1.  Einleitung

KardiovaskuläreErkrankungen,insbesondere die koronare Herzkrankheit (KHK), sind seit Jahren unverändert die häufigste Ursache von Gesundheits­be­schrän­kungen, Kran­ken­hausaufenthalt und Tod in den industralisierten Ländern (Hill 1998; Windecker et. al. 1999). Therapeutische Optionen bestehen für Patienten mit KHK ins­­besondere durch die in Deutschland flächendeckend zur Verfügung ste­henden re­vas­kularisierenden Verfahren der koronaren Bypass-Chirurgie (coronary artery bypass graft, CABG) sowie durch die interventionelle, katheter­basierte Kardiologie. Letztere kommt hierbei im Ver­hältnis 1,4 : 1 in Europa und den USA häufiger zum Einsatz (Meyer et. al. 1996; Windecker et al. 1999).

Für Therapieentscheidungen und zur Einschätzung der Individualprognose ist die ver­­läß­liche Beurteilung des Koronar­arterienstatus sowie der myokardialen Funk­ti­onalität und Vitalität Voraussetzung. Für die Abklärung der beiden letzt­ge­nannten Punkte werden heutzutage nuklear­medizinische und echokardio­gra­phische Techniken in der klinischen Diagnostik eingesetzt. Die Herzkatheter­unter­suchung ist die Methode der Wahl zur morphologischen Beurteilung der Koronararterien, die in einem ständig steigenden Maß kombiniert mit inter­ventionell-therapeutischen Maßnahmen, wie z.B. der Ballon­angioplastie und der Stent­implantation verwandt wird. Die selektive Herzkatheter­untersuchung ist seit ihrer Einführung 1959 ein inzwischen ausgesprochen standardisiertes Verfahren und zeigt primär morphologische Veränderungen einer stenosierenden KHK sowie funktionelle Parameter der Beweglich­keit des Myokards, der Kontrast­mit­tel­verteilung wie auch von gemessenen hämodynamischen Druck­werten (Sones et. al. 1959). Die Angiographie der Herzkranzgefäße ist allerdings auf die intra­luminale Morphologie beschränkt, eine Darstellung der Gefäßwand selbst gelingt hier­­bei nicht. Trotz einer fortschreitenden Verfeinerung der Kathetertechniken und einer zu­neh­menden Verträglichkeit der Röntgenkontrastmittel handelt es sich um eine invasive dia­gno­stische Methode mit den damit verbundenen Risiken und Komplikationen.

Seit Jahren wird deshalb intensiv nach nicht-invasiven und somit risikoarmen schicht­­bild­gebenden diagnostischen Verfahren gesucht, welche die bisherige kardiale Bildgebung zumindest in Teilbereichen ersetzen oder ergänzen können. Aus dem brei­ten Spektrum der heute zur Verfügung stehenden Modalitäten bieten sich die Magnet­­resonanz­­tomographie (MRT), die Mehrschicht-Spiral-

[Seite 2↓]Computertomographie (MSCT) und die Elektronenstrahl-Computertomographie (Electron-Beam-Computertomography, EBCT) aufgrund ihrer technischen Mög­lich­keiten an.

