Myokardszintigraphie

Prinzip

Es handelt sich um eine Untersuchung, mit der die Durchblutung des Herzmuskels und das Ausmaß von Narben nach Herzinfarkten untersucht werden kann. Man benutzt hierzu eine geringe Menge radioaktiv markierten Kontrastmittels, das in eine Vene am Arm eingespritzt wird. Dieses Kontrastmittel hat die Eigenschaft, mit dem Blutstrom in den lebenden Herzmuskel zu gelangen und sich hier für etwa 4 Stunden anzureichern.

Das Szintigraphie-Kontrastmittel gibt aufgrund seiner Radioaktivität energiereiche Strahlen ab, die außerhalb des Körpers mit einer speziellen Kamera photographieren und in Form eines Bildes darstellen kann.

Über xRadioaktivität

Die „Kontrastmittel“, die man zur Myokardszintigraphie benutzt sind keine herkömmlichen Kontrastmittel, wie man sie aus Röntgenuntersuchungen des Magen-Darms oder der Blutgefäße kennt. Szintigraphie-“Kontrastmittel“ sind vielmehr Substanzen, die radioaktiv strahlen. Unter Radioaktivität versteht man die Eigenschaft bestimmter Atome, durch den Zerfall der Atomkerne Energie abzugeben.

Nicht jedes Atom kann unter Abgabe energiereicher radioaktiver Strahlung zerfallen. Dies ist nur solchen Atomen vorbehalten, die entweder von Natur aus oder durch künstliche Einwirkung des Menschen instabil sind.

Radioaktivität ist keinesfalls ein ausschließlich künstliches, vom Menschen geschaffenes Ereignis und der Kernzerfall wird keineswegs nur in der Atombombe „genutzt“. Der Zerfall von Atomen ist vielmehr ein Phänomen, das auch in der Natur vorkommt und hier erstmalig 1896 von Herrn Becquerel und 1898 von Herrn und Frau Curie entdeckt wurde. Überall im Erdboden findet man Radioaktivät, die man mittels Geigerzählern messen kann.

Der Zerfall eines instabilen Atomkerns kann auf 3 Arten erfolgen:

alpha-Strahlungbeta-StrahlungAlpha-Zerfall: Hierbei zerfällt der Atomkern, indem er Helium-4-Teilchen aussendet (Abb. 1), das mit Lichtgeschwindigkeit den Atomkern verläßt.

Der zurück gebliebene Atomkern wird dadurch um einige Protonen „erleichtert“ und weil die einzelnen Elemente (siehe „Periodisches System der Elemente“) durch die Anzahl ihrer Protonen definiert sind entsteht aus dem Mutteratom durch die Aussendung der alpha-Teilchen ein neues Element. So entsteht beispielsweise aus Uran, das alpha-mäßig zerfällt das Tochterelement Radium. Die beim Alpha-Zerfall ausgesandten Helium-Teilchen sind relativ schwer, daher spricht man hier von einer Teilchenstrahlung. Sie haben nur eine sehr geringe Reichweite und können schon durch ein stärkeres Blatt Papier oder wenige Zentimeter Luft abgefangen werden.

Beta-Zerfall: Hier gibt das instabile Atom ein beta-Teilchen ab, bei dem es sich um ein kleines elektrisch geladenes Teilchen (Elektron oder Positron) handelt.

Das Mutteratom, das beta-mäßig zerfällt ändert seine Element-Zugehörigkeit nicht, beta-mäßig zerfallendes Jod ist und bleibt daher Jod; es ändert sich nur die Anzahlt der Neutronen des Atomkerns. Es entstehen also „Varianten“ desselben Elementes, die sich durch eine unterschiedliche Anzahl an Kern-Neutronen unterscheiden. Man bezeichnet solche „Atomvarianten“ als Nuklide. Auch die beta-Strahlen haben keine sehr große Reichweite und Eindringtiefe in den Körper, sie können beispielsweise durch eine 1 cm dicke Plexiglasscheibe sicher abgefangen werden. beta-Strahlung ist jedoch relativ energiereich, was zur Folge hat, daß beta-Strahlen nicht sehr tief in den menschlichen Körper eindringen können. Sie schädigen nur die Haut, in der sie abgefangen werden, diese Haut kann aber schwer verbrennen („Strahlenverbrennung“). Gelangen beta-Strahlen aber in einen Körper hinein, z.B. durch Verschlucken, so können sie hier im Körperinneren schwere Schäden verursachen, denn nu werden sie nicht von „toten“ Hornhautschichten abgefangen, sondern gelangen in unmittelbare Nähe zu lebenden Zellen und können hier ihre Energie auf kleinstem Raum ungebremst abgeben. Dies gibt ebenso für die oben erwähnte alpha-Strahlung.

gamma-StrahlungGamma-Zerfall: Beim gamma-Zerfall gibt das Atom weder ein Proton noch ein Neutron ab, sondern es sendet elektromagnetische Strahlung (= gamma-Strahlung) aus.

Dies tritt meistens dann aus, wenn das Atom zuvor alpha- oder beta-mäßig zerfallen ist und in einem angeregten Zustand verbleibt. Die „überschüssige“ Energie des verbliebenen Tochteratoms wird dann in Form der gamma-Strahlung abgegeben. gamma-Strahlung hat den größten Durchdringungsgrad für den tierischen und somit menschlichen Körper, d.h. sie kann sehr tief in den Körper eindringen. Dabei entfaltet sie ihre schädigende Wirkung über die Möglichkeit, chemische Bindungen aufzubrechen. Gefährlich ist dies, weil die Erbsubstanz (DNS) eine Kette verschiedener Moleküle ist, die chemisch miteinander verbunden sind. Wenn eine solche DNS-Kette unterbrochen entstehen dann resultieren daraus Probleme mit der Bildung von Eiweißkörpern, die die Zelle und der Körper dringend benötigen und es kommt zu Erbschäden.

Alle 3 oben beschriebenen Zerfallsarten eines Atoms liefern also Strahlung. Diese Strahlung nennt man „radioaktive Strahlung“. Je nachdem, in welcher Art das Atom zerfällt spricht man dann von „alpha-“, „beta-“ oder „gamma-radioaktiven“ Substanzen.

Es ist kein Zufall, welches instabile Atom nach einer der oben beschriebenen 3 Möglichkeiten zerfällt, sondern dies ist eine naturwissenschaftliche Gesetzmäßigkeit. Uran zerfällt beispielsweise immer alpha-mäßig und bestimmte Jodatome immer beta-mäßig. Andere Atome, z.B. ein bestimmtes Kobaltatom zerfällt zunächst beta-mäßig in angeregtes Nickel und dieses wiederum unter Abgabe seiner überschüssigen Energie durch gamma-Strahlung in den Grundzustand des Nickels.

