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Koronare Computertomographie bei Device-Trägern

Sinnvolle Diagnostik oder nur Artefakt?

Coronary computed tomography and cardiac devices

Diagnostic results or nothing but artifacts?

Zusammenfassung

Die kardiale Computertomographie (CT) stellt heutzutage eine wichtige Säule in der kardiologischen Diagnostik dar, insbesondere zur Koronardiagnostik und präinterventionellen Planung bei strukturellen Herzerkrankungen. Trotz möglicher Auswirkungen von intensiver elektromagnetischer (Röntgen‑)Strahlung bei direkter Einwirkung auf implantierte kardiale Devices ist sie eine sichere und sinnvolle Untersuchung und sollte bei entsprechender Indikation nicht verwehrt werden. Zur Beurteilung ist die Bildqualität von entscheidender Bedeutung. Hierbei ist insbesondere auf eine niedrige Herzfrequenz (< 60/min) und auf die Einhaltung der Atemkommandos zu achten. Zusätzlich können bei Device-Trägern Artefakte durch einliegende Sonden von Schrittmachern oder implantierbaren Kardioverter-Defibrillatoren (ICD) auftreten, insbesondere an den Sondenspitzen. Das röntgendichte Material kann „beam hardening“ und „streak artifacts“ verursachen, welche die Bildqualität beeinträchtigen und die diagnostische Aussagekraft einschränken können. Das Sondenmaterial und die Sondenlage relativ zum Strahlengang sind relevant für das Auftreten der Metallartefakte. Diese treten besonders häufig bei unipolaren Sonden sowie Shock-Coils auf, und Beeinträchtigungen im Rahmen der Koronardiagnostik betreffen meist die Beurteilbarkeit der rechten Koronararterie (RCA). Artefakte durch linksventrikuläre (LV) Sonden bei Systemen zur kardialen Resynchronisationstherapie (CRT) beeinträchtigen vornehmlich die Beurteilung des Ramus circumflexus („left circumflex“, LCX). Durch den Einsatz von Dual-Energy-Scannern sowie Methoden des Post-Processings kann der Einfluss von Artefakten reduziert und häufig eine ausreichende diagnostische Bildqualität erreicht werden. Eine Vorhersage über das Auftreten von Artefakten oder die diagnostische Wertigkeit kann vorweg jedoch nicht hinreichend getroffen werden.

Abstract

Coronary computed tomography (CT) angiography has become a major cornerstone in the diagnostic workup of cardiologic patients, particularly for evaluation of the coronary arteries and preprocedural planning of interventions for structural heart disease. Despite the possible problems that intensive electromagnetic radiation (including X‑rays) might cause when directly impacting on implanted cardiac devices, cardiac CT is a safe diagnostic test and should not be withheld from patients with devices if properly indicated. Sufficient image quality is paramount for the evaluation; hence, special attention should be paid to a low heart rate (< 60 bpm) and sufficient compliance with breathing instructions. Furthermore, pacemaker or implantable cardioverter–defibrillator (ICD) leads may cause metal artifacts, especially around the lead tip. Their dense material causes beam hardening and streak artifacts which may result in reduced image quality and limited diagnostic assessability. The prevalence of such artifacts depends not only on lead material but also on lead positioning relative to the gantry plane. Metal artifacts are more frequent in patients with unipolar leads and shock coils, which can impair the assessment of coronary arteries, mainly of the right coronary artery (RCA). Artifacts caused by left ventricular (LV) leads of cardiac resynchronization therapy (CRT) systems tend to affect assessment of the left circumflex artery (LCX). By using dual energy CT and postprocessing algorithms, the impact of artifacts can be reduced and diagnostic image quality can be achieved in most cases. Unfortunately, the actual occurrence of such artifacts or the degree of impairment of image quality cannot be reliably predicted.