Die MRT gestattet diagnostische Aussagen für die morphologische, funktionelle und metabolische Beurteilung des Herzens (Buchalter et. al. 1994; Crnac et. al. 1997; Cullen et. al. 1999; Dong et. al. 1998). Neben der bereits heute etablierten Diagnostik angeborener Herzfehler im Kindesalter erscheint der Einsatz ins­besondere bei der koronaren Herzkrankheit zur Detektion von linksventrikulären Wand­be­we­gungs­störungen und regionalen Perfusionsänderungen des Myokards erfolgversprechend (Atkinson et. al. 1990; Schaefer et. al. 1992; Stillman et. al. 1997). Bewegungsanalysen mit MR 'Tagging'-Verfahren sind in der Diagnostik ein­zig­artig, da diese nicht-invasive Methode eine zeitlich und räumlich hoch auf­ge­löste Darstellung myokardialer Kontraktions­bewegungen ermöglicht und die separate Beurteilung von subendo- und subepikardialen Myokardbewegungen zu­läßt (Axel und Dougherty 1989a, Young, 1994 #142; Zerhouni et. al. 1988). Ähnliche Bewegungsstudien waren zuvor nur nach chirurgischer Implantation von röntgen­dichten Markern durchführbar (Waldman et. al. 1985). Weitere Möglich­keiten in der Diagnostik der KHK bietet die MRT durch die Bestimmung der myo­kardialen Durchblutung mittels kontrastmittel­unterstützter Perfusions­messungen. Bereits vorliegende Forschungsergebnisse weisen nach, daß MRT Per­fusions­messungen verläßlich myokardiale Blutflußänderungen quantifizieren können (Eichenberger et. al. 1994). Ein reduzierter koronarer Blutfluß führt im all­gemeinen zu Perfusionsstörungen, die sich primär in der subendokardialen Zone des Myokards manifestieren. Über diesen diagnostischen Ansatz können auch niedrig­gradige Koronar­stenosen frühzeitig detektiert werden (Vatner 1980). Dies hat weit­reichende diagnostische und therapeutische Bedeutung, da über eine subtile Erkennung und Quantifizierung von myokardialen Perfusions- und Funktionsstörungen zuver­lässige Risikoabschätzungen, Therapie­ent­schei­dungen und Prognosebeurteilungen vor­ge­­nom­men werden könnten.

Die bestehenden therapeutischen Verfahren CABG sowie Angioplastie mit und ohne Stentimplantation benötigen prinzipiell bildgebende Daten der Herzkranz­ge­fäße. Seit 1983 wird die ultraschnelle Bildgebung der EBCT in spezialisierten Zentren für die nicht-invasive Koronarangiographie evaluiert. Derzeit anerkannte Indikationsgebiete sind neben dem Calzium-Scoring zur Abschätzung des koronaren Risikoprofils auch die angiographische Kontrolle nach CABG-Operation.

Erkenntnisse der letzten Jahre zur Pathophysiologie sowohl der Arteriosklerose wie auch der koronaren Herzkrankheit implizieren eine zunehmende Wichigkeit der Wand­strukturen der Koronararterien selbst. Intensive Forschungs­be­stre­bungen richten sich derzeit auf die MSCT, welche im klinischen Einsatz derzeit 4 Schichten parallel akquirieren kann und in unmittelbarer Zukunft mit 8, 16 und 32 simultanen Schichten ein Vielfaches dieser Leistung aufbringen wird. Gegen­über dem Einzeilen-Spiral-CT findet diese immense Steigerung der Daten­akquisitons­menge in einer verbesserten örtlichen und zeitlichen Auflösung der Unter­suchungsprotokolle Niederschlag. Retro­spektiv EKG-synchronisiert kann ein dreidimensionaler Volumendatensatz des ge­samten Herzens für unterschied­liche Phasen des Herzzyklus erhoben werden, was unter Berück­sichtigung der zeit­lichen Komponente einer vierdimensionalen Datenakquisition entspricht. Die ver­schiedenen Koronararterien weisen bekanntermaßen während der ver­schie­denen Phasen des Herzzyklus ein unterschiedliches Ausmaß an Bewegung auf, welches zusätzlich noch großen interindividuellen Schwankungen unterworfen ist. Aus diesem Grund ist es unmöglich, einen einzigen Zeitpunkt im Herzzyklus zur optimalen Darstellung aller Koronararterienabschnitte festzulegen. Die vier­di­mensionale Daten­akquisition mit der MSCT gestattet die jeweils beste, d.h. bewegungsärmste Phase für die Bildberechnung eines entsprechenden Koronar­arterien­abschnittes sekundär auszu­wählen. Aufgrund dieser Überlegungen ist zu er­warten, dass aus einem einzigen MSCT Daten­satz optimale angiographische Re­konstruktionen für alle Abschnitte der Koro­narien erstellt werden können. Die Vor­teile der MSCT werden mit einer vermehrten Strahlen­exposition des Pa­ti­enten erzielt. Anatomiegerechte Modulationen des Röhren­stroms und eine Optimierung der Untersuchungsprotokolle werden die notwendige Exposition in naher Zukunft vermindern.