Myokardiale CT-Perfusion

Der klinische Stellenwert der myokardialen CTP liegt insbesondere in der funktionellen Abklärung von intermediären oder mehrdeutigen Befunden der CCTA sowie in der Evaluation von mikrovaskulären Perfusionsstörungen (INOCA). Darüber hinaus dient sie als Alternative bei Kontraindikationen oder eingeschränkter Verfügbarkeit anderer funktioneller Verfahren wie Kardio-MRT oder PET.

Kombinierte Untersuchungsprotokolle (CCTA + CTP) erreichen diagnostische Genauigkeiten, die mit invasiver fraktioneller Flussreserve (FFR), PET oder MRT vergleichbar sind. Moderne Breitdetektor- und Dual-Source-Systeme ermöglichen eine komplette Untersuchung in einem Atemstillstand bei effektiven Dosen im einstelligen Millisievert-Bereich.

Myokardiale Perfusionsphysiologie

Die myokardiale Perfusion beschreibt den volumetrischen Blutfluss durch das Herzmuskelgewebe, ausgedrückt als myokardialer Blutfluss (MBF) in Millilitern pro Gramm Gewebe und Minute (mL/min/g). Sie hängt vom koronaren Perfusionsdruck, dem myokardialen Gefäßwiderstand und der funktionellen Integrität der Mikrozirkulation ab. Unter Ruhebedingungen beträgt der MBF beim Menschen typischerweise 0,8 - 1,2 mL/min/g und steigt unter maximaler Vasodilatation auf 2 - 4 mL/min/g. Die physiologische Kenngröße zur funktionellen Beurteilung einer Koronararterienstenose ist das Verhältnis von Belastungs- zu Ruhefluss, die myokardiale Perfusionsreserve (MPR). Eine reduzierte MPR weist auf eine durch epikardiale Stenose oder mikrovaskuläre Dysfunktion bedingte Flusslimitierung hin. Die CTP quantifiziert diesen Parameter durch die Kombination zweier dynamischer Scans unter Ruhe und Stress.

Tracer-Kinetik

Die CTP nutzt das Konzept der Stewart-Hamilton-Gleichung. Iodhaltiges Kontrastmittel fungiert als intravasaler Tracer, dessen zeitabhängige Konzentrationsänderung in Blut und Myokard während des First-Pass gemessen wird. Die Zeit-Dichte-Kurve (Time Attenuation Curve, TAC) spiegelt diese Iodkonzentration wider. Zwei Kurven sind entscheidend:

• die arterielle Eingabefunktion (Arterial Input Function, AIF), meist aus der Aorta ascendens abgeleitet,
• und die Gewebekurve, die den zeitlichen Kontrastverlauf im Myokardsegment abbildet.

Ihre mathematische Beziehung bildet die Grundlage der Perfusionsberechnung.

Mathematische Modelle

Mehrere Modellierungsansätze sind etabliert:

• Maximum-Slope-Modell: Berechnet den MBF als Quotient aus maximaler Steigung der Gewebekurve und dem Maximalwert der AIF. Es setzt einen linearen Zusammenhang zwischen frühem Anstieg der Kontrastmittelkonzentration im Myokard und arteriellem Zufluss voraus. Dieses vereinfachte Modell erfordert kurze Scanzeiten, unterschätzt aber bei verzögerter Durchblutung den MBF.
• Deconvolution-Modelle (Singulärwertzerlegung, Singular Value Decomposition, SVD): Der Goldstandard der dynamischen Perfusion. Die Gewebekurve wird als Faltung der AIF mit der Impulsantwortfunktion beschrieben. Durch Entfaltung (Deconvolution) wird die Impulsantwort extrahiert. Der maximale Wert dieser Funktion entspricht dem MBF. Regularisierte SVD-Ansätze (z.B. Tikhonov-Regularisierung) stabilisieren die Lösung gegen Rauschen. Aus dem Integral der Impulsantwortfunktion lassen sich MBV und MTT ableiten – gemäß des Verhältnisses MTT = (MBV/MBF).
• Kompartmentmodelle (Fermi, Patlak, Renkin-Crone): Diese Modelle betrachten das Myokard als System aus einem vaskulären und einem extravaskulären Kompartiment. Sie erlauben die simultane Schätzung von MBF, Kapillarpermeabilität und Verteilungsvolumen, sind aber rechenintensiver und bislang hauptsächlich zu Forschungszwecken etabliert.

