Herz-Bildgebungsuntersuchungen können die Struktur und Funktion des Herzens abbilden. Standard-Imaging-Tests umfassen
Verschiedene Radionuklid-Techniken
Standard-CT und -MRT sind nur begrenzt anwendbar, da das Herz konstant schlägt, schnellere CT- und Magnetresonanztechniken können jedoch verwertbare kardiale Bilder liefern, wenn der Rhythmus regelmäßig ist und die Herzfrequenz kontrolliert wird; manchmal wird den Patienten ein Medikament (z. B. ein Betablocker) verabreicht, um die Herzfrequenz während der Bildgebung zu verlangsamen.
Beim EKG Gating wird die Bildaufzeichnung (oder Rekonstruktion) mit dem EKG synchronisiert (EKG-Gating) und Informationen aus mehreren Herzzyklen zur Verfügung gestellt, die verwendet werden können, um Einzelbilder ausgewählter Zeitpunkten im Herzzyklus zu erzeugen.
CT-Gating, das das EKG verwendet, um den Röntgenstrahl im gewünschten Bereich des Herzzyklus auszulösen, setzt den Patienten einer geringeren Bestrahlung aus als Gating, das die Informationen nur aus dem gewünschten Teil des Herzzyklus rekonstruiert (Gated Rekonstruktion) und den Röntgenstrahl nicht unterbricht.
Röntgenthorax bei der kardialen Diagnose
Röntgenthoraxaufnahmen sind oft als Ausgangspunkt für eine kardiale Diagnose nützlich und sollten immer durchgeführt werden, wenn a Diagnose von Herzinsuffizienz wird in Betracht gezogen. Posteroanteriore und laterale Aufnahmen liefern einen groben Überblick über Vorhof- und Ventrikelgröße und -form sowie die pulmonalen Gefäße, aber zusätzliche Test sind fast immer notwendig um Herzstrukturen und -form präzise zu charakterisieren.
Computertomographie (CT) in der kardialen Diagnostik
Die Spiral-CT kann zur Evaluation von Perikarditis, kongenitalen Herzkrankheiten (v. a. abnormen arteriovenösen Verbindungen), Krankheiten der großen Gefäße (z. B. Aortenaneurysma, Aortendissektion), Herztumoren, akuten Lungenembolien, chronischen pulmonalen thrombembolischen Krankheiten und arrhythmogener rechtsventrikulärer Dysplasie verwendet werden. Mit der kontrastmittelfreien CT kann nach Koronararterienverkalkung gesucht werden; die Kalziumbelastung wird manchmal zur Verfeinerung der Schätzung des Herzrisikos verwendet. Die Verwendung der CT zur Beurteilung der meisten anderen Herzerkrankungen erfordert ein röntgendichtes Kontrastmittel, was die Verwendung bei Patienten mit Nierenfunktionsstörungen einschränken kann.
LIVING ART ENTERPRISES, LLC/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Dieses Bild zeigt dichte koronare Verkalkungen in der linken Hauptarterie (roter Pfeil) und der linken vorderen absteigenden Arterie (grüner Pfeil).
© 2017 Elliot K. Fishman, MD.
Dies ist eine Schrägansicht der linken Seite, in Richtung der Vorderseite der Brust (links). Die Herzklappenprothese (weiß) ist in der Mitte sichtbar, wo die Aorta (obere Mitte) auf das Herz (untere Mitte) trifft. Die Stiche zum Schließen der Brust sind oben links sichtbar.
ZEPHYR/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Dieses Bild zeigt dichte koronare Verkalkungen in der linken Hauptarterie (roter Pfeil) und der linken vorderen absteigenden Arterie (grüner Pfeil).
© 2017 Elliot K. Fishman, MD.
Dies ist eine Schrägansicht der linken Seite, in Richtung der Vorderseite der Brust (links). Die Herzklappenprothese (weiß) ist in der Mitte sichtbar, wo die Aorta (obere Mitte) auf das Herz (untere Mitte) trifft. Die Stiche zum Schließen der Brust sind oben links sichtbar.
ZEPHYR/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Dieses Kontrast-CT zeigt normale Koronararterien. Die linke Hauptleitung ist durch den roten Pfeil gekennzeichnet. Die linke anteriore absteigende Arterie und die linke Zirkumflexarterie sind durch den grünen bzw. blauen Pfeil und die rechte Koronararterie durch den lila Pfeil gekennzeichnet.
© 2017 Elliot K. Fishman, MD.
