Dual Source CT-Angiographie mit prospektiv EKG-getriggerter Bildakquisition bei Patienten nach aortokoronarer Bypassoperation:

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1 Dual Source CT-Angiographie mit prospektiv EKG-getriggerter Bildakquisition bei Patienten nach aortokoronarer Bypassoperation: Vergleich zur Invasiven Diagnostik Der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen- Nürnberg zur Erlangung des Doktorgrades Dr. med. vorgelegt von Ariane Marie Luise Heigl geb. Harsch aus Zweibrücken Erlangen 2013

2 Als Dissertation genehmigt von der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Tag der mündlichen Prüfung: 03. September 2013 Vorsitzender des Promotionsorgans: Gutachter: Gutachter: Prof. Dr. Dr. h.c. J. Schüttler Prof. Dr. S. Achenbach PD Dr. M. Küfner

3 meinen Eltern meiner Kleinfamilie

4 Inhaltsverzeichnis 1. Zusammenfassung Kurzfassung der Arbeit Hintergrund Methoden Ergebnisse Zusammenfassung Abstract Introduction Methods Results Conclusion 4 2. Einleitung Koronare Herzerkrankung Herzkatheteruntersuchung Computertomographie Strahlenexposition Reduktion der effektiven Strahlendosis Ziel der Studie Methode Patienten CT-Angiographie Invasive Koronarangiographie Auswertung Ergebnisse Ergebnisse pro Patient Ergebnisse pro Bypassterritorium Ergebnisse pro Versorgungsgebiet Strahlenexposition Scanlänge Fehlinterpretationen 20

5 5. Diskussion Ergebnisse der vorliegenden Studie Studienlage zum Thema Studien bei Bypasspatienten im Vergleich Vergleichsstudien retrospektives Gating versus prospektives Gating bei bypassversorgten Patienten Metaanalyse der diagnostischen Genauigkeit Limitationen Patientenkollektiv Nativsegmente Schlussfolgerung und Ausblick Literaturverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Anhang Originaltabelle Teil A Originaltabelle Teil B Originaltabelle Teil C Originaltabelle Teil D Danksagung Lebenslauf 41

6 1. Zusammenfassung Kurzfassung der Arbeit Hintergrund Die CT-Angiographie der Koronararterien kann mit einer hohen Strahlenexposition assoziiert sein, insbesondere bei Patienten mit aortokoronaren Bypässen aufgrund des größeren Bildgebungsvolumens als bei Patienten ohne Bypässe. Im Vergleich zur Spiral-Akquisition lässt sich die Dosis durch prospektiv EKG-getriggerte Akquisition erheblich reduzieren. Allerdings könnte die Reduktion der Strahlenexposition auch zu einer Einschränkung der diagnostischen Genauigkeit führen. Wir untersuchten die Genauigkeit der Dual- Source CT-Angiographie bei der Evaluation von Patienten mit aortokoronaren Bypässen unter Verwendung eines prospektiv EKG-getriggerten Niedrigdosisprotokolls Methoden 107 Patienten mit aortokoronaren Bypässen und klinischem Verdacht auf Progression der KHK wurden vor Durchführung der invasiven Koronardiagnostik bezüglich des Studieneinschlusses evaluiert. 57 Patienten wurden ausgeschlossen (Niereninsuffizienz: n=28; kein Sinusrhythmus: n=9; Herzfrequenz >65/min trotz Betablockade: n=2; Körpergewicht >100kg: n=7; bekannte Kontrastmittelallergie: n=2; Ablehnung des Patienten: n=9). Die verbliebenen 50 Patienten (37 Männer, 13 Frauen; Alter 69±9 Jahre; BMI 27,7±3,6 kg/m 2 ; Herzfrequenz 60±7 /min) wurden vor invasiver Koronardiagnostik mittels Dual-Source-CT untersucht (prospektiver EKG- Trigger bei 70% des RR-Intervalls, 100kV, 320 mas, 2x128x0,6mm Kollimation, 60ml Kontrastmittel mit 6ml/s). Aortokoronare Bypässe, nicht bypassversorgte Nativgefäße und Nativgefäße distal der Bypassanastomosen wurden bezüglich signifikanter Stenosen (>50%) beurteilt. Die Ergebnisse wurden mit der invasiven Koronarangiographie verglichen.

