Bildgebung des Herzens: CT, MRT oder Echokardiographie?
Bildgebende Verfahren übernehmen in der Diagnose, Therapie- und Verlaufskontrolle wichtige Aufgaben. Mithilfe der verschiedenen Methoden lassen sich kardiologische Erkrankungen und Fragestellungen klären. Unter anderem helfen sie bei der Diagnose durch eine detaillierte Darstellung der anatomischen Strukturen des Herzens, wie der Herzklappen, Koronararterien, Herzkammern und des Myokards (Herzmuskelgewebe zwischen der Herzinnenhaut und dem Epikard). Bildgebende Verfahren lassen zudem eine Beurteilung der Funktion des Herzens zu – etwa der Pumpleistung oder der Bewegung der Herzklappen. Damit lassen sich funktionelle Defizite erkennen und bewerten. Hierdurch helfen die Verfahren bei einer frühen Erkennung von Erkrankungen, indem Veränderungen bereits in Stadien erkannt werden, in denen sich noch kein klares klinisches Bild entwickelt hat.
Aufgaben der Radiologie des Herzens
Die verschiedenen Untersuchungen verfolgen diagnostische, therapeutische und präventive Zwecke. Eine Untersuchung am Herz kann Hochrisikopatienten identifizieren. Die Radiologie erlaubt an dieser Stelle eine bessere Risikostratifizierung – also die Bewertung, wie hoch das Risiko einer Verschlechterung des Zustands ist.
Neben der Diagnostik liefern bildgebende Verfahren der Radiologie auch therapeutische Informationen. Für chirurgische Eingriffe ist dank der Radiologie des Herzens eine umfassende Behandlungsplanung möglich, da Behandler ein sehr genaues Bild der anatomischen Strukturen erhalten. Parallel wird die Radiologie dazu benutzt, den Behandlungserfolg zu überwachen und die Therapie kontinuierlich zu begleiten.
Diese Ziele erreichen die Verfahren minimal-invasiv – also ohne einen chirurgischen Eingriff. Damit reduziert sich die Belastung auf allen Ebenen deutlich. Zusätzlich verringert sich die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Komplikationen. Anders als invasive Methoden lassen sich bildgebende Verfahren außerdem häufiger wiederholen.
Unterschiede zwischen den Untersuchungsmethoden
Die Radiologie verwendet für die Bildgebung des Herzens verschiedene Verfahren wie die Computertomographie, die Magnetresonanztomographie und die Echokardiographie. Alle drei unterscheiden sich in ihrer Methodik und kommen daher auch unter unterschiedlichen Rahmenbedingungen zum Einsatz.
- Computertomographie (CT): Das CT ist eine Methode, die Röntgenstrahlen nutzt. Über den Ringtunnel (Gantry) werden die Röntgenstrahlen emittiert und nach dem Durchgang durch die Untersuchungsregion gemessen. Per Computer wird aus den Daten ein Bild erstellt, welches der Arzt zur Behandlung oder Therapiekontrolle auswertet. Eingesetzt wird die Methode unter anderem beim Verdacht auf eine koronare Herzkrankheit oder Herzklappenerkrankungen.
- Magnetresonanztomographie (MRT): Hinter der Magnetresonanztomographie steht eine Methode, die ohne Röntgenstrahlen auskommt. Im Einsatz sind stattdessen Magnetfelder und Hochfrequenz-Impulse. Hierdurch werden Wasserstoffprotonen angeregt. Deren Verhalten kann außerhalb des Körpers aufgezeichnet werden, was sehr hochauflösende Bilder entstehen lässt. Verwendet wird die Methode unter anderem im Zusammenhang mit Kardiomyopathien, myokardialen Infarkten oder bei einer Erkrankung der Herzklappen.
- Echokardiographie: Für die kardiologische Bildgebung werden bei dieser Methode Ultraschallwellen benutzt. Das Ganze funktionierte minimal-invasiv ohne Einsatz starker Magnete oder Röntgen-Emitter. Mit der Aufzeichnung von Schallwellen lassen sich beispielsweise bakterielle Entzündungen der Herzklappen (Endokarditis) erkennen. Die Echokardiographie wird aber auch dann benutzt, wenn Spezialisten die Herzfunktion überprüfen wollen.
