Aus der Medizinischen Klinik II mit Poliklinik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Direktor: Prof. Dr. W. G.

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1 Aus der Medizinischen Klinik II mit Poliklinik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Direktor: Prof. Dr. W. G. Daniel Nachweis von koronaren Stenosen mittels Multi-Detektor-Computertomographie mit 16 x 0,75mm Kollimation und 375ms Rotation Inaugural-Dissertation zur Erlangung der Doktorwürde an der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg vorgelegt von Sonja Ehrenreich aus Erbendorf

2 Dekan: Referent: Korreferent: Prof. Dr. J. Schüttler Prof. Dr. S. Achenbach PD Dr. M. Lell Tag der mündlichen Prüfung: 11. November 2009

3 meinem geliebten Vater und meiner geliebten Mutter

4 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Die Koronare Herzerkrankung Epidemiologie Pathophysiologie Ziel der Studie 3 2 Methodik Patientenkollektiv Untersuchungsprotokoll Quantitative Koronarangiographie Statistische Auswertung Ergebnisse Grundlagen der Analyse Patientenbasierte Analyse Gefäßbasierte Analyse Segmentbasierte Analyse Diskussion Motivation dieser Arbeit Ergebnisse der Arbeit Limitationen der Arbeit Klinische Bedeutung Vergleich zu anderen Arbeiten Vergleich mit anderen nicht-invasiven Untersuchungsmethoden Elektronenstrahltomographie Kernspintomographie..26

5 5 Zusammenfassung Hintergrund und Zielsetzung Methoden Ergebnisse Schlussfolgerung Literaturverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Vorveröffentlichung Danksagung Lebenslauf Summary Englische Zusammenfassung..40

6 1 1 Einleitung 1.1. Die Koronare Herzerkrankung Epidemiologie Nach Angaben des Statistischen Bundesamtes sind Herz-Kreislauf- Erkrankungen die häufigste Todesursache in Deutschland (42). Daten der Weltgesundheitsorganisation WHO bestätigen diese Zahlen ebenfalls in ihren Jahresberichten (51). Allein im Jahre 2006 verlor jeder zweite Deutsche (43,7% der insgesamt Verstorbenen) sein Leben auf dem Boden einer Erkrankung des Herz-Kreislauf-Systems, während nur jeder vierte Verstorbene einem Krebsleiden erlag (25,7%). Die wichtigste Todesursachengruppe war dabei die der ischämischen Herzkrankheiten ( Sterbefälle), und hierunter insbesondere der akut auftretende Myokardinfarkt und der plötzliche Herztod, oft Erstsymptom einer bereits länger bestehenden, bislang stummen und symtomlosen Herzerkrankung (40,52) Pathophysiologie Die Ursache der Koronaren Herzerkrankung ist die Arteriosklerose der großen Koronargefäße mit akuter oder chronischer Störung der koronararteriellen Perfusion. Der Auslöser der koronaren Atherosklerose besteht in erster Linie in einer Läsion der Endothelzellen der Gefäßintima (12,18,21). Bereits eine Verminderung des Gefäßlumens um 50% bewirkt bei betroffenen Patienten in kardialen Belastungssituationen ein Auftreten von Ischämien. Bei höhergradigen Stenosen können bereits in Ruhesituationen kardiale Symptome aufgrund der vorhandenen Sauerstoffschuld auftreten (36,38,50).

7 2 Abbildung 1: Atherosklerose der Koronararterie In der Intima residente Makrophagen nehmen Lipide auf und entwickeln sich zu Schaumzellen, woraus fibröse Plaques entstehen (dicker Pfeil). In der weiteren Entwicklung kommt es zur Ausbildung eines Atheroms (dünner Pfeil). Als Folge der Atherosklerose kommt es zur Lumeneinengung der Koronarien (L) (13) Die Blutversorgung des Herzens erfolgt über die A. coronaria dextra und die A. coronaria sinistra, die im rechten bzw. linken Sinus aortae unmittelbar oberhalb der Aortenklappe aus der Aorta ascendens entspringen. Bei den Aufzweigungen handelt es sich um funktionelle Endarterien (38). Abhängig von der Gefäßversorgung des linken Ventrikels unterscheidet man Normal-, Links- und Rechtsversorgungstyp (13). Beim Normalversorgungs- oder intermediärem Typ versorgt die A. coronaria sinistra den linken Vorhof, die linke und einen Teil der rechten Ventrikelwand, die A. coronaria dextra den rechten Vorhof, die rechte Kammer, einen kleinen Anteil der Ventrikelwand und den Sinusknoten (38).

8 3 Abbildung 2: Schematische Darstellung der Herzkranzgefäße mit Prädilektionsstellen des Koronararterienverschlusses Hierbei handelt es sich um die Darstellung des Normalversorgungstypes, der bei ca. 70% der Bevölkerung vorliegt (15) Ziele der Studie Der klinische Goldstandard zur Detektion von Koronarstenosen war bislang das invasive Verfahren der selektiven Koronarangiographie (mittels Linksherzkatheter), welches im Jahre 1959 von dem Amerikaner Mason Sones und Melvin P. Judkins entwickelt wurde (17,44,43). Aufgrund dessen Invasivität (bei 3% der Patienten kommt es zu Komplikationen) und dem hohen Kostenaufwand stellen allerdings mittlerweile nicht-invasive Untersuchungsverfahren eine klinische Alternative zur individuellen Detektion und Graduierung von Koronarstenosen dar (4,53). Die Technologie der Mehrzeilen-Computertomographie (Multi-Detector-CT, MDCT) mit retrospektivem EKG-Gating gestattete die Darstellung von Koronarartereien erstmals im Jahre 2000 (2,6,7). Multi-Detector-Systeme der ersten Generation mit vier Detektorreihen lieferten jedoch für derartige Untersuchungen weder ausreichende Zeitauflösung noch eine adäquate

9 4 räumliche Auflösung, so dass Bewegungsartefakte oder Partialvolumeneffekte die Bilder für eine Auswertung und somit für den klinischen Alltag häufig ungeeignet machten (3,8,11). Die Einführung des 16-Schicht MDCT mit 0,5-0,75mm Schichtkollimination und Rotationszeiten von ms steigerte sowohl das räumliche als auch das zeitliche Auflösungsvermögen. Als Folge davon wurden unauswertbare Studien seltener und die diagnostische Genauigkeit erhöhte sich (24,25). In veröffentlichten Studien, die die Koronarangiographie mit dem 16-Schicht- MDCT verglichen, lag die Sensitivität für die Erfassung von hämodynamisch relevanten Koronarstenosen durch das MDCT zwischen 89% und 95%, die Spezifität zwischen 86% und 98% (25). In den erwähnten Studien wurden nur 16% der Koronararterien wegen schlechter Bildqualität von der Analyse ausgeschlossen. Des Weiteren zeigte sich, dass die Präsenz von größeren Mengen verkalktem Koronarplaque die diagnostische Genauigkeit des MDCT erheblich einschränkt (7,8). Ziel unserer Studie war ein Vergleich zwischen MDCT und quantitativer Koronarangiographie (QCA), wobei die Genauigkeit zur Erfassung von koronaren Stenosen auf verschiedenen Grundlagen (patienten-, gefäß- und segmentbasierte Analyse) bewertet wurde.

