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Kardio-CT

Die Kardio-Computertomographie (Synonyme: Kardio-CT; CT-Kardio, kardiale Computertomographie (CT); Koronar-CT (CCTA)) bezeichnet ein radiologisches Untersuchungsverfahren, bei dem mit Hilfe der Computertomographie (CT) das Herz und seine versorgenden Gefäße dargestellt wird.

Bei der Kardio-CT kann man verschiedene Untersuchungsmodalitäten unterscheiden. Zum einen die Calcium-Score-Analyse (Calciumscoring; Kalziumscoring; Bestimmung des Ausmaßes kalzifizierter Plaques in den Koronararterien (Arterien, die kranzförmig das Herz umgeben und den Herzmuskel mit Blut versorgen); Calciumscore/Kalziumscore/Kalk-Score), zum anderen die Angiographie (Gefäßdarstellung) der Koronargefäße (Herzkranzgefäße; Koronarangiograpie) bzw. der Bypässe (Umgehungskreisläufe). Alle drei können das Ausmaß der Gefäßverkalkung genau wiedergeben.

Indikationen (Anwendungsgebiete)

  • Vorsorgeuntersuchung bei Patienten mit mehreren Risikofaktoren (wie beispielsweise Rauchen; Übergewicht; Verdacht auf Atherosklerose (Arteriosklerose, Arterienverkalkung); Diabetes mellitus; Hypothyreose (Schilddrüsenunterfunktion); Parodontitis (Entzündung des Zahnhalteapparates) etc.)
  • Ausschluss der Frühphase einer Koronarsklerose/Koronare Herzkrankheit (KHK); jedoch nicht bei Angina pectoris ("Brustenge"; plötzlich auftretender Schmerz in der Herzgegend)/mögliches Infarktzeichen)
    • Bei Patienten mit niedriger Vortestwahrscheinlichkeit besteht eine Level-IIA- bzw. Level-IIB-Indikation in der Diagnostik der KHK [5] 
    • Primärer Untersuchungstest zur Evaluation für das Vorliegen einer KHK [8]
  • Nach Myokardinfarkt (Herzinfarkt) – Begutachtung des Herzens zum Nachweis des lädierten Herzareals (Ausmaße des Infarktes)

Die Kardio-CT ist für den akuten Notfall nicht geeignet, da keine Interventionen durchgeführt werden können. Hierbei ist die Methode der Wahl die Herzkatheteruntersuchung.

Das Verfahren

Die Computertomographie zählt zu den nicht invasiven, das heißt nicht in den Körper eindringenden, bildgebenden röntgendiagnostischen Verfahren. Der Körper bzw. der zu untersuchende Körperteil wird Schicht für Schicht mit einer schnell rotierenden Röntgenröhre dargestellt. Ein Computer misst dabei die Abschwächung der Röntgenstrahlen beim Durchtritt durch den Körper und ermittelt daraus ein ausführliches Bild des zu untersuchenden Körperabschnittes.

Das Prinzip der CT (Computertomographie) ist es, die Dichteunterschiede der verschiedenen Gewebe darzustellen. So hat zum Beispiel Wasser eine andere Dichte als Luft oder Knochen, was sich in unterschiedlichen Graustufen ausdrückt. 

Zur Darstellung der Gefäße inkl. der Koronararterien wird dem Patienten ein jodhaltiges Kontrastmittel verabreicht. Dadurch kann der Radiologe bei der Untersuchung noch präziser Bilder vom eventuell vorliegenden Krankheitsprozess erhalten. Zusätzlich wird ggf. noch ein Herzfrequenz senkendes Medikament verabreicht, um die Herzaktionen deutlicher sichtbar machen zu können.

Die Untersuchung erfolgt im Liegen. Innerhalb von 10 min ist das Gefäßsystem des Herzens darstellbar (vom Auflegen auf den Untersuchungstisch bis zum Absteigen werden nur 10 min benötigt).

