ArchivDÄ-TitelSupplement: PerspektivenSUPPLEMENT: Kardiologie 1/2013Diagnostik: Hybridverfahren erobern die kardiologische Bildgebung

SUPPLEMENT: Perspektiven der Kardiologie

Diagnostik: Hybridverfahren erobern die kardiologische Bildgebung

Dtsch Arztebl 2013; 110(39): [14]

Nensa, Felix; Forsting, Michael; Nassenstein, Kai; Schlosser, Thomas

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Kombinierte Untersuchungsmethoden wie PET/MRT und PET/CT ermöglichen eine ganzheitliche Sicht auf Makro- und Mikrozirkulation, Vitalität, Funktion und molekulare Ebene.

Neben der invasiven Koronarangiographie und der Echokardiographie haben in der kardiologischen Bildgebung vor allem die Computertomographie (CT), die Magnetresonanztomographie (MRT) und nuklearmedizinische Verfahren wie die Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie (SPECT) und die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) einen hohen Stellenwert. Dabei zeichnet sich die CT bei den nicht-invasiven Verfahren durch einen sehr schnellen Untersuchungsablauf mit minimaler Vorbereitungszeit, große Robustheit und eine hohe Ortsauflösung aus. Die mit einem höheren zeitlichen Aufwand verbundene MRT hat sich hingegen in den letzten Jahren aufgrund eines hervorragenden Weichteilkontrasts bei gleichzeitiger exzellenter Darstellung der Pump- und Klappenfunktion quasi als Goldstandard bei vielen Fragestellungen durchgesetzt.

Akuter Myokardinfarkt im Versorgungsgebiet des Ramus circumflexus: Das Gebiet der verminderten Glukoseutilisation ist im PET/MRT deutlich ausgeprägter.
Akuter Myokardinfarkt im Versorgungsgebiet des Ramus circumflexus: Das Gebiet der verminderten Glukoseutilisation ist im PET/MRT deutlich ausgeprägter.
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Durch die Fortschritte der CT- und MRT-Technik haben die nuklearmedizinischen Verfahren in einigen Bereichen an Bedeutung verloren; sie kommen jedoch in der klinischen Routine weiterhin bei verschiedenen Indikationen – wie der Bestimmung der Myokardperfusion und der myokardialen Vitalität – zum Einsatz. Neuere Hybridverfahren wie PET/CT und PET/MRT könnten die Bedeutung der Nuklearkardiologie bei speziellen Fragestellungen in Zukunft jedoch wieder stärken.

Makrozirkulation

Die Domäne der kardialen CT ist die nicht-invasive Darstellung der Koronararterien und ihrer Pathologien. Mit der neuesten Gerätegeneration ist es möglich, das gesamte Herz innerhalb eines Herzzyklus zu erfassen und eine kontrastmittelgestützte, nicht-invasive Darstellung des Koronarbaums mit hoher örtlicher Auflösung zu erstellen (CT-Coronarangiographie, CTCA). Durch einen schnellen Untersuchungsablauf, einen sehr hohen negativen prädiktiven Wert in Bezug auf das Vorhandensein von Koronarstenosen und eine enorm gesunkene Strahlendosis könnte die CTCA bei Patienten mit geringem und intermediärem Risiko zukünftig die invasive Koronarangiographie in der primären Diagnostik ersetzen (1).

Die kontrastmittelfreie Darstellung der Koronararterien mittels CT ermöglicht außerdem die genaue Quantifizierung koronarer Verkalkungen und damit die Abschätzung des koronaren Risikos über sogenannte Kalkscores. Mit Hybridverfahren, insbesondere dem PET/CT, lassen sich zudem nicht nur makroskopische Verkalkungen nachweisen, sondern auch diverse metabolische Vorgänge wie ein erhöhter Glukosestoffwechsel, Leukozytenaktivität oder Mikrokalzifikationen. Informationen über die strukturelle Beschaffenheit und die Vulnerabilität koronarer Plaques könnten zukünftig eine weitaus genauere Abschätzung des koronaren Risikos, aber auch die Beurteilung eines Therapieansprechens ermöglichen (2).

Mikrozirkulation

Auf der Ebene der Mikrozirkulation kommen vorwiegend die MRT sowie nuklearmedizinische Verfahren zum Einsatz. Während die myokardiale Perfusion in der MRT primär visuell oder semiquantitativ ausgewertet wird, ist die Absolutquantifizierung des myokardialen Blutflusses mit PET-Tracern wie 15O-Wasser, 13N-Ammoniak und 82Rubidium in einigen Zentren bereits etabliert (3).

