F.D. Knollmann1 · M. Pasic2 · H.R. Zurbrügg2 · J. Knörig2 · S. Spiegelsberger2 · M. Loebe2

M. Hummel2 · J. Beier1 · T.J.Vogl1 · N. Hosten1 · R. Hetzer2 · R. Felix1

1 Charité, Medizinische Fakultät der Humboldt-Universität zu Berlin, Campus Virchow-Klinikum,

Strahlenklinik2 Klinik für Herz-,Thorax- und Gefäßchirurgie, Deutsches Herzzentrum Berlin

Elektronenstrahl-Computertomographiein der Herzchirurgie

te durch die transösophageale Echokar-diographie verbleiben schwer einzuse-hende Abschnitte, insbesondere des Aor-tenbogens. Für den Herzchirurgen sindzudem echokardiographische Abbildun-gen oft genug schwer nachvollziehbar.In diesem Beitrag werden die Vor- undNachteile der elektronenstrahltomogra-phischen Diagnostik bei chirurgisch zubehandelnden Erkrankungen des Her-zens und der großen Gefäße analysiert.

Methodik

Von Mai 1997 bis Juli 1998 wurden über300 herzchirurgische Patienten mit derElektronenstrahltomographie (Evoluti-on XP, Siemens, Erlangen) untersucht(Tabelle 2). Es wurden Standardproto-kolle verwendet, die für die meisten In-dikationen eingesetzt werden konnten(Tabelle 1). Je nach Fragestellung wer-den verschiedene Protokollteile kombi-niert.

Für die Auswahl der zu verwenden-den Protokollteile spielt die Länge desabzubildenden Volumens in kraniokau-daler Ausrichtung eine entscheidendeRolle, da jeder Protokollteil nur bis zu160 Einzelscans enthalten kann,anderer-seits gerade für die Darstellung kleine-rer Gefäße die Schichtdicken und Tisch-vorschublängen möglichst klein zu hal-ten sind. Untersuchungen längerer Aor-

Die Abbildung des Herzens und dergroßen Gefäße hat für die Diagnostikvieler Herzerkrankungen große Bedeu-tung. Die MRT ist gerade bei herzchir-urgischen Patienten wegen der einge-schränkten Überwachbarkeit der Vital-funktionen und wegen der Patienten-gefährdung durch die in der Herzchir-urgie häufig eingesetzten Metallimplan-tate wie Herzschrittmacher, Kreislauf-unterstützungssysteme,bestimmte Herz-klappenprothesen und Gefäßclips, oftnicht anwendbar.Außerdem beeinträch-tigen die bei herzchirurgischen Patien-ten häufigen Herzrhythmusstörungendie Bildqualität. Während nuklearme-dizinische Verfahren und die konven-tionelle Diagnostik wegen der begrenz-ten Ortsauflösung pathologische Befundeoft nicht direkt erkennen lassen, erfor-dert die klassische Angiographie eineninvasiven Gefäßzugang. Die Qualitätechokardiographischer Befunde hängterheblich von der Erfahrung des Unter-suchers ab. Trotz beachtlicher Fortschrit-

Der Radiologe 12·98 | 1045

ElektronenstrahltomographieRadiologe1998 · 38:1045–1053 © Springer-Verlag 1998

Zusammenfassung

Zielsetzung: Die Elektronenstrahl-Compu-

tertomographie (EBCT) ist gezielt zur verbes-

serten Abbildung des Herzens und der gro-

ßen Gefäße entwickelt worden. Daher sind

wichtige diagnostische Vorteile für die Ab-

klärung herzchirurgisch anzugehender Er-

krankungen zu erwarten.

Methodik: Im Zeitraum von Juni 1997 bis

August 1998 wurden über 300 herzchirurgi-

sche Patienten mit der Elektronenstrahlto-

mographie untersucht. Es wurden die Indika-

tionen und Ergebnisse dieser Untersuchun-

gen restrospektiv ausgewertet und mit den

Ergebnissen der Literatur verglichen.

Ergebnisse: Für die Durchblutungsdiagnostik

aortokoronarer Bypassgefäße wurde im Ver-

gleich zur invasiven Diagnostik eine Sensitivi-

tät von 100% und eine Spezifität von 95%

gefunden.Die EBT-Befunde bei Verkalkungen

der Aorta, des Perikards und intrakardialer

Raumforderungen wurde in allen Fällen ope-

rativ bestätigt.Außerdem bestand eine signi-

fikante Korrelation koronararterieller Verkal-

kungen mit der Progression der Transplantat-

vaskulopathie nach Herztransplantation.Bei

der Diagnostik der Aorta zeigte sich vor allem

eine hohe diagnostische Konfidenz durch die

artefaktarme anatomische Abbildung insbe-

sondere bei Fragen nach Aortendissektion,

-wandhämatom oder -perforation.

Schlußfolgerung: Wir folgern, daß die EBCT

für zahlreiche herzchirurgische Interventio-

nen in der präoperativen Planung als auch in

der postoperativen Verlaufskontrolle einen

wegweisenden Fortschritt der bildgebenden

Diagnostik darstellt.

