Aus dem Institut für Molekulare Biophysik, Radiopharmazie und Nuklearmedizindes Herz- und Diabeteszentrum Nordrhein-Westfalen

-Universitätsklinik-der Ruhr-Universität Bochum

Direktor: Prof. Dr. med. W. Burchert

Schwächungskorrektur mit dem Transmissions-/EmissionssystemBEACONTM bei der Myokardszintigra�e.

Beein�ussung der Aktivitätsverteilung im linksventrikulären Myokardund klinische Bedeutung bei der Diagnostik der koronaren

Herzkrankheit.

Inaugural-Dissertationzur

Erlangung des Doktorgrades der Medizineiner

Hohen Medizinischen Fakultätder Ruhr-Universität Bochum

vorgelegt vonAnnett Kammeieraus Halle (Saale)

2004

Dekan: Prof. Dr. med. G. MuhrReferent: Prof. Dr. med. W. BurchertKoreferent: Prof. Dr. med. H.-J. Trappe

Tag der Mündlichen Prüfung: 19.04.2005

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung 101.1 Bedeutung der Myokard-Perfusionsszintigra�e im Rahmen der Diagnostik

der koronaren Herzkrankheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.2 SPECT-Artefakte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.2.1 Artefakte durch Photonenschwächung . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.2.1.1 Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.2.1.2 Typische SPECT-Befunde des Myokards infolge von Schwä-

chungsartefakten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121.2.2 Weitere Faktoren mit Ein�uÿ auf die Qualität von SPECT-Unter-

suchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.2.2.1 Streustrahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.2.2.2 Bewegungsartefakte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151.2.2.3 Ortsau�ösung des SPECT-Systems, Partialvolumene�ekt . 15

1.3 Methoden zur Schwächungskorrektur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161.4 Problemstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2 Material und Methoden 222.1 Patientenkollektiv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.2 Untersuchungsprotokoll . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232.3 Datenakquisition mit dem Transmissions-/Emissionssystem BEACONTM . 242.4 Rekonstruktion der SPECT-Daten und Befunddokumentation . . . . . . . . 272.5 Untersuchungen der Myokardperfusion mit PET . . . . . . . . . . . . . . . . 292.6 Koronarangiogra�e und linksventrikuläre Angiogra�e . . . . . . . . . . . . . 292.7 Analyse und Interpretation der SPECT-Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.7.1 Ein�uÿ der Schwächungskorrektur mit dem Transmissions-/Emissions-system BEACONTM auf die Aktivitätsverteilung im linksventriku-lären Myokard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.7.2 Diagnostische Wertigkeit der Schwächungskorrekur mit dem Trans-missions-/Emissionssystem BEACONTM . . . . . . . . . . . . . . . . 322.7.2.1 Semiquantitative Beurteilung der Myokardsegmente . . . . 322.7.2.2 Visuelle Beurteilung der Schnittbilder und Polartomogramme 33

2.8 Statistische Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

1

3 Ergebnisse 353.1 Anamnestische und klinische Daten des Patientenkollektivs . . . . . . . . . 353.2 Befunde der Koronarangiogra�e und linksventrikulären Angiogra�e . . . . . 373.3 Parameter der Belastungsuntersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383.4 Ein�uÿ der Schwächungskorrektur mit dem Transmissions-/Emissionssystem

BEACONTM auf die Aktivitätsverteilung im linksventrikulären Myokard . . 393.4.1 Ein�uÿ der Schwächungskorrektur in den einzelnen Segmenten und

Wandabschnitten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.4.2 Geschlechtsspezi�sche Aktivitätsverteilung im Myokard und Beein-

�ussung durch die Schwächungskorrektur . . . . . . . . . . . . . . . 453.4.3 Ein�uÿ der Schwächungskorrektur in Abhängigkeit vom BMI . . . . 473.4.4 Abhängigkeit des E�ektes der Schwächungskorrektur vom verwende-

ten Radionuklid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493.4.5 Beein�ussung der Homogenität der Aktivitätsverteilung im Myokard

durch die AC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503.5 Diagnostische Wertigkeit der Schwächungskorrekur mit dem Transmissions-

/Emissionssystem BEACONTM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503.5.1 Semiquantitative Beurteilung anhand des 20-Segment-Modells . . . . 50

3.5.1.1 Diagnostische Wertigkeit bei der Erkennung von Perfusi-onsstörungen unter Belastung infolge von Koronarstenosen 50

3.5.1.2 Diagnostische Wertigkeit bei der Erkennung von Perfusi-onsstörungen in Ruhe infolge von Vernarbungen des Myo-kards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

3.5.2 Visuelle Beurteilung der Schnittbilder und Polartomogramme . . . . 543.5.2.1 DiagnostischeWertigkeit bei der Erkennung reversibler Per-

fusionsde�zite infolge von Koronarstenosen . . . . . . . . . 543.5.2.2 Diagnostische Wertigkeit bei der Erkennung irreversibler

Perfusionsde�zite infolge von Myokardnarben . . . . . . . . 553.6 Vergleich der Ergebnisse der Perfusionsszintigra�e mit und ohne Schwä-

chungskorrektur mit PET-Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

4 Diskussion 584.1 Ein�uÿ der Schwächungskorrektur auf die Aktivitätsverteilung im linksven-

trikulären Myokard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584.1.1 Beein�ussung der Aktivitätsverteilung in den einzelnen Wandab-

schnitten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584.1.2 Beein�ussung der Homogenität der Aktivitätsverteilung in normalen

Myokardsegmenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614.2 Diagnostische Wertigkeit der Schwächungskorrektur . . . . . . . . . . . . . . 63

2

4.2.1 Ein�uÿ der Schwächungskorrektur auf die Sensitivität und Spezi�tätder Myokardszintigra�e bei der Detektion von Koronarstenosen . . . 63

4.2.2 Ein�uÿ der Schwächungskorrektur auf die Sensitivität und Spezi�-tät der Myokardszintigra�e beim Nachweis von Vernarbungen desMyokards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

4.2.3 Beein�ussung der diagnostischen Tre�sicherheit der Myokardszinti-gra�e durch verschiedene Faktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

4.3 Einsatz des Transmissions-/Emissionssystems BEACONTM bei der Myo-kardszintigra�e im Rahmen der Diagnostik der KHK . . . . . . . . . . . . . 724.3.1 Strahlenexposition durch die Schwächungskorrektur . . . . . . . . . . 724.3.2 Datenakquisition mit dem BEACONTM -System und Datenrekon-

struktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734.4 Probleme beim Einsatz des BEACONTM -Systems . . . . . . . . . . . . . . . 754.5 Limitationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

5 Zusammenfassung 79

3

Abbildungsverzeichnis

1.1 Meÿgeometrien zur AC bei myokardszintigra�schen Untersuchungen: Flä-chenquelle (A), Punktquelle mit Cone-Beam-Geometrie (B), bewegliche Li-nienquellen (C), multiple Linienquellen (D), symmetrische (E) und asym-metrische Fan-Beam-Geometrie (F) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.1 BEACONTM -System mit Transmissionsquelle in Position für die Transmis-sionsmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.2 Meÿgeometrie des BEACONTM -Systems bei 102◦-Kopfstellung . . . . . . . 252.3 Darstellung von Schnittbildern der Transmission (obere Reihe) und der

Überlagerung von Transmission und Emission (untere Reihe) in drei ver-schiedenen Ebenen auf Herzhöhe eines Patienten . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.4 20-Segment-Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

3.1 Mittelwerte (±SD) der Ctsrel (%) in den Segmenten ohne und mit AC undDi�erenz Ctsrel AC − Ctsrel NAC bei Männern . . . . . . . . . . . . . . . . 41

3.2 Mittelwerte (±SD) der Ctsrel (%) in den Segmenten ohne und mit AC undDi�erenz Ctsrel AC − Ctsrel NAC bei Frauen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

3.3 Darstellung der Ctsrel in den einzelnen Wandabschnitten ohne und mit ACbei Männern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

3.4 Darstellung der Ctsrel in den einzelnen Wandabschnitten ohne und mit ACbei Frauen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3.5 Myokard-SPECT-Aufnahmen eines männlichen Patienten (Alter 50 Jahre,BMI 20) mit unau�älliger Koronarangiogra�e nach Injektion von 99mTc-MIBI unter ergometrischer Belastung (150 W) und in Ruhe jeweils mit ACund ohne AC (NAC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.6 Di�erenz der Mittelwerte Ctsrel mannlich − Ctsrel weiblich (%) in den Seg-menten ohne und mit AC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.7 E�ekt der AC (CtsrelAC − CtsrelNAC) in den einzelnen Wandabschnittenin Abhängigkeit vom BMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

3.8 Di�erenz zwischen den relativen Counts mit und ohne AC (rel. CountsAC

− rel. CountsNAC) in den einzelnen Wandabschnitten für die Emissionsnu-klide 201Tl und 99mTc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

4

3.9 Sensitivität und Spezi�tät der Belastungsszintigra�e für das gesamte links-ventrikuläre Myokard und die drei koronaren Stromgebiete (LAD, RCX,RCA) bei semiquantitativer Bewertung der einzelnen Segmente . . . . . . . 51

3.10 Sensitivität und Spezi�tät der Belastungsszintigra�e für das gesamte links-ventrikuläre Myokard und die drei koronaren Stromgebiete (LAD, RCX,RCA) bei semiquantitativer Bewertung nach Zusammenfassung der Seg-mente entsprechend der Koronaranatomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

3.11 Sensitivität und Spezi�tät der Ruheszintigra�e für das gesamte linksventri-kuläre Myokard und die verschiedenen Wandabschnitte bei semiquantitati-ver Bewertung der einzelnen Segmente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

3.12 Sensitivität und Spezi�tät der Ruheszintigra�e für das gesamte linksventri-kuläre Myokard und die verschiedenen Wandabschnitte bei semiquantitati-ver Bewertung nach Zusammenfassung der Segmente . . . . . . . . . . . . . 54

3.13 Sensitivität und Spezi�tät bei visueller Beurteilung der Belastungsszinti-gra�e für das gesamte linksventrikuläre Myokard und die drei koronarenStromgebiete (LAD, RCX, RCA) nach Zusammenfassung der Segmente ent-sprechend der individuellen Koronaranatomie . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

3.14 Sensitivität und Spezi�tät bei visueller Beurteilung der Ruheszintigra�e fürdas gesamte linksventrikuläre Myokard und die einzelnen Wandabschnittenach Zusammenfassung der Segmente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

3.15 Zusammenhang zwischen den Ctsrel NAC und Ctsrel AC und den relativenPET-Perfusionswerten unter Ruhebedingungen und nach Adenosin-Belastung 57

5

Tabellenverzeichnis

1.1 Schwächungskoe�zienten (µ) für 201Tl, 99mTc und 133Ba in Luft und Wasser 12

2.1 BMI-Klassi�kation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232.2 Akquisitionsfenster des BEACONTM -Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . 262.3 Akquisitionsprotokoll für Emission, Transmission und Blank-Scan . . . . . . 272.4 Zuordnung der Segmente des 20-Segmentmodells zu den Wandabschnitten

des linken Ventrikels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292.5 Klass�kation der angiogra�sch nachgewiesenen Koronarstenosen nach Schwe-

regrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302.6 Klassi�kation der Wandbewegungsstörungen in der LV-Angio . . . . . . . . 312.7 Score zur Klassi�kation der Aktivitätsdarstellung in den Segmenten des

linksventrikulären Myokards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322.8 Klassi�kation der Aktivitätsdarstellung des Myokards nach visueller Beur-

teilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

3.1 Patientenkollektiv, Einteilung entsprechend der BMI-Klassi�kation . . . . . 353.2 Patientenkollektiv, klinische Symptomatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.3 Patientenkollektiv, Anzahl der Patienten mit interventioneller Therapie . . . 363.4 Patientenkollektiv, Begleiterkrankungen und kardiovaskuläre Risikofaktoren 363.5 Zuordnung der Koronarstenosen zu den einzelnen Koronargefäÿen . . . . . . 373.6 Häu�gkeiten von Stenosierungen der Koronargefäÿe in den koronaren Haupt-

stromgebieten bei Männern und Frauen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383.7 Verteilung der Koronarstenosen entsprechend dem Ausmaÿ der KHK bei

Männern und Frauen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383.8 Anzahl der Segmente mit normaler und gestörter Wandbewegung in den

Wandabschnitten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383.9 Kreislaufparameter vor und während der Belastung . . . . . . . . . . . . . . 393.10 Anzahl der �normalen Segmente� . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.11 Ctsrel NAC (±SD) und Ctsrel AC (±SD) in den einzelnen Wandabschnitten

bei Männern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.12 Ctsrel AC (±SD) und Ctsrel NAC (±SD) in den einzelnen Wandabschnitten

bei Frauen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443.13 Ctsrel (±SD) ohne und mit AC in den einzelnen Wandabschnitten in Ab-

hängigkeit vom BMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

6

4.1 Spezi�tät (%) der Myokard-SPECT mit und ohne AC im Rahmen der KHK-Diagnostik bezüglich Erkennung und Lokalisation von Koronarstenosen imeinzelnen Koronargefäÿ und im gesamten linksventrikulären Myokard . . . . 64

4.2 Sensitivität (%) der Myokard-SPECT mit und ohne AC im Rahmen derKHK-Diagnostik bezüglich Erkennung und Lokalisation einer Koronarste-nose im einzelnen Koronargefäÿ und im gesamten linksventrikulären Myokard 65

7

Abkürzungsverzeichnis

AC . . . . . . . . . . . . attenuation correction (Schwächungskorrektur)

BMI . . . . . . . . . . . Body Mass Index

COLD . . . . . . . . chronic obstructive lung disease (chronisch obstruktive Lungenerkran-kung)

Ctsrel . . . . . . . . . . relative Counts (relative Aktivitätskonzentration)

Ctsrel ant . . . . . . relative Aktivitätskonzentration der Vorderwand

Ctsrel inf . . . . . . relative Aktivitätskonzentration der Hinterwand

Ctsrel lat . . . . . . . relative Aktivitätskonzentration der Lateralwand

Ctsrel sep . . . . . . relative Aktivitätskonzentration des Septums

KHK . . . . . . . . . . koronare Herzkrankheit

LAD . . . . . . . . . . Left anterior descendent (Ramus interventrikularis anterior)

LSB . . . . . . . . . . . Linksschenkelblock

LV-Angio. . . . . . linksventrikuläre Angiogra�e

NAC . . . . . . . . . . ohne Schwächungskorrektur

OSEM . . . . . . . . Ordered Subset Expectation Maximisation

PET . . . . . . . . . . Positronen-Emissions-Tomogra�e

PTCA . . . . . . . . perkutane transluminale Koronarangioplastie

RCA . . . . . . . . . . Right coronary artery (rechte Koronararterie)

RCX . . . . . . . . . . Ramus circum�exus

RIM . . . . . . . . . . Ramus intermedius

RIVP . . . . . . . . . Ramus interventricularis posterior

RPLD . . . . . . . . . Ramus posterolateralis dexter

RPLS . . . . . . . . . Ramus posterolateralis sinister

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RPP . . . . . . . . . . Rate-Pressure-Produkt

SPECT . . . . . . . Single-Photonen-Emissions-Computertomogra�e

VK . . . . . . . . . . . . Variationskoe�zient

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1 Einleitung

1.1 Bedeutung der Myokard-Perfusionsszintigra�e im Rahmen derDiagnostik der koronaren Herzkrankheit

Die Myokardszintigra�e zählt heute zu den wichtigsten nichtinvasiven Verfahren im Rah-men des diagnostischen Procedere der KHK. Mehrere Studien konnten die hohe Sensitivitätdieses Untersuchungsverfahrens bei der Detektion der Erkrankung aufzeigen, wobei insbe-sondere durch die Anwendung 99mTc-markierter Perfusionstracer und durch die Einführungder Multidetektor-SPECT-Systeme und Entwicklung neuer Kollimatoren eine verbesserteAu�ösung und diagnostische Tre�sicherheit erzielt werden konnten.Die Sensitivität der Perfusions-SPECT des Myokards bei der Diagnostik der KHK undIdenti�zierung der betro�enen Koronargefäÿe wird in der Literatur meist zwischen 70%und 100% angegeben, wobei die Werte u.a. von der Anzahl, der Lokalisation und demGrad der Koronarstenosen sowie von möglichen Begleiterkrankungen abhängen [30, 80,101, 123, 151, 159].Neben dem diagnostischen Wert kommt der Myokardszintigra�e auch eine prognostischeBedeutung zu. Die Wahrscheinlichkeit für ein schwerwiegendes kardiales Ereignis wie Myo-kardinfarkt oder Tod aus kardialer Ursache bei einem Normalbefund der Perfusions-SPECTdes Herzens wird mit weniger als 1% pro Jahr angegeben [10, 63, 64, 79, 100, 143, 146,148, 160]. Bei Nachweis von Perfusionsdefekten in der Belastungsszintigra�e steigt die Rateischämisch bedingter kardialer Ereignisse im weiteren Verlauf deutlich an.Im Rahmen der Akutdiagnostik und Verlaufsbeurteilung nach akutem Myokardinfarkt kön-nen Myokard-SPECT-Untersuchungen ebenfalls von Bedeutung sein [27, 59, 69, 89, 103,169].Die Ergebnisse der Myokardszintigra�e haben somit Ein�uÿ auf die Planung des weiterendiagnostischen und therapeutischen Procedere bei Patienten mit KHK.Im Vergleich zur hohen Sensitivität der Myoakardperfusionsszintigra�e zeigte sich in meh-reren Studien eine suboptimale Spezi�tät [80, 101, 132, 138, 159]. Als häu�ge Ursachen fürdie niedrige Spezi�tät gelten Artefakte im Rahmen der Bildgebung und hier insbesondereArtefakte durch die inhomogene Photonenschwächung im Thorax des Patienten, wobei v.a.die Hinterwand des linken Ventrikles betro�en ist [45, 141]Diese Schwächungsvorgänge können zu arte�ziellen Inhomogenitäten der Aktivitätsvertei-lung im Myokard führen und beein�ussen die diagnostische Tre�sicherheit der Myokard-perfusionsszintigra�e mit einer Häufung falsch positiver Befunde. Dies hat unnötige Fol-geuntersuchungen, insbesondere Koronarangiogra�en zur Folge. Eine Überbewertung von

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Schwächungsphänomenen kann in falsch negativen Befunden resultieren, die wiederum eineverminderte Sensitivität bedingen. Im Einzelfall ist die Einordnung eines Befundes als Ar-tefakt oder Perfusionsstörung nicht sicher möglich und auch abhängig von der Erfahrungdes Untersuchers.

1.2 SPECT-Artefakte

1.2.1 Artefakte durch Photonenschwächung

1.2.1.1 Physikalische Grundlagen

Bei allen szintigra�schen Untersuchungen führen Absorptions- und Streuungsvorgänge zueiner Schwächung der emittierten Photonen mit Verminderung der rekonstruierten Ak-tivitätskonzentrationen v.a. in der Tiefe des zu untersuchenden Objekts. Die betro�enenMyokardanteile werden als Areale verminderter Aktivität dargestellt. Die durch Photonen-schwächung entstehenden Inhomogenitäten der Aktivitätsverteilung im Myokard könnenpotentiell zu einer falschen Befundinterpretation führen.Die Schwächung von Strahlung im Gewebe entsteht durch Wechselwirkungen der Photonenmit Materie und kann durch das lineare Absorptionsgesetz I = I0·e−µx beschrieben werden.I gibt den Photonen�uÿ an, der nach Durchtritt durch das schwächende Medium der Dickex vom ursprünglichen Photonen�uÿ I0 noch vorhanden ist. Der lineare Schwächungskoef-�zient µ hängt von mehreren Faktoren ab. Das schwächenden Medium (Kernladungszahl,Dichte) ist von Bedeutung. Weiterhin besteht eine Abhängigkeit von der Photonenenergie.Der Schwächungskoe�zient setzt sich aus den Anteilen von Photo-, Compton- und Paarbil-dungse�ekt zusammen, wobei letztgenannter E�ekt erst ab einer Photonenergie von≥ 1, 02MeV auftritt und somit für die SPECT-Diagnostik keine Bedeutung besitzt.Die µ-Werte für die bei der Myokardszintigra�e verwendeten Nuklide 201Tl und 99mTcsowie für 133Ba in Luft und in Wasser sind in Tabelle 1.1 angegeben.Bei Untersuchungen biologischer Materie mit ihren relativ niedrigen Kernladungszahlenund unter Berücksichtigung der Energie der in der nuklearmedizinischen Diagnostik an-gewandten Nuklide sind der Compton-E�ekt und der Photoe�ekt für die Photonenschwä-chung verantwortlich. Der Anteil des Compton-E�ekts an der Gesamtschwächung beträgtin Wasser als Schwächungsmedium ca. 97% [42].Als Compton-E�ekt oder Compton-Streuung wird eine Interaktion des Photons mit einemrelativ locker gebundenen Elektron der Atomhülle beschrieben, woraus ein Photon mitverminderter Energie und veränderter Ausbreitungsrichtung resultiert. Die ursprünglicheEnergie des Photons liegt dabei oberhalb der Bindungsenergie des Elektrons. Das gestreutePhoton kann im Untersuchungsobjekt weitere Wechselwirkungen eingehen mit zunehmen-dem Energieverlust, um letztendlich durch den Photoe�ekt die gesamte Energie an einHüllenelektron der inneren Schalen abzugeben und vollständig absorbiert zu werden.Die resultierende Photonenschwächung während einer Szintigra�e ist das Ergebnis mul-

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Tabelle 1.1: Schwächungskoe�zienten (µ) für 201Tl, 99mTc und 133Ba in Luft und Wasser

Schwächungskoe�zient (cm−1)Isotop Energie(keV) Wasser Luft201Tl 80 0, 18 0, 00019

99mTc 140 0, 15 0, 00015133Ba 356 0, 11 0, 00012

tipler Schwächungsvorgänge in den unterschiedlichen Organen und Geweben der unter-suchten Körperregion. Weit mehr als die Hälfte der im Körper des Patienten emittiertenPhotonen werden durch Schwächungsvorgänge beein�uÿt [2, 40]. Von einem Punkt aus demMyokard emittierte Photonen passieren auf ihrem Weg zum Detektor unterschiedliche Ge-webe im Körper des Patienten. Aufgrund der anatomischen Gegebenheiten des Thorax miteiner inhomogenen Dichteverteilung durch die verschiedenen Gewebearten (Weichteilgewe-be, Knochen, Lunge) und aufgrund der asymmetrischen Herzlage im Thorax spielt dasProblem der heterogenen Photonenschwächung bei der Myokardszintigra�e eine besondersgroÿe Rolle.

1.2.1.2 Typische SPECT-Befunde des Myokards infolge von Schwächungsartefakten

Schwächungsbedingte Artefakte können bei der Myokardszintigra�e sowohl bei Verwen-dung von 201Tl als auch bei Verwendung 99mTc-markierter Perfusionstracer auftreten, sindjedoch bei 201Tl aufgrund der niedrigeren Photonenenergie von gröÿerer Bedeutung.Bei der Betrachtung von Myokard-SPECT-Untersuchungen von Normalpersonen zeigensich geschlechtsabhängige Unterschiede der Aktivitätsdarstellung im linksventrikulärenMyokard [3, 30, 38, 45, 88]. Zu den häu�gen Befunden bei der Myokard-SPECT zäh-len Schwächungsartefakte durch die linke Mamma bei Frauen [24, 31, 33, 43]. Typisch isteine erniedrigte Zählrate im Bereich der Vorderwand und der angrenzenden septalen Wan-dabschnitte, was eine Hypoperfusion im Vesorgungsgebiet des LAD vortäuschen kann. DieBefunde sind bezüglich Ausmaÿ, Ausdehnung und Lokalisation variabel und weisen eineAbhängigkeit von der Gröÿe, Dichte und Lage der Mammae auf.Manglos et al. [106] fanden bei Phantomuntersuchungen zur Photonenschwächung durchdie Mammae eine um 15 bis 20% reduzierte Aktivitätsbelegung in den anterioren Wandab-schnitten bezogen auf die inferiore Region. Auch apikal und inferior lokalisierte Artefaktekonnten durch Kaudalverlagerung der Mammae relativ zur Herzspitze simuliert werden.In der Lateralwand gelegene Artefakte �nden sich bei groÿen Mammae, die während derDatenakquisition relativ weit seitlich am Thorax liegen [33].Von einer bedeutsamen Photonenabschwächung durch das Zwerchfell sind beide Geschlech-ter betro�en, sie wird bei männlichen Patienten häu�ger und deutlicher ausgeprägt beob-

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achtet und betri�t besonders die inferioren Wandabschnitte [31, 33, 43, 88]. Dies konnteauch in Phantomstudien simuliert werden [92, 106].Eine Minimierung der Schwächungsartefakte im Bereich der inferioren Wand kann durchBauchlagerung des Patienten während der Akquisition ereicht werden [41, 97, 141]. Voneinigen Autoren werden jedoch neu auftretende Artefakte in anderen Myokardsegmenten,insbesondere anterior, und somit eine mögliche Verschlechterung der Diagnostik im LAD-Versorgungsgebiet beschrieben [11, 86, 128, 139]. Auch die Akquisition in Rechtsseitenlageerbringt eine höhere Aktivitätskonzentration in den inferioren Myokardanteilen im Ver-gleich zur Rückenlage und eine Verbesserung der Spezi�tät im RCA-Gebiet [67].Ähnliche Befunde im Bereich der linksventrikulären Hinterwand wurden von Rab et al.[135] im Zusammenhang mit gröÿeren intraperitonealen Flüssigkeitsansammlungen gefun-den.Bei Lagerung des Patienten mit am Körper anliegenden Armen können Schwächungsar-tefakte in verschiedenen Myokardabschnitten beobachtet werden [18]. Prvulovich et al.[133] beschreiben ausgeprägte E�ekte insbesondere in den anterolateralen Wandabschnit-ten. Die häu�g verwendete Lagerung des Patienten mit den Armen über dem Kopf dientder Vermeidung solcher Artefakte.Auch eine Adipositas kann zu Schwächungsartefakten führen. Hiervon ist häu�g die Late-ralwand betro�en [31].Eine Aktivitätsminderbelegung als Folge der Photonenschwächung zeigt sich oft im Be-reich des Interventrikularseptums. Das typische Aktivitätsverteilungsmuster bei Normal-personen ist durch eine relativ hohe Zählrate der Lateralwand im Vergleich zum Septumgekennzeichnet [30, 38]. Das Verhältnis der gemessenen Aktivitätskonzentrationen von la-teraler und septaler Wand liegt in 201Tl-SPECT-Aufnahmen normalerweise über einemWert von 1, 1 [29]. Neben der geringeren Entfernung zur Thoraxwand spielen auch dieunterschiedlichen Schwächungskoe�zienten des angrenzenden Weichteil- oder Lungenge-webes eine Rolle. Hierbei muÿ beachtet werden, daÿ die Lingula der linken Lunge dasHerz ventral unterschiedlich weit umfaÿt, was in unterschiedlichen Schwächungsvorgängenresultiert [34].Die Schwächung der emittierten Photonen stellt auch die Ursache für die von den apex-nahen zu den basalen Myokardanteilen abnehmende Aktivität in den SPECT-Bildern dar[38, 43, 45, 57].Insgesamt sind die Schwächungsvorgänge im Körper des Patienten aufgrund der zahlreichenEin�uÿfaktoren sehr variabel. Somit können sich die resultierenden Aktivitätsinhomogeni-täten sehr unterschiedlich darstellen und sind im Einzelfall nicht immer geschlechtstypisch[26]. Die Ergebnisse mehrerer Autoren sprechen gegen eine Abhängigkeit von Körperge-wicht und Habitus des Patienten [11, 48, 88]. Lokalisation und Ausprägung der Artefaktekönnen intraindividuell zwischen den einzelnen Untersuchungen, z. B. zwischen Ruhe- undBelastungsaufnahmen variieren. Die Abhängigkeit von der Positionierung und Lagerungdes Patienten ist zu berücksichtigen. Bei Frauen spielt auch die Position der Mammae

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während der Akquisition eine Rolle. Somit können neben �xierten Defekten, welche so-wohl in den Belastungs- als auch in den Ruheaufnahmen nachweisbar sind, auch reversiblePerfusionsde�zite vorgetäuscht werden.