7 Ergebnisse 2 Es zeigte sich ein mittleres Dosislängenprodukt von 125±38 mgy*cm entsprechend einer mittleren effektiven Strahlendosis von 2,1±0,6 msv (1,6-4,4 msv). Es wurden 39 arterielle und 107 venöse Bypassgrafts untersucht. Pro Patient, Versorgungsbereich und Bypass ergaben sich für die Detektion von signifikanten Stenosen eine Sensitivität von 93,8% (30/32), 93,1% (54/58), 97,9% (48/49), eine Spezifität von 72% (13/18), 91% (84/92), 97% (92/95), ein positiv prädiktiver Wert von 86% (30/35), 87% (54/62), 94% (48/51) sowie ein negativ prädiktiver Wert von 87% (13/18), 95% (84/88), 99% (92/93). 5 der 7 falsch beurteilten Patienten zeigten Fehldiagnosen in Nativsegmenten distal der Bypassanastomosen Zusammenfassung In einem ausgewählten Patientengut nach aortokoronarer Bypass-Operation erlaubt die prospektiv getriggerte DSCT-Angiographie bei niedriger Strahlenexposition (im Mittel 2,1 msv) die verlässliche Detektion von signifikanten Stenosen in den aortokoronaren Bypassgefäßen sowie in nicht bypassversorgten Nativsegmenten. Fehlinterpretationen traten vor allem in nativen Koronarsegmenten distal von Bypassanastomosen auf.

8 1.2. Abstract Introduction Computed tomography angiography has been shown to allow detection of occlusions and stenoses of coronary bypass grafts and native coronary arteries in a high image quality. However, the associated radiation exposure especially in patients with aortocoronary bypass grafts can be high because of the longer data acquisition range. We investigated the accuracy of coronary CT angiography in patients with coronary bypass grafts using a prospectively electrocardiogram (ECG)-triggered data acquisition mode in combination with low-dose tube settings Methods 107 consecutive patients who had previously undergone aorto-coronary bypass surgery and were planned for coronary angiography were screened for participation. Fifty-seven patients were excluded either because of renal insufficiency (n=28), non-sinus-rhythm (n=9), heart-rate above 65/min (n=2), body weight above 100kg (n=7), refusal to participate (n=9) or known allergy to contrast agent (n=2). Fifty patients ( 37 male, age 69 ± 9 years, BMI 27.7 ± 3.6 kg/m², heart rate 60 ± 7 /min) remained and were included. CT angiography was performed prior to invasive coronary angiography. A low dose protocol was used (dual source-ct, prospectively ECG-triggered scan, triggered at 70% of the RRinterval, 100 kv tube voltage, 320 mas current, collimation 2x128x0.6 mm, 60ml contrast agent intravenously injected at a rate of 6ml/s). Coronary artery bypass grafts, runoff arteries and nongrafted arteries were evaluated for the presence of significant stenoses ( >50% diameter reduction) or occlusions. Results were compared to invasive coronary angiography. Per-patient diagnostic performance was the primary form of analysis.

9 Results 4 All aorto-coronary bypass grafts were evaluable. Mean dose length product for coronary bypass CT angiography was 125 ± 38 mgy*cm, the effective dose was 2.1 ± 0.6 msv (1.6 msv 4.4 msv). Patients with at least 1 detected stenoses in a bypass graft, a distal runoff vessel, or a nongrafted artery or at least one unevaluable segment or not formerly known occlusion of a bypass graft were calassified as positive. Per patient, per vessel and per bypass sensitivity was 93.8% (30/32), 93.1% (54/58), 97.9% (48/49), specifity was 72% (13/18), 91% (84/92), 97% (92/95), positive predictive value was 86% (30/35), 87% (54/62), 94% (48/51) and negative predictive value was 87% (13/18), 95% (84/88), 99% (92/93) Conclusion CT angiography using prospectively ECG-triggered acquisition and low dose tube settings permits the evaluation of coronary bypass grafts in selected nonobese patients with a low and stable heart rate with high diagnostic accuracy.

