Cardio-CT und Cardio-MRT

Cardio-CT im CCB: Technologie der neuesten Generation.

Heute sind die Herzgefäße im Cardio-CT noch besser darstellbar

Seit gut 10 Jahren hat die Entwicklung in der CT-Technologie dazu geführt, dass diagnostische Bilder der Herzkranzgefäße (Koronararterien) auch ohne eine Herzkatheteruntersuchung möglich sind.
Man kann sich vorstellen, welche technischen Hürden zu überwinden waren, wenn man bedenkt, dass die Herzgefäße im Durchmesser nur 1–4 mm messen, mit dem Herzschlag ständig in Bewegung sind und zudem mitten im Brustkorb liegen, umgeben von Bindegewebe, Luft in der Lunge und Rippen. Diese anatomischen Besonderheiten erklären, warum die Herzgefäße im Vergleich mit allen anderen Organen so schwer von außen darstellbar sind.

Mehr über die Entwicklung der Cardio-Ct Technologie erfahren

Die neuen Geräte sind schneller. In nur 160 Millisekunden ein hochauflösendes Bild der Koronararterien

Während der CT-Untersuchung ist über eine Sprechanlage immer ein Mitarbeiter mit den Patienten in Kontakt.
Während der CT-Untersuchung ist über eine Sprechanlage immer ein Mitarbeiter mit den Patienten in Kontakt.

Durch die Kombination aus hoher Geschwindigkeit der Patientenliege, schneller Rotation der beiden Röhren und vielen Detektorzeilen (2 x 192) kann der gesamte Koronarbaum in nur 160 ms abgebildet werden.

Mit der neuesten Gerätegeneration wurde jetzt noch einmal ein gewaltiger Entwicklungsschub verwirklicht. Das neue Cardio CT- Gerät zeichnet sich durch 2 x 192 Detektorzeilen und eine sehr schnelle Rotationszeit der Röntgenröhren aus. Um die Bildaufnahmezeit („Bildakquisition“) zu verkürzen, verfügt das Gerät nicht wie in den früheren Gerätegenerationen nur über eine, sondern über zwei Röntgenröhren. Trotz des hohen Gewichts dieser Röhren erfolgt die Rotation um den Patienten herum in nur 250 Millisekunden. Durch den Einsatz von zwei statt nur einer Röntgenröhre wird die Bildaufnahmezeit halbiert. Für das komplette Bild ist eine halbe Umdrehung um den Patienten erforderlich, so dass folgerichtig in nur 66 Millisekunden eine komplette dreidimensionale Darstellung erfolgt. Auf diesem Weg kann das schlagende Herz auf dem Bild „eingefroren“ werden. Gleichzeitig bewegt sich die Patientenliege mit sehr hoher Geschwindigkeit durch das CT hindurch – mit fast 1 m/s. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an Mechanik und Elektronik.

Davon profitieren Patienten im CCB: Geringe Strahlendosis — geringe Konstrastmittelgabe.

Die bewegten technischen Teile des CT-Gerätes wiegen 1,6 Tonnen und entwickeln Beschleunigungskräfte, die weit über jenen in einem Kampfjet liegen. Der Patient bekommt davon glücklicherweise nichts mit. Vielmehr erlaubt die Technologie aufgrund der Geschwindigkeit und der neuen Kombination aus Röhren mit hoher Stromleistung und den neuen Detektorsystemen, dass die Strahlendosis im Vergleich mit einer Herzkatheteruntersuchung auf ca. 1/10 reduziert wird. Tatsächlich beträgt die Strahlendosis bei einem normalgewichtigen Patienten in der Regel nur etwa 0,3 mSv, entsprechend einem Langstreckenflug nach Amerika mit Hin- und Rückflug. Zum Vergleich beträgt die Dosis eines einfachen Röntgenbildes des Brustkorbs ca. 0,15 mSv. Die jährliche natürliche Strahlendosis, der wir in Deutschland durchschnittlich ausgesetzt sind, liegt bei 2,5 – 3 mSv.