Technische Grundlagen der Computertomographie (CT)
Die Computertomographie gehört zu den radiologischen bildgebenden Verfahren, das auf Basis von Röntgenstrahlen detaillierte Querschnittsbilder des Körpers erzeugt. Sender und Empfänger sind auf einem Ring angeordnet, welcher um den Untersuchungstisch rotiert. Durch die Drehbewegung wird die Untersuchungsregion aus verschiedenen Winkeln aufgenommen. Da Röntgenstrahlen beim Durchgang durch den Körper von den verschiedenen Gewebearten anders absorbiert werden, stellt das CT das Gewebe unterschiedlich dar.
Aus den Messwerten entsteht das Bild erst durch die Zuhilfenahme eines Computers. Dieser setzt aus verschiedenen Schnittbildern bzw. den Messwerten am Röntgendetektor ein dreidimensionales Bild zusammen. Auf diese Weise können sich Ärzte schnell ein Bild von Herzstrukturen machen. Eingesetzt wird das Verfahren häufig zur Untersuchung der Koronararterien. In einer CT-Koronarangiographie sind beispielsweise Engstellen oder Blockaden erkennbar. Diese Methode macht Herzkatheteruntersuchungen für viele Patienten vermeidbar.
Um die anatomischen Gefäßstrukturen sichtbar zu machen, wird mit einem Kontrastmittel eine höhere Auflösung erreicht. Anders als beim MRT ist die Untersuchungsdauer kürzer. Durch einen Gantry mit besonders großer Öffnung empfinden Patienten die Untersuchung nicht ganz so unangenehm.
Technische Grundlagen der Magnetresonanztomographie (MRT)
Die Magnetresonanztomographie liefert ebenfalls sehr hochauflösende Bilder der anatomischen Strukturen des Herzens. Zum Einsatz kommen allerdings starke Magnetfelder, die mit Hochfrequenztechnologie kombiniert werden. Protonen des Wasserstoffs fungieren hier als magnetischer Dipol und richten sich im Magnetfeld aus. Über Hochfrequenzimpulse werden die Protonen angeregt.
Sobald die Impulse abgeschaltet werden, kehren die Wasserstoffprotonen in ihre Position zurück. Dabei entstehende Messsignale werden vom Magnetresonanztomographen erfasst. Aus diesen werden dann die entsprechenden Bilder erstellt. Aufgrund der besonderen technischen Rahmenbedingungen ist der Magnetresonanztomograph röhrenförmig. Das Umschalten der Magnetfelder ist akustisch deutlich hörbar. Beides – die Enge der Röhre wie auch die Geräuschkulisse – werden von Patienten schnell als störend wahrgenommen.
Im Rahmen einer Herzuntersuchung lassen sich verschiedene Fragestellungen klären. Dazu gehören die Bewertung des Herzkammervolumens oder Schlagvolumens. Aber auch Wandbewegungsanalysen sind mit dem MRT möglich. Parallel kann ein Radiologe Blutgerinnsel (Thromben) in der Aufnahme erkennen. Je nach Fragestellung ist auch hier die Gabe eines Kontrastmittels erforderlich.
Technische Grundlagen der Echokardiographie
Wie CT und MRT ist auch die Echokardiographie eine nicht-invasive Methode, um kardiologische Fragestellungen zu klären. Die Besonderheit ist eine einfache Anwendung ohne lange Vorbereitungszeit. Damit die Radiologie die gestellten Fragen beantworten kann, nutzt die Echokardiographie Ultraschall. Dazu werden Schallwellen einer bestimmten Wellenlänge vom Schallkopf in die Untersuchungsregion abgestrahlt.
Diese werden vom Gewebe reflektiert und nach der Wiederaufnahme durch das Ultraschallgerät in Signale umgewandelt. Aus deren Verarbeitung entsteht durch die Verarbeitung mit Computertechnik ein Bild vom Herzen. Neben einer Darstellung der Struktur sind es besonders die Funktionen des Organs, welche sich mit der Echokardiographie darstellen lassen.
Hier nutzt die Methode unter anderem den Doppler-Effekt aus, um damit die Geschwindigkeit und Richtung des Blutflusses im Herz zu messen. Durchgeführt wird die Untersuchung als transthorakale Echokardiographie (TTE, Untersuchung über die Brustwand) oder transösophageale Echokardiographie (TEE, Ultraschallkopf wird in die Speiseröhre eingeführt).
Beide Verfahren haben ihre Vor- und Nachteile. Die TTE bildet unter anderem Herzklappenerkrankungen oder den Perikarderguss ab. Parallel eignet sich die transthorakale Echokardiographie zur Messung der Pumpfunktion des Herzens. Die transösophageale Echokardiographie hat ihre Stärke unter anderem bei der Diagnose von Infektionen der Herzklappen oder einer Detektion von Blutgerinnseln. Zusätzlich eignet sich die TEE zur Untersuchung von Aortenaneurysmen oder Dissektionen.