Physikalische Aspekte

Die CT-Perfusion beruht auf der linearen Beziehung zwischen Iodkonzentration und Röntgendichte im untersuchten Voxel. Die Änderung der CT-Dichte (HU) während des Kontrastdurchflusses reflektiert direkt die lokale Iodkonzentration und damit das relative Blutvolumen.

Die zeitliche Auflösung ist dabei entscheidend: Für eine präzise Rekonstruktion der TAC werden bei dynamischer Perfusion etwa 20 - 30 zeitliche Abtastungen über ca. 25 - 30 s benötigt. Bei statischer Perfusion genügt ein einziger Zeitpunkt nahe des myokardialen Peak-Enhancement.

Zur Reduktion von Partialvolumeneffekten und Artefakten durch kardiale Bewegung werden prospektive EKG-Triggerung, Atemstillstand und ggf. Bewegungsregistrierung eingesetzt.

Bei der myokardialen CT-Perfusion wird röntgendichtes, iodhaltiges Kontrastmittel intravenös injiziert und anschließend eine CT-Bildgebung durchgeführt. Der First-Pass des Kontrastmittels durch das Myokard ist direkt proportional zum myokardialen Blutfluss. Grundsätzlich unterscheidet man bei der myokardialen CT-Perfusion zwischen der statischen und der dynamischen CTP.

Statische CTP

Bei der statischen CTP wird nur ein einzelner Zeitpunkt während des First-Pass erfasst – üblicherweise in der Phase des maximalen myokardialen Kontrastunterschieds zwischen normal und ischämisch perfundierten Arealen. Der Scan erfolgt meist unter pharmakologischem "Stress" (Adenosin, Regadenoson), optional zusätzlich in Ruhe. Die Auswertung erfolgt qualitativ (visuelle Beurteilung) oder semiquantitativ (relativer Iodkontrast). Das Verfahren erfordert keine zeitaufgelöste Datenerfassung und ist somit auf nahezu allen mindestens 64-Zeilen-CT-Systemen durchführbar.

Dual-Energy- und Spektral-CT erweitern die statische Methode: Mittels Energieentkopplung (Dual-Source, kVp-Switching oder Dual-Layer-Detektoren) wird die Materialzusammensetzung jedes Voxels bestimmt, wodurch sich Iodkonzentrationskarten ("Iod-Maps") ableiten lassen.

Die Vorteile liegen in der hohen Verfügbarkeit, kurzen Akquisitionszeit und der Möglichkeit, CCTA und Perfusionsinformation in einem Scan zu kombinieren. Nachteilig sind die fehlende absolute Quantifizierung, hohe Suszeptibilität für zeitliche Schwankungen der Bolusphase und eine eingeschränkte Sensitivität für subendokardiale Ischämien.

Dynamische CTP

Bei der dynamischen CTP werden mehrere sequenzielle Volumendatensätze zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommen, sodass sowohl die Kontrastmittelperfusion in das Myokard als auch die Auswaschung bestimmt wird. Dies ermöglicht eine qualitative, semiquantitative und vollständig quantitative Beurteilung des myokardialen Blutflusses. Aus den gewonnenen Zeit-Dichte-Kurven werden quantitative Parameter wie MBF, MBV und MTT berechnet. Technisch werden über etwa 20 - 30 Sekunden mehrere zeitlich sequenzielle Volumendatensätze erworben; bei Breitdetektor-CTs (256–320 Zeilen) typischerweise im Single-Beat-Volume-Mode, bei kleineren Detektoren über eine Axial-Shuttle-Technik ("Toggling Table") mit wechselnden Tischpositionen. Der zeitliche Abstand zwischen den Volumenaufnahmen beträgt in der Regel 1 - 2 Sekunden. So entsteht eine Serie von etwa 20 - 30 Phasen, welche die vollständige Passage des Iodbolus abbilden.