Welche radioaktiven Substanzen benutzt man?

Wenn man sich aussuchen muß, welche radioaktiven Substanzen man benutzen möchte dann muß man die folgenden Gesichtspunkte berücksichtigen:

  • Die radioaktive Substanz darf den Menschen nicht schädigen
  • Sie muß gute Bilder liefern

Schädigung durch radioaktive „Kontrastmittel“

Das benutzte radioaktive Kontrastmittel darf weder von seiner chemischen Substanz der giftig sein, noch darf es so energiereiche Strahlung aussenden, daß die menschlichen Gewebe, die dem Kontrastmittel ausgesetzt werden hierdurch „verbrennen“.

Chemisch- giftige Substanzen wie etwa Uran scheiden daher schon einmal aus.

Auch die Intensität der radioaktiven Strahlung, die das Kontrastmittel darf nicht zu hoch sein, denn dies würde die Organe und Gewebe des Körpers schädigen. Bei diesem Frage muß man Kompromisse eingehen, denn einerseits bedeutet eine hohe Strahlungsenergie, daß die außerhalb des Körpers aufgezeichneten Bilder qualitativ sehr gut sind (Sie sehen in einem dunklen Zimmer besser mit einer starken Halogenlampe als wie mit einer trüben Kerze). Andererseits führt eine zu hohe Strahlendosis zu Strahlenschäden.

Auf der Grundlage dieser Überlegungen haben sich im Laufe der Zeit zu 2 verschiedenen Substanzen durchgesetzt, mit denen Myokardszintigraphien durchgeführt werden: Mit Thallium201 und mit Technetium99m. Beide Substanzen sind gamma-Strahlen.

Hinsichtlich der „Kontrastmittel“-Menge verfolgt man das Ziel, so wenig Strahlungsmenge wie möglich zu benutzen. Dies ist dadurch möglich geworden, daß die Kameras, mit denen man die Strahlung auffängt und in Bilder umwandelt immer empfindlicher geworden sind und daß man daher nur eine sehr geringe Strahlungsmenge benötigt, um gute Bilder zu bekommen. In vielen Untersuchungen hat man darüber hinaus im Laufe der Jahre nachgewiesen, daß die heute benutzten Mengen unschädlich sind.

Wie werden Radio-Kontrastmittel hergestellt?

ZyklotronWeder das Thallium201 noch das Technetium99m sind Substanzen, die in der Natur vorkommen. Beide müssen daher künstlich hergestellt werden.

Thallium201: Es wird im Zyklotron aus Thallium203 gewonnen. Thallium203 ist eine in der Natur vorkommende radioaktive Variante des metallischen, nicht radioaktiven Thallium. In einem Zyklotron (Teilchenbeschleuniger, Abb.4) wird dieses Thallium mit Protonen (positiv geladenes atomares Kernteilchen) beschossen, wodurch radioaktives Blei (Blei201) entsteht.

Dieses radioaktive Blei zerfällt wiederum in Thallium201. Aus der Gemisch von radioaktivem Blei und Thallium wird das Thallium201 dann durch chemische Extraktion gewonnen.

Thallium201 hat eine Halbwertszeit von 72 Stunden, d.h. innerhalb von 72 Stunden ist die Hälfte des ursprünglichen radioaktiven Materials zerfallen. Wegen seiner aufwendigen Herstellung im Zyklotron muß es meistens in speziellen „Fabriken“ hergestellt und an die Benutzer ausgeliefert werden.

NuklidgeneratorTechnetium99m: Technetium gewinnt man aus einem „Generator“. Dabei handelt es sich um einen „Behälter“, in dem radioaktives Molybdän (Mb99) an einem stabförmigen Träger (Aluminiumsäule) gebunden wird. Das Molybdän zerfällt natürlicherweise in Technetium99, das dann mit einer Spülflüssigkeit aus dem Generator ausgewaschen werden kann.

Molybdän hat eine Halbwertszeit von 66 Stunden, das Technetium von nur 6 Stunden. Die Herstellung des Technetium in dem Generator ist technisch sehr einfach, weshalb in der Regel ein frischer Generator alle paar Tage zu den Endverbrauchern (Krankenhäuser, Arztpraxen) ausgeliefert wird und die Endverbraucher dann das benötigte Technetium einfach aus dem Generator „ausspülen“ können (man nennt diesen Vorgang „melken des Generators“).

Wie entstehen die Bilder?

Wenn das radioaktive Kontrastmittel eingespritzt wurde reichtert es sich im Herzmuskel an. Von hier aus gibt es seine radioaktive Strahlung ab, die durch den Körper dringt und außerhalb des Körpers von einer speziellen Kamera (gamma-Kamera, Abb. 6) aufgefangen wird.

DurchführungHier in der gamma-Kamera befindet sich zunächst ein großer Kristall aus Natriumjodid. Dieses Kristall hat die Eigenschaft, immer dort, wo radioaktive Strahlung auftrifft einen Lichtblitz zu bilden.

Hinter dem Kristall befinden sich die sogenannten Photomultiplier. Dies sind kleine Röhren, in denen die schwachen Lichtblitze des Kamerakristalls in einen elektrischer Impuls umgewandelt werden. Dieser elektrische Impuls wiederum wird einem Computer zugeleitet.

Hinter jedem Kristall befindet sich eine große Anzahl Photomultiplier, die über die gesamte Rückfläche des Kristalls verteilt sind. Wenn in einem Kristall an einer bestimmten Stelle der Lichtblitz entsteht dann sendet nur derjenige Multiplier einen elektrischen Impuls, unter dem der Blitz gerade aufgetreten ist. Die Multiplier rechts, links, davor und dahinter geben keine oder nur sehr viel schwächere Impulse. Auf diese Weise kann ein Computer, an den alle Multiplier angeschlossen sind, ein Bild herstellen.

