1. Der Patient leidet an kardiovaskulären Beschwerden
2. Ein kardialer MRT Scanner wird verwendet damit Ärzte Erkrankungen am Herzen erkennen können
3. Hierzu muss eine Rekonstruktion der Bilder vorgenommen werden
4. Es gibt unterschiedliche Bildgebungsverfahren wie Cine und Mapping sowie Ansichten wie die kurzen oder die langen Achsen
5. Es folgt eine Nachbearbeitung der Bilder (z.B. Segmentierung), durch die quantitative Werte berechnet werden können
6. Die quantitativen Werte werden zu einem Bericht zusammengefügt
7. Die Werte und die visuelle Untersuchung der Bilder zu einem Befund zusammengefasst, der behandlungsweisend ist
8. Der Patient kehrt glücklich ins Leben zurück
Unser Ziel ist es pathophysiologische Zusammenhänge besser darzustellen und das Verständnis derselben weiterzuentwickeln. Kardiovaskuläre Erkrankungen sollten als Systemerkrankungen betrachtet werden und sind charakterisiert durch die Wechselwirkungen zwischen physiologischen und pathophysiologischen Prozessen die zu myokardialen Schäden führen können. Die kardiovaskuläre MRT gestattet eine Differenzierung und Quantifizierung sowohl myokardialer Schäden als auch der Hämodynamik. Dabei ist nicht nur die Anwendung existenter Techniken relevant, sondern auch die Weiterentwicklung von Sequenzen, in Kooperation mit Naturwissenschaftlern, essentiell.
Einer unserer Forschungsschwerpunkt ist die myokardiale Gewebedifferenzierung mittels kardiovaskulärer MRT z.b. bei nicht-ischämischen Erkrankungen wie der Myokarditis oder der Herzmitbeteiligung bei Systemerkrankungen wie Muskeldystrophien oder rheumatologischen Erkrankungen. Die experimentellen Grundlagen werden in Phantomuntersuchungen, Sequenzoptimierungen und Studien zum Kontrastmitteleinfluß gelegt. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für krankheitsbezogene Studien mit dem Gesamtziel über eine Verbesserung der diagnostischen Möglichkeiten, therapierelevante Aussagen treffen zu können, respektive Therapien steuern zu können. Ein weiterer Schwerpunkt ist eine Erweiterung der nichtinvasiven Möglichkeiten bei der Quantifizierung der aortalen Hämodynamik als auch bei Vitien. Eine Vielzahl von Projekten wird am 1,5 Tesla MRT realisiert, bei anderen Projekten werden höhere Feldstärken (3 Tesla) genutzt. Eine besondere Herausforderung stellt die Evaluierung der Möglichkeiten der experimentellen Ultrahochfeld-MRT bei 7 Tesla dar.
Aus unserer Sicht ist es essentiell, sich bei einer therapieführenden Methode der Qualitätssicherung und Standardisierung zu widmen, auch um sich die Möglichkeiten der Künstlichen Intelligenz verlässlich nutzen zu können. Das Gebiet Data Science ist noch relativ jung in unserem Portfolio, aber stellt bereits jetzt einen integrativen Teil unserer Forschung dar. Im Vordergrund stehen Studien zur Definition und Minimierung des Einflusses von Confoundern auf Quantifizierungen.
An jedem unserer Projekte arbeiteten mehrere Mitglieder des Teams und es besteht eine enge Interaktion. Ohne Zweifel können sie die Kollegen gern direkt anschreiben, aber auch gern über unsere allgemeine E-mail Kontakt aufnehmen und wir kümmern uns um den richtigen Kontakt.
Der Herzmuskel bildet den überwiegenden Teil der Herzwand dar und wird vom Endo- und Epikard umgeben
Hämodynamik beschreibt die Strömungsmechanik des Blutes und die zugehörigen Kräfte
Datascience beschreibt eine Ansammlung an mathematischen und informatischen Methoden, die Gesetzmäßigkeiten in großen Datanmengen extrahieren
Team „Myokard”
Inflammatorische Erkrankungen unterschiedlicher Genese stellen den Mittelpunkt unserer Forschung dar. Dazu gehören die Myokarditis aber auch myokardiale Mitbeteiligungen bei Systemerkrankungen. Durch die Covidpandemie erfuhr das Gebiet eine besondere Bedeutung.