10 2. Einleitung Koronare Herzerkrankung Die Koronare Herzerkrankung (KHK) stellt deutschlandweit die häufigste Todesursache dar [31]. Es handelt sich um eine Erkrankung der Herzkranzarterien, die durch Arteriosklerose verursacht wird. Die klinischen Manifestationen der KHK - Ischämie und Infarkt - werden durch mangelnde Blutversorgung des Herzmuskels hervorgerufen. Hämodynamisch relevante Stenosen (Lumeneinengung mindestens 70%) führen zu einem Missverhältnis zwischen Sauerstoffangebot und bedarf. Die Symptomatik der Angina pectoris ist die Folge. Rupturiert eine atherosklerotische Plaque, kommt es zur Akutsymptomatik, einem akuten Koronarsysndrom oder einem Myokardinfarkt. [25]. Weitere Komplikationen der KHK stellen Herzrhythmusstörungen, Herzinsuffizienz oder der plötzliche Herztod dar. Die wichtigsten Risikofaktoren der Koronaren Herzerkrankung sind die arterielle Hypertonie, Nikotinkonsum, Hyperlipoproteinämie, Diabetes mellitus (75% aller Todesfälle bei Diabetikern resultieren aus Folgen der KHK, [25]) sowie eine familiäre Disposition für das Auftreten von kardiovaskulären Erkrankungen. Mit Ausnahme der akuten Indikationen zur Herzkatheteruntersuchung erfolgt bei Verdacht auf das Vorliegen einer Koronarstenose in der Regel zunächst eine nichtinvasive Ischämiediagnostik. Hierzu gehören EKG, Echokardiographie, Belastungs-EKG oder echokardiographische, magnetresonanztomographische oder nuklearmedizinische Stress-Tests Herzkatheteruntersuchung Die Herzkatheteruntersuchung stellt den invasiven Goldstandard der Diagnostik der Koronaren Herzerkrankung dar. Zur diagnostischen Untersuchung wird heutzutage die Arteria femoralis oder die Arteria radialis, in seltenen Fällen auch die Arteria brachialis punktiert und mit einer arteriellen Schleuse versehen. Über diese wird dann der Katheter bis zu den Ostien der Koronararterien vorgebracht und Kontrastmittel appliziert. Unter Durchleuchtung sind dann die

11 6 Koronararterien mit ihren vorhandenen Pathologien, z.b. Stenosen, darstellbar. Der Vorteil der invasiven Diagnostik ist die Möglichkeit sofort zu intervenieren und hämodynamisch relevante Stenosen mittels Ballondilatation und Stentimplantation zu therapieren. Ein solch invasives Vorgehen bedeutet auch Risiken. Die häufigeren Komplikationen stellen Komplikationen an der Punktionsstelle wie Blutungen, AV-Fisteln, oder Aneurysmata dar. Die Inzidenz solcher Komplikationen liegt bei ca. 1-5% [25]. Schwerwiegendere Komplikationen wie Myokardinfarkt, Apoplex oder Tod sind deutlich seltener. Die komplikationsbedingte Gesamtmortalität einer Herzkatheteruntersuchung liegt bei 0,03-0,11%, wobei die Letalität bei elektiven diagnostischen Untersuchungen geringer ist als bei Akutfällen wie z.b. dem Myokardinfarkt [25]. Indikationen zur invasiven Koronardiagnostik sind der akute Myokardinfarkt, die instabile Angina pectoris, typische Angina pectoris bei leichter Belastung, pathologische Ischämienachweise oder rezidivierende medikamentös nicht therapierbare Angina pectoris bei Patienten mit bekannter Koronarer Herzerkrankung oder bei bypassversorgten Patienten sowie eine Einschränkung der linksventrikulären systolischen Funktion unklarer Genese Computertomographie Eine nichtinvasive Methode zur Darstellung der Koronararterien stellt die CT- Angiographie (CTA) dar. Diese Methode gewinnt zunehmend an Bedeutung und hat sich bei verschiedenen Indikationen bereits als Methode der Wahl etabliert. Hier sind zu nennen die Anatomie von Koronaranomalien [28], die Planung vor perkutanem Klappeninterventionen oder die anatomische Referenz vor kardialen Ablationen [2] sowie die Klärung komplexer Anatomien von angeborenen Fehlbildungen. Bezüglich der Koronaren Herzerkrankung hat sich die Computertomographie vor allem zum Ausschluss von Koronarstenosen bewährt [1]. Dies gilt bei Patienten vor Klappenoperationen, bei Patienten mit Beschwerden und

12 7 intermediärer Vortestwahrscheinlichkeit für das Vorliegen einer KHK oder unklarem Ischämienachweis. Auch bei akutem Koronarsyndrom ohne Anstieg von Troponin und EKG-Veränderungen oder bei Verdacht auf Myokarditis wird die CTA als Alternative zur Herzkatheteruntersuchung zum Ausschluss von Koronarstenosen empfohlen [15]. Hierbei weist die CTA einen hohen negativen Vorhersagewert auf, der den sicheren Ausschluss von Koronarstenosen erlaubt. Nach einer Meta-Analyse von Vanhoenacker et al. aus dem Jahr 2007 lag für die 64-Zeilen-Computertomographie die Sensitivität zur Detektion von Stenosen bei 93% [33]. Bei bekannter KHK wird die Computertomographie zur anatomischen Darstellung von Bypassverläufen vor geplanter Re-Operation oder zur Planung von interventionellen Rekanalisierungen von chronisch verschlossenen Koronargefäßen eingesetzt [29] [2]. Für bypassversorgte Patienten mit Beschwerden wird die CTA bisher nur empfohlen, wenn lediglich der Nachweis von Bypassoffenheit gefordert ist. Nach einer Meta-Analyse von Hamon et al. aus dem Jahr 2008 lag der negative prädiktive Wert der bypassbezogenen Analyse bei 99% [16]. Die Darstellung der Nativgefäße wird bei zu geringer Verlässlichkeit der Methode bei kalzifizerten Gefäßen und Gefäßen mit zu kleinem Diameter derzeit nicht als klinisches Routineverfahren empfohlen [2] [29] [15].