10 5 2 Methodik 2.1. Patientenkollektiv In einem Zeitraum von knapp drei Monaten zwischen dem 23. Januar und 13.April 2004 wurden insgesamt 157 Patienten zum Zwecke einer erstmaligen diagnostischen Koronarangiographie in die Medizinische Klinik II der Universitätsklinik Erlangen aufgenommen. Diejenigen Patienten, bei denen keine Ausschlusskriterien vorlagen, wurden in die Studie aufgenommen. Ausschlusskriterien waren: - instabile KHK mit bereits existenten EKG-Veränderungen, die auf eine akute Ischämie oder einen Infarkt hindeuteten - Niereninsuffizienz (Serumkreatinin über 1,5mg/dl) - kein Sinusrhythmus - gleichzeitige Herzklappenerkrankung - bekannte Kontrastmittelallergie - Kontraindikationen für Jodapplikation - mögliche Schwangerschaft Letztendlich konnten, das Einverständnis nach Aufklärung vorausgesetzt, 50 Patienten in die Studie aufgenommen werden, wobei 25 davon weiblich, 25 männlich waren. Das Durchschnittsalter der Patienten betrug 62 Jahre (42-77 Jahre). Die durchschnittliche Herzfrequenz eine Stunde vor dem MDCT betrug 72 Schläge/Minute (62-82 Schläge/Minute).

11 6 Abbildung 3: Bild eines 16-Zeilen-Computertomographen Im Vordergrund des Bildes der verschiebliche CT-Tisch, auf dem der Patient gelagert wird. Im Hintergrund befindet sich der Computertomograph mit der Röntgenröhre, die um den Patienten rotiert Untersuchungsprotokoll Die MDCT- Untersuchung wurde mit dem Sensation-16-Cardiac-CT-Gerät der Firma Siemens durchgeführt (Siemens Medical Solutions, Erlangen). Eine Stunde vor der eigentlichen Untersuchung erhielten alle Patienten, deren Herzfrequenz mehr als 60 Schläge/Minute betrug, eine einmalige Dosis von 100mg des Betablockers Atenolol oral. Die Patienten wurden in Rückenlage auf dem vorbereiteten CT-Tisch gelagert und ein Monitoring in Form eines EKGs wurde am Patienten installiert. Des Weiteren wurde zur Verabreichung des Kontrastmittels ein intravenöser Zugang angelegt. Zeigte kurz vor der Untersuchung das EKG eine Herzfrequenz von über 60 Schlägen pro Minute, so wurden weiterhin bis zu 20 mg des Betablockers Metoprolol fraktioniert injiziert. Ziel der Absenkung der Herzfrequenz der Probanden in bradykarde Bereiche unter 60 Schlägen pro Minute war einerseits die Optimierung der Bildqualität durch die Reduktion von

12 7 Bewegungsartefakten und andererseits wurde durch die EKG-gesteuerte Röhrenstrommodulation die Strahlenexposition gesenkt. Dabei wird die volle Röhrenspannung auf eine Zeitspanne von 450 ms während der Diastole beschränkt und die Strahlendosis reduziert sich um ungefähr 50 Prozent. Zusätzlich erhielten alle Untersuchten 0,8mg Isosorbiddinitrat sublingual unmittelbar vor dem MDCT. Nach Bestimmung der Kontrastmittelpassagezeit mittels Bolusinjekton von 10ml Kontrastmittel wurde ein Volumendatensatz des Herzens acquiriert mit folgenden Parametern: 375 ms Gantry Rotationszeit, 16x0,75 mm Kollimination, 3,0 mm Tischvorschub pro Rotation, 120 kv Röhrenspannung. Insgesamt wurden während des Untersuchungsvorganges 90 ml Kontrastmittel (350mg Jod/ml) kontinuierlich mit einer Flussrate von 5 ml/s in eine periphere Vene appliziert, gefolgt von 50 ml Kochsalzlösung, ebenfalls mit 5 ml/s. Alle gewonnenen Daten wurden von einem Untersucher objektiv ausgewertet, der selbst keinerlei Kenntnisse über die klinischen Befunde der in die Studie einbezogenen Patienten hatte. Als Basis für die Festlegung der zu begutachtenden Koronarsegmente wurde das 16-Segment-Modell der American Heart Association herangezogen (10):

13 8 Abbildung 5: Segmenteinteilung der rechten Koronararterie nach dem 16-Segment-Modell der AHA (SN=sinus node: R. coni arteriosi; CB=conus branches: R. nodi sinu-atrialis; RV= right ventricular: R. atrialis; AM=acute marginal: R. marginalis dexter; AV=AV-node branches: R. nodi atrioventricularis) Segment 1: proximales Segment Segment 2: mittleres Segment Segment 3: distales Segment Segment 4 : Ramus interventricularis posterior Abbildung 6: Segment des Hauptstammes der linken Koronararterie (LCA), welches sich erstreckt vom Abgang aus dem Sinus aortae bis zur Bifurkation in R. circumflexus und R. interventricularis anterior der A. coronaria sinistra (Segment 5).

14 9 Abbildung 7: Segmenteinteilung der AHA gemäß dem 16-Segment-Modell des Ramus interventricularis anterior der linken Koronararterie Segment 6: proximales Segment Segment 7: mittleres Segment Segment 8: apikales Segment Segment 9: erster Ramus diagonalis des R. interventricularis ant. Segment 10: zweiter Ramus diagonalis des R. interventricularis ant. Abbildung 8: Segmenteinteilung des Ramus circumflexus der linken Koronararterie (SN=sinus node: R. atrialis; AC=atrial circumflex: R. nodi atrioventricularis) Segment 11: proximales Segment Segment 12: R. marginalis sinister Segment 13: distales Segment Segment 14: R. posterolateralis ventriculi sinistri Segment 15: R. interventricularis posterior

15 10 Alle Datensätze wurden mittels der erfassten axialen Schnittbilder, multiplanaren Rekonstruktionen und Thin-slab Maximum Intensity Projektionen ausgewertet. Im ersten Schritt wurden die Ergebnisse über die Koronarsegmente im Hinblick auf ihre Auswertbarkeit eingestuft. Kriterien hierfür waren: Vorhandensein von starken Verkalkungen Bewegungsartefakte Gefäßkaliber Anschließend erfolgte ein visuelle Beurteilung im Hinblick auf das Vorhandensein bzw. Nicht-Vorhandensein von signifikanten Stenosen, wobei hierbei eine Durchmesserreduktion von größer/gleich 50 % ausschlaggebend war. Dreidimensionale Rekonstruktionen (Surface-weighted volume rendering technique) wurden nur zur besseren Veranschaulichung erstellt, wurden aber nicht zur Auswertung verwendet Quantitative Koronarangiographie Eine invasive quantitative Koronarangiographie wurde einen Tag nach der CT- Angiographie über einen transradialen oder einen transfemoralen Zugang durchgeführt. Standardprojektionen wurden nach intrakoronarer Injektion von 0,2 mg Isosorbiddinitrat angefertigt. Die Koronarangiogramme wurden ohne Zugriff zu den weiteren Patientenstammdaten von einem ebenfalls wieder unabhängigen Untersucher ausgewertet, wobei hierfür QCA-Software benutzt wurde, die als Goldstandard zur Erfasssung von Stenosen diente. Primär wurde der proximale Lumendurchmesser von allen relevanten Koronarsegmenten bestimmt. In allen Segmenten mit einem Referenzdurchmesser von größer/gleich 1,5 mm wurden Läsionen mit einer

