Zusammenfassung
Mit der Mehrschicht-Computertomografie (MSCT) besteht nach intravenöser Kontrastmittelgabe die Möglichkeit, in einer kurzen Untersuchung die Koronararterien in hoher räumlicher Auflösung (bis zu 0,5 × 0,35 × 0,35 mm3 kleine Voxel) darzustellen. Die ebenfalls intensiv erforschte Methode ohne Röntgenstrahlenexposition mittels Magnetresonanztomografie (MRT) eine nichtinvasive Detektion von Koronararterienstenosen und damit der koronaren Herzkrankheit (KHK) zu ermöglichen, ist aktuell der CT-Koronarangiografie nicht als gleichwertig einzustufen. In der vorliegenden Übersicht stellen wir die historische Entwicklung der CT-Koronarangiografie von der 4-Schicht-CT über die 16-Schicht-CT zur 64-Schicht-CT dar. Hierbei sind insbesondere die Verkürzung der notwendigen Atemanhalteperiode und der Gantry-Rotationszeit sowie die damit einhergehende Verbesserung der Bildqualität von Bedeutung. Die Multisegmentrekonstruktion und die Dual-Source-CT scheinen ebenfalls bedeutende Verbesserungen der Bildqualität und Genauigkeit und eine Unabhängigkeit von der Herzfrequenz zu ermöglichen. Sowohl die sublinguale Gabe von Nitroglyzerin als auch die orale oder intravenöse Betablockergabe sollten abhängig von der Fragestellung und der Herzfrequenz des Patienten Berücksichtigung finden. Die Sensitivität und Spezifität der CT-Koronarangiografie in den bisherigen Studien mit mindestens 12 simultanen Detektorreihen betrugen auf der Patientenebene 96,9 % und 75,3 %. Insbesondere der negativ prädiktive Wert der CT (94,6 %) unterstreicht die Idee, mit dieser nichtinvasiven Methode einen sicheren Ausschluss einer KHK bei Patienten mit mittlerer Prätestwahrscheinlichkeit zu erzielen. Die 256-Schicht-CT könnte uns in naher Zukunft in die Lage versetzen, dass gesamte Herz innerhalb eines Herzschlages zu untersuchen beziehungsweise sogar Perfusionsdaten des gesamten Herzens im Sinne einer 4D-Untersuchung zu erhalten. Automatische beziehungsweise semiautomatische Softwareanwendungen zur Erkennung und Quantifizierung von Koronararterienstenosen und -plaques sowie für die Analyse der Herzfunktion mittels MSCT werden in den nächsten Jahren eine zentrale Rolle in der klinischen Analyse übernehmen. Vor klinischer Routineanwendung ist die Überprüfung der Kosteneffizienz der CT-Koronarangiografie eine wichtige Aufgabe und multizentrische Studien zur CT-Koronarangiografie bei verschiedenen Patientenpopulationen sind notwendig, um den klinischen Stellenwert der MSCT zu definieren.
Abstract
Multislice computed tomography (MSCT) after intravenous contrast agent administration enables visualization of the coronary arteries with high spatial resolution (voxel sizes down to 0.5 × 0.35 × 0.35 mm3) and a short scan time. Magnetic resonance imaging (MRI) is also intensively studied with respect to the noninvasive detection of coronary artery stenosis and thus the detection of coronary artery disease (CAD) without radiation exposure but is not equal to MSCT at present. This article provides an overview of the historical development of CT coronary angiography from 4-slice CT to 16-slice CT and 64-slice CT. A crucial aspect of this development is the improvement in image quality resulting from shorter breath-hold periods and the reduced gantry rotation time. Other techniques that appear to considerably improve image quality and accuracy and make CT independent of patient heart rates are multisegment reconstruction and dual-source CT. Sublingual nitroglycerin as well as oral or intravenous betablocker administration should be considered in relation to the diagnostic question to be answered and the patient’s heart rate. In the studies available CT coronary angiography with at least 12 simultaneous detector rows has a sensitivity of 96.9 % and a specificity of 75.3 % at the patient level. Especially the negative predictive value of CT (94.6 %) emphasizes the idea that this technique may reliably exclude CAD in patients with intermediate pretest likelihood. In the near future, 256-slice CT will allow examination of the entire heart during one heartbeat or even 4D CT scanning with simultaneous assessment of myocardial perfusion. Automatic or semiautomatic software tools will assume a central place in detecting and quantifying coronary artery stenoses and plaques as well as in the analysis of cardiac function in the clinical setting over the next years. Prior to its routine clinical use, the cost-effectiveness of CT coronary angiography must be determined and the clinical role of MSCT must be investigated in multi-center studies including different patient populations.
