Einsatz der nuklearmedizin in der Herz

Kurs RadiologieEinsatz der Nuklearmedizinin der Herz- undKreislaufdiagnostikRichard Bauer, JLU Gießen

Methoden der Nuklearkardiologie• Myokardszintigraphie Myokardperfusion• Radionuklid-Ventrikulographie (RNV) Herzfunktion (Pumpfunktion)• Rezeptorszintigraphie• Positronen-Emissions-Tomographie Stoffwechsel, Vitalität („PET“)

Szintigraphie des Myokardsanterior LAO40 LAO70

Planare MyokardszintigraphiePlanare Bilder sindÜberlagerungsbilderDer Herzrand wirdstärker (aktivitätsbelegt)dargestellt alsdie Ventrikelmitte

MyokardszintigraphieBelastungRuhe

Single Photon Emission ComputedTomography = SPECTRotation der Gammakamera um den Patienten

SPECT-Projektionen

SPECT-Projektion

SPECT-Rekonstruktiondurch Rückprojektion

SPECT-TomogrammekranialrechtslinkskaudalRVRALAWSLVventraldorsal

Längsachse des linken VentrikelsLängsachse des linken Ventrikels ist um 30 -60 Grad nach links und um 10 - 30 Grad nachkaudal rotiert. Vergleich verschiedenerPatienten (Ventrikel) erfordert Reangulation

Reangulation

Längsschnitte

Normalbefund – längs / quer

Myokardinfarkt2910.1

Myokardinfarkt- Querschnitte2910.2

Polarplot

2910.13

2909.11

Pharmakologie Tl201perfusionsabhängigeAnflutungaktiver Transport überNa/K-Pumpekeine intrazelluläreBindungpassive Rückdiffusion(washout,Rückverteilung)

Pharmakologie Tc99m-MIBIperfusionsabhängigeAnflutungpassive Diffusionin die Zelleintrazelluläre Bindungan Mitochondrienkeine Rückdiffusion

Untersuchung mit Tl201• Eintagesprotokoll• Patient nüchtern• Medikation ?• ergometrische / medikamentöse Belastung symptomlimitierte Ergometrie Dipyridamol, Dobutamin, Arbutamin• Injektion bei maximaler Belastung• SPECT 15 Min. : „Belastung“ 3-4 h p.i. „Ruhe“ 6-8 h p.i. „Vitalität“

Untersuchung mit Tc99m-MIBI• Ein- oder Zweitagesprotokoll• Patient nüchtern• Medikation ?• ergometrische / medikamentöse Belastung symptomlimitierte Ergometrie Dipyridamol, Dobutamin, Arbutamin• Injektion: maximale Belastung oder Ruhe• fetthaltige Mahlzeit 15 Min. p.i.• SPECT 90 Min. p.i.: „Belastung“ oder„Ruhe“

„Myokardszintigraphie“• Injektion eines Perfusionsmarkers „Einfrieren“, „Fixieren“ der Perfusionin dem Zustand, wie sie zumZeitpunkt der Injektion ist• relative Quantifizierung der Myokardperfusion Vergleich Ruhe / Belastung Vergleich nativ / Intervention• Berechnung von Perfusions-, Vitalitäts- undIschämie-Indizes

Normalbefund RNV

Dynamische Funktionsszintigraphie„repräsentativer Zyklus“

Radionuklid-Ventrikulographie (RNV)EKGTriggerVolumenkurverepräsentativer Herzzyklus

RNV

RNV-diastolischAortaLARARVLVLeberMilz

RNV

RNV-systolischV. jugularis& A. carotisAortaRARVLALVLeberMilz

RNVRuheBelastung

Normal/MI

Systolische Kontraktion

Systolische Kontraktion ?

Quantifizierung der Herzfunktion

EF Angiokardiographie / RNVFLESIEDIuV = c F 2 / LEF = (EDV-ESV) / EDV• Rotationssymmetrie• nur 1 Herzschlag• KM-InjektionEF = [(EDI-ESI) / EDI]u• keine geometrischenModellannahmen• viele Herzschläge• physiologischesGleichgewicht

Amplitude / PhaseVentrikelkurveVorhofkurvePhase ΦAmplitude Ay = A sin(ωt + Φ)

176.4

Fourier-Analyse• operator-unabhängige Analyse• Darstellung der Dynamik (einer Funktion)in statischen Bildern• Amplitudenbild Ausmaß der Aktivitätsänderungkorreliert mit der „Kontraktion“• Phasenbild Zeitverlauf der Aktivitätsänderungkorreliert mit„Synchronizität der Bewegung“

Rechtsschenkelblock (unter Belastung)keine Funktionsstörung196.2PhasenhistogrammZeit

252.81

252.21

Rechtsschenkelblock -KHK

Belastungstest zur Diagnose „KHK“ln (ml O 2 / g / Minute)100Ischämiereaktion1010.8 840-80BasisbedarfRuheBelastung

216.3 KHK

252.32 KHK

252.41 LAD

Tc99m-MIBI:kein Nachweis einer Ischämie –kein Anhalt für hämodynamischrelevante Koronararterienstenosen

Vergleich Tc99m-MIBI / Tl201Nachweis von vitalem Myokardim Periinfarktgebiet

Nachtest-Wahrscheinlichkeit1.00.80.60.40.2Sensitivität = 0.9Spezifität = 0.9pathologisch= kranknormal= gesundprae = 20%post_path 69%00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0Vortest-Wahrscheinlichkeitpost_normal 3%