Dieses Kontrast-CT zeigt normale Koronararterien. Die linke Hauptleitung ist durch den roten Pfeil gekennzeichnet. Die linke anteriore absteigende Arterie und die linke Zirkumflexarterie sind durch den grünen bzw. blauen Pfeil und die rechte Koronararterie durch den lila Pfeil gekennzeichnet.
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Dieses Kontrast-CT zeigt normale Koronararterien. Die linke Hauptleitung ist durch den roten Pfeil gekennzeichnet. Die linke anteriore absteigende Arterie und die linke Zirkumflexarterie sind durch den grünen bzw. blauen Pfeil und die rechte Koronararterie durch den lila Pfeil gekennzeichnet.
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Dieses Kontrast-CT zeigt normale Koronararterien. Die linke Hauptleitung ist durch den roten Pfeil gekennzeichnet. Die linke anteriore absteigende Arterie und die linke Zirkumflexarterie sind durch den grünen bzw. blauen Pfeil und die rechte Koronararterie durch den lila Pfeil gekennzeichnet.
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Dieses Kontrast-CT zeigt normale Koronararterien. Die linke Hauptleitung ist durch den roten Pfeil gekennzeichnet. Die linke anteriore absteigende Arterie und die linke Zirkumflexarterie sind durch den grünen bzw. blauen Pfeil und die rechte Koronararterie durch den lila Pfeil gekennzeichnet.
© 2017 Elliot K. Fishman, MD.
Dieses Kontrast-CT zeigt normale Koronararterien. Die linke Hauptleitung ist durch den roten Pfeil gekennzeichnet. Die linke anteriore absteigende Arterie und die linke Zirkumflexarterie sind durch den grünen bzw. blauen Pfeil und die rechte Koronararterie durch den lila Pfeil gekennzeichnet.
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Dieses Kontrast-CT zeigt normale Koronararterien. Die linke Hauptleitung ist durch den roten Pfeil gekennzeichnet. Die linke anteriore absteigende Arterie und die linke Zirkumflexarterie sind durch den grünen bzw. blauen Pfeil und die rechte Koronararterie durch den lila Pfeil gekennzeichnet.
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Dieses Kontrast-CT zeigt normale Koronararterien. Die linke Hauptleitung ist durch den roten Pfeil gekennzeichnet. Die linke anteriore absteigende Arterie und die linke Zirkumflexarterie sind durch den grünen bzw. blauen Pfeil und die rechte Koronararterie durch den lila Pfeil gekennzeichnet.
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Dieses Kontrast-CT zeigt normale Koronararterien. Die linke Hauptleitung ist durch den roten Pfeil gekennzeichnet. Die linke anteriore absteigende Arterie und die linke Zirkumflexarterie sind durch den grünen bzw. blauen Pfeil und die rechte Koronararterie durch den lila Pfeil gekennzeichnet.
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Dieses Kontrast-CT zeigt normale Koronararterien. Die linke Hauptleitung ist durch den roten Pfeil gekennzeichnet. Die linke anteriore absteigende Arterie und die linke Zirkumflexarterie sind durch den grünen bzw. blauen Pfeil und die rechte Koronararterie durch den lila Pfeil gekennzeichnet.
© 2017 Elliot K. Fishman, MD.
Dieses Kontrast-CT zeigt normale Koronararterien. Die linke Hauptleitung ist durch den roten Pfeil gekennzeichnet. Die linke anteriore absteigende Arterie und die linke Zirkumflexarterie sind durch den grünen bzw. blauen Pfeil und die rechte Koronararterie durch den lila Pfeil gekennzeichnet.
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Dieses Kontrast-CT zeigt normale Koronararterien. Die linke Hauptleitung ist durch den roten Pfeil gekennzeichnet. Die linke anteriore absteigende Arterie und die linke Zirkumflexarterie sind durch den grünen bzw. blauen Pfeil und die rechte Koronararterie durch den lila Pfeil gekennzeichnet.
© 2017 Elliot K. Fishman, MD.
