Morphologische und funktionelle Diagnostik der koronaren Herzkrankheit mittels Computertomographie
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Review articles
Herz
https://doi.org/10.1007/s00059-022-05098-7
Eingegangen: 25. August 2021
Morphologische und funktionelle
Überarbeitet: 5. Dezember 2021
Angenommen: 17. Januar 2022 Diagnostik der koronaren
© Der/die Autor(en) 2022 Herzkrankheit mittels
Computertomographie
S. Baumann1 · D. Overhoff2,3 · C. Tesche4 · G. Korosoglou5 · S. Kelle6 · M. Nassar6 ·
S. J. Buss7 · F. Andre8 · M. Renker9 · U. J. Schoepf10 · I. Akin1 · S. Waldeck2 ·
S. O. Schoenberg3 · D. Lossnitzer8,11
1
First Department of Medicine – Cardiology, University Medical Centre Mannheim, Mannheim, Germany
and DZHK (German Centre for Cardiovascular Research), partner site Heidelberg/Mannheim, Mannheim,
Deutschland; 2 Department for Radiology and Neuroradiology, German Federal Armed Forces Central
Hospital Koblenz, Koblenz, Deutschland; 3 Department of Radiology and Nuclear Medicine, University
Medical Centre Mannheim, Faculty of Medicine Mannheim, Heidelberg University, Heidelberg,
Deutschland; 4 Department of Internal Medicine, Cardiology, St. Johannes Hospital, Dortmund,
Deutschland; 5 Department of Cardiology & Vascular Medicine, GRN Hospital Weinheim, Weinheim,
Deutschland; 6 Department of Internal Medicine/Cardiology, German Heart Institute Berlin, Berlin,
Deutschland; 7 The Radiology Center, Sinsheim, Eberbach, Erbach, Walldorf, Heidelberg, Heidelberg,
Deutschland; 8 Department of Cardiology, Angiology and Pneumology, University of Heidelberg,
Heidelberg, Deutschland; 9 Department of Cardiology, Kerckhoff Heart Center, Bad Nauheim,
Deutschland; 10 Division of Cardiovascular Imaging, Department of Radiology and Radiological Science,
Medical University of South Carolina, Charleston, USA; 11 Klinik für Kardiologie, Angiologie und
Pneumologie, Universitätsklinikum Heidelberg, Heidelberg, Deutschland
Zusammenfassung
Die CT(Computertomographie)-Koronarangiographie (cCTA) ist bei Patienten mit
niedriger und mittlerer Vortestwahrscheinlichkeit für eine koronare Herzkrankheit
(KHK) eine sichere Möglichkeit zum nicht-invasiven Ausschluss signifikanter
Koronarstenosen und ermöglicht darüber hinaus auch deren funktionelle und
morphologische Beurteilung. Der Stellenwert der cCTA wurde durch die 2019
publizierte ESC(European Society of Cardiology)-Leitlinie zu Diagnose und
Management des chronischen Koronarsyndroms gestärkt und hat dadurch eine
erhebliche Aufwertung erfahren. Die Bestimmung des Agatston-Scores ist eine klinisch
etablierte Methodik zur Quantifizierung des Koronarkalks und hat Einfluss auf die
Einleitung einer medikamentösen Therapie. Durch Technologien wie die Einführung
der EKG-kontrollierten Dosismodulation und der iterativen Bildrekonstruktion
kann die cCTA mit hoher Bildqualität und niedriger Strahlendosis durchgeführt
werden. Die alleinige anatomische Darstellung von Koronarstenosen wird derzeit
um innovative Techniken wie die myokardiale CT-Perfusion oder CT-FFR (fraktionelle
Flussreserve) erweitert, jedoch ist der klinische Stellenwert dieser Methoden noch
nicht abschließend geklärt. Die cCTA könnte sich zu einem Weichensteller hinsichtlich
der Indikationsstellung für eine invasive Koronardiagnostik/-intervention entwickeln.
Schlüsselwörter
Koronarstenosen · Kalziumscoring · Kardiale Computertomographie · Koronare Herzkrankheit ·
Myokardischämie
Herz 1
Review articles
Tab. 1 Vortestwahrscheinlichkeit der koronaren Herzkrankheit (KHK). (Adaptiert nach Knuuti klusivem, nicht-invasivem Ischämietest als
et al. [1]) Alternative zur invasiven Koronarangio-
Typisch Atypisch Nichtanginös Dyspnoea graphie (Klasse-IIa-Empfehlung) und zum
Alter M (%) W (%) M (%) W (%) M (%) W (%) M (%) W (%) Ausschluss fixierter Stenosen bei V. a. eine
30–39 3 5 4 3 1 1 0 3 vasospastische Angina (Klasse-IC-Empfeh-
40–49 22 10 10 6 3 2 12 3 lung) erwogen werden. Bevorzugt werden
50–59 32 13 17 6 11 3 20 9 sollte die cCTA bei geringer und mittle-
60–69 44 16 26 11 22 6 27 14 rer Vortestwahrscheinlichkeit, bislang feh-
70+ 52 27 34 19 24 10 32 12 lender Diagnose einer KHK, dem Wunsch
Die Felder mit fettem Text markieren Patientengruppen, die am meisten von einer nicht-invasiven nach Informationen über Ausmaß der KHK
Diagnostik profitieren (Vortestwahrscheinlichkeit > 15 %); die Felder mit kursivem Text beinhalten und Plaquecharakteristika sowie einer zu
Patientengruppen mit einer KHK-Vortestwahrscheinlichkeit von 5–15 %, für welche nicht-invasive erwartenden guten Bildqualität. Berück-
Diagnostik in Erwägung gezogen werden kann, nachdem die klinische Wahrscheinlichkeit, basierend sichtigt werden müssen hierbei die lokale
auf Modifikatoren der Vortestwahrscheinlichkeit, evaluiert wurde Verfügbarkeit und Expertise. Eine direk-
a
Zusätzlich zu den klassischen Diamond- und Forrester-Klassen werden nun auch Patienten mit Dys-
pnoe als primärem Symptom einbezogen te invasive Koronarangiographie hingegen
ist nurmehr bei einer explizit hohen Vor-
testwahrscheinlichkeit für das Vorliegen
Stellenwert der kardialen tinediagnostik gezeigt werden. Vor dem einer KHK oder typischer, therapierefrak-
Computertomographie Hintergrund dieser und weiterer Studien tärer Angina bei geringer Belastungsstufe
sollen im vorliegenden Übersichtsartikel empfohlen.
