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02.11.2015 | Kardiale Bildgebung | Onlineartikel

Kardiale Bildgebung

Adenosin-Stress-MRT

Autor:
Deutsche Gesellschaft für Kardiologie (DGK)

english version
Untersuchungsprotokolle der kardiovaskulären Magneterosonanztomographie

Stress-MRT mittels Dobutamin (Wandbewegunsanalyse

Einführung
Derzeit stellt die Erfassung des kardiovaskulären Risikos bei Patienten mit dem Verdacht auf Vorliegen oder bekannter koronarer Herzkrankheit die häufigste Indikation zur Durchführung einer kardiovaskulären Magnetresonanztomographie (Kardio-MRT) in Europa dar (nach aktuellen Daten bei 34.2% aller Kardio-MRT-Untersuchungen in Europa (1). In verschiedenen Studien konnte nachgewiesen werden, dass die Stress-MRT eine belastbare nicht-invasive Untersuchung mit hoher Genauigkeit zur Erfassung einer hämodynamisch relevanten KHK darstellt (2,3). Die diagnostische Genauigkeit ist mindestens der etablierten Szintigraphie/SPECT vergleichbar (4), jedoch ohne die damit verbundenen Risiken (Strahlenbelastung, niedrige örtliche Auflösung und Artefakte). Das Sicherheitsprofil einer Stress-MRT ist vergleichbar zu anderen nicht-invasiven Stress-Tests (Dobutamin-Stress-Echokardiographie oder SPECT) mit einer berichteten Rate an schweren prozeduralen Komplikationen von nur 0.1% (European registry) (1).
Obwohl einige erste Studien die Durchführung eines Belastungs-MRT beschrieben haben, ist dieser Test doch mit einigen Limitationen verbunden durch die durch die Bewegung induzierten Bild-Artefakte sowie den Gebrauch MRT-kompatiblen Materials (5). Daher wird in der klinischen Routine bei einem Stress-MRT fast ausschließlich eine pharmakologische Belastung durchgeführt. Verschiedene Pharmaka stehen hierfür zur Verfügung, am häufigsten werden Dobutamin und Adenosin eingesetzt. Aktuell wurde Regadenoson als Reservemedikament für Patienten mit Kontraindikationen zur Gabe von Dobutamin und Adenosin eingeführt.
Im Vergleich zum Adenosin-Stress-MRT, bei dem eine belastungsinduzierte Ischämie ausschließlich durch Einschränkungen der myokardialen Perfusion erfasst werden kann, erlaubt die Dobutamin-Stress-MRT zusätzlich die Erfassung belastungsinduzierbarer Wandbewegungsstörungen des linken Ventrikels und unter niedriger Dosierung die Erfassung viablen Myokards. Ein Dobutamin-Stress-MRT ist jedoch technisch und zeitlich aufwändiger als ein Adenosin-Stress-MRT und kann schwere Nebenwirkungen hervorrufen. Komplikationen werden insgesamt in bis zu 6.4% der Patienten beschrieben, obwohl schwere Komplikationen selten sind (0.1%) (6). In der folgenden Tabelle ist die Rate an Komplikationen bei 1000 Stress-MRT-Untersuchungen beschrieben (6), ähnliche Komplikationsraten haben sich auch in aktuellen Studien bestätigt (1):

Side effects (%)
Sustained ventricular tachycardia 0.1%
Non-sustained ventricular tachycardia 0.4%
Paroxysmal atrial fibrillation 1.6%
Transient second degree AV block 2:1 0.2%
Severe increase in blood pressure (>240/120 mmHg) 0.5%
Decrease in systolic blood pressure >40 mmHg 0.5%
Nausea 3.1%
Total 6.4%
Voraussetzungen zur Durchführung einer Dobutamin-Stress-MRT

Aufgrund der potentiellen schweren Komplikationen sollte ein Dobutamin-Stress-MRT nur in einer Einrichtung durchgeführt werden, in der eine Patientenüberwachung (Rhythmus und Blutdruck), Notfallmedikamente und Defibrillator verfügbar sind. Zusätzlich sollte das Personal in der Durchführung einer raschen Evakuierung aus dem MRT sowie Notfallbehandlung geschult sein. Patienten sollten 24 Stunden vor Beginn der Untersuchung die Einnahme von ß-Blockern und Nitraten unterbrechen. Eine schriftliche Einwilligungserklärung muß vor Beginn der Untersuchung vorliegen.

