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HELIOSHELIOS Kliniken GmbH Kliniken GmbH
HELIOS Kliniken GmbH
Nuklearkardiologie
Nuklearmedizinische Untersuchungsmethoden am Herz-Kreislaufsystem
Nuklearmedizinische KlinikHELIOS Klinikum Berlin-Buch
Nuklearkardiologie
• Anatomie des Herzens und des Kreislaufsystems• Physiologie / Pathophysiologie• Myokardszintigraphie
– Indikationen– Vorgehensweise– Auswertung
• Radionuklidventrikulographie– Indikationen– Vorgehensweise– Auswertung
Nuklearmedizinische KlinikHELIOS Klinikum Berlin-Buch
Herz - Anatomie
• Lage:– Im Mediastinum– Herzachse „gekippt“ von
hinten oben rechts (Herzbasis) nach vorne unten links (Herzspitze)
• Ein Wort oder mehrere Wörter eingeben. . .
Nuklearmedizinische KlinikHELIOS Klinikum Berlin-Buch
Herz - Anatomie
• 4 Herzhöhlen– rechter Vorhof– rechter Ventrikel– linker Vorhof– linker Ventrikel
(besitzt die Haupt-
muskelmasse)
Getrennt durch das Vorhof bzw.
Ventrikelseptum und die
Herzklappenebene
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Herz – Anatomie
• Funktionell Trennung in rechtes Herz– „kleiner“ Lungenkreislauf– Aufnahme des venösen, sauerstoffarmen Blutes aus dem
Körperkreislauf (obere u. untere Hohlvene)– Auswurf des Blutes in Lungenarterien
Sauerstoffanreicherung
• und linkes Herz– „großer“ Körperkreislauf– Aufnahme des arteriellen, sauerstoffreichen Blutes aus dem
Lungenkreislauf– Auswurf des Blutes in die Aorta zur Versorgung der Körper-
peripherie
Nuklearmedizinische KlinikHELIOS Klinikum Berlin-Buch
Herz – Anatomie
Aufbau der Herzwand in drei (vier) Schichten:
• Endokard (Herzinnenhaut)
• Myokard (Muskelschicht)
• Epikard (Herzaußenhaut)
• Perikard (Herzbeutel) – Umschlagfalte des Epikards, dient als Verschiebeschicht
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Herz – Anatomie
Lagebeziehungen des Herzens:
Das Herz grenzt an - die Lungenflügel (seitlich) - die großen Blutgefäße (Aorta, Pulmonalarterien und –
venen, V.cava) im Mediastinum- Ösophagus im Mediastinum- Magen und Darm (kaudal)
Dabei liegt der linke Ventrikel im wesentlichen dem Magen auf
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Herz – Anatomie
Blutversorgung
• Versorgung des Endokards durch Diffusion aus dem Kammerblut
• Versorgung des Myokards über Herzkranzgefäße (Coronarien) direkt aus der Aorta ascendens– 1/7 (des Blutvolumens) über A.coronaria dextra – 6/7 (des Blutvolumens) über A.coronaria sinistra
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Herz – Anatomie
• Dabei versorgt die rechte Coronararterie den rechten Ventrikel und 1/3 des Ventrikelseptums,
• Die linke Coronararterie den linken Ventrikel und 2/3 des Ventrikelseptums
• Aber: viele Versorgungsvariationen möglich („Rechtsversorgungstyp“, „Linksversorgungstyp“), besonders im Septum, an der Herzspitze und im Überschneidungsbereich der Versorgungsgebiete
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Herz – Anatomie
• Aufzweigung der A.coronaria dextra in – Ramus marginalis dextra I-III („RM I-III“, rechter
Ventrikel)– Ramus interventricularis posterior („RIVP“, Septum) – Ramus posterolateralis dexter („RPLD“, Hinterwand
des linken Ventrikels
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Herz – Anatomie
• Aufzweigung der A.coronaria sinistra in– Ramus circumflexus („RCX“, Seiten- und
Hinterwand des linken Ventrikels) mit weiterer Verzweigung in
• Ramus marginalis sinister („RM“)• Rami posteriores ventriculi sinister
– Ramus interventricularis anterior („RIVA“, Seiten- und Vorderwand des linken Ventrikels) und
• Rami interventriculares septales (vorderes Septum)
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Herz – Anatomie
• Blutabfluss – zu 1/3 durch kleinen Herzvenen direkt in den
rechten Vorhof– Zu 2/3 über den Sinus coronarius in den rechten
Vorhof
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Herz – Physiologie – Herzaktion
Pumpfunktion des Herzens durch Muskelkontraktion unddamit koordinierte Herzklappenfunktion:
– Passiver Fluss von Blut aus V.cava bzw. Lungenvenen in die Vorhöfe
– Sogwirkung zieht Blut aus den Vorhöfen in die Kammern durch die geöffnete Mitral- und Trikuspidalklappe (Segelklappen) während Diastole (Erschlaffungsphase der Ventrikel) – Vorhöfe „füllen“ Ventrikel nur zu ca. 1/10 aktiv durch geringe eigene Kontraktion
– Aorten- und Pulmonalklappe (Taschenklappen) während Diastole geschlossen – Zurückströmen des Blutes aus Arterien unmöglich
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Herz – Physiologie – Herzaktion
– Muskelkontraktion führt zu Verkleinerung des Herzbinnenraumes, damit zur Druckerhöhung
– Passives Zurückschlagen und Schließen der Segelklappen, somit kein Rückfluss in Vorhöfe
– Weitere Druckerhöhung in Ventrikeln, bei Herzinnendruck> Gefäßblutdruck (in Aorta bzw. Lungenarterie) passive Öffnung der Taschenklappen und Blutausstrom
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Herz – Physiologie – Funktionsparameter
• Enddiastolisches Volumen (EDV)• Endsystolisches Volumen (ESV)• Schlagvolumen (SV) = EDV - ESV• Ejektionsfraktion (LVEF) = (EDV - ESV) : EDV x 100 • Herzzeit-(minuten-)volumen = HF x SV
und• Muskelverdickung
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Herz - Physiologie
• Energiegewinnung aus folgenden Substraten:– Glukose– freien Fettsäuren– Laktat
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Herz – Physiologie
• Sauerstoffextraktion bereits in Ruhe > 75%, bei Belastung nicht wesentlich steigerbar,
somit
• mehr Sauerstoff bei Belastung nur durch Durchblutungssteigerung erreichbar (um das bis zu 3-4fache)
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Herz – Physiologie
• Herzkranzgefäße sind sog. funktionelle funktionelle EndarterienEndarterien, d.h. trotz anatomisch vorhandener Anastomosen („Kurzschlußverbindungen“) kann das Versorgungsgebiet einer geschädigten Arterie nicht kurzfristig von einer anderen übernommen werden.
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Herz - Pathophysiologie
• Minderdurchblutung eines Herzmuskelareals führt zu O2-Mangel (Ischämie)
• andauernde Ischämie führt zum Infarkt (Absterben des funktionsfähigen Herzmuskelgewebes) → Ausheilung als Narbe
• Zustand „stunned“ und „hibernating myokardium“ (Myokard im Winterschlaf) → regional akut oder chronisch funktionsloses aber vitales Gewebe: reversible Schädigung, bei Wiederherstellung der O2-Versorgung ggf. wieder funktionsfähig
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Herz - Pathophysiologie
• Coronarsklerose und Thrombus
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Herz - Pathophysiologie
• Folge:
Ischämie
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Herz - Pathologie
Abheilung
als
Infarktnarbe
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Herz - Pathologie
Alle Wandschichten betreffender Infarkt wird als
transmural
bezeichnet
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Herz - Myokardszintigraphie
Indikationen:Indikationen:• Diagnose, Lokalisation, Ausdehnung, Schweregrad
und ggf. Unterscheidung Ischämie / Infarkt• Relevanz einer Stenose• Risikobeurteilung• Überprüfung der Durchblutungssituation nach PTCA• Patient nicht ausreichend belastbar für diagnostische
Coronarangiographie• Diskrepanz Symptomatik / Untersuchungsbefunde
(z.B. Coronarangiographie, Belastungs-EKG)
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Herz - Myokardszintigraphie
• Geeignete Pharmaka zur Darstellung der Myokardperfusion:– 201Tl-Chlorid– 99mTc-MIBI (MMethoxy-iisobbutyl-iisonitril)– 99mTc-Tetrofosmin
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201Tl-Chlorid - Myokardszintigraphie
Pharmakologisches Prinzip:Pharmakologisches Prinzip:
Kalium-Analogon, wird nach i.v.-Injektion aktiv anstelle
K+ in die Herzmuskelzelle
transportiert (Maximum
nach 1-2min – optimales
Verhältnis Myokard:Unter-
grund nach 15-20min);
Nach spätestens 45min weit-
gehende Auswaschung aus
Herzmuskel.