Über die vergangenen beiden Jahrzehnte Indikation und Evidenz für den Einsatz der Die Leitlinie des National Institute for
hat die koronare Computertomographie- cCTA beleuchtet werden. Health and Care Excellence (NICE) des Ver-
Angiografie (cCTA) eine rasante Entwick- einigten Königreichs geht über die ESC-
lung durchlaufen. Nach anfänglich rein Indikationen nach den aktuellen Leitlinie hinaus und stellt die cCTA bei neu
wissenschaftlicher Anwendung konnte ESC- und NICE-Leitlinien aufgetretenem Brustschmerz und suspi-
sich die CT dank des technischen Fort- zierter KHK als Methode der ersten Wahl
schritts als wichtiger Bestandteil der Die 2019 publizierte ESC(European Society den funktionellen Methoden voran. Auch
kardialen Diagnostik etablieren. of Cardiology)-Leitlinie zu Diagnose und auf die Berücksichtigung der Prätestwahr-
Die cCTA zeichnet sich neben weiteren Management des chronischen Koronar- scheinlichkeit für eine KHK wird verzichtet
Indikationen insbesondere für den Ein- syndroms orientiert sich erstmals an der [8]. In der Nationalen Versorgungsleitlinie
satz bei Patientinnen und Patienten mit klinischen Präsentation von Patienten mit der Bundesrepublik Deutschland hat sich
Verdacht auf das Vorliegen einer korona- KHK und unterscheidet zwischen dem aku- die cCTA bei CCS mit einer Vortestwahr-
ren Herzkrankheit (KHK) aus. Die Anwen- ten (ACS) und dem chronischen (CCS) Ko- scheinlichkeit von 15–50 % als geeignete
dung bei niedriger bis intermediärer Vor- ronarsyndrom [1]. Das CCS wird in 6 kli- diagnostische Methodik etabliert [9].
testwahrscheinlichkeit im elektiven und nische Szenarien unterteilt, die neben der Im Jahr 2020 empfahlen die NSTEMI
auch akuten Setting stellt ein Hauptein- Angina pectoris auch Dyspnoe als Symp- („non ST elevation myocardial infarction“)-
satzgebiet dieser Untersuchungsmodalität tom und mehrere Stadien der vermuteten Leitlinien der ESC die cCTA erstmals als
dar [1, 2]. Gemessen an der invasiven Ko- oder manifesten KHK berücksichtigt. An- Alternative zur invasiven Koronarangio-
ronarangiographie erreicht die cCTA eine hand der Vortestwahrscheinlichkeit wer- graphie zum Ausschluss eines ACS bei
Sensitivität von 95–99 % bei einem nega- den Patientengruppen definiert, die von Patienten mit einer geringen bis mittleren
tiv-prädiktiven Wert von 97–99 % und ist einer nicht-invasiven Diagnostik profitie- Vortestwahrscheinlichkeit für eine KHK,
anderen nicht-invasiven Methoden damit ren können (. Tab. 1). normalen Troponinwerten und unauffälli-
mindestens ebenbürtig [3–6]. Die exzel- Eine Aufwertung erfuhr die cCTA in die- gem oder nichtkonklusivem EKG (Klasse-
lente diagnostische Genauigkeit geht auf sen Leitlinien (. Abb. 1), weil sie erstmals IA-Empfehlung; [2]). CT-FFR (fraktionierte
eine hohe räumliche Auflösung und eine bereits bei asymptomatischen Hochrisi- Flussreserve) hatte hierbei noch keine
insgesamt deutlich verbesserte Bildquali- kopatienten im Kontext mit funktioneller Berücksichtigung gefunden.