16 11 Diameterreduktion von größer/gleich 50% als signifikante Stenosen bewertet. Alle Koronarsegmente, deren Durchmesser kleiner als 1,5 mm war, wurden von der Studie ausgeschlossen, da sie normalerweise nicht als Zielgebiet für eine Revakularisation in Frage kommen Statistische Auswertung Es wurde in der Auswertung eine Differenzierung zwischen Segment bzw. Gefäß getroffen und des Weiteren individuell zwischen den einzelnen Patienten. Insgesamt standen 800 Gefäßabschnitte zur Verfügung. Bei der gefäß- und segmetbasierten Auswertung wurden 128 Gefäßsegmente mit einem Durchmesser von weniger als 1,5 mm in der Koronarangiographie und neun Gefäßsegmente, die distal von drei kompletten Koronarverschlüssen lagen, von der Auswertung ausgeschlossen. In den verbleibenden 663 Abschnitten wurde die Anzahl der auswertbaren Segmente durch das MDCT bestimmt. Im darauffolgenden Arbeitsschritt wurden dann folgende Parameter im Hinblick auf die Erfassung von Stenosen mit einer Diameterreduktion von mehr als 50 % bestimmt: negativer prädiktiver Wert positiver prädiktiver Wert Sensitivität Spezifität

17 12 3 Ergebnisse 3.1. Grundlagen der Analyse Bei allen 50 Patienten konnte die Multi-Detector-Computertomographie komplikationslos durchgeführt werden. Die mittlere Herzfrequenz während des MDCT betrug 58 Schläge/Min. +/- 6 Schläge/Min.. 32 Patienten hatten eine Herzfrequenz unter 60 Schläge/Min.. Insgesamt lagen im untersuchten Patientenkollektiv 59 Stenosen mit einer Diameterreduktion von mehr als 50% vor. 53 der 59 Stenosen waren in den 635 Segmenten zu finden, die als auswertbar für die MDCT-Untersuchung eingestuft wurden (Diameterreduktion in QCA: 67+/- 8%) Patientenbasierte Analyse Klinisch ist das vorrangige Ziel die Identifikation von Patienten mit zumindest einer signifikanten Koronarstenose, um weitere Diagnostik und Therapie in die Wege zu leiten. In der patientenbasierten Analyse wurden 2 von 50 Fällen als nicht auswertbar eingestuft, weil im MDCT nicht alle Koronarsegmente beurteilt werden konnten und in den auswertbaren Abschnitten keine Stenosen nachweisbar waren. Alle weiteren 25 Patienten, bei denen wenigstens eine Koronarstenose vorlag, wurden im MDCT korrekt erkannt (Sensitivität insgesamt: 93%, Sensitivität bei auswertbaren Patienten: 100 %). Bei 19 von 23 Patienten wurde das Fehlen von Stenosen im MDCT korrekt erkannt (Spezifität: 83%, negativer prädiktiver Wert: 100%, positiver prädiktiver Wert: 86%). Wenn die Auswertung auf die 32 Patienten mit einer Herzfrequenz unter 60 Schlägen/Min. beschränkt wurde, blieb die Pro-Patient-Sensitivität korrekt, allerdings würde die Spezifität auf 88% ansteigen.

18 Gefäßbasierte Analyse Die meisten vorangegangenen Studien über die Erfassung von Koronarstenosen mittels CT-Angiographie wurden auf einer gefäßbasierten Grundlage ausgewertet. In unserem Kollektiv lagen insgesamt 200 Koronararterien zur Auswertung vor, von denen 193 in die Analyse aufgenommen wurden (entweder wenigstens eine Stenose im MDCT erfasst oder alle Segmente größer/gleich 1,5 mm und frei von Stenosen). Von den sieben nicht auswertbaren Arterien wiesen drei eine signifikante Stenose in der QCA auf und die restlichen vier nicht. Von den 193 auswertbaren Arterien zeigten 41 mindestens eine signifikante Stenose in der QCA und 40 von diesen wurden im MDCT korrekt erkannt (Sensitivität: 98%). Von 152 Arterien ohne signifkante Stenose in der Koronarangiographie wurden 136 im CT als frei von Stenosen eingestuft (Spezifität: 90%). Der negative und positive prädiktive Wert betrugen 99% bzw. 71%. Wenn die sieben nicht auswertbaren Arterien in die Bewertung einbezogen worden wären, würde die Sensitivität für die Erfassung von Stenosen 91% betragen (40/44), die Spezifität 90%, der negative Vorhersagewert 97% und der positive Vorhersagewert 71% Segmentbasierte Analyse Von den 663 gemäß AHA in die Studie einbezogenen Koronararteriensegmenten wurden 28 (4%) als nicht im MDCT auswertbar klassifiziert und von der Beurteilung ausgeschlossen (13 aufgrund schwerwiegender Verkalkungen, 15 aufgrund von Bewegungsartefakten), wobei sich bei der anschließend folgenden Herzkatheteruntersuchung zeigte, dass in sechs dieser Segmente in der invasiven Koronarangiographie eine signifikante, hämodynamisch relevante Stenose vorlag. Bei den verbleibenden 635 Gefäßabschnitten wurden mittels QCA 53 Stenosen nachgewiesen. 50 Stenosen wurden im MDCT erkannt (Sensitivität: 94%, siehe Tabelle 2). Von 582 Segmenten wurden 559 im CT korrekt als normal eingestuft (Spezifität: 96%). Der negative und positive prädiktive Wert betrug 99% bzw. 68%. Würde man bei den Ergebnissen zusätzlich auf die von der Auswertung ausgeschlossenen Segmente zurückgreifen, diese als im MDCT frei von