Seit vielen Jahren beschäftigen wir uns mit der Hypertrophen Kardiomyopathie, sowohl mit den Myokardveränderungen, aber auch mit einer Verbesserung des Verständnisses der intrakardialen Hämodynamik. Die Teilnahme an der HCMR-Studie stellt einen Meilenstein dar und wir erwarten wesentliche Erkenntnisse für die Therapieführung.
In den letzten Jahren haben wir interdisziplinäre Forschungsschwerpunkte etabliert. Kardiale Beteiligungen bei Muskeldystrophien stellen einen wesentlichen Schwerpunkt dar. Es konnte gezeigt werden, dass bei FSHD und PROMM (DM2) bereits bei erhaltener Pumpfunktionen bei bis zu einem Viertel der Patient*innen Narben oder/und Fettinfiltration im Myokard vorliegen. Diese Veränderungen scheinen prädiktiv für Herzrhythmusstörungen und Überleitungsstörungen zu sein. Das schnelle Remodelling der Erkrankung unterstreicht die Notwendigkeit einer regelmäßigen Betreuung der Patienten. Das Gebiet wird primär von Frau Dr. Blaszczyk verantwortet
Eine weitere Interaktion mit neurologischen Kollegen widmet sich dem Brain-Heart-Syndrom. Im Rahmen der Corona-Studie wird die Wechselwirkungen zwischen myokardialen und zerebralen Schäden beim akuten Schlaganfall untersucht.
Akute Veränderungen stehen bei der Charité übergreifenden BeLOVE Studie im Vordergrund.
Die, erfreulicherweise, zunehmende Überlebensrate bei onkologischen Erkrankungen führte zu einer zunehmenden Aufmerksamkeit auf kardioonkologische Forschung und die Mechanismen der Kardiotoxizitätsentstehung besser zu verstehen. Die Kardio-MRT kann die dabei entstandenen Myokardschäden detektieren und differenzieren, als auch mit einer hohen Genauigkeit funktionelle Veränderungen quantifizieren. Unser Schwerpunkt ist die Prädiktion einer kardiotoxischen Reaktion. Bereits vor ca. 20 Jahren konnten wir erstmals zeigen, dass ein Kardio-MRT-basierter Biomarker eine spätere Entwicklung einer Antrazyklin Kardiomyopathie prädiktiert. Mit neuen quantitativen Parametern gelang die Prädiktion einer späteren dilatativen Kardiomyopathie bereits am 2. Tag nach Beginn der Chemotherapie. Weitere Studien auf diesem Gebiet laufen.
Technische Weiterentwicklungen erfolgen in Kooperation mit der PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt), so zum Beispiel im Rahmen des EU Projektes QUIERO (Quantitative Imaging Enables Reproducible Outcomes). Hier sollen Sequenzen erforscht und validiert werden, welche gleichzeitig verschiedene Gewebeparameter analysieren können. Damit soll zum einen eine präzisere Untersuchung des Herzgewebes ermöglicht werden, zum anderen eine Verkürzung der Untersuchungsdauer.
Team „ Hämodynamik”
Unser Hämodynamikteam fokussiert sich auf das Verständnis von Veränderungen der Aorta bei Herzklappenerkrankungen und hat sich intensiv mit 4D-Flussmessungen auseinandergesetzt und erheblich zur methodischen Entwicklung beigetragen. Um die Methode verläßlich quantitativ einsetzen zu können wurde der der Einfluss von Feldstärken bis zu 7 Tesla, von Sequenzen und von Auswertesoftware untersucht. Diese Arbeiten unter Leitung von Herrn Dr. Trauzeddel gehen die Etablierung des MR-Hämodynamiknetzwerkes der Charité als Teil eines DZHK-Standortprojekts zur Standardisierung von kardiovaskulären Magnetresonanztomographieuntersuchungen ein. Der potenzielle klinische Impact wurde bei unterschiedlichen Aortenklappen vor und nach Behandlung durch Professor Dr med. Florian von Knobelsdorff-Brenkenhoff und Dr. med. Ralf-Felix Trauzeddel gezeigt. Um eine höhere räumliche und zeitliche Auflösung nutzen zu können, werden, zusammen mit der PTB unter Leitung von Dr. Schmitter, die Möglichkeiten des 7T MRT evaluiert.
