Operative und interventionelle Gefäßmedizin
Autoren
Thorsten Bley und Peter Kuhlencordt

Digitale Subtraktionsangiographie und CT-Angiographie in der Gefäßmedizin

Hinsichtlich der Genauigkeit und Übersichtlichkeit der Darstellung gilt die intraarterielle digitale Subtraktionsangiographie (i.a. DSA) weiterhin als Goldstandard. Nach lokaler Betäubung wird unter sterilen Kautelen in der Regel die A. femoralis communis punktiert. Über die Punktionsnadel wird dann ein Führdraht in die Arterie eingeführt, über den nun in Seldinger-Technik eine intraarterielle Schleuse eingebracht werden kann. Über diesen Zugang kann das entsprechende Gefäßterritorium mit den benötigten Führdrähten und Kathetern aufgesucht und angiographiert werden. Für die Angiographie der aorto-iliakalen Strombahn bzw. deren Äste wird in der Regel die A. femoralis communis retrograd punktiert. Dagegen kann bei geplanter perkutaner transarterieller Angioplastie (PTA) der Beinstrombahn initial eine antegrade Punktion der A. femoralis communis durchgeführt werden. Dieses Vorgehen bedingt in der Regel eine gute Führbarkeit der Drähte und Katheter. Die Punktionsstelle der A. femoralis communis muss sorgfältig ausgewählt werden, um nicht versehentlich zu weit kaudal die A. femoralis profunda zu punktieren, von der aus ein weiteres Vorgehen in die Beinstrombahn unmöglich ist. Dagegen kann ein Cross-over-Vorgehen nach retrograder Punktion der kontralateralen A. femoralis communis und Passage über die Aortenbifurkation auf die Gegenseite die Führbarkeit der Katheter insbesondere bei ausgeprägtem Kinking der Iliakalarterien erheblich erschweren.

Digitale Subtraktionsangiographie

Hinsichtlich der Genauigkeit und Übersichtlichkeit der Darstellung gilt die intraarterielle digitale Subtraktionsangiographie (i.a. DSA) weiterhin als Goldstandard. Nach lokaler Betäubung wird unter sterilen Kautelen in der Regel die A. femoralis communis punktiert. Über die Punktionsnadel wird dann ein Führdraht in die Arterie eingeführt, über den nun in Seldinger-Technik eine intraarterielle Schleuse eingebracht werden kann. Über diesen Zugang kann das entsprechende Gefäßterritorium mit den benötigten Führdrähten und Kathetern aufgesucht und angiographiert werden. Für die Angiographie der aorto-iliakalen Strombahn bzw. deren Äste wird in der Regel die A. femoralis communis retrograd punktiert. Dagegen kann bei geplanter perkutaner transarterieller Angioplastie (PTA) der Beinstrombahn initial eine antegrade Punktion der A. femoralis communis durchgeführt werden. Dieses Vorgehen bedingt in der Regel eine gute Führbarkeit der Drähte und Katheter. Die Punktionsstelle der A. femoralis communis muss sorgfältig ausgewählt werden, um nicht versehentlich zu weit kaudal die A. femoralis profunda zu punktieren, von der aus ein weiteres Vorgehen in die Beinstrombahn unmöglich ist. Dagegen kann ein Cross-over-Vorgehen nach retrograder Punktion der kontralateralen A. femoralis communis und Passage über die Aortenbifurkation auf die Gegenseite die Führbarkeit der Katheter insbesondere bei ausgeprägtem Kinking der Iliakalarterien erheblich erschweren.
Je nach dem zu untersuchenden Gefäßterritorium kann für den arteriellen Zugang auch die A. brachialis oder A. radialis gewählt werden. Bei komplizierten Rekanalisationen der Unterschenkelarterien können auch diese selbst distal des Verschlusses in retrograder Technik punktiert werden.
Über die proximal des zu untersuchenden Gefäßterritoriums platzierten Katheter wird nun die intraarterielle Kontrastmittelinjektion mittels Druckpumpe oder von Hand gestartet. Bei der digitalen Subtraktionsangiographie werden die nativen Bilder von denen der Kontrastmittelgabe direkt subtrahiert, so dass das kontrastierte Gefäßlumen ohne störende Hintergrundkontraste in sehr hoher Auflösung dargestellt wird. Mit einer Ortsauflösung von ca. 100 × 100 μm2 können selbst kleinste Gefäße detailliert und möglichst biplanar abgebildet sowie Stenosen detektiert werden (Abb. 1).
Der Vorteil der Angiographie liegt heute vor allem in der Möglichkeit das diagnostische Verfahren mit der interventionellen Revaskularisierung in gleicher Sitzung zu kombinieren. Für rein diagnostische Fragestellungen wird die DSA jedoch durch die hohe Sensitivität und Spezifität nicht-invasiver Verfahren wie Duplexsonographie, Magnetresonanzangiographie (MRA) und computertomographische Angiographie (CTA) zunehmend ersetzt. Dagegen erscheint die DSA bei der Evaluation von In-Stent-Restenosen allen anderen heute verfügbaren bildgebenden Verfahren überlegen zu sein. Bei der MRA kann es zu „Auslöschartefakten“ kommen, die je nach Materialbeschaffenheit des Stentgerüsts und Größe des Gefäßes eine Lumenbeurteilung innerhalb des Stents gänzlich verhindern können. Auch in der CTA kann das Stentgerüst, je nach Materialbeschaffenheit und Dicke zu Aufhärtungsartefakten führen, die das In-Stent-Lumen überlagern und insbesondere die Feindiagnostik zur Beurteilung einer Intimahyperplasie erschweren können oder gänzlich verhindern. Dennoch gilt die CTA zurzeit als das beste Alternativverfahren zur Beurteilung einer In-Stent-Restenose.
Nachteile der DSA ergeben sich aus den möglichen Komplikationen der invasiven Diagnostik. Hierbei sind schwere Kontrastmittelreaktionen, kontrastmittelinduziertes Nierenversagen, Blutungen, Aneurysmata und Fisteln zu nennen. Zusammengenommen beeinflussen diese Komplikationen ca. 0,7 % der Krankheitsverläufe und sind mit einer Mortalität von 0,16 % assoziiert (Norgren et al. 2007; TASC management of peripheral artery disease (PAD) 2000).