tät moderner CT-Systeme zurück. Parallel Bildgebung im Sinne der Risikoevaluation Nicht empfohlen hingegen wird die
hierzu ließ sich eine drastische Verringe- empfohlen wird (Klasse-IIB Empfehlung). cCTA für Follow-up-Untersuchungen, da
rung der Strahlendosis erreichen [7]. Für symptomatische Patienten, bei de- in der klinischen Routine derzeit nur be-
In der vielbeachteten SCOT-HEART-Stu- nen eine obstruktive KHK durch eine al- grenzt Aussagen zur hämodynamischen
die konnte erstmalig eine geringere Rate leinige klinische Beurteilung nicht sicher Relevanz von Koronarstenosen getroffen
des kombinierten Endpunkts aus Herzin- ausgeschlossen werden kann, wurde die werden können. Die sehr umfangreichen
farktrate und Gesamtmortalität durch ziel- cCTA als initialer Test ebenfalls erstmals Leitlinien der Society of Cardiovascular
gerichtete Therapiesteuerung mittels cCTA gleichwertig mit der nicht-invasiven Ischä- Computed Tomography (SCCT) bieten
bei Patientinnen und Patienten mit stabi- mietestung (Klasse-IB-Empfehlung) emp- eine noch umfassendere und detaillierte-
ler Angina pectoris im Vergleich zur Rou- fohlen. Zudem kann die cCTA bei nicht kon-
2 Herz
Empfehlungen Klassea Levelb
Nicht-invasive funktionelle Bildgebung zur Darstellung einer Myokardischämiec oder die
Koronar-CTA werden als initiale diagnostische Methode einer KHK für symptomatische
Patienten empfohlen, bei welchen eine obstruktive KHK durch eine klinische Untersuchung I B
nicht ausgeschlossen werden kann. Abb. 1 9 Anwendung von
Die Auswahl der initialen, nicht-invasiven diagnostischen Methode sollte sich an der diagnostischer Bildgebung
klinischen Wahrscheinlichkeit einer KHK, der lokalen Expertise, der Verfügbarkeit der bei der initialen Diagnostik
Methoden und zusätzlichen Patientencharakteristikad orientieren, welche das Ergebnis der I C von symptomatischen
Methode beeinflussen. Patienten mit Verdacht auf
Funktionelle Bildgebung einer Myokardischämie wird empfohlen, wenn die Koronar-CTA eine koronare Herzkrankheit
Stenose unklarer hämodynamischer Relevanz zeigt oder keine Diagnose zulässt. I B (KHK). CT Computertomo-
graphie, CTA Computer-
Die invasive Koronarangiographie bietet eine Alternative zur KHK-Diagnostik für Patienten mit tomographie-Angiogra-
einer hohen klinischen KHK-Wahrscheinlichkeit, schwerwiegenden, pharmazeutisch
therapierefraktären Symptomen oder typischer Angina pectoris bei geringer Anstrengung und phie. aKlasse der Empfeh-
einer klinischen Evaluation, welche auf ein hohes Risiko für kardiovaskuläre Events hindeutet. lung; bLevel der Evidenz;
Invasive funktionelle Messungen müssen zugänglich sein und sollten in der Evaluation des
I B c
Stressechokardiographie,
Stenosegrades vor Revaskularisation Anwendung finden, ausgenommen sind höchstgradige
Stenosen (>90% des Gefäßdurchmessers stenosiert).
Stressmagnetresonanz-
tomographie, SPECT
Die invasive Koronarangiographie mit der Möglichkeit einer invasiven funktionellen Messung, („single photon emission
sollte als Bestätigung der Diagnose einer KHK bei Patienten mit unklarer Diagnose oder computed tomogra-
nicht-invasiver Diagnostik in Betracht gezogen werden.
IIa B
phie“) oder Positronen-
Die Koronar-CTA stellt eine Alternative zur invasiven Koronarangiographie dar, wenn eine emissionstomographie;
d
andere, nicht-invasive diagnostische Methode keine Diagnose zulässt oder ein unklares
IIa C Patientencharakteristika,
Ergebnis liefert. welche Belastungsfähig-
Die Koronar-CTA wird nicht empfohlen beiausgeprägter Kalzifikation der Koronar-arterien, keit, Wahrscheinlichkeit
irregulärer Herzfrequenz, signifikanter Adipositas, Unfähigkeit des Befolgens von Atem- einer guten Bildqualität, er-
kommandos oder anderen Umständen, welche die Bildqualität deutlich vermindern könnten. III C wartete Strahlenexposition
und Risiken oder Kontrain-
Der Grad der Kalzifikation der Koronararterien in der CT wird nicht als diagnostisches Kriterium
zur Identifikation von Patienten mit einer obstruktiven KHK empfohlen.
III C dikationen beeinflussen.
(Adaptiert nach Knuuti et
al. [1])
Die heute am weitesten verbreitete Me-
thode ist die prospektive EKG-Triggerung,
bei der zu einer a priori festgelegten Herz-
zyklusphase die Aufnahme des Herzvolu-
mens erfolgt. Da nur bei wenigen CT-Scan-
nern mit entsprechend großer Detektor-
breite die Abdeckung des gesamten kar-
dialen Volumens in einer Teil- oder Voll-
rotation erfolgen kann, werden zumeist
mehrere sich direkt anschließende Auf-
nahmen sequenziell entlang der z-Achse
akquiriert, die in der Nachverarbeitung zu-
sammengefügt werden („step and shoot“).