Dr. F.D. KnollmannCharité, Campus Virchow-Klinikum, Strahlenklinik,

Augustenburger Platz 1, D-13353 Berlin&/fn-block:&bdy:

Schlüsselwörter

Elektronenstrahl-Computertomographie ·

Herzchirurgie · Durchblutungskontrolle

aortokoronarer Bypassgefäße ·

Aortensklerose · Kardiale Raumforderungen ·

Aortendissektion

F.D. Knollmann · M. Pasic · H.R. Zurbrügg

J. Knörig · S. Spiegelsberger · M. Loebe

M. Hummel · J. Beier · T.J.Vogl · N. Hosten

R. Hetzer · R. Felix

Electron beam tomographyin heart surgery

Summary

Purpose: Electron beam CT (EBCT) has been

devised to improve the imaging of the heart

and the great vessels.Therefore, this method

is expected to facilitate the imaging workup

of patients referred for cardiothoracic sur-

gery.We set out to review the most impor-

tant surgical issues that can be addressed

with this method.

Methods: From June, 1997 until July, 1998,

more than 300 patients were referred from

cardiothoracic surgery. In a retrospective

analysis, diagnostic results were reviewed

and compared with surgical findings and the

clinical course.

Results: Aortocoronary bypass graft occlusi-

ons were detected with a sensitivity of 100%

and a specificity of 95%. Calcifications of the

aorta, pericardium and intracardiac tumors

were surgically confirmed in all instances.

There was a significant association of the de-

gree of coronary artery calcification and the

progression of cardiac allograft vasculopathy

in 50 heart transplant recipients. In EBCT of

the aorta, a high degree of diagnostic con-

fidence was found for aortic dissection, aor-

tic wall hematoma or aortic perforation.

Conclusions: We conclude that EBCT repre-

sents an important diagnostic tool both for

surgical planning and postoperative surveil-

lance in cardiothoracic surgery.

Key words

Electron beam computed tomography ·

Cardiac surgery · Aortocoronary bypass grafts ·

Aortic sclerosis · Cardiac tumors ·

Aortic dissection

gut kontastieren. Diese Aufnahmen zei-gen jedoch auf dreidimensionalen Re-konstruktionen im Bereich des Herzensselbst und im Bereich der Aorta aszen-dens kymogrammartige Artefakte.

Für alle Untersuchungen wurdeIopromid mit einem Jodgehalt von 370g/l (Ultravist 370®, Schering, Berlin) ver-wendet. Insbesondere für Perfusions-messungen wird der Jodgehalt von min-destens 370 g/l benötigt, um bei dendurch die Injektionspumpe limitierten

tenabschnitte werden ohne EKG-Trig-gerung erstellt, da unter Triggerung nureine Aufnahme pro Herzzyklus entstehtund bei den für eine optimale Kontra-stierung erforderlichen Injektionsge-schwindigkeiten von 3–4 ml/s nach ei-ner Strecke von etwa 12–16 cm bei einerSchichtdicke von 3 mm die Kontrastie-rung deutlich abnimmt. Bei kontinu-ierlicher, also nicht EKG-getriggerterSchichtung, läßt sich mit nur 80–120 mlKontrastmittel die gesamte Aorta sehr

| Der Radiologe 12·98

Elektronenstrahltomographie

1046

Radiologe1998 · 38:1045–1053 © Springer-Verlag 1998

Tabelle 1

Untersuchungsprotokolle zur Elektronenstrahltomographiebei herzchirurgischer Untersuchungsindikation

1. SchichtorientierungNatives a.-p.-Topogramm mit gleichzeitiger Akquisition einer ap und einer lateralen Ansichtoder gleichzeitige Akquisition von bis zu 12 paralellen Schichten mit jeweils etwa 1 cm Abstandim MSM

2. Score-Protokollnative 3 mm Schichtung des Herzens im Single-slice-mode, 3 mm a) von den proximalen supraaortalen Ästen (Aortenerkrankungen)b) von der Trachealbifurkation (Herzerkrankungen)bis 1 cm unterhalb der Herzbasis, EKG-getriggert bei 80% der Herzzykluslänge

3. Flußmessungs-ProtokollInjektion eines kleinvolumigen Kontrastmittelbolusa) Bestimmung des Scandelays

20 ml KM, Single-slice-mode, 1 Schichtposition, 3 mm Schichtdicke, EKG-Trigger bei 80%des RR-Intervalls („flow“)

b) Messung der Myokardperfusion50–70 ml KM, Multi-slice-mode, 6 Schichtpositionen, je 7 mm Schichtdicke, EKG-Triggerbei 40% (Myokardperfusion) oder80% (Gefäßperfusion) des EKG-Intervalls („perfusion“),

EKG-getriggert, 4–8 ml/s Injektionsgeschwindigkeit, dabei 1 Scan vor Kontrastmittelinjektion,dann 1 scan nach 10 Herzschlägen, danach 15 scans im Abstand von jeweils 3 Herzschlägenund schließlich 3 scans nach jeweils 5 Herzschlägen.

Berechnung der Periode vom Beginn der Kontrastmittelinjektion bis zum maximalenDichteanstieg im Zielgebiet (je nach Indikation: A. pulmonalis, linker Ventrikel, Aorta)für die Bestimmung des Scandelays.