Computertomographische Angiographie

Die computertomographische Angiographie (CTA) erlaubt eine hoch auflösende, isotrope und dreidimensionale Darstellung der arteriellen und venösen Strombahn von den hirnversorgenden Arterien, der aortalen Strombahn mit Ihren Ästen sowie der aortoiliakalen, femoropoplitealen und kruralen Strombahn.
Derzeit stehen CT-Scanner mit bis zu 320 Detektorzeilen zur Verfügung, die ein großes Untersuchungsvolumen in nur wenigen Gantry-Rotationen ermöglichen. Dadurch wurde die CTA immer schneller und weniger Artefakt-anfällig. Heutzutage können CT-Angiographien in wenigen Sekunden erstellt werden. Für die CTA wird das jodhaltige Kontrastmittel mittels Druckpumpen intravenös appliziert. Dabei wird eine Injektionsgeschwindigkeit von bis zu 6 ml/sec angestrebt, um einen kompakten und somit kontrastreichen Kontrastmittelbolus in der zu untersuchenden arteriellen Strombahn zu generieren. Dank isotroper Voxel mit einer Kantenlänge von ca. 0,3 cm sind dreidimensionale Rekonstruktionen in jeder beliebigen und den anatomischen Voraussetzungen angemessenen Schichtführungen möglich. Mittels moderner Rekonstruktionssoftware können 3D-Bilder in Sekundenschnelle erzeugt werden. Um Bewegungsartefakte durch die Pulsation der Aorta bei der Darstellung einer Dissektion der Aorta ascendens bzw. um die systolischen und diastolischen Herzbewegungen bei der Darstellung der Herzkranzarterien zu unterdrücken, werden die CT-Bilder mit EKG-Triggerung erstellt. Dabei werden die CT-Bilder in der bewegungsarmen spätdiastolischen Herzphase aufgenommen und die Herz- und Aortenbewegung quasi „eingefroren“. Je nach Größe des Untersuchungsvolumens und Breite des CT-Detektors (mehr Zeilen decken ein größeres Scanvolumen pro Rotation ab) werden Bilder aus mehreren Herzzyklen aneinander gesetzt, um das gesamte 3D-Volumen darzustellen.
Für die Bildinterpretation werden aus den primär transversal akquirierten Schichten dünnschichtige „maximum-intensity-projections“ (MIP) und multiplanare Rekonstruktionen (MPR) in sagittaler und koronarer Schichtführung sowie 3D-Darstellungen mittels „volume rendering technique“ (VRT) erstellt (Abb. 2). Bei geschlängeltem Gefäßverlauf bieten sich zusätzliche gekrümmte Rekonstruktionen an. Die beste Qualität der verschieden Rekonstruktionen wird erreicht, wenn die ursprünglich akquirierten CT-Schichten isotrope Voxel mit möglichst kleiner Kantenlänge aufweisen.
Für die Mehrzeilen-CT konnte aufgrund der weiten Verfügbarkeit von modernen CT-Scannern eine hohe Sensitivität und Spezifität validiert werden (Ouwendijk et al. 2006). Dank der hohen Geschwindigkeit und weit verbreiteten Verfügbarkeit ist die CTA das Verfahren der ersten Wahl für die Diagnostik von Notfallpatienten, bei denen z. B. eine Aortendissektion- oder Ruptur bzw. eine Lungenarterienembolie vermutet wird (Abb. 3 und 4).
Weiterhin eignet sich die Technik durch die Möglichkeit der Mittellinienrekonstruktion zur exakten Ausmessung und Planung von Endografts in der aortoiliakalen Strombahn. Weitere Vorteile der Methode ergeben sich durch die hohe Ortsauflösung, die gleichzeitige Darstellung relevanter Differenzialdiagnosen, die eine Gefäßerkrankung imitieren können, und die kurzen Untersuchungszeiten, die es oft ermöglichen selbst schwerkranke Patienten zu untersuchen. Nachteile ergeben sich wie bei der DSA durch die Strahlenbelastung und die Risiken einer systemischen Gabe jodhaltiger Kontrastmittel. Gerade bei schmalkalibrigen und stark verkalkten Gefäßen besteht die Gefahr der Überschätzung des Stenosegrades.
In der Diagnostik der Venenthrombose weist die CT-Phlebographie vergleichbare Ergebnisse zur Sonographie und Phlebographie in der popliteofemoralen Etage und Vorteile in der Beckenvenenstrombahn und der Vena cava auf. Ein zusätzlicher Nutzen ergibt sich durch die Möglichkeit der gleichzeitigen Abklärung einer Lungenembolie sowie in der Darstellung anatomischer Ursachen bei Bein- und Beckenvenenthrombose (Abb. 5) (Katz und Loud 2002).