1.2.2 Weitere Faktoren mit Ein�uÿ auf die Qualität von SPECT-Untersuchungen

1.2.2.1 Streustrahlung

Neben der Absorption ist auch die Streuung von Photonen ein Resultat der Wechselwir-kungen mit Materie auf dem Weg zwischen Entstehungs- und Detektionsort, wobei dieentstehende Streustrahlung die Qualität der SPECT-Daten deutlich beein�ussen kann.Im Energiebereich der in der nuklearmedizinischem Diagnostik verwendeten Nuklide ist imZusammenhang mit der Entstehung von Streustrahlung lediglich der Compton-E�ekt vonBedeutung. Die Registrierung der gestreuten Photonen innerhalb des gewählten Energie-fensters führt zu einer Fehlinterpretation ihres Entstehungsortes, woraus ein verminderterBildkontrast (verstärktes Rauschen) resultiert.Sowohl bei SPECT- als auch bei PET-Aufnahmen entfällt ein Anteil von ca. 30-50% derim Energiefenster registrierten Photonen auf Streustrahlung [5, 40, 121]. Das Ausmaÿ derE�ekte, die durch Streustrahlung verursacht werden, hängt u. a. von der Energie der Gam-mastrahlung, der Dicke des Absorbers, dem gewählten Energiefenster und dem Energie-au�ösungsvermögen des Kamerasystems ab. So ist der höhere Anteil an registrierter Streu-strahlung ein Grund für die schlechtere Bildqualität bei der Myokardszintigra�e mit 201Tlim Vergleich zu den 99mTc-markierten Perfusionstracern. Die Gröÿe von Perfusionsdefektendes Myokards kann infolge von Streustrahlung in den SPECT-Bildern fehlerhaft abgebildetsein [121].Artefakte bei der Myokardszintigra�e entstehen auch durch Streustrahlung aus Organen,welche anatomisch eng dem Herzen benachbart sind. Einerseits kann es durch Streuung ausabdominellen Organen mit hoher Aktivitätskonzentration (v. a. Leber und Intestinum) zueiner arte�ziellen Erhöhung der registrierten Aktivität in den benachbarten, insbesondereden inferioren Wandabschnitten des Myokards kommen [112, 120]. So fanden Viggiano etal. [162] in Phantomstudien eine inverse Korrelation zwischen der Aktivitätskonzentrationin der Leber und dem Verhältnis der Aktivitätskonzentrationen von anteriorer zu inferiorerWand.Andererseits können durch eine hohe Traceraufnahme in der Leber nach Rekonstruktionmittels ge�lterter Rückprojektion auch Perfusionsde�zite im Bereich der inferioren und in-feroseptalen Myokardabschnitte vorgetäuscht werden, was in Phantomstudien belegt wurde[58, 120].Insgesamt kann die Beurteilung der Hinterwand und des Inferoseptums durch hohe Akti-vitätsanreicherungen im oberen Abdomen deutlich eingeschränkt bis unmöglich sein. Diestri�t insbesondere auf die 99mTc-markierten Perfusionstracer zu, die eine hohe hepatobiliäreExkretion aufweisen und wirkt sich vor allem in den SPECT-Aufnahmen der Ruheunter-

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suchungen und nach pharmakologischer Belastung aus. Auch die Beurteilung der übrigenMyokardabschnitte kann durch eine relative Minderbelegung bei are�zieller Aktivitätsan-hebung der Hinterwand gestört sein und zu falsch positiven Befunden führen.

1.2.2.2 Bewegungsartefakte

Ein weiteres, häu�g auftretendes Problem stellt die Bewegung des Patienten währendder SPECT-Akquisition dar. Die Ausprägung von Bewegungsartefakten und deren Lo-kalisation hängen von mehreren Faktoren ab, u.a. von Richtung und Geschwindigkeit (ab-rupt, langsam) der Bewegung, vom Ausmaÿ der Bewegung sowie von Anzahl und Loka-lisation der betro�enen planaren Projektionen, in denen die Bewegung registriert wird[13, 25, 36, 111, 131]. Eine klinische Bedeutung ergibt sich bereits, wenn das Ausmaÿ derBewegung etwa 0, 5 bis 1 Pixel erreicht [15, 25, 36].Neben den willkürlichen und unwillkürlichen Patientenbewegungen kann es während derAkquisition auch zu alleinigen Organbewegungen kommen. Hierzu zählt der sogenann-te �upward creep� oder �diaphragmatic creep�, welcher durch eine Aufwärtsbewegung desZwerchfells und daraus resultierender gleichgerichteter Verschiebung des Herzens gekenn-zeichnet ist. Typischerweise tritt diese Zwerchfellbewegung nach einer körperlichen Bela-stung im Rahmen der sich allmählich wieder normalisierenden Lungenvolumina und ab-nehmenden Atemtiefe auf und ist bei Injektion von 201Tl unter ergometrischer Belastungwährend der unmittelbar im Anschluÿ durchgeführten Akquisition von Bedeutung. BeiAnwendung 99mTc-markierter Perfusionstracer mit einem deutlich längeren Zeitintervallbis zur Akquisition ergibt sich das Problem nicht. Die scheinbare Minderperfusion wirdin den inferioren und inferoseptalen Myokardanteilen sowie anteroseptal beschrieben undstellt sich in den Ruheaufnahmen vollständig reversibel dar [31, 51, 116].Desweiteren müssen auch physiologische Organbewegungen durch die Atmung sowie dieHerzbewegungen im Rahmen der Herzkontraktion beachtet werden. Die Atembewegungensind individuell unterschiedlich ausgeprägt. Hierbei spielt die Atemtiefe eine Rolle. Ins-besondere bei vorliegender Dyspnoe, die bei KHK-Patienten mit eingeschränkter Pump-funktion des Herzens während der SPECT-Akquisition im Liegen oft verstärkt wird, kanneine deutliche Bewegung der Thorax- und Oberbauchorgane resultieren. Auch der Atemtypbeein�uÿt die Bewegungen der Thorax- und Oberbauchorgane.

1.2.2.3 Ortsau�ösung des SPECT-Systems, Partialvolumene�ekt

Das räumliche Au�ösungsvermögen der Gammakamera wird v.a. durch das Au�ösungsver-mögen des Kollimators bestimmt. Als Maÿ für die Ortsau�ösung wird die Halbwertsbreiteder Linienbildfunktion (FWHM, Full Width at Half Maximum) verwendet.Das Ortsau�ösungsvermögen nimmt mit wachsender Entfernung des Untersuchungsobjek-tes von der Kollimatorober�äche ab. Die Au�ösung bei SPECT-Bildern ist das Resultataus den jeweiligen Ortsau�ösungen der planaren Projektionen. Nur die bei der SPECT-

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Akquisition im Rotationszentrum gelegenen Objekte werden in allen Projektion mit dergleichen Objektschärfe abgebildet, die jedoch aufgrund des relativ groÿen Abstandes vomDetektor geringer ist als bei detektornahen Strukturen. Bei Rekonstruktion der SPECT-Aufnahmen resultiert eine gewisse Verzerrung der Abbildung in den tranversalen Schnitt-bildern, wenn das Untersuchungsobjekt nicht im Rotationszentrum des SPECT-Systemsliegt. Nach Anwendung eines entsprechenden Korrekturverfahrens verbessert sich die Orts-au�ösung der Myokard-SPECT. Es resultieren eine homogenere Aktivitätsverteilung imMyokard, ein erhöhter Kontrast zwischen Myokard und Hintergrund und eine bessere Ab-grenzung des Ventrikellumens [39, 136].Der Partialvolumene�ekt tritt als Folge des begrenzten Au�ösungsvermögens des Kamera-systems in Erscheinung und trägt zur Entstehung arte�zieller Inhomogenitäten der Akti-vitätsverteilung im Myokard bei PET- und SPECT-Untersuchungen bei [9]. Er stellt einewesentliche Ursache für die auch bei Normalpersonen nachzuweisende verminderte Aktivi-tätsdarstellung im Bereich der Herzspitze und geringer ausgeprägt im Septum dar.Bei kleinen Objekten kommt es zu einer von der Objektgröÿe abhängigen Darstellung derIntensität in den rekonstruierten Bildern. Liegt die Gröÿe einer darzustellenden Strukturunterhalb des Doppelten des Au�ösungsvermögens folgt eine Unterschätzung der Aktivi-tätskonzentration. Phantommessungen von Kalki et al. [83] ergaben bei einer Objektgröÿevon 7 mm eine um ca. die Hälfte verminderte Aktivitätsdarstellung im Vergleich zu einemgroÿen Objekt bei ursprünglich gleicher Aktivitätskonzentration.Dies spielt im Rahmen der Myokardszintigra�e eine wichtige Rolle, da die Dicke des links-ventrikulären Myokards physiologisch nur bei ca. 10 mm in der Diastole liegt und nicht inallen Wandabschnitten konstant ist. Für diese Wanddicke simulierten El Fakhri et al. [40]eine Unterschätzung der tatsächlichen Aktivität um 30% bei einem Au�ösungsvermögenvon 11 mm. Zusätzlich kommt es durch die Herzkontraktion zu einer zyklischen Änderungder Wanddicke, deren Ausmaÿ nicht in allen Myokardanteilen gleich ist.

1.3 Methoden zur Schwächungskorrektur

Neben der Akquisition in Bauch- oder Seitenlage zur Minderung von Schwächungsartefak-ten der Hinterwand sind auch Gated-SPECT-Analysen nach EKG-getriggerter Datenak-quisition mit Beurteilung der Wandbewegung und der Wanddickenzunahme hilfreich beider Einordnung �xierter Defekte als Myokardnarbe oder Artefakt [28, 33, 110]. Letzterezeigen eine normale Wandbewegung und Wanddickenzunahme. Durch Gated-SPECT kannsomit die diagnostische Tre�sicherheit der Myokardszintigra�e gesteigert werden.Eine normale Wandbewegung bei reduzierter Aktivitätsbelegung in den SPECT-Aufnah-men nach Belastung läÿt jedoch keine Unterscheidung zwischen einer belastungsabhängigenMinderperfusion und einem Artefakt durch Photonenschwächung zu. Bei einer deutlichverminderten Aktivitätsdarstellung, die durch Schwächungsartefakte bedingt sein kann,kann die Beurteilung von Wandbewegung und Wanddickenzunahme erschwert sein [107].

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Die genannten Einschränkungen erklären den von Links et al. [96] erzielten Zugewinn andiagnostischer Tre�sicherheit bei Kombination von Gated-SPECT mit einer AC.Der Vergleich mit Normalbefunden, die geschlechtsspezi�sch an gesunden Probanden er-mittelt und auch durch Schwächungsartefakte beein�uÿt werden, erbringt im Einzefallebenfalls keine ausreichende diagnostische Sicherheit. Durch Anwendung entsprechenderVergleichsdaten konnte in einer Multcenter-Studie nur eine niedrige Spezi�tät der Myo-kardperfusionsszintigra�e von 36% erzielt werden [159].Das Problem der Schwächungsartefakte kann nur durch die Anwendung einer AC gelöstwerden. Seit der Einführung der SPECT sind verschiedene Methoden zur Lösung des Pro-blems der AC von Emissionsdaten entwickelt und erprobt worden. Eine Möglichkeit stelltdie berechnete AC auf der Basis eines bekannten Schwächungskoe�zienten nach Ermitt-lung der Körperkontur dar, die für SPECT-Untersuchungen von Organen mit weitgehendhomogener Dichteverteilung und symmetrischer Lage, wie z.B. das Gehirns, angewendetwerden kann [21, 164]. Im Thoraxbereich liefert dieses Verfahren aufgrund der inhomoge-nen und asymmetrischen Schwächung keine korrekten Ergebnisse [106, 137, 156]. Nur dieKenntnis der spezi�schen Verteilung der Schwächungskoe�zienten des Patienten im unter-suchten Körperabschnitt erlaubt eine exakte Korrektur der individuell unterschiedlichenPhotonenschwächung.Wallis et al. [163] beschreiben ein Verfahren zur AC myokardszintigra�scher Aufnahmenmit Injektion von 99mTc-MAA zur De�nition der Lungengrenzen, um nach Bestimmungder äuÿeren Körperkonturen auf der Basis bekannter Schwächungskoe�zienten für Lungen-und Weichteilgewebe ein Transmissionsbild zu berechnen. Aus dem Emissions-SPECT ge-nerierte Transmissionsdaten wurden ebenfalls zur AC verwendet [52, 119, 144].Die Ermittlung der individuellen Dichteverteilung als Grundlage der Transmissionskorrek-tur erfolgt heute zumeist durch Messungen mit radioaktiven Transmissionsquellen. Kuhlet al. [90] erstellten bereits 1966 zweidimensionale Transmissionsbilder unter Verwendungkollimierter 125J- und 241Am-Transmissionsquellen an einem Rektilinearscanner. Die er-zeugten Transmissionsaufnahmen dienten der besseren anatomischen Zuordnung der Emis-sionsdaten und der Identi�kation anatomischer Grenzen. Maeda et al. [102] bestimmtenmit Hilfe einer 99mTc-Flächenquelle die Lungengrenzen zur Verbesserung der Erkennungperipherer Perfusionsde�zite im Rahmen der Lungenperfusions-SPECT.Heute sind bereits einige Systeme zur AC kommerziell erhältlich und verfügen z.T. zusätz-lich über die Möglichkeit einer Streustrahlenkorrektur. Als Transmissionsquellen kommenverschiedene γ-Strahler zur Anwendung, die Photonen emittieren, deren Energie höheroder niedriger ist, als die Energie des Emissionsnuklids. Zu den im klinischen Einsatz amhäu�gsten verwendeten Nukliden zählen 153Gd mit γ-Energien von 97 und 103 keV undeiner HWZ von 242 Tagen [3, 20, 23, 49, 54, 87, 88, 95, 96, 133, 134] und 241Am mit einerγ-Energie von 59 keV und 432 Jahren HWZ [43, 45, 112, 114, 136]. Auch 57Co [49, 145],123mTe [60], 99mTc [44, 50, 66, 74, 81, 96, 104, 105, 161], 201Tl [44, 105] wurden als Trans-missionsnuklide angewendet.

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Bei der Akquisition der Transmissionsaufnahmen �nden verschiedene Formen von Trans-missionsquellen in unterschiedlichen Meÿgeometrien Anwendung (Abbildung 1.1). ZumEinsatz kommen Flächen-, Linien- sowie Punktquellen. Die Emissions- und Transmissions-messungen können sequentiell oder simultan erfolgen.Die Anwendung unkollimierter Flächenquellen (Abbildung 1.1A) führt zu einer relativhohen Strahlenexposition des Patienten und einem hohen Anteil an Streustrahlung beigleichzeitig reduzierter Au�ösung der Transmissionsaufnahmen [6, 104]. Durch Kollimie-rung kann die Strahlenexposition verringert und die Qualität der Transmissionsmessungverbessert werden [19, 50, 156]. Der gegenüberliegende Detektor ist mit einem Parallelloch-kollimator versehen. Die Möglichkeit, das gesamte Gesichtsfeld des Detektors auszunutzen,stellt einen wesentlichen Vorteil dar.

Abbildung 1.1: Meÿgeometrien zur AC bei myokardszintigra�schen Untersuchungen: Flä-chenquelle (A), Punktquelle mit Cone-Beam-Geometrie (B), bewegliche Li-nienquellen (C), multiple Linienquellen (D), symmetrische (E) und asym-metrische Fan-Beam-Geometrie (F)

Eine weitere Möglichkeit stellt die Anwendung von Punktquellen in einer Cone-Beam-Geometrie (Abbildung 1.1B) dar [14, 105, 106]. Einer verbesserten Au�ösung steht v.a.das Problem der unvollständigen Projektionen (�Truncation�-E�ekt) der Transmissionsda-ten infolge einer inkompletten Erfassung des Objektes in einzelnen Projektionen gegenüber.Letzteres kann zu Artefakten im Randbereich des durch die Transmissionsmessung erfaÿtenAnteils des Untersuchungsobjektes und somit zu einer Fehlinterpretation der Schwächungs-

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verteilung führen, was sich auf die schwächungskorrigierten Emissionsbilder auswirken kann[61].Kollimierte Linienquellen werden ebenfalls zur AC der Myokard-SPECT eingesetzt. Alsbewegliche Linienquellen (Abbildung 1.1C) �nden sie kombiniert mit einem Parallelloch-kollimator und einem korrespondierenden beweglichen elektronischen Fenster zur simulta-nen Akquisition der Transmissions- und Emissionsdaten Anwendung, wobei verschiedeneKombinationen von Emissions- und Transmissionsnuklid möglich sind [23, 54, 87, 88, 95,96, 134, 136, 153]. Im Vergleich zu statischen Linienquellen resultiert eine verminderteStrahlenexposition des Patienten. Das gesamte Gesichtsfeld des Detektors kann für dieTransmissionsmessung genutzt werden.Die AC mit mehreren stationären kollimierten 153Gd-Linienquellen (Abbildung 1.1D) wirdvon Celler et al. [20] beschrieben, wobei die Aktivität der einzelnen Linienquellen vonzentral nach peripher abnimmt.In Verbindung mit einem fokussierenden Kollimator am Detektor �nden stationäre Li-nienquellen ebenfalls Anwendung, wobei sich die Transmissionsquelle im Fokus des Kol-limators be�ndet. Bei Anwendung von Dreikopf-SPECT-Systemen ergibt sich die Mög-lichkeit, mit einem Kamerakopf, welcher mit einem Fan-Beam-Kollimator versehen ist,die Schwächungsdaten zu registrieren. Die beiden anderen Detektoren dienen der simulta-nen Emissionsmessung und sind mit Fan-Beam- oder Parallellochkollimatoren ausgestattet(Abbildung 1.1E). Bei Verwendung letzterer wird das Problem der �Truncation�-E�ekte derEmissionsdaten vermieden.Die Transmissionsaufnahmen weisen ein gutes Au�ösungsvermögen auf. Nachteilig sind diemöglichen �Truncation�-E�ekte der Transmissionsdaten, wodurch entsprechende Korrektu-ren während der iterativen Datenrekonstruktion nötig werden können. Eine Verringerungkann durch einen gröÿeren Abstand zwischen der Transmissionsquelle und dem Patientenbzw. Kollimator oder durch eine asymmetrische Meÿgeometrie (Abbildung 1.1F) erreichtwerden [22, 46, 60, 74, 81].In der klinischen Routine sind Transmissionsmessungen nur dann praktikabel, wenn dieAufnahmen in unmittelbarem zeitlichen Zusammenhang mit der Akquisition der Emissi-on erfolgen. Für eine exakte Koregistrierung der Emissions- und Transmissionsdaten istdie simultane Akquisistion optimal. Sequentielle Messungen mit unmittelbar nacheinanderakquirierten Daten sind ebenso möglich, führen jedoch in der Regel zu einer Verlängerungder gesamten Aufnahmezeit durch die zusätzliche Transmissionsmessung.Der zeitliche Mehraufwand sollte möglichst gering sein, da mit steigender Aufnahmedauerauch die Rate an Bewegungsartefakten zunimmt. Eine sequentielle Messung von Emissionund Transmission mit zwischenzeitlicher Patientenbewegung oder -umlagerung läÿt eineexakte Zuordnung der Datensätze nicht mehr zu, was in einer fehlerhaften AC resultierenkann.Eine fehlerhafte Koregistrierung der Emissions- und Transmissionsdaten kann zu einer ver-änderten, inhomogenen Aktivitätsdarstellung in den rekonstruierten schwächungskorrigier-

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ten SPECT-Bildern führen, wodurch Perfusionsstörungen in verschiedenen Myokardarealenvorgetäuscht werden [85, 113, 147]. Die E�ekte sind insgesamt sehr variabel und auch vonder Richtung der Bewegung abhängig.Aus einem engen zeitlichen Zusammenhang der Emissions- und Transmissionaufnahmenergibt sich das Problem der getrennten Registrierung des Emissions- und Transmissions-nuklids, wobei die unterschiedlichen γ-Energien der beiden Nuklide ausgenutzt werden.Die Entstehung von Photonen verminderter Energie ist v.a. die Folge von Streuungsvorgän-gen im Patienten. Die gestreuten, niederenergetischen Photonen des Nuklids mit der höhe-ren Energie können durch Registrierung im Energiefenster des Nuklids mit der niederigerenγ-Energie zur Beein�ussung dieser Aufnahmen führen. Das Ausmaÿ dieser Rückstreuunghängt von den verwendeten Radionukliden, der Aktivität der Transmissionsquelle im Ver-hältnis zur aus dem Patienten emittierten Aktivität und der Meÿgeometrie ab.Die Transmissionsaufnahmen werden negativ beein�uÿt, wenn die γ-Energie des Emissi-onsnuklids oberhalb des Energiefensters der Transmissionsmessung liegt. So wird z. B.bei Verwendung von 153Gd-Flächenquellen und Messung in einem Energiefenster von 100keV ±10% ein mit 60% relativ groÿer Anteil von Streustrahlung des 99mTc-markiertenEmissionstracers registriert [6]. Tan et al. [153] fanden bei Anwendung einer beweglichen153Gd-Linienquelle einen Anteil von 3% der während der Transmissionsaufnahme gemesse-nen Counts, welcher gestreuten Photonen des Emissionsnuklids 99mTc zugeordnet werdenkonnte. Die γ-Energie von 167 keV des 201Tl kann die AC mit einer 99mTc-Quelle beein-�ussen [50, 157]. Bei Verwendung einer asymmetrischen Fan-Beam-Geometrie bestimmtenHollinger et al. [74] einen Anteil von weniger als 1% des 201Tl an der während der Trans-mission im 99mTc-Fenster gemessenen Aktivität.Bei simultaner Akquisition können umgekehrt auch die Emissionsaufnahmen durch Trans-missionsphotonen beein�uÿt werden, wenn die Energie des für die Schwächungsmessungverwendeten Nuklids höher liegt als die des Emissionsnuklids, wie es z.B. bei der Myo-kardszintigra�e mit 201Tl und Anwendung einer 99mTc-Quelle der Fall ist [50, 157]. Beisequentieller Akquisition wird dieses Problem durch Abschirmung der radioaktiven Quellewährend der Emissionmessung vermieden. Durch ein elektronisches Fenster mit alleinigerRegistrierung der Transmissionsphotonen und konkordanter Verschiebung im Bereich desDetektors kann bei simultaner Akquisition mit beweglichen Linienquellen die Kontamina-tion der Emissionsdaten deutlich reduziert werden.Der Rückstreuungsanteil hängt von den Körpermaÿen des Patienten, von den verwende-ten Radionukliden, der Aktivität der Transmissionsquelle im Verhältnis zur vom Patientenemittierten Aktivität und der Meÿgeometrie ab [44]. Die einzelnen Projektionen könnenunterschiedlich stark betro�en sein. Somit können entsprechende Korrekturverfahren er-forderlich werden.Neben der Verwendung radioaktiver Transmissionsquellen kommt auch eine AC auf derBasis von Daten der Computertomogra�e [12, 47, 83, 84, 137, 150] oder der Magnetre-sonanztomogra�e [137] zur Anwendung. Probleme der akuraten Koregistrierung und der

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Bildfusion spielen eine groÿe Rolle bei Verwendung getrennter Systeme für die Akquisiti-on der SPECT-Aufnahmen und der Daten für die Transmissionskorrektur [150]. In letzterZeit wurden multimodale Systeme (PET-CT, SPECT-CT) entwickelt, die gleichzeitig dieMöglichkeit bieten, in Abhängigkeit von der technischen Ausstattung der CT-Komponenteneben der funktionellen nuklearmedizischen Diagnostik auch anatomisch-strukturelle Bild-gebung durchzuführen. Die CT-basierte AC hat den Vorteil eines höheren Photonen�ussesim Vergleich zu den radioaktiven Transmissionsquellen. Die Dauer der Transmissionsmes-sung kann wesentlich verkürzt werden. Die erstellten Transmissionsbilder zeigen insgesamteine bessere Bildqualität [122].

1.4 Problemstellung

Aufgrund der inhomogenen Dichteverteilung im Thorax spielt das Problem der Photonen-schwächung bei Myokardperfusionsszintigra�e unter Verwendung der SPECT-Technik einegroÿe Rolle.Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, das von der Firma Philips Medizin Systemeentwickelte Transmissions-/Emissionssystem BEACONTM in der klinischen Routinedia-gnostik zu evaluieren.Es sollte der E�ekt der AC auf die Aktivitätsverteilung in normalen Myokardarealen ohnerelevante Stenosierung im versorgenden Koronargefäÿ anhand des Vergleiches von schwä-chungskorrigierten und unkorrigierten SPECT-Aufnahmen beurteilt werden.Der zweite Teil der Arbeit bestand darin, die diagnostische Wertigkeit des Transmissions-/Emissionssystems BEACONTM für Perfusions-SPECT-Untersuchungen des Myokards aufder Basis der Beein�ussung von Sensitivität und Spezi�tät durch die Anwendung der AC zuuntersuchen. Als Referenzmethode diente die Koronarangiogra�e. In Einzelfällen erfolgtezusätzlich der Vergleich mit Perfusionsdaten aus PET-Untersuchungen unter Verwendungvon 13N-Ammoniak als Perfusionstracer.