Da bei einer TEE der Schallkopf in die Speiseröhre eingeführt wird, ist eine Nahrungskarenz für Sie als Patient einzuhalten. Für einen reibungslosen Ablauf erhalten Sie zusätzlich ein leichtes Beruhigungsmittel. Der Schallkopf selbst sitzt auf einem Endoskop.
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Bildqualität und Auflösung von Aufnahmen am Herzen
Die Bildqualität der einzelnen Verfahren wird durch die technischen Rahmenbedingungen vorgegeben. Besonders gut ist die Auflösung beim MRT und dem CT. So bietet das Herz-CT eine hervorragende räumliche Auflösung. Damit kann das Verfahren die Koronararterien detailliert darstellen. Damit ist es möglich, sehr feine anatomische Strukturen sichtbar zu machen. Die Computertomographie versetzt Radiologen in die Lage, Stenosen oder Plaques zu erkennen.
Hinsichtlich der Bildqualität und des diagnostischen Nutzens ist die Herz-MRT aufgrund der ausgezeichneten Weichteilkontrastierung eine Untersuchungsmethode mit einer sehr guten räumlichen Auflösung. Im MRT entstehen detaillierte Bilder der Herzmuskulatur und Herzklappen. Hier kommt der Radiologie zugute, dass Strukturen von wenigen Millimetern Größe immer noch sehr klar darstellbar und voneinander abzugrenzen sind.
In der Echokardiographie hängt die Auflösung sehr stark von individuellen Faktoren ab. Anatomische Eigenheiten, wie beispielsweise Adipositas, können die Qualität der Bilder beeinflussen. Dafür liefern die Aufnahmen Ergebnisse in Echtzeit. Aufgrund der besonderen Rahmenbedingungen ist die Methode für die Beurteilung des Blutflusses ein wichtiges diagnostisches Verfahren.
Untersuchungsdauer und Patientenkomfort bei Herz-CT, Herz-MRT und Echokardiographie
Aufgrund ihrer technischen Rahmenbedingungen gibt es zwischen den einzelnen Untersuchungsmethoden Unterschiede. Als sehr unkompliziert empfinden viele Patienten die Echokardiographie. Sie müssen in der Regel keine besondere Vorbereitung einplanen – mit Ausnahme der TEE. Da die Auswertung der Untersuchung direkt in Echtzeit stattfindet, dauert die Ultraschallmethode nur wenige Minuten und wird normalerweise im Liegen durchgeführt.
Das Auftragen des Ultraschallgels empfinden einige Patienten als unangenehm. Sollte die Gabe eines Beruhigungsmittels für die Untersuchung über die Speiseröhre nötig werden, sollten Sie etwas mehr Zeit mitbringen. Beachten Sie außerdem die Hinweise unserer Radiologen in Bezug auf die Fahrtüchtigkeit nach einer solchen Untersuchung.
Ein CT-Scan des Herzens ist hinsichtlich der reinen Untersuchungsdauer ebenfalls nach wenigen Minuten erledigt. Der eigentliche Scan geht sehr schnell und dauert nur Sekunden. Durchgeführt im Liegen, müssen Sie einige Sekunden den Atem anhalten, um Unschärfen in der Auflösung zu vermeiden. Planen Sie bei einer Untersuchung in unseren Standorten zusätzlich Zeit für die Vorbereitung und Nachbesprechung ein. Besonders bei einer Untersuchung mittels intravenösem Kontrastmittel braucht die Vorbereitung eine gewisse Zeit. Hier ist ein Zeitraum zwischen 45 Minuten bis zu einer Stunde realistisch.
Die Magnetresonanztomographie ist die aufwändigste Untersuchung der drei Methoden und dauert entsprechend lange. Für den Scan sollte zwischen 30 Minuten bis zu einer Stunde eingeplant werden. Zusätzlich muss eventuell der Venenzugang als Vorbereitung auf die Gabe des Kontrastmittels gelegt und dieses verabreicht werden. Was beim MRT als unangenehm empfunden werden kann, ist die Positionierung auf dem Untersuchungstisch in der Röhre und die ungewohnte Geräuschkulisse. Hier hilft der Einsatz eines Gehörschutzes. Sollten Sie deshalb sehr große Bedenken haben, kann auch ein Beruhigungsmittel verabreicht werden.