Die neuesten Geräte arbeiten im Multislice-Verfahren, d. h. es werden mehrere Schichten gleichzeitig angefertigt. Bei modernen Untersuchungsgeräten handelt es sich um einen 64-Zeiler, d. h. 64 Schichten werden gleichzeitig angefertigt. Vergleichbar ist diese Methode mit einem Rettig, der in Spiralform geschnitten wird. Hierbei handelt es sich aber dann nur um eine Scheibe und bei der beschriebenen Methode werden also 64 Scheiben ineinander als Spirale angefertigt und vom Computer verarbeitet. 

Moderne Geräte arbeiten zudem mit einer sogenannten Low-dose-Technik, d. h. es werden nur noch 50 % der Strahlung notwendig um diese präzisen Aufnahmen mit einer Schichtstärke von bis zu 0,4 mm herstellen zu können. 
Neue Rekonstruktionsalgorithmen (Rekonstruktionsrechenverfahren) ermöglichen diese Präzision.

Zur Darstellung der Gefäße inkl. der Koronararterien (CT-Koronarangiographie; cCTA, engl. Cardiac computed tomography angiography); Koronar-CT-Angiographie) ist die Gabe von jodhaltigem Kontrastmittel erforderlich.

Die kardiale Computertomographie bietet zwei Untersuchungsmodalitäten:

  • native Computertomographie (CT; Computertomographie ohne Kontrastmittel) zur Quantifizierung des Koronarkalks mittels Calciumscoring (Kalziumscoring)
  • kontrastmittelgestützte CT-Angiographie (cCTA; Verfahren, mit dessen Hilfe Blutgefäße im Körper dargestellt werden können) zur anatomischen und morphologischen Beurteilung von Koronarstenosen ("Verengungen von Herzkrankgefäßen).

Durch eine EKG-gestützte Strahlung kann auch die bei der Untersuchung auftretende Strahlung reduziert werden. Sie liegt zwischen einem und sechs Millisievert. Dabei kommen zwei Untersuchungstechniken zum Einsatz:

  • retrospektiv EKG-gegatete Spiraluntersuchung; Strahlenexposition: funktionelle Analysen sind möglich; 5-10 mSv
  • prospektiv EKG-getriggerte Sequenzuntersuchung („Step and shot“); Bildakquise wird durch das EKG des Patienten gesteuert; funktionelle Analysen sind inzwischen ebenfalls möglich; niedrige Strahlenexposition: 2-3 mSv 

Inzwischen ist die kardiale Computertomographie mittels der Dual-Source-CT-Technologie (DSCT) und mit CT-Systemen mit einer großen Detektorbreite (256-Zeilen-Single-Source-CT [SSCT]) während eines einzelnen Herzschlages durchführbar.

Calciumscoring

Die Quantifizierung des Koronarkalks erfolgt mittels der Agatston-Methode:

Agatston-Score-Kategorie Agatston-Score-Risikoperzentile
0 (keine Koronarkalzifikationen) 0 % (sehr geringes Risiko)
1-10 (minimale Koronarkalzifikationen) 1-25 % (niedriges Risiko)
11-100 (milde Koronarkalzifikationen) 26-50 % (mildes Risiko)
101-400 (moderate Koronarkalzifikationen) 51-75 % (moderates Risiko)
> 400 (schwere Koronarkalzifikationen) 76-95 % (hohes Risiko)

Das Calciumscoring gilt als zuverlässiger Risikoprädiktor.

CT-Koronarangiographie (cCTA)

Die quantitative Auswertung der cCTCA erfolgt standardisiert mithilfe des CAD-RADS-Systems (Coronary Artery Disease Reporting and Data System) durch Bestimmung des maximalen prozentualen Stenosedurchmessers anhand der folgenden Graduierung:

CAD-RADS Kategorie  Stenose
 0  keine sichtbare Stenose (0 %)
 1  minimale Stenose (1-24 %)
 2  milde Stenose (25-49 %)
 3  moderate Stenose (50-69 %)
 4  schwere Stenose (70-99 %)
 5  totaler Gefäßverschluss (100 %)

Die CT- Koronarangiographie ermöglicht eine sichere und schnellen Ausschluss einer stenosierenden koronaren Herzkrankheit (KHK). Des Weiteren ermöglicht das Verfahren eine zuverlässige Langzeitprognose bei Patienten ohne Nachweis einer KHK.