13 2.4. Strahlenexposition 8 Sowohl bei der Herzkatheteruntersuchung als auch bei der Computertomographie des Herzens und bei weiteren diagnostischen Methoden wie der Myokardszintigraphie findet eine Strahlenexposition des Patienten statt [12]. Methode Diagnostische Herzkatheteruntersuchung Koronarintervention Myokardszinigraphie (Sestamibi) Effektive Strahlendosis 2-6 msv 15 msv 9 msv Tabelle 1: Angaben zur effektiven Strahlendosis kardiologischer Untersuchungsmethoden in der Literatur [38] [7] [13] Die Angaben über effektive Strahlendosen bei der Computertomographie des Herzens variieren stark. Für die computertomographische Koronarangiographie bei nicht bypassversorgten Patienten bei retrospektivem EKG-Gating sind Werte von ca msv berichtet [17]. Bei Patienten nach Bypassoperation liegen die angegebenen Werte bei ca 9 20 msv und höher, bei neueren CT- Generationen um 9 msv [9] [34] [8] Reduktion der effektiven Strahlendosis Grundsätzlich gilt bei allen bildgebenden Verfahren, die Strahlung anwenden, das ALARA-Prinzip: As Low As Reasonably Achievable. Dies bedeutet, dass sich der Untersucher bemüht die Dosis so weit zu reduzieren, wie es unter Erhalt der diagnostischen Bildgenauigkeit möglich ist [4] [11] [19]. Bei bisherigen CT-Protokollen erfolgte routinemäßig eine EKG- Dosismodulation, bei der der Röhrenstrom und damit die Strahlung in den Phasen des Herzzyklus, in denen keine diagnostische Bildqualität erwartet wird, auf ca. 20% reduziert wird [27]. Die Bildrekonstruktion ist bei dieser

14 9 retrospektiven Methode aber grundsätzlich zu jedem Zeitpunkt des RR- Intervalls, wenn auch unter reduzierter Bildqualität, noch möglich, so dass auch Patienten mit Arrhythmien und höherer Herzfrequenz untersucht werden können [36]. Eine sehr effektive Methode der Strahlenreduktion ist die axiale Akquisition unter Verwendung eines prospektiven EKG-Triggers. Bei dieser Methode wird ausschließlich zum vorherbestimmten Zeitintervall des Herzzyklus (z.b. bei 70% des RR-Intervalls) Röhrenstrom abgegeben [35]. Der Zeitpunkt wird im Vorfeld der Untersuchung festgesetzt und eingestellt. Außerhalb des vorher bestimmten Zeitintervalls wird die Röntgenquelle komplett ausgeschaltet, so dass zu dieser Zeit keine Strahlenexposition erfolgt. Essenziell für diese Methode der Bildakquisition ist ein langsamer und stabiler Herzrhythmus, da nach abgeschlossener Datenakquisition nur ein einziger Rekonstruktionszeitpunkt zur Verfügung steht [22]. a) b) Retrospektiver EKG-Trigger Prospektiver EKG-Trigger Abbildung 1: Unterschiede prospektiver und retrospektiver EKG-Trigger. a) Reduktion des Röhrenstroms auf ca. 20%, kontinuierliche Strahlenexposition. b) festgesetzter Zeitpunkt der Bildakquisition bei 70% des RR-Intervalls. Die Strahlenexposition ist auf ein kurzes Zeitfenster in der Diastole beschränkt.

15 10 Ein weiterer Parameter zur Reduktion des Dosislängenproduktes und somit der effektiven Strahlendosis ist die Begrenzung der Scanlänge. Diese wird im Vorfeld der CT-Angiographie anhand des Topogramms festgelegt Ziel der Studie Trotz bekannter Methoden der Strahlenreduktion bei der CT-Angiographie des Herzens lagen zum Zeitpunkt der Durchführung dieser Studie noch keine Daten vor zu Untersuchungen mittels eines Niedrigdosisprotokolls bei bypassversorgten Patienten im Vergleich zur invasiven Herzkatheteruntersuchung. Ziel dieser Arbeit ist es zu zeigen, dass auch die Untersuchung von Patienten mit bekannter Koronarer Herzerkrankung und vorangegangener Bypassoperation im Rahmen eines Niedrigprotokolls unter Beibehaltung einer diagnostischen Bildqualität und hohen Genauigkeit zur Detektion von Koronarstenosen möglich ist.