Nachdem die PET mit 2-Desoxy-2-[18F]fluor-D-glucose (FDG) lange als Goldstandard der myokardialen Vitalitätsdiagnostik galt, hat sich hier mit der Entwicklung der „Late Gadolinium-Enhancement“(LGE)-Technik in den letzten Jahren die MRT durchgesetzt. So konnten Studien die höhere Sensitivität der LGE-MRT beim Nachweis subendokardialer Infarktnarben belegen. Demgegenüber weisen aktuelle Erkenntnisse aus der PET/MRT-Forschung darauf hin, dass sich bei akuten Infarkten mit der FDG- PET möglicherweise die „Area at Risk“ quantifizieren lässt (4). Wird dies in entsprechenden Studien belegt, so wäre mit der PET/MRT eine Bestimmung der „Salvage Area“ möglich, was für die Risikostratifizierung beim akuten Myokardinfarkt und die Kardioprotektion von großer Bedeutung wäre.

Mit selektiveren Radiotracern kann die PET zur Visualisierung hoch spezifischer Fragestellungen herangezogen werden. So kann beispielsweise die im Rahmen der Infarktheilung einsetzende Angiogenese mit speziellen Tracern gegen αvβ3 Integrin dargestellt werden. Insbesondere die kombinierte PET/MRT zeichnet sich hier als vielversprechendes Verfahren zum Monitoring des „post-infarction remodeling“ unter Therapie ab (5).

Sonstige Pathologien

Entzündung

Noch gestaltet sich die Darstellung entzündlicher Herzerkrankungen wie der Myokarditis oder der kardialen Sarkoidose als schwierig. Durch die LGE-Technik kann die MRT kleinste Herzmuskelnekrosen nachweisen, die jedoch selten spezifisch sind und keine sicheren Rückschlüsse auf die Aktivität einer entzündlichen Erkrankung zulassen. Die komplementär eingesetzte T2-gewichtete MRT-Bildgebung erlaubt die Darstellung eines Myokardödems als Korrelat der akuten Entzündung, ist aber durch eine hohe Artefaktanfälligkeit gekennzeichnet.

Als zuverlässigeres Verfahren befindet sich das sogenannte T2-Mapping derzeit in der klinischen Evaluation. Die Darstellung von Myokardödemen bei Myokarditis (aber auch bei akuten Infarkten) durch T2-Mapping könnte damit schon in näherer Zeit Einzug in die Routine halten (6).

Demgegenüber befindet sich die diffusionsgewichtete Bildgebung (DWI) mit niedrigen b-Werten als alternatives Verfahren zur Darstellung von T2-Kontrasten noch in einem früheren Stadium der klinischen Erprobung (7). Als hilfreich zur Darstellung der entzündlichen Aktivität im Herzmuskel könnte sich auch hier die PET/MRT erweisen. Sowohl mit FDG als auch mit Tracern gegen spezifische Targets wie die Matrix-Metalloproteinasen lassen sich Entzündungen detektieren und gegebenenfalls auch quantifizieren, was sich insbesondere zur Verlaufskontrolle als nützlich erweisen könnte.

Tumor

Bei der Differenzialdiagnose und der lokalen Ausbreitungsdiagnostik von Herztumoren ist die MRT mit Kontrastmittel das Verfahren der Wahl. In Zukunft könnte auch hier die PET/MRT mit FDG das diagnostische Spektrum erweitern, da neben den vielfachen MRT-Gewebekontrasten auch die metabolische Aktivität der Tumoren erfasst wird, was die Detektion okkulter Tumoranteile verbessert.

Autoimmun- und Speicherkrankheiten

Die Darstellung und Verlaufskontrolle der myokardialen Eisenüberladung mittels T2*-Mapping in der MRT ist in einigen Zentren bei Patienten mit Hämochromatose oder transfusionsbedingter Eisenüberladung bereits etabliert. Die Verbesserung dieser Methode hinsichtlich einer quantitativen Eisenbestimmung sowie die weitere Verbreitung könnten in Zukunft die Myokardbiopsie als Nachweis- und vor allem Monitoringverfahren überflüssig machen (8). Bei selteneren Kardiomyopathien wie der kardialen Amyloidose oder den Glykogenspeicherkrankheiten sind Fortschritte im PET/MRT durch spezifische Tracer zu erwarten.