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2 Material und Methoden

2.1 Patientenkollektiv

Im Zeitraum von August 2000 bis September 2001 wurden 57 Patienten (34 Männer,23 Frauen), bei denen eine Myokardszintigra�e unter Ruhe- und Belastungsbedingungendurchgeführt wurde, in die Studie eingeschlossen und die Untersuchungsergebnisse retro-spektiv beurteilt.Die Indikation zur Myokardszintigra�e wurde in 54 Fällen von Kardiologen unserer kar-diologischen Klinik während eines stationären Aufenthaltes der Patienten gestellt. AufÜberweisung durch ambulant tätige Kardiologen untersuchten wir 3 Patienten.Bei 7 (12, 3%) Patienten bestand aufgrund klinischer Befunde und/oder einer entsprechen-den Beschwerdesymptomatik der Verdacht auf das Vorliegen einer koronaren Herzkrank-heit. In 50 (87, 7%) Fällen war bereits eine KHK bekannt. Die Myokardszintigra�e dientebei 43 dieser Patienten zur Abklärung der funktionellen Relevanz der diagnostizierten Ko-ronarstenosen oder zur Beurteilung einer möglichen Progression der Erkrankung und in 7Fällen der Verlaufskontrolle nach vorangegangener PTCA einer Koronarstenose.Da die Koronarangiogra�e als Referenzmethode de�niert wurde, wurden nur Patientenin die Studie eingeschlossen, die in einem zeitlichen Abstand von maximal drei Monaten(Median 3 Tage) vor oder nach der Myokardszintigra�e eine Koronarangiogra�e erhieltenund bei denen in der Zwischenzeit keine kardialen Ereignisse, invasiven Behandlungen oderÄnderungen der kardial wirksamen Medikation eingetreten waren.Bei allen Patienten wurden zunächst relevante anamnestische Daten über Vorerkrankungen(koronare Herzkrankheit, stattgehabter akuter Myokardinfarkt, arterielle Hypertonie, Dia-betes mellitus, Hyper-/Dyslipoproteinämie, COLD), Nikotinkonsum, bisherige Diagnostik(EKG, Ergometrie, Koronarangiogra�e) und invasive therapeutische Maÿnahmen (PTCAmit und ohne Stentimplantation, Bypass-Operation und andere kardiochirurgische Ein-gri�e) erfragt. Diabetes mellitus, Linksschenkelblock, hypertensive Herzerkrankung undstattgehabter Myokardinfarkt waren keine Ausschluÿkriterien.Die aktuelle Dauermedikation und die am Untersuchungstag eingenommenen Medikamentewurden erfaÿt.Weiterhin erfolgte die Befragung der Patienten zur aktuellen Beschwerdesymptomatik. Einetypische Angina-pectoris-Symptomatik wurde anhand des CCS-Scores [75] klassi�ziert. DerSchweregrad der Dyspnoe wurde entsprechend der NYHA-Klassi�kation [75] erfaÿt.Die Erhebung klinischer Daten beinhaltete die Erfassung von Gröÿe, Gewicht und BMI.Anhand des BMI-Wertes erfolgte die Einteilung in Gruppen entsprechend Tabelle 2.1.

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Tabelle 2.1: BMI-Klassi�kation

Gruppe BeschreibungUntergewicht BMI < 19Normalgewicht BMI 19− 24Übergewicht BMI 25− 29Adipositas BMI 30− 39schwere Adipositas BMI > 39

Bei 3 Patienten wurden zusätzlich zu den SPECT-Untersuchungen auch Messungen derMyokardperfusion in Ruhe und unter pharmakologischer Belastung mittels PET durchge-führt und anschlieÿend die Ergebnisse verglichen.

2.2 Untersuchungsprotokoll

Alle Patienten erhielten Myokard-SPECT-Untersuchungen nach Injektion des Radiophar-makons in Ruhe und unter Belastung, wobei sowohl ergometrische, als auch pharmako-logische Belastungen mit Adenosin zur Anwendung kamen. Entsprechend der klinischenErfordernisse fanden beide Untersuchungen am gleichen Tag (1-Tages-Protokoll) oder anzwei unterschiedlichen Tagen (2-Tages-Protokoll) statt.Bei 11 (19, 3%) Patienten wurde die gesamte kardial wirksame Medikation mindestens 48Stunden vor der Belastung abgesetzt. Eine Pause von 24 Stunden konnte bei 19 (33, 3%)Patienten eingehalten werden. In den übrigen Fällen wurden kardial wirksame Medika-mente (Digitalis, Nitrate, Calcium-Anatgonisten, β-Blocker, ACE-Hemmer, AT1-Rezeptor-Antagonisten) von den Patienten auch am Untersuchungstag eingenommen.Die Fahrradergometrie wurde in sitzender Position unter Berücksichtigung der Leitlinienzur Ergometrie der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie [155] durchgeführt. Angestrebtwurde das Ereichen oder Überschreiten von 85% der altersabhängigen maximalen Herz-frequenz (220 − Lebensalter). Die Injektion des Radiopharmakons erfolgte während dermaximal erreichten Belastungsstufe. Die Belastung wurde anschlieÿend mindestens über 1Minute aufrechterhalten.Eine pharmakologische Belastung wurde durchgeführt, wenn eine Ergometrie aufgrund vonBegleiterkrankungen (z.B. schmerzhafte Arthrose, diabetisches Fuÿsyndrom) nicht möglichwar oder Kontraindikationen zur Ergometrie vorlagen. Die Indikation für eine pharmakolo-gische Belastung war auÿerdem bei Nichterreichen der submaximalen Herzfrequenz in derErgometrie durch unzureichende körperliche Belastbarkeit oder kardial wirksame Medika-mente (z.B. β-Blocker) gegeben.Die pharmakologischen Belastungen erfolgten mittels Adenosininfusion (140 µg/kg/min)über 4 Minuten oder 6 Minuten nach vorheriger Prüfung auf das Vorliegen von Kontrain-

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dikationen gegen eine Adenosinanwendung. Das Radiopharmakon wurde bei Anwendungeines 4-Minuten-Protokolls nach 2 Minuten, bei einem 6-Minuten-Protokoll nach 3 Mi-nuten injiziert. Vor der Adenosinbelastung durften die Patienten mindestens 12 Stundenkeine Speisen und Getränke, die Methylxanthine enthalten, konsumieren. Die EinnahmeMethylxanthine enthaltender Medikamente muÿte mindestens 24 Stunden, bei retardiertenFormen (z.B. Bronchoretard) 3 Tage zurückliegen.Die Belastungsszintigra�en wurden mit 99mTc-Tetrofosmin oder 99mTc-MIBI in einer Do-sierung von 220− 340 MBq durchgeführt. Für die Ruheuntersuchungen kam neben diesen99mTc-markierten Perfusionstracern auch 201Tl (90−120 MBq) zur Anwendung, wobei dieAuswahl des Radiopharmakons entsprechend der klinischen Fragestellung (Verwendungvon 201Tl bei Verdacht auf Vernarbungen des Myokards) getro�en wurde. Die Ruheinjek-tionen mit 99mTc-markierten Perfusionstracern erfolgten in einer Dosierung von 220− 350MBq bei Anwendung eines 2-Tages-Protokolls bzw. in einer Dosierung von 600− 780 MBqbei einem 1-Tages-Protokoll.

2.3 Datenakquisition mit dem Transmissions-/EmissionssystemBEACONTM

Die Akquisition der SPECT-Aufnahmen erfolgte an einer Doppelkopfkamera (AXIS, Phi-lips Medizin Systeme).Das für die Transmissionsmessungen verwendete BEACONTM -System besteht aus zwei133Ba-Quellen mit einer Halbwertszeit von 10, 54 Jahren [129]. Es handelt sich um be-wegliche Punktquellen mit einer Aktivität von jeweils 370 MBq (10 mCi). Die Transmis-sionsmessungen erfolgen unter Ausnutzung der γ-Energie von 356 keV (Hauptpeak) und303 keV des 133Ba. Die niederenergetischen γ-Strahlen des 133Ba zwischen 30 und 81 keVwerden durch eine Abschirmung im Bereich des Austrittsfensters eliminiert.Die Transmissionsquellen sind permanent an den beiden Kameraköpfen mit einer entspre-chenden Halterung und Abschirmung angebracht und werden vor Beginn der Akquisionmanuell ausgeklappt. Abbildung 2.1 zeigt die Transmissionquelle in der Position für dieTransmissionsmessung.Abbildung 2.2 zeigt die Meÿgeometrie mit Anordnung der Detektoren in 102◦-Position,die sowohl für die Emissionsmessungen als auch für die Transmissionsmessungen angewen-det wurde. Die Transmissionsaufnahmen erfolgen unter Ausnutzung einer asymmetrischenFan-Beam-Geometrie. Die Transmissionsquellen sind elektronisch in x-und y-Richtung kol-limiert.Während der Akquisition wurden für beide Kameraköpfe niederenergetische Parallelloch-kollimatoren mittlerer Au�ösung (LEGAP, low-energy general all-purpose) verwendet. Beider Transmissionsmessung mit dem BEACONTM -System wird die γ-Strahlung der 133Ba-Quelle nach Penetration der Kollimatorsepten vom Detektor registriert. Hierbei erfolgt eineelektronische Kollimierung der Transmissionsinformationen auf der Seite des Detektors.

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Abbildung 2.1: BEACONTM -System mit Transmissionsquelle in Position für die Transmis-sionsmessung

Abbildung 2.2: Meÿgeometrie des BEACONTM -Systems bei 102◦-Kopfstellung

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Tabelle 2.2: Akquisitionsfenster des BEACONTM -Systems

Energie Fenster99mTc

Fenster 1 144, 0 keV 14, 6%Fenster 2 133, 0 keV 5, 4%Fenster 3 356, 0 keV 45, 0%

201TlFenster 1 80, 0 keV 30, 0%Fenster 2 167, 2 keV 20, 0%Fenster 3 356, 0 keV 45, 0%

Aufgrund der höheren Energie des Transmissionsnuklids im Vergleich zu den Emissions-nukliden der Myokard-SPECT-Untersuchungen ergeben sich keine Probleme hinsichtlicheiner möglichen Kontamination der Transmissionsmessung durch das Emissionsnuklid.Das vollständige Akquisitionsprotokoll besteht aus einer sequentiellen Messung der Emissi-on und der Transmission sowie einer zusätzlichen Messung des planaren Kalibrierungsscans(Blank-Scan). Bei den im Rahmen dieser Studie durchgeführten Myokard-SPECT-Unter-suchungen kam das Akquisitionsprotokoll so zum Einsatz, wie es von der Firma Philips fürdie Myokardperfusionsszintigra�en mit AC unter Verwendung des BEACONTM -Systemsempfohlen wird [108].Nach Lagerung des Patienten in Rückenlage mit den Armen über dem Kopf und Positio-nierung in der Kamera mit den Füÿen zuerst wurde zunächst ein möglichst enger Orbitum den Patienten als Vorgabe für die Rotation der Kameraköpfe während der SPECT-Akquisitionen de�niert. Als nächster Schritt folgte die Messung der Emissionsdaten undunmittelbar anschlieÿend nach einer automatischen Auswärtsbewegung der Kameraköpfeum 3 cm die Messung der Transmissionsdaten.Für die Aufnahmen mit dem BEACONTM -System stehen insgesamt drei Akquisitions-fenster zur Verfügung. Die Beschreibung der Akquisitionsfenster für die Emissionsnuklide99mTc und 201Tl und die Akquisitionsparameter für die Emission, Transmission und denBlank-Scan zeigen Tabelle 2.2 und Tabelle 2.3.Bei der Anwendung 99mTc-markierter Perfusionstracer diente die Information aus demzweiten Energiefenster (130 keV, 5, 4%) der Streustrahlenkorrektur. Für die Emissionsda-ten bei Verwendung von 201Tl wurden die ersten beiden Energiefenster herangezogen. Eserfolgte keine Streustrahlenkorrektur.Die SPECT-Aufnahmen der Emission und Transmission wurden im �Step and Shoot�-Modus akquiriert. Die Akquisition der Emission erfolgte entgegen dem Uhrzeigersinn mitBeginn in RAO-Position und Ende in LAO-Position. Die Bewegung der Kameraköpfe wäh-rend der Transmissionaufnahmen war entgegengesetzt.

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Tabelle 2.3: Akquisitionsprotokoll für Emission, Transmission und Blank-Scan

Emission Transmission Blank-ScanModus SPECT SPECT planarKopfstellung 102◦ 102◦ 102◦

Startposition 123◦ 264◦

Anzahl der Winkelschritte 34 36 1Grad pro Winkelschritt 3◦ 6◦ -Zeit pro Winkelschritt 25 s 10 s 60 sAkquisitionsmatrix 128 x 128 128 x 128 128 x 128Akquisitionsfenster 1, 2 3 3

Die Akquisition von Emission und Transmission bedeutet für den Patienten eine Liegezeitin der Kamera von ca. 25 Minuten.

2.4 Rekonstruktion der SPECT-Daten und Befunddokumentation

Die Rekonstruktion der akquirierten Rohdaten erfolgte unter Verwendung der vom Her-steller bereitgestellten Software.Vor Beginn der Datenrekonstruktion wurden die rotierenden planaren Projektionen hin-sichtlich einer möglichen Patientenbewegung überprüft.Die Emissionsdaten wurden iterativ unter Verwendung eines OSEM-Algorithmus (4 Ite-rationen, 10 Subsets) rekonstruiert. Abweichend von den Empfehlungen des Herstellerswurde die iterative Rekonstruktion sowohl bei den schwächungskorrigerten als auch beiden unkorrigierten Aufnahmen angewendet.Für die anschlieÿende 3D-Post�lterung fand ein LowPass-Filter (LowPass 5.0, Cuto� 0, 36)Anwendung.Zur visuellen Beurteilung der Qualität der Transmissionsdaten wurden transversale Schnitt-bilder nach iterativer Rekonstruktion und Filterung mit einem LowPass-Filter (LowPass7.4, Cuto� 0, 30) erstellt. Abbildung 2.3 zeigt rekonstruierte Transmissionsbilder eines Pati-enten. Die Koregistrierung der Emissions- und Transmissionsdaten wurde visuell überprüft.Die weitere Darstellung der SPECT-Befunde wurde auf der Basis der Empfehlungen derAmerican Society of Nuclear Cardiology [130] vorgenommen. Nach Reangulierung entspre-chend der Herzachse wurden die Kurzachsen-, horizontalen und vertikalen Längsachsen-schnitte des linksventrikulären Myokards dargestellt. Es wurden jeweils die korrespondie-renden Schnittbilder der Belastungs- und Ruheuntersuchung getrennt für die schwächungs-korrigierten und die unkorrigierten Aufnahmen gegenübergestellt. Anschlieÿend wurdenPolartomogramme generiert.Für die weitere Auswertung wurde das Myokard anhand der Polartomogramme in Seg-mente unterteilt. Dies erfolgte in Form eines 20-Segment-Modells (Abbildung 2.4).

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Abbildung 2.3: Darstellung von Schnittbildern der Transmission (obere Reihe) und derÜberlagerung von Transmission und Emission (untere Reihe) in drei ver-schiedenen Ebenen auf Herzhöhe eines Patienten

Abbildung 2.4: 20-Segment-Modell

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Die Zuordnung der einzelnen Segmente zu den verschiedenen Wandabschnitten des links-ventrikulären Myokards zeigt Tabelle 2.4.

Tabelle 2.4: Zuordnung der Segmente des 20-Segmentmodells zu den Wandabschnitten deslinken Ventrikels

Wandabschnitt SegmenteApex 1, 2Vorderwand 4, 10, 16Septum 5, 6, 11, 12, 17, 18Hinterwand 7, 13, 19Lateralwand 3, 8, 9, 14, 15, 20

2.5 Untersuchungen der Myokardperfusion mit PET

Die Untersuchungen der myokardialen Perfusion wurden an einem Siemens EXACT HR+-Scanner unter Verwendung von 13N-Ammoniak als Perfusionstracer in Ruhe und unterAdenosinbelastung durchgeführt. Die injizierte Dosis lag zwischen 530 MBq und 740 MBq.Für die Belastungsuntersuchung wurde das Radiopharmakon unmittelbar nach der 2. Mi-nute der Adenosininfusion injiziert.Die Untersuchung erfolgte in Rückenlage mit am Körper anliegenden Armen.Vor der Akquisition der Emissionsdaten wurde der Patient anhand eines kurzen Trans-missionsscans über zwei Bettpositionen für die weiteren Aufnahmen positioniert. Die ei-gentliche Transmissionsmessung wurde dann über 5 Minuten durchgeführt. Die dynamischeAkquisition der Emissionsdaten erfolgte mit Frameraten von 12 x 10 s, 5 x 30 s, 2 x 120 sund 1 x 450 s mit einer Gesamtdauer von 16 Minuten.Anschlieÿend wurden die Daten schwächungskorrigiert, iterativ (OSEM-Algorhithmus, 4Iterationen, 8 Subsets) in einer Matrix 128 x 128 rekonstruiert und mit einem Gauss-Filter(6, 0 mm FWHM) ge�ltert.Die Berechnung der Perfusionswerte im linksventrikulären Myokard erfolgte unter Verwen-dung eines 3-Kompartment-Modells nach Reangulierung entsprechend der Herzachsen. DiePerfusionswerte wurden in ml/min/100 ml Gewebe für die 20 Segmente angegeben. NachNormierung auf den Maximalwert wurde die relative Perfusionsverteilung bestimmt.

2.6 Koronarangiogra�e und linksventrikuläre Angiogra�e

Die Koronarangiogra�e und die LV-Angio wurden nach Punktion der Arteria femoralisin Judkins-Technik unter Verwendung von durchschnittlich 160 ml eines wasserlöslichenKontrastmittels durchgeführt.

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Tabelle 2.5: Klass�kation der angiogra�sch nachgewiesenen Koronarstenosen nach Schwe-regrad

Schweregrad Beschreibung0 keine Stenose oder Stenose < 50%1 Stenose ≥ 50% und < 70%2 Stenose ≥ 70% und < 90%3 ≥ 90% und ≤ 99%4 100% Stenose (Gefäÿverschluÿ)

Bei allen Patienten wurden die in einem maximalen zeitlichen Abstand von drei Monatendurchgeführten Herzkatheter-Untersuchungen gemeinsam mit einem erfahrenen Kardiolo-gen anhand der Filmaufnahmen retroskpektiv beurteilt. Es erfolgte die visuelle Beurteilungder Koronaranatomie sowie der Anzahl, der Lokalisation und des Schweregrades der vor-handenen Koronarstenosen. Auch di�use Gefäÿwandveränderungen ohne Nachweis einerumschriebenen, höhergradigen Stenosierung entsprechend einer Koronarsklerose wurdenerfaÿt.Die Lokalisation einer Koronarstenose wurde durch die Zuordnung zum betro�enen Ab-schnitt des entsprechenden Koronargefäÿes beschrieben. Für die Klassi�kation entspre-chend der drei koronaren Hauptversorgungsgebiete wurden Stenosierungen der linken Ko-ronararterie (Hauptstammstenosen) jeweils dem LAD und dem RCX zugeordnet. Koronar-stenosen im Verlauf des RIM wurden als LAD-Stenosen klassi�ziert. Bei Vorliegen mehrererStenosen im Verlauf eines Koronargefäÿes wurde versucht, den Schweregrad insgesamt zubeurteilen. Der Schweregrad der Stenosen wurde entsprechend der in Tabelle 2.5 gezeigtenEinteilung klassi�ziert.Bypassgefäÿe wurden nach den gleichen Kriterien beurteilt. Stenosierungen der Koronar-gefäÿe mit einer e�ektiven Bypassversorgung des gesamten nachgeschalteten Gefäÿsystemswurden mit Grad 0 bewertet.Weiterhin erfolgte gemeinsam mit dem Kardiologen die Zuordnung der von einer Koronar-stenose abhängigen Myokardareale mit Erfassung der betro�enen Segmente anhand des20-Segment-Modells. Auf dieser Basis wurden die Segmente zusätzlich für jeden Patien-ten individuell entsprechend der drei koronaren Hauptversorgungsgebiete LAD, RCX undRCA zusammengefaÿt.Die Wandbewegungsanalyse erfolgte ebenfalls visuell anhand der LV-Angio. Die Einteilungder Ergebnisse wurde entsprechend Tabelle 2.6 vorgenommen. Analog zu den Koronarste-nosen wurden auch die Ergebnisse der Wandbewegungsanalyse dem 20-Segment-Modellzugeordnet. Eine Wandbewegungsstörung wurde als Hinweis auf eine Vernarbung im ent-sprechenden Myokardareal gewertet.Die Beurteilung der Koronarangiogra�e und der LV-Angio erfolgte ohne Kenntnis der Be-

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Tabelle 2.6: Klassi�kation der Wandbewegungsstörungen in der LV-Angio

Schweregrad Beschreibung0 normale Wandbewegung1 geringe Hypokinesie2 mäÿige Hypokinesie3 Hypo- bis Akinesie4 Akinesie

funde der Myokard-SPECT.

2.7 Analyse und Interpretation der SPECT-Daten

2.7.1 Ein�uÿ der Schwächungskorrektur mit dem Transmissions-/EmissionssystemBEACONTM auf die Aktivitätsverteilung im linksventrikulären Myokard

Die Aktivitätsverteilung im linksventrikulären Myokard wurde anhand der absoluten Count-zahlen in den 20 Segmenten berechnet. Nach Normierung auf den Maximalwert wurde dierelative Aktivitätskonzentration Ctsrel) in den einzelnen Segmenten bestimmt.Zur Beurteilung des E�ektes der AC mit dem BEACONTM -System erfolgte die De�nitionvon �normalen Segmenten�, welche eine normale Wandbewegung in der LV-Angio zeigtenund keine Stenosen ≥ 50% in den zugehörigen Koronargefäÿen aufwiesen.In diesen Segmenten wurden die Ctsrel der Ruheaufnahmen nach Rekonstruktion ohneAC den Werten nach Rekonstruktion mit AC gegenübergestellt und für jedes Segment dieDi�erenz CtsrelAC − CtsrelNAC gebildet, wobei ein positives Ergebnis eine Anhebung derAktivitätskonzentration im entsprechenden Myokardsegment und ein negatives Ergebniseine Verminderung durch die AC bedeuten.Da sich das Septum im Vergleich zur Lateralwand des linken Ventrikels typischerweiseszintigraphisch kürzer darstellt, wurden das basale anteroseptale und basale inferoseptaleSegment bei der weiteren Auswertung nicht berücksichtigt, so daÿ für die Beurteilung desInterventrikularseptums nur die Segmente 5, 6, 11 und 12 herangezogen wurden (Abbildung2.4).Die Ctsrel der Wandabschnitte Apex, Vorderwand, Septum, Hinterwand und Lateralwanderrechneten sich aus den Mittelwerten der zugehörigen Segmente entsprechend Tabelle 2.4,wobei nur die Patienten berücksichtigt wurden, bei denen alle zu einem Wandabschnittgehörenden Segmente als �normal� klassi�ziert wurden.Der Beurteilung des Korrekture�ektes in Abhängigkeit vom BMI und vom verwendetenRadionuklid wurden die gleichen Auswertungsprinzipien zugrunde gelegt.Anhand der Ctsrel der einzelnen Wandabschnitte wurden bei jedem Patienten für dieSPECT-Aufnahmen ohne und mit AC Quotienten der Aktivitätsverteilung zwischen ante-

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riorer und inferiorer Wand (Ctsrel ant/Ctsrel inf ) sowie zwischen Septum und Lateralwand(Ctsrel sep/Ctsrel lat) gebildet.

2.7.2 Diagnostische Wertigkeit der Schwächungskorrekur mit demTransmissions-/Emissionssystem BEACONTM

2.7.2.1 Semiquantitative Beurteilung der Myokardsegmente

Die Aktivitätsdarstellung aller Myokardsegmente wurde von vier erfahrenen Untersuchernunabhängig voneinander ohne Kenntnis der angiogra�schen Befunde, der Anamnese unddes Untersuchungsprotokolls anhand von Polartomogrammen nach einem Score (Tabelle2.7) visuell, semiquantitativ beurteilt [10, 63, 159].Den Befundern war nicht bekannt, ob es sich um eine schwächungskorrigierte oder unkor-rigierte Aufnahme handelte.

Tabelle 2.7: Score zur Klassi�kation der Aktivitätsdarstellung in den Segmenten des links-ventrikulären Myokards

Grad Beschreibung0 normale Aktivitätsbelegung1 grenzwertiger Befund2 mäÿig verminderte Aktivitätsbelegung3 deutlich verminderte Aktivitätsbelegung4 fehlende Aktivitätsbelegung

Aus den Ergebnissen aller Untersucher wurde der Medianwert des Scores für jedes Segmentfür die Belastungs- und Ruheaufnahmen gebildet. Als pathologisch wurden Segmente miteinem Score ≥ 2 bewertet.Als Parameter für die Beurteilung der diagnostischen Wertigkeit bezüglich der Erkennungbelastungsinduzierter Perfusionsstörungen als Folge von Koronarstenosen dienten Sensiti-vität und Spezi�tät, die anhand der Scores der Belastungsszintigra�e für jedes einzelneSegment im Vergleich mit der Koronarangiogra�e als Referenzmethode berechnet wurden,wobei die unter 2.6 beschriebene individuelle Zuordnung der Segmente zu den Koronar-gefäÿen und zu den drei koronaren Hauptversorgungsgebieten zugrunde gelegt wurde. AlsKriterium wurde die Detektierbarkeit einer Koronarstenose vom Schweregrad ≥ 2 gewählt.In gleicher Weise erfolgte die Bestimmung von Sensitivität und Spezi�tät nach individu-eller Zusammenfassung der Segmente zu den koronaren Hauptstromgebieten LAD, RCXund RCA. Eine Perfusionsstörung wurde diagnostiziert, wenn mindestens ein zum entspre-chenden Koronarversorgungsgebiet gehöriges Segment als pathologisch bewertet wurde.Die diagnostische Wertigkeit der Myokardszintigra�e in Ruhe bei der Erkennung von Ver-narbungen wurde analog zu den Belastungsaufnahmen beurteilt, wobei die Segmente den

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Tabelle 2.8: Klassi�kation der Aktivitätsdarstellung des Myokards nach visueller Beurtei-lung

Grad Beschreibung1 sicher kein Aktivitätsde�zit2 wahrscheinlich kein Aktivitätsde�zit3 nicht beurteilbar4 wahrscheinlich Aktivitätsde�zit5 sicheres Aktivitätsde�zit

Wandabschnitten Apex, Vorderwand, Septum, Hinter- und Lateralwand entsprechend Ta-belle 2.4 zugeordnet wurden. Die LV-Angio diente als Referenzmethode, wobei alle Segmen-te, die keine normale Wandbewegung in Ruhe (Schweregrade 1 − 4) zeigten, als vernarbtbewertet wurden.

2.7.2.2 Visuelle Beurteilung der Schnittbilder und Polartomogramme

Die Kurzachsen-, horizontalen und vertikalen Längsachsenschnitte sowie die Polartomo-gramme nach Auswertung ohne und mit AC wurden retrospektiv von zwei erfahrenenUntersuchern ohne Kenntnis der angiogra�schen Befunde, der Anamnese und der Bela-stungsparameter beurteilt. Die Darstellung der Schnittbilder und Polartomogramme er-folgte in der auch in der Routinediagnostik verwendeten Form mit Hilfe der vom Herstellerbereitgestellten Software. Den Befundern war nicht bekannt, ob es sich um eine schwä-chungskorrigierte oder unkorrigierte Darstellung der Szintigramme handelte.Es waren zwei Fragen zu beantworten:

1. Besteht ein De�zit in der Aktivitätsdarstellung in den Belastungsaufnahmen beigleichzeitig partieller oder vollständiger Normalisierung in den Ruheaufnahmen (re-versibles Aktivitätsde�zit)?

2. Bestehen De�zite in der Aktivitätsdarstellung gleichzeitig in den Belastungs- undRuheaufnahmen (irreversibles Aktivitätsde�zit)?

Jedes Myokardsegment wurde entsprechend Tabelle 2.8 klassi�ziert. Die Frage wurde alspositiv beantwortet gewertet, wenn ein Aktivitätsde�zit Grad 4 oder Grad 5 vorlag. BeiBeurteilung als Grad 1 oder Grad 2 wurde die Frage verneint. Der Ausschluÿ von der wei-teren Auswertung erfolgte bei nicht sicher beurteilbaren Segmenten (Grad 3). Bei partiellreversiblen Aktivitätsde�ziten wurden beide Fragen positiv beantwortet.Beide Untersucher bewerteten die Myokardszintigramme zunächst unabhängig voneinan-der. Bei nicht übereinstimmender Beurteilung wurde eine gemeinsame Bewertung vorge-nommen.