Key words
coronary angiography - computed tomography - review - coronary artery stenosis - sensitivity - specificity
Literatur
-
1
Kim W Y, Danias P G, Stuber M. et al .
Coronary magnetic resonance angiography for the detection of coronary stenoses.
N Engl J Med.
2001;
345
1863-1869
-
2
Schuijf J D, Bax J J, Shaw L J. et al .
Meta-analysis of comparative diagnostic performance of magnetic resonance imaging and multislice computed tomography for noninvasive coronary angiography.
Am Heart J.
2006;
151
404-411
-
3
Dewey M, Teige F, Schnapauff D. et al .
Noninvasive Detection of Coronary Artery Stenoses with Multislice Computed Tomography or Magnetic Resonance Imaging.
Ann Intern Med.
2006;
145
407-415
-
4
Sommer T, Hofer U, Hackenbroch M. et al .
Hochauflösende 3D-MR-Koronarangiographie in Echt-Zeit-Navigatortechnik: Ergebnisse aus 107 Patientenuntersuchungen.
Fortschr Röntgenstr.
2002;
174
459-466
-
5
Blobel J, Baartman H, Rogalla P. et al .
Räumliche und zeitliche Auflosung für die Herzdiagnostik mit 16-Schicht-Computertomographie.
Fortschr Röntgenstr.
2003;
175
1264-1271
-
6
Moshage W E, Achenbach S, Seese B. et al .
Coronary artery stenoses: three-dimensional imaging with electrocardiographically triggered, contrast agent-enhanced, electron-beam CT.
Radiology.
1995;
196
707-714
-
7
Enzweiler C N, Becker C R, Bruning R. et al .
Wertigkeit der Elektronenstrahl-Computertomographie (EBT) - II. Nichtkardiale Anwendungen und Strahlenexposition.
Fortschr Röntgenstr.
2004;
176
1566-1575
-
8
Enzweiler C N, Becker C R, Felix R. et al .
Diagnostische Wertigkeit der Elektronenstrahl-Computertomographie (EBT). I. Kardiale Anwendungen.
Fortschr Röntgenstr.
2004;
176
27-36
-
9
Lembcke A, Wiese T H, Schnorr J. et al .
Image quality of noninvasive coronary angiography using multislice spiral computed tomography and electron-beam computed tomography: intraindividual comparison in an animal model.
Invest Radiol.
2004;
39
357-364
-
10
Becker C R, Knez A, Leber A. et al .
Erste Erfahrungen mit der Mehrzeilendetektorspiral-CT in der Diagnostik der Arteriosklerose der Koronargefäße.
Radiologe.
2000;
40
118-122
-
11
Nieman K, Cademartiri F, Lemos P A. et al .
Reliable noninvasive coronary angiography with fast submillimeter multislice spiral computed tomography.
Circulation.
2002;
106
2051-2054
-
12
Mollet N R, Cademartiri F, Nieman K. et al .
Multislice spiral computed tomography coronary angiography in patients with stable angina pectoris.
J Am Coll Cardiol.
2004;
43
2265-2270
-
13
Hoffmann M H, Shi H, Schmitz B L. et al .
Noninvasive coronary angiography with multislice computed tomography.
JAMA.
2005;
293
2471-2478
-
14
Flohr T, Stierstorfer K, Raupach R. et al .
Leistungsbeurteilung eines 64-Schichten-CT-Geräts mit einem z-Springfokus.
Fortschr Röntgenstr.
2004;
176
1803-1810
-
15
Flohr T G, McCollough C H, Bruder H. et al .
First performance evaluation of a dual-source CT (DSCT) system.
Eur Radiol.
2006;
16
256-268
-
16
Johnson T R, Nikolaou K, Wintersperger B J. et al .
Dual-source CT cardiac imaging: initial experience.
Eur Radiol.
2006;
16
1409-1415
-
17
Dewey M, Müller M, Teige F. et al .
Multisegment and halfscan reconstruction of 16-slice computed tomography for assessment of regional and global left ventricular myocardial function.
Invest Radiol.
2006;
41
400-409
-
18
Dewey M, Laule M, Krug L. et al .
Multisegment and halfscan reconstruction of 16-slice computed tomography for detection of coronary artery stenoses.
Invest Radiol.
2004;
39
223-229
-
19
Hoffmann M H, Shi H, Manzke R. et al .
Noninvasive coronary angiography with 16-detector row CT: effect of heart rate.
