Die rapide CT-Weiterentwicklung der letzten Jahre ermöglicht heute eine robuste MSCT-basierte Koronardiagnostik. Prinzipiell handelt es sich um ein Röntgenverfahren. MSCT ermöglicht eine dreidimensionale Datenerfassung von Körperstrukturen durch ein in hoher Geschwindigkeit um den Patienten kreisendes (360°, Rotationsgeschwindigkeit < 500 ms) Röntgenröhren-Detektorensystem.

Methode

Während des MSCT-Scans wird der Patient auf Thoraxhöhe "ein Stück weit" (kraniokaudale Ausdehnung des Herzens ca. 12 cm) kontinuierlich durch die Gantry gefahren, so dass der Focus eine helikale Linie zieht (Spiral-CT). So erfolgt eine lückenlose Bilddatenakquirierung (Volumenbilddatensatz).

Mittels aufwendiger Computertechnik - die der CT ihren Namen gibt - wird die in dem Röntgenstrahl enthaltende Information umgerechnet und als Graustufenbild wiedergegeben. Innerhalb der Schicht, die der Röntgenstrahl durchdrungen hat, kann jedem Punkt im Körper des Patienten eine Information zugeordnet werden. So entsteht ein Schichtbild (Tomogramm), in dem der Körper des Patienten aus Punkten mit unterschiedlicher Graustufenscala besteht. Diese Scala umfasst 2000 Werte ("Hounsefield Einheiten", HU), die das Spektrum sehr niedriger Dichte für Luft (z.B. in der Lunge) und sehr hoher Dichte in einigen Knochenanteilen bilden. Die besondere Stärke dieser Untersuchungstechnik ist die sehr gute räumliche Auflösung, also Detaildarstellung, auch von kleinen Strukturen des Körperinneren.

Technische Angaben

Der konventionellen Computertomographie gelang erst nach Einführung des Spiralmodus (Spiral CT), einer Rotationsgeschwindigkeit im Subsekundenbereich und von leistungsstarken Mehrzeilendetektoren (Mehrzeilen CT) bzw. unter Anwendung von EKG-Synchronizität der Zugang in die kardiologische Diagnostik (Cardio-CT). Noch vor Jahren betrug die Rotationsgeschwindigkeit 1 Sekunde. Während dieses Zeitraumes hatte das Herz - bei einer Herzfrequenz 60/min - einmal geschlagen. Entsprechend unscharf war das Bild. Heute liegt die Rotationsgeschwindigkeit bei deutlich unter 500 ms pro Umdrehung. Dabei dient der generierte Röntgenstrahl unter Einsatz eines besonders konstruierten Detektorsystems der simultanen Erfassung mehrerer Schichten pro Umdrehung ("Mehrschicht-CT", "MSCT" oder "Multidetektor-CT", "MDCT"). Moderne Mehrzeilendetektoren ermöglichen sehr dünne Schichten (< 1 mm) resultierend in einer hohen Ortsauflösung, mit der innerhalb weniger Sekunden ein ausreichend großer Bereich des Körpers abgebildet werden kann. Für den Bildaufbau muss nicht die gesamte Umdrehung des Röntgenröhren-Detektorsystems (360°) abgewartet werden. Bereits eine halbe Umdrehung - oder durch besondere Rechenschritte sogar weniger - reicht aus.

Eine kontinuierliche EKG-Aufzeichnung ist notwendig, damit die Bilder genau definierten Abschnitten des Herzzyklus zugeordnet werden können. Es werden Bilddaten verwendet, die während einer relativen Ruhephase des Herzens - in der mittleren Diastole - entstehen. Durch die EKG-Aufzeichnung ist dieser Bereich zeitlich exakt bestimmbar bzw. die Bilddaten zu diesen Zeitpunkten definiert rekonstruierbar. In anderen Abschnitten des Herzzyklus - in denen keine Bildverwertung stattfindet - wird die Strahlung zwecks Strahlenreduktion heruntermoduliert.

Schematische Darstellung des Spiralscans (entspricht Bilddatenakquirierung; gestrichelte Linien) bei kontinuierlich laufendem EKG. Der relevante Zeitraum (Mitt- bis Spätdiastole) bzw. der irrelevante Zeitraum (Systole und Frühdiastole) lässt sich mittels EKG definieren. Die Bilddaten lassen sich zwecks Bildrekonstruktion entsprechend zuordnen.