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201Tl-Chlorid - Myokardszintigraphie
201201Thallium Besonderheiten:Thallium Besonderheiten:• Lange HWZ führt zu relativ hoher Strahlenexposition
(bis 20mSv effektive Dosis)• Ruhe und Belastungsuntersuchung mit einer Injektion • Nach initialer Aufnahme in Herzmuskelzelle
Auswaschen des Thalliums und zwischenzeitlich Speicherung in Skelettmuskulatur, Leber, Nieren, Magen-Darm-Trakt, nach 3-4h Wiederaufnahme in Herzmuskelzellen (sog. Redistribution)
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99mTc-MIBI - Myokardszintigraphie
Pharmakologisches Prinzip:Pharmakologisches Prinzip:Nach i.v.-Applikation perfusionsabhängige Anflutungim Myokard und passiveDiffusion in Herzmuskelzelle.Dort intrazelluläre Bindung in Mitochondrien ohne Rück-diffusion. Extraktion aus demBlut ca. 40% (unter Belastung höher).
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99mTc-MIBI - Myokardszintigraphie
99mTc-MIBI Besonderheiten / Vorteile :99mTc-MIBI Besonderheiten / Vorteile :• gute Verfügbarkeit, da Generatorprodukt• höhere Gammaenergie, damit bei
– niedrigerer Strahlenexposition – höhere Bildqualität
• Ein- oder Zwei-Tagesprotokoll möglich, unabhängig von der Zeit
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Herz - Myokardszintigraphie
1. Durchführung als1. Durchführung als• RuheuntersuchungRuheuntersuchung – verminderte Anreicherung
kennzeichnet Narbe• BelastungsuntersuchungBelastungsuntersuchung nach physikalischer
(Fahrradergometer, Laufband o.ä) oder medikament-öser (z.B. Adenosin, Dobutamin) Belastung – verminderte Anreicherung kennzeichnet Ischämie
• Normalerweise werden beide Untersuchungen durchgeführt
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Herz – Myokardszintigraphie
2. Durchführung als2. Durchführung als• Ein-Tages-Protokoll:Ein-Tages-Protokoll: Belastungs- und Ruheunter-
suchung finden am selben Tag (morgens und mittags) statt; immer bei 201Tl wegen besonderer Eigenschaften, bei 99mTc möglich.
• Zwei-Tages-Protokoll:Zwei-Tages-Protokoll: Belastungs- und Ruheunter-suchung finden an unterschiedlichen Tagen statt.
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Herz - Myokardszintigraphie
Patientenvorbereitung:Patientenvorbereitung:• nüchtern (Ausnahme ggf. Diabetiker)• vor Belastungsuntersuchung Herzmedikamente wie
β-Blocker, Calciumantagonisten, Nitrate mind. 24h pausieren
• bei 99mTc-MIBI 15min nach Nuklidgabe fetthaltige Nahrung (Milch, Schokolade)
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201Tl-Chlorid - Myokardszintigraphie
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99mTc-MIBI - Myokardszintigraphie
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99mTc-MIBI - Myokardszintigraphie
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Herz - Myokardszintigraphie
Durchführung der Herzbelastung:Durchführung der Herzbelastung:• Ergometer:Ergometer:
– laufend EKG-Ableitung, Blutdruckmessung, Sauerstoffsättigung, Venenzugang, Notfallausrüstung (Reanimationsbereitschaft)
– Steigerung des Widerstands z.B. 25W alle 2min– Bei Erreichen der gewünschten Herzfrequenz (als Maß der
kardialen Belastung) oder bei Auftreten von Abbruchgründen ↓
– Injektion des Radiopharmakons– 1min Belastung fortführen
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Herz - Myokardszintigraphie
Kontraindikationen für physikalische Belastung:Kontraindikationen für physikalische Belastung:• instabile Angina pectoris • frischer Infarkt• schwere Herzinsuffizienz• unkontrollierbare Hypertonie• pulmonale Hypertonie• schwere Lungenerkrankung• akute Myokarditis• schwere Herzklappenfehler• best. Herzrhythmusstörungen
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Herz - Myokardszintigraphie
Abbruchkriterien bei physikalischer Belastung:Abbruchkriterien bei physikalischer Belastung:• Erreichen der Ziel-HF (Ausbelastung, ggf. submaximale
HF = (220-Alter)x0,8)• zunehmend Angina pectoris• ST-Streckensenkungen im EKG• neu auftretende Herzrhythmusstörungen• kein, zu geringer oder übermäßiger Blutdruckanstieg• langsamer oder fehlender Frequenzanstieg• Dyspnoe• Erschöpfung, andere Gründe (z.B. Knie-/Hüftschmerzen,
Claudicatio)
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Herz - Myokardszintigaphie
Medikamentöse BelastungMedikamentöse Belastung• Adenosin – 0,840mg/kg über 6min i.v.• Dobutamin – 10, 20, 30, 40µg/kg/min je 3min i.v.• Dipyridamol – 0,568mg/kg über 4min i.v.