Zugleich erlaubt die hohe Untersuchungsgeschwindigkeit, dass nur wenig Kontrastmittel eingesetzt werden muss. Trotzdem ist die Ortsauflösung dank der technischen Entwicklung weiter verbessert worden. Sie liegt jetzt bei 0,24 mm (22 Linienpaare/cm) und kommt somit an das Niveau der Herzkatheteruntersuchung heran.

Zusammenfassend kann man festhalten, dass aufgrund der technischen Entwicklung eine mittlerweile sehr ausgereifte Methode zur Verfügung steht, die eine Darstellung der Herzkranzgefäße mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit erlaubt, ohne dass ein invasiver Eingriff notwendig wäre. Die erforderliche Kontrastmittelmenge ist mit der Herzkatheteruntersuchung vergleichbar. Die Strahlendosis (minimal 0,2 – 0,3 mSv) liegt beträchtlich unter der Dosis bei einer Herzkatheteruntersuchung, obgleich diese mit 2 – 5 mSv auch nur gering ist (abhängig vom Körperbau des Patienten und der Untersuchungsdauer).

Einsatzgebiet: Koronarkalkbestimmung

  • Bei den meisten Menschen entwickelt sich im Laufe des Lebens eine Verkalkung der Herzkranzgefäße, d.h. Koronarkalk.
  • Koronarkalk ist ein fester Bestandteil der Plaquebildung in den Herzgefäßen (koronare Atherosklerose).
  • Dies führt zur Verengung der Gefäße. Wie der Begriff Atherosklerose bereits nahe legt, ist der Kalk neben der Atherombildung ein wesentlicher Bestandteil der Plaques. Das Atherom beruht vor allem auf der Ansammlung von Cholesterinpartikeln. Diese cholesterinhaltigen, atheromatösen Plaquebestandteile gelten als besonders kritisch, weil sie in der Regel Ausdruck eines Plaquewachstums sind. Das Atherom innerhalb der Plaque kann aufbrechen („rupturieren“) und so zu einem akuten Gefäßverschluss führen. Wir wissen aus einer Vielzahl von Untersuchungen, dass die Atherombildung durch eine gleichzeitige Koronarkalkbildung begleitet wird. Zwar gibt es häufig insbesondere bei jungen Menschen und bei Rauchern auch nicht verkalkte Plaques.
  • Die Koronarkalkbestimmung erlaubt keine Aussage im Hinblick auf die atheromatösen Plaquebestandteile.
  • Trotzdem erhält man ein zuverlässiges Maß der Gesamtplaquebildung, denn ab einer gewissen Ausdehnung findet man fast immer auch Koronarkalk.
  • Der Koronarkalk zeigt das Ausmaß der koronaren Plaquebildung (Atherosklerose) an. Vielfache Untersuchungen haben gezeigt, dass Menschen mit überdurchschnittlich viel Koronarkalk auch ein überdurchschnittlich hohes Koronarrisiko im Hinblick auf einen Herzinfarkt oder andere gefährliche Ereignisse haben.
  • Der Koronarkalk lässt sich recht leicht quantifizieren. Dies geschieht mit Hilfe des nach dem Erstbeschreiber benannten Agatston-Scores. Der Agatston-Score berücksichtigt die Ausdehnung der Verkalkung und die maximale Dichte, gemessen in Hounsfield Units. Werte oberhalb eines Agatston-Scores von 100 oder – je nach Alter und Geschlecht – auch oberhalb eines Wertes von 400 gelten als Marker eines erhöhten Koronarrisikos.
  • Die Werte werden in Bezug zu Referenzwerten gesetzt, die in der gesunden Bevölkerung in Deutschland erhoben worden sind (Heinz Nixdorf Recall Studie in den Städten Essen, Bochum und Mülheim). Ein Agatston-Score von 100 bei einem 55-jährigen Mann z.B. ergibt einen Wert auf der 75. Perzentile. Dies bedeutet, dass 75 % der gesunden Männer im gleichen Alter weniger Koronarkalk haben, während 25 % mehr Kalk haben.
  • Wenn ein Agatston-Score bei einzelnen Patienten stark erhöht ist, z.B. oberhalb der 90. Perzentile liegt, muss man von einem klinisch bedeutsam erhöhten Risiko ausgehen. Dies bedeutet nicht notwendigerweise, dass eine Herzgefäßverengung vorliegt. Vielmehr zeigt der Wert eine verstärkte Plaquebildung an. Er ist somit ein wichtiger Faktor für den Arzt, wenn es darum geht, die richtige Behandlung zu finden.
  • Bei einem hohen Agatston-Score wird man in der Regel versuchen, das Koronarrisiko z.B. mit einer cholesterinsenkenden Behandlung zu verbessern. Bei einem niedrigen Agatston-Score dagegen sind in der Regel keine besonderen Maßnahmen erforderlich.