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Unter Verwendung der Ergebnisse bezüglich der reversiblen Aktivitätsde�zite (Frage 1)wurden Sensitivität und Spezi�tät der AC für die Erkennung belastungsinduzierter Perfusi-onsstörungen mit der Koronarangiogra�e als Referenzmethode (Kriterium: Koronarstenosevom Schweregrad ≥ 2) beurteilt.Die Auswertung erfolgte nach individueller Zuordnung der Segmente zu den koronarenHauptstromgebieten. Eine Perfusionsstörung eines Hauptstromgebietes im Myokardszin-tigramm wurde dann diagnostiziert, wenn in mindestens einem zu diesem Gefäÿgebietgehörigen Segment die Frage nach dem Vorliegen reversibler Aktivitätsde�zite positiv be-antwortet werden konnte.Die diagnostische Wertigkeit bezüglich der Erkennung von Vernarbungen im linksventriku-lären Myokard wurde in gleicher Weise beurteilt. Als Referenzmethode diente die Wandbe-wegungsanalyse der LV-Angio. In der Szintigra�e wurde ein Segment als vernarbt beurteilt,wenn ein irreversibles Aktivitätsde�zit sicher oder wahrscheinlich (Grad 4 und 5) vorlag.Segmente mit Grad 1 und 2 zeigten keine Hinweise auf eine Vernarbung. Mit Grad 3 be-wertete Segmente wurden von der weiteren Auswertung ausgenommen. Sensitivität undSpezi�tät wurden für die einzelnen Wandabschnitte Apex, Vorderwand, Septum, Hinter-wand und Lateralwand berechnet, wobei bei einer Vernarbung mindestens ein Segmenteinen pathologischen Befund aufweisen muÿte.

2.8 Statistische Auswertung

Die Ergebnisse sind als Mittelwert und Standardabweichung (± SD) angegeben. Bei Vor-liegen einer Normalverteilung erfolgten die Gruppenvergleiche mittels t-Test für abhängigebzw. unabhängige Stichproben.Der Ein�uÿ des BMI auf den E�ekt der AC (Ctsrel AC − Ctsrel NAC) wurde mittelseinfacher Varianzanalyse untersucht.Zur Beurteilung der Homogenität der Aktivitätsverteilung im Myokard wurde der Variati-onskoe�zient (VK) der Ctsrel als relatives Streuungsmaÿ herangezogen. Die Übereinstim-mung der vier Untersucher bei der Beurteilung der SPECT-Daten entsprechend des unter2.7.2.1 beschriebenen Scores wurde anhand der Intra-Klassen-Korrelation untersucht.Die Prüfung auf Signi�kanz der Unterschiede der Sensitivitäten und Sezi�täten erfolgtemittels Binomialtest.Zum Vergleich der Perfusionsdaten der SPECT- und PET-Untersuchungen unter Ruhebe-dingungen diente die einfache, lineare Regressionsanalyse mit Ermittlung des Korrelation-koe�zienten nach Pearson.Eine statistische Signi�kanz wurde bei einem p < 0, 05 angenommen.Die statistischen Analysen wurden mit den Programmen Statview für Windows (Version5.0) und SPSS für Windows (Version 11.0.1) durchgeführt.

34

3 Ergebnisse

3.1 Anamnestische und klinische Daten des Patientenkollektivs

Das mittlere Alter der Patienten lag bei 62, 7± 9, 1 Jahren. Frauen waren mit 66, 6± 6, 6Jahren signi�kant älter im Vergleich zu den männlichen Patienten (59, 9± 10, 8 Jahre).Die BMI-Werte lagen zwischen 19 und 43 kg/m2 (mittlerer BMI 27, 7 ± 4, 1 kg/m2). Eszeigten sich keine signi�kanten Unterschiede zwischen Männern und Frauen. Die Einteilungder Patienten entsprechend der BMI-Klassi�kation zeigt Tabelle 3.1.Die Befragung der Patienten bezüglich der aktuellen Beschwerden ergab in 33 (57, 9%) Fäl-len eine typische Angina pectoris-Symptomatik, bei 31 (54, 4%) Patienten bestand Dyspnoe(Tabelle 3.2). 18 (31, 6%) gaben weder Dyspnoe noch Angina pectoris an.Ein akuter Myokardinfarkt in der Anamnese konnte bei 19 (33, 3%) Patienten (13 männlich,6 weiblich) eruiert werden. Bei allen Patienten lag das Infarktereignis länger als 6 Monatezurück.Bei 50 (87, 7%) Patienten war vor der szintigra�schen Untersuchung bereits eine KHKbekannt. Bei 42 (73, 7%) Patienten wurden bereits Koronarinterventionen durchgeführt(Tabelle 3.3). Koronare Bypass-Operation und PTCA lagen bei allen Patienten mehr als3 Monate zurück.Eine Schrittmacherimplantation war bei 2 Patienten erfolgt. In 2 Fällen war ein Links-schenkelblock bekannt.Die Erhebung der Patientenanamnese erbrachte die in Tabelle 3.4 aufgeführten Angabenzu den Begleiterkrankungen Diabetes mellitus, arterielle Hypertonie, Hyper- und Dysli-poproteinämie sowie COLD. Die Ergebnisse der Befragung zu familiärer Prädispositionbezüglich kardiovaskulärer Erkrankungen und Angaben zum Nikotinkonsum als zusätzli-che kardiovaskuläre Risikofaktoren sind ebenfalls in Tabelle 3.4 dargestellt.

Tabelle 3.1: Patientenkollektiv, Einteilung entsprechend der BMI-Klassi�kation

BMI gesamt männlich weiblich≤ 19 (Untergewicht) 1 (1, 8%) - 1 (4, 3%)20-24 (Normalgewicht) 7 (12, 2%) 4 (11, 8%) 3 (13, 0%)25-29 (Übergewicht) 33 (57, 9%) 21 (61, 8%) 12 (52, 2%)30-39 (Adipositas) 15 (26, 3%) 8 (23, 5%) 7 (30, 5%)≥ 40 (schwere Adipositas) 1 (1, 8%) 1 (2, 9%) -

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Tabelle 3.2: Patientenkollektiv, klinische Symptomatik

Symptomatik gesamt männlich weiblichAngina pectoris

keine 24 (42, 1%) 16 (47, 0%) 8 (34, 8%)CCS I 1 (1, 8%) - 1 (4, 3%)CCS II 23 (40, 4%) 12 (35, 3%) 11 (47, 9%)CCS III 7 (12, 2%) 4 (11, 8%) 3 (13, 0%)CCS IV 2 (3, 5%) 2 (5, 9%) -

Dyspnoekeine 26 (45, 6%) 17 (50, 0%) 9 (39, 1%)WHO Grad I 1 (1, 8%) 1 (2, 9%) -WHO Grad II 23 (40, 4%) 14 (41, 2%) 9 (39, 1%)WHO Grad III 7 (12, 2%) 2 (5, 9%) 5 (21, 8%)WHO Grad IV - - -

Tabelle 3.3: Patientenkollektiv, Anzahl der Patienten mit interventioneller Therapie

gesamt männlich weiblichZ. n. Bypass-OP 16 (28, 1%) 8 (23, 5%) 8 (34, 8%)Z. n. PTCA 26 (45, 6%) 16 (47, 0%) 10 (43, 5%)

ohne Stentimplantation 6 (10, 5%) 3 (8, 8%) 3 (13, 0%)mit Stentimplantation 20 (35, 1%) 13 (38, 2%) 7 (30, 5%)

Interventionen gesamt 42 (73, 7%) 24 (70, 6%) 18 (78, 3%)

Tabelle 3.4: Patientenkollektiv, Begleiterkrankungen und kardiovaskuläre Risikofaktoren

gesamt männlich weiblichBegleiterkrankungen

Diabetes mellitus 14 (24, 6%) 5 (14, 7%) 9 (39, 1%)arterielle Hypertonie 45 (78, 9%) 28 (82, 4%) 17 (73, 9%)Hyper-/Dyslipoproteinämie 52 (91, 2%) 31 (91, 2%) 21 (91, 3%)COLD 3 (5, 3%) 3 (8, 8%) -

NikotinkonsumEx-Raucher 25 (43, 8%) 18 (52, 9%) 7 (30, 5%)fortgesetzter Nikotinkonsum 6 (10, 5%) 6 (17, 6%) -

familiäre Prädisposition 21 (36, 8%) 13 (38, 2%) 8 (34, 8%)

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3.2 Befunde der Koronarangiogra�e und linksventrikulären Angiogra�e

Das Zeitintervall zwischen der Myokardszintigra�e und der Koronarangiogra�e betrug imMedian 2 Tage (Maximum 54 Tage). Eine LV-Angio wurde bei 54 von 57 Patienten durch-geführt.Insgesamt wurden 77 stenosierte Koronargefäÿe, die nicht durch e�ektive Bypassgefäÿeversorgt waren, diagnostiziert. Die Verteilung auf die einzelnen Koronargefäÿe zeigt Tabelle3.5. Die Häu�gkeiten, mit denen die koronaren Hauptversorgungsgebiete bei Männern undFrauen von Koronarstenosen betro�en waren, sind in Tabelle 3.6 dargestellt.Die aktuelle Koronarangiogra�e erbrachte bei 51 (89, 5%) Patienten mindestens eine Ko-ronarstenose ≥ 50%, die nicht durch e�ektive Bypässe versorgt war. 10, 5% der Patientenzeigten keine entsprechenden Koronarstenosen. In 49, 1% der Fälle fanden sich Koronar-stenosen in einem der drei Hauptversorgungsgebiete (Eingefäÿ-KHK). Bei 40, 4% lag eineMehrgefäÿerkrankung vor. Die entsprechenden Häu�gkeiten und die geschlechtsspezi�scheVerteilung zeigt Tabelle 3.7.

Tabelle 3.5: Zuordnung der Koronarstenosen zu den einzelnen Koronargefäÿen

Koronargefäÿ Anzahl der StenosenHauptstamm 12LAD-Gebiet

LAD 19R. diagonalis 17RIM 11

RCX-GebietRCX 17R. marginalis 15RPLS 11

RCA-GebietRCA 20RIVP 13RPLD 12

Eine ausgeprägte Koronarsklerose zeigten insgesamt 3 Patienten, wobei in 2 Fällen keinehöhergradigen Koronarstenosen nachweisbar waren. Bei einem Patienten wurde zusätzlicheine LAD-Stenose diagnostiziert. Lediglich 4 (7, 0%) Patienten wiesen eine unau�älligeKoronarangiogra�e ohne pathologische Veränderungen der Koronararterien auf.Die Analyse der LV-Angio erbrachte bei 30 von 54 (55, 6%) Patienten einen Normalbefund.Wandbewegungsstörungen konnten in 24 (44, 4%) Fällen nachgewiesen werden.Bei 979 (90, 6%) von insgesamt 1080 analysierten Segmenten zeigte sich eine normaleWandbewegung. Eine Hypokinesie (Wandbewegungsstörung Grad 1 und 2) fand sich bei23 (2, 1%) Segmenten, während eine Wandbwegungsstörung Grad 3 bei 9 (0, 8%) und Grad

37

Tabelle 3.6: Häu�gkeiten von Stenosierungen der Koronargefäÿe in den koronaren Haupt-stromgebieten bei Männern und Frauen

Anzahl der Patientengesamt männlich weiblich

LAD 25 (43, 8%) 14 (41, 2%) 11 (47, 9%)RCX 22 (38, 6%) 15 (44, 1%) 8 (34, 8%)RCA 22 (38, 6%) 14 (41, 2%) 8 (34, 8%)

Tabelle 3.7: Verteilung der Koronarstenosen entsprechend dem Ausmaÿ der KHK bei Män-nern und Frauen

Ausmaÿ der KHK gesamt männlich weiblichkeine Stenose 6 (10, 5%) 4 (11, 8%) 2 (8, 7%)Eingefäÿ-KHK 28 (49, 1%) 16 (47, 1%) 12 (52, 2%)Zweigefäÿ-KHK 18 (31, 6%) 13 (38, 2%) 5 (21, 7%)Dreigefäÿ-KHK 5 (8, 8%) 1 (2, 9%) 4 (17, 4%)

4 bei 69 (6, 4%) Segmenten auftrat. Die Verteilung der Segmente mit normaler und gestör-ter Wandbewegung in den einzelnen Wandabschnitten ist in Tabelle 3.8 dargestellt. DieHinterwand wies am häu�gsten Wandbewegungsstörungen auf.

Tabelle 3.8: Anzahl der Segmente mit normaler und gestörter Wandbewegung in den Wan-dabschnitten

WandbewegungWandabschnitt normal pathologisch

Apex 94 (87, 0%) 14 (13, 0%)Vorderwand 155 (95, 7%) 7 (4, 3%)Septum 312 (96, 3%) 12 (3, 7%)Hinterwand 125 (77, 2% 37 (22, 8%)Lateralwand 293 (90, 4%) 31 (9, 6%)

3.3 Parameter der Belastungsuntersuchungen

Eine Belastung mit dem Fahrradergometer wurde bei 25 (44%) Patienten durchgeführt.Pharmakologische Belastungen waren in 32 (56%) Fällen indiziert, wobei 13 Patienten eineAdenosininfusion über 4 Minuten und 19 Patienten ein 6-Minuten-Protokoll erhielten.Die Ruhe- und die Belastungsuntersuchungen erfolgten bei 48 (84%) Patienten am gleichen

38

Tabelle 3.9: Kreislaufparameter vor und während der Belastung

Blutdruck (mmHg)n Puls(min−1) systolisch diastolisch RPP

Ruhe 57 174 (±14) 128 (±22) 77 (±10) 19515 (±2647)

Belastungergometrisch 25 137 (±19) 172 (±22) 87 (±11) 22948 (±4947)

pharmakologisch 32 188 (±16) 118 (±23) 69 (±10) 10351 (±3176)4-Minuten-Protokoll 13 187 (±18) 112 (±27) 66 (±10) 10010 (±3158)6-Minuten-Protokoll 19 188 (±16) 121 (±20) 71 (±10) 10790 (±2636)

n, Anzahl der Patienten

Tag. Ein 2-Tages-Protokoll kam in 9 (16%) Fällen zur Anwendung.Bei insgesamt 5 Patienten wurde während der ergometrischen Belastung die submaximaleHerzfrequenz nicht erreicht. In 3 Fällen erfolgte der Abbruch der Belastung wegen musku-lärer Erschöpfung bei Erreichen von 80% der Zielfrequenz unter β-Blocker-Therapie, wobeieine alternative Belastung mit Adenosin bei einem Patienten aufgrund eines intermittie-renden höhergradigen AV-Blocks und bei einem Patienten wegen Theophyllinmedikationnicht möglich war. Bei dem dritten Patienten sollte die funktionelle Relevanz der bestehen-den KHK unter der kompletten kardialen Medikation bei ergometrischer Belastung geklärtwerden. Bei den übrigen 2 Patienten wurde die Ergometrie symptomlimitiert mit Abbruchbei Auftreten von Angina pectoris und relevanten ST-Streckensenkungen durchgeführt.Die Adenosinbelastung wurde nur in einem Fall aufgrund einer deutlichen Angina pectorisvorzeitg beendet. Nach Injektion des Radiopharmakons am Ende der 3. Minute erfolgteder Abbruch der Adenosininfusion nach insgesamt 5 Minuten.Tabelle 3.9 zeigt die Mittelwerte der Kreislaufparameter Pulsfrequenz, systolischer unddiastolischer Blutdruck sowie RPP in Ruhe und während der maximalen ergometrischenBelastung bzw. während der Adenosininfusion zum Zeitpunkt der Injektion des Radiophar-makons.

3.4 Ein�uÿ der Schwächungskorrektur mit demTransmissions-/Emissionssystem BEACONTM auf dieAktivitätsverteilung im linksventrikulären Myokard

3.4.1 Ein�uÿ der Schwächungskorrektur in den einzelnen Segmenten undWandabschnitten

Insgesamt wurden mittels Koronarangiogra�e und LV-Angio 798/1140 (70, 0%) Segmenteals �normale Segmente� beurteilt. In Tabelle 3.10 ist die Anzahl für die einzelnen Segmente

39

Tabelle 3.10: Anzahl der �normalen Segmente�

AnzahlSegment gesamt männlich weiblich

1 31 20 112 35 22 133 45 26 194 32 21 115 47 28 196 51 31 207 31 19 128 35 23 129 46 28 1810 42 27 1511 48 29 1912 49 30 1913 28 16 1214 30 18 1215 47 29 1816 47 30 1717 49 30 1918 48 29 1919 26 15 1120 31 19 12

bei Männern und Frauen dargestellt.Die Abbildungen 3.1 und 3.2 zeigen die Mittelwerte der Ctsrel in den einzelnen Segmentenohne und mit AC sowie die Di�erenz als Ausdruck des Korrekture�ektes für Männer undFrauen.Eine signi�kante Aktivitätsanhebung durch die AC konnte bei beiden Geschlechtern inden drei inferioren Segmenten beobachtet werden. Inferoseptal und inferolateral zeigte sichbei den männlichen Patienten ebenfalls in allen Segmenten ein signi�kanter Anstieg derCtsrel. Bei Frauen ergab sich in allen inferoseptalen und inferolateralen Segmenten eineErhöhung der Ctsrel, in den beiden apikalen Segmenten waren die Unterschiede jedochnicht signi�kant.Bei Männern war der E�ekt der AC in allen Segmenten der Hinterwand, des Inferoseptumsund der Inferolateralwand gröÿer als bei Frauen. Weiterhin �el auf, daÿ sich der Ein�uÿder AC bei beiden Geschlechtern in den medialen und basalen Segmenten der genanntenWandabschnitte deutlicher darstellte als in den apexnahen Segmenten.

40

81,9

95,4

±7,8

76,6

±8,4

±3,3

90,5

±7,4

85,5

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±8,2

81,8

±9,5

95,1

±7,0

88,3

±7,6

85,8

±6,6

75,3

±8,6

67,1

±6,9

55,6

±6,8

77,1

±7,8

78,2

±7,5

78,6

±11

,7

68,3

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60,0

±10,0

49,2

±7,7

81,9

95,4

±7,8

76,6

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±3,3

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±7,4

85,5

±6,4

87,4

±9,6

71,5

±8,2

81,8

±9,5

95,1

±7,0

88,3

±7,6

85,8

±6,6

75,3

±8,6

67,1

±6,9

55,6

±6,8

77,1

±7,8

78,2

±7,5

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±11

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±8,5

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±10,0

49,2

±7,7

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ne

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±6,8

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±6,4

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±7,1

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±5,4

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±7,1

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±7,9

93,6

±6,5

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±5,8

77,5

±7,2

86,7

±6,7

75,0

±5,0

91,6

±7,4

90,0

±6,6

81,0

±11

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81,0

±7,7

64,0

±9,1

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5

Abb

ildun

g3.1:

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89

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82

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85

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2,0

92

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Abb

ildun

g3.2:

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n

42

Während bei Frauen in den Segmenten der Herzspitze, der Vorderwand, des Anterosep-tums und der Anterolateralwand keine signi�kanten Änderungen der Aktivitätsverteilungdurch die AC beobachtet wurden, zeigten sich bei Männern signi�kant höhere Ctsrel inden medialen und basalen anteroseptalen Segmenten und signi�kant niedrigere Ctsrel imanteroapikalen Segment und den apikalen Segmenten von Vorderwand und Anterolateral-wand nach AC.Abbildung 3.1 verdeutlicht weiterhin, daÿ die E�ekte der AC in den einzelnen Anteilenvon anteriorer und anterolateraler Wand bei männlichen Patienten nicht gleichsinnig aus-geprägt waren. Während es im apikalen Segment der Vorderwand zu einer signi�kant um5, 7% verminderten Aktivitätsdarstellung kam, fand sich im basalen anterioren Segment ei-ne leichte Zunahme der Ctsrel durch die AC um 2, 2%, wobei das Signi�kanzniveau jedochnicht erreicht wurde. In den anterolateralen Segmenten zeigten sich analoge Veränderungender Ctsrel. Bei Frauen war in allen Segmenten der Vorderwand von apikal bis basal einegeringe, nicht signi�kante Abnahme der Ctsrel zu verzeichnen, während die anterolateralenSegmente alle eine geringe, nicht sign�kante Aktivitätsanhebung aufwiesen.Bei Betrachtung der Herzspitze ergab sich lediglich für das anteroapikale Segment beiMännern ein signi�kanter Abfall der Ctsrel durch die AC.Die Tabellen 3.11 und 3.12 zeigen die Mittelwerte der Ctsrel der einzelnen Wandabschnittedes linken Ventrikels mit und ohne AC für männliche und weibliche Patienten. Der Korrek-ture�ekt ist anhand der Di�erenz der Mittelwerte verdeutlicht. Bei der Zusammenfassungder Segmente zu den verschiedenen Wandabschnitten sind nur die Patienten berücksichtigt,bei denen jeweils alle Segmente eines Wandabschnittes als �normales Segment� klassi�ziertwurden. Die Ergebnisse sind in den Abbildungen 3.3 und 3.4 graphisch dargestellt.

Tabelle 3.11: Ctsrel NAC (±SD) und Ctsrel AC (±SD) in den einzelnen Wandabschnittenbei Männern

Di�erenzWandabschnitt n CtsrelNAC (%) CtsrelAC (%) CtsrelAC − CtsrelNAC

Apex 20 79, 6 (±7, 5) 77, 4 (±7, 7) 1−2, 2*Vorderwand 21 82, 4 (±5, 8) 80, 7 (±6, 3) 1−1, 7*Septum 27 86, 4 (±5, 4) 93, 1 (±3, 9) 1+6, 7*Hinterwand 14 64, 7 (±6, 9) 82, 1 (±4, 2) +17, 4*Lateralwand 14 83, 6 (±4, 8) 87, 8 (±4, 8) 1+4, 2*n Anzahl der Patienten* p < 0, 0001

Analog zu den Ergebnissen für die einzelnen Segmente waren die deutlichsten E�ekte beibeiden Geschlechtern im Bereich der Hinterwand zu verzeichnen. Während bei Männernnach der Korrektur um 17, 4% höhere Werte der Ctsrel in den inferioren Segmenten meÿbarwaren, zeigte sich bei Frauen nur eine Anhebung um 9, 0%.

43

50

60

70

80

90

100

R RA

Lateralw and

Hinterw and

Septum

Vorderw and

Apex

ohne mit

Schwächungskorrektur

Cts

rel

(%

)

Apex

Vorderwand

Septum

Hinterwand

Lateralwand

Abbildung 3.3: Darstellung der Ctsrel in den einzelnen Wandabschnitten ohne und mit ACbei Männern

Das Septum und die Lateralwand stellten sich bei beiden Geschlechtern ebenfalls mit si-gni�kant höheren Ctsrel nach AC dar, die Unterschiede waren im Vergleich zur Hinterwanddeutlich geringer ausgeprägt.

Tabelle 3.12: Ctsrel AC (±SD) und Ctsrel NAC (±SD) in den einzelnen Wandabschnittenbei Frauen

Di�erenzWandabschnitt n CtsrelNAC (%) CtsrelAC (%) CtsrelAC − CtsrelNAC

Apex 11 81, 6 (±8, 9) 79, 8 (±7, 3) −1, 8*Vorderwand 11 83, 2 (±6, 8) 82, 0 (±4, 6) −1, 2*Septum 18 89, 9 (±4, 4) 92, 7 (±2, 6) +2, 8*Hinterwand 11 78, 1 (±8, 2) 87, 1 (±6, 1) +9, 0*Lateralwand 9 88, 3 (±5, 2) 91, 1 (±3, 6) +2, 8*n Anzahl der Patienten* p < 0, 05

Im Bereich der Herzspitze und der Vorderwand des linken Ventrikels wurde eine Tendenzzur verminderten Aktivitätsdarstellung nach AC im Vergleich zu den unkorrigierten Bildernregistriert. Diese Unterschiede waren jedoch nicht statistisch signi�kant.Abbildung 3.5 zeigt einzelne Schnittbilder der Myokard-SPECT eines Patienten ohne Nach-weis relevanter Koronarstenosen mit und ohne AC. Die nicht schwächungskorrigierten Auf-nahmen zeigen unter Belastungs- und Ruhebedingungen eine Aktivitätsminderbelegung

44

50

60

70

80

90

100

R RA

Lateralw and

Hinterw and

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Apex

ohne mit

Schwächungskorrektur

Cts

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(%

)

Apex

Vorderwand

Septum

Hinterwand

Lateralwand

Abbildung 3.4: Darstellung der Ctsrel in den einzelnen Wandabschnitten ohne und mit ACbei Frauen

inferior bis inferoseptal reichend, während sich die Aktivitätsverteilung im Myokard nachAC homogen darstellt.

3.4.2 Geschlechtsspezi�sche Aktivitätsverteilung im Myokard und Beein�ussungdurch die Schwächungskorrektur

Die Abbildung 3.6 zeigt die Di�erenz aus den Mittelwerten der Ctsrel von Männern undFrauen in den einzelnen Segmenten ohne und mit AC.In den SPECT-Aufnahmen ohne AC �elen in den inferioren Segmenten signi�kant niedri-gere Ctsrel bei Männern auf, wobei eine Zunahme der Di�erenzen von apikal nach basal zuverzeichnen war. Auch im medialen Segment des Inferoseptums und in den medialen undbasalen Anteilen der Inferolateralwand zeigten die männlichen Patienten eine signi�kantgeringere Aktivitätsbelegung im Vergleich zu weiblichen Patienten. In der inferolateralenWand war ebenfalls eine Tendenz zur Zunahme der Unterschiede in der Aktivitätsvertei-lung von apikal nach basal nachzuweisen.Im apikalen Segment der Anterolateralwand zeigten männliche Patienten durchschnittlichum 8, 7% (p < 0, 0001) höhere Ctsrel als weibliche Patienten in den Aufnahmen ohne AC.Nach AC konnten lediglich im basalen Segment der Hinterwand noch um 7, 2% höhe-re Ctsrel bei Frauen nachgewiesen werden. In den übrigen Segmenten bestanden keinesigni�kanten Unterschiede zwischen den Geschlechtern. Die Tendenz zur Zunahme der Ak-tivitätsunterschiede zwischen Männern und Frauen von apikal nach basal lieÿ sich, wennauch deutlich geringer ausgeprägt, weiterhin in der Hinterwand und der Inferolateralwandnachweisen.

45

Abbildung 3.5: Myokard-SPECT-Aufnahmen eines männlichen Patienten (Alter 50 Jahre,BMI 20) mit unau�älliger Koronarangiogra�e nach Injektion von 99mTc-MIBI unter ergometrischer Belastung (150 W) und in Ruhe jeweils mit ACund ohne AC (NAC).