16 3. Methode Patienten Es wurden insgesamt 107 Patienten für die Teilnahme an dieser Studie evaluiert. Alle Patienten litten unter einer bekannten Koronaren Herzerkrankung und hatten sich im Vorfeld einer aortokoronaren Bypass-Operation unterziehen müssen. Die Patienten waren aus klinischem Grund für die Durchführung einer invasiven Koronarangiographie mittels Herzkatheteruntersuchung vorgesehen. Vor Durchführung der geplanten invasiven Diagnostik führten wir sie einer CT- Angiographie zu. Patienten, die folgende Kriterien erfüllten wurden von der CT- Untersuchung ausgeschlossen: - Niereninsuffizienz (Serum-Kreatinin-Konzentration > 1,3 mg/dl) - Nicht-Sinusrhythmus - Herzfrequenz > 65/min - Bekannte Allergie auf jodhaltige Kontrastmittel - Gewicht > 100 kg - Ablehnung der Teilnahme Implantierte Stents zählten wir nicht zu den Ausschlusskriterien. Aufgrund der oben genannten Kriterien mussten 57 Patienten ausgeschlossen werden. Ausschlusskriterium n Niereninsuffizienz 28 Nicht-Sinusrhythmus 9 Herzfrequenz > 2 65/min Jodallergie 2 Gewicht > 100 kg 7 Ablehnung 9 Tabelle 2: Ausgeschlossene Patienten

17 12 Das Projekt wurde von der Ethikkommission der Medizinischen Fakultät der Friedrich Alexander Universität Erlangen-Nürnberg genehmigt. (Antragsnummer 149_12B) 3.2. CT-Angiographie Für die CT-Angiographie wurde ein 2 x 128-Zeilen Spiral-CT-System der Firma Siemens (SOMATOM Definition Flash ) verwendet. Abbildung 2: Somatom Definition Flash (Siemens Medical Solutions) Vor der Untersuchung wurden die Patienten ausführlich über den Vorgang mit entsprechenden Risiken aufgeklärt und jeder gab eine schriftliche Einverständniserklärung für die Durchführung der Computertomographie ab. Da die Bildqualität durch eine niedrige Herzfrequenz beeinflusst wird [30] [36], wurde für die Untersuchung eine Ziel-Herzfrequenz von 60/min oder weniger

18 13 angestrebt. Patienten mit einer Ruheherzfrequenz > 65/min wurden nicht in die Studie eingeschlossen. Lag die Ruheherzfrequenz der Patienten noch > 60/min wurde in Abhängigkeit von der Frequenz eine Stunde vor Untersuchungsbeginn eine Dosis Betablocker verabreicht (z.b. 100 mg Atenolol per os). War zum Zeitpunkt der Untersuchung die Ziel-Herzfrequenz noch nicht erreicht, wurde eine weitere Dosis Betablocker intravenös appliziert (bis zu 4 x 5 mg Metoprolol). Zur weiteren Verbesserung der Bildqualität erhielten die Patienten 2 Hub Glyceroltrinitratspray sublingual unmittelbar vor Untersuchungsbeginn. Zur Untersuchung wurden die Patienten auf den Rücken gelagert und mit EKG- Elektroden versehen um eine EKG-getriggerte Datenakquisition zu ermöglichen. Zur Verringerung der Strahlendosis verwendeten wir ein prospektives EKG-Triggering bei 70% des RR-Intervalls. Hierbei wird lediglich zum vorgegebenen Zeitpunkt Röntgenstrahlung abgegeben, eine zusätzliche Bildrekonstruktion zu anderen Zeitpunkten des Herzzyklus ist in diesem Fall nicht möglich. Deshalb konnten nur Patienten mit stabilem Sinusrhythmus an der Untersuchung teilnehmen. Den Patienten wurden 60 ml Kontrastmittel intravenös injiziert mit einer Flussrate von 6ml/s. Die Rotationszeit der Röhre betrug 330ms, die Kollimation 0,6 mm. Die Röhrenspannung lag bei 100kV, die Stromstärke bei 320 mas. Die Scanlänge wurde anatomisch anhand der primär durchgeführten topographischen Aufnahme festgelegt. Die craniale Grenze lag direkt caudal des Aortenbogens, um die aortale Anastomose der venösen aortokoronaren Bypassgrafts mit zu erfassen. Eine Schnittebene ca. 1 cm unterhalb der diaphragmalen Begrenzung des Herzens bildete die caudale Grenze. Der Ursprung von Mammariagrafts aus der Arteria subclavia wird nach dieser Methode nicht vollständig dargestellt. Wir verzichteten auf die Darstellung des proximalen Gefäßteils, da die Stenoserate von arteriellen Bypässen deutlich geringer ist als von venösen Bypässen [10].