Diese Bilder sind zunächst sehr unscharf, weil radioaktive Impulse aus der Tiefe des Körpers ebenso abgebildet werden wie die Impulse aus oberflächlichen Körperschichten. Man nennt diese Art der Bildgebung, bei der nur eine über dem Menschen angebrachte gamma-Kamera die radioaktiven Impulse auffängt und darstellt „planare“ Szintigraphie („Planar“, weil sie das 3-dimensionalen Gebilde eines Körpers nur in 1 Ebene und 2 Dimensionen darstellt.

gamma-KameraUm nun aus diesem noch relativ unscharfen Gebilde ein gut interpretierbares Bild zu machen benötigt man nun einige Tricks und einen leistungsfähigen Computer, mit dem zahlreiche komplizierte mathematische Operationen ausgeführt werden können:

Ein sogenannter Kollimator vor dem Kristall sorgt dafür, daß nur solche radioaktive Strahlung zum Kristall gelangt, die absolut senkrecht auf die Kamera auftrifft. Ein Kollimator ist vereinfacht gesagt eine Metallplatte mit vielen absolut senkrechten Bohrungen. Diese Bohrlöcher arbeiten wie ein Tunnel und können nur von solchen Strahlen passiert werden, die absolut parallel zur Tunnelröhre laufen; schräg laufende Strahlen prallen an den Wänden ab und „verdämmern“ dabei (Abb. 8).

KollimatorPhotomultiplierAbb. 8: Im linken Bild oben sehen Sie, wie die Strahlen willkürlich auf den Kristall aufprallen und hier einen Grauschleier verursachen. Durch den Kollimator (unterer Teil des Bildes) werden alle schräg auftreffenden Strahlen weggefiltert und es kommen nur die gerade aus der Richtung des strahlenden Objektes auftreffenden Strahlen abgebildet.

Die vielen Photomultiplier werden so geschaltet, daß das gesamte Bild des Kristalls in zahlreiche schmale Streifen zerlegt wird, indem die Multiplier jeweils einer Reihe zusammengeschaltet werden.

Als nächstes dreht sich die Kamera um den Körper und nimmt auf diese Weise Aufnahmen des Herzens aus verschiedenen Blickwinkeln (= Projektionen) auf (Film 1).

Film 1

Jedes dieser zahlreichen Projektionsbilder wird ebenso wie oben beschrieben in zahlreiche Streifen zerlegt. Auf diese Weise entsteht eine Vielzahl von verschiedenen Bildern, die die radioaktive Darstellung des Herzens in verschiedenen Streifen und aus verschiedenen Darstellungswinkeln abbildet.

Der Computer sortiert nun diese Bilder, indem er die Bilder jedes einzelnen Streifens aus den verschiedenen Blickwinkeln zu einem Bildersatz zusammenfaßt. Die Zusammenfassung solcher Bilder eines einzigen Streifens aus den verschiedenen Blickwinkeln nennt man „Sinogramm“ (Bild links).

SinogrammHerzschnittenormale Szintigraphie Ein solches Sinogramm enthält nicht nur die Bildinformation des Herzens, sondern auch noch zahlreiche Störfaktoren durch Hintergrundstrahlung oder Strahlung durch das Herz überlagerndes Gewebe. Daher werden die Sinogramme in einem nächsten Arbeitsschritt aufgearbeitet und gefiltert. Man benutzt dazu mathematische Operationen wie Fourier-Analyse und Hanning-, Butterworth-, Weiner-Filter o.ä..

Aus den so gewonnenen verarbeiteten und gefilterten Sinogrammen setzt der Computer mit Hilfe eines Verfahrens namens „Rückprojektion“ die Bilder des Herzens wieder zusammengesetzt.

Er bildet dabei das Herz nicht nur als gesamtes Organ ab, sondern stellt es in Schnitten, d.h. in Scheiben dar (Abb. oben Mitte und links).

Darüber hinaus stellt der Computer die aufgefangene radioaktive Strahlung farbig abgestuft dar, indem er Ort mit starker Strahlung in einer intensiveren Farbe abbildet als Orte mit schwacher Strahlung.

Dieses Verfahren der bildlichen Darstellung des Herzens nennt man „single photonen emissions tomography (SPECT). SPECT-Darstellungen des Herzens sind heute die bevorzugte Untersuchungsart einer Szintigraphie des Herzens.

Wie kommt das Kontrastmittel ins Herz?

Die Art der Anreicherung des Kontrastmittels im Herzen ist bei Thallium 201 und Technetium99m verschieden:

Wenn Thallium ins Blut eingespritzt wird so verschwinden bereits bei 1. Durchlauf durch den Kreislauf 65% des injizierten Kontrastmittels aus dem Blut ins Gewebe und hiervon ca. 88% in den Herzmuskel. Die besonders intensive Anreicherung des Thallium im Herzmuskel beruht darauf, daß das Thallium starke Ähnlichkeit mit dem Blutsalz „Kalium“ hat und mit Hilfe einer speziellen Ionenpumpe („Natrium-Kalium-ATPase“) aktiv in die Herzmuskelszelle transportiert wird. In den verschiedenen Gebieten des Herzens (Vorder-, Hinter-, Seitenwand) ist die Thalliumaufnahme von der Stärke der Durchblutung dieser Gebiete und damit vom Zustand der jeweiligen Herzkranzarterie abhängig. Ist beispielsweise die Vorderwandarterie des Herzens verengt so gelangt weniger Kontrastmittel in die Vorder- als in die Seiten und Hinterwand. Wenn weniger Kontrastmittel in die Vorder- als in die Seiten- und Hinterwand gelangt dann ist auch die radioaktive Strahlung der Vorderwand geringer als in den anderen Wänden. Diesen Unterschied in der Strahlungsintensität kann man auf den Szintigraphiebildern sehen.

krakhafte Szintigraphie Im Gegensatz zum Thallium, das als Substanz selber eine hohe Anziehungskraft für Herzmuskel hat besitzt das Technetium diese Affinität nicht. Es würde sich vielmehr in allen Zellen des Körpers mehr oder weniger gleichmäßig verteilen und kann daher zur Untersuchung des Herzens nicht so einfach benutzt werden. Um es für eine Myokardszintigraphie verwenden zu können muß man es an bestimmter „Trägersubstanzen“ koppeln, die es speziell in den Herzmuskel transportieren. Diese Trägersubstanz für die Anwendung am Herzen ist das MIBI (Abkürzung für „Methoxyisobutylisonitrit“). Die Trägersubstanz selber ist aber nicht radioaktiv und kann daher auch nicht im Herzen nachgewiesen werden. Der Trick ist die Koppelung des MIBI mit dem radioaktiv strahlenden Technetium: Das MIBI transportiert das Technetium speziell in den Herzmuskel, von wo aus das Technetium über seine radioaktive Strahlung nachgewiesen und mit der gamma-Kamera abgebildet werden kann.