- 2,1+ 3,0

- 3,0

+ 1,3

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+ 0,6

- 2,1

- 1,3

- 0,4+ 0,7

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+ 1,0+ 8,7 *

- 4,6

+ 0,9

+ 2,6

- 4,5

- 8,3 *

- 4,1

+ 2,4- 3,1

- 0,5

- 4,1

- 12,9 *

- 8,8 * - 10,6 *

- 3,7

- 12,2 *

- 15,6 *

ohne Schwächungskorrektur mit Schwächungskorrektur

* p < 0, 05

Abbildung 3.6: Di�erenz der Mittelwerte Ctsrel mannlich − Ctsrel weiblich (%) in den Seg-menten ohne und mit AC

46

3.4.3 Ein�uÿ der Schwächungskorrektur in Abhängigkeit vom BMI

Der Ein�uÿ der AC auf die Aktivitätsverteilung im Myokard in Abhängigkeit vom BMIwurde nach Einteilung der Patienten entsprechend der BMI-Klassi�kation beurteilt. DasKriterium �extreme Adipositas� fand sich nur bei einem Patienten mit einem BMI von43. Dieser Patient wurde für die weitere Auswertung der Kategorie �Adipositas� zugeord-net. Bei einer Patientin mit einem BMI von 19 wurde keine LV-Angio zur Beurteilungder Wandbewegung durchgeführt, so daÿ für die Kategorie �Untergewicht� keine weitereAuswertung vorgenommen werden konnte.Die Mittelwerte der Ctsrel NAC und Ctsrel AC in den einzelnen Wandabschnitten sindfür die BMI-Gruppen �Normalgewicht�, �Übergewicht� und �Adipositas� in Tabelle 3.13dargestellt. Einzelne Wandabschnitte waren aufgrund der geringen Anzahl der Patientenin den BMI-Gruppen nur eingeschränkt beurteilbar.

Tabelle 3.13: Ctsrel (±SD) ohne und mit AC in den einzelnen Wandabschnitten in Ab-hängigkeit vom BMI

Normalgewicht Übergewicht Adipositasohne AC mit AC ohne AC mit AC ohne AC mit AC

Apex 79, 0 76, 7* 81, 3 79, 4* 78, 0 75, 2*(±3, 0) (±5, 5)* (±8, 7) (±7, 7)* (±7, 5) (±8, 2)*n = 4 n = 4* n = 21 n = 21* n = 6 n = 6*

Vorderwand 80, 1 78, 5* 82, 6 82, 0* 84, 9 80, 1*(±9, 2) (±6, 9)* (±5, 8) (±5, 8)* (±4, 8) (±4, 7)*n = 4 n = 4* n = 22 n = 22* n = 6 n = 6*

Septum 85, 3 92, 0* 86, 7 93, 1* 90, 8 92, 9*(±7, 0) (±4, 8)* (±4, 3) (±3, 2)* (±5, 3) (±3, 7)*n = 5 n = 5* n = 26 n = 26* n = 14 n = 14*

Hinterwand 68, 8 87, 5* 69, 5 84, 4* 73, 9 82, 3*(±9, 0) (±3, 6)* (±9, 0) (±5, 5)* (±12, 9) (±6, 5)*n = 4 n = 4* n = 14 n = 14* n = 7 n = 7*

Lateralwand 89, 5 89, 7* 84, 8 89, 6* 84, 3 87, 8*(±3, 4) (±3, 8)* (±4, 9) (±5, 2)* (±6, 5) (±4, 2)*n = 4 n = 4* n = 12 n = 12* n = 7 n = 7*

n, Anzahl der Patienten* p < 0, 05

Ein signi�kanter Anstieg der Ctsrel in der linksventrikulären Hinterwand durch die AClieÿ sich in allen BMI-Gruppen nachweisen. Lateral und septal bestanden signi�kante Un-terschiede in den Ctsrel nur bei Patienten mit Übergewicht. Bei bestehender Adipositas

47

-10

-5

0

5

10

15

20

Normalgewicht Übergewicht Adipositas

Apex Vorderwand Septum Hinterwa nd Lateralwand

Cts

relA

C–

Cts

relN

AC(%

)

p = 0,006

p = 0,012

Abbildung 3.7: E�ekt der AC (CtsrelAC − CtsrelNAC) in den einzelnen Wandabschnittenin Abhängigkeit vom BMI

zeigten die Patienten in der Vorderwand signi�kant verminderte Ctsrel mit AC im Vergleichzu den unkorrigierten Aufnahmen. Signi�kante Veränderungen in der Aktivitätsbelegungder Herzspitze fanden sich in allen BMI-Gruppen nicht.Die Varianzanalyse ergab in der Herzspitze, der Vorderwand, dem Septum und der Hin-terwand keinen signi�kanten Ein�uÿ des BMI auf den Korrekture�ekt, der anhand derDi�erenz CtsrelAC − CtsrelNAC beurteilt wurde. Ein Ein�uÿ des BMI auf den E�ekt derAC lieÿ sich nur im Bereich des Septums (p = 0, 022) nachweisen.Abbildung 3.7 zeigt den mittleren Korrekture�ekt für die einzelnen Wandabschnitte in denverschiedenen BMI-Gruppen. Ein sign�kanter Unterschied bezügliches des E�ektes der ACergab sich für die septalen Myokardanteile zwischen den Patienten mit Übergewicht undAdipositas (p = 0, 006). Die Abbildung verdeutlicht weiterhin einen Trend zur Abnahmedes Korrekture�ektes mit steigendem BMI im Bereich der Hinterwand, welcher sich auchseptal andeutete. In der Lateralwand zeigten nur Patienten mit Übergewicht und Adipo-sitas einen E�ekt der AC, während bei Normalgewicht keine wesentliche Änderung derAktivitätsdarstellung nachzuweisen war. Eine signi�kante Di�erenz fand sich nur zwischenden Gruppen Normalgewicht und Übergewicht (p = 0, 012). Au�ällig war auÿerdem, daÿin den anterioren Segmenten die gröÿte Abnahme der Aktivität durch die AC bei adipösenPatienten vorlag, während die beiden anderen Gruppen nahezu keinen E�ekt zeigten.

48

14,6

5,5

3,3

13,3

-1,1

-1,4

4,1

4,5

-2,5

-3,7

-10 -5 0 5 10 15

Tl-201 Tc-99m

Cts rel AC – Cts rel NAC (%)

Apex

Vorderwand

Septum

Hinterwand

Lateralwand

Abbildung 3.8: Di�erenz zwischen den relativen Counts mit und ohne AC (rel. CountsAC

− rel. CountsNAC) in den einzelnen Wandabschnitten für die Emissions-nuklide 201Tl und 99mTc

3.4.4 Abhängigkeit des E�ektes der Schwächungskorrektur vom verwendetenRadionuklid

Bei den bisherigen Darstellungen wurden die E�ekte der AC unter Verwendung des Trans-missions-/Emissionssystems BEACONTM auf die Aktivitätsverteilung im linksventrikulä-ren Myokard unabhängig vom verwendeten Emissionsnuklid betrachtet.Untersucht man die Unterschiede in den Ctsrel mit und ohne AC in den einzelnen Seg-menten in Abhängigkeit vom applizierten Radiopharmakon 201Tl oder 99mTc-Tetrofosminbzw. -MIBI, konnten analog zu den unter 3.4.1 genannten Ergebnissen für beide Nuklidedie gröÿten Veränderungen der Aktivitätsverteilung in den inferioren, inferoseptalen undinferolateralen Segmenten gefunden werden. Eine Abhängigkeit der Aktivitätsverteilung imlinksventrikulären Myokard vom Radionuklid lieÿ sich für kein Segment der korrigiertenund unkorrigierten SPECT-Aufnahmen nachweisen.Abbildung 3.8 zeigt den Korrekture�ekt (CtsrelAC − CtsrelNAC) in den einzelnen Wan-dabschnitten in Abhängigkeit vom verwendeten Nuklid. Es ergab sich für keinen Wandab-schnitt ein signi�kanter Unterschied zwischen den E�ekten der AC in der Patientengruppe,die mit 201Tl untersucht wurde, und in der Patientengruppe nach Injektion eines 99mTc-markierten Perfusionstracers.

49

3.4.5 Beein�ussung der Homogenität der Aktivitätsverteilung im Myokard durch dieAC

Die Spannweite der mittleren Ctsrel der normalen Segmente aller Patienten (Abbildung3.1 und 3.2) war ohne AC bei Männern deutlich gröÿer als in den schwächungskorrigiertenAufnahmen (39, 8% vs. 18, 9%). Bei weiblichen Patienten war dies ebenso nachweisbar(21, 5% vs. 15, 7%), wenngleich der Unterschied geringer ausgeprägt war.Nach Berechnung der intraindividuellen maximalen Di�erenz der Ctsrel zwischen den Seg-menten für 9 Patienten, bei denen alle Segmente als normal klassi�ziert wurden, ergab sicheine signi�kante Abnahme der Spannweite um 7, 5% (46, 5% vs. 39, 0%, p = 0, 003).Bei 9 Patienten mit ausschlieÿlich als normal beurteilten Segmenten sanken die VK derCtsrel durch die AC. Der mittlere VK dieser Patienten lag bei 0, 160± 0, 044 und 0, 126±0, 032 (p = 0, 007) für die unkorrigierten Aufnahmen bzw. für die schwächungskorrigiertenAufnahmen.Bei insgesamt 15 Patienten (9 Männer, 6 Frauen), bei denen alle Segmente der Vorder- undHinterwand als �normale Segmente� klassi�ziert wurden, konnte jeweils der Quotient Ctsrel

ant/Ctsrel inf berechnet werden. Bei Männern ergab sich ohne AC ein mittlerer Quotientvon 1, 30± 0, 18, Frauen zeigten hingegen nur einen Wert von 1, 10± 0, 25.In den schwächungskorrigierten SPECT-Aufnahmen zeigte sich eine Abnahme des Quoti-enten auf 0, 97 ± 0, 12 bei Männern und 0, 94 ± 0, 08 bei Frauen. Der Unterschied zu denunkorrigierten Aufnahmen war nur bei Männern statistisch signi�kant (p = 0, 0001).In 21 Fällen (13 Männer, 8 Frauen) wurden alle septalen und lateralen Segmente als �nor-male Segmente� beurteilt. Die Quotienten Ctsrel lat/Ctsrel sep zeigten keine signi�kan-ten Veränderungen durch die AC. Ohne Korrektur ergab sich für Männer ein Wert von1, 00 ± 0, 08 und für Frauen von 1, 01 ± 0, 03. Nach AC lagen die Werte bei 0, 96 ± 0, 09bzw. 1, 00± 0, 03.

3.5 Diagnostische Wertigkeit der Schwächungskorrekur mit demTransmissions-/Emissionssystem BEACONTM

3.5.1 Semiquantitative Beurteilung anhand des 20-Segment-Modells

3.5.1.1 Diagnostische Wertigkeit bei der Erkennung von Perfusionsstörungen unterBelastung infolge von Koronarstenosen

Die Beurteilung der einzelnen Segmente in den SPECT-Aufnahmen nach Belastung un-ter Verwendung des im Abschnitt 2.7.2.1 beschriebenen Scores erbrachte für die nichtschwächungskorrigierten Perfusionsaufnahmen nach Belastung 473 (41%) als pathologischklassi�zierte Segmente. 667 (59%) Segmente konnten als normal beurteilt werden. NachAC wurden 329 (29%) Segmente als pathologisch und 811 (71%) als normal beurteilt.Die Koe�zienten für die Intra-Klassen-Korrelation lagen für die vier Untersucher bei 0, 98für schwächungskorrigierte und unkorrigierte Auswertung. Es ergab sich somit unabhängig

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72

8274

51

889089 90

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gesamt LAD RCX RCA

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gesamt LAD RCX RCA

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ohne Schwächungskorrektur mit Schwächungskorrektur

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ohne Schwächungskorrektur mit Schwächungskorrektur

gesamt LAD RCX RCA gesamt LAD RCX RCA

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Abbildung 3.9: Sensitivität und Spezi�tät der Belastungsszintigra�e für das gesamte links-ventrikuläre Myokard und die drei koronaren Stromgebiete (LAD, RCX,RCA) bei semiquantitativer Bewertung der einzelnen Segmente

von der Anwendung der AC ein hohes Maÿ an Übereinstimmung der Untersucher.Die Sensitivität für die Erkennung eines Perfusionsde�zites in den Belastungsaufnahmenbei Vorliegen einer Koronarstenose vom Schweregrad ≥ 2 sank durch Anwendung der ACnicht signi�kant von 70% auf 63%, während die Spezi�tät signi�kant von 74% auf 89%(p < 0, 001) anstieg.Betrachtet man die einzelnen Segmente getrennt für die koronaren Hauptversorgungsgebie-te unter Berücksichtigung der individuellen Koronarantomie, läÿt sich für das LAD-Gebietein nicht signi�kanter Anstieg der Sensitivität durch die AC um 7% verzeichnen. Im RCX-und RCA-Gebiet vermindert sich die Sensitivität um 13% bzw. 16%, wobei nur die zuletztgenannte Veränderung signi�kant war (p = 0, 022).Die Spezi�tät steigt in allen drei Gefäÿgebieten signi�kant an, im Bereich der LAD um8% (p = 0, 001), des RCX um 16% (p < 0, 001) und der RCA um 39% (p < 0, 001). InAbbildung 3.9 sind Sensitivität und Spezi�tät für die Beurteilung der einzelnen Segmentein Abhängigkeit von der Anwendung der AC dargestellt.Nach Zusammenfassung der Segmente zu den koronaren Versorgungsgebieten ergab sichfür den Nachweis einer signi�kanten KHK ohne AC eine Sensitivität von 94%, die durchAC nicht signi�kant auf 88% absinkt. Von den 8 Patienten ohne signi�kante Koronarste-nosen zeigten ohne AC nur 5 (63%) eine normale Belastungsperfusion gegenüber 7 (88%)Patienten nach AC. Der Unterschied der Spezi�tät war nicht signi�kant.Im LAD-Gebiet traten keine signi�kanten Veränderungen auf. Die Sensitivität stieg um 4%und die Spezi�ät um 9%. Ein signi�kantes Ansteigen der Spezi�ät um 22% (p = 0, 017) und52% (p < 0, 001) konnte in den Versorgungsbereichen von RCX und RCA nachgewiesenwerden. Im Perfusionsgebiet des RCX änderte sich die Sensitivität nicht. Während ohneAC 21 von 22 (95%) Patienten mit einer RCA-Stenose ≥ 70% auch eine pathologischeBelastungsperfusion aufwiesen, war dies nach AC nur bei 17 (77%) Patienten der Fall war.

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42

696363

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gesamt LAD RCX RCA

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gesamt LAD RCX RCA

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ohne Schwächungskorrektur mit Schwächungskorrektur

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ohne Schwächungskorrektur mit Schwächungskorrektur

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gesamt LAD RCX RCA gesamt LAD RCX RCA

Abbildung 3.10: Sensitivität und Spezi�tät der Belastungsszintigra�e für das gesamtelinksventrikuläre Myokard und die drei koronaren Stromgebiete (LAD,RCX, RCA) bei semiquantitativer Bewertung nach Zusammenfassung derSegmente entsprechend der Koronaranatomie

Der Unterschied war nicht signi�kant.Die errechneten Sensitivitäten und Spezi�täten für die Detektion der KHK im gesamtenlinksventrikulären Myokard und nach Zusammenfassung der Segmente zu den koronarenVersorgungsgebieten sind in Abbildung 3.10 dargestellt.

3.5.1.2 Diagnostische Wertigkeit bei der Erkennung von Perfusionsstörungen inRuhe infolge von Vernarbungen des Myokards

Die Bewertung der Segmente in den Ruheszintigrammen ergab für die nicht schwächungs-korrigierte SPECT-Rekonstruktion 717 (63%) normale Segmente. 423 (37%) Segmentezeigten Perfusionsstörungen in Ruhe. Nach Anwendung der AC wurden 870 (76%) Seg-mente als normal und 270 (24%) Segmente als pathologisch beurteilt.Für die Intra-Klassen-Korrelationskoe�zienten ergaben sich Werte von 0, 98 ohne und 0, 97mit AC.Die Beurteilung der diagnostischen Wertigkeit der Ruheszintigra�e erfolgte bei den 54Patienten, bei denen Ergebnisse der LV-Angio zum Vergleich vorlagen.Die Sensitivität bezüglich der Detektierbarkeit einer Ruheperfusionsstörung in einem be-stimmten Segment bei vorhandener Wandbewegungsstörung als Hinweis auf eine Vernar-bung �el durch die Anwendung der AC nicht signi�kant von 89% auf 79% ab. Demgegen-über zeigte die Spezi�tät einen signi�kanten Anstieg von 76% auf 91% (p < 0, 001).Betrachtet man die einzelnen Segmente getrennt für die verschiedenen Wandabschnittezeigte sich durch die schwächungskorrigierte SPECT-Auswertung in den inferioren Myo-kardanteilen ein Abfall der Sensitivität um 11% (p = 0, 04). In der Lateralwand führte dieAnwendung der AC zu einem Abfall der Sensitivtiät um 9%, der nicht statistisch signi�kantwar. Wandbewegungsstörungen in den anterioren Wandabschnitten fanden sich nur in 7

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gesamt Apex Vorderwand Septum Hinterwand Lateralwand

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gesamt Apex Vorderwand Septum Hinterwand Lateralwand

Sen

sitiv

ität

ohne Schwächungskorrektur mit Schwächungskorrektur

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ohne Schwächungskorrektur mit Schwächungskorrektur

gesamt apikal anterior septal inferi or lateral gesamt apikal anterior septal infe rior lateral

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Abbildung 3.11: Sensitivität und Spezi�tät der Ruheszintigra�e für das gesamte linksven-trikuläre Myokard und die verschiedenen Wandabschnitte bei semiquan-titativer Bewertung der einzelnen Segmente

Segmenten, welche unabhängig von der Auswertung jeweils alle eine Ruheperfusionsstörungaufwiesen. Apikal ergab sich ebenfalls keine signi�kante Änderung der Sensitivität. Septalwiesen alle 8 Segmente mit einer Wandbewegungsstörung nach Rekonstruktion ohne ACauch eine verminderte Ruheperfusion auf. Nach schwächungskorrigierter Rekonstruktionzeigte sich nur noch bei 6 (75%) Segmenten eine entsprechende Perfusionsstörung.Auÿer in der Herzspitze stieg in allen Anteilen des linksventrikulären Myokards die Spe-zi�tät durch die schwächungskorrigierte Rekonstruktion an. Der deutlichste E�ekte fandsich inferior mit einem Anstieg um 48% (p < 0, 001). Auch septal und lateral waren Ände-rungen der Spezi�tät um 14% (p < 0, 001) bzw. 13% (p < 0, 001) nachweisbar. Im Bereichder Vorderwand betrug der Unterschied lediglich 4% und war nicht signi�kant. Der geringeAbfall der Spezi�tät in der Herzspitze um 1% erwies sich ebenfalls als nicht signi�kant.In Abbildung 3.11 sind Sensitivität und Spezi�tät für die Beurteilung der einzelnen Seg-mente in Abhängigkeit von der Anwendung der AC gra�sch dargestellt.Nach Zusammenfassung der Segmente des linken Ventrikels wurde unabhängig von derRekonstruktion bei allen Patienten, die eine Wandbewegungsstörung aufwiesen, auch eineRuheperfusionsstörung diagnostiziert (Sensitivität 100%). Die Spezi�tät stieg durch An-wendung der AC signi�kant von 40% auf 70% (p = 0, 002) an.Im Bereich des Apex und der Vorderwand änderte sich die Sensitivität nicht. Apikal wiesjeweils ein Patient mit einer Wandbewegungsstörung keine entsprechende Perfusionsstö-rung auf. Septal zeigten nach schwächungskorrigierter Auswertung 1 von 4, inferior 2 von18 und lateral 3 von 17 Patienten kein Perfusionsde�zit bei gestörter Wandbewegung. Oh-ne AC betrug die Sensitivität jeweils 100%. Die Spezi�tät stieg in allen Wandabschnittendurch die Anwendung der AC an. Der deutlichste Anstieg um 48% (p < 0, 001) war inder Hinterwand zu verzeichnen. Das Signi�kanzniveau wurde auch septal (p = 0, 007) undlateral (p = 0, 002) erreicht. Die Sensitivitäten und Spezi�täten für den Nachweis einer

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gesamt Apex Vorderwand Septum Hinterwand Lateralwand

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gesamt Apex Vorderw and Septum Hinterw and Lateralw and

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ohne Schwächungskorrektur mit Schwächungskorrektur

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ohne Schwächungskorrektur mit Schwächungskorrektur

gesamt apikal anterior septal inferi or lateral gesamt apikal anterior septal infe rior lateral

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Abbildung 3.12: Sensitivität und Spezi�tät der Ruheszintigra�e für das gesamte linksven-trikuläre Myokard und die verschiedenen Wandabschnitte bei semiquan-titativer Bewertung nach Zusammenfassung der Segmente

gestörten Ruheperfusion als Ausdruck einer Vernarbung bei bestehender Wandbewegungs-störung sind in Abbildung 3.12 bezogen auf das gesamte linksventrikuläre Myokard undfür die einzelnen Wandabschnitte nach Zusammenfassung der Segmente dargestellt.

3.5.2 Visuelle Beurteilung der Schnittbilder und Polartomogramme

3.5.2.1 Diagnostische Wertigkeit bei der Erkennung reversibler Perfusionsde�ziteinfolge von Koronarstenosen

Die visuelle Beurteilung der Segmente ergab jeweils bei 40 (70%) Patienten nach Auswer-tung ohne und mit AC reversible Perfusionsde�zite im linksventrikulären Myokard.In den nicht schwächungskorrigierten Aufnahmen wurden insgesamt 139 (12%) Segmenteals pathologisch hinsichtlich reversibler Perfusionsde�zite bewertet. Nach der AC waren es140 (12%) Segmente.Nach Zusammenfassung der Segmente zu koronaren Hauptversorgungsgebieten anhand derindividuellen Koronaranatomie ergab sich für den Nachweis einer KHK mit Koronarsteno-sen vom Schweregrad ≥ 2 ohne AC eine Sensitivität von 78%. Durch AC konnte ein leichter,nicht signi�kanter Anstieg der Sensitivität auf 80% erzielt werden. Die schwächungskorri-gierte Auswertung erbachte bei 1 von 8 Patienten einen falsch positiven Befund gegenüber2 falsch positiven Ergebnissen ohne AC. Der Unterschied der Spezi�täten war nicht signi-�kant.Im LAD-Versorgungsgebiet fand sich mit AC eine leichter Anstieg der Sensitivität um4%. Die Spezi�tät stieg um 6%. Die Unterschiede waren nicht signi�kant. Die Sensitivitätänderte sich im RCX-Gebiet nicht. Es kam jedoch zu einem Anstieg der Spezi�tät von71% auf 91% (p = 0, 031). Die wesentlichste Änderung zeigte sich im Versorgungsgebietder RCA mit einer Verbesserung der Spezi�tät um 32% (p = 0, 004). Im Gegensatz zuden anderen Koronarversorgungsgebieten wurde jedoch eine Rückgang der Sensitivität um

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gesamt LAD RCX RCA

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gesamt LAD RCX RCA

Sen

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ohne Schwächungskorrektur mit Schwächungskorrektur

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ohne Schwächungskorrektur mit Schwächungskorrektur

gesamt LAD RCX RCA gesamt LAD RCX RCA

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Abbildung 3.13: Sensitivität und Spezi�tät bei visueller Beurteilung der Belastungsszinti-gra�e für das gesamte linksventrikuläre Myokard und die drei koronarenStromgebiete (LAD, RCX, RCA) nach Zusammenfassung der Segmenteentsprechend der individuellen Koronaranatomie

14% durch die AC verzeichnet, der allerdings nicht statistisch signi�kant war.Abbildung 3.13 zeigt die Ergebnisse für die Sensitivität und Spezi�tät der Belastungsszin-tigraphie ohne und mit AC für die Detektion der KHK im gesamten linksventrikulärenMyokard und nach Zusammenfassung der Segmente zu den koronaren Versorgungsgebie-ten.

3.5.2.2 Diagnostische Wertigkeit bei der Erkennung irreversibler Perfusionsde�ziteinfolge von Myokardnarben

Bei der Beurteilung irreversibler Perfusionsde�zite wurden nur die 54 Patienten berücksich-tigt, bei denen Ergebnisse der LV-Angio zum Vergleich vorlagen. Bei nicht schwächungs-korrigierter Auswertung der Myokardszintigra�e zeigten sich irreversible Perfusionsde�zitein insgesamt 222 (21%) Segmenten bei 36 (67%) Patienten.Nach AC zeigten 146 (14%) Segmente irreversible Perfusionsde�zite. Somit wurde bei 28(52%) Patienten in mindestens einem Myokardsegment eine Vernarbung anhand der Myo-kardszintigra�e diagnostiziert.Die Sensitivität bezüglich der Detektierbarkeit einer Ruheperfusionsstörung im linksventri-kulären Myokard bei vorhandener Wandbewegungsstörung als Hinweis auf eine Vernarbunglag bei 92% und wurde durch die AC nicht beein�uÿt. Die Spezi�tät stieg signi�kant von53% auf 80% (p = 0, 029) an.Die Herspitze wurde unabhängig von der Auswertung szintigra�sch mit einer Spezi�tätvon 78% beurteilt. Die Anwendung der AC erbrachte eine Sensitivität von (100%), nach-dem zuvor nur bei 6 von 8 Patienten mit Wandbewegungsstörung auch eine pathologischeRuheperfusion apikal nachweisbar war. Anterior zeigten ohne AC nur 3 von 4 Patien-ten mit gestörter Wandbewegung ein pathologisches Ruheszintigramm. In den korrigierten

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gesamt Apex Vorderwand Septum Hinterwand Lateralwand

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gesamt Apex Vorderwand Septum Hinterwand Lateralwand

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ohne Schwächungskorrektur mit Schwächungskorrektur

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ohne Schwächungskorrektur mit Schwächungskorrektur

gesamt apikal anterior septal inferi or lateral gesamt apikal anterior septal infe rior lateral

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Abbildung 3.14: Sensitivität und Spezi�tät bei visueller Beurteilung der Ruheszintigra�efür das gesamte linksventrikuläre Myokard und die einzelnen Wandab-schnitte nach Zusammenfassung der Segmente

SPECT-Aufnahmen konnten alle 4 Patienten richtig identi�ziert werden. Die Spezi�tätstieg nicht signi�kant um 4% an. In den septalen, inferioren und lateralen Wandanteilenkam es jeweils zu einem Anstieg der Spezi�tät, der sich am deutlichsten in der Hinterwandzeigte. Es ergaben sich Spezi�tätssteigerungen von 18% (p = 0, 004), 52% (p < 0, 001) und13% (p = 0, 047). Die Sensitivität �el durch die AC inferior nicht signi�kant um 5% ab.Im Bereich des Septums und der Lateralwand änderte sich die Sensitivität nicht.Die Abbildung 3.14 zeigt die Ergebnisse bezüglich der Sensitivität und Spezi�tät der Myo-kardszintigra�e ohne und mit AC bei der Erkennung von Vernarbungen im linksventriku-lären Myokard.

3.6 Vergleich der Ergebnisse der Perfusionsszintigra�e mit und ohneSchwächungskorrektur mit PET-Daten

Der Vergleich der SPECT-Daten ohne und mit AC mit den Ergebnissen der PET-Unter-suchungen erfolgte bei 3 Patienten. Die Ctsrel NAC und Ctsrel AC wurden den relativenPerfusionswerten, die mittels PET bestimmt wurden, segmentweise gegenübergestellt. Ab-bildung 3.15 zeigt die Ergebnisse der linearen Regressionsanalyse. Die Korrelationskoe�-zienten steigen in Ruhe und nach medikamentöser Belastung durch die AC an.