Zur Reduktion von Bewegungsartefakten werden EKG-Triggerung (meist prospektiv, diastolisch), Atemstillstand und Bewegungskorrektur-Algorithmen eingesetzt. Die Bilddaten werden voxelweise ausgewertet; über Deconvolution oder Kompartmentmodelle erfolgt die Berechnung von MBF, MBV und MTT. Die Ergebnisse werden als farbcodierte Parametermaps oder segmentierte Polarplots dargestellt.

Vorteile sind:

• absolute Quantifizierung
• hohe Sensitivität für subendokardiale Ischämien
• gute Reproduzierbarkeit und Korrelation mit invasiven FFR- sowie PET- und MRT-Referenzen

Nachteile sind:

• höhere Strahlenexposition
• größerer Datenspeicherbedarf
• strengere Anforderungen an Bewegungsfreiheit und Herzfrequenzstabilität
• komplexeres Postprocessing

Bewegungsartefakte

Bewegungsartefakte sind die Hauptquelle für Quantifizierungsfehler. Während frühere Generationen der CTP auf starre (rigid) Bildregistrierungen beschränkt waren, verwenden moderne Algorithmen deformierbare Voxel-basierte Bilregistrierungsverfahren, die eine Korrektur sowohl translatorischer als auch elastischer Deformationen des Myokards zwischen den Phasen ermöglichen. Sie sind essenziell für die präzise Quantifizierung der Perfusionsparameter. Deep-Learning-gestützte Registrierungen (z.B. U-Net-basierte Ansätze) bieten eine submillimetergenaue Registrierung bei stark verkürzter Rechenzeit. Sie sind robust gegenüber variablen Kontrastmittelverteilungen und können lokale Gewebeverschiebungen zuverlässig ausgleichen, was die Genauigkeit der Perfusionsmessung und die Bildqualität signifikant verbessert. Des Weiteren werden sogenannte "motion-immune"-Verfahren entwickelt, bei denen die Perfusionsparameter ohne explizite Registrierung aus den Rohdaten geschätzt werden. Weitere relevante Aspekte sind die Kombination von Bewegungs- und Rauschkompensation (z.B. lokale Low-Rank-Regularisierung), die Anwendung spatio-temporaler Filter zur Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses und natürlich die visuelle Kontrolle der automatisierten Algorithmen durch erfahrene Anwender.

Patientenvorbereitung

Vor jeder myokardialen CTP-Untersuchung ist eine strikte Vorbereitung erforderlich, um reproduzierbare Flussbedingungen zu gewährleisten. Dazu zählen:

• Abstinenz von koffein- und allen methylxanthinhaltigen Nahrungsmittel (Schokolade, Tee, Kakao, Cola): mindestens 12 Stunden, da sie Adenosinrezeptoren blockieren und somit eine Hyperämie vermindern.
• Dipyridamol-haltige Medikamente sollten 48 Stunden vorher pausiert werden.
• Nüchternheit: Leichte Mahlzeiten bis 2-3 h vor der Untersuchung sind akzeptabel. Ausreichende Hydratation empfohlen.
• Zur Senkung der Herzfrequenz können intravenöse Betablocker eingesetzt werden. Dabei ist zu beachten, dass bei Stress-Perfusionsuntersuchungen die Gabe von Betablockern die Ischämiediagnostik beeinträchtigen kann, da sie die myokardiale Hyperämie abschwächen und somit zu falsch-negativen Ergebnissen führen können.
• Nitrate werden häufig für die CCTA eingesetzt. Bei der Stress-Perfusionsuntersuchung erhöht die gleichzeitige Gabe von Nitraten und Adenosin bzw. Regadenoson das Risiko einer Hypotonie. Daher sollte ein Abstand von mindestens 10-20 Minuten zwischen der Nitrat- und der Stressmittelgabe eingehalten werden.
• Kontraindikationen gegenüber Adenosin/Regadenoson prüfen: AV-Block ≥ II°, Sick-Sinus-Syndrom, symptomatische Bradykardie, schwerer Bronchospasmus, Hypotonie, bekannte Überempfindlichkeit.
• Kontraindikationen gegenüber iodhaltiges Kontrastmittel prüfen.