Ansonsten funktioniert die Anreicherung des Kontrastmittels ebenso wie oben für das Thallium beschrieben wurde: In Abhängigkeit von der Stärke des Blutflusses durch die verschiedenen Anteile des Herzens gelangt das Kontrastmittel in den Herzmuskel. In dem Augenblick, in dem eine der 3 Herzkranzarterien verengt ist wird weniger Kontrastmittel in die jeweilige Herzwand transportiert und diese Wand strahlt eine geringere Radioaktivität ab als die anderen Wände, was man mit der gamma-Kamera darstellen und abbilden kann.

Welchen Unterschied gibt es zwischen den beiden Kontrastmitteln?

Beide Kontrastmittel unterscheiden sich nicht hinsichtlich der Abhängigkeit ihrer Anreicherung im Herzmuskel von der Stärke des Blutflusses. Einen großen Unterschied gibt es aber im Verhalten der beiden Substanzen nach der Einspritzung ins Blut:

Beide Substanzen werden vom Körper unterschiedlich schnell ausgeschieden. Bei Thallium hat nach 7 Tagen die Hälfte des eingespritzen Kontrastmittels den Körper wieder verlassen (biologische Halbwertszeit), bei MIBI ist dies schon nach 2-4 Stunden der Fall.

Diese unterschiedlichen Halbwertszeiten haben große Auswirkungen auf die Art, wie man Durchblutungsstörungen des Herzens feststellen kann, wie Sie nun im nächsten Kapitel lesen werden.

Der Unterschied zwischen den Ruhe- und Belastungsbildern
Das Herz und ein Automotor haben eines gemeinsam: Beide benötigen unter Vollgas erheblich mehr Treibstoff als im Leerlauf. Auf das Herz übertragen bedeutet dies, daß der Herzmuskel unter starker körperlicher Belastung wesentlich mehr Blut zu seiner Energieversorgung benötigt als in körperlicher Ruhe. Dieses Blut erhält der Herzmuskel durch die sogenannten Herzkranzarterien.

Wenn diese Herzkranzarterien verengt sind fließt logischerweise weniger Blut hindurch und der Herzmuskel bekommt zu wenig Blut. Man nennt die Krankheit „Koronare Herzkrankheit“. Lesen Sie mehr über diese Krankheit unter der „Koronarkrankheit“.

Blutfluß und GefäverengungDie Beziehung zwischen dem Ausmaß der Verengung und der Verminderung des Blutflusses verläuft nicht linear, sondern derartig, daß erst ab einer Verengung von etwa 75% mit einer Behinderung des Blutflusses zu rechnen ist.

Steigert man jedoch die Menge des Blutflusses durch die Arterie dann werden nun schon Verengungen ab einem Ausmaß von etwa 50% zu einer Durchblutungsstörung führen. Wieder vergleichen mit einem Automotor: Wenn die Benzinleitung vom Tank zum Motor verengt ist dann wird der Motor in Ruhe ganz normal und gleichmäßig laufen; aber unter Vollgas wird er anfangen zu husten.
Einen solchen „Vollgastest“ führt man bei Untersuchungen des Herzens mit Hilfe körperlicher Belastungen durch, indem man die Durchblutung des Herzmuskels unter Belastung und in Ruhe darstellt.

Wenn man nun während der Belastung auf dem Fahrrad Kontrastmittel einspritzt dann fließt dieses durch die Herzkranzgefäße zum Herzmuskel. In demjenigen Herzmuskel, der von einer verengten Arterie versorgt wird kommt nun weniger Kontrastmittel an, diese Herzwand strahlt weniger Radioaktivität ab und diesen „Radioaktivitätsdefekt“ kann man auf den Bildern der gamma-Kamera sehen. Ein solcher Aktivitätsdefekt bedeutet also, daß weniger Kontrastmittel ankommt und daß die Arterie, die diese Wand versorgt verengt oder sogar verschlossen ist; Beispiele werden Sie später sehen.

IschämieWie Sie etwas weiter oben gelesen haben müßte sich die Durchblutung in körperlicher Ruhe wieder normalisieren. Daher führt man nach einer Belastungs-Aufnahme in der Regel noch eine Ruhe-Aufnahme durch. Hierzu wird erneut Kontrastmittel eingespritzt, dieses Mal aber in Ruhebedingungen. Nun sammelt sich das Kontrastmittel gleichmäßig im Herzmuskel an und die gamma-Kamera stellt nun eine gleichmäßige Verteilung des radioaktiven Kontrastmittels dar. Diese Art der Kontrastmittelverteilung (Aktivitätsdefekt in den Belastungs-, normale Aktivitätsverteilung in den Ruhe-Aufnahmen) ist typisch für eine koronare Herzkrankheit mit ernstlich verengten Koronararterien, jedoch ohne Narbe im Herzmuskel.

Weiteres über die Darstellung von Narben lesen Sie im nächsten Kapitel.

Der Mechanismus, über den sich das Kontrastmittel in den Ruheaufnahmen gleichmäßig im Herzmuskel verteilt ist bei beiden Kontrastmittel (Technetium oder Thallium) unterschiedlich:

Technetium: Es verschwindet schnell aus dem Körper und ist nach 3 - 4 Stunden auch im Herzmuskel nicht mehr gut nachweisbar. Daher spritzt man zunächst das Kontrastmittel für die Belastungsaufnahmen und am folgenden Tag erneut Kontrastmittel für die Ruheaufnahmen. In beiden Fällen sammelt sich das Kontrastmittel wie oben beschrieben wurde im Herzmuskel an.

Thallium: Hier ist die Sache etwas komplizierter:

Unter Belastung gelangt durch eine verengte Herzkranzarterie weniger Kontrastmittel in den betroffenen Herzmuskel. Das Thallium verbleibt nun deutlich länger im Körper als das Technetium. In der Zeit nach der Belastungsaufnahme kommt es nun zu einer Umverteilung des Kontrastmittels: Aus den gut durchbluteten Herzwänden wird das Kontrastmittel schnell wieder ausgewaschen, während es aus den schlecht durchbluteten Herzwänden sehr viel langsamer verschwindet. Hierdurch wird der Unterschied in der Aktivitätsmenge zwischen der gut und der schlecht durchbluteten Herzwand im Laufe der Stunden nach der 1. Einspritzung immer geringer und die Aktivität in beiden Herzwänden gleicht sich an. Man nennt diesen Vorgang „Redistribution“ oder „Rückverteilung“.