56

0

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Cts

re N

AC

(%)

Cts

rel N

AC

(%)

Cts

rel A

C(%

)

Cts

rel A

C(%

)

PET-Perfusion rel (%) PET-Perfusion rel (%)

PET-Perfusion rel (%) PET-Perfusion rel (%)

Ruhe Belastung

y = 0,976 . x

R2 = 0,952

y = 1,046 . x

R2 = 0,977

y = 0,932 . x

R2 = 0,968

y = 1,011 . x

R2 = 0,985

Abbildung 3.15: Zusammenhang zwischen den Ctsrel NAC und Ctsrel AC und den relati-ven PET-Perfusionswerten unter Ruhebedingungen und nach Adenosin-Belastung

57

4 Diskussion

4.1 Ein�uÿ der Schwächungskorrektur auf die Aktivitätsverteilung imlinksventrikulären Myokard

4.1.1 Beein�ussung der Aktivitätsverteilung in den einzelnen Wandabschnitten

Das Ziel der vorliegenden Studie bestand in der Evaluierung des Transmissions-/Emissions-systems BEACONTM zur AC von Perfusions-SPECT-Aufnahmen des Myokards, welche imRahmen der Routinediagnostik bei einem nicht selektierten Patientenkollektiv akquiriertwurden. Als einziges Einschluÿkriterium muÿten Ergebnisse einer aktuellen Koronarangio-gra�e vorliegen, auf deren Grundlage eine Klassi�zierung von Myokardsegmenten ohne re-levante Stenosierung im versorgenden Koronargefäÿ vorgenommen wurde. Diese Segmentewurden zur Beurteilung des E�ektes der AC auf die Aktivitätsverteilung im linksventriku-lären Myokard herangezogen.Bei Betrachtung der Aktivitätsverteilung in den Perfusions-SPECT-Aufnahmen des Myo-kards fallen auch bei Gesunden oder Personen mit niedriger KHK-Wahrscheinlichkeit Inho-mogenitäten auf [24, 38, 45, 57, 87, 88, 112, 134, 152]. Weiterhin treten deutliche Unterschie-de zwischen Männern und Frauen auf. Typisch ist für beide Geschlechter eine verminderteAktivitätsdarstellung in den inferioren Wandabschnitten und insbesondere bei Frauen inder anteroseptalen Region. Septal zeigt sich im Vergleich zur Lateralwand ebenfalls einerelative Minderbelegung.Ficaro et al. [45] fanden in der nicht schwächungskorrigerten Perfusions-SPECT bei beidenGeschlechtern die niedrigsten Aktivitätskonzentrationen in der Hinterwand, wobei Frau-en eine um 7% bis 9% signi�kant höhere Aktivität als Männer zeigten. Mit Werten von75, 1% bei Frauen und 63, 7% bei Männern bestimmten Kluge et al. [88] in den nichtschwächungskorrigierten Aufnahmen die niedrigsten relativen Aktivitäten inferobasal. Diehöchsten Aktivitätskonzentrationen zeigten sich bei Frauen in der Lateralwand und beiMännern in der Vorderwand und basalen Anterolateralwand.Im eigenen Patientenkollektiv ergab die Beurteilung der normalen Segmente ohne AC eben-falls die niedrigsten Aktivitätskonzentrationen in der Hinterwand, wobei das inferobasaleSegment bei Männern und Frauen die niedrigsten Ctsrel aufwies. Frauen zeigten inferi-or signi�kant höhere Ctsrel im Vergleich zu Männern. Die Unterschiede waren mit bis zu15, 6% in der basalen Hinterwand deutlich ausgeprägt. Auÿer in den inferioren Segmen-ten fanden sich auch im medialen und basalen inferolateralen Segment sowie im medialeninferoseptalen Segment signi�kant niedrigere Ctsrel bei Männern im Vergleich zu Frauen.Durch Anwendung der AC wurde die Aktivitätsverteilung im linksventrikulären Myokard

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deutlich beein�uÿt. In den inferioren Segmenten war ein signi�kanter Anstieg der relativenAktivitätskonzentration um 17, 4% bei Männern und um 9, 0% bei Frauen zu verzeichnen.Auch inferolateral und inferoseptal lieÿ sich eine Aktivitätsanhebung durch die AC nach-weisen, die mit Ausnahme des apikalen inferoseptalen Segmentes bei Frauen signi�kantwar.Insgesamt zeigte sich in den inferioren, inferoseptalen und inferolateralen Wandabschnittenohne AC ein Trend zur Abnahme der Aktivitätskonzentration von apikal nach basal, wasv.a. auf eine tiefere Lage der basalen Myokardabschnitte im Thorax mit daraus folgenderstärkerer Photonenschwächung zurückgeführt werden kann. Die gröÿten E�ekte der ACtraten erwartungsgemäÿ in den basalen bzw. mittleren Segmenten der genannten Wandab-schnitte auf im Vergleich zu den apikalen Segmenten. Dies war bei beiden Geschlechternnachweisbar.Eine Reihe von Untersuchungen zur AC mit radioaktiven Transmissionsquellen erbrach-te ähnliche Ein�üsse auf die Aktivitätverteilung, wobei insbesondere die Darstellung derHinterwand durch die Korrektur verändert wurde [3, 23, 45, 54, 87, 134]. Ein signifkan-ter Anstieg der relativen Aktivitätskonzentration durch AC wurde von Kluge et al. [88]geschlechtsunabhängig inferior, inferolateral basal und inferoseptal basal beobachtet.Im Bereich der Vorderwand führte die AC mit dem BEACONTM -System nur bei Männernim spitzennahen Segment zu einer signi�kanten Änderung der Aktivitätsbelegung. Signi�-kante Unterschiede bei Frauen, bei denen eine Korrektur der Photonenabschwächung durchdie linke Mamma zu erwarten wäre, lieÿen sich in den anterioren und anteroseptalen Seg-menten nicht nachweisen. Allerdings zeigte der Vergleich zwischen der Aktivitätsverteilungbei Männern und Frauen auch ohne AC keine signifkanten Unterschiede in den anterosep-talen und anterioren Segmenten als Hinweis auf eine bedeutsame Mammaabsorption.Cohen et al. [24] fanden eine verminderte Aktivitätsdarstellung in der Vorderwand nur ineiner Gruppe von Patientinnen unter 55 Jahren, während sich die myokardiale Aktivitäts-verteilung älterer Frauen nicht signi�kant von der der Männer unterschied. Als Ursachewurde die Abhängigkeit der Mammaabsorption von der Gewebsdichte, die mit dem Alterabnimmt, angesehen. Dies könnte auch in der vorliegenden Studie eine Rolle spielen, dadas durchschnittliche Alter der untersuchten Frauen bei 66, 6 Jahren lag.In der Literatur werden unterschiedliche E�ekte der AC auf die Aktivitätsverteilung derVorderwand beschrieben. Für Männer zeigten Kluge et al. [87, 88] in der apikalen und ba-salen Vorderwand eine signi�kant verminderte Aktivitätsdarstellung nach AC. Für Frauenkonnte nur im apikalen anteroseptalen Segment eine signi�kante Aktivitätsanhebung nachAC aufgezeigt werden [88]. Gallowitsch et al. [54] fanden hingegen in den anteroseptalenMyokardsegmenten und anterobasal einen signi�kanten Anstieg der gemessenen Aktivitätnach Anwendung einer AC, wohingegen in der spitzennahen Vorderwand ein entgegenge-setzter E�ekt zu verzeichnen war.In der Herzspitze wird von mehreren Autoren eine Abnahme der Aktivität relativ zumübrigen Myokard durch die AC beschrieben, die auf die geringere Myokarddicke im Ver-

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gleich zu den übrigen linksventrikulären Wandabschnitten zurückgeführt wird [43, 54, 133,134, 136, 161]. Die �apikale Minderbelegung� nach AC widerspiegelt somit die tatsächlicheAktivitätsverteilung im Myokard. Die basalen Myokardanteile sind vergleichsweise stärkervon der inhomogenen Photonenschwächung betro�en und zeigen demzufolge deutlichereSchwächungskorrekture�ekte als die apikalen Bereiche.Das Ausmaÿ der Minderbelegung der Herzspitze nach AC wird von Ficaro et al. [45] mit10 − 15% angegeben. Vidal et al. fanden jedoch keine Beein�ussung der Beurteilung derSzintigra�e nach AC durch die veränderte Darstellung der Herzspitze [161].Die eigenen Ergebnisse zeigen lediglich im anterioren Segment der Herzspitze bei männli-chen Patienten eine signi�kante Aktivitätsreduktion um 4, 8%. Bei Frauen ergab sich eineleichte Verminderung in beiden apikalen Segmenten, wobei die Unterschiede jedoch nichtsigni�kant waren. Die Interpretation der SPECT-Bilder wurde dadurch nicht negativ be-ein�uÿt, was durch das Fehlen einer signi�kanten Änderung von Sensitivität und Spezi�tätder Ruheszintigramme im Apexbereich bestätigt wird.Da die geschlechtsspezi�schen Unterschiede der Aktivitätsverteilung im linksventrikulärenMyokard durch die unterschiedlichen Schwächungsverhältnisse bedingt sind, sollten diesenach Anwendung der AC nicht mehr nachweisbar sein, was von mehreren Autoren fürverschiedene Schwächungskorrektursysteme gezeigt werden konnte [3, 23, 45, 134]. Tat-sächlich fand sich in den schwächungskorrigierten Perfusionsszintigrammen lediglich iminferobasalen Segment noch eine signi�kant niedrigere Aktivitätsdarstellung bei männli-chen Patienten im Vergleich zu weiblichen. Als Zeichen des Korrekture�ektes zeigte sichjedoch eine Abnahme der Di�erenz von 15, 6% auf 7, 2%.Ein Problem bei der Beurteilung nicht schwächungskorrigierter Myokardperfusionsszinti-gramme besteht darin, daÿ aus Körpergewicht und Habitus nicht auf das mögliche Ausmaÿder Strahlenabsorption im Körper des Patienten geschlossen werden kann. In Übereinstim-mung damit fand sich keine Abhängigkeit des E�ektes der AC vom Broca-Index und BMI[73, 87].Auch für das BEACONTM -System konnte keine generelle Abhängigkeit des E�ektes derAC vom BMI nachgewiesen werden. Allerdings zeigte sich eine tendenzielle, z. T. auchsigni�kante Abnahme des Korrekture�ektes mit zunehmendem BMI im Bereich der Hin-terwand und geringer ausgeprägt auch septal.Zwischen den beiden angewendeten Radionukliden fanden sich keine Unterschiede im Schwä-chungskorrekture�ekt. Da der Streustrahlungsanteil bei 201Tl aufgrund der niedrigerenPhotonenenergie vergleichsweise höher liegt und zusätzlich keine Möglichkeit einer Streu-strahlenkorrektur für dieses Nuklid besteht, wären Unterschiede im Korrekture�ekt imVergleich zu den 99mTc-markierten Perfusionstracern denkbar gewesen.

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4.1.2 Beein�ussung der Homogenität der Aktivitätsverteilung in normalenMyokardsegmenten

Aus Phantommessungen ist bekannt, daÿ die Anwendung einer AC bei der Myokard-SPECT zu einer homogeneren Aktivitätsverteilung führt [23, 39, 43, 68, 74, 106, 112,122, 157, 162]. Dies konnte auch bei Untersuchungen an Normalpersonen bestätigt werden[3, 23, 43, 74, 87, 88].Für das BEACONTM -System konnte bezüglich der Homogenität der Aktivitätsverteilungbereits von Morano et al. [118] am Phantom eine Verbesserung gegenüber nicht schwä-chungskorrigierten Aufnahmen und gegenüber einer Korrektur unter Annahme einer ho-mogenen Photonenschwächung für SPECT und Koinzidenzmessung gezeigt werden.Als Ausdruck einer homogeneren Aktivitätsverteilung im Myokard durch die AC ergabsich im eigenen Patientenkollektiv eine verminderte Spannweite der Ctsrel der einzelnenSegmente. Bei Männern nahmen die segmentalen Unterschiede von 39, 8% durch die ACum 20, 9% ab. Eine solche Abnahme wird auch von Prvulovich et al. [134] angegeben.Kluge et al. [87] beschreiben bei Männern ein Absinken der Aktivitätsunterschiede umca. 20%, jedoch waren die Unterschiede mit und ohne AC im Vergleich zu den eigenenErgebnissen geringer ausgeprägt. Von Chouraqui et al. [23] wurde ein Absinken von 29% auf17% nach schwächungskorrigierter SPECT-Rekonstruktion der Myokardszintigra�e unterRuhebedingungen beobachtet.Bei Frauen zeigten sich die segmentalen Aktivitätsunterschiede ohne AC deutlich geringerausgeprägt. Zu diesem Ergebnis kommen auch andere Untersuchungen [23, 38, 88, 134].Durch schwächungskorrigierte SPECT-Auswertung konnte bei Frauen ebenfalls eine Ab-nahme der Aktivitätsdi�erenzen erreicht werden, auch wenn dieser E�ekt im Vergleich zuMännern geringer ausgeprägt war.Nach Berechnung der maximalen intraindividuellen Aktivitätsdi�erenz in den Perfusions-szintigrammen unter Ruhebedingungen für die 9 Patienten mit ausschlieÿlich normalenSegmenten ergab sich im Mittel eine signi�kante Abnahme von 46, 5% auf 39, 0% durchAC. Die ermittelten Aktivitätsunterschiede liegen insgesamt im Vergleich zu den Ergeb-nissen von Kluge et al. [88] deutlich höher. Die Autoren fanden in den unkorrigiertenRuheaufnahmen Aktivitätsunterschiede im Myokard bis maximal 32, 8% in den basalenMyokardsegmenten bei Männern mit einer Abnahme um 13, 9% durch AC. Im Unterschiedzu den eigenen Untersuchungen basieren diese Ergebnisse auf Untersuchungen von Perso-nen mit einer Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen einer KHK unter 5%.Als relatives Streuungsmaÿ wurde zusätzlich der VK für die Beurteilung der Homogenitätder Aktivitätsverteilung im Myokard verwendet. Die signi�kante Abnahme der VK beiden Patienten, die ausschlieÿlich als normal bewertete Segmente aufwiesen, spricht für einehomogenere Aktivitätsverteilung bei der Myokard-Perfusions-SPECT durch Anwendungder AC. Araujo et al. [3] beschreiben ebenfalls eine signi�kante Abnahme des VK von0, 125 auf 0, 099 durch AC.

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Das Verhältnis der Aktivitätsdarstellung in der Vorder- und Hinterwand sollte bei Personenmit normaler myokardialer Perfusion bei etwa 1, 0 liegen. In der Praxis �ndet man jedochmeist einen erhöhten Quotienten zwischen 1, 16 und 1, 34 für Männer sowie 0, 96 und 1, 19für Frauen [23, 30, 45, 66, 134]. Die in der vorliegenden Studie ermittelten Werte von 1, 30und 1, 10 ohne AC liegen ebenfalls in diesem Bereich.Da die Photonenschwächung im Körper des Patienten die wesentliche Ursache hierfür dar-stellt, ist durch Anwendung einer AC eine Annäherung des Aktivitätsverhältnisses zwischenanteriorer und inferiorer Wand an einen Wert von 1, 0 zu erwarten, was in verschiedenenUntersuchungen bestätigt werden konnte [23, 45, 66, 134]. Für Männer konnte dies mit demBEACONTM -System ebenfalls gezeigt werden. Bei Frauen war die Abnahme des Aktivi-tätsverhältnisses von Vorder- und Hinterwand nicht signi�kant. Der Wert von 0, 94 nachAC spricht für eine leichte �Überkorrektur� der inferioren Wandabschnitte. Ein vergleich-barer E�ekt mit Abnahme des Quotienten von 0, 96 auf 0, 91 durch AC wurde auch vonChouraqui et al. [23] beschrieben.Im Gegensatz zu den Ergebnissen anderer Untersuchungen [23, 66, 134] ergab sich für daseigene Patientkollektiv keine Änderung des Aktivitätsverhältnisses zwischen Lateralwandund Septum. Die Werte lagen in den nicht schwächungskorrigierten Aufnahmen bei 1, 00für Männer bzw. bei 1, 01 für Frauen, was im Gegensatz zu den in der Literatur publiziertenWerten > 1 steht.Obwohl der Ein�uÿ der AC mit dem BEACONTM -System auf die Homogenität der Ak-tivitätsverteilung im linksventrikulären Myokard nicht bei Gesunden oder Personen mitgeringer KHK-Wahrscheinlichkeit ermittelt wurde, stimmen die Ergebnisse mit den An-gaben der Literatur weitgehend überein. Die vergleichsweise höheren Werte des VK, derSpannweite der Ctsrel und der maximalen intraindividuellen Aktivitätsdi�erenz vor undnach AC sind Ausdruck einer gröÿeren Streuung der relativen Aktivitätskonzentrationenin den als �normal� klassi�zierten Segmenten.Als mögliche Ursache muÿ eine falsche Beurteilung der Segmente hinsichtlich Koronarper-fusion und/oder Wandbewegung mit einer fehlerhaften Einordnung als normale Segmenteberücksichtigt werden. Dies kann auf einer inkorrekten Zuordnung von Koronarstenosenund/oder Wandbewegungsstörungen zu den Myokardsegmenten oder auf einer Fehlbeur-teilung der angiogra�schen Daten selbst beruhen. Somit besteht die Möglichkeit, daÿ auchSegmente mit einer Perfusionsstörung für die Beurteilung des Schwächungskorrekture�ek-tes auf die Aktivitätsverteilung herangezogen wurden.Untersuchungen an einem Normalkollektiv aus Patienten mit niedriger Wahrscheinlichkeitfür das Vorliegen einer KHK oder an einer ausreichend hohen Zahl von Patienten mit nor-maler Koronarangiogra�e waren im Rahmen dieser Studie nicht möglich. Die E�ekte aufeinzelne Segmente insbesondere in den inferioren Wandabschnitten und auf die Homoge-nität der Aktivitätsverteilung bleiben jedoch erhalten und sind auch bei dem verwendeten�Referenzkollektiv� beurteilbar.

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4.2 Diagnostische Wertigkeit der Schwächungskorrektur

4.2.1 Ein�uÿ der Schwächungskorrektur auf die Sensitivität und Spezi�tät derMyokardszintigra�e bei der Detektion von Koronarstenosen

Zur Beurteilung der diagnostischen Wertigkeit der AC mit dem BEACONTM -System wur-den die Sensitivität und Spezi�tät nach Rekonstruktion der szintigra�schen Daten ohneund mit AC verglichen. Die Koronarangiogra�e diente als Referenzmethode zur Bestim-mung der beiden Parameter.Durch die Anwendung der AC konnte für die semiquantitative Beurteilung der einzelnenSegmente unter Verwendung eines Scores ein sign�kanter Anstieg der Spezi�tät der Myo-kardperfusionsszintigra�e nach Belastung im Rahmen der Diagnostik einer KHK erzieltwerden. Die Spezi�tät verbesserte sich in allen drei Koronarversorgungsgebieten signi�-kant.Nach Zusammenfassung der einzelnen Segmente zu den Hauptversorgungsgebieten sind dieErgebnisse hinsichtlich der Spezi�tät nur noch eingeschränkt bewertbar, da nur 8 Patientenkeine Koronarstenose ≥ 70% aufwiesen, woraus nur eine kleine Anzahl von �Gesunden� re-sultiert. Der Spezi�tätszuwachs war nur im RCX- und RCA-Versorgungsgebiet signi�kant.Die gleichen Ergebnisse fanden sich auch bei rein visueller Bewertung der Belastungsszin-tigramme.Eine Verbesserung der Spezi�tät der Myokardszintigra�e im Rahmen der KHK-Diagnostikdurch die Anwendung einer AC wird in der Literatur von mehreren Autoren beschrieben(Tabelle 4.1). Der Anstieg betri�t insbesondere das RCA-Versorgungsgebiet.Gallowitsch et al. [54] fanden eine Verbesserung der Gesamtspezi�tät um 11% auf 91%.Links et al. [95] beschreiben auch einen signi�kanten Anstieg im Perfusionsgebiet der LAD,während Ficaro et al. [45] eine geringe, nicht signi�kante Verschlechterung der Spezi�tätim LAD-Gebiet beobachteten.Untersuchungen an Patienten mit geringer Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen einer KHKerbrachten analog zur Steigerung der Spezi�tät eine höhere Anzahl an Normalbefundendurch Anwendung einer AC [45, 62, 70, 87, 95, 96]. Die von Shotwell et al. [145] beschriebenesigni�kant höhere Gesamtnormalitätsrate war auf signi�kante Veränderungen allein imRCA-Versorgungsgebiet zurückzuführen, während sich in den anderen Gefäÿgebieten keinewesentlichen Änderungen zeigten.Die semiquantitative Bewertung der SPECT-Bilder ergab insgesamt einen leichten, nichtsigni�kanten Abfall der Sensitivität beim Nachweis einer signi�kanten KHK durch die An-wendung der AC. Bezogen auf die einzelnen Koronarversorgungsgebiete war nur im RCA-Gebiet bei Auswertung mit segmentweiser Zuordnung von SPECT- und Angiogra�edatenein sign�kantes Absinken der Sensitivität um 16% zu verzeichnen. Der Sensitivitätsab-fall im RCX-Gebiet war nicht signi�kant. Das LAD-Versorgungsgebiet zeigte sogar einenleichten Zuwachs an Sensitivität.

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Tabelle 4.1: Spezi�tät (%) der Myokard-SPECT mit und ohne AC im Rahmen der KHK-Diagnostik bezüglich Erkennung und Lokalisation von Koronarstenosen imeinzelnen Koronargefäÿ und im gesamten linksventrikulären Myokard

LAD RCX RCA gesamtAutor Stenose NAC AC NAC AC NAC AC NAC AC

Dondi [35] ≥ 70% 100 97 96 *96 53 *92 56 89Ficaro [45] ≥ 50% 100 91 86 *90 71 100 87 93Ficaro [45] ≥ 70% 100 86 87 *90 76 *95 89 90Kluge [87] ≥ 50% - - 75 100 88 100 - -Links [95] ≥ 50% *71 93 94 *97 81 *95 - -Vidal [161] ≥ 70% *77 82 - - 34 *89 - -

eigene StudieScore ≥ 70% *63 72 69 *91 42 *94 63 88visuell ≥ 70% *75 81 71 *91 58 *90 75 88

Nach Zusammenfassung der Segmente zu den drei koronaren Hauptversorgungsgebietenwaren bei semiquantitativer und visueller Beurteilung keine signi�kanten Sensitivitätsän-derungen durch die AC nachweisbar, obwohl die Sensitivität im RCA-Versorgungsgebietebenfalls abnahm.Bezüglich des Ein�usses der AC auf die Sensitivität bei der KHK-Diagnostik sind die inder Literatur verö�entlichten Ergebnisse unterschiedlich. Während in einigen Studien einSensitivitätsanstieg erreicht wurde [45, 54, 73, 87, 96, 136, 145], konnten andere Autorenkeine signi�kanten Veränderungen [62, 70, 95] oder sogar einen Abfall der Sensitivität [161]durch Anwendung einer AC aufzeigen. Die E�ekte �elen in den einzelnen Gefäÿgebietenunterschiedlich aus (Tabelle 4.2).Buvat et al. [17] beschreiben eine signi�kante Verschlechterung der Sensitivität im Bereichder LAD durch AC. Entgegen dieser Ergebnisse wird von Ficaro et al. [45] und Shotwellet al. [145] eine deutliche Verbesserung der Sensitivität im LAD-Gebiet beschrieben. Einsigni�kanter Sensitivitätsabfall war in beiden Studien in keinem der Koronarversorgungs-gebiete zu verzeichnen. Gallowitsch et al. [54] erzielten durch die AC mit beweglichen153Gd-Linienquellen in allen drei Gefäÿgebieten einen Zuwachs an Sensitivität.Hendel et al. [70] kamen nach Auswertung einer Multicenter-Studie zu Ergebnissen, diemit den eigenen Resultaten weitgehend übereinstimmen. Der Abfall der Sensitivität imRCA-Versorgungsgebiet war signi�kant bei gleichzeitig erheblichem Zuwachs an Spezi�tät.Für LAD und RCX sowie für die Detektierbarkeit einer Koronarstenose ≥ 50% insgesamtergaben sich keine signi�kanten Änderungen der Sensitivität. Es fällt jedoch eine sehrniedrige Sensitivität im RCX-Gebiet auf.Trotz Abnahme der Sensititvität konnten Vidal et al. [161] anhand von ROC-Kurven für

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Tabelle 4.2: Sensitivität (%) der Myokard-SPECT mit und ohne AC im Rahmen der KHK-Diagnostik bezüglich Erkennung und Lokalisation einer Koronarstenose imeinzelnen Koronargefäÿ und im gesamten linksventrikulären Myokard

LAD RCX RCA gesamtAutor Stenose NAC AC NAC AC NAC AC NAC AC

Dondi [35] ≥ 70% 67 92 73 *87 91 87 - -Ficaro [45] ≥ 50% 39 61 50 *60 64 69 51 64Ficaro [45] ≥ 70% 47 67 64 *79 71 74 61 73Gallowitsch [54] ≥ 70% 80 92 89 100 82 95 79 94Kluge [87] ≥ 50% - - 71 *94 65 88 - -Links [95] ≥ 50% 64 77 32 *50 71 74 - -Shotwell [145] ≥ 70% 46 79 37 *53 84 72 59 70Vidal [161] ≥ 70% 68 43 - - 87 72 - -

eigene StudieScore ≥ 70% 88 92 82 *82 95 77 94 88visuell ≥ 70% 76 80 73 *73 91 77 78 80

das RCA-Versorgungsgebiet eine signi�kante Verbesserung bei der Identi�zierung von re-versiblen und �xierten Perfusionsdefekten durch AC nachweisen, was v.a. auf den deut-lichen Zuwachs an Spezi�tät zurückzuführen war. Im Bereich der LAD überwog jedochder Sensitivitätsabfall, was zu einer Verschlechterung der diagnostischen Tre�sicherheitführte. Die ROC-Analyse der von Hendel et al. [70] publizierten Multicenter-Studie zeig-te für Patienten mit Mehrgefäÿ-KHK ebenfalls eine signi�kant höhere Tre�sicherheit derschwächungskorrigierten Perfusionsszintigramme.Ein mögliches Absinken der Sensitivität durch AC muÿ kritisch betrachtet werden. Der Zu-wachs an Spezi�tät hat zwar eine Abnahme unnötiger Folgeuntersuchungen bei Patientenohne relevante Koronarstenosen zur Folge, jedoch führt eine Abnahme der Sensitivität zu-mindest bei einigen Patienten dazu, daÿ notwendige Zusatzuntersuchungen und Therapienausbleiben.Aufgrund der möglichen negativen E�ekte der AC auf die Sensitivität v. a. im LAD-Versorgungsgebiet wird häu�g eine gemeinsame Beurteilung der korrigierten und unkorri-gierten SPECT-Bilder unter Berücksichtigung möglicher zusätzlicher Artefakte vorgenom-men. Dieses Vorgehen wird auch von der American Society of Nuclear Cardiology und derSociety of Nuclear Medicine empfohlen [71].