Stressoren

Adenosin bleibt der pharmakologische Goldstandard zur Erzeugung einer maximalen koronaren Vasodilatation. Es wird mit einer Infusionsrate von 0,14 mg/kgKG/min über 4-6 Minuten appliziert, wobei die Bildakquisition nach etwa 2-3 Minuten beginnt, sobald der steady-state der Hyperämie erreicht ist. Adenosin wirkt sehr kurz; nach Abbruch der Infusion klingt der Effekt innerhalb weniger Sekunden ab.

Regadenoson stellt eine Alternative dar. Es handelt sich um einen selektiven A₂A-Rezeptoragonist. Es wird in fixer Dosis von 0,4 mg i.v. als Bolus über 10 Sekunden verabreicht. Die Bildakquisition sollte ca. 20 Sekunden nach Injektion erfolgen, da der maximale Effekt nach ca. 30 Sekunden erreicht wird und für 2-5 Minuten anhält. Regadenoson ist besonders bei Patienten mit Asthma oder COPD vorteilhaft.

Bei unerwünschten Nebenwirkungen wie Dyspnoe, Flush oder Hypotonie kann Aminophyllin (50–125 mg i.v. über 30-60 Sekunden) oder Theophyllin (40-75 mg i.v.) zur Antagonisierung verwendet werden.

Kontrastmittel

Für die CTP wird iodhaltiges Kontrastmittel mit hoher Konzentration (≥370 mg I/mL) verwendet. In der Regel werden 0,8-1,2 ml/kgKG bzw. 50 bis 60 mL in der Stressphase injiziert, bei zusätzlicher Ruhemessung nochmals die gleiche Menge. Die Injektionsrate beträgt 5-7 mL/s über einen großlumigen venösen Zugang (18G). Unmittelbar im Anschluss erfolgt eine Spülung mit 30-40 mL Kochsalzlösung gleicher Rate, um einen kompakten Bolus zu gewährleisten. Das Timing erfolgt entweder über eine fixe Zeitverzögerung oder durch Bolus-Tracking in der Aorta ascendens, wobei der Scanstart meist bei 120 HU Dichtezunahme liegt. Das Kontrastmittel wird idealerweise auf Körpertemperatur vorgewärmt appliziert, um die Viskosität zu senken und die Injektionsrate zu erleichtern.

Bildakquisition

Die Akquisition erfolgt mittels prospektiver EKG-Triggerung, meist zwischen 40 und 80 % des RR-Intervalls, um Bewegungsartefakte zu minimieren. Bei unregelmäßigem Rhythmus kann ein retrospektives Gating erforderlich sein. Dynamische Perfusionsmessungen benötigen 20-30 zeitaufgelöste Volumenserien über 20-30 Sekunden, mit einem zeitlichen Intervall von 1-2 Sekunden zwischen den Datensätzen. In Dosis-optimierten Protokollen können reduzierte Abtastungen mit 8-10 Phasen ausreichen, sofern das Modell eine stabile Rekonstruktion erlaubt. Für die statische CTP genügt ein einziger Scan etwa 2-3 Sekunden nach dem Maximum des Aortenkontrasts.

Die Scanparameter liegen typischerweise bei 80-100 kVp und 150-350 mA mit aktivierter Röhrenstrommodulation. Eine niedrigere Spannung steigert den Iodkontrast, erhöht aber das Bildrauschen; daher sind iterative oder Deep-Learning-Rekonstruktion obligatorisch. Diese werden mit weichen bis intermediären Rekonstruktionskernen (z.B. Bv40-Bv49) durchgeführt. Der Patient hält während der gesamten Sequenz den Atem an, idealerweise in flacher Inspiration, um Positionsänderungen des Herzens zu minimieren.

Photon-Counting-CT

Photon-Counting-Detektoren registrieren jedes einfallende Photon samt Energie und vermeiden damit die Signalverluste konventioneller Szintillator-basierter CT-Systeme. Die direkte Konversion senkt elektronisches Rauschen, verbessert die Energieauflösung und ermöglicht eine höhere intrinsische Ortsauflösung. Für die myokardiale Perfusion resultieren daraus drei zentrale Effekte:

• Erstens verbessert sich die Ioddetektion bei niedrigen Energien, was die Kontrast-zu-Rausch-Relation anhebt und die Sensitivität für subendokardiale Perfusionsdefekte steigert.
• Zweitens ermöglicht die intrinsische Spektralinformation die robuste Erstellung quantitativer Iodkarten ohne die Limitierungen konventioneller Dual-Energy-Techniken.
• Drittens erlaubt die höhere Energieeffizienz eine Dosisreduktion sowohl für statische als auch dynamische Protokolle, insbesondere bei 70–90-kVp-Ansätzen.