Kontraindikationen (7):
Schwere arterielle Hypertonie (≥210/120 mmHg)
Signifikante Aortenklappenstenose (Peak Gradient > 50 mmHg oder AÖF < 1cm²)
Hypertrophe obstruktive Kardiomyopathie
Kardiale Arrythmien (einschließlich Vorhofflimmern)
Unstabile Angina pektoris
Akute Herzinsuffizienz
Akute Myokarditis, Endokarditis, Perikarditis
Kontraindikationen zur Gabe von Atropin: Glaukom, schwere Prostatahyperplasie, obstruktive gastrointestinale Erkrankungen, Myasthenia gravis.
Durchführung
Dobutamin Stress-MRT können an 1.5 sowie 3.0 Tesla MRT-Geräten erfolgen. Entsprechend den Empfehlungen der “Society of Cardiovascular Magnetic Resonance von 2013 (7), kann nach Planungs-Scans sowie Aufnahmen der Wandbewegung in Ruhe (siehe auch Kapitel Funktionsanalyse) die Dobutamin-Stress-MRT beginnen. Dobutamine wird in zunehmender Dosierung solange gegeben, bis neue Wandbewegungsstörungen unter Belastung auftreten oder die altersabhängige Zielherzfrequenz erreicht wurde. Die altersabhängige, individuelle Zielherzfrequenz wird nach folgender Formel berechnet: 0.85 x (220 – Alter). Typischerweise wird mit einer Dobutamin-Infusion von 10 µg/kg/min begonnen und alle 3 Minuten bis zu einem einem Maximum von 40 µg/kg/min erhöht. Sollte die Zielherzfrequenz bei 40 µg/kg/min Dobutamin nicht erreicht sein, kann zusätzlich Atropin gegeben werden (typischerweise fraktioniert bis zu einem Maximum von 2 mg) (siehe auch Abbildung 1). Auf jeder der einzelnen Belastungsstufen erfolgt eine Funktionsanalyse (Aufnahme der 3 Kurzachsen - basal, medial und apikal sowie je einmal eine 4-Kammer-; 2-Kammer- und 3-Kammerblickorientierung) (siehe auch Kapitel Funktionsanalyse). Am Ende der Stress-Untersuchung schließt sich eine Myokardperfusion an (siehe auch Kapitel Perfusionsbildgebung).

Figure1

Unmittelbar nachdem die maximale Belastungsstufe erreicht und beendet wurde, kann ein kurz-wirksamer ß-Blocker (Esmolol 0.5 mg/kg) zur raschen Beendigung der Stress-induzierten Effekte beim Patienten gegeben werden. Hat sich die Herzfrequenz des Patienten gesenkt, idealerweise < 90 / Minute, kann eine Perfusion unter Ruhebedingungen, falls notwendig, durchgeführt werden (siehe auch Kapitel Perfusionsbildgebung). Late gadolinium enhancement wird am Ende der Untersuchung durchgeführt, um fibrotische oder narbige Veränderungen des LV-Myokards darzustellen (siehe auch Kapitel: Late Gadolinium Enhancement). Insgesamt beträgt die Dauer einer Dobutamin-Stress-MRT-Untersuchung ca. 30-40 Minuten. In Abbildung 2 wird ein typisches Protokoll einer Dobutamin-Stress-MRT dargestellt.

Figure2

Abbruchkiterien:
Zielherzfrequenz wurde erreicht
Auftreten neuer oder Verschlechterung bestehender Wandbewegungsstörungen in ≥ 2 benachbarten Segmenten
Komplikationen: signifikanter Blutdruckabfall oder Anstieg, Herzinsuffizienz, komplexe Arrhythmien.

Klinischer Nutzen einer Dobutamin Stress MRT-Untersuchung
Zusätzlich zur sehr guten diagnostischen Wertigkeit eines Perfusions-MRT (siehe auch Kapitel Adenosin-Stress-MRT), wurde für die Detektion belastungsinduzierbarer Wandbewegungsstörungen während einer Dobutamin-Stress-MRT-Untersuchung eine sehr gute Sensitivität (85%) und Spezifität (86%) zur Erfassung einer KHK dokumentiert. Des Weiteren konnte der prognostische Wert der Methode gezeigt werden: Bei Vorliegen einer unauffälligen Dobutamin-Stress-MRT-Untersuchung konnte eine sehr niedrige Ereignisrate an kardialem Tod und Infarkt gezeigt werden mit einer maximalen jährlichen Ereignisrate von < 1% im Langzeit-follow-up (9,10).