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Elektronenstrahl-CT, vormals als ultraschnelles CT oder cine-CT bezeichnet, nutzt im Gegensatz zur herkömmlichen CT keine bewegliche Röntgenquelle und -ziel. Stattdessen wird die Richtung des Röntgenstrahls durch ein Magnetfeld geführt und durch eine Reihe stationärer Detektoren erkannt. Da mechanische Bewegung nicht erforderlich ist, können die Bilder in Sekundenbruchteilen erworben werden (und an einem bestimmten Punkt des Herzzyklus aufgezeichnet). Die Elektronenstrahl-CT wird primär zur Detektion und Quantifizierung von Koronarkalk, einem frühen Zeichen der Arteriosklerose, genutzt. Allerdings ist die räumliche Auflösung schlecht und das Gerät kann nicht für nicht-kardiale Erkrankungen verwendet werden, wodurch neuere Standard-CT-Techniken bevorzugt für den kardialen Gebrauch eingesetzt werden.
Multidetektor-CT (MDCT) mit ≥64 Detektoren hat eine sehr schnelle Scan-Zeit. Einige fortschrittliche Maschinen können ein Bild aus einem einzigen Herzschlag erzeugen, obwohl die typische Akquisitionszeit 30 Sekunden ist. Dual-Source-CT verwendet 2 Röntgenquellen und 2 Multidetektorreihen an einem einzigen Portal, was die Scan-Zeit um die Hälfte reduziert. Beide Modalitäten scheinen dazu in der Lage zu sein, koronare Verkalkungen und den Durchfluss einschränkende (d. h. > 50% Stenose) koronare Obstruktionen zu identifizieren. Typischerweise wird ein IV Kontrastmittel verwendet, obwohl nichtinvasive Scans Koronararterienkalkbildung erkennen können.
Die MDCT, eine nichtinvasive Alternative zu Koronarangiographie, wird hauptsächlich bei Patienten mit stabiler Angina pectoris eingesetzt, um eine obstruktive koronare Herzkrankheit festzustellen, oder bei Patienten mit Brustschmerzen und einer niedrigen bis mittleren Wahrscheinlichkeit eines akuten Koronarsyndroms. Auch kann die Strahlendosis erheblich sein, etwa 15 mSv (im Vergleich zu 0,1 mSv bei einer Röntgenthoraxaufnahme und 7 mSv bei Koronarangiographie), können neuere Bildgebungsprotokolle die Exposition auf 5 bis 10 mSv reduzieren. Die Anwesenheit von Kalkplaques hoher Dichte erzeugt Bildartefakte, die bei der Interpretation stören. Nicht kontrastverstärkte Scans zur Beurteilung der Koronararterienverkalkung können mit noch geringerer Strahlenbelastung durchgeführt werden. Anhand der vorhandenen Koronararterienverkalkung lässt sich das 10-Jahres-Risiko für eine koronare Herzkrankheit bestimmen (siehe Risikorechner der Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis [MESA]). Das Fehlen von Koronararterienverkalkung deutet auf eine sehr günstige Prognose hin.
Magnetresonanztomographie (MRT) in der kardialen Diagnostik
Die Standard-MRT ist nützlich für die Beurteilung von Bereichen rund um das Herz, insbesondere des Mediastinums und der großen Gefäße (z. B. zur Untersuchung von Aneurysmen, Dissektionen, angeborener Herzkrankheit und Stenosen). Mit der EKG-gesteuerten Datenerfassung kann die MRT zur Darstellung des Herzens selbst verwendet werden, und die Bildauflösung kann an die der CT oder Echokardiographie heranreichen, so dass die Dicke und Bewegung der Herzmuskelwand, die Kammervolumina, intraluminale Raumforderungen oder Gerinnsel sowie die Klappenebenen klar dargestellt werden können.
© 2017 Elliot K. Fishman, MD.
Sequenzielle MRT -Untersuchungen nach Injektion eines paramagnetischen Kontrastmittels (Gadolinium-Diethylenetriaminpentaessigsäure [Gd-DTPA]) liefern eine höhere Auflösung bei myokardialen Durchblutungsmessungen, als dies bei der Radionuklidbildgebung der Fall ist. MRT wird in der Regel als das genaueste und zuverlässigste Maß für Ventrikelvolumina sowie Ejektionsfraktion betrachtet. Allerdings können Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion nach dem Gebrauch des Gadolinium-Kontrastmittels eine nephrogene systemische Fibrose entwickeln, eine potenziell lebensbedrohliche Erkrankung. Es werden Kontrastmittel entwickelt, die bei Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion sicher angewendet werden können.