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4.2.2 Ein�uÿ der Schwächungskorrektur auf die Sensitivität und Spezi�tät derMyokardszintigra�e beim Nachweis von Vernarbungen des Myokards

Durch Einsatz der AC sank in den Ruheszintigrammen die Anzahl der Segmente mit ei-ner nachweisbaren Perfusionsstörung. Dies resultierte in einem signi�kanten Anstieg derSpezi�tät der Myokardszintigra�e unter Ruhebedingungen, der v.a. die Hinterwand betraf.Auch septal und lateral zeigte sich ein signi�kanter Zuwachs an Spezi�tät. Ein signi�kantesAbsinken der Spezi�tät wurde in keinem Wandabschnitt beobachtet.Signi�kante Veränderungen der Sensitivität bei der Detektion von Vernarbungen im gesam-ten linksventrikulären Myokard waren nicht zu verzeichnen. Die Betrachtung der verschie-denen Wandabschnitte ergab unterschiedliche Ergebnisse. Herzspitze und Vorderwand zeig-ten keine Sensitivitätsunterschiede zwischen korrigierten und unkorrigierten Szintigram-men, oder es war sogar ein leichter Anstieg durch die AC zu beobachten. Einschränkendmuÿ jedoch vermerkt werden, daÿ anterior nur 7 Segmente bei insgesamt 4 PatientenWandbewegungsstörungen aufwiesen.Ein signi�kanter Sensitivitätsabfall um 11% bei der Beurteilung von Vernarbungen warnach AC in der Hinterwand nachweisbar und steht dem deutlichen Zuwachs an Spezi�tätvon 48% gegenüber. Dieser Abfall der Sensitivität zeigte sich nur bei semiquantitativerAuswertung. Bei rein visueller Beurteilung kam es lediglich zu einem nicht signi�kantenAbsinken der Sensitivität um 5%.Im Bereich des Septums waren die Veränderungen der Sensitivität bei semiquantitati-ver Auswertung aufgrund der geringen Fallzahlen von 4 Patienten bzw. 8 Segmenten mitWandbewegungsstörung ebenfalls nur eingeschränkt beurteilbar. Es zeigte sich eine Ab-nahme der Sensitivität beim Nachweis von Vernarbungen, die bei rein visueller Bewertungnicht bestand.In der Lateralwand fand sich keine signi�kante Beein�ussung der Sensitivität beim Nach-weis von Vernarbungen.Insgesamt ergab sich aus dem Einsatz der AC somit eine Verbesserung der Detektionvitalen Myokards in den inferioren, septalen und lateralen Segmenten.Matsunari et al. [114] verzeichneten durch Anwendung einer AC eine Verbesserung beimVitalitätsnachweis in den inferioren und septalen Wandabschnittten, während anterior undlateral nur ein minimaler E�ekt im Vergleich zum Goldstandard 18F-FDG-PET zu verzeich-nen war.Livschitz et al. [98] fanden eine signi�kante Abnahme der Anzahl pathologischer Segmenteund eine strengere Korrelation zwischen LVEF und dem Defektscore nach schwächungs-korrigierter Rekonstruktion. Als Schluÿfolgerung wird eine bessere Beurteilung der Infarkt-gröÿe nach AC postuliert.Gallowitsch et al. [55] beschreiben eine signi�kante Abnahme von Defektausdehnung und-tiefe in 201Tl-Redistributions- und Reinjektionsszintigrammen durch die AC insbesonderefür die Versorgungsgebiete von LAD und RCA. Die korrigierten Perfusionsszintigramme

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zeigten eine stärkere Korrelation zur postoperativen Wandbewegung nach Revaskularisie-rung, was auf eine bessere Diskriminierung zwischen Myokardnarbe und Schwächungsar-tefakt hinweist.

4.2.3 Beein�ussung der diagnostischen Tre�sicherheit der Myokardszintigra�e durchverschiedene Faktoren

Im Vergleich mit den Ergebnissen der Literatur zur diagnostischen Wertigkeit der Myo-kardszintigra�e zeigten sich inbesondere seitens der Sensitivität z.T. nur suboptimale Wer-te. Bei einem Vergleich der Parameter der diagnostischen Wertigkeit mit Literaturangabenmüssen jedoch Unterschiede zwischen den einzelnen Studien berücksichtigt werden.Die vorliegenden Untersuchungen wurden an einem Patientenkollektiv mit einer sehr hohenPrävalenz der KHK von 93% durchgeführt. Bei 50 von 57 Patienten war die Erkrankungbereits vor der Myokardszintigra�e bekannt. Bei 3 Patienten konnte im weiteren Verlaufkoronarangiogra�sch eine KHK gesichert werden. Die Angiogra�e ergab bei den meistenPatienten komplexe Veränderungen der Koronargefäÿe, isolierte Stenosen eines Gefäÿeswaren eher die Ausnahme. Mit aortocoronaren Bypässen versorgte Gefäÿe fanden sich beimehreren Patienten.Somit weicht das verwendete, aus der Routinediagnostik rekrutierte Patientenkollektivvon der Mehrzahl der in der Literatur verö�entlichten Studien zum Ein�uÿ der AC auf diediagnostische Aussagefähigkeit der Myokardszintigra�e ab.Während in den meisten Studien hinsichtlich des Patientenkollektivs Ausschluÿkriterien(z.B. stattgehabter Myokardinfarkt, Linksschenkelblock, Diabetes mellitus) de�niert wer-den, wurde in der vorliegenden Untersuchung ein Patientenkollektiv rekrutiert, wie es inder täglichen klinischen Routinediagnostik vorkommt.Es ergab sich bei einem Drittel der Patienten aus der Anamnese der Verdacht auf einenstattgehabten Myokardinfarkt. Die diagnostische Wertigkeit der Myokardszintigra�e beivorangegangenem Myokardinfarkt wird in der Literatur nicht einheitlich bewertet. Wäh-rend in verschiedenen Studien vergleichbare Sensitivitäten gefunden wurden [30, 45, 80,101, 138, 151, 159], zeigten einzelne Studien niedrigere Spezi�täten bei Patienten nach Myo-kardinfarkt [45, 101]. Andere Autoren fanden keine Beein�ussung der Spezi�tät [30, 138].Ein bestehender LSB kann trotz unau�älliger Koronarangiogra�e zu pathologischen Perfu-sionsszintigrammen führen, wobei die Befunde meist im LAD-Versorgungsgebiet lokalisiertsind [32, 93, 115, 154]. Ähnliche Aussagen lassen sich auch für Patienten mit Herzschritt-machern und rechtsventrikulärer Stimulation tre�en [154]. Ein LSB lag bei 2 Patientenvor, ein Zustand nach Schrittmacherimplantation mit rechtsventrikulärer Stimulation beiweiteren 2 Patienten. Bei diesen Patienten erfolgte eine pharmakologische Belastung, umdie Rate falsch positiver Befunde möglichst zu begrenzen [16, 117, 124].Eine Vielzahl von Herzerkrankungen oder Erkrankungen mit kardialer Beteiligung gehenhäu�g auch bei angiogra�sch unau�älligen Koronargefäÿen mit pathologischen Befunden

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der Myokardperfusionsszintigra�e einher. Hierzu zählen arterielle Hypertonie, Herzklappe-nerkrankungen, linksventrikuläre Hypertrophie und Dilatation, kongestive und hypertro-phe Kardiomyopathien sowie in�ltrative Myokardprozesse [29, 45, 72, 91, 94, 158].Koronarspasmen bei ansonsten morphologisch unau�älligen Koronagefäÿen können Aus-löser einer Angina pectoris sein und zu szintigra�sch nachweisbaren Perfusionsstörungenführen [165].Weiterhin besteht die Möglichkeit, daÿ Perfusionsde�zite in SPECT-Aufnahmen durcheine pathologische segmentale Kontraktion und Wandbewegung bei normaler myokardialerPerfusion vorgetäuscht werden [37, 126].Somit müssen abnorme myokardszintigra�sche Befunde bei angiogra�sch normalen Koro-nararterien mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht als falsch positiv bewertet werden, sondernsind Ausdruck tatsächlicher Veränderungen des Myokards und/oder der Perfusion. Dieswird auch durch die Untersuchungen von Lösse et al. [99] bestätigt, die bei Patienten mitangiogra�schen Normalbefunden und pathologischer 201Tl-Myokardszintigra�e histologischnachweisbare degenerative Veränderungen, Hypertrophie des Myokards, interstitielle Fi-brose, Veränderungen der Myo�brillen und der kleinen arteriellen Blutgefäÿe fanden. Beieinigen Patienten konnten eine pathologische Laktatextraktion unter Belastung als Hinweisauf eine Hypoxie bzw. Ischämie nachgewiesen werden.Die Anzahl der von Koronarstenosen betro�enen Gefäÿgebiete kann die diagnostische Tre�-sicherheit beein�ussen. Eine Mehrgefäÿ-KHK lag bei einem relativ hohen Anteil der Pati-enten (23 von 51 der KHK-Patienten) vor.Während die Sensitivität für den Nachweis einer KHK bei Mehrgefäÿerkrankung vergleich-bar oder besser ist im Vergleich zur Eingefäÿerkrankung, kann die Identi�zierbarkeit dereinzelnen stenosierten Koronargefäÿe schlechter sein [30, 45, 95, 101, 138, 151, 159]. EineMetaanalyse mehrerer Studien erbrachte, daÿ bei der Myokardperfusionsszintigra�e nur72% der Patienten mit Mehrgefäÿerkrankung auch als solche identi�ziert werden konnten[123]. Iskandrian et al. [80] konnten nur bei zwei Drittel ihrer Patienten mit Mehrge-fäÿerkrankung pathologische Szintigra�ebefunde in verschiedenen koronaren Stromgebie-ten nachweisen. Ficaro et al. [45] erzielten bei Patienten mit Mehrgefäÿerkrankung undKoronarstenosen ≥ 70% eine Sensitivität der Perfusionsszintigra�e bei der Identi�zierungder betro�enen Koronargefäÿe von nur 55% ohne und 66% mit AC, während die Werte beiEingefäÿ-KHK höher lagen.Für die eingeschränkte Sensitivität bei der Identi�zierung der stenosierten Koronargefäÿebei Mehrgefäÿ-KHK sind verschiedene Faktoren verantwortlich. Es ist möglich, daÿ ei-ne Perfusionsstörung nur in den Myokardarealen szintigra�sch nachweisbar wird, die amschlechtesten perfundiert sind, während andere, ebenfalls minderperfundierte Gebiete, re-lativ dazu als normal perfundiert imponieren. Bei Mehrgefäÿerkrankung kann eine Per-fusionsstörung in Abhängigkeit von der Belastungsstufe auftreten, so daÿ bei Abbruchder Ergometrie aufgrund einer Beschwerdesymptomatik oder ischämieverdächtiger EKG-Veränderungen nur die führende Stenose szintigra�sch detektierbar wird, während andere

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Stenosen noch nicht zu relevanten Perfusionsstörungen führen. Da die Myokardszintigra-�e auf der Darstellung relativer Perfusionsunterschiede beruht, kann sich eine balancierteDreigefäÿerkrankung als Normalbefund in den SPECT-Bildern darstellen.Die Nachweiswahrscheinlichkeit einer Koronarstenose und die Häu�gkeit von Normalbe-funden können sich abhängig von der Methode zur Analyse der SPECT-Daten und denInterpretationskriterien unterscheiden [101, 145, 152].Eine Aufgabe der Studie bestand darin, die Beurteilung der diagnostischen Tre�sicher-heit der Myokardszintigra�e ohne und mit AC für die einzelnen Koronargefäÿe auf derBasis der individuellen Koronaranatomie vorzunehmen. Die Einteilung in fest vorgegebe-nen Koronarversorgungsgebiete, wie sie in der täglichen Routine und auch in den meistenwissenschaftlichen Publikationen erfolgt, ergibt unter Berücksichtigung der individuell un-terschiedlichen Koronarversorgung lediglich eine orientierende Zuordnung von szintigra�schnachweisbaren Perfusionsstörungen.Untersuchungen von Maddahi et al. [101] an Patienten mit höhergradigen Koronarsteno-sen ergaben eine variable Ausdehnung von Perfusionsde�ziten bei Stenosierung der ein-zelnen Koronargefäÿe. Bei groÿer, um die Herzspitze verlaufender LAD waren auch grö-ÿere Abschnitte der inferioren Wand betro�en, die normalerweise dem typischen RCA-Versorgungsgebiet zugeordnet werden. Es fand sich eine nur geringe Aussagefähigkeit vonPerfusionsdefekten in den Randzonen der typischen Versorgungsgebiete.Die Zuordnung der Herzspitze zu einem der drei Versorgungsgebiete ist ebenfalls problema-tisch [151]. Gerade isolierte apikale Aktivitätsde�zite können auf eine relevante Stenosie-rung hinweisen, die relativ weit peripher im Koronargefäÿ liegt, z.B. eine peripher gelegeneStenose des LAD nach Abgang der Septal- und Diagonaläste.Daher wurde im Rahmen der vorliegenden Untersuchungen der Versuch unternommen, eineindividuelle Zuordnung der Myokardareale zu den einzelnen Koronargefäÿen unter Verwen-dung eines 20-Segment-Modells vorzunehmen, um das Problem der variablen Koronarana-tomie zu umgehen. Die durch den Kardiologen zu tre�ende Beurteilung der abhängigenMyokardareale der einzelnen Koronargefäÿe in der Koronarangiogra�e erwies sich bei ei-nigen Patienten als schwierig und war nur mit gewissen Einschränkungen möglich, da beieiner fest vorgegebenen Einteilung in Myokardsegmente im 20-Segment-Modell einzelneSegmente oft nicht genau einem Koronargefäÿ zugeordnet werden konnten.Auch die szintigra�sche Beurteilung des einzelnen Segmentes war teilweise problematisch.Umschriebene Perfusionsstörungen können im Grenzbereich von zwei oder mehreren Seg-menten liegen, ohne daÿ die Segmente in ihrem überwiegenden Anteil davon betro�en sind.Bei Festlegung, daÿ ein Segment nur dann als pathologisch gewertet wird, wenn mehr alsdie Hälfte von der Perfusionsstörung betro�en ist, kann somit eine deutliche Unterschät-zung eines pathologischen SPECT-Befundes resultieren. Bei kleinen Perfusionsdefekten,von denen zwei oder mehrere Segmente mit < 50% ihrer Gröÿe betro�en waren, erfolgtebei der vorliegenden Untersuchung die Zuordnung der Perfusionsstörung zumindest zu demSegment, welches am stärksten betro�en war.

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Die insgesamt schlechtere Sensitivität für den Nachweis von Koronarstenosen und in gerin-geren Ausmaÿ auch für die Detektion von Myokardnarben bei segmentweiser Betrachtungim Vergleich zur Beurteilung nach Zusammenfassung der Segmente zu koronaren Haupt-stromgebieten bzw. Wandabschnitten muÿ als Folge der beschriebenen Probleme bei derZuordnung der Koronaranatomie zu den abhängigen Segmenten angesehen werden. An die-ser Stelle muÿ in Zusammenarbeit mit der Kardiologie nach weiteren Lösungsmöglichkeitengesucht werden. Ein Schritt zur Lösung dieses Problems kann in einer Überlagerung deranatomischen Daten der Koronarangiogra�e mit den Ergebnissen der Myokard-SPECT (z.B. in Form dreidimensionaler Polartomogramme) gesehen werden [1, 127, 140].Die angiogra�sche Beschreibung der Koronargefäÿe beruht auf der Beurteilung von um-schriebenen, absoluten Veränderungen der Koronararterien, aber auch auf der relativenBeurteilung einzelner Anteile des Gefäÿlumens im Vergleich zum übrigen Koronargefäÿ. Eshandelt sich v. a. um eine morphologische Beurteilung, bei der funktionelle Veränderungender Gefäÿwand weitgehend unberücksichtigt bleiben. Das Ausmaÿ einer möglichen Kolla-teralisierung wird nur morphologisch beurteilt. Aussagen über die funktionelle Bedeutungfür den myokardialen Blut�uÿ lassen sich insbesondere für Belastungsbedingungen aus demKoronarangiogramm nur begrenzt ableiten. So konnten Hadjimiltiades et al. [65] zeigen,daÿ sich die Korrelation zwischen szintigra�schen und angiogra�schen Befunden nach Aus-schluÿ der Patienten mit nachweisbaren Kollateralgefäÿen verbesserte. Veränderungen derDurchblutung im Perfusionsgebiet der die Kollateralgefäÿe versorgenden Koronararteriesind ebenfalls angiogra�sch nicht hinreichend beurteilbar.Der E�ekt mehrerer subkritischer Stenosen im Verlauf eines Koronargefäÿes auf die Perfusi-on des Myokards kann angiogra�sch nicht genau bewertet werden. Während jede einzelneStenose nicht zu relevanten Perfusionsstörungen führt, kann deren Kombination jedochdeutliche Fluÿlimitationen bewirken [56].Mehrere Autoren konnten zeigen, daÿ die hämodynamische Relevanz einer Koronarsteno-se nicht zuverlässig aus dem Grad der Gefäÿstenose vorhergesagt werden kann, wobei dieBeein�ussung des myokardialen Blu�usses sowohl über- als auch unterschätzt werden kann[65, 109, 167]. Somit sind angiogra�sche und nuklearmedizinische Verfahren aufgrund ih-rer unterschiedlichen Aussagen nur mit Einschränkungen direkt vergleichbar. Die relativhohe Intra- und Interobserver-Variabilität bei der visuellen Beurteilung der Koronarangio-gramme muÿ ebenfalls berücksichtigt werden, wenn die Koronarangiogra�e als Referenzzur Beurteilung der diagnostischen Wertigkeit einer anderen Methode herangezogen wird[167].Die Darstellung der Myokardperfusion relativ mittels SPECT oder absolut mittels PETberuht im Gegensatz zur Angiogra�e auf der Erfassung funktioneller Vorgänge im Myokardohne Darstellung der epikardialen Koronargefäÿe. Daher bietet sich alternativ ein Vergleichzwischen den relativen Perfusionsdaten der SPECT-Untersuchungen und den absolutenBlut�uÿdaten, welche aus PET-Untersuchungen unter Verwendung verschiedener Perfusi-onstracer gewonnen werden können, an, wie dies in der vorliegenden Arbeit bei 3 Patienten

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möglich war. Es lagen für diese Patienten Ergebnisse von PET-Perfusionsuntersuchungenmit 13N-Ammoniak vor. Es zeigte sich für die Ruhe- und Belastungsuntersuchungen einAnstieg der Korrelationskoe�zienten durch AC.Bei derartigen Vergleichsuntersuchungen muÿ jedoch die unterschiedliche Kinetik der Per-fusionstracer für PET und SPECT berücksichtigt werden [168]. Es sind insbesondere dieUnterschiede im Extraktionsverhalten von Bedeutung, die mit zunehmendem Blut�uÿ stär-ker werden und im Bereich höherer Blut�üsse bei medikamentöser Vasodilatation eine zu-nehmende Rolle spielen. Unter diesen Bedingungen wird die tatsächliche myokardiale Per-fusion bei Verwendung der SPECT-Radiopharmaka mit deutlicher Abnahme der Extrak-tion bei zunehmendem myokardialen Blut�uÿ stärker unterschätzt als bei Untersuchungenmit dem PET-Perfusionstracer 13N-Ammoniak. Ein linearer Zusammenhang, wie er fürdie Vergleichsuntersuchungen angenommen wurde, ist somit nicht für alle Fluÿbereichegegeben.Die Unterschiede der Perfusionstracer waren bei den 3 mit der PET untersuchten Patientennicht von so groÿer Bedeutung, da die absoluten Perfusionswerte bei allen 3 Patientenauch unter Belastung < 180 ml/min/100 ml lagen. Daher wurde zur Beurteilung der ACfür den Vergleich der schwächungskorrigierten und unkorrigierten SPECT-Daten mit denPET-Perfusionsuntersuchungen näherungsweise ein linearer Zusammenhang angenommen.Für Untersuchungen zum Vergleich von Perfusionsmessungen mit SPECT und PET müs-sen zum Zeitpunkt der Injektion des Radiopharmakons identische Bedingungen vorliegen.Eine gleichzeitige Injektion während der PET-Untersuchung mit nachfolgender SPECT-Akquisition ist aus diesem Grund zu empfehlen. Zusätzlich muÿ bei diesem Vorgehen diepharmakologische Belastung nur einmal durchgeführt werden.Im Rahmen dieser Studie war eine simultane Tracerinjektion nicht möglich, da die PET-Untersuchungen aus klinischer Indikation erfolgten und nur retrospektiv zum Vergleichherangezogen werden konnten, so daÿ konstante Untersuchungsbedingungen nicht sichergewährleistet waren. Eine Beein�ussung der Perfusionsuntersuchungen ist z. B. durch Un-terschiede bei der Medikamenteneinnahme möglich.Eine weitere Ursache einer verminderten Sensitivität stellt eine inadäquate Belastung dar.Bei der Ergometrie kann die fehlende Ausbelastung mit Abbruch vor Erreichen der Zielfre-quenz zu einer verminderten Sensitivität führen [80]. Im eigenen Patientenkollektiv wurdedie Zielfrequenz bei 5 Patienten während der Ergometrie nicht erreicht, wobei bei 2 Pa-tienten der vorzeitige Abbruch aufgrund belastungsinduzierter Angina pectoris und ST-Streckenveränderung erfolgte. Die pharmakologische Belastung wurde nur in einem Fallvorzeitig abgebrochen, wobei die Adenosininfusion nach der Injektion des Radiopharma-kons noch über 2 Minuten fortgeführt wurde.Neben dem etablierten Vorgehen bei der Adenosinbelastung mit Injektion des Radiophar-makons nach 3 Minuten bei einer Gesamtinfusionsdauer von 6 Minuten kam auch einverkürztes Protokoll mit 4-minütiger Adenosininfusion zur Anwendung. Die Injektion desRadiopharmakons erfolgte hierbei bereits nach 2 Minuten. Es konnte jedoch gezeigt wer-

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den, daÿ neben dem 6-Minuten-Protokoll auch kürzere Untersuchungsprotokolle anwendbarsind und zu vergleichbaren Ergebnissen der szintigra�schen Diagnostik führen [125].Vor der ergometrischen oder pharmakologischen Belastung konnte nur bei 11 Patientendie kardiale Medikation 48 Stunden abgesetzt werden. Nach Einnahme einer antianginösenMedikation (Nitrate, ÿ-Blocker, Kalziumantagonisten) kann die Sensitivität der Myokards-zintigra�e reduziert sein [149].

4.3 Einsatz des Transmissions-/Emissionssystems BEACONTM bei derMyokardszintigra�e im Rahmen der Diagnostik der KHK

4.3.1 Strahlenexposition durch die Schwächungskorrektur

Die Handhabbarkeit des verwendeten Systems im klinischen Routinebetrieb erwies sichinsgesamt als gut. Die permanent an den Kameraköpfen befestigten radioaktiven Quellenwerden vom Anwender für die Transmissionsmessung einfach in die Meÿposition gebracht.Ein direkter Kontakt und längeres Hantieren z. B. beim Befüllen oder Anbringen der Trans-missionsquelle sind nicht erforderlich. Veränderungen am Kamerasystem müssen währendder Akquistion nicht vorgenommen werden.Aufgrund der Halbwertszeit des 133Ba bleibt die Aktivität der Transmissionsquelle übereinen längeren Zeitraum weitgehend stabil. Änderungen des Akquisitionsprotokolls mitVerlängerung der Meÿzeiten der Transmission sind somit nur in geringem Umfang nötig.Ein Wechsel der Quelle ist nur in gröÿeren Abständen erforderlich.Diese Aspekte sind insbesondere hinsichtlich der Strahlenexposition des Personals bei derroutinemäÿigen Durchführung einer AC mit dem BEACONTM -System von Bedeutung.Wenn die Transmissionsquelle nicht angewendet wird und sich innerhalb der Abschirmungbe�ndet, resultiert nach Angaben des Herstellers eine Ortsdosisleistung in unmittelbarerUmgebung der Quelle von deutlich unter 100 µGy/h [82]. Die Strahlenexposition des Per-sonals wird gröÿtenteils durch Streustrahlung aus dem Patienten während der Transmissi-onsmessung verursacht und beträgt weniger als 0, 5% der Exposition durch die Strahlungdes Emissionsnuklids.Die Transmissionsmessung ist mit einer zusätzlichen Strahlenexposition des Patienten ver-bunden, die von der Aktivität der Transmissionsquelle, der Energie des verwendeten Ra-dionuklids und der Expositionsdauer abhängt. Für das BEACONTM -System läÿt sich aufHerstellerangaben [82] basierend bei einer Aktivität der Transmissionsquellen von jeweils370 MBq für das verwendete Untersuchungsprotokoll insgesamt eine Strahlenexpositiondes Patienten durch die Transmissionsmessung von weniger als 2 µSv berechnen, die imVergleich zur Exposition durch das Emissionsnuklid mit einer e�ektiven Dosis von 0, 23mSv/MBq für 201Tl [76], 8, 5 µSv/MBq für 99mTc-MIBI [77] und 7, 0 µSv/MBq für 99mTc-Tetrofosmin [78] um einige Gröÿenordnungen niedriger liegt.Diese vom Hersteller für das BEACONTM -System bestimmte Strahlenexposition des Pa-

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tienten ist vergleichbar mit der anderer Schwächungskorrektursysteme mit Verwendungradioaktiver Transmissionsquellen. Bei Anwendung beweglicher 153Gd-Linienquellen er-mittelten Almeida et al. [2] durch Phantommessungen eine e�ektive Dosis von 1, 9× 10−6

mSv/MBq /h. An der Hautober�äche ergab sich eine Dosis von 2, 7 µSv bei einer Gesamtak-tivität der Transmissionsquellen von 4 GBq und einer Meÿdauer von 320 Sekunden. AndereAutoren geben für das gleiche System ähnliche Werte der Strahlenexposition an [87, 134].Seifert et al. [142] bestimmten für eine 241Am-Linienquelle in asymmetrischer Fan-Beam-Geometrie am Phantom vergleichbare Werte der Strahlenexposition durch Transmissions-messungen und errechneten einen Anteil von weniger als 0, 1% an der Gesamtexpositionfür die Myokardszintigra�e mit 99mTc-MIBI.Die Daten belegen, daÿ die Strahlenexposition des Patienten durch die zusätzliche Trans-missionsmessung nur gering ausfällt und im Vergleich zur Exposition durch das injizierteRadiopharmakon nicht von Bedeutung ist.