Komplikationen der jodhaltigen Kontrastmittelgabe und deren Vermeidung

Die kontrastmittelinduzierte Nephropathie (KIN) ist als ein Anstieg des Serumkreatinins um 0,5 mg/dl oder um mindestens 25 % im Vergleich zum Ausgangswert definiert. In Abhängigkeit von begleitenden Risikofaktoren und der Art und Menge des verwendeten Kontrastmittels (KM) liegt die Inzidenz der KIN in der Normalbevölkerung bei 1–6 %. Bei Nierengesunden ist sie nach intravenöser KM-Gabe in 1 % der Fälle und nach intraarterieller Gabe in 3 % zu erwarten. Bei Vorliegen von Risikofaktoren wie z. B. Vorliegen einer Herzinsuffizienz, chronischen Niereninsuffizienz, Diabetes mellitus, Alter über 75 Jahre, Dehydratation/Hypovolämie, multiplem Myelom und nephrotischem Syndrom liegt sie bei 14–50 %. Als weitere Risikofaktoren gelten die Verwendung hoher KM-Mengen, hochosmolarer und visköser Kontrastmittel, die intraarterielle Applikation und die mehrfache Gabe innerhalb von 48 h. Die Notwendigkeit einer Dialysebehandlung liegt bei Risikopatienten bei 0,8 % der Fälle (Parfrey 2005). Ein erhöhtes Risiko für eine KIN besteht ab einem Serumkreatinin von ≥1,4 mg/dl.
Aufgrund der Beeinflussbarkeit der absoluten Kreatininwerte durch die Muskelmasse und das Lebensalter des Patienten erscheint eine Bestimmung der glomerulären Filtrationsrate (GFR, z. B. nach der Modification-of-Diet-in-Renal-Disease-Formel – MDRD-Formel) besser geeignet. Ein erhöhtes Risiko für eine KIN liegt bei einer GFR ≤60 ml/min vor (Levey et al. 2003). Bei einer entsprechend reduzierten GFR sollte eine zweite Bestimmung der GFR und des Serumkreatinins 24–48 h nach KM-Belastung bestimmt werden.
Das Antidiabetikum Metformin kann bei gleichzeitiger KM-Gabe zu einer Laktatazidose führen und muss laut Zulassung 2 Tage vor einer KM-Gabe abgesetzt werden.
Zur Prophylaxe wird eine Vor- und Nachwässerung mit 0,9 %iger NaCl-Lösung empfohlen (10 ml/kg KG), die 12 h vor bis 12 h nach der KM-Belastung erfolgen sollte. Soweit möglich können Angiotensin-Converting-Enzyme-Hemmer, nicht-steroidale Antiphlogistika und Diuretika pausiert werden. Die Menge an Kontrastmittel sollte in jedem Fall möglichst gering gehalten. Die Viskosität des KM kann durch Anwärmen reduziert werden. In Situationen, in denen aus zeitlichen Gründen oder wegen des Flüssigkeitsstatus des Patienten eine Gabe von 0,9 %iger NaCl-Lösung nicht möglich erscheint, stellt die Gabe von Natriumbikarbonat (154 mmol, 3 ml/kg KG/h) beginnend 1 h vor bis 6 h nach Kontrastmittelgabe möglicherweise eine Alternative dar. Weiterhin bestehen kontroverse Meinungen über die Gabe von N-Acetylcystein (2 × 600 mg i.v. oder p.o. am Vortag der Untersuchung). Die bei der American Heart Association 2010 vorgestellte multizentrische Studie aus Brasilien (ACT-Trial) mit 2303 auf ACC oder Placebo randomisierten Patienten zeigte keinen Nutzen des ACC (Berwanger 2010).
