Fetale kardio-vaskuläre und funktionelle Magnetresonanztomographie (MRT) mittels MRT-kompatiblem Doppler-Ultraschall-Sensor

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Björn Schönnagel
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie ; Gynäkologie und Geburtshilfe
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 261420088

Kongenitale Herzfehler (CHD) und die intrauterine Wachstumsrestriktion (IUGR) zählen zu den häufigsten fetalen Pathologien und sind mit einer hohen Morbidität und Mortalität assoziiert (Thompson 2012). Aktuell stellt die fetale (Doppler-) Ultraschalluntersuchung den Goldstandard in der pränatalen Diagnostik dieser Erkrankungen dar. Obwohl die Diagnose von CHD somit bereits intrauterin möglich ist, werden diese im fetalen Ultraschall häufig übersehen (Abu-Harb 1994, Clane 1994, Abdul-Khaliq 2011). Zusätzlich wird die Aussagekraft des fetalen Ultraschalls durch verschiedene Faktoren wie z.B. mütterliche Adipositas, Oligohydramnion und die fetale Position limitiert. Auch die chronische fetale Hypoxämie, als Ursache einer IUGR, kann mittels fetalem Ultraschall indirekt anhand pathologischer materno- und fetoplazentarer Blutflussmuster diagnostiziert werden. Wiederholte Ultraschalluntersuchungen dienen hier auch zur Überwachung des Fetus, um einen kritischen Sauerstoffmangel an Veränderungen der fetalen Blutflussmuster zu erkennen und so den optimalen Zeitpunkt einer Geburtseinleitung bestimmen zu können (Baschat 2004). Diese Messungen erlauben jedoch nur eine indirekte Beurteilung des fetalen Sauerstoffmangels.Die kardio-vaskuläre MRT erlaubt beim Erwachsenen eine morphologische und funktionelle Analyse. Um Bewegungsartefakte durch Herzkontraktion und Gefäßpulsation zu vermeiden, wird zur notwendigen Triggerung der Herzaktion üblicherweise ein EKG verwendet. Aufgrund der intrauterinen Lage des Fetus ist eine herkömmliche EKG-Triggerung aber nicht möglich und somit die fetale kardio-vaskuläre MRT zur diagnostischen Bildgebung nicht einsetzbar.Die Entwicklung eines bisher einzigartigen MRT-kompatiblen Doppler-Ultraschall-Sensor (DUS) erlaubt die Triggerung des fetalen Herzschlages, und somit die morphologisch-funktionelle Beurteilung des Herzens und der Gefäße, was wir bereits erfolgreich im Tiermodell demonstrieren konnten (Yamamura 2009, Yamamura 2012, Ueberle 2012). Die bewegungsfreie Darstellung von Herz und Gefäßen unter Anwendung der sog. BOLD-Technik (MR-Oxymetrie) würde so auch erstmals die quantitative Bestimmung der fetalen Blut-Sauerstoffsättigung erlauben. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Weiterentwicklung und Optimierung des DUS zur erstmaligen Anwendung bei humanen Feten. Dabei soll die fetale kardio-vaskuläre MRT bei Feten mit V.a. CHD durch den Vergleich mit der Referenzmethode des fetalen Ultraschall evaluiert werden. Die erstmals quantitative Bestimmung der fetalen Oxygenierung soll durch die Kalibrierung von fetalen Hämoglobin-Sauerstoffsättigungen (in-vitro Nabelschnurblut) mit der in-vivo MR-Oxymetrie innerhalb großer fetaler Gefäße realisiert werden. Das DUS zur bewegungsfreien Darstellung des fetalen Herzens und der Gefäße hat großes Potential, die pränatale Diagnostik und Prognose von CHD und IUGR zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Dr. Chressen Remus; Dr. Manuela Tavares de Sousa; Privatdozent Dr. Jin Yamamura