19 14 Stenosen einstufen, dann lägen Sensitivität und Spezifität bei 85% und 95%. Negativer und positiver prädiktiver Wert würden keine signifikanten Unterschiede aufweisen. Bei 44 Patienten waren alle Koronarsegmente mittels CT auswertbar. Die segmentbasierte Analyse wurde für die 25 Männer und 25 Frauen in dem Patientenkollektiv getrennt wiederholt. Die Prävalenz von Koronarstenosen bei Männern (40 Stenosen in 322 Segmenten, 12%) war bedeutend höher als bei den Frauen (13 Stenosen in 313 Segmenten, 4%). Bei den Männern betrug, bezogen auf die auswertbaren Segmente, die Sensitivität 98% (39/40) und die Spezifität 95% (268/282). Bei den weiblichen Patienten lag die Sensitivität bei 85% (11/13) und die Spezifität bei 97% (291/300). Die Anzahl falsch positiver und falsch negativer Befunde zeigte keinen signifikanten Unterschied zwischen den beiden Gruppen. Tabelle 1: diagnostische Genauigkeit der MDCT für den Nachweis von koronaren Stenosen auf der Grundlage einer segmentbasierten, gefäßbasierten und patientenbasierten Analyse im Vergleich zur invasiven Koronarangiographie Auswertbarkeit Sensitivität* Spezifität* negativer prädiktiver Wert* positiver prädiktiver Wert* Segmentbasierte Analyse 96% 94% 96% 99% 67% (635/663) (50/53) (559/582) (559/562) (49/73) Gefäßbasierte Analyse 96% 98% 90% 99% 71% (193/200) (40/41) (136/152) (136/137) (40/56) Patientenbasierte Analyse 96% 100% 83% 100% 86% (48/50) (25/25) (19/23) (19/19) (25/29) *in auswertbaren Segmenten

20 15 A B C D Abbildung 6: Axiale MDCT-Bilder (Schichtdicke 1,0 mm), akqiriert nach intravenöser Injektion von Kontrastmittel bei einem Patienten ohne koronare Stenosen. 6A: Niveau der A. coronaria sinistra; Großer Pfeil: Ramus interventricularis anterior (Segment 7) Pfeilspitze: Ramus circumflexus (Segment 11) 6B: Kleiner Pfeil: Ursprung rechte Koronararterie aus Aorta ascendens (Segment 1) Großer Pfeil: Ramus interventricularis anterior (Segment 7) Pfeilspitze: R. circumflexus (Segment 11) 6C: Kleiner Pfeil: Niveau der mittleren rechten Koronararterie (Segment 2) Großer Pfeil: R. interventricualris ant. der A. coronaria sinistra Pfeilspitze: R. circumflexus der A. coronaria sinistra 6D: Kleiner Pfeil: distale rechte Koronararterie (Segment 3)

21 16 A B C D E F Abbildung 7: Gleicher Patient wie in Abbildung 6. Die dreidimensionale Rekonstruktion zeigt die kontrastmittelgefüllten Lumina der Koronargefäße (A-C). Die gekrümmte multiplanare Bildrekonstruktion zeigt den gesamten Verlauf der A. coronaria dextra (D-F). 7A: Kleiner Pfeil: rechte Koronararterie Großer Pfeil: Ramus interventricularis anterior 7B: Großer Pfeil: Ramus interventricularis anterior Pfeilspitze: Ramus circumflexus 7C: Kleiner Pfeil: rechte Koronararterie 7D-F: Zweidimensionale Rekonstruktionen zeigen den linken Hauptstamm (kleiner Pfeil in 7D) und den Ramus interventricularis anterior (großer Pfeil in 7D), den Ramus circumflexus (7E) und die rechte Koronararterie (7F).

22 17 A B C Abbildung 8: Patient mit einer Stenose des R. interventricularis anterior. 8A: Axiales Schnittbild des mittleren Ramus interventricularis anterior (Segment 7). Eine Stenose ist sichtbar vor Abgang des zweiten diagonalen Astes (Pfeil). 8B: Dreidimensionale Rekonstruktion der Stenose des Ramus interventricularis anterior (Pfeil) 8C: Die invasive Koronarangiographie in a.p. kranialer Projektion bestätigt die Stenose des Ramus interventricularis anterior (Pfeil: 56% Diameterreduktion gemessen in der Koronarangiographie).

23 18 A B C Abbildung 9: Patient mit einer Stenose der A. coronaria dextra 9A: gekrümmte multiplanare Rekonstruktion der rechten Koronararterie (Pfeil: Stenose). 9B: dreidimensionale Rekonstruktion der rechten Koronararterie (Pfeil: Stenose). 9C: Die invasive Koronarangiographie in links-anteriorer-obliquer (LAO) Projektion bestätigt die hochgradige Stenos der rechten Koronararterie (Pfeil). In der QCA betrug die Diameterreduktion 78%.

24 19 A B C Abbildung 10: Patient mit hochgradiger Stenose des ersten Marginalastes 10A: Gekrümmte multiplanare Rekonstruktion des Hauptstammes und des R. circumflexus bzw. des ersten marginalen Astes 10B: Dreidimensionale Rekonstruktion der Stenose des großen ersten Marginalastes des Ramus circumflexus (Pfeil) 10C: Die Koronarangiographie bestätigt das Vorliegen einer hochgradigen Stenose (Pfeil). In der QCA belief sich der Stenosegrad auf 74%.

25 20 A B Abbildung 11: Patient mit falsch-negativem Befund im MDCT. 11A:Die gekrümmte multiplanare Rekonstruktion zeigt eine Läsion der rechten Koronararterie, die nicht mit einer signifikanten Lumenreduktion in Verbindung gebracht wurde (Pfeil). 11B: Die invasive Koronarangiographie zeigt eine Stenose mit Diameterreduktion von 54%

26 21 4 Diskussion 4.1. Motivation dieser Arbeit Bis zur Entwicklung des 16-Zeilen-Spiral-CT war die Darstellung der Koronararterie mittels CT-Angiographie häufig durch Bildartefakte, die durch die verminderte zeitliche und räumliche Auflösung der Vorläufergeräte bedingt waren, erschwert (3,8,11). Ziel unserer Studie war es zu evaluieren, mit welcher Genauigkeit zum Untersuchungszeitpunkt diese neueste Generation der Computertomographie, die schnellere Rotationszeiten, eine dünnere Schichtkollimation und leistungsfähigere Röntgenröhren aufweisen, die Detektion von signifikanten Koronarstenosen gestattet (24,25) Ergebnisse der Arbeit Bei der Untersuchung standen bei den 50 Patienten 800 Gefäßabschnitte zur Verfügung, wobei 128 Gefäßsegmente mit einem Durchmesser von weniger als 1,5 mm in der Koronarangiographie und neun Gefäßsegmente, die distal von drei kompletten Koronarverschlüssen lagen, von der Auswertung ausgeschlossen wurden. In den verbleibenden 663 Abschnitten konnte die CT-Angiographie mit hoher Sensitivität und hoher Spezifität Koronarstenosen detektieren. Aufgrund des hohen negativen prädiktiven Wertes ist die CT-Angiographie zum Ausschluß von Koronarstenosen geeignet.