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Herz - Myokardszintigraphie
Datenakquisition mittels (gated)SPECTDatenakquisition mittels (gated)SPECT• Gewinnung von überlagerungs-
freien Schnittbildern aus
einzelnen planaren Szinti-
grammen• durch EKG-Triggerung
können Bilddaten aus unter-
schiedlichen Phasen des
Herzzyklus in sog. „gates“
gespeichert werden
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Herz – Myokardszintigraphie
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Herz - Myokardszintigraphie
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Herz - Myokardszintigraphie
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Herz - Myokardszintigraphie
SSingle PPhoton EEmission CComputed TTomography
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Herz - Myokardszintigraphie
SPECT - Projektionen
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Herz - Myokardszintigraphie
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Herz - Myokardszintigraphie
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Herz - Myokardszintigraphie
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Herz - Myokardszintigraphie
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Herz - Myokardszintigraphie
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Herz - Myokardszintigraphie
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99mTc-MIBI-Myokardszintigraphie
Bulls-eye-Analyse
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Radionuklidventrikulographie (RNV)
• Heute kaum in klinischer Routine da aufwändig• Zur Erfassung von Ejektionsfraktionen und
Volumenparametern• Durchführung als
– „first-pass-RNV“ – nach zentralvenöser Bolusgabe Registrierung der Passage durch rechte Kammer, Lungenstrombahn und linke Kammer
– „Äquilibrium-RNV“, auch als „multiple gated blood pool acquisition“ (MUGA) – nach Gleichverteilung des Radionuklids
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Radionuklidventrikulographie (RNV)
• Radionuklide: – 99mTc markierte Eigenerythrozyten– 99mTc markiertes Humanserumalbumin
Markierung von Eigenerythrozyten in-vivo oder in-vitro (besser) mittels Zusatz von Sn2-Ionen
Aktivität 500-700MBq 99mTcBildakquisition in LAO30°-45° (Ventrikelseptum orthogonal treffen)besser SPECT mit EKG-Triggerung
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Nuklearkardiologie
Fragen?
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Nuklearkardiologie - Fragen
• Was muß bei der Einstelltechnik des Herzens hinsichtlich der Herzachse beachtet werden?
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Nuklearkardiologie - Fragen
• Weshalb kann eine koronare Herzkrankheit besser durch eine Belastungsuntersuchung nachgewiesen werden?
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Nuklearkardiologie - Fragen
• Welcher pharmakokinetische Effekt wird beim Einsatz von 201Tl-Chlorid genutzt?
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Nuklearkardiologie - Fragen
• Was bedeutet „Myokard im Winterschlaf“?
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Nuklearkardiologie - Fragen
• Weshalb ist die SPECT-Technik bei der Myokardszintigrafie der planaren Szintigrafie vorzuziehen?
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Nuklearkardiologie - Fragen
• Wie ist der Untersuchungsablauf einer kombinierten Belastungs- und Ruheszintigrafie mit 201Tl-Chlorid?
• Wie der einer Untersuchung mit 99mTc-MIBI?