Die Akquisition des CT-Datensatzes bei
der prospektiven EKG-Triggerung erfolgt
Abb. 2 8 a 3-D-CT(dreidimensionale Computertomographie; „cinematic rendering“)-Darstellung des üblicherweise in der Enddiastole. Eine
Herzens; b kurvenfömige multiplanare Reformatierung („curved MPR“) der rechten Koronararterie mit Darstellung der Koronararterien in der
Darstellung multipler kalzifizierter Plaques (Pfeile) Phase der isovolumetrischen Relaxation
der Systole ist Sonderfällen wie Vorhofflim-
re Beschreibung der Durchführung und einen mit der nativen CT zur Darstellung mern, erhöhten Herzfrequenzen und der
Befundung von cCTA an [10]. und Quantifizierung des Koronarkalks TAVI(„transcatheter aortic valve implanta-
(Agatston-Score [Kalziumscoring]) und tion“)-Planung vorbehalten [11–13].
Bildakquisition in der kardialen zum anderen mit der kontrastmittelge- Die zweite Möglichkeit der Akquisition
Computertomographie stützten cCTA (. Abb. 2). Die Akquisition der cCTA ist das retrospektive EKG-Gating.
der kardialen cCTA erfolgt EKG-gesteuert. Hierbei wird das Herzvolumen durch eine
Die Analyse der Koronararterien kann mit 2 Hierzu gibt es 3 Möglichkeiten, die unter- Spiralabtastung für den gesamten Herzzy-
sich ergänzenden Techniken erfolgen: zum schiedliche Vor- und Nachteile bieten. klus erfasst und dem EKG nach dem CT-
Herz 3
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Tab. 2 Graduierung des CAD-RADS™ (Coronary Artery Disease Reporting and Data System): Aus als 130 Hounsfield-Einheiten („Hounsfield
der Graduierung ergeben sich Empfehlungen zur weiterführenden Diagnostik [16] units“ [HU]) eingeschlossen, die mindes-
CAD-RADS 0 Keine sichtbare Stenose (0 %) tens 1 mm2 umfassen. Je nach maxima-
CAD-RADS 1 Minimale Stenose (1–24 %) ler HU-Dichte der Plaque wird ein Wert
CAD-RADS 2 Milde Stenose (25–49 %) von 1 bis 4 vergeben, der mit der jeweili-
CAD-RADS 3 Moderate Stenose (50–69 %) gen kalzifizierten Fläche multipliziert wird.
CAD-RADS 4 Schwere Stenose (70–99 %) Die Gesamtsumme aller Plaques des Koro-
CAD-RADS 5 Totaler Gefäßverschluss (100 %) narbaums ergibt den Agatston-Score. Der
Score spiegelt somit nicht die eigentliche
Masse oder das Volumen der kalzifizier-
Tab. 3 Einleitung einer Statintherapie in Abhängigkeit vom Kalziumscore [20]
ten Areale wider, hat sich aber entge-
Kalziumscore Therapie
gen den beiden genannten Werten in der
0 Keine Statintherapie und erneute Reevaluation in 5 bis 10 Jahren, solange
klinischen Risikostratifizierung (. Tab. 3)
keine anderen Risikofaktoren (Diabetes mellitus, positive Familienanamnese,
Nikotinabusus) vorliegen durchgesetzt (. Abb. 3). Neuere Akquisiti-
1–99 Einleitung einer Statintherapie bei Patienten älter als 55 Jahre onsmethoden erlauben durch Abweichun-
> 100 oder über Einleitung einer Statintherapie
gen von der ursprünglichen Konvention zu
der 75. Perzentile niedrigeren Röhrenspannungen (kV) so-
wie Kombination mit einer High-pitch-Spi-
rale eine Reduktion der Strahlendosis bei
Scan retrospektiv zugeordnet. Der große ner niedrigen rhythmischen Herzfrequenz guter Korrelation zur ursprünglichen Agat-
Vorteil dieser Methode ist ihre Robustheit, vorbehalten ist. ston-Methode [18, 19].
da der gesamte Herzzyklus zur Beurtei- Festzuhalten ist, dass es über alle
lung der Koronararterien herangezogen Methoden der cCTA-Akquisition hin- Hochrisikoplaques und CT-
werden kann. Des Weiteren können zu- weg im letzten Jahrzehnt zu deutli- Koronarangiographie als
sätzliche Informationen wie Herzvolumi- chen Dosisreduktionen gekommen ist, prognostische Langzeitparameter
na, Wandbewegung des Myokards sowie wie die PROTECTION-VI-Studie zeigen
die funktionelle Darstellung der Herzklap- konnte. Gemittelt liegt das Dosislängen- Die cCTA stellt durch den Einsatz zu-
pen ausgewertet werden. Der Nachteil des produkt einer cCTA hier bei 195 mGy*cm, sätzlicher Softwareapplikationen und die
retrospektiven EKG-Gatings ist die höhere was je nach angewendetem Konver- Kombination aus funktioneller und mor-
Strahlendosis der Untersuchung im Ver- sionsfaktor 2,7 mSv (Konversionsfaktor: phologischer Plaquequantifizierung einen
gleich zur prospektiven Aufnahmetechnik. 0,014 mSv/mGy*cm) oder 5,1 mSv (Kon- enormen Fortschritt in der Beurteilung
In den letzten Jahren konnte durch neue versionsfaktor: 0,026 mSv/mGy*cm) ent- der Plaquekomposition und der hämody-
Detektorgenerationen und hierdurch er- spricht [7]. Jedoch ist es mit aktuellen CT- namischen Relevanz von Koronarläsionen
möglichte Niedrig-kV-Untersuchung neue Scanner-Generationen bereits möglich, sowie der Indikationsstellung von in-
Rekonstruktionsalgorithmen (iterative Re- cCTA-Untersuchungen mit einer Dosis vasiven Koronarangiographien dar. V. a.