Bei Vorliegen einer intermediären Stenose erfolgt die Messung der fraktionellen Flussreserve.

CT-basierte Messung der fraktionellen Flussreserve (FFR)

Die FFR gibt das Verhältnis des mittleren Blutdrucks distal der Stenose zum aortalen Mitteldruck an; gilt als Kennzahl, die eine Aussage darüber zulässt wie sehr eine Stenose den Blutfluss im Koronargefäß einschränkt; Goldstandard zur Analyse einer Koronarstenose; Messung üblicherweise mittels invasiver Koronarangiographie. 
Die Messung der FFR ist inzwischen CT-basiert möglich (= CT-FFR); der Wert kann für jeden beliebigen Abschnitt des Koronarsystems berechnet werden.

Indikation

  • Angiographisch mittelgradige Stenose bei:
    • nicht eindeutiger Klinik oder
    • bei nicht eindeutigem oder nicht vorliegendem Ischämienachweis.
FFR-Wert  Interpretation
1 Normalwert
> 0,80 Ausschluss einer hämodynamisch relevanten Stenose
< 0,75 hämodynamisch relevante Läsion
Inzwischen hat sich ein Cut-off-Wert von 0,8 durchgesetzt

Beachte: Die FAME-Studie hat bestätigt, dass Patienten mit stabiler koronarer Herzkrankheit (KHK) und Stenosen mit einer FFR > 0,8 nicht von einer perkutanen koronaren Intervention (PCI) profitieren [6].

Myokardperfusions-CT

Neben den zuvor aufgeführten klassischen Untersuchungsmodalitäten ist inzwischen die myokardiale CT-Perfusion zur Ischämiediagnostik (Diagnostik zur Feststellung einer Minderversorung des Myokards/Herzmuskel) hinzugekommen. Der Funktionstest wird in Ruhe und unter pharmakologischer Belastung durchgeführt. So können fixierte und belastungsinduzierte Ischämien dargestellt und unterscheiden werden. Das Verfahren ermöglicht mit hoher Präzision eine morphologische und funktionelle Analyse der Myokardischämie (Minderversorung des Myokards/Herzmuskel).