4. getriggertes 3D-Protokoll3 mm Schichtung des gesamten Herzens bei 2 mm/Scan Tischvorschub, Single-slice-mode,EKG-getriggert bei 80% der Herzzykluslänge, beginnend zum Zeitpunkt des maximalenDichteanstiegs aus der vorhergehenden Messung. 100–150 ml Kontrastmittel mit 3–4 ml/sInjektionsgeschwindigkeit

5. Ungetriggertes 3D-Protokoll3 mm Schichtung des Herzens und der großen Gefäße als continuous volume studyim Single-slice-mode, 3 mm Tischvorschub, kein EKG-Trigger möglich, 100 ms Scanzeit/Bild,Scan beginnt zum Zeitpunkt des maximalen Dichteanstiegs aus der vorhergehenden Messung.60–120 ml Kontrastmittel mit 3–4 ml/s Injektionsgeschwindigkeit („3D-CVS“)

ggf.Wiederholung der Schichtung nach ungefähr 40 s („back-to-back“)

6. Cine-Protokoll7 mm Schichtung des Herzens an 6 Schichtpositionen im multi-slice mode, 20 Scans je Schichtbei konstanter Tischposition (liefert insgesamt 120 Bilder), 50 ms Scanzeit/Bild, erster Scanbeginnt zum Zeitpunkt des maximalen Dichteanstiegs aus der vorhergehenden Messung, Dauerbis zu Beginn des folgenden Scans 6 ms, 40–70 ml Kontrastmittel mit 3–4 ml/s Injektions-geschwindigkeit („Cine“)

Bei allen single slice mode (SSM) scans beträgt die Scandauer 100 ms, bei den multi slice mode (MSM)scans 50 ms. Die Bildmatrix für die SSM scans beträgt 5122, für die MSM scans 3602

maximalen Injektionsgeschwindigkei-ten von knapp 8 ml/s eine möglichsthohe Dichtezunahme zu erzielen. DieQuantifizierung der Myokardperfusionsetzt zudem eine bolusartige Konstrast-mittelkinetik voraus, die bei höherenInjektionsvolumina nicht mehr gege-ben ist.

Ergebnisse

Aortensklerose

Nach unseren Erfahrungen lassen sichauf den Röntgenthoraxaufnahmen von70% aller herzchirurgischer PatientenVerkalkungen der Aorta nachweisen.Bei 5% liegen lineare Verkalkungen derAorta aszendens vor, die den geplantenEingriff erschweren oder sogar verhin-dern können. Ausgeprägte Verkalkun-gen erschweren das Abklemmen derAorta, die Kanülierung zum Anschlußan die Herz-Lungen-Maschine und dieAnastomosierung aortokoronarer By-passgefäße. Aortale Verkalkungen gehenzudem mit einem erhöhten periopera-tiven Risiko embolischer Komplikatio-nen einher, nämlich sowohl zerebralerInfarkte als auch myokardialer Infarzie-rungen. Zur Prüfung der Operabilitätund ggf. zur Entwicklung einer der Ver-teilung der Aortenverkalkung angepaß-ten Operationsstrategie ist bei Patien-ten mit linearen Verkalkungen der Aor-ta aszendens im seitlichen Röntgentho-raxbild eine CT-Untersuchung indiziert[1]. Da bei der EBCT keine Bewegungs-

Bei der EBCT sind diese pulsationsbe-dingten Doppelkonturen nicht zu beob-achten, so daß die Nachteile der Spiral-CT nicht zum Tragen kommen. Wir ha-ben 3 Patienten beobachtet (von 18 in-nerhalb von 12 Monaten untersuchten),die unter dem Verdacht einer akutenAortendissektion in unser Klinikum ein-gewiesen wurden, da in der Spiral-CTeine suspekte Doppelkontur aufgefallenwar. Durch die Echokardiographie (n=3)und die EBCT (n=3) wurde dann abereine Typ A-Dissektion ausgeschlossen.

In den meisten Fällen genügt zurAbklärung einer Aortendissektion das3D-CVS-Untersuchungsprotokoll (Tabel-le 1). Bei Typ B-Aortendissektion ist vorallem die Abgrenzung von der Typ A-Dissektion bedeutsam. Dafür ist dieEBCT besser geeignet als die Spiral-CT.Dies beruht v.a. darauf, daß mit derEBCT die gesamte Aorta mit einem rela-tiv kleinen Kontrastmittelbolus in dün-nen Schichten dargestellt werden kann.

Das intramurale Hämatom als Vor-stufe der Aortendissektion wird in zu-nehmendem Maße als operationspflich-tige Hochrisikoläsion erkannt und istinsbesondere im kritischen Aszendens-segment mit der EBCT nachweisbar. DieEinschränkungen anderer CT-Verfahrendurch Bewegungsartefakte treffen hierbesonders zu, da kleine lokale Wand-hämatome besonders leicht von Bewe-gungsartefakten überlagert werden kön-nen. Eine Vergleichsuntersuchung zumNachweis des intramuralen Hämatomsmit Spiral-CT und EBCT liegt bishernicht vor und dürfte aus ethischen Grün-den auch kaum möglich sein, da derhochakute Krankheitsverlauf keine Ver-gleichsuntersuchungen erlaubt.