19 14 Abbildung 3: Die craniale Grenze des Scanbereiches für Patienten nach aortokoronarer Bypassoperation schließt die Aorta ascendens zur Erfassung der aortalen Bypassanastomosen mit ein. Zur Untersuchung von Patienten ohne Bypässe ist ein deutlich kleinerer Scanbereich bis zum Abgang der Koronararterien cranial der Aortenklappe ausreichend Invasive Koronarangiographie Die invasive Herzkatheteruntersuchung stellt den Goldstandard der Koronarangiographie dar. Jeder der in der Studie eingeschlossenen Patienten war im klinischen Alltag für die Durchführung einer Herzkatheteruntersuchung vorgesehen. Diese wurde unabhängig von den Ergebnissen der CT- Angiographie nach den gängigen Standardverfahren durchgeführt. Zeigte sich eine Stenose von mehr als 50%, so wurde diese als positiv bewertet.

20 3.4. Auswertung 15 Aortokoronare Bypässe, nicht Bypass-versorgte Nativgefäße und Nativgefäße distal der Bypassanastomose wurden bezüglich signifikanter Stenosen beurteilt. Eine Stenose von mehr als 50% wurde als positiv bewertet. Die Ergebnisse der Computertomographie wurden nach Patient, nach einzelnem Bypass mit dazugehörigen distalen Nativsegmenten sowie nach Versorgungsgebiet aufgeschlüsselt und mit den Ergebnissen der invasiven Koronarangiographie verglichen. Die angegebenen Variablen werden als Mittelwert ± Standardabweichung angegeben. Die diagnostische Genauigkeit wird in den Klassifikatoren Sensitivität, Spezifität sowie positiver prädiktiver Wert und negativer prädiktiver Wert angegeben. Im speziellen für die koronare Computertomographie sind diese Begriffe wie folgt zu deuten [4] [3]: Sensitivität: Die Wahrscheinlichkeit, eine existierende Koronarstenose zu erkennen. Spezifität: Die Wahrscheinlichkeit, nicht stenosierte Koronararterien als solche zu erkennen. Positiver prädiktiver Wert: Die Wahrscheinlichkeit, dass eine im CT erkannte Stenose tatsächlich vorhanden ist. Negativer prädiktiver Wert: Die Wahrscheinlichkeit, dass ein im CT unauffälliges Koronargefäß tatsächlich keine Stenosen aufweist.

21 4. Ergebnisse Ergebnisse pro Patient 50 Patienten wurden in die Studie eingeschlossen. Davon waren 37 Männer und 13 Frauen. BMI 27,7 ± 3,6 kg/m² Alter 69 ± 9 Jahre Herzfrequenz 60 ± 7 /min Betablocker 33/50 Tabelle 3: Eingeschlossene Patienten Nach Auswertung der Ergebnisse waren hiervon im CT bezüglich des Vorliegens zumindest einer hämodynamisch relevanten Stenose in Bypass, nicht bypassversorgtem Nativgefäß oder Nativgefäß distal der Bypassanastomose 30 Patienten richtig positiv beurteilt, 13 Patienten richtig negativ beurteilt, 5 falsch positiv und 2 falsch negativ beurteilt. Dies entsprach einer Sensitivität für die Erkennung des Vorliegens zumindest einer Stenose pro Patient von 93,7 %, einer Spezifität von 72,2 %, einem positiven prädiktiven Wert von 85,7 % und einem negativen prädiktiven Wert von 86,6 %.

22 17 Abbildung 4: 84 jähriger Mann, Strahlendosis: 2,1mSv. Pfeil: Venöser Bypass auf Ramus interventricularis anterior offen und ohne Stenose Ergebnisse pro Bypassterritorium 146 einzelne Bypassgrafts mit den zugehörigen distalen Run-off-Gefäßen wurden beurteilt, davon 39 arterielle Grafts und 107 venöse Grafts. In der Computertomographie wurden hierbei 92 Grafts richtig negativ und 48 richtig positiv beurteilt. Falsch negativ wurde 1 Bypass beurteilt, falsch positiv 3 Grafts. Pro Bypass und zugehörigem distalen Nativgefäß ergab sich demnach eine Sensitivität zur Erkennung von Stenosen von 97,9% und eine Spezifität von 96,8%. Hieraus ergibt sich ein positiver prädiktiver Wert von 94,1% und ein negativer prädiktiver Wert von 98,9%. Das bedeutet, dass mit einer Sicherheit von 98,9% Bypässe bezüglich eines Ausschlusses von Stenosen beurteilt werden konnten.