Nachtest-Wahrscheinlichkeit1.00.80.60.40.20p(krank) < 10%Sensitivität = 0.9Spezifität = 0.90 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0Vortest-Wahrscheinlichkeitpathologisch= kranknormal= gesundVortestwahrscheinlichkeitp(%)2 < p < 50

Nachtest-Wahrscheinlichkeit1.00.80.60.40.20p(krank) < 5%Sensitivität = 0.9Spezifität = 0.90 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0Vortest-Wahrscheinlichkeitpathologisch= kranknormal= gesundVortestwahrscheinlichkeitp(%)1 < p < 30

Treffsicherheit (%) in der Diagnoseder KHKRisikofaktoren0 ++Ex-EKG 60RNV /Myokardsz. 908095

Myokardszintigraphie und RNVin der Diagnose der KHK• normale Perfusion oder Funktion in Ruhe• und unter altersentsprechender Belastung• ohne herzwirksame Medikationschließen eine KHK oder andere Herzerkrankungmit großer Sicherheit aus• belastungsinduzierte Perfusionsdefekte• oder Wandbewegungsstörungenmachen eine KHK sehr wahrscheinlich

RNV und MyokardszintigraphieNur Ruheuntersuchung Myokardvitalität nach Infarkt verbliebene Funktion / Perfusion PrognoseVergleich Ruhe- / Belastungsuntersuchung Diagnose der KHK hämodynamische Wirksamkeit bekannterKoronararterienstenosen Verlaufskontrolle nach Revaskularisation

Aussage der NuklearkardiologieFunktionsuntersuchungRückschluß :Funktionsstörungbei Diskrepanznicht-invasiv,quantifizierbar Pathomorphologie Diagnose Sensitivität < 1 Spezifität < 1 „gute Funktiontrotz Erkrankung“

Kosten- / NutzenabschätzungAngiokardiographiezur VerfügungKosten pro Angio1 000 000 DM5 000 DMuntersuchte Patienten 200Prävalenz der KHK 30 %erkannte Patienten mit KHK 60

Kosten- / NutzenabschätzungAngiokardiographie & RNVzur Verfügung1 000 000 DMKosten pro RNV500 DMPrävalenz der KHK 30 %mit RNV untersuchte Patienten 450positiv (richtig 121, falsch 32) 153Kosten RNV225 000 DMKosten Angio (n=153) 765 000 DMerkannte Patienten mit KHK 121

Angiokardiographie /Angiokardiographie & RNVzur Verfügung1 000 000 DMPrävalenz der KHK 30 %RNV Angio KHKAngio: - 200 60RNV (0.9 / 0.9) 450 153 121(Sensitivität 0.9 / Spezifität 0.9)RNV (0.8 / 0.8) 416 158 100RNV (0.7 / 0.7) 384 162 81

Kosten- / NutzenabschätzungRisikoRisiko der Ergometrie wegen„potentiell lebensbedrohlicherKomplikationen“ 1 : 8 000Risiko einer Tumorinduktion durchionisierende Strahlung (RNV) 1 : 100 000im Vergleich zum Risiko der Ergometrieist das zusätzliche Risiko der RNVvernachlässigbar 10 : 1

Risiko radioaktiver SubstanzenKarzinominduktion:theoretisch abschätzbar (Obergrenze)praktisch nicht meßbar (sehr niedrig)DiagnostikTherapieKarzinomrisiko

Validierung einer neuen UntersuchungVortestwahr- G K richtig falsch richtig falschscheinlichkeit G G K K10% 90 10 81 1 9 950% 50 50 45 5 45 590% 10 90 9 9 81 1Test mit 90% Sensitivität und Spezifität ergibt beiUntersuchung von je 100 Patienten mit KHK-Risiko(Vortestwahrscheinlichkeit) 10%, 50% und 90%:81 + 45 + 9 = 135 richtig Gesunde,1 + 5 + 9 = 15 falsch Gesunde sowie135 bzw. 15 richtig / falsch Kranke

Prospektive AnalyseVortestwahr- G K richtig falsch richtig falschscheinlichkeit G G K K10% 90 10 81 1 9 950% 50 50 45 5 45 590% 10 90 9 9 81 1Bei einer prospektiven Untersuchung werden allePatienten ausgewertet (mit Angio nachuntersucht):Sensitivität = 135 / (135+15) = 90%Spezifität = 135 / (135+15) = 90%

Retrospektive AnalyseVortestwahr- G K richtig falsch richtig falschscheinlichkeit G G K K10% 90 10 81 1 9 950% 50 50 45 5 45 590% 10 90 9 9 81 1Bei einer retrospektiven Untersuchung werden nichtalle Patienten ausgewertet (mit Angio nachuntersucht):Sensitivität = 54 / (54+14) = 79%Spezifität = 54 / (54+14) = 79%

Prospektive / retrospektive AnalyseVortestwahr- G K richtig falsch richtig falschscheinlichkeit G G K K10% 90 10 81 1 9 950% 50 50 45 5 45 590% 10 90 9 9 81 1Berechnete Sensitivität und Spezifitätrichtig/(r+f) Sen/Spezprospektiv 135/150 90%retrospektiv 54/68 79%

NuklearmedizinischeFunktionsdiagnostikTechnik der Szintigraphiewichtige IndikationenRichard Bauer, JLU GießenUntersuchungsmethoden

Ende