Radiology.
2005;
234
86-97
-
20
Wintersperger B J, Nikolaou K, Ziegler von F. et al .
Image quality, motion artifacts, and reconstruction timing of 64-slice coronary computed tomography angiography with 0.33-second rotation speed.
Invest Radiol.
2006;
41
436-442
-
21
Lembcke A, Rogalla P, Mews J. et al .
Darstellung der Koronararterien mittels Mehrschicht-Spiral-CT: Optimierung der Bildqualität mittels Multisegment-Rekonstruktion und variabler Gantry-Rotationszeit.
Fortschr Röntgenstr.
2003;
175
780-785
-
22
Trabold T, Buchgeister M, Küttner A. et al .
Abschätzung der Strahlenexposition der 16-Zeilen-Multidetektor-Computertomographie des Herzens mit retrospektivem EKG-Gating.
Fortschr Röntgenstr.
2003;
175
1051-1055
-
23
Achenbach S, Ropers D, Kuettner A. et al .
Contrast-enhanced coronary artery visualization by dual-source computed tomography - initial experience.
Eur J Radiol.
2006;
57
331-335
-
24
Kondo C, Mori S, Endo M. et al .
Real-time volumetric imaging of human heart without electrocardiographic gating by 256-detector row computed tomography: initial experience.
J Comput Assist Tomogr.
2005;
29
694-698
-
25
Schlosser T, Konorza T, Hunold P. et al .
Noninvasive visualization of coronary artery bypass grafts using 16-detector row computed tomography.
J Am Coll Cardiol.
2004;
44
1224-1229
-
26
Martuscelli E, Romagnoli A, D’Eliseo A. et al .
Evaluation of venous and arterial conduit patency by 16-slice spiral computed tomography.
Circulation.
2004;
110
3234-3238
-
27
Yamamoto M, Kimura F, Niinami H. et al .
Noninvasive assessment of off-pump coronary artery bypass surgery by 16-channel multidetector-row computed tomography.
Ann Thorac Surg.
2006;
81
820-827
-
28
Pache G, Saueressig U, Frydrychowicz A. et al .
Initial experience with 64-slice cardiac CT: non-invasive visualization of coronary artery bypass grafts.
Eur Heart J.
2006;
27
976-980
-
29
Malagutti P, Nieman K, Meijboom W B. et al .
Use of 64-slice CT in symptomatic patients after coronary bypass surgery: evaluation of grafts and coronary arteries.
Eur Heart J.
2006; Epub;
-
30
Bossuyt P M, Reitsma J B, Bruns D E. et al .
Towards complete and accurate reporting of studies of diagnostic accuracy: The STARD Initiative.
Ann Intern Med.
2003;
138
40-44
-
31
Kreitner K F, Ehrhard K, Kunz R P. et al .
Koronare Bypassdiagnostik mit CT und MRT - eine Bestandsaufnahme.
Fortschr Röntgenstr.
2004;
176
1079-1088
-
32
Mahnken A H, Gunther R W, Krombach G A.
Grundlagen der linksventrikulären Funktionsanalyse mittels MRT und MSCT.
Fortschr Röntgenstr.
2004;
176
1365-1379
-
33
Dewey M, Müller M, Eddicks S. et al .
Evaluation of Global and Regional Left Ventricular Function with 16-Slice Computed Tomography, Biplane Cineventriculography, and Two-Dimensional Transthoracic Echocardiography: Comparison with Magnetic Resonance Imaging.
J Am Coll Cardiol.
2006;
48
2034-2044
-
34
Cademartiri F, Runza G, Luccichenti G. et al .
Coronary artery anomalies: incidence, pathophysiology, clinical relevance and role of diagnostic imaging.
Radiol Med (Torino).
2006;
111
376-391
-
35
Leitlinie der Deutschen Röntgengesellschaft (AG Herzdiagnostik) .
Leitlinien für den Einsatz der Computertomographie in der Diagnostik des Herzens und der großen thorakalen Gefäße.
Fortschr Röntgenstr.
2004;
176
632-637
-
36
Schuijf J D, Bax J J, Jukema J W. et al .
Feasibility of assessment of coronary stent patency using 16-slice computed tomography.
Am J Cardiol.
2004;
94
427-430
-
37
Gaspar T, Halon D A, Lewis B S. et al .
Diagnosis of coronary in-stent restenosis with multidetector row spiral computed tomography.
J Am Coll Cardiol.
2005;
46
1573-1579
-
38
Wang Z J, Reddy G P, Gotway M B. et al .