Diese Angleichung der Strahlungsaktivität und der Kontrastmittelmenge in gut und schlecht durchbluteter Herzwand wird noch durch einen 2. Machanismus unterstützt: Die erneute Aufnahme des Kontrastmittels aus dem Blut in den Herzmuskel. Dies geschieht deshalb, weil sich das Thallium länger im Blut und im Körper aufhält als das Technetium und weil daher immer neues Kontrastmittel in den Herzmuskel gelangt. Während in den gut durchbluteten Herzwänden mehr Kontrastmittel ausgewaschen wird als neu aufgenommen wird ist es in den durchblutungsgestörten Herzwänden genau anders herum: Hier wird weniger Kontrastmittel ausgewaschen (die Arterie ist schließlich deutlich verengt) als neu einsickert. Daher nimmt im Laufe der Zeit die Kontrastmittel- und daher die Radioaktivitätsmenge in der gut durchbluteten Herzwand wesentlich schneller ab als in der schlecht durchbluteten Wand und es kommt im Laufe der Stunden nach der Kontrastmitteleinspritzung zu einem langsamen Angleich der radioaktiven Aktivitäten. Aus diesem Grund sieht man bei einer „einfachen“ Durchblutungsstörung des Herzmuskels aufgrund einer Gefäßverengung in den Belastungsaufnahmen den Radioaktivitätsdefekt, der sich aber in den Ruheaufnahmen einige Stunden wieder verliert, sodaß die Bilder nun wieder normal aussehen.

Ganz anders ist dies aber, wenn man ein Herz untersuchen möchte, das schon einmal von einem Herzinfarkt betroffen war:

Narben

Die Anreicherung des Kontrastmittels im Herzmuskel funktioniert bei lebendigem Herzmuskel. Bei einem Herzinfarkt kommt es aber zu einem Verschluß einer Herzkranzarterie. Der von diesem Gefäß versorgte Herzmuskel bekommt nun überhaupt kein Blut mehr und stirbt ab. Der abgestorbene Herzmuskel in der betroffenen Gegend des Herzens (Vorder-, Hinter- oder Seitenwand, je nachdem, welche Arterie verschlossen ist) wird in Narbengewebe umgewandelt. Narbengewebe ist jedoch „totes“ Gewebe, das keine Möglichkeit mehr hat, das Kontrastmittel aufzunehmen. Selbst wenn die Arterie, die in das Herzinfarktgebiet wieder geöffnet wird (z.B. durch eine Ballonerweiterung oder durch bestimmte Medikamente): Der Herzmuskel ist und bleibt abgestorben und damit tot.

Wenn man nun das radioaktive Kontrastmittel einspritzt dann kann es sich in dem abgestorbenen und vernarbten Herzmuskel nicht mehr ansammeln und man sieht auf den zunächst angefertigten Belastungsbildern den oben schon beschriebenen Aktivitätsdefekt. Dieser Defekt selber sieht prinzipiell genauso aus wie der Defekt bei einer Durchblutungsstörung. In den Ruheaufnahmen, in denen sich die Verteilung der Aktivität wie oben beschrieben wurde aber wieder normalisieren und angleichen sollte geschieht nichts. Denn wegen des abgestorbenen Herzmuskels kann sich auch in den Ruheaufnahmen kein Kontrastmittel ansammeln. Man erkennt Narben des Herzmuskels also daran, da der Aktivitätsdefekt in den Belastungsnahmen ebenso aussieht wie in Ruhe. Ein Beispiel für die szintigraphische Entdeckung einer Herzmuskelnarbe sehen Sie am Ende des Kapitels bei den Beispielen.

Welches Kontrastmittel nimmt man denn?

Beide Kontrastmittel zeigen zwar dieselbe Information, wenn auch aufgrund verschiedener Wirkmechanismen. Das Thallium muß für die Belastungs- und Ruheaufnahme nur ein einziges Mal eingespritzt, das Technetium 2mal, nämlich einmal für die Belastungs- und dann ein zweites Mal für die Ruheuntersuchung. Dennoch wird heute das Technetium bevorzugt, und zwar aus den folgenden Gründen:

Das Thallium muß immer für eine bekannte Anzahl an Untersuchungen und nicht „im voraus“ bestellt werden. Für größere Krankenhausabteilungen oder Arztpraxen, die eine flexible Anzahl an Patienten untersuchen wollen und müssen ist das Technetium, das ja in variabler Zahl aus einem Generator „gemolken“ werden kann, daher viel praktischer.

Thallium hat gegenüber Technetium ungünstigere Zerfallseigenschaften, indem es beispielsweise
eine lange Halbwertszeit (Zeit bis zum Zerfall, d.h. zur Inaktivierung der Hälfte der eingespritzten Radioaktivitätsmenge) hat

  • einen relativ hohen Anteil an beta-Strahlung hat
  • eine höhere Hintergrundstrahlung durch einen physikalisches Effekt namens „Compton-Effekt“ hat. Dieser Compton-Effekt führt dazu, daß ungenutzte Strahlung an den Elektronen der Atome abprallt und dabei die Elektronen entweder aus ihrer Umlaufbahn um den Atomkern „schießt“ (Film 2) oder Photonen (= Lichtenergie-“Teilchen“ = Quant) schafft.

Film 2

Diese Compton-Strahlung verursacht radioaktive „Begleit-“ oder Stör-Strahlung von Geweben außerhalb des eigentlichen Zielobjektes, d.i. des Herzens.

  • eine geringere Strahlungsenergie hat, was Auswirkungen auf die Bildqualität hat.

Aus den unter 2. genannten Gründen, vor allem wegen der sehr viel größeren Halbwertszeit des Thallium ist die Strahlenbelastung bei der Verwendung von Thallium sehr viel größer als für das Technetium. So beträgt die Dosis (effektive Äquivalentdosis) für die Benutzung von Technetium 4.5 mSv und 17 mSv für die Verwendung von Thallium. (Diese Zahlen beziehen auf die üblicherweise für die Herstellung guter Myokardszintigraphien benutzten Mengen von 550 MBq Technetium und 74 MBq Thallium.)

Daher wird heute bei der wichtigsten Indikation zur Myokardszintigraphie (zur Frage einer belastungsinduzierten Ischämie) in der Regel dem MIBI der Vorzug gegeben.

Durchführung

Die Art der Durchführung hängt davon ab, welches der beiden oben beschriebenen Kontrastmittel man verwendet.

Benutzt man Technetium-MIBI läuft die Untersuchung folgendermaßen ab:

Die Untersuchung muß nüchtern durchgeführt werden, zudem sollte man keine Medikamente eingenommen haben, die die Herzfrequenz unter Belastung bremsen (z.B. beta-Blocker), weil hierdurch die Aussagekraft der Untersuchung abnimmt. Ebenso wie beim Belastungs-EKG haben die Untersuchungsergebnisse nur dann eine verläßliche Aussagekraft, wenn sie unter dem maximal möglichen Anstieg der Herzfrequenz hergestellt wurden.