Weitere Hinweise

  • Eine Kardio-Computertomographie (Kardio-CT) konnte in einer randomisierten Studie sechs von sieben Herzkatheter-Untersuchungen bei Patienten mit Brustschmerzen oder atypischer Angina pectoris (Brustenge, Herzschmerz) vermieden, ohne dass in den ersten drei Jahren danach häufiger zu kardiovaskulären Erkrankungen kam. Es gab keinen signifikanten Unterschied für ein MACE-Ereignis ("major adverse cardiovascular event"; hier definiert als Apoplex (Schlaganfall), Myokardinfarkt (Herzinfarkt), Herztod, instabile Angina pectoris oder Revasku­larisierung) im Vergleich zwischen der Kardio-CT-Gruppe und der Patienten mit Herzkatheteruntersuchung [2].
  • Die „Coronary Artery Risk Development in Young Adults“(CARDIA)-Studie zeigte, dass Teilnehmer im Alter von Anfang 30 bis Mitte 40, die Koronarkalk (Kalk in den Herzkranzgefäßen) im Nativ-CT (Computertomographie ohne Kontrastmittel) aufwiesen, selbst wenn es nur eine minimale Menge war, im Vergleich zu einer Gruppe mit kalkfreien Koronarien (Herzkranzgefäße), fünfmal so viele Zwischenfälle aufgrund koronarer Herzkrankheit (KHK; Erkrankung der Herzkranzgefäße) in den darauffolgenden 12,5 Jahren auftraten [3].
  • Bei symptomatischen Patienten mit Verdacht auf eine Myokardischämie schneidet die Positronenemissionstomographie (PET)
    im direkten Vergleich mit der Koronar-CT-Angiographie und Single-Photon-Emissions-Tomographie (SPECT) am besten ab [7].
  • Unklarer Thoraxschmerz: Bei diesen Patienten wurde ein akutes Koronarsyndrom (ACS; ST-Hebungsinfarkt (STEMI) Nicht-ST-Hebungsinfarkt (NSTEMI) instabile Angina pectoris (UA)) bei 3 % der Patienten mit einem koronaren Calciumscore von 0 und bei 23 % mit einem Score > 0 diagnostiziert [4].
  • Bei Patienten mit IOCA (engl. ischemia and no obstructive coronary artery disease; „nicht obstruktive KHK“), die zum Teil ausgeprägte Angina pectoris-Beschwerden und einen positiven Stresstestbefund (Echokardiogramm) haben, zeigen sich im Kardio-CT keine relevanten Koronarstenosen (Verengungen der Herzkranzgefäße).
  • Computertomographische Koronarangiographie (CCTA)
    • Die computertomographische Koronarangiographie (CCTA) erreicht Aufgrund der präzisen Darstellung der Koronarien eine Sensitivität (Prozentsatz erkrankter Patienten, bei denen die Krankheit durch die Anwendung des Verfahrens erkannt wird, d. h. ein positives Testresultat auftritt) und einen negativen prädiktiven Wert von über 95 %. Sie übertrifft alle anderen nichtinvasiven Verfahren hinsichtlich der diagnostischen Sensitivität für die Koronare Herzkrankheit (KHK).
      Das Verfahren ist geeignet, die hämodynamischen Relevanz von Koronararterienstenosen, durch folgende Maßnahmen zu bestimmen: Bestimmung der 
      • koronaren Flussreserve, d. h. die virtuelle Fractional Flow Reserve (FFR; gibt das Verhältnis des mittleren Blutdrucks distal der Stenose (Verengung) zum aortalen Mitteldruck an)
      • myokardialen Perfusion (Durchblutung des Herzmuskels; myokardiale CT-Perfusion)
      Das CCTA kann als primäres diagnostisches Verfahren bei Patienten mit einer intermediären Vortestwahrscheinlichkeit für eine KHK im niedrigen Bereich eingesetzt werden und sekundär bei Patienten mit unklarem Ergebnis des Stresstests [1]. Herzkatheteruntersuchungen werden dadurch abnehmen.
    • SCOTHEART-Studie: Bei Patienten mit stabiler Angina pectoris hat sich nach Langzeitresultaten eine frühe koronare CT-Angiographie (CCTA) zur Diagnostik bewährt. Vor allem nicht-tödliche Myokardinfarkte konnten dadurch reduziert werden. Hinweis: In der CCTA-Gruppe wurden sowohl mehr sekundärpräventive und als auch mehr antianginöse Medikamente eingesetzt [9].
      Fazit: Die CCTA ist möglicherweise das geeignete Verfahren zur Erstliniendiagnostik bei Verdacht auf eine Koronare Herzkrankheit (KHK).
    • Die SCOT-HEART-Studie zeigte, dass die kardialen CT-Angiographie (= kardiale Computertomographie mit Angiographie der Koronarien/Herzkranzgefäße (CTA); engl. Cardiac computed tomography angiography, CCTA) auf die Häufigkeit der Diagnosestellung einer koronaren Herzerkrankung (KHK; Herzkranzgefäßerkrankung) sowie deren Therapie einen bedeutenden Einfluss hat. Die 5-Jahres-Inzidenz des primären Endpunkts (kardialer Tod oder nicht tödlicher Myokardinfarkt) war in der CTA-Gruppe signifikant niedriger als in der Standardgruppe (2,3 vs. 3,9 %; p = 0,004) [9].
  • In einer Studie führten CT- und MRT-Aufnahmen im Rahmen der interventionellen Kardiologie in 43,1 % der Fälle zu nicht-kardialen Inzidentalomen (zufällig gefundene Raumforderung (Tumor) bei einem bildgebenden Verfahren, ohne Vorliegen einer klinischen Symptomatik; am häufigsten Nierenzysten bei 16,3 %, Lungenrundherde bei 13,3 %; bei 1,6 % wurde Krebs neu entdeckt) [9].
  • Eine Langzeit-Analyse des CAC Consortium konnte zeigen, dass asymptomatische Patienten mit einem Kalk-Score (engl.  Coronary Artery Calcium (CAC)) von 0 eine über zwölf Jahre durchgängig niedrige kardiovaskuläre, Krebs- und Gesamt-Mortalitätsrate (Sterberate) haben. Die Studie basiert auf Daten von mehr als 66.000 asymptomatischen Personen mit einem Durchschnittsalter von 54 Jahren [11].