Lungenarterienembolie

Zehn unserer Patienten wurden mit demVerdacht auf pulmonalarterielle Embo-lien untersucht. In 3 Fällen wurde eineLungenembolie bestätigt und in zweidieser Fälle operativ bestätigt. Bei denübrigen Patienten wurde im EBT keineLungenembolie gefunden und diese Dia-gnose durch den weiteren Verlauf be-stätigt. Mit der Einführung der Spiral-technik wurde die CT zur Methode derersten Wahl für die Diagnostik derLungenembolie.Voraussetzung für einegenaue CT-Diagnostik ist eine geringeSchichtdicke und ein niedriges Rekon-struktionsintervall von maximal 3 mm.

Der Radiologe 12·98 | 1047

Tabelle 2

Indikationen und Ergebnisse aus über 300 elektronenstrahl-tomographischen Untersuchungen herzchirurgischer Patienten

Indikation Anzahl Patienten Ergebnis

● ACVB-Kontrolle 92 Sensitivität 100%Spezifität 95%

● präoperative 21 operative BestätigungAortendarstellung

● Kontrolle nach 59 klinische BestätigungAortenoperation

● Koronarscreening nach 50 s. Abb. 8Herztransplantation

● Kardiale Tumoren 24 9 Myxome, 5 Thromben,3 maligne Tumoren

● Aortensklerose 8 7 operativ bestätigt● Lungenarterienembolie 10 4 Embolien● Assistsystem 4 keine Leckage● sonstige 32

artefakte auftreten, kann eine größereörtliche Genauigkeit als mit der Spiral-CT erreicht werden. Für die Untersu-chung aortaler Verkalkungen bietet sichein erweitertes natives score-Programm(Tabelle 1) an, das die gesamte thoraka-le Aorta abbildet (Abb. 1).

Bei acht Patienten wurde die EBCTder Aorta wegen im lateralen Röntgen-bild entdeckten Verkalkungen der Aor-ta aszendens durchgeführt. In einem Fallwurde wegen der ausgeprägten Verkal-kungen vom geplanten Aortenklappen-ersatz abgesehen, die sieben anderenFällen wurden operativ bestätigt undkonnten auch aufgrund der präoperativbekannten Problematik dann mit beson-deren Operationstechniken erfolgreichmyokardial revaskularisiert werden.

Präoperative Diagnostikder Aortendissektion

Von Nienaber et al. [2] wurden die trans-ösophageale Echokardiographie und dieKernspintomographie als überlegen fürdie Diagnostik einer Aortendissektionbeschrieben. Von Nienaber et al. wurdejedoch nur in einem Teil der Fälle dieSpiral-Technik angewendet. Bei der Spi-ral-CT-Technik werden jedoch bei 15%Doppelkonturen der Aortenwurzel ab-gebildet [3], die eine Typ A-Dissektionvortäuschen, aber als Artefakt auch einelokale Typ-A-Dissektion verdecken kön-nen. Dieser Artefakt kann zwar durchbesondere Rekonstruktionsverfahren re-duziert, aber nicht eliminiert werden.

Mit dem 3D-CVS Programm kann dasganze pulmonalarterielle Stromgebietbis in die Segmentarterien mit dünnenSchichten dargestellt werden. In gleicherSitzung kann mit dem EBT nach kar-dialen Emboliequellen gefahndet wer-den. Dabei ist zu berücksichtigen, daßsich das peripher-venös injizierte Kon-trastmittel im rechten Vorhof mit un-kontrastiertem Blut aus der V. cava infe-rior mischt, so daß ein Füllungsdefektvorgetäuscht werden kann. Wenn nacheinigen Sekunden Wartezeit ein zwei-ter Scan durch den rechten Vorhof an-gefertigt wird („back-to-back“-Proto-koll), so ist eine ausreichende Durch-mischung des Kontrastmittels erfolgt,so daß Thromben nachgewiesen oderausgeschlossen werden können. In derDiagnostik herzchirurgischer Patien-ten spielt diese Methode vor allem beigeplanter pulmonalarterieller Thromb-endatherektomie eine wichtige Rolle.Beidiesen Patienten geht es vor allem dar-

Raumforderungen wurden frühzeitig er-kannt [4, 5]. Mit der EBT können auchkleine Raumforderungen genau darge-stellt werden, da eine durch Bewegungenverursachte Unschärfe der Abbildungvermieden wird (Abb.2).Die Differential-diagnose intrakardialer Raumforderun-gen umfaßt in erster Linie Myxome,Thomben, Metastasen, Myome, Lipomeund Endokarditiden und läßt sich an-hand der Lokalisation, Verkalkungsmu-ster, Beweglichkeit, Größe, Konfigura-tion, Anheftung an das Herz, Röntgen-dichte und Kontrastmittelanreicherungweiter einengen. Verkalkungen in intra-kardialen Raumforderungen sind amhäufigsten bei Myxomen und Throm-ben.Myxome sind häufig mit einem Stielan dem Vorhofseptum angeheftet. Einebreitbasige Infiltration des Tumors so-wie eine Infiltration in die Lunge undder Nachweis pathologisch vergrößertermediastinaler Lymphknoten weisen aufeinen malignen Tumor hin. Unklar istbisher, welche Bedeutung das Kontrast-mittelenhancement für die Differential-diagnose kardialer Raumforderungenhat. Die EBT vermag das Verkalkungs-muster kardialer Raumforderungen ge-nauer darzustellen als jede andere Un-tersuchungsmethode.Die MRT hat dem-gegenüber den Vorteil, die Lagebezie-hungen intrakardialer Raumforderun-gen in mehreren Ebenen darzustellen.