Beispiel einer typischen Dobutamin-Stress-MRT-Untersuchung
Nachfolgend wird ein typischer Fall bei Verdacht auf Vorliegen einer KHK demonstriert. Siehe auch 5.2 Verdacht auf und bekannte Koronare Herzkrankheit für ähnliche Fälle.

74 Jahre alte Patientin mit folgender Krankengeschichte:
Hypertonie
Hyperlipoproteinämie
Typ 2 Diabetes Mellitus
Asthma bronchiale
Die Patientin berichtete über seit ca. 1 Jahr bestehende belastungsabhängige pectanginöse Beschwerden. Zusätzlich wurde eine Dyspnoe in den vergangenen 2 Monaten beschrieben. Die körperliche Untersuchung sowie das Ruhe-EKG waren unauffällig. Die Patientin wurde zur Durchführung einer Stress-MRT-Untersuchung zugewiesen.
In diesem Fall ist die Gabe von Adenosin als Stressor kontraindiziert aufgrund des bekannten Asthma bronchiale (siehe auch Kapitel Adenosin-Perfusion). Die Patientin hatte keine Kontraindikationen zur Durchführung eines Dobutamin-Stress-MRT: hämodynamisch und klinisch stabiler Zustand, keine komplexen Arrhythmien (normales Ruhe-EKG) und hatte keine Kontraindikationen für die Gabe von Atropin. Obwohl zu diesem Zeitpunkt eine signifikante Aortenklappenstenose nocht komplett ausgeschlossen werden konnte, hatte die Patientin jedoch keine auffälligen Auskultationsgeräusche (normale körperliche Untersuchung). Außerdem kann in der 3-Kammerblick-Orientierung schon in Ruhe sehr einfach eine signifikante Stenosierung der Aortenklappe vor Beginn der Gabe von Dobutamin ausgeschlossen werden.

Video 1
Video 1 zeigt eine Funktionsanalyse in Ruhe. Der linke Ventrikel stellt sich hypertrophiert dar (Septumdicke: 16 mm), ist jedoch normal groß (end-diastolischer Diameter: 48 mm) und zeigt eine normale Ejektionsfraktion (EF= 63%). Es bestehen keine Wandbewegungsstörungen in Ruhe. Die Aortenklappe öffnet und schließt unauffällig.

Video 2
Video 2 zeigt die Kurzachsengeometrie in der basalen, medialen und apikalen Ebene in Ruhe. Wandbewegungsstörungen liegen nicht vor. Im sogenannten „bulls eye” werden die 17 linksventrikulären Segmente entsprechend der Klassifikation der American Heart Association dargestellt und erlauben eine visuelle Beschreibung der Wandbewegung in jedem einzelnen Segment. Im aktuellen Fall liegt eine Normokinesie in jedem einzelnen Segment vor. Die Dobutamin-Infusion wird wie beschrieben initiiert und gesteigert. Bei einer Dosis von 20 µg/kg/min und einer Herzfrequenz von 129 / minute (88% der Maximalen Herzfrequenz) berichtet die Patientin über typische Angina pectoris.

Video 3
Video 3 zeigt den basalen, medialen und apikalen Kurzachsenblick bei einer Dosis von 20 µg/kg/min Dobutamin zusammen mit der visuellen Darstellung der Wandbewegung pro Segment (bulls eye). Hierbei können belastungsinduzierte, neu aufgetretene Wandbewegungsstörungen dokumentiert werden, mit Darstellung einer Hypokinesie im Segment 5 (basal inferolateral) und Segment 13 (anterior apikal). Abbildung 3 zeigt die genaue Lokalisation der belastungsinduzierten Wandbewegungsstörungen (rote Pfeile).

Figure3

Video 4
In der Perfusion unter Dobutamin (Video 4), zeigt sich ein Perfusionsdefekt im Segment 5 (basal inferolateral) sowie Segment 13 (anterior apikal). Die Lokalisation des belastungsinduzierten Perfusiondefektes ist kongruent mit den Segmenten, in denen eine belastungsinduzierte Wandbewegungsstörung auftrat. Abbildung 4 zeigt die exakte Lokalisation der Perfusiondefekte (rote Pfeile).

Figure4

Video 5
Video 5 stellt die Perfusion in Ruhe dar, Perfusiondefekte treten in Ruhe nicht auf.

