Myokardiale Ischämiediagnostik mit der ergometrischen Stress-Cine-MRT

Einleitung: Die Verwendung von Cine-Sequenzen in der Kardio MRT ermöglicht die Beurteilung von Wandbewegungsstörungen in Ruhe und unter Belastung zum Nachweis oder Ausschluss von Ischämien ähnlich der Echokardiographie. Zahlreiche Publikationen haben dabei den hohen Stellenwert der pharmakologischen Stress-Cine-MRT vor allem mit Dobutamin gegenüber der Stress-Echokardiographie gezeigt. Andererseits erfordert die pharmakologische Stress-Cine-MRT z.B. mit Dobutamin unter Umständen einen hohen logistischen Aufwand vor allem in der Nachbetreuungsphase und hat zudem noch eine Komplikationsrate ähnlich der des Herzkatheters, so dass die Methode in erster Linie den kardiologischen Klinikzentren vorbehalten ist. Alternativ haben wir für den ambulanten Einsatz vor allem für Patienten die fahrradergometrisch belastbar sind die ergometrische Stress-Cine-MRT eingeführt. Aufgrund der neuen Technologien, vor allem unter Verwendung ultraschneller Sequenzen wie balanced FFE oder balanced TFE Sequenzen mit Sensetechnologie ist jetzt die Cineaquisition aller Herzabschnitte (die drei Kurzachsen und der Vierkammerblick) noch während bzw. am Ende der Belastungsstufe innerhalb von max. 25–30s möglich. Das Prinzip der ergometrischen Belastung erfolgt über ein auf die MR-Tischplatte montierten Fahrradergometer unter Verwendung einer speziellen Schulterstütze, die die Lagekonstanz der Herzachse während der Untersuchung bzw. Belastung im Vergleich zu den Ruhe-Cine-Aquisitionen garantiert. Ziel der vorliegenden Studie ist es, die ergometrische Stress-Cine-MRT, als alternative Methode zur pharmakologischen Stress-Cine-MRT vorzustellen, die vor allem für solche Patienten geeignet ist, die zum Nachweis bzw. Ausschluss einer belastungsinduzierten Ischämie ambulant vorstellig wurden.

Material und Methode: Im Rahmen unseres ambulanten Kardio-MR-Zentrums wurden in 3 Jahren (März 2000 bis März 2003) insgesamt 485 Patienten mit der Frage eines relevanten belastungsinduzierten Ischämienachweises mittels Fahrradergometer untersucht. Die untersuchten Patienten gliederten sich dabei in zwei Gruppen. Gruppe l waren Patienten die noch keinen Herzkatheter hatten und sich mit der Fragestellung eines Ischämienachweises bzw. Ausschlusses vorstellten. Gruppe 2 waren Patienten mit bekannter KHK, die eine Herzkatheteruntersuchung hatten und sich nach Bypass, Stent oder reiner PTCA mit der Fragestellung einer eventuellen Progression der KHK vorstellten. Die Hauptindikationen für beide Gruppen waren nach den Häufigkeiten geordnet: 1. unklare Belastungsdyspnoe sowie unklare thorakale Beschwerden, 2. neu aufgetretene Rhythmusstörungen wie LSB, VHF oder höhergradige Rhythmusstörungen, 3. langjährige Risikofaktoren (Rauchen, Hypertonus, Hypercholesterinämie) und 4. V.a. ischämische Kardiomyopathie. Ausschlusskriterien für beide Gruppen waren typische klinsche Ischämiezeichen wie Angina pectoris sowie typische neu aufgetretene Ischämiezeichen im EKG, Belastungs-EKG und in der Ruhe- bzw. Stressechokardiographie. Weiteres Ausschlusskriterium war eine mangelnde ergometrische Belastbarkeit. Die Untersuchungen erfolgten an einem 1,5-Tesla-Ganzkörper-MRT der Fa. Philips (Gyroscan NX intera Release 8 bzw. 9 mit Sensitivity Encoding; maximale Gradientenfeldstärke 30 mT/m). Als Herzspule diente eine synergy coil mit 5 Spulenelementen. Der Untersuchungsablauf in Ruhe beginnt mit der Aufnahme der drei Kurzachsen und dem Vierkammerblick jeweils im Cine Mode. Dann folgt die fahrradergometrische Belastung auf der MR-Couch im Liegen entsprechend den Kriterien des Belastungs-EKG's einschließlich den Abbruchkriterien. Anschließend werden unmittelbar am Ende der ergometrischen Belastung die drei Kurzachsen und der Vierkammerblick im Cine Mode aufgenommen, wobei der Kurzachsen Cine Mode mit dem apikalen Drittel beginnt, dann folgt das mediale Drittel und schließlich das basale Drittel. Zusätzlich wurde jedem Patienten am Ende der maximalen Belastungsstufe 0.5– l mg Atropin i.v. injiziert um für die Datenaquisition die maximale Pulsfrequenz über 30 bis 40 Sekunden in Höhe der Ausbelastungsfrequenz zu erhalten. In diesem Zeitintervall am Ende der Belastung konnten dann die drei Kurzachsenschnitte und der Vierkammerblick jeweils im Cine Mode mit 25 Phasenbildern aquiriert werden. Für balanced FFE (TE: 1,7 ms, TR: 3.5 ms, Flip 50 Grad, ohne Sensefaktor) betrug die Atemanhaltzeit ca. 8 bis 10s pro Cine-Schicht bei einer Pulsfrequenz von mindestens 120/min. Für balanced TFE (TE: 1.7 ms, TR: 3.4 ms,Flip. 60 Grad, Sensefaktor 2) betrug die Atemanhaltezeit ca. 4 bis 5s pro Cine-Schicht. Obwohl sich am Ende der Belastung bei allen Patienten physiologischerweise eine Hyperventilation einstellt, waren die Atemanhaltezeiten mit 4 bis max. 10 Sekunden so kurz, dass in 96% der Fälle zur visuellen Wandbewegungsanalyse die Qualität der Cine-Bildgebung störungsfrei und nicht veratmet beurteilt werden konnte. Eine eigens von uns konstruierte höhenverstellbare Schulterstütze diente dazu, dass alle Patienten am Ende der Belastung die gleichen Schichteinstellungen in den drei Kurzachsen und im Vierkammerblick gegenüber den Ruheuntersuchungen hatten.