CT and MR imaging of pericardial disease.
Radiographics.
2003;
23
S167-180
-
39
Dorgelo J, Willems T P, Geluk C A. et al .
Multidetector computed tomography-guided treatment strategy in patients with non-ST elevation acute coronary syndromes: a pilot study.
Eur Radiol.
2005;
15
708-713
-
40
Mahnken A H, Gunther R W, Krombach G.
Kontrastangehobene MRT und MSCT zur kardialen Vitalitätsdiagnostik.
Fortschr Röntgenstr.
2006;
178
771-780
-
41
Kovacs A, Probst C, Sommer T. et al .
CT-Koronarangiographie bei Patienten mit Vorhofflimmern.
Fortschr Röntgenstr.
2005;
177
1655-1662
-
42
Dewey M, Hoffmann H, Hamm B.
Mehrschicht-CT-Koronarangiographie: Einfluss der sublingualen Nitroglyceringabe auf den proximalen Durchmesser der Koronararterien.
Fortschr Röntgenstr.
2006;
178
600-604
-
43
Cademartiri F, Luccichenti G, Marano R. et al .
Use of saline chaser in the intravenous administration of contrast material in non-invasive coronary angiography with 16-row multislice Computed Tomography.
Radiol Med (Torino).
2004;
107
497-505
-
44
Cademartiri F, Mollet N R, Runza G. et al .
Improving diagnostic accuracy of MDCT coronary angiography in patients with mild heart rhythm irregularities using ECG editing.
AJR Am J Roentgenol.
2006;
186
634-638
-
45
Herzog C, Arning-Erb M, Zangos S. et al .
Multi-detector row CT coronary angiography: influence of reconstruction technique and heart rate on image quality.
Radiology.
2006;
238
75-86
-
46
Leschka S, Wildermuth S, Boehm T. et al .
Noninvasive Coronary Angiography with 64-Section CT: Effect of Average Heart Rate and Heart Rate Variability on Image Quality.
Radiology.
2006;
241
378-385
-
47
Dewey M, Schnapauff D, Laule M. et al .
Mehrschicht-CT-Koronarangiographie: Evaluation einer Software zur automatischen Gefäßerkennung.
Fortschr Röntgenstr.
2004;
176
478-483
-
48
Peitgen H O, Krass S, Lang M.
Computerunterstützung in der klinischen bildbasierten Diagnostik und Therapie: Herausforderung für den Forschungsstandort Deutschland.
Fortschr Röntgenstr.
2004;
176
297-301
-
49
Cury R C, Pomerantsev E V, Ferencik M. et al .
Comparison of the degree of coronary stenoses by multidetector computed tomography versus by quantitative coronary angiography.
Am J Cardiol.
2005;
96
784-787
-
50
Kefer J, Coche E, Legros G. et al .
Head-to-head comparison of three-dimensional navigator-gated magnetic resonance imaging and 16-slice computed tomography to detect coronary artery stenosis in patients.
J Am Coll Cardiol.
2005;
46
92-100
-
51
Raff G L, Gallagher M J, O’Neill W W. et al .
Diagnostic accuracy of noninvasive coronary angiography using 64-slice spiral computed tomography.
J Am Coll Cardiol.
2005;
46
552-557
-
52
Dewey M, Rutsch W, Schnapauff D. et al .
Coronary Artery Stenosis Quantification with Multislice Computed Tomography.
Invest Radiol.
2007;
42
78-84
-
53
Vogl T J, Abolmaali N D, Diebold T. et al .
Techniques for the detection of coronary atherosclerosis: multi-detector row CT coronary angiography.
Radiology.
2002;
223
212-220
-
54
Austen W G, Edwards J E, Frye R L. et al .
A reporting system on patients evaluated for coronary artery disease. Report of the Ad Hoc Committee for Grading of Coronary Artery Disease, Council on Cardiovascular Surgery, American Heart Association.
Circulation.
1975;
51
5-40
-
55
Golder W.
Plädoyer fur einen Antibarbarus der radiologischen Fachsprache.
Fortschr Röntgenstr.
2003;
175
1029-1031
-
56
Ropers D, Baum U, Pohle K. et al .
Detection of coronary artery stenoses with thin-slice multi-detector row spiral computed tomography and multiplanar reconstruction.
Circulation.
2003;
107
664-666
-
57
Hoffmann U, Moselewski F, Cury R C. et al .
Predictive value of 16-slice multidetector spiral computed tomography to detect significant obstructive coronary artery disease in patients at high risk for coronary artery disease: patient-versus segment-based analysis.