konstruktion) und Modulation des Röh- von weniger als 1 mSv durchzuführen durch ihren hohen negativ-prädiktiven
renstroms während der Herzzyklusphasen, [14]. Wert eignet sich die cCTA zum sicheren
also Absenkung des Röhrenstroms in Be- Ebenfalls immer mehr an Gewicht ge- Ausschluss einer obstruktiven bzw. steno-
reichen des Herzzyklus ohne erhöhte dia- winnt die strukturierte Befundung. In die- sierenden KHK [21]. Neben der alleinigen
gnostische Wertigkeit, die Strahlenexposi- sem Zusammenhang sollte zur Beurtei- konventionellen cCTA mit visueller Beur-
tion signifikant auch für das retrospektive lung einer cCTA das CAD-RADS™ (Coro- teilung von Koronarläsionen durch den
EKG-Gating gesenkt werden. nary Artery Disease Reporting and Data Untersucher können zusätzlich Plaque-
Die dritte Technik zur Darstellung der System) verwendet werden (. Tab. 2), da merkmale wie der koronarangiographi-
Koronararterien mittels CT ist die High- hierdurch eine interdisziplinär einheitliche sche Index auf Poiseuille-Basis (Läsions-
pitch-Spirale, bei der mittels sehr schnellen Sprache der CT-Befundung implementiert länge/minimaler Lumendurchmesser4),
Tischvorschubs die Darstellung der Koro- wird [15]. die minimale Lumenfläche, der minima-
nararterien als extrem schnelle CTA erfolgt, Die eingangs erwähnte weitere Technik le Durchmesser und der Prozentsatz des
mitdem Unterschied des EKG-getriggerten zur Beurteilung der Koronararterien ist das aggregierten Plaquevolumens sowie funk-
Starts der Untersuchung im Gegensatz zu Kalziumscoring, welches nach der Agat- tionelle Plaquemarker wie der korrigierte
einer regulären CTA. Dem Vorteil der gerin- ston-Methode erfolgt. Prinzipiell wird ein Dichtegradient („corrected coronary opa-
gen Strahlendosis dieser Untersuchungs- nativer CT-Datensatz mit meistens 120 kV cification“ [CCO]) und der Remodelling-
technik steht der Nachteil der apparativen in 3 mm Schichtdicke prospektiv EKG-ge- Index (RI) den Nachweis von hämody-
Verfügbarkeit sowie der verminderten Ro- triggert oder retrospektiv EKG-synchroni- namisch signifikanten Koronarstenosen
bustheit der Aufnahmetechnik entgegen, siert akquiriert [17]. Um den Agatston- verbessern [22]. Zusätzlich zur bisherigen
sodass dieses Verfahren Patienten mit ei- Score zu berechnen, werden alle kalzifi- klassischen anatomischen Stenosegradu-
zierten Areale mit einer Dichte von mehr ierung können mithilfe der cCTA und einer
4 Herz
umgeben von einer dichteangehobenen
Hülle („napkin ring sign“), werden als
instabile Hochrisikoplaques eingestuft.
Des Weiteren gehören Koronarläsionen
mit einem positiven RI von mehr als 1,1,
welcher einen reaktiven Umbauvorgang
in den Koronargefäßen beschreibt, zu
den vulnerablen Plaques, die mit einem
vermehrten Auftreten kardiovaskulärer
Ereignisse assoziiert sind [24, 25]. Die
Einleitung einer Statintherapie erfolgt in
Abhängigkeit von Kalziumscore, Alter und
zusätzlich bestehender kardiovaskulärer
Risikofaktoren (. Tab. 3; [20]).