Durchblutungskontrolleaortokoronarer Bypassgefäße

Insgesamt führten wir bei 92 Patienteneine postoperative Kontrolle der By-passdurchblutung durch, bei 60 davon12–36 Monate nach der Operation undbei 32 innerhalb des ersten postoperati-ven Jahres. Die Beurteilung von 42 By-passgefäßen konnte mit den Ergebnis-sen der Herzkatheterdiagnostik vergli-chen werden. Das Ergebnis der EBCTstimmte mit einer Sensitivität von 100%und einer Spezifität von über 95% mitden Ergebnissen der invasiven Diagno-stik überein. Von den insgesamt 162 By-passgefäßen der 60 später untersuchtenPatienten waren 124 Gefäße 12–36 Mo-nate postoperativ durchgängig.

Der langfristige Erfolg einer Myo-kardrevaskularisation hängt vor allemvom Auftreten erneuter Gefäßverschlüs-se ab. Gegenüber perkutanen Verfahrender Katheterrevaskularisation ist dievergleichsweise niedrige Verschlußrate

um, das Alter und Volumen der Throm-benlast einzuschätzen, damit die In-dikation zur Operation gestellt werdenkann. Die Darstellung der pulmonalar-teriellen Gefäßbahn selbst kann durchProbeinjektion und Messung des maxi-malen Dichteanstiegs in der Pulmona-liswurzel optimiert und durch dreidi-mensionale Rekonstruktion als EBCT-Angiographie ergänzt werden.

Kardiale Raumforderungen

Bei 24 Patienten bestand die Indikationzur EBCT in einer kardialen Raumfor-derung. 20 Tumoren konnten operativgesichert werden, darunter 9 Myxome,5 Thromben und 3 maligne Tumoren. Inzwei Fällen wurden intrakardiale Ver-kalkungen gefunden, die keine Kriteri-en einer Neoplasie zeigten und keineroperativen Behandlung bedurften.

Die Möglichkeiten der Computerto-mographie für die Diagnostik kardialer

| Der Radiologe 12·98

Elektronenstrahltomographie

1048

Abb. 1 b 80jährige Patientinmit schwerer Aortenstenose.3D-Volumenrekonstruktion zurVisualisierung aortaler Verkal-kungen vor geplantem Aorten-klappenersatz. Die ausgedehn-ten Sklerosierungen insbeson-dere der Aorta aszendens lassenerhebliche Probleme beimAnschluß an die Herz-Lungen-Maschine und beim Klemmender Aorta erwarten, so daß derPatientin nach ausführlicherAbwägung der operativen Risi-ken von der Aortenklappener-satzoperation abgeraten wurde

Der Radiologe 12·98 | 1049

nach operativer Revaskularisierung einwesentlicher Vorteil. Die EBT vermaghämodynamisch relevante Stenosen aor-tokoronarer Venenbypassgefäße ausrei-chend genau nachweisen [6], so daß invielen Fällen eine invasive Abklärungvermieden werden kann. IMA-Bypässekönnen, im Gegensatz zu den Venenby-pässen, die auch mit der Spiral-CT aus-reichend dargestellt werden können,mit der EBT vergleichsweise sicher be-urteilt werden. Es ist allerdings festzu-stellen, daß die bisher vorliegenden Er-fahrungen noch begrenzt sind. Schonbald nach der Einführung der EBT wur-de das Verfahren zur Beurteilung derDurchblutung der Bypassgefäße einge-setzt. Im multi-slice-mode wurde nachder Injektion des Kontrastmittels dieDichte in gleicher Schichtposition wie-derholt gemessen [7]. Damit kann die

Abb. 2 m 57jährige Patientin. EBCT-Studie einer über 60 mm großen linksatrialen Raumforderung(→), die pulssynchron in den linken Ventrikel prolabiert und die Mitralklappenfunktion deutlich be-einträchtigt. Intratumorale Verkalkungen fehlen, stielartige Anheftung an das Vorhofseptum, auchgegenüber dem Myokard und der Brustwandmuskulatur nur geringe Kontrastmittelaufnahme desTumors. Die EBCT-Morphologie entspricht dem operativ gesicherten Vorhofmyxom. AngedeutetePectus-excavatum-Variante

43

Abb. 3 m 70jähriger männlicher Patient nach vollständiger operativer Myokardrevaskularisation im Rahmen einer Notfallintervention. Die drei aortokoronaren Venenbypassgefäße zum LAD (→),

zum R. diagonalis 1 (▼) und zum Ramus circumflexus (→ →) sind im gesamten Verlauf vollständigkontrastiert. Eine Stenose kann weitgehend ausgeschlossen werden

Abb. 4 m Darstellung aortokoronarer Bypassgefäße (→) mit dem 3D-CVS-Protokoll. Obwohl sich einesehr gute Kontrastierung der aortokoronaren Venenbypassgefäße auch in der Oberflächenrekon-

struktion darstellt, wird der Ausschluß einer Bypassstenose in der 3D-Rekonstruktion durch die ky-mogrammartigen Artefakte beeinträchtigt. Diese Artefakte sind das Resultat der fehlenden EKG-