Kontrastmittel in der Herzbildgebung: CT, MRT und Echokardiographie
Kontrastmittel werden dazu eingesetzt, verschiedene anatomische Strukturen besser von dem umgebenden Gewebe abzugrenzen. Ob zu einem entsprechenden Hilfsmittel gegriffen werden muss, hängt von der Fragestellung ab, welche die radiologische Untersuchung beantworten soll. Für die Echokardiographie kann beispielsweise in folgenden Fällen auf die Gabe von Kontrastmitteln zur Herzuntersuchung verzichtet werden:
- Untersuchung der Herzklappenfunktion (Diagnose von Verengungen oder Insuffizienz)
- Bewertung der Herzfunktion und Größe mit einer Messung der Auswurfleistungen
- Diagnose von Flüssigkeitsansammlungen im Herzbeutel
- Untersuchung der Dicke des Herzmuskels
Hinsichtlich des MRTs lassen sich Anomalien in der Struktur und Herzmorphologie bereits ohne Kontrastmitteleinsatz aufdecken. Auch Entzündungen wie eine Myokarditis sind sichtbar. Bei einem Herz-CT kann der Radiologe ohne Kontrastmittel eine Messung des Kalziums in den Koronararterien (Koronarkalk-Score) durchführen oder die Herzstruktur bewerten.
Zum Einsatz kommen Kontrastmittel dann, wenn das Augenmerk auf eine Darstellung der Gefäßstruktur gerichtet ist, etwa im Zusammenhang mit der CT-Koronarangiographie. Parallel wird bei Erkrankungen der Aorta – wie Aortenaneurysmen oder Aortendissektionen – auf die Verwendung von Kontrastmittel im CT zurückgegriffen. Im Fall einer Magnetresonanztomographie kommt das Kontrastmittel in folgenden Fällen zum Einsatz:
- Untersuchung der Durchblutung des Herzmuskels
- Bewertung des Gewebezustands
- Diagnose der Herzmuskelentzündung
Bei einer Echokardiographie werden Kontrastmittel genutzt, um den Blutfluss besser darzustellen. Unter anderem wird ein Kontrastmittel-Ultraschall (Contrast-enhanced ultrasound) im Rahmen einer Diagnostik des Vorhofseptumdefekts durchgeführt. Dieser ist mit der Kombination Ultraschall und Kontrastmittel allgemein gut zu diagnostizieren. MRT oder CT werden hier in Erwägung gezogen, wenn der Verdacht auf weitere Anomalien besteht.
Strahlenexposition beim Herz-CT
Bei Untersuchungen mittels Computertomographie sind Patienten immer einer Strahlung ausgesetzt. Wie hoch die Strahlendosis ist, hängt von der Untersuchung ab. Eine Herzkatheteruntersuchung verursacht bis zu 5.0 mSv (Millisievert, Einheit zur Bestimmung der Strahlendosis). Bei einer Kalkmessung erreicht die Untersuchung eine Dosis von bis zu 1,5 mSv. Besonders hoch werden die Strahlenexpositionen im Fall einer Untersuchung der Herzkranzgefäße. Bei der Myokardszintigraphie werden bis zu 40 mSv erreicht. Im Durchschnitt liegt die Strahlenexposition bei rund 15 mSv.
Um die Strahlungsdosis so gering wie möglich zu halten und Qualität sowie Sicherheit der radiologischen Untersuchung zu gewährleisten, sind an unseren Standorten optimierte Protokolle im Einsatz, die auf alle diagnostischen Fragestellungen abgestimmt sind. Zusätzlich sind spezielle Patientenschutzmittel im Einsatz. Diese verdecken sensible Körperbereiche. Zu einem optimalen Strahlenschutz gehört außerdem die richtige Positionierung im Gantry. Hierdurch lässt sich für einzelne Untersuchungen die Belastung bereits deutlich senken.
Zusammenfassung: Welches Bildgebungsverfahren liefert die besten Ergebnisse?
Alle drei Methoden sind für verschiedene medizinische Fragestellungen im Einsatz. Im Normalfall kommen Sie nach einer Konsultation des Hausarztes oder anderer Fachkollegen in einen unser Radiologiestandorte, da Nuklearmedizin und Röntgendiagnostik – bis auf wenige Ausnahmen – nur beim Vorliegen einer Überweisung tätig werden dürfen. Welches diagnostische Verfahren zum Einsatz kommt, entscheidet sich immer an der medizinischen Fragestellung. Insofern gibt es keine bessere oder schlechtere Untersuchung, ihr klinisches Bild entscheidet darüber, welche Verfahren an unseren Standorten zur Diagnose, Behandlungsplanung und Verlaufskontrolle der eingeleiteten Therapie zum Einsatz kommen.