Werden Kontrastmittel beim MRT genutzt, kann 3-dimensionale Information über Infarktgröße und -lokation erlangt und Blutflußgeschwindigkeiten in den Herzkammern gemessen werden. Die MRT kann die Gewebevitalität erfassen, indem die kontraktile Antwort auf die inotrope Stimulation mit Dobutamin oder durch Verwendung eines Kontrastmittels untersucht wird (z. B. Gd-DTPA, das von Zellen mit intakter Zellmembran nicht aufgenommen wird). Die MRT unterscheidet eine Myokardnarbe von einer Entzündung mit Ödem. Bei Patienten mit Marfan-Syndrom sind MRT- Messungen der Ausdehnung der Aorta ascendens genauer als echokardiographische Messungen. Die MRT wird in zunehmendem Maße zur Beurteilung von nichtischämischen Kardiomyopathien wie der Amyloidose eingesetzt.
Die Magnetresonanzangiographie (MRA) wird nach Injektion eines Gadolinium-Kontrastmittels zur Beurteilung der interessierenden Blutvolumina (z. B. der Blutgefäße im Brustkorb oder im Abdomen) verwendet; der gesamte Blutfluss kann gleichzeitig beurteilt werden. Die MRA kann zur Detektion von Aneurysmen, Stenosen oder Verschlüssen der Kardotiden, der Koronarien, der Nierenarterien oder peripherer Arterien genutzt werden.
Die Magnetresonanz-Venographie (MRV) kann als Alternative zur Sonographie eingesetzt werden, um tiefe Venenthrombosen zu erkennen; die MRV ist jedoch weniger gut untersucht und teurer als die Ultraschalluntersuchung.
Positronenemissionstomographie (PET) in der kardialen Diagnostik
PET mit CT (PET-CT) kann die myokardiale Perfusion und den Stoffwechsel nachweisen und wird zunehmend zur Beurteilung der myokardialen Lebensfähigkeit oder zur Beurteilung der myokardialen Perfusion nach einer zweifelhaften Einzelphotonen-Emissions-CT (SPECT)-Untersuchung oder bei Patienten mit schwerer Adipositas eingesetzt.
Perfusions-Agenten sind radioaktive Nuklide, die verwendet werden, um die Menge des Blutflusses der in eine bestimmten Region eintritt, zu verfolgen und sind daher nützlich bei der Demaskierung von Myokardperfusionsdefiziten, die im Ruhezustand nicht nachweisbar sind. Dazu gehören Kohlenstoff-11 (C-11) Kohlendioxid, Sauerstoff-15 (O-15) Wasser, Stickstoff-13 (N-13) Ammoniak und Rubidium-82 (Rb-82). Nur Rb-82 benötigt keinen Cyclotron vor Ort.
Metabolische Mittel sind radioaktive Analoga von normalen biologischen Substanzen, die von den Zellen aufgenommen und metabolisiert werden. Diese umfassen:
Fluor-18 (F-18)-markierter Desoxyglukose durchgeführt.
C-11-Acetat
FDG weist die Zunahme des Glukosemetabolismus unter ischämischen Bedingungen nach und kann auf diese Weise ischämisches, aber noch vitales Myokard von Narbengewebe unterscheiden. Die Sensitivität ist höher als bei der Myokardperfusionsszintigraphie mit Technetium-99m, so dass die FDG-Bildgebung möglicherweise nützlich ist, um Patienten für eine Revaskularisierung auszuwählen und derartige Eingriffe zu vermeiden, wenn nur Narbengewebe vorhanden ist. Dieser Nutzen könnte die höheren Kosten des PET rechtfertigen. Die Halbwertszeit des F-18 ist lang genug (110 Minuten), sodass FDG oft nicht vor Ort produziert werden muss. Techniken, die es ermöglichen, die FDG-Bildgebung mit konventionellen SPECT-Kameras zu kombinieren, könnten dieses Bildgebungsverfahren breiter verfügbar machen. FDG wurde auch benutzt, um entzündliche kardiovaskuläre Erkrankungen (z. B. infizierte Schrittmacher Drähte, Aorten-Vaskulitis, Herzsarkoidose) zu erkennen.
© 2017 Elliot K. Fishman, MD.
Die Aufnahme von Carbon-11-Acetat scheint den gesamten Sauerstoffmetabolismus von Kardiomyozyten widerzuspiegeln. Die Aufnahme hängt nicht von möglicherweise variablen Parametern wie Blutglukosespiegeln ab, die die FDG-Verteilung beeinflussen können. Die C-11-Essigsäure-Bildgebung kann die postinterventionelle Erholung der Myokardfunktion besser voraussagen als die FDG-Bildgebung. Wegen seiner 20-minütigen Halbwertszeit muss C-11 jedoch in einem Zyklotron vor Ort hergestellt werden.