Myokardperfusions-CT
Die myokardiale CT-Perfusion wurde An-
Abb. 3 8 Darstellung des Agatston-Scores: In der Tabelle (oben) dargestellt die Einzelwerte für die
jeweilige Koronararterie nebst dem Gesamtscore zur Risikostratifizierung. In den axialen Computerto- fang der 2010er-Jahre als neue Metho-
mographieschnitten (unten) zeigt sich die zur Tabelle korrespondierende kalzifizierte Plaque der LAD de zur Evaluation einer myokardialen
unmarkiert (links) und markiert (rechts; Pfeile). LM „left main artery“, LAD „left anterior descending Ischämie eingeführt [26]. Diese Modalität
artery“, CX Ramus circumflexus, RCA rechte Koronararterie kombiniert die anatomische Darstellung
der Koronararterien mit Messungen der
myokardialen Perfusion, um die hämody-
namische Relevanz von Koronarstenosen
besser beurteilen zu können. Die CT-
Perfusion ermöglich hierbei durch die
Visualisierung einer verminderten oder
verzögerten Kontrastmittelaufnahme des
Myokards eine quantitative wie auch qua-
litative Beurteilung der Myokardperfusi-
on [27]. Ähnlich der Ischämiediagnostik
per Stressmagnetresonanztomographie
wird eine Bildakquisition sowohl unter
Ruhebedingungen als auch unter phar-
makologischer Belastung durchgeführt,
um zwischen fixierter und induzierbarer
Myokardischämie differenzieren zu kön-
nen. Die technischen Möglichkeiten der
Bildakquisition können in statische und
Abb. 4 8 Fallbeispiel für ein falsch-positives Ergebnis in der koronaren Computertomographie-An-
dynamische Perfusionsbildgebung unter-
giographie (cCTA), 52-jährige Patientin mit einer gemischten Plaque des medialen Ramus interventri-
cularis anterior (RIVA), die sowohl kalzifizierte als auch nichtkalzifizierte Bestandteile enthält: a, b Die schieden werden. Die statische CT-Perfu-
cCTA zeigt eine 90 %ige Stenose des medialen RIVAin der kurvenfömigen multiplanaren Reforma- sion wird unter Zuhilfenahme von CTA-
tierung („curved MPR“). c Die farbkodierte automatisierte Plaquequantifizierung durch die Software Datensätzen zum Zeitpunkt der höchsten
klassifizierte die Plaquezusammensetzung als gemischt, die sowohl kalzifizierte (gelbe Fläche) als Kontrastmittelaufnahme anhand eines
auch nichtkalzifizierte Komponenten (grüne Fläche) enthielt. d Trotz der schweren Stenose in der
„snapshot“ berechnet und erfordert somit
cCTA zeigt die invasive Koronarangiographie (ICA) eine hämodynamisch nichtrelevante Stenose mit
einer iFR („instantaneous wave-free ratio“) von 0,94 (Pfeil) keine zusätzliche Bildakquisition. Mithilfe
dieser Technik kann nur eine qualita-
tive Beurteilung der Myokardperfusion
semiautomatischen Softwareapplikation von Koronarläsionen als auch prognosti- erfolgen, da keine eigentliche Passage
Koronarplaques anhand unterschiedlicher sche Informationen im Hinblick auf die des Kontrastmittels durch das Myokard
CT-Dichtewerte der Plaquebestandtei- Plaquestabilität liefern. Die sog. Low- aufgezeichnet wird. Demgegenüber er-
le hinsichtlich ihrer Zusammensetzung attenuation-Plaques, bestehend aus ei- laubt die dynamische CT-Perfusion eine
analysiert werden ([23]; . Abb. 4). Die nem weichen, lipidreichen Plaquekern mit reale Beurteilung der Myokardperfusi-
Plaquebeschaffenheit kann sowohl Hin- niedrigen CT-Dichte-Werten, sowie „spot- on, indem nach Kontrastmittelinjektion
weise zur hämodynamischen Relevanz ty calcifications“ und weiche Plaques, in kurzer Abfolge multiple Bildsequen-
Herz 5Review articles
resse für die nicht-invasive hämodynami-
sche Bewertung von Stenosen bei Patien-
ten mit KHK wecken (. Abb. 6; [31–33]).
Schon die ersten Studien zeigen das Po-
tenzial der CT-FFR im Vergleich zum eta-
blierten invasiven Goldstandard. Darüber
hinaus weist diese Technik in den gro-
ßen multizentrischen Studien eine star-
ke Korrelation mit der invasiven FFR auf
[34–36]. Die Studien demonstrieren, dass
durch die Hinzunahme der CT-FFR im Ver-
gleich zur alleinigen CT-morphologischen
Beurteilung von Stenosen die diagnosti-
sche Genauigkeit hinsichtlich der hämo-
dynamischen Relevanz von Koronasteno-
sen signifikant verbessert werden kann.
Douglas et al. konnten in der veröffent-
lichten PLATFORM-Studie eine signifikan-
te Reduktion rein diagnostischer invasiver
Koronarangiographien durch den voran-
gestellten Einsatz der CT-FFR in Kombi-
nation mit der koronaren CT feststellen
[37]. Zu Beginn basierte die verwende-
te CT-FFR-Technik noch auf einem Algo-
Abb. 5 8 59-jähriger Patient mit Angina pectoris: Die Computertomographie(CT)-Angiographie zeigt rithmus, der zur Berechnung der Hämo-
in der multiplanaren, gekrümmten Darstellung (a) und in der dreidimensionalen (3-D) Rekonstruktion dynamik auf computergestützte flussdy-
mit „cinematic rendering“ (b) eine kalzifizierte Plaque des Ramus circumflexus und der LAD(„left an- namische Modelle zurückgreifen musste.