27 Limitationen der Arbeit Einschränkung unserer Studie war die Tatsache, dass die MDCT-Bilder visuell ausgewertet wurden, und im Gegensatz zur invasiven Koronarangiographie keine Software für die quantitative Auswertung existierte. Weiter beurteilte nur ein einziger Untersucher alle MDCT-Datensätze und die Interobserver- Variabilität wurde nicht ermittelt. Vorhergehende Studien zeigten jedoch, dass diese Varianz als gering bewertet werden kann (32,34). Ungenauigkeiten mögen durch die Zuordnung von Koronarsegmenten zu den MDCT-Daten und invasiven Koronarangiogrammen aufgetreten sein. Auch waren die Fallzahlen relativ gering, allerdings ähnlich den vorhergehenden Studien, die sich mit derselben Fragestellung beschäftigten. Jedoch wurde die Fallzahl nicht ausdrücklich berechnet, und der Vorhersagewert der Studie wurde nicht festgelegt (22,30,34). Letztendlich war die Prävalenz von Koronarstenosen in unserer Patientengruppe relativ gering, was zum einem Großteil an der Tatsache lag, dass diese- im Gegensatz zu realen Situationen- zu 50% aus weiblichen Untersuchungspersonen bestand. Auswertungen der diagnostischen Genauigkeit auf einer Pro-Gefäß- und Pro- Segment-Grundlage mögen aufgrund von medizinischen Zusammenhängen der Patienten verzerrt worden sein. Grund dafür ist die Tatsache, dass die Präsenz einer Stenose in einer Koronararterie wahrscheinlicher ist, wenn ein anderes Gefäß desselben Patienten auch eine hämodynamisch bedeutende Läsion aufweist. Deshalb ist die patientenabhängige Auswertung die verlässlichste Methode, weil sie diese Art der Beeinflußung vermeidet. Zusätzlich mag der Ausschluß von kleinen Koronarsegmenten (Durchmesser kleiner als 1,5mm) zu einer Auswahltendenz geführt haben, der zu einer Überschätzung der Sensitivität führte. Jedoch stellen Segmente dieser Größenordnung keine Ziele einer Revaskularisation dar und sind im Zusammenhang mit Koronareingriffen für symptomatische KHK nicht von Relevanz. Dadurch ist die Beschränkung unserer Auswertung auf Gefäßsegmente über 1,5mm klinisch gerechtfertigt. Eine allgemeine Beschränkung des MDCT zur Darstellung von Koronararterien stellt aber vor allem die Tatsache dar, dass aufgrund eingeschränkter Orts-

28 23 und Zeitauflösung nicht alle Patienten diesem Verfahren der Diagnostik zugeführt werden können und bestimmte klinische Bedingungen wie etwa Sinusrhythmus und eine Herzfrequenz kleiner 60 Schläge/min. vorliegen müssen, um Artefakte weitgehend zu vermeiden (8,9,11,33,42). Ein weiterer Aspekt ist neben der notwendigen Gabe von potentiell nephrotoxischen Kontrastmitteln die nicht zu vernachlässigende Strahlenbelastung, die sich mit zunehmender Ortsauflösung noch weiter erhöht (25,35,46,47). Letztendlich können auch massive Verkalkungen die Bilder unbeurteilbar machen und bereits implantierte Koronarstents können nicht in ausreichender Bildqualität sichtbar gemacht werden, um zuverlässig Reststenosen im Stentbereich nachzuweisen, so dass Patienten mit bereits implantierten Koronarstents nicht in diese Arbeit einbezogen wurden (26,28). Im Allgemeinen erlaubt die MDCT-Untersuchung, wie sie in dieser Studie durchgeführt wurde, nur eine rein morphologische Diagnostik der Koronararterien und keine Beurteilung der funktionellen Relevanz einer Stenose wie sie zum Beispiel durch die Analyse der Myokardperfusion durchgeführt wird. Daten der Myokardfunktion können zwar aus dem Datensatz entnommen werden, lassen aber nur Rückschlüsse auf die kardiale Ruhefunktion schließen und nicht auf das Verhalten unter Belastung. Die Erweiterung der Untersuchung um eine zusätzliche Belastungsuntersuchung würde für die Patienten sowohl eine Steigerung der Strahlendosis als auch der Kontrastmittelmenge bedeuten (29,31,36).

29 Klinische Bedeutung In der ausgewählten Patientengruppe, die wir in die Studie einbezogen, schien das MDCT fähig zu sein, diejenigen Patienten zuverlässig zu erfassen, die mindestens eine Koronarstenose aufweisen. Die Existenz von Stenosen kann andererseits ebenfalls sicher ausgeschlossen werden. Diese klinische Ausweitung des diagnostischen Bereiches des MDCT könnte potentiell eine Auswirkung auf die diagnostische Aufarbeitung von Patienten haben, die zwar Symptome zeigen, aber eine geringe Wahrscheinlichkeit für eine signifikante KHK besitzen (49). Eine invasive Diagnostik im Sinne einer Koronarangiographie wäre nicht mehr notwendig (48). In diesem Zusammenhang wird die MDCT mit anderen diagnostischen Methoden wie Stress-MRT, Echokardiographie oder nuklearmedizinischen Untersuchungen konkurrieren müssen. Offensichtlich müssen die potentiell klinischen Vorteile der MDCT in klinischen Studien- angepaßt an stattfindende technologische Entwicklungen- noch erheblich umfangreicher als in unserer Untersuchung verifiziert werden Vergleich zu anderen Arbeiten In unserer Studie fanden wir sowohl eine hohe Sensitivität, Spezifität als auch einen hohen negativen Vorhersagewert für die Erfassung von Koronarstenosen im MDCT bei einer Gruppe von 50 nacheinander untersuchten Patienten mit vermuteter KHK (28,37). Nach dem Ausschluß von zwei Patienten, bei denen nicht alle bestimmten Koronarabschnitte verwertbar waren, wurden im MDCT alle Patienten erkannt, die wenigstens eine bedeutende Läsion der Koronarien besitzen. Wie früher postuliert scheint das MDCT ein nützliches Verfahren zum Ausschluss von hämodynamisch signifikanten Koronarstenosen bei Patienten mit vermuteter KHK zu sein (14,48). Unsere Studie unterscheidet sich nicht zuletzt durch die technologische Weiterentwicklung von bereits zuvor durchgeführten in mehreren Aspekten:

30 25 Neben der Verwendung einer leistungsstärkeren Röntgenröhre, die zu weniger Bildartefakten führt, kommt noch eine schnellere Rotationszeit hinzu, die eine verbesserte zeitliche Auflösung von 188ms erlaubt. Desweiteren handelte es sich bei unserem Patientenkollektiv um eine homogene Gruppe, da Patienten mit bereits bekannter KHK ausgeschlossen wurden und ein strenges Regime zur Absenkung der Herzfrequenz bei allen Patienten verfolgt wurde, die hierbei Frequenzen von über 60 Schläge/min. aufwiesen. Auf diese Weise wurde eine mittlere Herzfrequenz von 58 Schlägen/min. während des CT erreicht. Insgesamt wurden nur 4% der Gefäßabschnitte aufgrund von Verkalkungen oder verbleibenden Bewegungsartefakten von der Beurteilung ausgeschlossen (23,27). Aufgrund dieser technischen Verbesserungen war die Rate der auswertbaren Patienten, Arterien, Segmente und die diagnostische Exaktheit des MDCTs höher als in früheren Untersuchungen des 16-Zeilen-CT (19). Tabelle 2: Zusammenstellung der publizierten Studien zu Sensitivität / Spezifität / negativem prädiktiven Wert (NPW) von Koronararterienstenosen mittels 16-Spiral-CT (22,30,34) Studie Teilnehmerzahl Rotationszeit [ms] Sensitivität (in %) Spezifizität (in%) NPW (in %) Studienausschluß (in%) Kommentar Mollet Hausleiter Deetjen Kuettner Pro- Arterien- Analyse, Segmente >2,0mm Pro- Segment- Analyse Pro- Segment- Analyse (alle Segmente) Pro- Segment- Analyse (alle Segmente)