Zunächst muß, ähnlich wie beim Belastungs-EKG ein Belastungstest durchgeführt werden. Man sitzt auf einem Fahrrad, ist mit EKG-Elektroden und einer Blutdruckmanschette verbunden und muß sich auf dem Fahrrad belasten. Am Ende der Belastung wird dann durch eine dünne Kanüle, die vor der Untersuchung in eine Armvene eingeführt wurde, das Kontrastmittel eingespritzt. Der Untersuchte belastet sich noch kurz weiter und kann dann mit dem Fahrradfahren aufhören.

Etwa 1 - 2 Stunden nach dieser Einspritzung wird der zu untersuchende Mensch unter der gamma-Kamera auf eine Untersuchungsliege gelegt (Abb oben). Die Kamera wandert nun automatisch innerhalb von etwa 20 Minuten um den Oberkörper herum und fertigt hierbei verschiedene Bilder des Herzens an.

In der Zeit zwischen der Einspritzung des Kontrastmittels und der Herstellung der Bilder sollte man fett- und eiweißreiche kleine Mahlzeit (z.B. Milch trinken, Schokolade essen) einnehmen. Hierdurch wird die Gallenblase aktiviert, in der sich eine große Menge des Kontrastmittels befindet, das nicht an den Herzmuskel gebunden wurde. Die Gallenblase scheidet dann das in ihr gelagerte Kontrastmittel in den Darm aus und auf diese Weise entstehen keine großen Kontrastmittel-“Flecken“ unterhalb des Herzens, d.h. die Bilder werden besser.

Nach Ablauf der 1 - 2 Stunden legt man sich erneut unter die Szintigraphiekamera und wiederum werden während einer Dauer von 20 Minuten Bilder angefertigt.

In vielen Fällen führt man am darauf folgenden Tag die Ruhe-Untersuchung durch. Diese Untersuchung verläuft ähnlich wie die oben beschriebene Belastungsuntersuchung, jedoch muß man für die Ruheaufnahmen natürlich nicht mehr Fahrrad fahren: Man bekommt die Spitze mit dem Technetium, wartet 1 - 2 Stunden ab, während denen man die schon erwähnte fett- und eiweißreiche Mahlzeit zu sich nehmen sollte und legt sich dann für etwa 20 Minuten unter die gamma-Kamera.

Nach der Anfertigung auch dieser sogenannten Ruheaufnahmen ist die Untersuchung beendet.
Bei der nachfolgenden Auswertung der Bilder setzt ein Computer die vielen angefertigten Einzelbilder zu verschiedenen Schnittbildern des Herzens zusammen und stellt die Belastungsaufnahmen neben die Ruheaufnahmen. Auf diese Weise werden etwa 30 Bilder hergestellt, in denen man die Durchblutung in den verschiedenen Wandabschnitten des Herzens beobachten kann.

Die soeben beschriebene Untersuchung nennt man das „Zwei-Tage-Protokoll“, weil man an 2 unterschiedlichen Tagen untersucht wird: An Tag 1 mit und an Tag 2 ohne Belastung. Man kann aber oft auf die Ruhe-Untersuchung am 2. Tag verzichten, nämlich immer dann, wenn schon die Belastungsuntersuchung einen normalen Befund ergeben hat. In diesen Fällen weiß man schon nach den Ruheaufnahmen, daß die Durchblutung des Herzmuskels nicht gestört ist und in diesen Fällen hat die zusätzliche Ruheuntersuchung keinen weiteren Nutzen. Im Interesse der Strahlenbelastung des zu untersuchenden Menschen kann man daher darauf verzichten.

Manchmal kann man die Belastungs- und Ruheuntersuchung auch an demselben Tag durchführen („1-Tages-Protokoll“). In diesen Fällen muß man aber für die Ruheaufnahmen besonders viel radioaktives Kontrastmittel einspritzen, weil man die Anfärbung aus der zuvor durchgeführten Belastungsuntersuchung „überdecken“ muß.

Wenn man anstelle des Technetium Thallium verwendet kann man die Untersuchung sowohl unter Belastung als auch in Ruhe an demselben Tag durchführen:

Auch hier muß man zunächst wieder auf dem Fahrrad belastet werden. Auch hier erfolgt die Kontrastmitteleinspritzung am Ende der Belastung. Bei der Verwendung des Thalliums ist nun aber keine Wartezeit von 1 - 2 Stunden und auch keine Zwischenmahlzeit notwendig, sondern man geht sofort nach Ende der Belastung unter die gamma-Kamera.

Nach dieser Belastungsaufnahme wartet man nun etwa 3 Stunden ab, in denen sich das Thallium (wie oben beschrieben wurde) in Gebiete mit evtl. Minderdurchblutung zurück verteilt. Erneut legt sich der zu untersuchende Mensch unter die gamma-Kamera, die innerhalb von 20 Minuten um den Körper wandert und Bilder des Herzens aus verschiedenen Richtungen anfertigt. Diese Bilder werden dann ebenso wie es oben für das Technetium beschrieben wurde zu etwa 30 Schnittbildern „zusammengesetzt“, in denen der Arzt die Durchblutung des gesamten Herzens betrachten kann.

Wann führt man die Szintigraphie durch?

Eine Myokardszintigraphie wird immer im Zusammenhang mit einer vermuteten oder tatsächlich vorliegenden Erkrankung der Koronargefäße (= Koronare Herzkrankheit = KHK) durchgeführt. Dabei gibt es 4 Gründe für die Durchführung der Untersuchung:

  • Der Verdacht auf das Vorliegen einer Koronarerkrankung ergibt sich in vielen Fällen aus bestimmte Beschwerden, die ein Betroffener schildert. Eine solche klinische Verdachtsdiagnose ist aber allein oft nicht zuverlässig genug, einen Patienten einer Herzkatheteruntersuchung zu unterziehen. Bei Menschen, deren Beschwerden nicht eindeutig sind führt man daher in aller Regel als nächsten diagnostischen Schritt ein Belastungs-EKG durch. Ein solches Belastungs-EKG hilft manchmal aber auch nicht weiter, denn es erkennt Menschen mit einer tatsächlich vorliegenden Koronarerkrankung nur in 60 - 70% der Fälle; mit anderen Worten: In 30 - 40% aller Patienten übersieht es die Krankheit. Mit der Myokardszintigraphie steigert man diese Trefferquote auf etwa 90%. In solchen Fällen wird die Szintigraphie also durchgeführt, um bei nicht eindeutigen Beschwerden weitere Klarheit zu schaffen.
  • In einigen Fällen ist es nicht möglich, den Verdacht auf das Vorliegen einer Koronarkrankheit durch EKG´s weiter abzuklären, weil das EKG ganz bestimmte Formveränderungen aufweist. Bei Menschen mit einem sogenannten Linksschenkelblock, bei denen ein Herzschrittmacher implantiert wurde oder die mit einem Medikament namens Digitalis behandelt werden ist die EKG-Kurve beispielsweise bereits von sich aus derartig verändert, daß die typischen Kurvenveränderungen durch den Sauerstoffmangel und die Durchblutungsstörung des Herzmuskels nicht mehr erkennbar sind. In diesen Fällen ist die Durchführung einer Myokardszintigraphie ebenfalls sinnvoll, um nach Durchblutungsstörungen des Herzens zu suchen.
  • Bei den unter 1. und 2. genannten Menschen benutzt man die Szintigraphie dazu, einen evtl. bestehenden Verdacht auf das Vorliegen einer Koronarkrankheit weiter abzuklären und um entscheiden zu können, ob eine Herzkatheteruntersuchung notwendig ist oder nicht.
    geringe Einengunghochgradige EinengungBei einer Herzkatheteruntersuchung sucht man nach Verengungen von Herzkranzarterien. Dabei wird man in vielen Fällen Einengungen finden, die entweder nur minimal oder die hochgradig sind (Abb. links).

In diesen Fällen ist ein Zusammenhang mit den Beschwerden eines Menschen eindeutig:

Abb. links: Herzkatheterdarstellungen von 2 Verengungen. Links geringe Einengung; Rechts: Hochgradige Einengung, das Gefäß wirkt nahezu unterbrochen!

Geringe Verengungen sind für die Beschwerden sicherlich nicht verantwortlich, hochgradige Verengungen sind eindeutig verantwortlich. In vielen Fällen findet man aber Verengungen, die die Kardiologen als „grenzwertig“ einstufen, weil sie weder eindeutig hochgradig noch eindeutig unbedeutsam sind. In diesen Fällen ist es für die weitere Behandlung von ausschlaggebender Bedeutung, daß nachgewiesen werden kann, ob die verdächtige Verengung zu einer Behinderung des Blutflusses führt oder nicht. Hier hilft die Myokardszintigraphie weiter, denn mit ihrer Hilfe ist der Nachweis einer Durchblutungsstörung möglich. Sie sehen beispielsweise in der folgenden Abb. eine Verengung, die ein Ausmaß von etwa 50% hat.

mittelgradige Einengung Abb. links: Herzkatheterdarstellung einer mittelgradigen Gefäß-Verengung

Man kann solche Verengungen nicht bis auf 1 Millimeter genau ausmessen und was letztendlich entscheidet ist auch nicht das Aussehen des Gefäßes, sondern seine Fähigkeit, Blut in ausreichender Menge zu transportieren. Bei solchen grenzwertigen Verengungen führt man eine Myokardszintigraphie durch, um zu prüfen, ob die fragliche Arterienverengung bereits zu einer Durchblutungsstörung führt oder nicht. Diese Frage ist von großer Bedeutung, denn wenn eine Durchblutungsstörung besteht dann kann man überlegen, ob eine weitere Behandlung mittels Ballonerweiterung (PTCA) oder Operation notwendig ist; verursacht die Verengung aber keinerlei Durchblutungsstörung macht die Durchführung einer PTCA oder Bypass-Operation wenig Sinn. Her dient die Szintigraphie also dazu, die funktionelle Bedeutung der Verengung zu klären und um zu entscheiden, wie die weitere Behandlung aussehen sollte.

  • Wenn Menschen einen Herzinfarkt erlitten haben dann führt dies zu einem Absterben des Herzmuskels in dem betroffenen Herzwandgebiet. Man erkennt solche abgestorbenen Herzmuskelgebiete daran, daß sie sich im Ultraschallbild des Herzens und auch bei der Herzkatheteruntersuchung nicht mehr oder nur noch sehr müde bewegen. Wenn der Herzmuskel erst einmal abgestorben ist so ist dieser Vorgang unumkehrbar. In vielen Fällen stirbt aber nicht der gesamte Herzmuskel in dem von einer erkrankten Arterie versorgten Gebiet ab. Vielmehr geht der Herzmuskel oft in eine Art Winterschlaf über. Dabei verfällt der Herzmuskel in eine Art Schockzustand; er vermindert seinen Energiestoffwechsel maximal, sodaß die Herzmuskelzellen auch mit den minimalsten Blutmengen, die sie noch bekommen überleben können. Die Herzmuskelzellen überleben den Gefäßverschluß durch diesen Trick zwar, aber pumpen und sich bewegen können sie nicht mehr. Im Ultraschall oder bei der Herzkatheteruntersuchungen wirken diese Herzmuskelzellen wie abgestorben, aber in Wahrheit leben sie noch. Man weiß, daß in einem vollkommen bewegungslosen Herzmuskel etwa 10% und in einer sehr müde pumpendem Herzwand bis zu 50% der Herzmuskelzellen überlebt haben. Wenn man das verschlossene Gefäß nun wieder eröffnen würde würde der Herzmuskel aus seinem Winterschlaf erwachen und wieder mit seiner Pumparbeit beginnen. Ist er allerdings vollständig abgestorben wird auch die Wiedereröffnung des Gefäßes nicht helfen, denn der Herzmuskel ist nun unwiderruflich zerstört und gegen Narbe ausgetauscht. Die Myokardszintigraphie kann unterscheiden, ob der Herzmuskel irreparabel vernarbt ist oder ob noch Rest von Herzmuskelzellen überlebt haben. In diesen Fällen führt man eine Myokardszintigraphie durch, um zu klären, welches Ausmaß an Vernarbung ein Herzinfarkt verursacht hat, ob es sinnvoll ist, die verschlossene Arterie wieder zu eröffnen oder ob eine solche Wiedereröffnung bei bereits vollständiger Vernarbung wenig Sinn macht.

Was merkt man?

Die Untersuchung ist vollkommen schmerzlos (bis auf den kleinen Einstich für die Kanüle zur Einspritzung des Kontrastmittels).

Was kann passieren (Komplikationen)?

Egal, welches der beiden oben beschriebenen Kontrastmittel (Thallium oder Technetium) man benutzt: Die Menge der benutzten radioaktiven Strahlung ist sehr gering und kann daher keinen Schaden anrichten. Schwangere Frauen dürfen allerdings nicht untersucht werden, damit der noch ungeborene Mensch keinen Schaden erleidet.

