HELIOS Kliniken GmbH Nuklearkardiologie Nuklearmedizinische Untersuchungsmethoden am Herz-Kreislaufsystem.

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2 HELIOS Kliniken GmbH Nuklearkardiologie Nuklearmedizinische Untersuchungsmethoden am Herz-Kreislaufsystem

3 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Nuklearkardiologie Myokardszintigraphie Radionuklidventrikulographie (RNV) Cardio-PET

4 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Nuklearkardiologie Anatomie des Herzens und des Kreislaufsystems Physiologie / Pathophysiologie Myokardszintigraphie –Indikationen –Vorgehensweise –Auswertung Radionuklidventrikulographie –Indikationen –Vorgehensweise –Auswertung

5 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Anatomie Lage: –Im Mediastinum –Herzachse gekippt von hinten oben rechts (Herzbasis) nach vorne unten links (Herzspitze) Ein Wort oder mehrere Wörter eingeben...

6 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 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

7 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 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

8 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz – Anatomie Aufbau der Herzwand in drei (vier) Schichten: Endokard (Herzinnenhaut) Myokard (Muskelschicht) Epikard (Herzaußenhaut) Perikard (Herzbeutel) – Umschlagfalte des Epikards, dient als Verschiebeschicht

9 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 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

10 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 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

11 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 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

12 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 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

13 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 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)

14 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 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

15 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz – Physiologie – Herzaktion Pumpfunktion des Herzens durch Muskelkontraktion und damit 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

16 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 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

17 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 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

18 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Physiologie Energiegewinnung aus folgenden Substraten: –Glukose –freien Fettsäuren –Laktat

19 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 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)

20 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz – Physiologie funktionelle EndarterienHerzkranzgefäße sind sog. funktionelle Endarterien, d.h. trotz anatomisch vorhandener Anastomosen (Kurzschlußverbindungen) kann das Versorgungsgebiet einer geschädigten Arterie nicht kurzfristig von einer anderen übernommen werden.

21 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Pathophysiologie Minderdurchblutung eines Herzmuskelareals führt zu O 2 -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 O 2 - Versorgung ggf. wieder funktionsfähig

22 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Pathophysiologie Coronarsklerose und Thrombus

23 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Pathophysiologie Folge: Ischämie

24 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Pathologie Abheilung als Infarktnarbe

25 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Pathologie Alle Wandschichten betreffender Infarkt wird als transmural bezeichnet

26 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie 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)

27 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie Geeignete Pharmaka zur Darstellung der Myokardperfusion: – 201 Tl-Chlorid Mibi – 99m Tc-MIBI (Methoxy-isobutyl-isonitril) – 99m Tc-Tetrofosmin

28 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 201 Tl-Chlorid - Myokardszintigraphie 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.

29 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 201 Tl-Chlorid - Myokardszintigraphie 201 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)

30 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 99m Tc-MIBI - Myokardszintigraphie Pharmakologisches Prinzip: Nach i.v.-Applikation perfusionsabhängige Anflutung im Myokard und passive Diffusion in Herzmuskelzelle. Dort intrazelluläre Bindung in Mitochondrien ohne Rück- diffusion. Extraktion aus dem Blut ca. 40% (unter Belastung höher).

31 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 99m Tc-MIBI - Myokardszintigraphie 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

32 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie 1. 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

33 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz – Myokardszintigraphie 2. Durchführung als Ein-Tages-Protokoll:Ein-Tages-Protokoll: Belastungs- und Ruheunter- suchung finden am selben Tag (morgens und mittags) statt; immer bei 201 Tl wegen besonderer Eigenschaften, bei 99m Tc möglich. Zwei-Tages-Protokoll:Zwei-Tages-Protokoll: Belastungs- und Ruheunter- suchung finden an unterschiedlichen Tagen statt.

34 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie Patientenvorbereitung: nüchtern (Ausnahme ggf. Diabetiker) vor Belastungsuntersuchung Herzmedikamente wie β-Blocker, Calciumantagonisten, Nitrate mind. 24h pausieren bei 99m Tc-MIBI 15min nach Nuklidgabe fetthaltige Nahrung (Milch, Schokolade)

35 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 201 Tl-Chlorid - Myokardszintigraphie

36 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 99m Tc-MIBI - Myokardszintigraphie

37 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 99m Tc-MIBI - Myokardszintigraphie

38 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie 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

39 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie Kontraindikationen für physikalische Belastung: instabile Angina pectoris frischer Infarkt schwere Herzinsuffizienz unkontrollierbare Hypertonie pulmonale Hypertonie schwere Lungenerkrankung akute Myokarditis schwere Herzklappenfehler best. Herzrhythmusstörungen

40 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie 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)

41 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigaphie Medikamentöse 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.

42 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie Datenakquisition 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

43 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz – Myokardszintigraphie

44 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie

45 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie

46 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie SPECT Single Photon Emission Computed Tomography

47 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie SPECT - Projektionen

48 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie

49 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie

50 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie

51 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie

52 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie

53 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Herz - Myokardszintigraphie

54 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 99m Tc-MIBI-Myokardszintigraphie Bulls-eye-Analyse

55 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Beispiele

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57 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Beispiele

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62 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Beispiele

63 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Beispiele

64 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Beispiele

65 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik 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

66 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Radionuklidventrikulographie (RNV) Radionuklide: – 99m Tc markierte Eigenerythrozyten – 99m Tc markiertes Humanserumalbumin Markierung von Eigenerythrozyten in-vivo oder in-vitro (besser) mittels Zusatz von Sn 2- Ionen Aktivität 500-700MBq 99m Tc Bildakquisition in LAO30°-45° (Ventrikelseptum orthogonal treffen) besser SPECT mit EKG-Triggerung

67 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Nuklearkardiologie Fragen?

68 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Nuklearkardiologie - Fragen Was muß bei der Einstelltechnik des Herzens hinsichtlich der Herzachse beachtet werden?

69 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Nuklearkardiologie - Fragen Weshalb kann eine koronare Herzkrankheit besser durch eine Belastungsuntersuchung nachgewiesen werden?

70 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Nuklearkardiologie - Fragen Welcher pharmakokinetische Effekt wird beim Einsatz von 201 Tl-Chlorid genutzt?

71 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Nuklearkardiologie - Fragen Was bedeutet Myokard im Winterschlaf?

72 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Nuklearkardiologie - Fragen Weshalb ist die SPECT-Technik bei der Myokardszintigrafie der planaren Szintigrafie vorzuziehen?

73 HELIOS Klinikum Berlin-Buch Nuklearmedizinische Klinik Nuklearkardiologie - Fragen Wie ist der Untersuchungsablauf einer kombinierten Belastungs- und Ruheszintigrafie mit 201 Tl-Chlorid? Wie der einer Untersuchung mit 99m Tc-MIBI?