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Das Heart Analysis Tool (HeAT) ermöglicht eine quantitative Analyse von 4D MR Herzbilddaten, es können Mithilfe dieses Tools Formveränderungen und Bewegungsstörungen ausgewertet und visualisiert werden.
Pro Jahr erleiden rund 280.000 Bundesbürger/innen einen Myokardinfarkt. Bei einem Infarkt kommt es zu einer Sauerstoffunterversorgung des Herzmuskelgewebes, die unterversorgten Bereiche werden nekrotisch und können nicht mehr aktiv an der Pumpleistung des Herzens teilnehmen. Schwerwiegende Folgeerscheinungen sind u.a. Herzinsuffizienz und Herzrhythmusstörung, wobei der Schweregrad i.A. abhängig von der Größe des Infarktbereiches ist. Bei der Beurteilung des Krankheitsverlaufes eines Myokardinfarktpatienten ist die Analyse von Bewegungsstörungen und Formveränderungen (cardiac remodeling) des Herzens von besonderem Interesse. Hier ermöglichen moderne 4D-MRT Aufnahmetechniken wie das Cine MR und die kontrastmittelverstärkte delayed enhancement Sequenz (DE-Sequenz) eine nicht-invasive Untersuchung des schlagenden Herzens und bilden die Basis für die Analyse des linken Ventrikels.
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Abb.1: Voxelman Darstellung des Herzens aus dem visible human project |
Die wesentlichen Parameter bei der Beurteilung von cardiac remodeling sind u.a. die Wanddicke in der endsystolischen und enddiastolischen Phase, die Wandbewegung des Endo- und Epikards sowie die Länge, Fläche und das Volumen des Infarktbereiches im Verhältnis zum gesunden Bereich. Ein besonderes Interesse liegt dabei in der genauen Analyse des local remodeling. die Ermittlung reproduzierbarer Parameterwerte ist bei der Menge der hochaufgelösten Bilddaten ohne Softwareunterstützung für den Mediziner nur schwer möglich.
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Abb.2: Darstellung der Cine Schicht (links) zu je 20 Zeitpunkten und der DE Schicht (rechts) mit dem Infarktbereich (hell) |
Daher wurde das Analyseprogramm HeAT (Abk. f.: Heart Analysis Tool) entwickelt, dass
a) eine lokal hoch aufgelöste Analyse ermöglicht,
b) Informationen aus DE und Cine Sequenzen kombiniert und
c) die Möglichkeit des Intra- und Interpatientenvergleichs bietet.
In HeAT kann der Arzt die avitalen Bereiche in der DE-Sequenz segmentieren und beide Bildmodalitäten durch eine schichtweise Überlagerung der Infarktkontur auf die korrespondierende Cine-Schicht kombinieren.
Um den Inter- und Intrapatienten Vergleich bei der Herzanalyse zu gewährleisten wurde in HeAT eine Methode realisiert, bei der die Mittelkontur K zwischen den Herzwandkonturen Ausgangspunkt für alle Berechnungen ist. Für die Analyse wird K in n äquidistante Punkte unterteilt. Durch diese Punkte werden senkrecht zu K Grenzen gelegt, welche die Fläche zwischen Epi- und Endokard in n Segmente unterteilt. (siehe Abb. 3)
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Abb.3: Epikard- (rot), Endokard- (grün), gemittelte Kontur K (blau) und Segmentgrenzen Sj (dunkelgrün) |
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Abb.4: Überlagerter Infarktbereich (gelb) und ROI (grün-schraffiert) |
Die berechneten Daten werden in Tabellen abgelegt, können grafisch angezeigt und vom Anwender weitergehend analysiert werden. (siehe Abb. 5)
Abb.5: Beispiel der Schichtanalyse eines Infarktpatientens; Endokardbewegung (gelb) und Wanddickenzunahme (blau) [in mm].
Der Infarktbereich ist durch die Transmuralität (rot) [in %] lokalisiert
Ausgewählte Publikationen:
Projektteam:
Kooperationspartner:
Dr. Alexander Stork
Dr. Paul M. Bannsmann
Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, UK Hamburg-Eppendorf
Dr. Gunnar Lund
Facharzt für Innere Medizin / Kardiologie
Schwerpunkt Kardio-MRT
Roentgeninstitut Düsseldorf
Dr. Kai Müllerleile
Herzzentrum, UK Hamburg-Eppendorf
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