Literatur

  1. Montalescot G et al.: 2013 ESC guidelines on the management of stable coronary artery disease: the Task Force on the management of stable coronary artery disease of the European Society of Cardiology. Eur Heart J 2013; 34(38):2949–3003. doi.org/10.1093/eurheartj/eht296
  2. Dewey M et al.: Evaluation of computed tomography in patients with atypical angina or chest pain clinically referred for invasive coronary angiography: randomised controlled trial. BMJ 2016;355:i5441. doi.org/10.1136/bmj.i5441
  3. Carr JJ et al.: Association of Coronary Artery Calcium in Adults Aged 32 to 46 Years With Incident Coronary Heart Disease and Death. JAMA Cardiol 2017, online 8. Februar. doi: 10.1001/jamacardio.2016.5493
  4. Hinzpeter R et al.: Coronary artery calcium scoring for ruling-out acute coronary syndrome in chest pain CT. Am J Emerg Med 2017, online 31. März. doi: 10.1016/j.ajem.2017.03.075
  5. Stone NJ et al.: American College of Cardiology, American Heart Association Task Force on Practice G (2014) 2013 ACC/AHA guideline on the treatment of blood cholesterol to reduce atherosclerotic cardiovascular risk in adults: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines. J Am Coll Cardiol 2014 Jul 1;63(25 Pt B):2889-934. doi: 10.1016/j.jacc.2013.11.002. Epub 2013 Nov 12
  6. Tonino PA et.: FAME Study Investigators: Fractional flow reserve versus Angiography for Guiding Percutaneous Coronary Intervention. January 15, 2009 N Engl J Med 2009; 360:213-224 doi: 10.1056/NEJMoa0807611
  7. Danad I et al.: Comparison of Coronary CT Angiography, SPECT, PET, and Hybrid Imaging for Diagnosis of Ischemic Heart Disease Determined by Fractional Flow Reserve. JAMA Cardiol 2017 Aug 16. doi: 10.1001/jamacardio.2017.2471.
  8. Moss AJ et al.: The updated NICE guidelines: cardiac CT as the first-line test for coronary artery disease. Curr Cardiovasc Imaging Rep 2017;10(5):15. doi: 10.1007/s12410-017-9412-6. Epub 2017 Mar 27.
  9. The SCOT-HEART Investigators: Coronary CT Angiography and 5-Year Risk of Myocardial Infarction. NEJM August 28, 2018 doi: 10.1056/NEJMoa1805971
  10. SCOT-HEART Investigators. Coronary CT Angiography and 5-Year Risk of Myocardial Infarction. N Engl J Med. 2018;379:924-33 doi: 10.1056/NEJMoa1805971
  11. Blaha MJ et al.: All-cause and cause-specific mortality in individuals with zero and minimal coronary artery calcium: A long-term, competing risk analysis in the Coronary Artery Calcium Consortium: Atherosclerosis 2020; https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2019.11.008

     
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