terior descending artery“; Pfeile). Die dynamische CT-Perfusion mit der farbkodierten Darstellung des Als Beispiel ist hier der durch die Food an
myokardialen Blutflusses (c) und des Blutvolumens (d) zeigte eine Minderperfusion der Vorderseiten-
wand des linken Ventrikels (Pfeile) DrugAdministration(FDA) im Jahr 2015 zu-
gelassene CT-FFR-Algorithmus FFRCT von
HeartFlow Inc. (Redwood City, CA, USA)
zen aufgezeichnet werden [28]. Auf Basis und routinemäßige Anwendung bislang zu nennen. Entscheidender Nachteil die-
dieser Bildakquisition lassen sich Zeit- in westlichen Ländern verhindert, sodass ses Algorithmus war der große Rechen-
Dichte-Kurven für alle Bereiche des Myo- diese Bildgebungsmodalität aktuell nur im aufwand, der nur durch den Datentrans-
kards erstellen, welche eine quantitative Rahmen von klinischen Studien getestet fer an externe Rechenzentren zu bewälti-
und semiquantitative Beurteilung der wird. Jedoch scheint sich die Methode im gen war. Abhilfe konnten Weiterentwick-
Myokardperfusion ermöglichen. Da die asiatischen Raum zu einem klinisch breit lungen der CT-FFR-Algorithmen schaffen,
Bildakquise der dynamischen CT-Perfu- angewandten Test zu entwickeln. die eine Berechnung vor Ort ermöglich-
sion keine Beurteilung der Koronarge- ten. Außerdem konnte unter Zuhilfenah-
fäße gewährleistet, ist eine zusätzliche CT-basierte Messung der me der künstlichen Intelligenz im Sinne
konventionelle CTA notwendig, was mit fraktionellen Flussreserve eines Machine-Learning-Algorithmus (CT-
einer zusätzlichen Strahlenexposition und FFRML) die Kalkulationszeit weiter reduziert
Kontrastmittelgabe für den Patienten ver- Die FFR-Messung ist der Goldstandard zur und somit bei gleichbleibender diagnos-
bunden ist (. Abb. 5). Die diagnostische invasiven Bestimmung der hämodynami- tischer Leistung eine intrahospitale, klini-
Genauigkeit der statischen und der dy- schen Relevanz von Stenosen in den Herz- sche Anwendbarkeit ermöglicht werden
namischen CT-Perfusion liegt bei einer kranzgefäßen. Daneben konnte sich seit [38]. Erwähnenswert ist, dass die CT-FFR-
Sensitivität von 89 % bzw. 88 % und einer 2018 die iFR („instantaneous wave-free ra- Algorithmen bislang nur mit der FFR als
Spezifizität von 77 % bzw. 89 % [29]. Die tio“) mit Verzicht auf die Gabe von Adeno- Referenzstandard verglichen wurden. Ei-
CT-Perfusion ermöglicht somit eine hohe sin als eine gleichwertige Klasse-IA-Emp- ne im Jahr 2019 veröffentlichte klinische
diagnostische Aussagekraft bezüglich ei- fehlung in den Leitlinien zur myokardia- Arbeit untersuchte die koronare CT-Tech-
ner myokardialen Ischämie, jedoch noch len Revaskularisation der ESC etablieren nik in Kombination mit der CT-FFRML im
zum Preis einer relativ hohen Strahlen- [30]. In Anlehnung an den invasiven Gold- Vergleich zur iFR als weiteren invasiven
dosis von etwa 10–12 mSv (dynamische standard der FFR-Messung konnte durch Goldstandard. Hierbei konnte mithilfe der
CT-Perfusion). Dieser Umstand und die den Fortschritt in der kardialen CT-Technik auf einem Machine-Learning-Algorithmus
relative Komplexität der Untersuchung die FFR-Messung, basierend auf der Com- basierten CT-FFR sowohl auf Ebene der kli-
haben jedoch eine klinische Etablierung putertomographie (CT-FFR), großes Inte- nischen Praktikabilität als auch auf Ebene
6 HerzAbb. 6 8 53-jähriger Patient mit V. a. koronare Herzkrankheit: a Die koronare Computertomographie(CT)-Angiographie zeigt
die koronare Stenose (Stern) mit einer unklaren hämodynamischen Relevanz in der medialen rechten Koronararterie. b Kalku-
lation der CT-FFRML (fraktionelle Flussreserve, gemessen mittels CT, basierend auf dem Machine-Learning-Algorithmus; 0,98;
Cut-off-Wert: ≤ 0,80) für die mediale Stenose (Pfeil) der rechten Koronararterie mit Darstellung des patientenspezifischen
dreidimensionalen farbkodierten Koronargefäßbaums. c Die Messung der iFR („instantaneous wave-free ratio“; 1,00; Cut-
off-Wert: ≤ 0,89) während der invasiven Koronarangiographie konnte eine hämodynamisch relevante Obstruktion ebenfalls
ausschließen
der diagnostischen Genauigkeit zum einen beifügen und angeben, ob Änderungen vorgenom-
Korrespondenzadresse men wurden.
eine gute intrahospitale Anwendbarkeit
gezeigt und zum anderen eine hohe diag- PD Dr. D. Lossnitzer Die in diesem Artikel enthaltenen Bilder und sonstiges
Klinik für Kardiologie, Angiologie und Drittmaterial unterliegen ebenfalls der genannten
nostische Genauigkeit im Vergleich zur iFR
Pneumologie, Universitätsklinikum Heidelberg Creative Commons Lizenz, sofern sich aus der Abbil-
festgestellt werden [39]. Diese funktionelle Im Neuenheimer Feld 410, 69120 Heidelberg, dungslegende nichts anderes ergibt. Sofern das be-
nicht-invasive Bildgebungsmodalität kann Deutschland treffende Material nicht unter der genannten Creative
dazu beitragen, dass die koronare CT als dirk.lossnitzer@med.uni-heidelberg.de Commons Lizenz steht und die betreffende Handlung
nicht nach gesetzlichen Vorschriften erlaubt ist, ist für
Weichensteller eine entscheidende Rolle die oben aufgeführten Weiterverwendungen des Ma-
in der Diagnostik der KHK einnimmt [36]. terials die Einwilligung des jeweiligen Rechteinhabers
einzuholen.
