Magnetokardiographie als diagnostisches Screening-Tool für Myokarditis und andere Arten von Kardiomyopathie (MagMa)

Die entzündliche Kardiomyopathie ist eine der häufigsten Ursachen für einen plötzlichen Herztod bei jungen Erwachsenen, da sie häufig unentdeckt bleibt. Außerdem ist es eine häufige Ursache für Herzinsuffizienz, die zu einem Kreislaufkollaps führen kann, der eine mechanische Kreislaufunterstützung oder eine Herztransplantation erforderlich macht. Einige Patienten benötigen möglicherweise zusätzlich zur Standardtherapie bei Herzinsuffizienz eine Immunsuppression. Für optimale Ergebnisse ist ein frühzeitiger Therapiebeginn entscheidend.

Eine entzündliche Erkrankung des Herzmuskels bzw. eine entzündliche Kardiomyopathie kann schwierig zu diagnostizieren sein, da sie häufig teure, zeitintensive und manchmal invasive Tests wie kardiale Magnetresonanztomographie (MRT) und Endomyokardbiopsien (EMB) erfordert. Daher besteht ein ungedeckter klinischer Bedarf an einem diagnostischen Screening mit niedriger Schwelle bei Patienten mit Verdacht auf Kardiomyopathie.

In dieser Studie bewerten die Forscher die diagnostische Genauigkeit der Magnetokardiographie (MCG) bei der Erkennung entzündlicher und anderer Arten von Kardiomyopathie. Die diagnostische Genauigkeit wird mit den Ergebnissen der fortgeschrittenen Bildgebung (kardiale Magnetresonanztomographie (CMR) und/oder Positronenemissions-Computertomographie (PET-CT)) und, sofern verfügbar, mit der Histologie aus der Endomyokardbiopsie/EMB verglichen.

CMR liefert umfassende strukturelle und funktionelle Daten und erkennt gleichzeitig Folgen von Entzündungen, wie Ödeme und späte Gadolinium-Anreicherung. Die PET-CT erfasst das Aktivitätsniveau und das Ausmaß der Entzündung durch Messung des Glukosestoffwechsels. Aufgrund der damit verbundenen Strahlenbelastung ist eine häufige Anwendung jedoch nicht möglich. EMB ist der Goldstandard für die endgültige Diagnose einer entzündlichen Kardiomyopathie und von entscheidender Bedeutung für den Beginn einer immunsuppressiven Therapie, da eine aktive Virusinfektion ausgeschlossen werden sollte. Aufgrund der begrenzten diagnostischen Ausbeute aufgrund von Probenahmefehlern und dem Risiko potenzieller Komplikationen ist der Einsatz jedoch auf ausgewählte Fälle beschränkt, bei denen ein hoher Verdacht besteht, dass eine spezifische Behandlung erforderlich sein könnte.

MCG basiert auf der Erkennung der Ionenbewegung im Myokard. Wenn im Herzen ein Aktionspotential erzeugt wird, entstehen Spannungsänderungen und damit ein elektromagnetisches Feld. Die Stärke und Richtung dieses Feldes werden durch den Ionenfluss sowohl innerhalb als auch außerhalb der Zellen beeinflusst. Typischerweise liegt das vom Herzen erzeugte Magnetfeld zwischen 10-15 und 11-11 Tesla.

MCG nutzt ein supraleitendes Quanteninterferenzgerät (SQUID), um das elektromagnetische Feld des Herzens (bis zu 10*-15 Tesla) zu erfassen. Die Messungen finden während der aufsteigenden T-Welle des Herzzyklus statt. Ein Vektorscore > 0,051 wurde in unserer kürzlich veröffentlichten retrospektiven Studie als pathologisch eingestuft. Der Prüfer beurteilt die diagnostische Genauigkeit von MCG im Vergleich zur kardialen Magnetresonanztomographie (CMR) oder Positronenemissions-Computertomographie (PET-CT) und Endomyokardbiopsie (EMB). Ergebnisse der EMB haben Vorrang vor fortgeschrittener Bildgebung. Die MCG-Ergebnisse werden unabhängig von zwei geschulten Fachkräften beurteilt, die keine Kenntnis von der klinischen Diagnose haben, wobei ein dritter Experte bei Meinungsverschiedenheiten entscheidet.

Das MCG-System nutzt eine Reihe von 64 hochempfindlichen Magnetsensoren, die als supraleitende Quanteninterferenzgeräte (SQUIDs) bekannt sind. Diese Sensoren werden in einer abgeschirmten Umgebung platziert, um Störungen durch externe elektromagnetische Quellen zu reduzieren. SQUIDs erfassen Schwankungen im Magnetfeld des Herzens während des Herzzyklus und korrelieren diese Veränderungen mit dem EKG. Um elektromagnetisches Rauschen herauszufiltern, werden mehrere Frequenzfilter eingesetzt. Die Messungen liefern eine dreidimensionale Ansicht des Magnetfelds, die zur Erzeugung eines zusammengesetzten Vektors verwendet wird, der die primäre elektrische Achse des Herzens darstellt. Bei der Beurteilung entzündlicher Kardiomyopathien liegt der Schwerpunkt auf dem Vektor, der mit der T-Welle des Aktionspotentials verbunden ist, insbesondere zwischen dem Beginn der T-Welle in einem 12-Kanal-EKG und dem Maximum der T-Welle (T-Anfang- Tmax-Intervall). Ein T-Wellen-/MCG-Vektor-T-beg-Tmax-Wert ≥ 0,051 wurde als Hinweis auf eine Pathologie identifiziert, wie in unserer früheren Forschung gezeigt wurde (Brala et al, JAHA, 2023, PMID: 36744683).

Das Ziel dieses Projekts ist die Validierung der diagnostischen Genauigkeit von MCG für die Diagnose entzündlicher und anderer Arten von Kardiomyopathie.