Stress-Ruhe-Sequenzen

Zwei Strategien haben sich etabliert: das klassische Rest-Stress-Protokoll und das verkürzte Stress-first-Protokoll. Beim Rest-Stress-Ansatz wird zunächst die Ruhe-Perfusion durchgeführt, gefolgt von einer Adenosin-Stress-Perfusion nach etwa 10–15 Minuten. Dieses Vorgehen erlaubt die Berechnung der myokardialen Perfusionsreserve (MPR) als Verhältnis von Stress- zu Ruhefluss, verursacht aber die doppelte Strahlenexposition und doppelte Kontrastmittelmenge. Das Stress-first-Protokoll beschränkt sich primär auf die Stressmessung; eine Ruhephase wird nur bei auffälligem Ergebnis ergänzt. Dieses Vorgehen ist schneller und dosisärmer, verzichtet aber auf eine exakte MPR-Bestimmung. In der klinischen Routine ist das Stress-first-Protokoll häufig ausreichend, während Rest-Stress-Protokolle in Studien oder bei quantitativen Flussmessungen bevorzugt werden.

Dosismanagement

Die Strahlenexposition hängt von Scannerarchitektur, Samplingfrequenz, Spannung und Rekonstruktionstechnik ab. Dynamische Perfusionsmessungen mit 320-Zeilen-Systemen verursachen im Durchschnitt 3-5 mSv pro Stressphase; eine kombinierte CCTA + CTP liegt meist im Bereich von 6-9 mSv. Statische CTP-Protokolle bewegen sich bei 2-4 mSv. Zur Reduktion werden niedrige Röhrenspannungen (80-100 kVp), iterative oder Deep-Learning-basierte Rekonstruktionen, "low-temporal-sampling"-Strategien und prospektive EKG-gesteuerte Röhrenstrommodulation eingesetzt.

Grundlagen der Auswertung

Die Auswertung der Bilddaten erfolgt auf Basis der Kontrastmittelkinetik, also der zeitlichen Veränderung der Iodkonzentration im Blut und im Myokard. Ziel ist die Berechnung physiologisch relevanter Parameter wie des myokardialen Blutflusses, des myokardialen Blutvolumens und der mittleren Transitzeit. Bei Durchführung von Stress- und Ruhemessungen wird zusätzlich die myokardiale Perfusionsreserve bestimmt. Die Datenanalyse beginnt mit der Rekonstruktion aller dynamischen Phasen, deren Bewegungskorrektur und – falls notwendig – deformierbarer Bildregistrierung. Moderne Softwarelösungen führen diese Schritte automatisch durch und generieren zeitaufgelöste Volumenserien.

Arterial Input Function

Die Wahl der AIF ist entscheidend für die quantitative Genauigkeit. Sie beschreibt die zeitliche Iodkonzentration im Blut, die das Myokard versorgt, und dient als Referenzsignal zur Entfaltung (Deconvolution). In der Praxis wird die AIF bevorzugt in der Aorta ascendens bestimmt, da sie weniger Partialvolumeneffekte und Artefakte zeigt als der linke Ventrikel. Der ROI-Durchmesser sollte ausreichend groß gewählt werden, um Rauschen zu minimieren; die Gefäßwand darf nicht inkludiert werden. Die zeitliche Position des AIF-Peaks wird als Referenz für alle myokardialen Zeit-Dichte-Kurven verwendet.

Segmentierung

Zur räumlichen Zuordnung der Perfusionsparameter wird die Auswertung nach dem AHA-17-Segmentmodell durchgeführt. Jedes Segment wird einem Koronarterritorium (RIVA, LCX, RCA) zugeordnet, wobei der koronare Versorgungstyp berücksichtigt werden sollte. Die Software berechnet MBF, MBV und MTT für jedes Segment und erzeugt eine Farbkodierung (Color Map) oder einen Polarplot, der die räumliche Verteilung der Perfusion visualisiert.