Danksagung. Wir danken den Kollegen Frau Gökce
Fazit für die Praxis H. Özdemir und Herrn Markus Hirt für ihre Unterstüt-
Weitere Details zur Lizenz entnehmen Sie bitte der
zung bei der Erstellung der . Abb. 4 und 6.
4 Die koronare Computertomographie-An- Lizenzinformation auf http://creativecommons.org/
licenses/by/4.0/deed.de.
giographie (cCTA) ist bei geeigneten Pati- Funding. Open Access funding enabled and organi-
enten eine sichere Möglichkeit zum Aus- zed by Projekt DEAL.
schluss signifikanter Koronarstenosen. Literatur
4 Durch neuartige Technologien kann die
cCTA mit hoher Bildqualität und niedriger
Strahlendosis durchgeführt werden. Einhaltung ethischer Richtlinien Verwendete Literatur
4 Die Bedeutung der cCTA wird in den ak-
Interessenkonflikt. C. Tesche erhält Vortraghono- 1. Knuuti J, Wijns W, Saraste A et al (2020)
tuellen ESC(European Society of Cardio- rare von Siemens Healthineers und HeartFlow Inc. 2019 ESC Guidelines for the diagnosis and
logy)-Leitlinien gestärkt und erfährt eine M. Renker erhält Vortraghonorare von der Firma Ab- management of chronic coronary syndromes. Eur
wesentliche Aufwertung. bott. U. J. Schoepf erhält institutionelle Unterstützung Heart J 41(3):407–477. https://doi.org/10.1093/
4 Kalziumscoring ermöglicht eine gute Ri- für Forschung und/oder persönliche Honorare von eurheartj/ehz425
sikostratifizierung mit positivem Einfluss Bayer, Bracco, Elucid BioImaging, Guerbet, HeartFlow, 2. Collet JP, Thiele H, Barbato E et al (2020) 2020 ESC
auf die Einleitung einer medikamentösen Keya Medical und Siemens Healthineers. S. Baumann, guidelines for the management of acute coronary
Therapie. D. Overhoff, G. Korosoglou, S. Kelle, M. Nassar, S. Buss, syndromes in patients presenting without persis-
4 Innovative Techniken wie die myokardiale F. Andre, I. Akin, S. Waldeck, S. Schoenberg und D. Loss- tent ST-segment elevation. Eur Heart J. https://doi.
nitzer geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht. org/10.1093/eurheartj/ehaa575
CT-Perfusion oder die CT-FFR (fraktionel-
le Flussreserve) verbessern die diagnosti- 3. Budoff MJ, Dowe D, Jollis JG et al (2008) Diagnostic
Für diesen Beitrag wurden von den Autoren keine performance of 64-multidetector row coronary
sche Genauigkeit, jedoch ist der klinische Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. computed tomographic angiography for evalu-
Stellenwert noch nicht gänzlich geklärt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort ation of coronary artery stenosis in individuals
angegebenen ethischen Richtlinien. without known coronary artery disease: results
from the prospective multicenter ACCURACY
Open Access. Dieser Artikel wird unter der Creative (assessment by coronary computed tomographic
Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz angiography of individuals undergoing invasive
veröffentlicht, welche die Nutzung, Vervielfältigung, coronary angiography) trial. J Am Coll Cardiol
Bearbeitung, Verbreitung und Wiedergabe in jegli- 52(21):1724–1732. https://doi.org/10.1016/j.jacc.
chem Medium und Format erlaubt, sofern Sie den/die 2008.07.031
ursprünglichen Autor(en) und die Quelle ordnungsge- 4. Meijboom WB, Meijs MF, Schuijf JD et al (2008)
mäß nennen, einen Link zur Creative Commons Lizenz Diagnostic accuracy of 64-slice computed to-
mography coronary angiography: a prospective,
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NEJMoa1415516 moderate pretest probability for coronary artery disease (CAD). Furthermore, it
6. Menke J, Kowalski J (2016) Diagnostic accuracy also allows functional and morphological assessment of coronary stenoses. The
and utility of coronary CT angiography with European Society of Cardiology (ESC) guidelines on the diagnosis and management
consideration of unevaluable results: a systematic
review and multivariate Bayesian random-effects
of chronic coronary syndrome published in 2019 have strengthened the importance
meta-analysis with intention to diagnose. Eur of cCTA in this context and for this reason it has experienced a considerable upgrade.
Radiol 26(2):451–458. https://doi.org/10.1007/ The determination of the Agatston score is a clinically established method for
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Reduction in radiation exposure in cardiovascular technologies, such as the introduction of electrocardiography (ECG)-controlled dose
computed tomography imaging: results from the modulation and iterative image reconstruction, cCTA can be performed with high
PROspective multicenter registry on radiaTion image quality and low radiation exposure. Anatomic imaging of coronary stenoses
dose estimates of cardiac CT angIOgraphy iN
alone is currently being augmented by innovative techniques, such as myocardial
daily practice in 2017 (PROTECTION VI). Eur
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1093/eurheartj/ehy546 these methods merits further investigation. The cCTA could therefore develop into
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