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Das Westdeutsche Herz- und Gefäßzentrum Essen mit der Klinik für Kardiologie und Angiologie befindet sich auf dem Gelände des Universitätsklinikums Essen. Sollten Sie die Routenplanung selbst vornehmen wollen, dann schauen Sie unsere Wegbeschreibung oder benutzen Sie bitte folgende Postadresse:

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Standort

Multimodales Imaging in der Rhythmologie

Die Arbeitsgruppe Multimodale kardiovaskuläre Bildgebung in der Rhythmologie beschäftigt sich mit der Identifikation und genauen Charakterisierung von Arrhythmiemechanismen mit Hilfe moderner bildgebender Verfahren.

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Multimodales Imaging in der Rhythmologie

Herzrhythmusstörungen stellen aufgrund der Häufigkeit und der damit verbundenen Morbidität und Mortalität eine Herausforderung für die moderne kardiovaskuläre Medizin dar. Neben dem Vorhofflimmern ist der plötzliche Herztod durch maligne Kammerarrhythmien die nach Häufigkeit und Morbidität dominierende Herzrhythmusstörung des Menschen. Für eine zielgerichtete, patienten-individualisierte Therapie von Herzrhythmusstörungen bedarf es eines fundierten Verständnisses des zugrundeliegenden Mechanismus der Arrhythmie. Die Arbeitsgruppe Multimodale kardiovaskuläre Bildgebung in der Rhythmologie beschäftigt sich mit der Identifikation und genauen Charakterisierung von Arrhythmiemechanismen mit Hilfe moderner bildgebender Verfahren. Dies erfolgt in enger Zusammenarbeit mit der Klinik für Nuklearmedizin sowie dem Institut für diagnostische und interventionelle Radiologie. Mit der Schwerpunktprofessur Nuklearkardiologie (Univ.-Prof. Dr. med. C. Rischpler) steht uns am Standort eine unschätzbare Kooperation zur Verfügung, die eine klinische Umsetzung von innovativen Bildgebungskonzepten ermöglicht. Durch diese Kooperation gelingt es, funktioneller Bildgebungsinformationen moderner SPECT und PET Technologien mit morphologischen Bildgebungsinformationen (CT oder MRT) im Sinne einer Hybridbildgebung zu fusionieren. Insbesondere im Bereich des PET/MRTs nimmt das Universitätsklinikum Essen eine Vorreiterrolle ein, als dass hier seit März 2012 einer der ersten integrierten PET/MRT Scanner für die simultane Akquisition von PET Daten sowie eines 3 Tesla MRTs zur Verfügung steht.

Vegetative Innervationsanalyse

Ein Schwerpunkte der Arbeitsgruppe ist die Charakterisierung des Einflusses des autonomen Nervensystems (Sympathikus und Parasympathikus) auf die Entstehung von Herzrhythmusstörungen in Kooperation mit der Klinik für Nuklearmedizin. Das zugrundeliegende Prinzip dieser Untersuchung ist, dass ein künstlich hergestellter Metabolit analog zu einem körpereigenen Stoff im Körper aufgenommen wird, mit einer gering radioaktiven Substanz markiert und intravenös verabreicht wird. Mittels einer PET Kamera kann diese Strahlung detektiert und ein funktionelles Bild des Stoffwechselvorganges generiert werden. Vor der Einführung der Hybridbildgebung mittels PET/CT mussten sich diese Analysen zumeist auf den muskelstarken linken Ventrikel konzentrieren. In Kooperation mit der Klinik für Nuklearmedizin entwickelten wir eine Methode, um mit dem Radionuklid 123Iod-MIBG die Innervation des rechten und linken Ventrikels getrennt zu bestimmen. Dabei quantifiziert diese Bildgebung die Verminderung der neuronalen Wiederaufnahme des Katecholamines Noradrenalin in die Präsynapse im Rahmen einer ventrikulären Innervationsstörung.

Dabei konnten wir mit der SPECT/CT Hybridbildgebung zeigen, dass eine Innervationsstörung spezifisch des linken Ventrikels einen signifikanten Prädiktor für kardiovaskuläre Ereignisse darstellt.

Abbildung 1. Getrennte Analyse der sympathischen Innervation des rechten und linken Ventrikels mittels 123I-MIBG SPECT/CT

Als Fortführung dieses Ansatzes beschäftigt sich die Arbeitsgruppe aktuell mit der Innervationsanalyse in Patienten mit akuter Myokarditis. Dieser sehr oft junge, gesunde Patienten betreffende Erkrankung ist charakteristisch, dass oft ein erhöhtes Risiko für bösartige Herzrhythmusstörungen besteht, jedoch neben der linksventrikulären Pumpfunktion kaum eine etablierte Methode zur Risikostratifizierung besteht. Zusammen mit komplexen EKG-Analysen (Herzfrequenzvariabilität mit Analyse der drei Frequenzbänder) untersuchen wir aktuell den Stellenwert der 123I-MIBG SPECT/CT Untersuchung für die Risikostratifizierung in diesem Patientenkollektiv.