Triggerung, so daß periodisch unterschiedliche Herzphasen mit den 100 ms Scans abgebildet werden

Durchblutung der Bypässe abgeschätztwerden. Mit EKG-getriggerten Aufnah-men können die Bypassgefäße in ihremganzen Verlauf abgebildet werden, sodaß auch subtotale Stenosen erfaßtwerden [8]. Mit diesem Verfahren kön-nen dreidimensionale Rekonstruktio-nen angefertigt werden (Abb. 3). DieDurchblutung der Bypassgefäße kannallerdings schon anhand der primärenSchichtbilder zutreffend beurteilt wer-den. Dieses Vorgehen kann auch ohneEKG-Triggerung („3D-CVS“-Programm,Tabelle 1, Abb. 4) angewandt werden.Dabei wird wegen der kürzeren Scan-dauer eine höhere Konzentration desKontrastmittels über die gesamte Scan-dauer aufrechterhalten. Dreidimensio-nale Rekonstruktionen zeigen bei die-sem Protokoll allerdings wegen der feh-lenden Synchronisation mit dem EKGkymogrammartige Artefakte der Herz-und Gefäßkonturen.

Messung der Myokardperfusionnach operativer Revaskularisierung

Zur Beurteilung des Revaskularisie-rungserfolges bietet sich auch die Mes-sung der Myokardperfusion an, die ex-perimentell gut validiert wurde [9], sichjedoch klinisch bislang nicht durchset-zen konnte [10]. Diese Berechnungen fol-gen einer Ableitung aus der klassischen

tung hat den Vorteil, daß die Koronar-topographie die Genauigkeit der Aus-wertung nicht beeinflußt. Nach ersteneigenen Messungen an 12 Patienten be-steht in erfolgreich revaskularisiertenMyokardarealen ebenso wie in revas-kularisierten ehemaligen Infarktgebie-ten in Ruhe eine physiologische Perfu-sion [12]. Weitere Arbeiten werden dieBestimmung der Koronarreserve bei Be-lastungsuntersuchungen betreffen.

Postoperative Kontrollenach aortenchirurgischen Eingriffen

Die wichtigsten Komplikationen aorten-chirurgischer Eingriffe sind thorakaleBlutungen durch Anastomoseninsuffi-zienz, Organischämie, Myokardisch-ämie bei Reinsertion der Koronararte-rien und Infektionen. Mit der EBT kanndie Durchblutung reinserierter Koronar-gefäße bestimmt werden (3D-Coro- oder3D-CVS-Protokoll, Abb. 6). Durch dieartefaktarme Abbildung des Mediasti-nums können mediastinale Einblutun-gen genau festgestellt werden. Bei Pati-enten, die wegen einer Aortendissektionoperiert wurden, kann festgestellt wer-den, ob residuelle Dissektionsmembra-nen vorliegen und ob dadurch die Vis-zeralorgane gefährdet werden.

Untersuchungendes herztransplantierten Patienten

Gerade für die postoperative Untersu-chung nach Herztransplantation besitztdie EBT wichtige Vorteile. Die atrialeAnastomose nach Herztransplantationkann mitunter als Raumforderung im-ponieren. Andererseits kann sie auchAusgangspunkt für intraatriale Throm-ben sein, die mit der EBCT gut darstell-bar sind.Außerdem treten unter der Im-munsuppression gehäuft maligne Tu-moren, auch im Thorax auf. Aus diesemGrund müssen die Patienten im Rahmender Nachsorge sorgfältig überwacht wer-den (Abb. 7). Das Langzeitüberlebenherztransplantierter Patienten wird vorallem durch die Transplantatvaskulopa-thie begrenzt, die im Verlauf zu einemischämisch bedingten Verlust der Funk-tion des Spenderorgans führt. Das Auf-treten der Transplantatvaskulopathieläßt sich meist mit dem Ausmaß koro-nararterieller Verkalkungen korrelieren[13], obwohl gerade bei herztransplan-tierten Patienten verkalkende Koronar-

| Der Radiologe 12·98

Elektronenstrahltomographie

1050

Abb. 5 m Farbkodierte Perfusionskartographie eines operativ revaskularisierten Herzens in einer derkurzen Herzachse angenäherten Schichtorientierung mit physiologischem Perfusionsmuster. DieFarbskala kodiert den maximalen Dichteanstieg nach Kontrastmittelbolusinjektion für den einzel-nen Bildpunkt in Hounsfield-Einheiten. Da die absolute Myokardperfusion (in ml/min · 100 g Myo-kard) proportional zum maximalen Dichteanstieg ist, und alle anderen Einflußgrößen für eine be-stimmte Schicht konstant sind, kann aus dieser Darstellung die Perfusionsverteilung im Myokard direkt abgelesen werden. Die absolute Myokardperfusion selbst hingegen kann nicht unmittelbarabgelesen werden, da zur Berechnung dieser Größe die genaue Kinetik der arteriellen Eingangsfunk-tion bekannt sein muß