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Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3
Abb. 4
Abb. 5
Abb. 6
Abb. 7
Abb. 8

Abbreviations

CRT:

Kardiale Resynchronisationstherapie („cardiac resynchronization therapy“)

CT:

Computertomographie

DECT:

Dual-Energy-CT

DSCT:

Dual-Source-CT

FDA:

Food and Drug Association (USA)

ICD:

Implantierbarer Kardioverter-Defibrillator

keV:

Kilo-Elektronen-Volt

LAD:

Ramus interventricularis anterior, RIVA („left anterior decending“)

LCX:

Ramus circumflexus, RCX („Left circumflex“)

LV:

Linker Ventrikel

MAR:

Metallartefakt-Reduktion

PVI:

Pulmonalvenenisolation

RA:

Rechter Vorhof („right atrium“)

RCA:

Rechte Koronararterie („right coronary artery“)

RV:

Rechter Ventrikel

TAVI:

Transkatheter-Aortenklappen-Implantation

VMI:

„Virtual monoenergetic images“

Literatur

  1. Boas F, Fleischmann D (2012) CT artifacts: causes and reduction techniques. Imaging Med 4:229–240. https://doi.org/10.2217/iim.12.13

    Article  Google Scholar 

  2. Bongiorni MG, Proclemer A, Dobreanu D et al (2013) Preferred tools and techniques for implantation of cardiac electronic devices in Europe: results of the European Heart Rhythm Association survey. EP Europace 15:1664–1668

    Article  Google Scholar 

  3. Brouillard É, Chamula M, Lavoie C et al Radiation therapy-induced dysfunction in cardiovascular Implantable electronic devices 9(4)266–273. https://doi.org/10.1016/j.prro.2019.03.003

    Google Scholar 

  4. Dewey M, Vavere AL, Arbab-Zadeh A et al (2010) Patient characteristics as predictors of image quality and diagnostic accuracy of MDCT compared with conventional coronary angiography for detecting coronary artery stenoses: CORE-64 Multicenter International Trial. AJR Am J Roentgenol 194:93–102

    Article  Google Scholar 

  5. Difilippo FP, Brunken RC (2005) Do implanted pacemaker leads and ICD leads cause metal-related artifact in cardiac PET/CT? J Nucl Med 46(3):436–443.

    PubMed  Google Scholar 

  6. Elagha AA, Weissman G (2016) Pacemaker malfunction attributed to multidetector cardiac computed tomography. Circulation 133(3):342–343. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.115.01941

    Article  PubMed  Google Scholar 

  7. Ghafarian P, Aghamiri SM, Ay MR, Rahmim A, Schindler TH, Ratib O, Zaidi H (2011) Is metal artefact reduction mandatory in cardiac PET/CT imaging in the presence of pacemaker and implantable cardioverter defibrillator leads? Eur J Nucl Med Mol Imaging 38(2):252–262. https://doi.org/10.1007/s00259-010-1635-6

    Article  PubMed  Google Scholar 

  8. Herzstiftung D (2021) Deutscher Herzbericht 2020. 32. Sektorenübergreifende Versorgungsanalyse zur Kardiologie, Herzchirurgie und Kinderherzmedizin in Deutschland

    Google Scholar 

  9. Hussein AA, Abutaleb A, Jeudy J et al (2014) Safety of computed tomography in patients with cardiac rhythm management devices: assessment of the U.S. Food and Drug Administration advisory in clinical practice. J Am Coll Cardiol 63(17):1769–1775. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2013.12.040

    Article  PubMed  Google Scholar 

  10. Kalisz K, Buethe J, Saboo SS et al (2016) Artifacts at cardiac CT: physics and solutions. Radiographics 36(7):2064–2083. https://doi.org/10.1148/rg.2016160079

    Article  PubMed  Google Scholar 

  11. Knuuti J, Wijns W, Saraste A, Capodanno D, Barbato E, Funck-Brentano C, Prescott E, Storey RF, Deaton C, Cuisset T, Agewall S, Dickstein K, Edvardsen T, Escaned J, Gersh BJ, Svitil P, Gilard M, Hasdai D, Hatala R, Mahfoud F, Masip J, Muneretto C, Valgimigli M, Achenbach S, Bax JJ (2020) ESC Scientific Document Group. 2019 ESC Guidelines for the diagnosis and management of chronic coronary syndromes. Eur Heart J 41(3):407–477. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehz425. Erratum in: Eur Heart J. 2020 Nov 21;41(44):4242

  12. Lossau Née Elss T, Nickisch H, Wissel T et al (2020) Learning metal artifact reduction in cardiac CT images with moving pacemakers. Med Image Anal 61:101655. https://doi.org/10.1016/j.media.2020.101655

