Current Role of Cardiac Computed Tomography

Abstract

The introduction of recent generations of multidetector computed tomography scanners has brought about substantial improvements in spatial and especially temporal resolution which have made imaging of the heart and, under certain conditions, visualization of the coronary arteries possible. Nonenhanced scans allow visualization of cardiac and coronary artery calcification. After intravenous injection of contrast agent, it is possible to visualize cardiac chambers and to analyze the coronary artery lumen.

Morphological imaging of the heart, for example in the context of congenital heart disease, is possible by computed tomography (CT) and can, in some very selected cases, be clinically useful as an adjunct to echocardiography or magnetic resonance imaging. Functional imaging allows to analyze left and right ventricular function by CT.

CT plays a more prominent clinical role in the context of coronary artery visualization. Coronary calcifications are indicative of coronary atherosclerosis and the presence and amount of coronary artery calcium have a strong predictive value concerning future cardiovascular events, even in asymptomatic individuals. It can potentially be used for refined risk stratification. Contrast-enhanced “CT coronary angiography” has become quite reliable under certain conditions (e.g., a low heart rate). The negative predictive value to rule out coronary artery stenoses has been found to be high in several studies. Therefore, clinical utility to rule out significant coronary artery stenoses in patients who are symptomatic, but have a low to intermediate pretest likelihood of disease is assumed. Ideally, “negative” coronary angiograms would be avoided by using coronary CT angiography. Large-scale trials that would pinpoint specific patient groups to benefit from “CT coronary angiography” are currently lacking.

Zusammenfassung

Durch die Einführung der Mehrzeilen-Computertomographie wurden die Orts- und Zeitauflösung der computertomographischen (CT) Bildgebung wesentlich verbessert. Die Darstellung des Herzens und unter gewissen Voraussetzungen auch die Bildgebung der Koronararterien sind deshalb in letzter Zeit möglich geworden. In „nativen“ Bildern ohne Gabe von Kontrastmittel lassen sich lediglich intrakardiale oder koronare Verkalkungen identifizieren. Nach intravenöser Kontrastmittelgabe sind darüber hinaus aber auch die Abgrenzung der Herzkammern und die Darstellung des Koronararterienlumens möglich (s. Abbildung 1). Allerdings sind die Darstellungen nicht immer frei von Artefakten, die z. B. durch Rhythmusstörungen, vor allem aber durch die schnelle Bewegung des Herzens und der Koronararterien bedingt sein können (s. Abbildung 2). Für eine zuverlässige Bildgebung ist deshalb eine niedrige Herzfrequenz Voraussetzung. Idealerweise sollte sie < 60/min liegen.

Die Analyse von Verkalkungen der Koronararterien (s. Abbildung 3) kann zur Risikostratifikation eingesetzt werden. Das Ausmaß koronarer Verkalkungen korreliert mit der Menge koronarer atherosklerotischer Plaques, und in zahlreichen Studien wurde gezeigt, dass Vorhandensein und Menge koronarer Verkalkungen mit dem Risiko zukünftiger koronarer Ereignisse korrelieren. Die Vorhersagekraft ist höher als die traditioneller Risikofaktoren. Ein klinischer Nutzen des Koronarkalknachweises wird bei Patienten mit „intermediärem“ Risiko für zukünftige kardiale Ereignisse angenommen, bei denen z. B. für die Entscheidung über eine lipidsenkende Therapie weitere Informationen wünschenswert sind.

Nach Gabe von Kontrastmittel lassen sich unter Einsatz adäquater Technik (zumindest 16-Zeilen-CT) und bei Verwendung geeigneter Untersuchungsprotokolle (z. B. medikamentöse Senkung der Herzfrequenz, Gabe von Nitraten) signifikante Koronarstenosen mit hoher Sensitivität und Spezifität nachweisen bzw. ausschließen (s. Abbildungen 4 und 5). In mehreren Studien zu dieser Fragestellung lag der negative prädiktive Wert für die CT-Koronarangiographie bei 92–100%. Daraus ergibt sich, dass die CT-Koronarangiographie bei geeigneten Patientenkollektiven eine Möglichkeit zum Ausschluss signifikanter Koronarstenosen sein kann und ggf. eine invasive Herzkatheteruntersuchung verzichtbar macht. Insbesondere bei Patienten mit „intermediärer“ Prätestwahrscheinlichkeit von Koronarstenosen ist eine solche Anwendung denkbar. Weitere mögliche Anwendungen sind die Darstellung aortokoronarer Bypassgefäße (s. Abbildung 6), wobei die eingeschränkte Aussagekraft für die Beurteilung der oft stark verkalkten Nativgefäße klinische Anwendungen stark einschränkt, ferner die Analyse von Koronaranomalien (Abbildung 7) und evtl. zukünftig der Nachweis, die Quantifizierung und die Charakterisierung nichtstenotischer, nichtverkalkter koronarer atherosklerotischer Plaques zur Risikostratifikation (s. Abbildung 8).

Prinzipiell erlaubt die CT auch die Darstellung der Morphologie des Herzens (z. B. bei kongenitalen Vitien), die Beurteilung der links- und rechtsventrikulären Funktion und die Analyse einiger Klappenvitien, wie z. B. der Aortenklappenstenose (s. Abbildung 9). Klinisch spielen diese Anwendungen derzeit allerdings keine wesentliche Rolle, die CT steht hier bis auf wenige Ausnahmefälle hinter der Echokardiogaphie und Kernspintomographie zurück.