Beurteilung

Myokardareale mit niedriger Perfusion erscheinen in der CT im Vergleich zum gesunden Myokard hypodens, da sie weniger Kontrastmittel aufnehmen. Hilfreich bei der Beurteilung sind multiplanare Rekonstruktionen sowie die Zuhilfenahme von Minimumintensitätsprojektionen (MinIP). Empfohlen wird eine Fensterbreite von 200-300 und ein Fensterzentrum von 100-150 HU. Liegt ein mehrphasiger Datensatz vor, sollte das hypoperfundierte Areal hinsichtlich regionaler Wandbewegungsstörungen untersucht werden. Weiterhin kann eine semiquantitative Messung unter Messung der regionalen Hounsfieldeinheiten sinnvoll sein. Das transmyokardiale Perfusionsverhältnis (TPR) ist definiert als der Quotient zwischen mittlerem subendokardialem HU zur subepikardialen HU und liegt normalerweise bei > 1. Eine TPR < 0,75 gilt meist als Hinweis auf eine relevante Ischämie.

Aufhärtungsartefakte treten meist an inferobasal und septal subendokardial auf. Dieser "Photonenmangel" zeigt sich dann als mutmaßliche "Hypoperfusion". Weiterhin muss auf Bewegungsartefakte geachtet werden.

Absolute und relative Parameter

Die Interpretation der Messwerte erfolgt entweder absolut oder relativ.

• Absolute MBF-Werte werden in mL/min/g angegeben. Sie variieren zwischen Herstellern und Softwareplattformen, da die Modellierung und Glättung unterschiedlich umgesetzt sind.
  • Ruhe-Perfusion: Normwerte typischerweise 0,8 und 1,2 mL/min/g. Werte < 0,8 gelten als pathologisch und können auf Mikroangiopathie oder globale Ischämie hinweisen.
  • Stress-Perfusion: Werte zwischen 2,0 und 3,5 mL/min/g gelten als normal. Ein MBF von < 1,0 ist ein etablierter Cut-off für eine relevante Ischämie und ist mit einem signifikant erhöhten Risiko für Myokardinfarkt, kardiovaskulären Tod und andere MACE assoziiert.
• Relative Perfusionsindizes vergleichen die Flusswerte eines Segments mit einem Referenzsegment gleichen Patienten. Die relative MBF-Ratio (ischämisch/nichtischämisch) liegt bei Gesunden typischerweise > 0,8. Ein rMBF-Wert < 0,77 ist mit einem erhöhten Risiko für kardiovaskuläre Ereignisse assoziiert.
• Die myokardiale Perfusionsreserve (MPR) ergibt sich als Verhältnis MBF_Stress/MBF_Ruhe und liegt physiologisch zwischen 2,0 und 4,0. Werte unter 1,5 gelten als pathologisch und sind assoziiert mit einem erhöhten Risiko für Ischämie bzw. MACE.
• Die Werte Tmax und MTT existieren mathematisch, sind aber klinisch nicht etabliert.

Primär entscheidende Größen sind MBF_Stress, rMBF_Stress und MPR. Die TPR hilft bei subendokardialen Mustern und erhöht die Spezifiität bei Grenzbefunden. Ruheparameter dienen der Einordnung fixer Defekte und zur Abgrenzung von Artefakten. Eine konsistente Territorialität über mehrere Indizes erhöht den PPV.

Die physiologische Grundlage und quantitative Validität der CT-Myokardperfusion wurde zunächst in Tiermodellen etabliert. Pelgrim et al. konnten in einem ex-vivo-Herzmodell zeigen, dass MBF-Werte in ischämischen Segmenten (FFR ≤ 0,70) signifikant niedriger waren als in normal perfundierten Segmenten, womit die Sensitivität der Methode für hämodynamisch relevante Stenosen bestätigt wurde. Tierstudien belegten außerdem, dass die CT-basierte Perfusionsreserve zuverlässig zwischen normaler, ischämischer und infarzierter Myokardregion unterscheidet. Die diagnostische Leistungsfähigkeit der dynamischen CTP wurde in zahlreichen prospektiven Humanstudien untersucht. In den großen Multicenter-Studien wie CORE-320, DECIDE-GOLD und PERFECTION zeigte sich, dass die Kombination von CCTA und dynamischer CTP die diagnostische Genauigkeit gegenüber der alleinigen CCTA signifikant verbessert.