Circulation.
2004;
110
2638-2643
-
58
Martuscelli E, Romagnoli A, D’Eliseo A. et al .
Accuracy of thin-slice computed tomography in the detection of coronary stenoses.
Eur Heart J.
2004;
25
1043-1048
-
59
Mollet N R, Cademartiri F, Krestin G P. et al .
Improved diagnostic accuracy with 16-row multi-slice computed tomography coronary angiography.
J Am Coll Cardiol.
2005;
45
128-132
-
60
Achenbach S, Ropers D, Pohle F K. et al .
Detection of coronary artery stenoses using multi-detector CT with 16 ‘ 0.75 collimation and 375 ms rotation.
Eur Heart J.
2005;
26
1978-1986
-
61
Leschka S, Alkadhi H, Plass A. et al .
Accuracy of MSCT coronary angiography with 64-slice technology: first experience.
Eur Heart J.
2005;
26
1482-1487
-
62
Mollet N R, Cademartiri F, Mieghem C A. et al .
High-resolution spiral computed tomography coronary angiography in patients referred for diagnostic conventional coronary angiography.
Circulation.
2005;
112
2318-2323
-
63
Pugliese van F, Mollet N R, Runza G. et al .
Diagnostic accuracy of non-invasive 64-slice CT coronary angiography in patients with stable angina pectoris.
Eur Radiol.
2006;
16
575-582
-
64
Ropers D, Rixe J, Anders K. et al .
Usefulness of Multidetector Row Spiral Computed Tomography With 64- ‘ 0.6-mm Collimation and 330-ms Rotation for the Noninvasive Detection of Significant Coronary Artery Stenoses.
Am J Cardiol.
2006;
97
343-348
-
65
Nikolaou K, Knez A, Rist C. et al .
Accuracy of 64-MDCT in the diagnosis of ischemic heart disease.
AJR Am J Roentgenol.
2006;
187
111-117
-
66
Ehara M, Surmely J F, Kawai M. et al .
Diagnostic accuracy of 64-slice computed tomography for detecting angiographically significant coronary artery stenosis in an unselected consecutive patient population: comparison with conventional invasive angiography.
Circ J.
2006;
70
564-571
-
67
Garcia M J, Lessick J, Hoffmann M H.
Accuracy of 16-row multidetector computed tomography for the assessment of coronary artery stenosis.
JAMA.
2006;
296
403-411
-
68
Leber A W, Knez A, Ziegler von F. et al .
Quantification of obstructive and nonobstructive coronary lesions by 64-slice computed tomography: a comparative study with quantitative coronary angiography and intravascular ultrasound.
J Am Coll Cardiol.
2005;
46
147-154
-
69
Kitagawa T, Fujii T, Tomohiro Y. et al .
Noninvasive assessment of coronary stents in patients by 16-slice computed tomography.
Int J Cardiol.
2006;
109
188-194
-
70
Cademartiri F, Mollet N, Lemos P A. et al .
Usefulness of multislice computed tomographic coronary angiography to assess in-stent restenosis.
Am J Cardiol.
2005;
96
799-802
-
71
Gilard M, Cornily J C, Rioufol G. et al .
Noninvasive assessment of left main coronary stent patency with 16-slice computed tomography.
Am J Cardiol.
2005;
95
110-112
-
72
Van Mieghem C A, Cademartiri F, Mollet N R. et al .
Multislice spiral computed tomography for the evaluation of stent patency after left main coronary artery stenting: a comparison with conventional coronary angiography and intravascular ultrasound.
Circulation.
2006;
114
645-653
-
73
Rixe J, Achenbach S, Ropers D. et al .
Assessment of coronary artery stent restenosis by 64-slice multi-detector computed tomography.
Eur Heart J.
2006;
27
2567-2572
-
74
Gilard M, Cornily J C, Pennec P Y. et al .
Assessment of coronary artery stents by 16 slice computed tomography.
Heart.
2006;
92
58-61
-
75
Rentrop K P, Cohen M, Blanke H. et al .
Changes in collateral channel filling immediately after controlled coronary artery occlusion by an angioplasty balloon in human subjects.
J Am Coll Cardiol.
1985;
5
587-592
-
76
Dewey M, Dübel H P.
Coronary collaterals.
Eur Heart J.
2005;
26
2595
-
77
Hoffmann M H, Lessick J, Manzke R. et al .
Automatic determination of minimal cardiac motion phases for computed tomography imaging: initial experience.
Eur Radiol.
2006;
16
365-373
Dr. Marc Dewey
Radiologie, Charité
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