Indikator-Verdünnungstheorie und sindspeziell für die EBCT auch in vitro vali-diert worden. Dabei wird die Zeit-Dich-te-Kurve im Myokard und dem arteriel-len Zustrom (Aortenwurzel) einer gam-ma-variaten Kurve [11] angepaßt, derenKurvenparameter dann eine Schätzungder Gewebsdurchblutung gestatten.Nachden experimentellen Ergebnissen vonRumberger et al. gelingt eine recht ge-naue absolute Quantifizierung der Myo-kardperfusion, wenn das Verhältnis desmaximalen Dichteanstiegs im unter-suchten Myokard zur Fläche unter derarteriellen Eingangsfunktion berechnetwird. Eine wichtige Limitation solcherBerechnungen liegt in den strengen An-forderungen an den Boluscharakter derKontrastmittelgabe, die eine möglichstzentrale Injektion geringer Kontrastvo-lumina fordert. Neben einer numeri-schen Berechnung der Myokardperfu-sion in benutzerdefinierten koronarar-teriellen Versorgungsterritorien anhandder beschriebenen Zeit-Dichte-Kurven-Algorithmen können die Perfusions-messungen auch ohne die a priori-An-nahme bestimmter koronararteriellerTerritorien anhand farbkodierter Per-fusionskartographien (Abb. 5) ausge-wertet werden. Die Perfusionskartogra-phien geben dabei die räumliche Ver-teilung der Dichtezunahme nach Kon-trastmittelgabe wieder. Diese Auswer-

Der Radiologe 12·98 | 1051

läsionen viel seltener sein sollen alsbei der koronaren Herzkrankheit nicht-transplantierter Patienten [14]. Nach un-seren bisherigen Erfahrungen bei nun-mehr über 50 Empfängern eines Herz-transplantates besteht jedenfalls eindeutlich erkennbarer Zusammenhangzwischen dem Koronar-Score im EBT(Score-Protokoll, Tabelle 1) [15] und ko-ronararteriellen Veränderungen im Sin-ne einer Transplantatvaskulopathie [16].Insbesondere besteht eine Korrelationzwischen dem Ausmaß der koronarar-teriellen Intimaproliferation und derVerkalkungsschwere (Abb. 8).

Untersuchungen nach Operationkongenitaler Vitien

Nach Korrektur kongenitaler Vitien istdie EBT-Untersuchung nur in Einzelfäl-len indiziert, da die Echokardiographiemeist ausreicht. Bei fortschreitendemVerfall der hämodynamischen Situationbietet sich vor Transplantation die EBCTzur genauen Einschätzung der anatomi-schen Verhältnisse an. Gerade bei kom-plexen Situationen nach mehrfachenKorrekturoperationen kann die EBCTwichtige Details der Gefäßanschlußver-hältnisse aufzeigen (Abb. 9).

Diagnostik und Veränderungendes Perikards

Perikardiale Tumoren, Ergußbildungenund entzündliche Prozesse werden zu-meist durch die Echokardiographie aus-reichend geklärt. Bei der Pericarditisconstrictiva calcarea können mit derEBT die perikardialen Verkalkungen be-sonders genau dargestellt werden undfür die Planung einer Operation heran-gezogen werden. Die Kenntnis der Aus-dehnung und Lokalisation der perikar-

Abb. 6 m Bei diesem 46jährigen Patienten mit Marfan-Syndrom und Z.n. Typ A Aortendissektion zeigtdie 3D-Rekonstruktion der EBCT nach Ersatz der Aorta aszendens noch eine deutliche aneurysmati-sche Erweiterung des Aortenbogens und der Aorta deszendens. Im Bereich der Aorta deszendensläßt sich selbst in der Oberflächenrekonstruktion noch der Verlauf der residuellen Aortendissektionerkennen (→). An der dorsalen Aortenwurzel wird auch der Anschluß der Koronararterien über einKunststoffinterponat (Koronarreinsertion n. Cabrol, ▼▼) vollständig kontrastiert. Außerdem bildetdas 3D-CVS-Protokoll den vollständig kontrastierten aortokoronaren Brustwandarterienbypass zumRIVA (→ →) und den Venenbypass zur rechten Koronararterie (▼) ab

ba

Abb. 7 . Bei diesem vierzigjährigen herztransplantierten Patienten fiel 18 Monate postoperativ eineMediastinalverbreiterung auf, die durch EBCT weiter abgeklärt wurde. Echokardiographisch und inder i.a. DSA war ein ausgedehnter mediastinaler Tumor entdeckt worden. (a) In dieser Aufnahmenach dem 3D-CVS-Protokoll imponiert neben der Aorta aszendens ein zweites kontrastmittelgefüll-tes Lumen mit erheblichem umgebenden Thrombussaum, der die V. cava superior komprimiert. Dervenöse Abfluß wird über Azygos-Kollateralen (→) in die V. cava innferior umgeleitet. (b) Die koronare2D-Rekonstruktion dokumentiert die Beziehung des Kontrastmittelextravasates zur Aorta aszen-dens und die erhebliche raumfordernde Wirkung des begleitenden Thrombusmaterials. Die Diagno-se eines Pseudoaneurysmas im Bereich der aortalen Anastomose wurde operativ bestätigt und kom-plikationslos korrigiert. Dabei konnte auch die thombosierte V. cava sup. rekanalisiert werden

dialen Verkalkungen erleichtert die Wahleines geeigneten operativen Zugangs-weges.

