Herz-Bildgebungsuntersuchungen können die Struktur und Funktion des Herzens abbilden. Standard-Imaging-Tests umfassen
Röntgenthorax
Computertomographie (CT)
MRT
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 einfach nur aus dem gewünschten Teil des Herzzyklus rekonstruiert (Gated Rekonstruktion) und den Röntgenstrahl nicht unterbricht.
Röntgenthorax
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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.
CT
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. Die CT erfordert jedoch Kontrastmittel, wodurch der Einsatz bei Patienten mit einer Niereninsuffizienz eingeschränkt sein könnte.
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© 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.
MDCT wird derzeit vor allem bei Patienten mit unbestimmten Stress-Imaging-Testergebnissen als nichtinvasive Alternative zur Koronarangiographie eingesetzt. Der primäre Nutzen der MDCT scheint darin zu bestehen, eine klinisch signifikante koronare Herzkrankheit (KHK) bei Patienten mit geringem oder mittlerem KHK-Risiko auszuschließen. 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. Die Menge des in den Koronararterien vorhandenen Kalziums kann zur Bestimmung des 10-Jahres-Risikos einer koronare Herzkrankheit verwendet werden. Neuere Studien deuten darauf hin, dass das Fehlen von Kalzium in den Koronararterien eine sehr günstige Prognose bietet.
MRT
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 einem EKG-getriggerten Datengewinn kann sich die Bildauflösung an die CT oder Echokardiographie annähern, deutlich die Myokardwanddicke und -bewegung bestimmen, das Kammervolumen, intraluminale Tumoren oder Thromben sowie Klappenöffnungen bestimmen.
© 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 MR-Angiographie (MRA) wird genutzt, um das interessierende Blutvolumen zu bestimmen (z. B. Blutgefäße in der Brust oder im Abdomen); alle Blutflüsse können simultan bestimmt werden. Die MRA kann zur Detektion von Aneurysmen, Stenosen oder Verschlüssen der Kardotiden, der Koronarien, der Nierenarterien oder peripherer Arterien genutzt werden. Der Einsatz dieser Technik zur Erkennung von tiefen Beinvenenthrombosen wird derzeit untersucht.
Positronenemissionstomographie (PET)
Die PET kann myokardiale Perfusion und den Stoffwechsel zeigen und wird manchmal verwendet, um Myokardvitalität oder myokardiale Perfusion nach einer zweideutigen Single-Photon-Emissions-CT (SPECT)- Studie oder bei sehr adipösen Patienten zu beurteilen.
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 myokardialen Durchblutungsbildgebung. Dadurch ist die FDG-Bildgebung möglicherweise hilfreich bei der Auswahl von Patienten für eine Revaskularisierung und für die Vermeidung dieser Verfahren, 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. Da jedoch die Halbwertszeit 20 Minuten beträgt, muss C-11 vor Ort in einem Cyclotron produziert werden.