23 18 Abbildung 5: 66-jährige Frau, Strahlendosis: 1,6 msv. Pfeil: Hochgradige Stenose im venösen Bypass auf den Ramus circumflexus Abbildung 6: 62-jährige Frau, Strahlendosis: 2,0 msv. Pfeil: Hochgradige Stenose in einem venösen Bypass auf den Ramus diagonalis

24 Ergebnisse pro Versorgungsgebiet Zur Analyse des gesamten Koronarbefundes beurteilten wir die drei anatomischen Versorgungsgebiete: Rechte Koronararterie, Ramus interventricularis anterior und Ramus circumflexus. Hierbei wurden sowohl Bypassgrafts mit ihren zugehörigen distalen Nativgefäßen eingeschlossen als auch die nicht mit einem Bypass versorgten Nativgefäße. Folglich wurden bei 50 in die Studie eingeschlossenen Patienten 150 Versorgungsgebiete bezüglich Stenosen beurteilt. 84 Versorgungsgebiete wurden im CT richtig negativ beurteilt, 54 richtig positiv. 4 Versorgungsgebiete wurden falsch negativ und 8 falsch positiv beurteilt. Aufgeschlüsselt nach Versorgungsgebieten ergibt sich eine Sensitivität von 93,1 % und eine Spezifität von 91,3%. Der positive prädiktive Wert beträgt 87,1%, der negative prädiktive Wert beträgt 95,5% Strahlenexposition Mit dem von uns verwandten prospektiv EKG-getriggerten Niedrigdosisprotokoll erreichten wir ein mittleres Dosislängenprodukt (DLP) von 125 ± 38 mgy*cm. Hieraus errechnet sich mit Hilfe des Konversionsfaktors für den Thorax (k = 0,017 msv/mgy*cm) eine mittlere effektive Strahlendosis (SD) von 2,1 ± 0,6 msv. Der maximal erreichte Wert betrug 4,4 msv, der minimal erreichte Wert 1,6 msv. Formel zur Errechnung der Strahlenexposition: DLP x k = SD 4.5. Scanlänge In den durchgeführten Scans betrug die mittlere Scanlänge 16,2 ± 1,6 cm.

25 4.6. Fehlinterpretationen 20 3 der 5 falsch positiv beurteilten Patienten wurden aufgrund von Fehldiagnosen in Nativsegmenten distal der Bypassanastomosen falsch beurteilt. Dies stellt auch 2 falsch positiv beurteilte Grafts in der bypassbezogenen Analyse dar. Bei den übrigen beiden Patienten zeigte sich die Fehldiagnose in nicht bypassversorgten Nativgefäßen. Ein Bypass wurde aufgrund von nicht auszuschließender Stenose in einem mit 2 Stents versorgten Bypassgraft als falsch positiv bewertet. Insgesamt wurden in der Studie nur 9 Stents erfasst. Hiervon konnten nur 4 Stents (3 in Nativgefäßen, einer in einem venösen Bypassgraft) als stenosefrei identifiziert werden. Bei den übrigen 5 Stents (3 in Bypassgrafts, 2 in Nativgefäßen) konnten Stenosen nicht ausgeschlossen werden, ein Stent im Bypassgraft wurde hierbei als richtig stenosiert erkannt. Einer der beiden falsch negativ befundeten Patienten zeigte eine Fehldiagnose in einem nicht bypassversorgten Nativsegment (siehe Abbildung 7). Der zweite Patient wurde aufgrund einer Fehldiagnose im Mammaria-Bypass als falsch negativ bewertet. Die fälschlich negativ beurteilte Stenose lag im distalen, somit einsehbaren Bereich des Mammaria-Grafts und ist weder durch Kalzifikationen noch durch eine Fehlinterpretation der Anastomose, sondern nur durch das kleine Gefäßlumen des Mammaria-Bypass zu erklären. Dieser war der einzige falsch negativ beurteilte Bypass der gesamten Studie.