Obwohl eine Ruhe-Perfusion nicht immer durchgeführt wird, zeigt sich im beschriebenen Fall eine deutliche Abgrenzung zwischen den Befunden unter Belastung und in Ruhe. Dadurch können sehr gut ischämiebedingte Perfusionsdefekte von Artefakten unterschieden werden. Abbildung 5 stellt eine Stress- und Ruhe-Perfusionsuntersuchung gegenüber:

Figure5

Die durch die roten Pfeile markierten Areale zeigen typische, nur unter Belastung auftretende Perfusionsdefekte. Die hypointensen Areale, welche durch die grünen Pfeile markiert sind, kommen während der Ruhe sowie Belastungs-Untersuchung vor und stellen typische „dark rim-Artefakte dar (siehe auch Kapitel Perfusion).
Abbildung 6 demonstriert die late gadolinium enhancement Aufnahmen der Patientin. Eine Kontrastmittelanreicherung und damit Nachweis von Fibrosen/myokardialen Narben ist bei dieser Patientin nicht vorliegend.

Figure6

Zusamenfassend können bei der beschriebenen Patientin belastungsinduzierbare Wandbewegungsstörungen sowie Perfusionsdefekte in Segment 5 (basal inferolateral) und Segment 13 (apical anterior) dokumentiert werden. Die Funktion des linken Ventrikels in Ruhe ist normal/unauffällig, signifikante myokardiale Narben können ausgeschlossen werden. Aufgrund der erhobenen Befunde besteht bei dieser Patientin der hochgradige Verdacht auf Vorliegen einer KHK.
Eine invasive kardiologische Diagnostik erfolgte. Hierbei stellte sich eine 25-50%ige Diameterreduktion des linken Hauptstammes (B), eine 75%ige Läsion im Bereich der proximalen und medialen LAD (A-D) sowie eine 90%ige Stenose im Bereich der RCX dar (A,B), Abbildung 7. Zusätzlich zeigten sich 75%ige Stenosen im Bereich der RCA. Eine chirurgische Therapie wurde empfohlen.

Figure7

Referenzen und empfohlene Literatur:
Bruder O, Wagner A, Lombardi M, et al. European Cardiovascular Magnetic Resonance (EuroCMR) registry--multi national results from 57 centers in 15 countries. J Cardiovasc Magn Reson 2013;15:9.
Montalescot G, Sechtem U, Achenbach S, et al. 2013 ESC guidelines on the management of stable coronary artery disease: the Task Force on the management of stable coronary artery disease of the European Society of Cardiology. Eur Heart J 2013;34:2949-3003.
Achenbach S, Barkhausen J, Beer M, et al. [Consensus recommendations of the German Radiology Society (DRG), the German Cardiac Society (DGK) and the German Society for Pediatric Cardiology (DGPK) on the use of cardiac imaging with computed tomography and magnetic resonance imaging]. Der Kardiologe 2012;6:105-125.
Greenwood JP, Maredia N, Younger JF, et al. Cardiovascular magnetic resonance and single-photon emission computed tomography for diagnosis of coronary heart disease (CE-MARC): a prospective trial. Lancet 2012;379:453-60.
Jeneson JA, Schmitz JP, Hilbers PA, Nicolay K. An MR-compatible bicycle ergometer for in-magnet whole-body human exercise testing. Magn Reson Med 2010;63:257-61.
Wahl A, Paetsch I, Gollesch A, et al. Safety and feasibility of high-dose dobutamine-atropine stress cardiovascular magnetic resonance for diagnosis of myocardial ischaemia: experience in 1000 consecutive cases. Eur Heart J 2004;25:1230-6.
Kramer CM, Barkhausen J, Flamm SD, Kim RJ, Nagel E. Standardized cardiovascular magnetic resonance (CMR) protocols 2013 update. J Cardiovasc Magn Reson 2013;15:91.
Nandalur KR, Dwamena BA, Choudhri AF, Nandalur MR, Carlos RC. Diagnostic performance of stress cardiac magnetic resonance imaging in the detection of coronary artery disease: a meta-analysis. J Am Coll Cardiol 2007;50:1343-53.
Kelle S, Chiribiri A, Vierecke J, et al. Long-term prognostic value of dobutamine stress CMR. JACC Cardiovasc Imaging 2011;4:161-72.
Kelle S, Nagel E, Voss A, et al. A bi-center cardiovascular magnetic resonance prognosis study focusing on dobutamine wall motion and late gadolinium enhancement in 3,138 consecutive patients. J Am Coll Cardiol 2013;61:2310-2.