Der Kalkscore in der Risikobestimmung

Der Koronarkalkscore wird zur sogenannten erweiterten Risikostratifizierung bei Patienten eingesetzt, deren Koronarrisiko unklar ist. In die Bewertung des Koronarrisikos gehen an erster Stelle die klassischen Risikofaktoren ein, also neben Alter und Geschlecht vor allem

  • Cholesterinwerte
  • Blutdruckwerte
  • Rauchgewohnheit
  • Diabetes
  • familiäre Vorgeschichte (Herzinfarkte oder andere Gefäßprobleme bei Verwandten 1. Grades).

Während die Risikofaktorenanalyse ein statistisches Risiko ergibt, erlaubt die Koronarkalkbestimmung eine unmittelbare Beurteilung des individuellen Gefäßstatus des betroffenen Patienten.

  • Haben die vorhandenen Risikofaktoren zu einer Gefäßschädigung – Plaquebildung – geführt oder noch nicht?
  • Wie ausgeprägt ist die Plaquebildung im Vergleich mit anderen Menschen des gleichen Alters?

Dies kann bei der Entscheidungsfindung bezüglich der weiteren Behandlung sehr hilfreich sein. Tatsächlich hat sich die Koronarkalkbestimmung im direkten Vergleich mit anderen Methoden, z.B. mit der Ultraschalluntersuchung der Halsschlagadern, als prognostisch überlegen erwiesen. Sie ist vor diesem Hintergrund Bestandteil der nationalen und internationalen Leitlinien geworden, was den Zugang zur Prävention und zur Risikoeinschätzung angeht. Verständlicherweise will man aber vermeiden, dass sämtliche Patienten eine Koronarkalkbestimmung erhalten. Sicherlich ist eine Vorauswahl ebenso wie eine gute Indikationsstellung wichtig, die sich aus dem Gespräch zwischen Patient und Arzt ergibt.

Nichtinvasive CT-Koronarangiographie (CTA)

Die moderne CT-Technologie erlaubt dank der sehr hohen räumlichen und zeitlichen Auflösung eine detaillierte Darstellung der Koronaranatomie, ohne dass ein Herzkatheter notwendig wäre. Im Unterschied zur reinen Koronarkalkbestimmung wird für diese Untersuchung eine Kontrastmittelgabe benötigt, damit das Innere der Koronargefäße gegenüber der Koronargefäßwand abgegrenzt werden kann. Ähnlich wie in der Herzkatheteruntersuchung lässt sich eine hochgradige Verengung der Gefäße oder ein Verschluss erkennen. Weil zugleich keine akuten Risiken bestehen und die Strahlendosis sehr gering ist, bietet sich die Untersuchung für viele Patienten an, wenn es um die Abklärung des Koronarstatus geht.

Bei sehr komplexer Koronaranatomie allerdings kommt man möglicherweise mit dem Kardio-CT nicht weiter, so z.B. nach vielfacher Stentimplantation, nach einer Bypass-OP (wenn es um die verbliebenen eigenen Gefäße geht) oder bei starken Verkalkungen.