    Article  PubMed  Google Scholar 

  13. Lossau T, Nickisch H, Wissel T et al (2019) Dynamic pacemaker artifact removal (DyPAR) from CT data using CNNs. In: Cardoso MJ, Aasa F, Ben G, Ender K, Ipek O, Gozde U, Tom V (Hrsg) Proceedings of the 2nd international conference on medical imaging with deep learning. PMLR, proceedings of machine learning research, S 347–357

    Google Scholar 

  14. Mak GS, Truong QA (2012) Cardiac CT: imaging of and through cardiac devices. Curr Cardiovasc Imaging Rep 5(5):328–336. https://doi.org/10.1007/s12410-012-9150-8

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  15. Makkar A, Prisciandaro J, Agarwal S, Lusk M, Horwood L, Moran J, Fox C, Hayman JA, Ghanbari H, Roberts B, Belardi D, Latchamsetty R, Crawford T, Good E, Jongnarangsin K, Bogun F, Chugh A, Oral H, Morady F, Pelosi F Jr. (2012) Effect of radiation therapy on permanent pacemaker and implantable cardioverter-defibrillator function. Heart Rhythm 9(12):1964–1968. https://doi.org/10.1016/j.hrthm.2012.08.018

    Article  PubMed  Google Scholar 

  16. Mlynarski R, Sosnowski M, Mlynarska A, Tendera M. (2012) Computed tomography in patients with cardiac pacemakers: difficulties and solutions. Heart Vessels 27(3):300–306. https://doi.org/10.1007/s00380-011-0140-6

    Article  PubMed  Google Scholar 

  17. Pennig LO, Zopfs D, Gertz R et al (2021) Reduction of CT artifacts from cardiac implantable electronic devices using a combination of virtual monoenergetic images and post-processing algorithms. Eur Radiol 31(9):7151–7161. https://doi.org/10.1007/s00330-021-07746-8

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  18. Porres JM, Cerezuela JL, Luque O, Marco P. ( 2009) Computed Tomography Scan and ICD Interaction. Case Rep Med. https://doi.org/10.1155/2009/189429

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  19. Reinartz SD, Gohmann RF, Hardt F et al (2019) Leadless cardiac pacemaker (LCP) without diagnostic relevant artifacts in dualsource and dualenergy-CT examinations in first- to third-generation DSCT scanner. Acad Radiol 1071–1076. https://doi.org/10.1016/j.acra.2018.10.003

    Article  PubMed  Google Scholar 

  20. Reinartz SD, Kuhl CK, Fehrenbacher K et al (2018) Magic angle in cardiac CT: eliminating clinically relevant metal artifacts in pacemaker leads with a lead-tip/gantry angle of ≤70. Acad Radiol 25(7):898–903. https://doi.org/10.1016/j.acra.2017.12.003

    Article  PubMed  Google Scholar 

  21. Sosnowski M, Mlynarski R, Wlodyka A, Brzoska J, Kargul W, Tendera M. (2010) The presence of endocardial leads may limit applicability of coronary CT angiography. Scand Cardiovasc J 44(1):31–36. https://doi.org/10.3109/14017430903114453

    Article  PubMed  Google Scholar 

  22. Symons R, Zimmerman SL, Bluemke DA (2019) CMR and CT of the patient with cardiac devices: safety, efficacy, and optimization strategies. JACC Cardiovasc Imaging 12(5):890–903. https://doi.org/10.1016/j.jcmg.2018.09.030

    Article  PubMed  Google Scholar 

  23. Tatsugami F, Higaki T, Sakane H et al (2016) Coronary CT angiography in patients with implanted cardiac devices: initial experience with the metal artefact reduction technique. Br J Radiol 89(1067):20160493. https://doi.org/10.1259/bjr.20160493

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

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Smolka, S., Achenbach, S. Koronare Computertomographie bei Device-Trägern. Herzschr Elektrophys (2022). https://doi.org/10.1007/s00399-022-00876-6

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Schlüsselwörter

  • Herzerkrankungen
  • Koronardiagnostik
  • Schrittmacher
  • Implantierbarer Kardioverter-Defibrillator
  • Bildqualität

Keywords

  • Coronary diseases
  • Cardiac diagnostics
  • Pacemaker
  • Implantable cardioverter–defibrillator
  • Imaging quality