26 21 Abbildung 7: 78-jähriger Mann, Strahlendosis: 2,0 msv. Pfeil: Falsch negative Diagnose der Rechten Koronararterie distal der Bypassanastomose Abbildung 8: 61-jähriger Mann, Strahlendosis: 2,0 msv. Pfeil: Ausschluss einer Stenose distal der Bypassanastomose bei sehr kleinem Gefäßdiameter im CT nicht möglich

27 5. Diskussion Ergebnisse der vorliegenden Studie Die vorliegende Studie verglich die kardiale Computertomographie bei Patienten nach aortokoronarer Bypassoperation unter Verwendung eines Niedrigdosisprotokolls mit der Herzkatheteruntersuchung, die als Goldstandard zur Diagnostik der Koronaren Herzerkrankung gilt. Hierzu konnten 50 Patienten in die Studie eingeschlossen werden. Bei diesen wurden insgesamt 146 Bypässe und 150 Versorgungsgebiete beurteilt. Unter dem verwendeten Niedrigdosisprotokoll mit prospektivem EKG-Trigger, Reduktion der Scanlänge auf ein anatomisches Minimum, Verwendung eines geringeren Röhrenstroms und einer reduzierten Röhrenspannung (100kV) errechnete sich ein mittleres Dosislängenprodukt von 125 ± 38 mgy*cm und eine mittlere effektive Strahlendosis von 2,1 ± 0,6 msv, was im Vergleich zu den Literaturwerten für die Computertomographie des Herzens nach aortokoronarer Bypassoperation eine deutliche Dosisreduktion darstellt [34] [5]. Aufgrund der Analyse der Bilddaten zeigte sich in der Auswertung pro Patient eine Sensitivität von 93,7% und eine Spezifität von 72,2%. Die deutlich niedrigere Spezifität in der patientenbezogenen Analyse ist darauf zurückzuführen, dass die Computertomographie bei stark verkalkten Koronararterien eher dazu neigt Stenosen zu überschätzen als zu unterschätzen [29]. Das heißt, im CT wird ein stark verkalktes Gefäß eher als stenosiert denn als normal bezeichnet [4]. Die Sensitivität sowie der negative prädiktive Wert (86,6%) der Untersuchung ist auch patientenbezogen weiterhin diagnostisch hoch. Die Ergebnisse nach bypassbezogener Analyse, die auch in der Literatur weitgehend verwendet wird [8] [9] [20], sind noch eindeutiger wenn auch klinisch weniger bedeutsam. Da ein Patient mit mindestens einem aber, in unserer vorliegenden Studie, mit bis zu fünf Bypässen versorgt sein kann, ist es für den einzelnen Patienten unerheblich, ob ein Teil der untersuchten Gefäße richtig beurteilt wurde, wenn auch nur eine Falschbeurteilung vorliegt. Eine im CT positive Diagnose führt im klinischen Alltag zur Durchführung einer

28 23 invasiven Koronardiagnostik und Therapie mittels Dilatation oder Stentimplantation oder sogar erneuter operativer Revaskularisation mittels Bypass-OP (davon ausgehend dass die notwendigen nichtinvasiven Untersuchungen ebenfalls pathologische Ergebnisse erbracht haben). Zum Vergleich mit den gebräuchlichen Literaturdaten analysierten wir auch die bypassbezogenen Daten. Die Sensitivität lag hier bei 97,9%, der negative prädiktive Wert bei 98,9%. Die Analyse der anatomischen Versorgungsgebiete (Ramus interventricularis anterior, Ramus circumflexus und Rechte Koronararterie) zeigt ähnliche Ergebnisse wie die der patientenbezogenen Analyse. Auch hier ist mit einer Sensitivität von 93,1% und einem negativen prädiktiven Wert von 95,5% vor allem eine zuverlässige Aussage zum Ausschluss neuer Koronarstenosen möglich. Jedoch auch bezüglich der Detektion von Stenosen zeigen sich hier positiv zu wertende Ergebnisse (Spezifität 91,3%, PPW 87,1%). Nach Analyse der Ergebnisse ist folgende Aussage zu treffen: Die Aussagekraft der strahlenreduzierten kardialen Computertomographie zum Ausschluss von signifikanten Koronarstenosen ist demnach auch bei Patienten mit bekannter Koronarer Herzerkrankung und nach erfolgter Bypass-Operation diagnostisch hoch Studienlage zum Thema Studien bei Bypasspatienten im Vergleich Es wurden während der letzten Jahre zahlreiche Studien zum Thema CT- Angiographie bei bypassversorgten Patienten veröffentlicht. In jeder dieser Studien kam man zu dem Schluss, dass die Beurteilung der Bypässe in guter Bildqualität möglich ist bei schlechterer Beurteilbarkeit der Nativsegmente aufgrund der fortgeschrittenen Arteriosklerose. In nachstehender Tabelle sind einige Studien aufgezeigt, in denen ein EKG-moduliertes retrospektives Gating verwendet wurde.