31 Vergleich mit anderen nicht-invasiven Untersuchungsmethoden Elektronenstrahltomographie Die Mehrzeilen-Spiral-Computertomographie bietet aufgrund ihrer technischen Eigenschaften eine höhere Ortsauflösung als die Elektronenstrahltomographie, insbesondere durch die dünnere Schichtdicke (28,37,39,41). Die zeitliche Auflösung ist allerdings mit 188 ms geringer als bei der Elektronenstrahltomographie, bei der die Zeitauflösung 100ms beträgt (1). Daraus ergibt sich bei der MSCT die Notwendigkeit, die Herzfrequenz des Patienten unter 60/min. abzusenken, um das Auftreten von Bewegungsartefakten zu vermeiden, so dass die bestmögliche Quantifizierung und Klassifizierung von atherosklerotischen Läsionen ermöglicht wird (24,26). Hinsichtlich der Strahlenexposition bietet das MSCT für den Patienten keine Vorteile gegenüber der EBT (4,5,9,20) Kernspintomographie Im Gegensatz zur MSCT sind bei der Kernspintomographie die Patienten keiner ionisierenden Strahlung ausgesetzt. Die Kernspintomographie erlaubt nicht nur Aussagen über die Morphologie des Herzens, die Beschaffenheit und die Funktion der Ventrikel in Ruhe und Belastung, der myokardialen Perfusion, sondern prinzipiell auch die Darstellung der Koronararterien (16). Manning, Li und Edelman konnten 1993 erstmals bei der Untersuchung von 37 Patienten eine Sensitivität von 90% und eine Spezifität von 92% für den Nachweis einer signifikanten Stenose der Herzkranzgefäße nachweisen. Seither wurde die Kernspintechnologie stetig weiterentwickelt und in mehreren Arbeiten vergleichend zur invasiven Koronarangiographie evaluiert. Aufgrund der eingeschränkten Orts- und Kontrastauflösung und der hiermit verbundenen geringen Sensitivität und Spezifität für die Detektion von

32 27 signifikanten Koronarstenosen konnte sich die Kernspintomographie zur Darstellung der Herzkranzgefäße bisher allerdings nicht durchsetzen (25,52).

33 28 5 Zusammenfassung 5.1. Hintergrund und Zielsetzung Vorläufer der 16-Zeilen-Spiral-Computertomographie limitierten aufgrund ihres verminderten räumlichen und zeitlichen Auflösungsvermögens die klinische Aussagekraft der Bilder zur Darstellung und Detektion von Koronarstenosen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Sensitivität und Spezifität eines neuen 16-Zeilen-Spiral-CT mit einer Ortsauflösung von 0,75 mm und einer Zeitauflösung von 188ms zur Detektion von Koronarstenosen im Vergleich zur invasiven Koronarangiographie zu ermitteln Methoden 50 Patienten, die für eine geplante Koronarangiographie stationär aufgenommen wurden und bei denen keine Ausschlusskriterien vorlagen, wurden in die Studie aufgenommen. Alle Patienten, deren Herzfrequenz über 60 Schläge/min. lag, erhielten 100 mg des Betablockers Atenolol oral, sowie falls erforderlich zusätzlich vor der Untersuchung noch bis zu viermal 5mg Metoprolol intravenös. Die Multi-Detektor-Computertomographie wurde unter Verwendung von 90 ml intravenös injiziertem Kontrastmittel mittels eines 16- Zeilen-Spiral-CT durchgeführt mit einer Ortsauflösung vom 0,75mm, einer Röhrenspannung von 120kV und einer EKG-gesteuerten Röhrenstrommodulation. Die entstandenen Bilder wurden anschließend auf der Grundlage des 16-Segment-Koronararterien-Modells der American Heart Association visuell ausgewertet und mit der folgenden Koronarangiographie verglichen. Eine signifikante Stenose wurde angenommen, wenn eine Diameterreduktion von größer/gleich 50% vorlag. Die durchschnittliche Herzfrequenz während der Untersuchung lag bei 58 Schlägen/min.

34 Ergebnisse Nach dem Ausschluss von zwei Patienten, deren Datensätze nicht komplett auswertbar waren, konnte durch die Multi-Detektor-Computertomographie bei 25 Patienten, bei denen auch die anschließende Koronarangiographie signifikante Koronarläsionen zeigte, eine Koronarstenose festgestellt werden. Des Weiteren konnte durch die MDCT bei 19 von 23 Patienten (Sensitivität 100%, Spezifität 83%) eine Stenose korrekt ausgeschlossen werden. Die Sensitivität bei allen 50 Patienten lag bei 93% und die Spezifität bei 83%. Von der segmentbasierten Analyse wurden neun Koronarsegmente ausgeschlossen, die distal von Komplettverschlüssen lagen und 128 Koronarsegmente, die einen Referenzdurchmesser unter 1,5mm aufwiesen. 28 der 663 berücksichtigten Segmente (4%) waren aufgrund von Bewegungsartefakten und Kalzifizierungen nicht auswertbar. Bei den verbliebenen 635 Segmente konnten 50 von 53 Stenosen durch die Multi- Detektor-Computertomographie detektiert werden (Sensitivität 94%, Spezifität 96%, negativer prädiktiver Wert 99%, positiver prädiktiver Wert 69%) Schlussfolgerung Das 16-Zeilen-CT erlaubt nach systematischer Vorbereitung des Patienten mit Senkung der Herzfrequenz und intravenöser Kontrastmittelgabe die Detektion von Koronarstenosen mit hoher Sensitivität und Spezifität.

35 30 6 Literaturverzeichnis 1. Achenbach S, Daniel WG, Moshage W Recommadations für standardization of EBT and MSCT scanning Herz 2001, 26: Achenbach S, Giesler T, Ropers D Detection of coronary artery stenoses by contrast-enhanced, retrospectively ECG-gated, multi-slice CT Circulation 2001;103: Achenbach S, Ropers D, Knettner A, Flohr T, Ohnesorge B, Bruder H, Theesen H, Karakaya M, Daniel WG, Bautz W, Kalender WA, Anders K Contrast-enhanced coronary artery visualization by dual-source computed- Initial experience Eur J Radiol 2006; 57: Achenbach S, Rost C, Ropers D, Pflederer T, Von Erffa J, Daniel WG Nicht-invasive Koronarangiographie: aktueller Stand und Perspektiven DMW- Deutsche Medizinische Wochenzeitschrift; 14, 2007 (Kardiologie) 5. Achenbach S, Schmermund A, Erbel R, Silber S, Haberl R, Moshage W, Daniel WG Klinische Bedeutung des quantitativen Nachweises von Koronarkalk mit Elektronenstrahltomographie (EBT) und Mehrzeilen-Spiral- Computertomographie (MSCT) Z. Kardiol 2003; 92: Achenbach S, Ulzheimer S, Baum U Noninvasive coronary angiography by retrospectively ECG-gated multislicespiral CT Circulation, 2000; Agatson AS, Janowitz WR Coronary calcification: detection by ultrafast computed tomography (principles and practice) Futura publishing Co., 1992: Agatston AS, Janowitz WR, Hildner FJ, Zusmer NR, Viamonte M, Detrano R Quantification of coronary artery calcium using ultrafast computed tomography J. Am. Cardiol. 1990; 15: American College of Cardiology/ American Heart Association Expert Consensus Document on Electron-Beam Computed Tomography for the Diagnosis and Prognosis of Coronary Artery Disease J. Am. Cardiol. 2000; 36:

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37 Flohr TG, McCollough CH, Bruder H, Petersilka M, Gruber K, Suss C, Grassruck M, Stierstorfer K, Krauss B, Raupach R, Primack AN, Kuttner A, Achenbach S, Becker C, Kopp A, Ohnesorge BM First performance evaluation of a dual-source-ct (DSCT) system Eur Radiol 2006; 16: Greenland P, Smith SC, Grundy SM Current perspective: Improving coronary heart disease risk assessment in asymptomatic people. Role of traditional risk factors and non-invasive cardiovascular tests Circulation 2001; 104: Guerci AD, Sparado LA, Popma JJ, Goodman KJ, Brundage BH, Budoff M, Lerner G, Vizza RF Relation of coronary calcium score by electron beam computed tomography to arteriographic findings in asymptomatic and symptomatic adults Am J Cardiol 1997; 79: Hausleiter J, Meyer T, Hadamitzky M, Huber E, Zanke M, Martinoff S, Kastrati A, Schömig A Radiation dose estimates from cardiac multislice computed tomography in daily practice Circulation 2006; 113: Herzog C, Ay M, Engelmann K, Abolmaali N, Dogani S, Diebold T, Vogl TJ Visualization techniques in multislice CT-coronary angiography of the Heart, RöFo- Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen und der Bildgebenden Verfahren, 2001; 173: Herzog C, Schoepf UJ, Savino G, Zwerner P, Vogl TJ Detektion und Ausschluß signifikanter Koronarstenosen mittels 64-Zeilen- Mehrschicht-Spiral-CT, RöFo- Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen und der Bildgebenden Verfahren; S 1, Herzog C, Zwerner PL, Doll JR, Savino G, Zangos S, Lehnert T, Schoepf UJ, Vogel TJ Detektion und Ausschlußvon Koronararterienstenosen mittels 64-Zeilen- Mehrschicht-Spiral-CT, RöFo- Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen und der bildgebenden Verfahren; S 1, Heuschmid M, Küttner A, Flohr T, Wildberger JE, Lell M, Kopp AF, Schröder S, Baum U, Schaller S, Hartung A, Ohnesorge B, Claussen CD Darstellung der Herzkranzgefäße im CT mittels neuer 16-Zeilen- Technologie und reduzierter Rotationszeit: Erste Erfahrungen RöFo- Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen und der bildgebenden Verfahren; 06, 2002

38 Heuschmid M, Kuttner A, Flohr T, Wildberger JE, Lell M, Kopp AF, Schroder S, Baum U, Schaller S, Hartung A, Ohnesorg B, Claussen CD Visualization of coronary arteries in CT as assessed by a new 16-slice- Technology and reduced gantry rotation time: first experiences RöFo- Fortschrittte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen und der Bildgebenden Verfahren, 2002; 174: Knez A, Becker C, Becker A, Leber A, White C, Reiser M, Steinbeck G Determination of coronary calcium with multislice spiral computed Tomography: a comparative study Int J Cardiovasc Imaging 2002; 18: Knollmann F, Kristl L, Ducke F, Kertesz T, Guski H, Meyer R, Felix R Reproduzierbarkeit der Mehrzeilen-CT-Diagnostik bei Koronarer Herzerkrankung RöFo- Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen und der Bildgebenden Verfahren; S 1, Kuettner A, Trabold T, Schroeder S Noninvasive detection of coronary lesions using 16-detector multislice spiral Computed tomography technology: initial clinical results J Am Coll Cardiol 2004; 44: Lemburg SP, Peters SA, Viand R, Nicolas V, Heyer CM KHK-Abklärung mittels 16-Zeilen MDCT bei ambulanten Patienten: Was war der Benefit? RöFo- Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen und der bildgebenden Verfahren; S 1, 2007 (Herz) 32. Martuscelli E, Romagnoli A, D Eliseo A, Razzini C, Tomassini M, Sperandio M, Simonetti G, Romeo F Accuracy of thin-slice computed tomography in the detection of coronary Stenoses Eur Heart J 2004; 25 (12): Matt D, Scheffel H, Leschka S, Flohr TG, Marincek B, Kaufmann PA, Alkadhi H Dual-source CT coronary angiography: image quality, mean heart rate, and heart rate variability Am J Roentgenol 2007; 189: Mollet NR, Cademartiri F, Nieman K Multislice spiral computed tomography coronary angiography in patients with Stable angiography in patients with stable angina pectoris J Am Coll Cardiol 2004; 43:

39 Morin RL, Gerber TC, McCollough CH Radiation dose in computed tomography of the heart Circulation 2003; 107: Myerburg RJ, Kessler KM, Castellanos A Sudden cardiac death: epidemiology, transient risk, intervention assessment Ann Intern Med 1993; 19: Nieman K, Rensing BJ, Van Geuns RJ, Munne A, Ligthart JM, Pattyman PM, Krestin GP, Serruys PW, de Feyter PJ Usefulness of multislice computed tomography for detecting obstructive artery disease Am J Cardiol 2002; 89: Renz-Polster H, Braun J Basislehrbuch Innere Medizin 2.Auflage, Urban & Fischer Verlag, München 2001, Rumberger JA, Sheedy PF, Breen JF, Fitzpatrick LA, Schwartz RS Electron beam computes tomography and coronary artery disease: scanning for coronary calcification Mayo Clin Proc 1996; 71: Rumberger JA, Simons DB, Fitzpatrick LA, Sheedy PF, Schwarz RS Coronary artery calcium area by electron-beam computed tomography and coronary atherosclerotic plaque area: a histopathologic correlative study Circulation 1995; 92: Sangiorgi G, Rumberger JA, Severson A, Edwards WD, Gregoire J, Fitzpatrick LA, Schwartz RS Arterial calcification and non-lumen stenosis is highly correlated with Atherosclerotic plaque burden in humans: a histologic study of 723 coronary segments using nondecalcifying methodology J Am Coll Cardiol 1998; 31: Smekal VA, Knez A, Seelos A, Pittermann I, Haberl R, Stehling MK, Steinbeck G, Reiser M Einsatz der Computertomographie in der Diagnostik der Koronaren Herzerkrankung Radiologe 1995; 35: Sones FM Aquired heart disease: symposium on present and future cine angiography (abstract) Am J Cardiology 1959: Sones FM, Shirley EK Cine coronary arteriography Med Concepts Cardiovasc Dis 31: 1962,