Verdacht auf und bekannte Koronare Herzkrankheit (25 Fälle)

Fall 1
74 Jahre alte Patientin mit folgender Krankengeschichte:
Hypertonie
Hyperlipoproteinämie
Typ 2 Diabetes Mellitus
Asthma bronchiale
Video 1
Video 1 zeigt eine Funktionsanalyse in Ruhe. Der linke Ventrikel stellt sich hypertrophiert dar (Septumdicke: 16 mm), ist jedoch normal groß (end-diastolischer Diameter: 48 mm) und zeigt eine normale Ejektionsfraktion (EF= 63%). Es bestehen keine Wandbewegungsstörungen in Ruhe. Die Aortenklappe öffnet und schließt unauffällig.

Video 2
Video 2 zeigt die Kurzachsengeometrie in der basalen, medialen und apikalen Ebene in Ruhe. Wandbewegungsstörungen liegen nicht vor. Im sogenannten „bulls eye” warden die 17 linksventrikulären Segmente entsprechend der Klassifikation der American Heart Association dargestellt und erlauben eine visuelle Beschreibung der Wandbewegung in jedem einzelnen Segment. Im aktuellen Fall liegt eine Normokinesie in jedem einzelnen Segment vor. Die Dobutamin-Infusion wird wie beschrieben initiiert und gesteigert. Bei einer Dosis von 20 µg/kg/min und einer Herzfrequenz von 129 / minute (88% der Maximalen Herzfrequenz) berichtet die Patientin über typische Angina pectoris.

Video 3
Video 3 zeigt den basalen, medialen und apikalen Kurzachsenblick bei einer Dosis von 20 µg/kg/min Dobutamin zusammen mit der visuellen Darstellung der Wandbewegung pro Segment (bulls eye). Hierbei können belastungsinduzierte, neu aufgetretene Wandbewegungsstörungen dokumentiert werden, mit Darstellung einer Hypokinesie im Segment 5 (basal inferolateral) und Segment 13 (anterior apikal). Abbildung 3 zeigt die genaue Lokalisation der belastungsinduzierten Wandbewegungsstörungen (rote Pfeile).

Abbildung 3:


In der Perfusion unter Dobutamin (Video 4), zeigt sich ein Perfusionsdefekt im Segment 5 (basal inferolateral) sowie Segment 13 (anterior apikal). Die Lokalisation des belastungsinduzierten Perfusiondefektes ist kongruent mit den Segmenten, in denen eine belastungsinduzierte Wandbewegungsstörung auftrat. Abbildung 4 zeigt die exakte Lokalisation der Perfusiondefekte (rote Pfeile).

Abbildung 4:


Video 5
Video 5 stellt die Perfusion in Ruhe dar, Perfusiondefekte treten in Ruhe nicht auf.
Obwohl eine Ruhe-Perfusion nicht immer durchgeführt wird, zeigt sich im beschriebenen Fall eine deutliche Abgrenzung zwischen den Befunden unter Belastung und in Ruhe. Dadurch können sehr gut ischämiebedingte Perfusionsdefekte von Artefakten unterschieden werden. Abbildung 5 stellt eine Stress- und Ruhe-Perfusionsuntersuchung gegenüber:

Abbildung 5:


Die durch die roten Pfeile markierten Areale zeigen typische, nur unter Belastung auftretende Perfusionsdefekte. Die hypointensen Areale, welche durch die grünen Pfeile markiert sind, kommen während der Ruhe sowie Belastungs-Untersuchung vor und stellen typische „dark rim-Artefakte dar (siehe auch Kapitel Perfusion).
Abbildung 6 demonstriert die late gadolinium enhancement Aufnahmen der Patientin. Eine Kontrastmittelanreicherung und damit Nachweis von Fibrosen/myokardialen Narben ist bei dieser Patientin nicht vorliegend.

Abbildung 6:

Zusamenfassend können bei der beschriebenen Patientin belastungsinduzierbare Wandbewegungsstörungen sowie Perfusionsdefekte in Segment 5 (basal inferolateral) und Segment 13 (apical anterior) dokumentiert werden. Die Funktion des linken Ventrikels in Ruhe ist normal/unauffällig, signifikante myokardiale Narben können ausgeschlossen werden. Aufgrund der erhobenen Befunde besteht bei dieser Patientin der hochgradige Verdacht auf Vorliegen einer KHK.
Eine invasive kardiologische Diagnostik erfolgte. Hierbei stellte sich eine 25-50%ige Diameterreduktion des linken Hauptstammes (B), eine 75%ige Läsion im Bereich der proximalen und medialen LAD (A-D) sowie eine 90%ige Stenose im Bereich der RCX dar (A,B), Abbildung 7. Zusätzlich zeigten sich 75%ige Stenosen im Bereich der RCA. Eine chirurgische Therapie wurde empfohlen.

Abbildung 7:


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