Ergebnisse: Die Stress-Cine-MRT wurde von allen Patienten ohne Nebenwirkungen gut toleriert. Mithilfe des Vektor-EKG's konnte in allen Fällen eine verwertbare Triggerung des EKG-Signals erreicht werden. Von den untersuchten 485 Patienten konnten jeweils 4% der Patienten aus beiden Gruppen wegen Veratmung der Cinemodes nicht beurteilt werden. Von 285 Patienten aus Gruppe l hatten 14 Patienten einen belastungsinduzierten Ischämienachweis (5%). Von den 185 Patienten aus Gruppe 2 hatten 22 Patienten (12%) einen belastungsinduzierten Ischämienachweis. Die Lokalisationen der Kontraktionsstörungen waren in Gruppe l (Patienten ohne bekannte KHK) in 6 Fällen im Wesentlichen apikal, in 4 Fällen medial und in 4 Fällen basal. Die Lokalisationen der Kontraktionsstörungen in Gruppe 2 (Patienten mit bekannter KHK) waren in 7 Fällen apikal, in 7 Fällen medial und in 8 Fällen basal. Alle 14 Patienten aus Gruppe l hatten im Herzkatheter höhergradige Koronararterienstenosen. Bei den 22 Patienten aus Gruppe 2 fand sich in allen Fällen ein pathologisches Korrelat mit Bypassverschlüssen und In-Stent-Stenosen.

Zusammenfassung: Die ergometrische Stress-Cine-MRT ist am Ende der diagnostischen Kette mit der vorgestellten Technologie sehr gut einsetzbar, vor allem bei unklaren nicht typischen klinischen Beschwerden und nicht eindeutigen Ischämiezeichen im EKG, Belastungs-EKG oder Echokardiogramm. Die ergometrische Stress-Cine-MRT ist hinsichtlich des logistischen Aufwandes und der geringen Komplikationsrate eine geeignete Methode im ambulanten Routinebetrieb, gegenüber den pharmalogischen Stress-Untersuchungen. Anhand der vorgestellen Fallbeispiele konnte gezeigt werden, dass die ergometrische Stress-Cine-MRT und damit auch die pharmakologische Stress-Cine-MRT aufgrund ihrer besseren Myokardbeurteilung im Bereich der Herzspitze der Echo- bzw. Stress-Echokardiographie hinsichtlich der Sensitivität und damit auch Spezifität deutlich überlegen ist. Damit sind insbesondere bei Stenosen bzw. Verschlüssen der LAD in den Segmenten 6 und 7 die Kontraktionsstörungen im Bereich der Herzspitze zum Ischämienachweis mit der ergometrischen Stress-Cine-MRT exakt zu erkennen.