4.3.2 Datenakquisition mit dem BEACONTM -System und Datenrekonstruktion

Das BEACONTM -System erlaubt nur eine sequentielle Akquisition der Transmissions- undEmissionsdaten. Eine simultane Messung ist nicht möglich. Eine sequentielle Messung vonEmission und Transmission wirkt sich nachteilig auf die Dauer der gesamten Akquisitionaus, was potentiell zu einer erhöhten Rate an Bewegungsartefakten führen kann. Insge-samt resultierte im Rahmen des verwendeten Untersuchungsprotokolls eine Verlängerungder Gesamtmeÿzeit durch die im Anschluÿ an die SPECT-Akquisition der Emissionsda-ten erfolgte Transmissionsmessung um ca. 10 Minuten. Für den Patienten ergab sich eineLiegedauer von insgesamt 27 Minuten, was als akzeptabel betrachtet werden kann. Eineweitere Verlängerung der Akquisitionsdauer, wie sie z.B. bei stark adipösen Patienten er-forderlich sein kann, ist jedoch nicht ohne Probleme insbesondere hinsichtlich des gehäuftenAuftretens von Bewegungsartefakten möglich.Ein Problem bei der Anwendung von Schwächungskorrekturverfahren mit radioaktivenTransmissionsquellen stellt die Kontamination der Messungen des niederenergetischen Nu-klids durch das Nuklid mit der höheren γ-Energie dar. Da ein sequentielles Akquisitionspro-tokoll verwendet wird und sich die Transmissionsquelle des BEACONTM -Systems währendder Messung der Emission in einer Abschirmung be�ndet, kann eine Kontamination derEmissionsdaten durch Photonen des Transmissionsnuklids weitgehend ausgeschlossen wer-den. Die deutlich höhere Energie des 133Ba mit Messung in einem Energiefenster von 356keV ±45% schlieÿt eine relevante Beein�ussung der Transmissionsmessung durch Photonender Emissionsnuklide 201Tl und 99mTc aus.Die beim BEACONTM -System verwendete asymmetrischen Fanbeam-Geometrie resultiertin einem groÿen Gesichtsfeld für die Transmissionsmessung. Somit sind Truncation-Artefak-te nicht von Bedeutung. Während für einige Transmissionssysteme, z.B. Linienquellen insymmetrischer oder asymmetrischer Fanbeam-Geometrie unter Verwendung eines konver-

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gierenden Kollimators, eine exakte Abstimmung der Meÿgeometrie und Fokussierung er-forderlich sind, stellt das BEACONTM -System, bei dem die Erstellung der Transmissions-aufnahmen unter Ausnutzung der Septenpenetration des niederenergetischen Parallelloch-kollimators erfolgt, in dieser Hinsicht keine Anforderungen.Die Voraussetzung für eine exakte AC ist eine korrekte Erfassung der inhomogenen Photo-nenschwächung mittels Transmissionsmessungen. Dies setzt einen ausreichend hohen Pho-tonen�uÿ während der Messung voraus. Die Countraten während der Transmissionsmes-sung des Patienten liegen in den einzelnen Projektionen zwischen 9 und 15 kcps. Für denBlank-Scan wurden 15 Millionen Counts akquiriert. Nach Daten von Gagnon et al. [53]penetrieren ca. 24% der aus dem Patienten austretenden Strahlung des 133Ba den niede-renergetischen Kollimator.Die Dauer der Transmissionsmessung ist ebenfalls von Bedeutung. Hollinger et al. [74]wiesen eine unzureichende Korrektur von Schwächungsartefakten in der Hinterwand beizu kurzer Akquisitionsdauer des Transmissionsscans nach. Phantommessungen mit demBEACONTM -System zeigten bei zu kurzen Meÿzeiten eine fehlerhaft Wiedergabe der Dich-teverteilung [166]. Durch Verlängerung der Akquisitionsdauer konnte eine korrekte Abbil-dung der Dichteverteilung erzielt werden.Während der Akquisition wurden die Patienten mit den Armen über dem Kopf gelagert.Andere Untersuchungen zeigten, daÿ auch mit AC keine ausreichende Kompensation derArtefakte bei Lagerung der Arme neben dem Körper erreicht wird [18, 133]. Bei Lagerungüber dem Kopf kann bei vielen Patienten auch ein engerer Orbit während der Akquisitionverwendet werden.Die schwächungskorrigierte Datenauswertung erfolgte mit der vom Hersteller bereitge-stellten Software und erfordert eine iterative Rekonstruktion. Die Rekonstruktion einerSPECT-Studie mittels OSEM-Algorithmus (4 Iterationen), Filterung und herzachsenge-rechter Reangulierung nahm ca. 5 Minuten in Anspruch. Bei zusätzlicher EKG-getriggerterAufnahme der Emissionsdaten in 8 Intervallen steigt die Zeit für die Bildbearbeitung aufca. 20 Minuten. Die gesamte Auswertung der Myokardszintigra�e in Ruhe und nach Bela-stung einschlieÿlich der Erstellung der schwächungskorrigierten und unkorrigierten Bilderist insgesamt mit einem in der Routinediagnostik vertretbaren zeitlichen Mehraufwandgegenüber einer SPECT-Auswertung mittels ge�lterter Rückprojektion verbunden.In einzelnen Studien wurde gezeigt, daÿ keine wesentlichen Unterschiede in der myokardia-len Aktivitätsverteilung zwischen iterativ und mittels ge�lterter Rückprojektion rekonstru-ierten Perfusionsszintigrammen bestehen [88, 134]. Eine Vergleichsuntersuchung zwischenge�lterter Rückprojektion und einem OSEM-Algorithmus von Bai et al. [4] erbrachte hin-gegen signi�kante Unterschiede des regionalen myokardialen Uptakes im RCA- und RCX-Versorgungsgebiet. Auch Araujo et al. [3] fanden signi�kante Unterschiede in der links-ventrikulären Aktivitätsverteilung in Abhängigkeit vom Rekonstruktionsverfahren. DerVergleich unkorrigierter Bilder nach Rekonstruktion mit dem Verfahren der ge�ltertenRückprojektion mit iterativ rekonstruierten, schwächungskorrigierten Aufnahmen, wie er

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in mehreren Studien [23, 43, 45, 70, 87, 88, 92, 112, 133] vorgenommen wurde, muÿ somitkritisch betrachtet werden. Durch Anwendung des gleichen iterativen Rekonstruktionsver-fahrens und Postrekonstruktions�lters konnte diese Fehlermöglichkeit in der vorliegendenStudie ausgeschlossen werden.

4.4 Probleme beim Einsatz des BEACONTM -Systems

Einige Autoren weisen darauf hin, daÿ neben der Verbesserung der Bildqualität durch dieAC auch zusätzliche, neue Artefakte entstehen können [112, 122]. Hier ist insbesondere dieStreustrahlung von Bedeutung.Die Streustrahlung aus benachbarten Organen (z.B. Leber, Magen-Darm-Trakt) kann be-reits in den nicht schwächungskorrrigierten SPECT-Aufnahmen ein Problem bei der Be-urteilung v.a. der inferioren Wandabschnitte darstellen. Eine relativ verminderte Aktivi-tätsdarstellung in den übrigen Myokardanteilen mit entsprechend vorgetäuschten Perfusi-onsstörungen ist die Folge. Die auftretende arte�zielle Aktivitätsanhebung der Hinterwandkann durch AC noch verstärkt werden und führt zur Verschlechterung der Bildqualität mitgesteigerter Inhomogenität in den Emissionsbildern des Myokards [68, 134]. Aufgrund derniedrigeren Photonenenergie sind Untersuchungen mit 201Tl stärker betro�en als solchemit 99mTc-markierten Perfusionstracern [112].Eine Verstärkung extrakardialer Aktivitätsanreicherungen (Leber, Intestinum) durch ACwurde von mehreren Autoren beobachtet bzw. in Phantomuntersuchungen simuliert [54,92, 133, 136]. Bei 119 Patienten beschreiben Ficaro et al. [45] störende Aktivitätsanreiche-rungen in der Leber in 6 Fällen ohne gegenüber 13 Fällen mit AC. Prvulovich et al. [134]fanden bei der Mehrzahl der untersuchten Personen eine verstärkte hepatische Aktivitäts-darstellung nach Anwendung der AC ohne Streustrahlenkorrektur mit Verschlechterungder Bildqualität und Problemen bei der Beurteilung der inferioren Wandabschnitte in 33%der Studien.Hendel et al. [70] diskutieren eine Überlagerung der inferioren Myokardabschnitte durchStreustrahlung aus der Leber als Ursache der nach AC häu�g erniedrigten Sensitivität beider Diagnostik von Koronarstenosen im Bereich der RCA.Eine �Überkorrektur� der Photonenschwächung in den inferioren Myokardanteilen kann zueiner Unterschätzung von Hinterwandnarben führen [28].Durch die AC verstärkte Streustrahlung kommt als Ursache der bei Frauen beobachtetenleichten �Überkorrektur� der inferioren Wandabschnitte mit Absinken des Verhältnisses derAktivität von Vorder- und Hinterwand auf 0, 94 in Betracht.Bei visueller Beurteilung fand sich im eigenen Untersuchungskollektiv eine erhöhte ex-trakardiale Aktivität ohne AC bei 3 Patienten, wobei in 2 Fällen Belastungs- und Ru-hestudie gleichermaÿen betro�en waren, während bei einem Patienten nur in den 201Tl-Ruheaufnahmen eine vermehrte Aktivitätsanreicherung benachbart der Hinterwand sicht-bar war. In einem Fall konnte das Aktivitätsmaximum intestinalen Strukturen zugeord-

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net werden. Ansonsten handelte es sich um hepatische Aktivitätsanreicherungen. In denschwächungskorrigierten Aufnahmen zeigte sich zusätzlich bei einem Patienten in beidenAufnahmen eine vermehrte Aktivitätsdarstellung der Leber. Bei den anderen Patientenwar die Aktivitätsverteilung ähnlich im Vergleich zu den unkorrigierten SPECT-Bildern,die extrakardialen Aktivitätsmaxima kamen lediglich etwas betonter zur Darstellung. EineBeeinträchtigung der Beurteilbarkeit der schwächungskorrigierten und nicht korrigiertenSPECT-Aufnahmen ergab sich bei keinem Patienten, obwohl die Anwendung einer Streu-strahlenkorrektur nur bei Untersuchungen mit 99mTc-markierten Radiopharmaka möglichwar.Auf die Bedeutung einer Streustrahlenkorrektur bei Anwendung einer AC weisen Hashi-moto et al. [66] hin, die bei alleiniger AC ebenfalls eine �Überkorrektur� im Bereich derHinterwand mit einem Anstieg des Quotienten der Aktivitätskonzentrationen von inferiorerund anteriorer Wand auf 1, 27 fanden.Eine Beein�ussung der Transmissionsaufnahmen infolge Kontamination durch Streustrah-lung des Emissionsnuklids bei extrakardialen Aktivitätsmaxima, wie sie von Heller et al.[68] anhand von Phantomstudien beschrieben wird, spielt bei der verwendeten 133Ba-Transmissionsquelle keine Rolle.Bei der Betrachtung der erstellten Transmissionsbilder �el eine fehlerhafte Darstellung derDichteverteilung in den rechts dorsalen Anteilen des Thorax auf, die sich bei allen Patien-ten in unterschiedlicher Ausprägung nachweisen lieÿ (Abbildung 2.3). Von diesem Artefaktwar der Bereich betro�en, in dem bei dem verwendeten Akquisitionsprotokoll im Winkel-bereich von 6◦ bis 48◦(rechts posterior) keine Projektionen der Transmission akquiriertwurden. Bei visueller Beurteilung der Transmissionsaufnahmen zeigte sich ansonsten einegute Abgrenzbarkeit der anatomischen Strukturen Thoraxwand, Lunge, Wirbelsäule undMediastinum.Dieser E�ekt in den Transmissionsbildern konnte auch bei Untersuchungen am Phantomnachvollzogen werden und kann ursächlich auf die unvollständige Datenakquisition wäh-rend der Transmission zurückgeführt werden [166]. Bei Anwendung eines 360◦-Orbits zeigtesich eine korrekte Darstellung der Dichteverteilung des Phantoms. Dies steht in Überein-stimmung mit den Erfahrungen anderer Untersucher bei Verwendung des BEACONTM -Systems. O'Connor et al. [122] erstellten Transmissionsaufnahmen eines Thoraxphantomsunter Verwendung einer Dreikopfkamera, wobei die Daten über 360◦ akquiriert wurden.Die rekonstruierten Transmissionsbilder zeigten eine gute Qualität in allen Abschnittenmit guter Abgrenzbarkeit der gesamten Thoraxwand. Auch die Transmissionsmessung miteiner �xen Punktquelle in asymmetrischer Cone-Beam-Geometrie unter Verwendung desBEACONTM -Systems zeigte bei einer 360◦-Akquisition eine artefaktfreie Darstellung dergesamten Throaxabschnitte [53].Eine Akquisition der Transmissionsdaten über einen Winkelbreich von 360◦ ist mit demBEACONTM -System auch an einer Doppelkopfkasmera möglich und bedeutet eine zu-sätzliche Meÿzeit von weniger als 3 Minuten. Somit wäre eine Transmissionsmessung mit

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Erfassung aller Projektionen über 360◦ durchaus möglich. In weiteren Untersuchungen muÿgeklärt werden, inwieweit Artefakte in den Transmissionsaufnahmen im Bereich der hin-teren rechten Thoraxwand Ein�uÿ auf die schwächungskorrigierte Aktivitätsverteilung imlinksventrikulären Myokard haben und die klinischen Ergebnisse der Szintigra�e beein�us-sen. Zur Erarbeitung eines optimalen Akquistionsprotokolls unter Berücksichtigung einermöglichst kurzen Liegezeit des Patienten bei guter Bildqualität sind u. a. vergleichende Un-tersuchungen mit verschiedenen Winkelbereichen, in denen die Daten akquiriert werden,erforderlich.Eine deutlich eingeschränkte Qualität der Transmissionsaufnahmen wurde bei einem starkadipösen Patienten mit einem BMI von 43 beobachtet. Phantomstudien von Barnden etal. [8] zeigten eine deutliche Verschlechterung der Bildqualität der Transmissionsmessungbei ausgeprägter Adipositas mit nachfolgender Beein�ussung der AC der Emission. DieAutoren verweisen auf die Möglichkeit der Segmentierung der Transmissionaufnahmen, dieauch im Fall einer Adipositas hinreichend gute Resultate der AC lieferte. Eine Alternativebesteht in der Verlängerung der Akquisitionsdauer der Transmission, was jedoch hinsicht-lich der Gesamtliegedauer des Patienten für die Untersuchung nur eingeschränkt möglichist.

4.5 Limitationen

Es handelte sich bei den vorliegenden Untersuchungen um Patienten, die im Rahmen desroutinemäÿigen diagnostischen Vorgehens bei KHK myokardszintigra�sch untersucht wur-den.Aufgrund der speziellen Gegebenheiten im Herz- und Diabeteszentrum Nordrhein-West-falen werden in der Nuklearmedizin zumeist Patienten untersucht, bei denen eine KHKzumeist bereits in fortgeschrittenen Stadien besteht bzw. bei denen multiple Risikofakto-ren vorliegen. Im Patientenkollektiv fand sich somit nur eine geringe Anzahl von Patien-ten mit unau�älligem koronarangiogra�schen Befund. Gesunde Probanden oder Patientenmit niedriger Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen einer KHK konnten nicht in die Stu-die einbezogen werden. Daher konnte zur Beurteilung des E�ektes der AC lediglich ein�Referenzkollektiv� gescha�en werden.Die geringe Anzahl von Patienten mit angiogra�schem Normalbefund muÿ als Einschrän-kung bei der Beurteilung der Spezi�tät der Szintigra�e berücksichtigt werden. Aussagenüber eine signi�kante Beein�ussung durch die AC sind bei niedrigen Fallzahlen nicht sichermöglich.Die Beein�ussung der Spezi�tät durch die Patientenselektion muÿ berücksichtigt werden.Patienten mit vollständig unau�älliger Koronarangiogra�e ohne vorbestehende kardialeErkrankungen werden in der Regel nicht zur Myokardszintigra�e überwiesen. Umgekehrterhält ein Patient mit normalem Befund der Perfusions-SPECT-Untersuchung meist keineweitere invasive Diagnostik. Somit werden häu�g Patienten, die aufgrund eines patholo-

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gischen Szintigramms einer angiogra�schen Abklärung zugeführt wurden, bei normalemHerzkatheterbefund für die Beurteilung der Spezi�tät herangezogen. Mehrere Autoren dis-kutieren einen negativen Ein�uÿ dieser Patientenselektion auf die diagnostische Aussage-fähigkeit des Verfahrens, insbesondere in Form einer sinkenden Spezi�tät [80, 101, 159].Folglich wird der Bestimmung der Anzahl an Normalbefunden bei Patienten mit niedrigerKHK-Wahrscheinlichkeit der Vorzug gegenüber der Bestimmung der Spezi�tät gegeben.Die für diese Untersuchung verwendete Gammakamera mit dem BEACONTM -System undden entsprechenden Auswerteprogrammen ermöglicht auch die EKG-getriggerte Akquisiti-on und nachfolgende Gated-SPECT-Auswertung der schwächungskorrigierten und der un-korrigierten Emissionsdaten. Die zusätzlichen Informationen über Wandbewegung, Wand-dickenzunahme und linksventrikuläre Ejektionsfraktion wurden im Rahmen der vorliegen-den Ergebnisse nicht berücksichtigt. Aus der Literatur ist bekannt, daÿ durch diese Zusatz-informationen eine AC zwar nicht ersetzt, die diagnostische Tre�sicherheit jedoch weiterverbessert werden kann [7, 96].

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5 Zusammenfassung

Artefakte durch inhomogene Photonenschwächung stellen ein Problem bei der Perfusions-SPECT des Herzens dar. Sie beein�ussen die rekonstruierte Aktivitätsverteilung im links-ventrikulären Myokard und die diagnostische Tre�sicherheit der Methode. Die Transmis-sionsmessung mit radioaktiven Transmissionsquellen stellt eine Möglichkeit zur AC beiSPECT-Untersuchungen dar.Das Ziel der vorliegenden Studie bestand in der Evaluierung des Transmissions-/Emissions-systems BEACONTM der Firma Philips Medizin Systeme zur AC von Perfusions-SPECT-Untersuchungen des Myokards. Es sollten die Beein�ussung der Aktivitätsverteilung imMyokard und die Auswirkungen auf die diagnostische Tre�sicherheit der Myokard-SPECTunter Verwendung der Koronarangiogra�e als Referenzmethode beurteilt werden.Hierzu wurde ein Kollektiv von 57 Patienten (34 Männer, 23 Frauen) mit einer KHK-Prävalenz von 93% in die Studie einbezogen. Alle Patienten erhielten in einem zeitlichenAbstand von maximal 3 Monaten zur Szintigra�e eine Koronarangiogra�e und in 54 Fällenzusätzlich eine LV-Angio.Die Injektion des Radiopharmakons erfolgte unter Ruhebedingungen und unter ergome-trischer oder pharmakologischer Belastung. Nach Akquisition der Emissionsdaten (102◦-Rotation) wurden Transmissionsaufnahmen (216◦-Rotation, asymmetrische Fan-Beam-Geo-metrie) unter Verwendung von 133Ba-Quellen (356 keV) durchgeführt und ein planarerKalibrierungsscan akquiriert. Die Emissionsdaten wurden iterativ mit und ohne AC re-konstruiert und Schnittbilder entsprechend der Herzachsen erstellt. Anhand von Polarto-mogrammen erfolgte die Unterteilung in Myokardsegmente (20-Segment-Modell), anhandderer die Aktivitätsverteilung im Myokard absolut und relativ bestimmt wurde. Ein Sco-re diente der semiquantitativen Beurteilung der einzelnen Segmente der Ruhe- und Be-lastungsszintigramme. Die angiogra�schen Daten wurden entsprechend der individuellenKoronaranatomie den einzelnen Myokardsegmenten zugeordnet.Da lediglich 6 Patienten angiogra�sch keine signi�kanten Koronarstenosen aufwiesen, konn-te kein Normalkollektiv zur Beurteilung des Ein�usses der AC auf die rekonstruierte Ak-tivitätsverteilung im linksventrikulären Myokard herangezogen werden. Es wurde ein �Re-ferenzkollektiv� aus �normalen� Segmenten de�niert, die eine unau�ällige Wandbewegungin der LV-Angio zeigten und bei denen keine Stenose ≥ 50% im zugehörigen Koronargefäÿvorlag. Anhand dieser Segmente wurde der Ein�uÿ der AC auf die gemessene Aktivitäts-verteilung im linksventrikulären Myokard untersucht.Die AC beein�uÿte die Aktivitätsverteilung signi�kant. Die deutlichsten E�ekte zeigten sichin der Hinterwand, wo durch die AC ein signi�kanter Anstieg der Aktivitätskonzentration

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bei Männern um 17, 4% und bei Frauen um 9, 0% nachweisbar war. Auch inferoseptal undinferolateral kam es zu einer signi�kanten Aktivitätsanhebung, die bei Männern wiederumdeutlicher war. In den medialen und basalen Segmenten stellten sich die E�ekte im Ver-gleich zu den apexnahen Segmenten ausgeprägter dar. In den übrigen Segmenten ergabensich bei Frauen keine signi�kanten Änderungen der Aktivitätsverteilung. Die geringe Ab-nahme der Aktivitätskonzentration durch die AC in der Herzspitze war nur bei Männernim anteroapikalen Segment signi�kant. Die Vorderwand zeigte insgesamt bei Männern ei-ne leichte, nicht signi�kante Minderung der Aktivitätsbelgung nach der AC, wobei in deneinzelnen Segmenten z. T. entgegengesetzte E�ekte zu verzeichnen waren.Die Homogenität der Aktivitätsverteilung in normalen Myokardsegmenten verbesserte sich.Nach AC waren nur noch geringe Unterschiede der Aktivitätsverteilung zwischen Männernund Frauen nachweisbar. Es zeigte sich ein Trend zur Abnahme des Korrekture�ektesin den inferioren und septalen Wandabschnitten mit steigendem BMI. Unterschiede imKorrekture�ekt zwischen den 99mTc-markierten Perfusionstracern und 201Tl waren nichtnachweisbar.Im zweiten Teil der Arbeit wurde die klinische Relevanz der AC im Rahmen der KHK-Diagnostik untersucht. Die Beurteilung der myokardialen Aktivitätsverteilung erfolgte se-miquantitativ auf der Basis eines 5-Punkte-Scores und rein visuell. Die diagnostische Tre�-sicherheit mit und ohne AC wurde anhand der Parameter Sensitivität und Spezi�tät fürden Nachweis von Koronarstenosen und Myokardnarben ermittelt.Durch die Anwendung der AC stieg die Sensitivität der Belastungsszintigra�e im LAD-Gebiet nicht signi�kant an. Bei segmentweiser Zuordnung der angiogra�schen und szintigra-�schen Befunde zeigte die Sensitivität der Belastungsuntersuchung schlechtere Ergebnisseals nach Zusammenfassung der Segmente zu den koronaren Hauptstromgebieten. Für dasRCX- und RCA-Gebiet ergab sich zunächst ein Abfall der Sensitivität durch die AC. NachZusammenfassung der Segmente war keine Sensitivitätsänderung im RCX-Gebiet nachweis-bar, die Abnahme im RCA-Gebiet war nicht mehr signi�kant. Die individuelle Zuordnungder koronarangiogra�schen Befunde zu den einzelnen Segmenten der Myokard-SPECT er-wies sich insgesamt als schwierig und trug nicht zu einer Verbesserung der diagnostischenTre�sicherheit bei. Die semiquantitative Bewertung mittels eines 5-Punkte-Scores war dervisuellen Beurteilung der Belastungsaufnahmen leicht überlegen.Die Sensitivität beim Nachweis von Vernarbungen in der Myokardszintigra�e unter Ruhe-bedingungen nahm im Bereich der Hinterwand durch die Anwendung der AC ab. Nur beisemiquantitativer Auswertung war der Unterschied mit 11% signi�kant.Die Spezi�tät konnte durch die AC generell gesteigert werden. Der gröÿte Spezi�tätszu-wachs zeigte sich im RCA-Gebiet bzw. in der Hinterwand, wo für die Belastungs- undRuheuntersuchungen ein Anstieg um bis zu 52% zu verzeichnen war.Insgesamt führte die AC mit dem BEACONTM -System bei der Myokardszintigra�e zueiner Minderung der Schwächungsartefakte inferior, inferoseptal und inferolateral und zueiner verbesserten Homogenität der Aktivitätsdarstellung in normalen Myokardsegmenten.

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Durch Anwendung der AC konnte die diagnostische Tre�sicherheit gesteigert werden, wobeiinsbesondere eine verbesserte Spezi�tät erreicht werden konnte. Das verwendete Systemerwies sich als gut geeignet für den Einsatz im klinischen Routinebetrieb. Somit kann derregelmäÿige Einsatz des Systems zur AC der Myokard-SPECT empfohlen werden.

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97

Danksagung

Herrn Prof. Dr. med. W. Burchert danke ich für die Überlassung des Themas, für

seine Hilfsbereitschaft und die fortwährende Unterstützung während des Entste-

hungsprozesses der Arbeit, die kritischen Anmerkungen und Ratschläge und nicht

zuletzt auch für die nötige Motivation.

Meinen Kollegen Dr. med. O. Lindner, Dr. med. E. Fricke und E. Esdorn gilt mein

Dank für die Unterstützung bei der Durchführung der Patientenuntersuchungen

und der Auswertung der Befunde, für die Diskussionsbereitschaft und die kritische

Durchsicht des Manuskripts.

Den MTA's der Nuklearmedizin danke ich für die Hilfe bei der Rekonstruktion der

Myokarszintigramme und bei der Erfassung der Patientendaten. Frau Oberländer

unterstützte mich stets bei der Suche nach Patientenakten. Frau Fansel war mir

eine groÿe Hilfe bei der Erledigung sämtlicher Formalitäten.

Bei Problemen aus dem Bereich der medizinischen Physik, zu Fragen der Datenre-

konstruktion und -weiterverarbeitung gab mir Herr Dipl.-Ing. R. Weise stets wert-

volle Hinweise und Unterstützung.

Für die unkomplizierte Zusammenarbeit und die fachübergreifenden Gespräche und

Diskussionen danke Herrn Dr. med. D. Fassbender, ehemaliger Oberarzt der Kar-

diologischen Klinik.

Ein besonderer Dank gilt meinem Mann, der insbesondere bei der Lösung meiner

kleinen und groÿen �Computer-Probleme� viel Geduld, Verständnis und manchmal

auch Nervenstärke zeigen muÿte.

Tabellarischer Lebenslauf

Personliche Angaben

Name: Annett Kammeier, geb. ZachowGeburtsdatum: 06.01.1970Geburtsort: Halle (Saale)Anschrift: Zum Sportplatz 12, 32278 KirchlengernFamilienstand: verheiratetStaatsangehorigkeit: deutsch

Schulbildung

1976-1988 Schulausbildung in Halle-Neustadt1988 Abitur

Studiumsvorbereitung

1988-1989 Vorpraktisches Jahr an der Kinderklinik derMartin-Luther-Universitat Halle-Wittenberg

Studium

1989-1996 Studium der Humanmedizin an derMartin-Luther-Universitat Halle-Wittenberg

Arbeitsverhaltnisse

01.07.1996 - 31.12.1997 Arztin im Praktikum in der InnerenAbteilung des St. Elisabeth-Krankenhaus Halle

01.01.1998 Approbation als Arztin01.03.1998 - 28.02.2000 Assistenzarztin fur Nuklearmedizin

in der Praxis Dres. Stuckenholz & Partner in Bielefeld01.03.2000 - 31.08.2002 Assistenzarztin im Institut fur Molekulare Biophysik,

Radiopharmazie und Nuklearmedizin im Herz- und DiabeteszentrumNordrhein-Westfalen, Bad Oeynhausen

01.09.2002 - 28.02.2003 Assistenzarztin auf der Nuklearmedizinischen Therapiestationdes Universitatsklinikums ”Carl Gustav Carus“ in Dresden

seit 01.03.2003 Arztin im Institut fur Molekulare Biophysik,Radiopharmazie und Nuklearmedizin im Herz- und DiabeteszentrumNordrhein-Westfalen, Bad Oeynhausen

seit Juli 2003 Facharztin fur Nuklearmedizin