40 Statistisches Bundesamt Jahresbericht, Wiesbaden Stolzmann P, Scheffel H, Schertel T, Frauenfelder T, Leschka S, Husmann L, Flohr TG, Marincek B, Kaufmann PA, Alkadhi H Radiation dose estimates in dual-source computed tomography angiography Eur Radiol Oct 2; DOI /S Trabold T, Buchgeister M, Kuttner A Estimation of radiation exposure in 16-detector row computed tomography of the heart with retrospective ECG-gating Röfo 2003; 175: Vanhoenacker PK, Heijenbrok-Kal M, Van Heste R, Decramer J, Van Hoe LR, Wijns W, Hunnink MGM Diagnostic performance of multidetector-ct angiography for assessment of Coronary artery disease: meta-analysis Radiology 2007; 244: / 49. Weustink AC, Meijboom WB, Mollet NR, Otsuka M, Pugliese F, Van Pelt N, Dijkshoorn ML, Cademartin F, Krestin GP, DeFeyter PJ Reliable high-speed coronary computed tomograpy in symptomatic patients J Am Coll Cardiol 2007; 50: Wexler L, Brundage BH, Cronse J, Detrano R, Fuster V, Maddahi J, Rumberger JA Coronary artery calcification: pathophysiology, epidemiology, imaging methods and clinical implications Circulation 1994; 94: WHO The World Health Report Conquerring suffering, enriching humanity. Geneva Wilson PWF, D`Agostino RB, Levy D, Belanger AM, Silberschatz H, Kannel WB Prediction of Coronary Heart Disease Circulation 1998; 97: Yilmaz A, Sechtem U Kardiale Bildgebung bei Verdacht auf eine Koronare Herzkrankheit DMW - Deutsche Med. Wochenschrift; 13, 2008

41 36 7 Abkürzungsverzeichnis AHA CT EBT EKG KHK LCA MDCT mm MRT ms MSCT QCA WHO American Heart Association Computer Tomography; Computertomografie Electron Beam (computed) Tomography; Elektronenstrahltomografie Elektrokardiografie Koronare Herzerkrankung Left Coronary Artery; linke Herzkranzarterie Mulit-Detector-Computertomography; Mehrzeilencomputertomografie Millimeter Magnetresonanztomografie Millisekunden Multi-Slice-Tomography; Mehrzeilencomputertomografie Quantitative Coronarangiography; quantitative Koronarangiografie World-Health-Organisation; Weltgesundheitsorganisation

42 37 8 Vorveröffentlichung Achenbach S, Ropers D, Pohle FK, Raaz D, Von Erffa J, Yilmaz A, Muschiol G, Daniel WG Detection of coronary artery stenoses using mulit-detector CT with 16 x 0.75 collimation and 375 ms rotation Europ Heart J 2005; 26:

43 38 9 Danksagung An dieser Stelle möchte ich mich zuerst bei Herrn Prof. Dr. med. W.G. Daniel, Direktor der Medizinischen Klinik II der Universität Erlangen-Nürnberg, für die Möglichkeit bedanken, die Promotionsarbeit an seinem Institut durchführen zu dürfen. Vor allem gilt mein Dank Herrn Prof. Dr. med. Stephan Achenbach, dem wissenschaftlichen Betreuer dieser Arbeit, für die vielen fachlichen Vorschläge und die ständige Diskussionsbereitschaft. Darüber hinaus möchte ich mich bei allen Mitarbeitern des CT-Teams herzlich bedanken für die ständige Hilfsbereitschaft und tolle Zusammenarbeit. Ein ebenso herzliches Danke gilt allen ärztlichen und nicht-ärztlichen Mitarbeitern der kardiologischen Stationen für die Geduld und Unterstützung bei der Rekrutierung der Patienten. Ein herzlicher Dank ergeht auch an meinen ehemaligen Prüfer im Dritten Staatsexamen und Oberarzt der Klinik für Anästhesiologie an der Universität Erlangen-Nürnberg, Herrn PD Dr. Fechner, der mir durch seine moralische Unterstützung gerade in der Anfangszeit meiner beruflichen Tätigkeit immer wieder von Neuem Motivation gegeben hat. Außerdem möchte ich meinen beiden Freundinnen und Arbeitskolleginnen Frau Sabine Pukis und Frau Dr. med. Simone Meier aus Weiden einen lieben Dank entrichten, die mir in der Entstehung dieser Arbeit ebenfalls immer mit Rat und Tat zur Seite standen. Mein innigster Dank gebührt meinem Vater und meiner bereits verstorbenen Mutter für all die Unterstützung, die sie mir in meiner gesamten schulischen und studentischen Laufbahn zu teil haben werden lassen, und für all die Entbehrungen, die sie in Kauf genommen haben, um mir diesen Traum einer approbierten, promovierten Ärztin zu erfüllen. Zuletzt möchte ich mich noch von ganzem Herzen bei Herrn Marco Berninger, bedanken, ohne dessen Worte, Beratung und Geduld, vor allem in der Endphase, der Abschluss dieser Arbeit niemals möglich gewesen wäre.

44 39 10 Lebenslauf Persönliche Daten Name: Sonja Ehrenreich Geburtsdatum: 27.März 1976 Eltern: Siegfried Ehrenreich, Rentner Mihriban Ehrenreich, verstorb Geburtsort: Erbendorf Familienstand: ledig Schulischer Werdegang Grundschule Krummennaab Stiftlandgymnasium Tirschenreuth Beruflicher Werdegang Ausbildung zur Rettungsassistentin beim Bayerischen Roten Kreuz Studium der Humanmedizin an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen 04/2002 Ärztliche Vorprüfung 09/ Staatsexamen 04/ Staatsexamen 05/ Staatsexamen 05/06-03/08 Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin, Klinikum Weiden 04/08-01/09 Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin, Universität Erlangen ab 02/2009 Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin, Klinikum Weiden

45 40 11 Summary 1. Aims Insufficient spatial and temporal resolution have limited image quality and accuracy of mulit-detector CT (MDCT) for coronary artery visualization and detection of stenoses. The aim of this paper was to find out the sensitivity and specifity of a new 16-slice scanner with 370ms rotation and 0,75 mm collimation compared to quantitative coronary angiography for detection of coronary stenoses. 2. Methods 50 consecutive patients scheduled for diagnostic coronary angiography in stable clinical conditions and sinus rhythm were enrolled. All patients with heart rate > 60/min received 100 mg atenolol p.o. and up to four doses of 5 mg metoprolol i.v. before scan. MDCT was performed using 16x0.75 mm collimation, 120 kv, and ECG-gated tube current modulation and 90 ml contrast agent were injected intravenously. MDCT images were visually analyzed using the 16-segment coronary artery model of the American Heart Association and compared to invasive, quantitative coronary angiography in a blinded fashion. A significant stenosis was assumed if the diameter reduction was 50 % or more. Mean heart rate was 58/min. during MDCT.