Die Bildqualität ist bei einer Herzfrequenz im unteren Normalbereich (ca. 60/min) am besten. Patienten mit einer Herzfrequenz von > 70/min erhalten daher vor Durchführung der Cardio-CT ein bradykardisierendes Medikament (meist Beta-Blocker). Dieser Wirkstoff ist in der klinischen Routine ein bewährtes Medikament zur Blutdrucksenkung und Verlangsamung der Herzfrequenz, welches langfristig eine Schutzfunktion ausübt. Patienten mit koronarer Herzkrankheit haben darunter eine bessere Prognose. Gewöhnlich werden Beta-Blocker gut vertragen. Patienten mit schwerem allergischen Asthma dürfen Betablocker nicht einnehmen. Dasselbe gilt für Patienten mit ohnehin langsamer Herzfrequenz. Patienten, die nicht daran gewöhnt sind, können nach Betablockereinnahme vorübergehend eine leichte Müdigkeit oder herabgesetzte Reaktionsgeschwindigkeit entwickeln.

Im Vergleich mit der Herzkatheteruntersuchung bietet die Cardio-CT die Möglichkeit, das Herz ohne direkten Zugang zum arteriellen System "von außen", d. h. nichtinvasiv abzubilden.

Kontrastmittel

Wie bei der Herzkatheteruntersuchung ist für die Beurteilung der Koronargefäße die Gabe jodhaltigen Kontrastmittels notwendig. Dieses wird über eine Kanüle im Unterarm- oder Handrückenbereich appliziert. Aufgrund der großen Schnelligkeit der modernen CT Scanner sind nur vergleichsweise geringe Mengen an Kontrastmittel nötig (ca. 60 - 100 ml).

Patienten mit einer Allergieneigung, z.B. Heuschnupfen oder Allergien gegen Nahrungsbestandteile etc. sind manchmal auch gegen das Kontrastmittel allergisch. Notwendig wird dann eine sogenannte Allergieprophylaxe, die allergische Reaktionen unterdrückt.

Das verwendete jodhaltige Kontrastmittel wird durch gesunde Nieren problemlos ausgeschieden, während es bei vorliegender Nierenerkrankung zu einer Verschlechterung der Nierenfunktion kommen kann. Diesbezüglich ist in den Stunden vor und nach der Cardio CT Untersuchung eine erhöhte Trinkmenge zu empfehlen, sofern dafür keine Kontraindikationen vorliegen.

Ebenfalls kann das Kontrastmittel bei Schilddrüsenüberfunktion zu Problemen führen, weshalb vor der Durchführung einer Cardio CT Untersuchung mit Kontrastmittel ebenfalls die Bestimmung der Schilddrüsenparameter notwendig sind.

Röntgenstrahlung

Wie auch die Herzkatheteruntersuchung, ist das MSCT ein Röntgenverfahren und für den Patienten mit einer unterschiedlichen Strahlendosis verbunden. Die Strahlendosis variiert je nach Fragestellung und Untersuchungsprotokoll. Grundsätzlich ist zum Erreichen der optimalen Bildqualität eine vergleichsweise höhere Strahlendosis erforderlich.

Der Körperbau des Patienten ist von Bedeutung. Weil ein massiger Körper mehr Streustrahlung verursacht als ein schlanker Körper und in manchen Fällen die Intensität der Röntgenstrahlung erhöht werden muss, nimmt die Strahlendosis mit hohem Körpergewicht zu. Die in der Einheit Millisievert (mSv) angegebene biologische Strahlendosis berücksichtigt auch diese spezifischen Faktoren. Um ein Gefühl für die Größenordnung von Strahlendosis zu erhalten, muss berücksichtigt werden, dass jeder Mensch Strahlung aus der Umwelt ausgesetzt ist, die sich in der Bundesrepublik maßgeblich aus der natürlichen Hintergrundstrahlung sowie aus Strahlung durch Baustoffe zusammensetzt.

Diese Strahlung beträgt ungefähr 2,5 mSv pro Jahr. Die nach der aktuellen Röntgenverordnung für das ungeborene Leben zugelassene Strahlung liegt bei 1,0 mSv. Eine einfache Röntgenuntersuchung des Brustkorbs ("Röntgen-Thorax in 2 Ebenen") ist mit einer Strahlendosis von ca. 0,1 mSv verbunden, eine diagnostische Herzkatheteruntersuchung mit 2,5 - 5 mSv. Die durch eine Cardio CT Untersuchung ohne Kontrastmittel bedingte Strahlendosis beträgt 1,3 - 1,5 mSv, bei Kontrastmittelgabe und komplexeren Untersuchungsprotokollen wie der nichtinvasiven Koronarangiographie beträgt die Strahlendosis ca. 6 mSv.

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