Sympathische Innervation

Durch die direkte Quantifizierung der sympathischen Innervation mit PET-Tracern wie 11C-Hydroxyephedrin und gleichzeitige Bestimmung der Herzfunktion könnte die PET/MRT bei der Verlaufskontrolle von Erkrankungen wie der Herzinsuffizienz oder der kardialen autonomen diabetischen Neuropathie in Zukunft eine wichtige Rolle spielen (9).

Dreidimensionale Darstellung einer CT-Koronarangiographie mittels „Volume- Rendering Technique“ (VRT) sowie drei repräsentative Quellbilder mit eingezeichneten Referenzlinien. Durch VRT und weitere Post-Processing-Techniken lassen sich die Koronararterien im anatomischen Bezug zu den Herzkompartimenten darstellen.
Dreidimensionale Darstellung einer CT-Koronarangiographie mittels „Volume- Rendering Technique“ (VRT) sowie drei repräsentative Quellbilder mit eingezeichneten Referenzlinien. Durch VRT und weitere Post-Processing-Techniken lassen sich die Koronararterien im anatomischen Bezug zu den Herzkompartimenten darstellen.

Zusammenfassung

Ob sich die Hybridverfahren klinisch breit etablieren werden oder als Spezialuntersuchungen wenigen Zentren vorbehalten bleiben, wird davon abhängen, ob sich aus den offensichtlichen Vorteilen ein klinisch relevanter Nutzen bei vertretbaren Kosten generieren lässt.

Dr. med. Felix Nensa, Prof. Dr. med. Michael Forsting,
PD Dr. med. Kai Nassenstein, PD Dr. med. Thomas Schlosser
Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Neuroradiologie, Universitätsklinikum Essen, Universität Duisburg-Essen

@Literatur im Internet:
www.aerzteblatt.de/lit3913

1.
Paech DC, Weston AR: A systematic review of the clinical effectiveness of 64-slice or higher computed tomography angiography as an alternative to invasive coronary angiography in the investigation of suspected coronary artery disease. BMC Cardiovasc Disord 2011; 11: 32. CrossRef MEDLINE PubMed Central
2.
Stolzmann P, Subramanian S, Abdelbaky A, Maurovich-Horvat P, Scheffel H, Tawakol A, Hoffmann U: Complementary value of cardiac FDG PET and CT for the characterization of atherosclerotic disease. Radiographics 2011; 31: 1255–69. CrossRef MEDLINE
3.
Bratis K, Mahmoud I, Chiribiri A, Nagel E: Quantitative myocardial perfusion imaging by cardiovascular magnetic resonance and positron emission tomography. J Nucl Cardiol 2013, Jul 19. CrossRef MEDLINE
4.
Nensa F, Poeppel TD, Beiderwellen K, Schelhorn J, Mahabadi AA, Erbel R, et al.: Hybrid PET/MR imaging of the heart: Feasibility and initial results. Radiology 2013; 268: 366–73. CrossRef MEDLINE
5.
Kramer CM, Sinusas AJ, Sosnovik DE, French BA, Bengel FM: Multimodality imaging of myocardial injury and remodeling. J Nucl Med 2010; 51 Suppl 1: 107S–21S. CrossRef MEDLINE PubMed Central
6.
Salerno M, Kramer CM: Advances in parametric mapping with CMR imaging. JACC Cardiovasc Imaging 2013; 6: 806–22. CrossRef MEDLINE
7.
Potet J, Rahmouni A, Mayer J, Vignaud A, Lim P, Luciani A, et al. Detection of myocardial edema with low-b-value diffusion-weighted echo-planar imaging sequence in patients with acute myocarditis. Radiology 2013, May 21. CrossRef MEDLINE
8.
Carpenter JP, He T, Kirk P, Roughton M, Anderson LJ, de Noronha SV, et al.: On T2* magnetic resonance and cardiac iron. Circulation 2011; 123: 1519–28. CrossRef MEDLINE PubMed Central
9.
Thackeray JT, Beanlands RS, Dasilva JN: Altered sympathetic nervous system signaling in the diabetic heart: Emerging targets for molecular imaging. Am J Nucl Med Mol Imaging 2012; 2: 314–34. MEDLINE PubMed Central
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