Auch Vergleichsstudien bestätigen die Validität. Mehrere Untersuchungen zeigten, dass der MBF aus der dynamischen CTP hoch mit MRT-Perfusionsmessungen und PET-Referenzwerten korreliert. Die SPECT war konsistent unterlegen, insbesondere bei subendokardialer Ischämie.

Dynamische Verfahren liefern quantitative, belastbare Messwerte, die eng mit invasivem FFR und PET-Fluss korrelieren. Auf Patientenebene liegt die diagnostische Genauigkeit der kombinierten CCTA + CTP im Bereich einer AUC von 0,9–0,95. Damit stellt die CTP heute eine etablierte, evidenzbasierte Methode zur funktionellen Charakterisierung der koronaren Perfusion dar, die in erfahrenen Zentren eine gleichwertige Alternative zu invasiven und nuklearmedizinischen Verfahren bietet. Neben der reinen Diagnostik besitzt die CTP auch prognostischen Wert. Patienten mit nachgewiesener Stress-Ischämie in der CTP zeigen signifikant höhere Raten kardiovaskulärer Ereignisse (Tod, Myokardinfarkt, Revaskularisation) als Patienten mit normaler Perfusion.

KHK

Der primäre klinische Anwendungsbereich der CT-Myokardperfusion liegt in der funktionellen Bewertung koronarer Stenosen unklarer hämodynamischer Relevanz. Die alleinige morphologische Beurteilung durch die CCTA identifiziert anatomische Engstellen zuverlässig, erlaubt jedoch keine Aussage über ihre funktionelle Bedeutung. Bei intermediären Stenosen (Lumeneinengung 40-70 %) besteht häufig eine Diskrepanz zwischen morphologischem Befund und tatsächlicher Ischämie. In diesen Fällen liefert die CTP eine direkte Messung des myokardialen Blutflusses und damit eine physiologische Beurteilung der Stenosewirkung. Durch die Kombination von CCTA und CTP können falsch-positive Befunde reduziert und invasive Koronarangiographien vermieden werden. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Abklärung morphologisch unklarer CCTA-Befunde. Insbesondere stark verkalkte Stenosen schränken die Beurteilung des Lumens erheblich ein. Die CTP ermöglicht in diesen Fällen eine funktionelle Zweitprüfung und damit eine Entscheidung, ob eine invasive Diagnostik erforderlich ist.

INOCA

Ein zunehmend relevantes Einsatzfeld ist die Diagnostik mikrovaskulärer Ischämien (INOCA). Diese Patientengruppe zeigt typische Angina- oder Belastungssymptome, jedoch keine relevanten epikardialen Stenosen in der CCTA. Dynamische CTP-Methoden erlauben die Quantifizierung der myokardialen Perfusionsreserve und damit die Erfassung funktioneller Störungen der Mikrozirkulation. Eine reduzierte MPR < 1,5 ist auch ohne morphologisch sichtbare Stenose der großen Koronararterien mit einer signifikant erhöhten Ereignisrate assoziiert.

Herztransplantation

In der kardialen Transplantationsnachsorge hat sich die CTP als wertvolles Werkzeug zur Detektion der kardialen Allograftvaskulopathie (CAV) etabliert. Diese diffuse, konzentrische Intimaveränderung betrifft meist das gesamte Koronargefäßsystem und entzieht sich der klassischen Koronarangiographie.

Akutdiagnostik

Im Rahmen der Akutdiagnostik des Thoraxschmerzes gewinnt die CTP zunehmend Bedeutung. In Kombination mit der CCTA kann sie in einem einzigen Untersuchungsgang zwischen obstruktiver Koronarläsion, Ischämie, Myokardinfarkt und alternativen Ursachen (z.B. Lungenembolie, Aortendissektion) differenzieren. Studien zur "Triple-Rule-Out-CT" mit ergänzender CTP zeigen, dass insbesondere Dual-Energy- oder dynamische Perfusionsverfahren eine simultane Beurteilung von Perfusionsdefekten und koronarer Anatomie ermöglichen. Bei Patienten mit akutem Koronarsyndrom kann die CTP zwischen reversibler Ischämie und irreversibler Infarzierung unterscheiden.

