Detektion von In-Stent-Restenosen, myokardiale Perfusionsanalyse und Bolus Tracking mit der 320-Zeilen-Computertomographie

Abstract

Die koronare Herzerkrankung (KHK) mit ihren Erscheinungsformen chronische ischämische Herzkrankheit und akuter Myokardinfarkt stellte im Jahr 2012 mit 14,2% die häufigste Todesursache in Deutschland dar. Als Goldstandard zur Detektion von Koronarstenosen und In-Stent-Restenosen (ISR) dient die invasive Koronarangiographie (CCA) mittels Linksherzkatheter. Die nichtinvasive Koronarangiographie mit der Computertomographie (CTA) gilt aufgrund einer niedrigen Komplikationsrate und hoher Sensitivität und Spezifität bei Patienten mit niedriger bis mittlerer Prätestwahrscheinlichkeit für eine KHK als vielversprechende Alternative. Ziel der vorliegenden Arbeit ist 1. die diagnostische Genauigkeit der Kombination von CTA und myokardialen Perfusionsuntersuchungen (CTP) und der CTA alleine zur Beurteilung von Koronarstents zu analysieren, 2. die Auswertung der Zeitdauer und der diagnostischen Genauigkeit der CTP-Auswertung zweier verschiedener Softwareversionen und 3. die Analyse der Bildqualität in Abhängigkeit von der zur Bildakquisition gewählten Bolustrackingmethode. In der Analyse der diagnostischen Genauigkeit der Kombination von CTA und CTP im Vergleich zur CTA allein (Publikation 1) zeigte sich, dass die zusätzlich durchgeführte CTP die diagnostische Genauigkeit zur Detektion von ISR auf Patientenebene von 71% auf 87% (p < 0,001) und auf Stentebene von 76% auf 89% (p < 0,001) signifikant erhöht. Die Anzahl der nicht-diagnostischen Untersuchungen war signifikant reduziert (p < 0,001). Die Auswertung zweier Softwareversionen zur CTP-Analyse (Publikation 2) ergab, dass mit einer neuen Softwareversion signifikant weniger Zeit zur Auswertung der CTP benötigt wird als mit der vorherigen Version (p < 0,001), ohne signifikanten Unterschied in der diagnostischen Genauigkeit (p = 0,169). In der Analyse zweier unterschiedlicher Bolustrackingmethoden zur Initiation der CTA (Publikation 3) zeigte sich, dass sowohl mit einer manuellen als auch mit einer automatischen Bolustracking- methode mit fest definiertem Dichtegrenzwert zuverlässig eine gute Bildqualität erreicht werden kann. Die Bildqualität wies keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen auf (p > 0,41). Die vorliegende Arbeit bekräftigt, dass die nichtinvasive Koronarangiographie mittels CT durch Weiterentwicklungen von Technik und Untersuchungsprotokollen ein vielversprechendes Verfahren und unter bestimmten Voraussetzungen eine Alternative zur invasiven Koronardiagnostik mittels Linksherzkatheter sein kann.

Coronary artery disease (CAD) with its manifestations chronic ischemic heart disease and acute myocardial infarction was the leading cause of death in Germany in the year 2012 with 14.2% of all deaths. Invasive conventional coronary angiography (CCA) serves as the reference standard in the detection of coronary artery stenosis and in-stent restenosis (ISR). Noninvasive coronary angiography using multislice computed tomography (CTA) is a promising tool for patients with a low-to-intermediate likelihood for CAD due to its low risk of complications and high sensitivity and specificity in the detection of CAD. The aim of this work was to investigate 1. the diagnostic accuracy of the combination of myocardial perfusion imaging (CTP) and CTA compared to CTA alone for the assessment of coronary artery stents, 2. the time efficiency and agreement of perfusion parameters of two different myocardial perfusion software releases and 3. the image quality using two different bolus tracking methods for CTA image acquisition. The combination of CTA and CTP compared to CTA alone achieved a higher diagnostic accuracy in the detection of ISR on the patient level (87% vs. 71%, p < 0.001) and on the stent level (89% vs. 76%, p < 0.001; publication 1). The number of non-diagnostic stents was significantly reduced using the additional CTP information (p < 0.001). The evaluation of the two software releases for CTP analysis showed that with the new software version significantly less analysis time is required compared to the previous software version (p < 0.001). The diagnostic accuracy was not significantly different between the two software versions (publication 2; p = 0.169). In the analysis of two different bolus tracking methods for the initiation of CTA (publication 3) both a manual and a fixed threshold bolus tracking method achieved a reliable image quality. The evaluation of the image quality of the coronary arteries showed no significant differences between the two groups (p > 0.41). The present work confirms that the non-invasive coronary angiography using CT is a constantly developing and promising tool and - under certain conditions - an alternative to CCA in the diagnosis of CAD.