Team „Datascience”
Das Datascienceteam beschäftigt sich mit der Schnittstelle zwischen Klinik und Datenanalyse. Dazu gehören automatische Fehleranalysemethoden, die das Analysieren und Vergleichen von unterschiedlichen Sequenzen und Readern vereinfachen und generisch gestalten sollen. Die Vergleichbarkeit unterschiedlicher Sequenzen, auf diversen Sites mit ungleichen Feldstärken sollen hierbei untersucht werden. Die Analyse von künstlichen Intelligenzen im klinischen Kontext in ihrer Präzision, statistischen Reproduzierbarkeit und Plausibilität der Segmentierungen sind ebenfalls Thema der Datasciencegruppe.
Zum Datascienceteam gehören z.B. die 2.EKG Studie, die einen Vergleich der EKG-Triggerung an Scannern verschiedener Feldstärken vornimmt. Die automatisierte Analyse und Vergleich von quantitativen Ergebnissen bei unterschiedlichen Auswerteprotokollen und Readern wird mit einem fortlaufenden Softwareprojekt namens Lazy Luna vorangetrieben (Thomas Hadler). Die Standardisierbarkeit von quantitativen Methoden in der Kardio-MRT bei Scannern mit verschiedenen Feldstärken und Sequenzen wird über eine Software namens Marissa betrieben.
Multicenter Studien
Teilnahme an:
2017 – ongoing BeLOVE Berlin Longterm Observation of Vascular Events – A Cohort Study aimed at understanding the relationships between Cardiovascular, Renal and Metabolic diseases
2019 – 2020 Myokardia A randomized double-blind, Placebo-controlled Clinical Study to Evaluate Mavacamten (Myk-461) in Adults with Symptomatic Obstructive Hypertrophic Cardiomyopathy
2016 – 2017 FSHD Cardiac Involvement in patients with facionscapulohumeral muscular dystrophy with preserved ejection fraction – risk stratification by cardiovascular magnetic resonance (CMR)
2014 – 2017
Gadacad Multicenter open-label study to evaluate efficacy of gadobutrol-enhanced cardiac magnetic resonance imaging (CMRI) for detection of significant coronary artery disease (CAD) in subjects with known or suspected CAD by a blinded image analysis, and for safety
2012 – 2013 Gadovist Untersuchung der myokardialen Vitalität mittels Kardiovaskulärer Magnetresonanztomographie (GV-VIA)
2013 MR-Inform MR-Perfusion imaging to guide management of patients with stable coronary artery disease
2009 Santhera A Phase III Double-Blind, Randomised, Placebo-Controlled Study of the Efficacy, Safety and Tolerability of Idebenone in the Treatment of Friedreich’s Ataxia Patients
2008 LVH Examine LVH – Exforge ® (Amlodipine/Valsartan) in patients with Left Ventricular Hypertrophy An open-label, randomized, parallel group study comparing the efficacy and safety of Amlodipine in combination with Valsartan compared to Losartan in combination with Hydrochlorothiazide given for 52 weeks on the regression of left ventricular hypertrophy in patients with mild-tomoderate hypertension
2006 Aspire A 36-week, multicenter, randomized, double-blind, placebo-controlled, parallel-group study to evaluate the efficacy and safety of alikiren on the prevention of left ventricular remodeling in high risk post-acute myocardial
2006 FIRE A Multicenter, Double blind, Randomized, Placebo Controlled Study to Measure the Effect of FX06 (a fibrin derived peptide Bβ15 42) on Ischemia Reperfusion Injury in Patients Undergoing Primary Percutaneous Coronary Intervention (PCI)
2005 Allay A 36 week, randomized, double-blind, multi-center, parallel group study comparing the efficacy and safety of aliskiren in combination with lorsatan compared to lorsartan on the regression of left ventricular hypertrophy in overweight patients with essential hypertension
2004 Telmar Telmisartan Effectivenes on Left ventricular Mass Reduction (Telmar) as assessed by MRI, in patients with mild to moderate hypertension – a prosprective, randomised, double-blind comparison of telmisartan 80mg oral, once daily to metoprololsuccinate 95mg oral, once daily over a period of month
2003 Gd-Bobta A Multicentre Pilot Study of Evaluation Optimal Contrast Medium Dosage and Imaging Parameters for the Assessment of Myocardial Perfusion and Delayed Enhancement by Cardiac MRI with Gd-Bobta
2003 Omniscan A Multicentre Phase 3, Open-Label Study of Gadodiamide Injection (Omniscan) in Myocardial Perfusion Magnetic Resonance Imaging (MRI)