Weitere Anwendungen

Weitere potenzielle Einsatzgebiete sind die Differenzierung ischämischer von inflammatorischen Kardiomyopathien sowie die Perfusionsanalyse kardialer Tumoren.

Nach der CT-Perfusionsuntersuchung kann noch eine Aufnahme nach weiteren 5-10 Minuten nach der initialen Kontrastmittelgabe ergänzt werden, um die verzögerte Anreicherung von Iod im Myokard darzustellen (Late Iodine Enhancement). Sie dient dem Nachweis von Myokardnarben oder Infarktarealen, da fibrotisch oder nekrotisch verändertes Gewebe eine größere extrazelluläre Verteilungsvolumen für Iod aufweist und daher länger Kontrastmittel speichert. Dieses Vorgehen wird nicht standardmäßig empfohlen, sondern ist ein optionales Zusatzprotokoll, das vor allem in wissenschaftlichen Studien und bei speziellen klinischen Fragestellungen (z.B. Differenzierung zwischen reversibler Ischämie und irreversibler Narbe, Charakterisierung von Kardiomyopathien) eingesetzt wird.

Die CT-basierte fraktionelle Flussreserve (CT-FFR) ist ein nichtinvasives Verfahren, das computergestützt aus CCTA-Daten die hämodynamische Relevanz von Koronarstenosen bestimmt. Die diagnostische Genauigkeit von CT-FFR ist gegenüber der alleinigen CCTA signifikant verbessert, insbesondere durch eine höhere Spezifität und einen besseren positiven prädiktiven Wert für funktionell relevante Stenosen (FFR ≤ 0,80). Diese Methode ist besonders bei intermediären Stenosen (40-70 %) indiziert und kann ebenfalls die Rate unnötiger invasiver Koronarangiographien senken. Allerdings ist CT-FFR nicht für alle Situationen validiert (z.B. Stents, Bypässe, akuter Infarkt) und sollte immer im klinischen Kontext interpretiert werden.

Die Kombination von CT-Myokardperfusion und CT-FFR (CT-basierte fraktionelle Flussreserve) stellt eine logische Erweiterung der integrativen kardialen Bildgebung dar. Während CT-FFR auf der hämodynamischen Simulation des Druckabfalls entlang einer Koronarstenose basiert, misst die CTP den tatsächlichen myokardialen Fluss. Beide Methoden sind komplementär: CT-FFR quantifiziert den Druckgradienten, CTP die resultierende Perfusion im Zielgewebe. Die kombinierte Anwendung steigert die diagnostische Genauigkeit gegenüber jeder Einzelmethode weiter, insbesondere bei komplexer, diffuser bzw. Mehr-Gefäß-Erkrankung. In Fällen mit diskrepanten Ergebnissen (z.B. normaler CT-FFR, aber reduzierter MBF) kann die CTP Hinweise auf mikrovaskuläre Dysfunktion liefern, die durch Drucksimulation allein nicht erfassbar ist. Die prognostische Relevanz der kombinierten Anwendung ist jedoch noch (2025) nicht abschließend geklärt.

Die CTP ist im Vergleich zu invasiver Diagnostik oder multimodalen Verfahren (z.B. separate MRT oder PET) zeiteffizient. Ein kompletter Untersuchungszyklus einschließlich Vorbereitung, Adenosin-Stress und Postprocessing kann in etwa 25–30 Minuten abgeschlossen werden. Ökonomisch liegt die Untersuchung zwischen CCTA und PET. Ihre Kosteneffektivität beruht auf der Möglichkeit, invasive Koronarangiographien zu vermeiden, wenn CCTA und CTP unauffällig sind. Gesundheitsökonomische Analysen zeigen, dass CCTA + CTP insbesondere in Populationen mit mittlerer Prätestwahrscheinlichkeit (20-60 %) die höchste diagnostische und ökonomische Effizienz aufweist.

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