Diagnostik bei mechanischerKreislaufunterstützung

Bei der hohen Inzidenz der terminalenHerzinsuffizienz in den westlichen Indu-strieländern und der bekannten Knapp-heit an Spenderorganen bietet die me-chanische Unterstützung der Herzfunk-tion durch Kreislaufunterstützungssy-steme für einige Patienten die einzigeMöglichkeit der effektiven Lebensver-längerung. In der Bundesrepublik wur-den 1995 bereits über 300 solche Syste-me implantiert. Das Langzeitüberlebenwird u.a. durch mediastinale Blutungenund Infektionen sowie durch thromb-embolische Komplikationen begrenzt.Sowohl Undichtigkeiten des Systemsals auch Thrombusbildungen im Sy-stem lassen sich durch die EBT nach-weisen. Der Vorteil gegenüber der kon-ventionellen CT besteht in der weitge-hend artefaktfreien Darstellung der mo-bilen Systemkomponenten. Vor allemdie Darstellung von Thromben gelingtmit anderen Methoden kaum. Als Un-tersuchungstechnik wenden wir in er-ster Linie das 3D-CVS- und das Cine-Protokoll an.

Angesichts der hohen Kosten, diemit den Herzkatheteruntersuchungenverbunden sind, besteht großes Interes-se an einer nicht-invasiven, kostengün-stigen Methode, die eine ähnlich hohediagnostische Aussagekraft besitzt. Bis-her ist unklar, welchen Stellenwert dieEBT dabei einnehmen könnte.

Das technische Konzept der Elek-tronenstrahltomographie zielt speziellauf die Untersuchung des Herzens undder großen thorakalen Gefäße. Durchdie kurzen Scanzeiten der EBT werdenBewegungsartefakte vermieden. Die kur-zen Scanzeiten der EBT erlauben imCVS-Modus eine gegenüber der Spiral-CT verkürzte Gesamtscandauer und ver-atmungsartefaktfreie Aufnahmen beiPatienten mit eingeschränkter Koope-rationsfähigkeit. Die EBCT erlaubt einegenauere Beurteilung der Herzbinnen-räume, der Myokarddicke und ihrer Dy-namik [19] als die Spiral-CT. Die Echo-kardiographie besitzt gegenüber der EBTden Vorteil, daß keine ionisierendenStrahlen angewandt werden und nichtjodhaltige Kontrastmittel benötigt wer-den. Die Messung der Myokardperfu-sion ist prinzipiell mit der EBT mög-lich. Umfangreiche klinische Erfah-rungen liegen aber bislang nicht vor.Gegenüber nuklearmedizinischen Ver-fahren erweisen sich hier die geringeVerbreitung der Geräte, die notwendigeBolusinjektion der Kontrastmittel unddas Fehlen eines Metabolismus-Indika-tors als Limitationen.

Damit kristallisieren sich die prä-und postoperative morphologische Dia-

Diskussion

In den Jahren von 1978 bis 1995 hat sichdie Zahl herzchirurgischer Eingriffe inDeutschland auf über 78000/Jahr fastverzehntfacht [17]. Entsprechend ha-ben die Herzkatheteruntersuchungenvon 1984–1996 um den Faktor acht aufüber 450000 und die Zahl der Kathe-terinterventionen um den Faktor 40 aufüber 125000 im Jahre 1996 zugenom-men [18].

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Elektronenstrahltomographie

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Abb. 9 m EBCT-Scan eines 23jährigen Patienten mit Transposition der großen Arterien nach Mustard-Korrektur. Neben der erheblichen Vergrößerung des rechten Ventrikels mit kräftiger Myokardhyper-trophie wird in dieser Aufnahme auch der Mustard-Shunt (→) von systemisch-venösem Blutrückflußzum linken Ventrikel dokumentiert. Die Untersuchung wurde zur präoperativen Planung einer Herz-

Lungen-Transplantation bei langjähriger pulmonalarterieller Hypertonie durchgeführt

Abb. 8 m Zusammenhang zwischen dem Ausmaß koronararterieller Verkalkungen (Agatston-Score)und der Schwere der Transplantatvaskulopathie in der intrakoronaren Ultraschallmorphologie (Gra-dierung der Intimaproliferation anhand der Stanford-Klassifikation, Grad 0–4) bei 50 herztransplan-tierten Patienten. Der Stanford-Grad 4 wird auch als akzelerierte Transplantatvaskulopathie bezeich-net und zeigt gegenüber Grad 0–2 signifikant schwerere Koronarverkalkungen (ANOVA, p<0,01)

gnostik von Erkrankungen des Herzensund der großen Gefäße als besonderserfolgversprechende Indikationen derEBCT heraus. Bei der präoperativen Ein-schätzung aortaler Verkalkungen, derprä- und postoperativen Beurteilung derAortendissektion und aortaler Wand-hämatome, der Abgrenzung kardialerRaumforderungen, der Kontrolle aorten-chirurgischer Eingriffe, operativer Re-vakularisierungsmaßnahmen und tho-rakaler Organersatzoperationen hat dieEBT schon jetzt erkennbare Vorteile.

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