Atriales remodeling

Auf Vorhofebene stellt die Charakterisierung des arrhythmogenen Substrates in Patienten mit Vorhofflimmern einen wesentlichen Schwerpunkt der Arbeitsgruppe dar. In Kooperation mit dem Institut für diagnostische und interventionelle Radiologie haben wir am Standort eine bildgebende Untersuchungsmodalität zur Quantifizierung des atrialen Remodellings (Fibrosierung) mittels Gadolinium-unterstützter MRT etabliert.

Die Gadolinium-unterstützte Magnetresonanztomographie basiert dabei auf dem Prinzip, das vergrößerte Extrazellulärvolumen im Rahmen der atrialen Fibrosierung zu visualisieren und stellt somit eine rein morphologische Bildgebungsmodalität dar. Aus diesem Grund arbeiten wir in Kooperation mit der Klinik für Nuklearmedizin an der Möglichkeit, den strukturellen Umbau im Rahmen von Vorhofflimmern mittels funktioneller hochauflösender Methoden der Nuklearmedizin zu untersuchen. Hintergrund dieses Projektes ist, dass mit der 18F-FDG PET/CT bzw. PET/MRT Untersuchung Stoffwechselvorgänge durch Verabreichung eines radioaktiv markierten Zuckers visualisiert werden können. Es stehen hierfür drei Untersuchungsprotokolle zur Verfügung, die je nach Vorbereitung und Durchführung der Untersuchung primär Inflammation, Vitalität oder maligne Stoffwechselprozesse darstellen vermögen. Bei Vorhofflimmern wird neben der atrialen Fibrosierung eine inflammatorische Reaktion der Vorhöfe vermutet, welche maßgeblich an der Entstehung und Aufrechterhaltung der Arrhythmie beteiligt sein dürfte.

Im Rahmen dieses Projektes wird untersucht, ob es bei Vorhofflimmern zu einer vermehrten Aufnahme des radioaktiv markierten Zuckers (18F-FDG) als Ausdruck der atrialen Inflammation kommt. Insbesondere wird untersucht, ob dieser atriale Uptake im Inflammationsprotokoll am stärksten ausgeprägt ist, gemäß dem vermuteten Pathomechanismus einer atrialen Inflammationsreaktion.

Abbildung 2. Erstellung eines dreidimensionalen Abbildes des linken Vorhofes mit Kodierung des Fibrosierungsgrades
Abbildung 3. 18F-FDG Aufnahme in einem 55-jährigem Patienten mit persistierendem Vorhofflimmern

Unser Team

Ausgewählte Publikationen

  1. Siebermair J, Köhler MI, Kupusovic J, Nekolla SG, Kessler L, Ferdinandus J, Guberina N, Stuschke M, Grafe H, Siveke JT, Kochhäuser S, Fendler WP, Totzeck M, Wakili R, Umutlu L, Herrmann K, Rassaf T, Rischpler C. Cardiac fibroblast activation detected by Ga-68 FAPI PET imaging as a potential novel biomarker of cardiac injury/remodeling. J Nuc Cardiol [accepted 04/14/2020]
  2. Siebermair J, Lehner S, Sattler SM, Rizas KD, Beckmann BM, Becker A, Schiller J, Metz C, Zacherl M, Vonderlin N, Rassaf T, Dobrev D, Rischpler C, Kääb S, Hacker M, Todica A, Wakili R. Left-ventricular innervation assessed by 123I-SPECT/CT is associated with cardiac events in inherited arrhythmia syndromes. Int J Cardiol. 2020 Mar 6 [Epub ahead of print]
  3. Siebermair J, Suksaranjit P, McGann CJ, Peterson KA, Kheirkhahan M, Baher AA, Damal K, Wakili R, Marrouche NF, Wilson BD. Atrial fibrosis in non-atrial fibrillation individuals and prediction of atrial fibrillation by use of late gadolinium enhancement magnetic resonance imaging. J Cardiovasc Electrophysiol. 2019 Apr;30(4):550-556
  4. Siebermair J, Kholmovski EG, Marrouche N. Assessment of Left Atrial Fibrosis by Late Gadolinium Enhancement Magnetic Resonance Imaging: Methodology and Clinical Implications. JACC Clin Electrophysiol. 2017 Aug;3(8):791-802
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