Magnetfeldanalyse des Herzens (Magnetokardiografie)

Bei jeder Bewegung im menschlichen Körper entstehen elektrische Ströme durch Nervenimpulse und Muskelerregung (Bio-Elektrizität). In der Medizin werden diese Ströme zu diagnostischen Zwecken aufgezeichnet und ausgewertet. Durch Aufbringen von Elektroden auf die Haut können Herzströme (Elektrokardiogramm, EKG) und Hirnströme (Elektroenzephalogramm, EEG) registriert werden.

Jeder Strom erzeugt ein Magnetfeld. Dieses Phänomen wird Elektromagnetismus genannt. Das Magnetfeld ordnet sich kreisförmig um den Strom herum an und wandert mit ihm. Ändert der Strom seine Richtung, verhält sich das Magnetfeld gleichermaßen. Die Stromstärke bestimmt die Magnetfeldstärke. Auch die im menschlichen Körper ablaufenden elektrischen Aktivitäten erzeugen Magnetfelder. Diese biomagnetischen Felder sind extrem schwach, können aber auch für die Erkennung von Erkrankungen genutzt werden. Die magnetischen Felder der Hirnströme werden mit der Magnetoenzephalografie (MEG), die der Herzströme mit der Magnetokardiografie (MKG) gemessen.

Elektrische Felder und magnetische Felder haben unterschiedliche physikalische Eigenschaften im Hinblick auf die Ausbreitung, da die Durchlässigkeit von Materie für elektrische und magnetische Felder sehr verschieden ist. Der elektrische Widerstand bestimmt die Durchlässigkeit für den Strom. Je größer der Widerstand, desto geringer die Fortleitung des Stroms. Die magnetische Permeabilität ist maßgeblich für die Ausbreitung eines Magnetfeldes. Je größer die Permeabilität von Materie, desto weiter kann sich das Magnetfeld ausbreiten.

Menschliches Körpergewebe hat einen hohen elektrischen Widerstand (die elektrische Leitung in Nerven und Muskeln ist ein aktiver, energieverbrauchender Prozess). Daher breiten sich elektrische Felder im Körper nur sehr schwer aus. Die Permeabilität für magnetische Felder jedoch ist hoch, was eine nahezu ungehinderte Ausbreitung ermöglicht. Dieser physikalische Unterschied ist der Grund für die deutlich höhere Empfindlichkeit der Magnetfeldanalyse mit der MKG für die Erkennung von krankhaften Prozessen am Herzen.

Jeder Herzschlag erzeugt eine elektrische Aktivität. Je stärker das Herz unter körperlicher Belastung arbeiten muss, desto größer ist die ‘Stromproduktion’. Dies geht allerdings nur, wenn eine ausreichende Durchblutung genug Sauerstoff und Nährstoffe für die Herzmuskelzellen zur Verfügung stellt und die Herzmuskelzelle selbst gesund ist. Erkrankte Zellen weisen im Vergleich zu gesunden Zellen eine niedrigere Spannung auf. Die krankhaften Veränderungen der Herzströme können mit dem EKG erfasst werden, allerdings erreichen aufgrund des hohen elektrischen Widerstandes der umgebenden Gewebe nur weniger als 10 % davon die Hautoberfläche. Das Magnetfeld der Herzströme steht aufgrund der guten Permeabilität der Körpergewebe jedoch zu fast 100 % für eine Auswertung zur Verfügung.
Über einen mathematischen Prozess kann die Stromquelle aus der Magnetfeldverteilung rekonstruiert werden. Damit wird eine über neunzigprozentige Auswertbarkeit der Herzströme erreicht. Die Magnetfeldanalyse hat also im Vergleich zur EKG eine deutliche höhere Sicherheit und Genauigkeit der ärztlichen Diagnose in Bezug auf das Vorliegen einer Herzerkrankung.

Nachteil der MKG-Methode ist der hohe Aufwand, der für die Analyse des Herzmagnetfeldes notwendig ist. Der Umweltmagnetismus ist millionenfach größer als das Magnetfeld des Herzens. Daher muss der Patient für die Messung in einem speziellen Untersuchungsraum abgeschirmt werden. Die Magnetfeldsensoren sind höchstempfindlich und aufwendig im Betrieb.

Die Analyse des Magnetfeldes erfordert eine spezielle Computer-Software und Spezialkenntnisse des Arztes. Die Kosten für eine Untersuchung sind im Vergleich zur EKG daher deutlich höher. Die Durchführung der Untersuchung ist für den Patienten unbedenklich. Sie ist vergleichbar mit einem Belastungs-EKG auf einem Fahrradergometer. Die Methode ist berührungsfrei. Es wird kein Kontrastmittel verwendet und dem Patienten keine Energie in irgendeiner Form - also auch keine Strahlen - zugeführt.

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