Eine weitere und potenziell schwerwiegende Komplikation ist die jodinduzierte Hyperthyreose, die bei Patienten mit funktioneller Schilddrüsenautonomie auftreten kann. Präinterventionell ist aus diesem Grund eine Schilddrüsenautonomie mittels Bestimmung des basalen TSH-Wertes auszuschließen. Risikopatienten sind solche mit latenter Hyperthyreose, Knotenstruma oder szintigraphisch nachweisbarer Autonomie. Zur Prophylaxe einer jodinduzierten Hyperthyreose wird empfohlen 900 mg/d Natriumperchlorat sowie fakultativ 10–20 mg/d Thiamazol spätestens 2 h vor der KM-Gabe und über einen Zeitraum von 14 Tagen nach KM-Belastung zu geben. Bei manifester Hyperthyreose muss Thiamazol in hoher Dosis (40–120 mg/d) über Wochen, in Abhängigkeit vom TSH-Spiegel dosiert werden.
Mit modernen Computertomographen wie zum Beispiel einem Dual Source CT der dritten Generation können sowohl die Kontrastmittelmenge als auch die applizierte Strahlendosis signifikant gesenkt werden. Unter Verwendung spezieller Zinnfilter, iterativer Rekonstruktionsmechanismen und der sogenannten FLASH Spirale etwa in der Koronardiagnostik kann die effektive Dosis auf unter 1 mSv und die applizierte Kontrastmittelmenge auf 50 ml reduziert und gleichzeitig die Bildqualität erhbelich verbessert werden (Meyer et al. 2014; Layritz et al. 2014). Für die CTA der Aorta zur Vorbereitung einer TAVI konnte die effektive Dosis auf unter 2,9 mSv und die applizierte Kontrastmittelmenge auf 38 ml reduziert werden (Bittner et al. 2016).
Literatur
Berwanger O (2010) LBCT III, abstract 21843. Presented at American Heart Association Scientific Sessions, Chicago, 13–17.11.2010
Bittner DO et al (2016) Contrast volume reduction using third generation dual source computed tomography for the evaluation of patients prior to transcatheter aortic valve implantation. Eur Radiol 26:4497–4504 [Epub vor Druck]CrossRef
Katz DS, Loud PA (2002) Combined CT venography and pulmonary angiography: a comprehensive review. Radiographics 22:3–24CrossRef
Layritz C et al (2014) Accuracy of prospectively ECG-triggered very low-dose coronary dual-source CT angiography using iterative reconstruction for the detection of coronary artery stenosis: comparison with invasive catheterization. Eur Heart J Cardiovasc Imaging 15(11):1238–1245CrossRef
Levey AS, Coresh J et al (2003) National kidney foundation practice guidelines for chronic kidney disease: evaluation, classification and stratification. Ann Intern Med 139(2):137–147CrossRef
Meyer M et al (2014) Closing in on the K edge: coronary CT angiography at 100, 80, and 70 kV-initial comparison of a second- versus a third-generation dual-source CT system. Radiology 273(2):373–382CrossRef
Norgren L et al (2007) Inter-society consensus for management of peripheral artery disease (TASC II). Eur J Vasc Endovasc Surg 33(Suppl1):S1–S75CrossRef
Ouwendijk R, Kock MC et al (2006) Vessel wall calcifications at multi-detector row CT angiography in patients with peripheral arterial disease: effect on clinical utility and clinical predictors. Radiology 241(2):603–608CrossRef
Parfrey P (2005) The clinical epidemiology of contrast induced nephropathy. Cardiovasc Intervent Radiol 28(Suppl 2):3–11CrossRef
TASC management of peripheral artery disease (PAD) (2000) J Vasc Surg 31:1–296