Die CTA mittels Kardio-CT ist vor allem deshalb attraktiv, weil sie nicht nur das Gefäßinnere abbildet (wie beim Herzkatheter), sondern darüber hinaus auch die Gefäßwand.

Selbst wenn sich hochgradige Verengungen ausschließen lassen, kann man somit zusätzliche Informationen im Hinblick auf die Plaquebildung in der Gefäßwand und die Beschaffenheit der Plaques gewinnen. Ähnlich wie bei der Koronarkalkbestimmung ist auch dies in prognostischer Hinsicht wertvoll.

So konnte gezeigt werden, dass Patienten mit einer ausgeprägten Plaquebildung gegenüber Patienten mit freien Koronararterien ein deutlich höheres Risiko haben, selbst wenn keine hochgradigen Verengungen vorliegen.
Im Unterschied zur Koronarkalkbestimmung ist es allerdings schwierig, das in der CTA dokumentierte Gesamtbild quantitativ darzustellen. Ein einfacher Score – wie bei der Koronarkalkbestimmung der Agatston-Score – steht nicht zur Verfügung.

Für die Primärprävention beim Gesunden oder gar als Screeningmethode wird die CTA deshalb nicht eingesetzt. Vielmehr geht es darum, bei Patienten mit Beschwerden oder mit dem Nachweis einer Ischämiereaktion, also einer Durchblutungsstörung des Herzmuskels, eine möglichst hohe diagnostische Sicherheit bezüglich des Koronarstatus zu erhalten.

Die große Stärke der CTA liegt darin, dass man bei einem Normalbefund in der Untersuchung oder bei einer lediglich geringen Plaquebildung mit sehr guter Genauigkeit eine Gefäßverengung ausschließen kann.
Weitere Untersuchungen sind dann nicht mehr erforderlich. Umgekehrt werden hochgradige Stenosen sicher erkannt. In diesem Fall ist dann eine Herzkatheteruntersuchung erforderlich. Die Herzkatheteruntersuchung dient dabei nicht der Bestätigung des CT-Befundes. Vielmehr geht es darum, die Behandlung durchzuführen. Diese Behandlung erfolgt meistens mittels Implantation von Koronarstents.

Das Cardio-CT ist sogar für Patienten mit Herzrhythmusstörungen wie Vorhofflimmern geeignet

Während die früheren CT-Gerätegenerationen aufgrund der technischen Limitationen nicht in der Lage waren, Patienten mit Herzrhythmusstörungen wie z.B. Vorhofflimmern oder mit einer relativ hohen Herzfrequenz zu untersuchen, ist dies mit dem aktuellen, modernsten Gerät meist gut möglich.
Wenngleich die Datenlage in dieser Hinsicht noch nicht ausreichend ist, spricht vieles bereits dafür, dass jetzt sogar eine Nachuntersuchung nach Stentimplantation möglich ist (zumindest bei Stentgrößen ab 3 mm). Auch Bypasspatienten können gut untersucht werden. Selbst ausgeprägte Verkalkungen führen in der Regel nicht dazu, dass die Untersuchung nicht aussagekräftig ist.

Trotzdem gibt es natürlich Grenzen. Schmalkalibrige Stents oder sehr starke Verkalkungen können eine sinnvolle Untersuchung erschweren oder eine Beurteilung unmöglich machen. Eine Cardio-CT-Untersuchung ist dann nicht sinnvoll, wenn ohnehin ein Eingriff mit hoher Wahrscheinlichkeit durchgeführt werden muss, der ja nur über den Herzkatheter möglich ist. Die CTA bleibt rein diagnostisch. Aufgrund ihrer Stärken im Hinblick auf die geringe Strahlendosis und die diagnostische Sicherheit wird diese Methode nach unserer Ansicht eine zunehmend große Bedeutung in der Kardiologie erlangen.

Die Cardio CT/MRT Abteilung des CCB Frankfurt ist als DRG Schwerpunktzentrum für Kardiovaskuläre Bildgebung zertifiziert.