc SQUID Modell CE2blue
    • x,y,z-Referenzmagnetometer (Model 3D green)
  3. 12-Kanal SQUID Elektronik JESSY
  4. Kabelsatz
  5. Amagnetische Systemhalterung und Untersuchungsliege
  6. 12-Kanal EKG System
  7. PC mit Datenaufbereitung, Analyse- und Auswertesoftware

Diese Systeme können in vielen verschiedenen Systemkonfigurationen geliefert werden:

  • 1-4 kanalige Systeme, z.B. für Tieruntersuchungen
  • 7-9 kanalige Systeme (4-6 Messpositionen zur Vermessung des gesamten Brustkorbes)
  • 36 Kanal-System zur Vermessung des gesamten Herzmuskels (20×20 cm)

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