Ergebnisse

Grundsätzlich muß man bei der Durchführung und Interpretation von Szintigraphieergebnissen 3 Dinge wissen:

  • Die Aussagekraft der Untersuchung ist davon abhängt, wie stark sich ein Mensch körperlich belasten kann. Man mißt die maximale Belastbarkeit eines Menschen anhand seiner Herzfrequenz während der Belastung und schätzt, daß er sich maximal hat belasten können, wenn er 80% des Wertes: 220 - Lebensalter erreicht hat. In diesen Fällen ist die Szintigraphie sehr treffsicher und erkennt bedeutsam verengte Herzkranzgefäße in 90% aller Fälle. Umgekehrt gilt, daß die Untersuchung dann auch im negativen Fall sehr treffsicher ist, d.h.: Wenn die Untersuchung bei maximaler Herzfrequenz einen normalen Befund ergeben hat liegt tatsächlich auch in 80 - 90% aller Fälle keine bedeutsame Gefäßverengung vor. Kann sich ein Mensch nicht bis zu dieser maximalen Herzfrequenz belasten ist die Treffsicherheit der Szintigraphie wesentlich geringer und die Möglichkeit, eine bedeutsame Verengung „zu übersehen“ steigt enorm an. Es ist daher für alle Menschen, die sich einer Szintigraphie unterziehen müssen äußerst wichtig, sich auf dem Fahrrad so stark zu belasten wie es geht. Wenn es Hinderungsgründe für eine solche starke Belastung gibt (z.B. wegen schmerzhaften Durchblutungsstörungen der Beine, allgemeiner Gebrechlichkeit usw.) dann kann man ein anderes Verfahren der Belastung anwenden, über das weiter unten berichtet werden wird („Pharmakologische Belastung“).
  • Desweiteren muß man wissen, daß ein durchblutungsgestörtes Herzwandgebiet eine bestimmte Größe haben muß, um mit der Szintigraphie erkannt zu werden. Betrifft die Koronarkrankheit beispielsweise nur eine kleine Nebenader so wird auch die Durchblutungsstörung, die aus einer Gefäßverengung oder einem Gefäßverschluß resultiert nur einen kleinen Teil des Herzmuskels betreffen. Ein solch kleines Herzmuskelgebiet kann die Szintigraphie dann nicht erkennen. In solchen Fällen scheint die Untersuchung ein normales Ergebnis zu haben, obwohl in Wahrheit trotzdem eine Gefäßverengung oder sogar ein Gefäßverschluß vorliegen. Wichtig ist es in solchen Fällen aber zu wissen, daß die Erkrankung nur kleiner Gefäße für die Lebenserwartung eines Menschen bedeutungslos ist und daß die „falsche Normalität“ der Szintigraphie den betroffenen Menschen nicht gefährdet. Sollte dieser Mensch aber Gefäßverengungen haben, die aus Gründen der Beschwerdelinderung behandelt werden sollten dann hilft in diesen Fällen nur die Durchführung einer Herzkatheteruntersuchung.
  • Die Szintigraphie hat die Aufgabe, bedeutsame Befunde an den Herzkranzarterien zu finden, die man nachfolgend entweder durch eine Herzkatheteruntersuchung weiter klären muß oder die nach einer Herzkatheteruntersuchung durch eine Ballonerweiterung oder Bypass-Operation behandeln muß. Wenn ein Mensch, gleichgültig aus welchen Gründen, schon im Vorfeld der Untersuchungen weiß, daß er nachfolgend keine Herzkatheteruntersuchung durchführen lassen möchte oder weder Ballonerweiterung oder Bypass-Operation wünscht dann ist die Durchführung einer Szintigraphie wenig sinnvoll. Denn man würde nun evtl. einen Befund erheben, der für die weitere Untersuchung bzw. Behandlung eines Menschen keinerlei Konsequenzen hat.

Und nun zu den einzelnen Ergebnissen:

Normaler Befund

normale SzintigraphieSie sehen in diesem Bild die Szintigraphie einer 57 Jahre alten Frau, die sich wegen Brustschmerzen vorstellte.

Die Schmerzen traten bei Bewegungen und auch bei Belastungen und nachts auf. Sie rauchte Zigaretten und hatte erhöhten Blutdruck. Im Belastungs-EKG waren auffällige Kurvenveränderungen festzustellen, die aber nicht mit entsprechenden Beschwerden gemeinsam auftraten. Weil solche auffälligen EKG-Veränderungen bei Frauen häufiger einmal feststellbar sind, ohne daß Verengungen der Herzkranzgefäße vorliegen (den Grund dafür kennt man nicht!) und weil ihre Beschwerden nicht ganz typisch waren wurde eine Myokardszintigraphie durchgeführt. Die Untersuchung ergab einen normalen Befund:

In der oberen Bildreihe sehen Sie die Bilder der Herzdurchblutung unter körperlicher Belastung, in der Reihe darunter die Durchblutung in Ruhe. Sie sehen, daß die Bilder in allen abgebildeten Wandbereichen in Ruhe und unter Belastung normal aussehen. Sie sehen keine Aktivitätsdefekte und die Durchblutung ist in allen Wandbereichen sowohl unter Belastung als auch in Ruhe normal. Nach diesem unauffälligen Szintigramm konnte eine bedeutsame Koronarerkrankung ausgeschlossen werden. Bei den nachfolgenden Untersuchungen wurde eine Refluxkrankheit der Speiseröhre (Rückfluß von Magensäure in die Speiseröhre mit nachfolgender schmerzhafter Verätzung der Speiseröhre) festgestellt, die mit Medikamenten behandelt wurde. Die Frau ist mittlerweile beschwerdefrei.

geringe Stenosenormale HinterwandBei dem 2. Fall handelt es sich um einen 69 Jahre alten Mann, der ähnlich wie die oben beschriebene Dame Schmerzen hatte, die im Rücken begannen und von dort aus in die Herzgegend ausstrahlen. Weil er Diabetiker war, rauchte, erhöhten Blutdruck und erhöhte Blutfettwerte hatte wurde eine Herzkatheteruntersuchung durchgeführt. Diese zeigte in 1 der 3 Herzkranzgefäße eine Verengung von einem Ausmaß von etwa 50% (Abb. links = derselbe Patient wie in Abb. oben).

Um die Wirksamkeit dieser Verengung zu klären, um einen Zusammenhang zwischen Beschwerden und Durchblutungsstörung des Herzmuskels und um damit über die weitere Behandlung zu entscheiden wurde eine Myokardszintigraphie durchgeführt. Diese ergab einen normalen Befund (Abb. oben).

Dies bedeutete, daß die Verengung der Herzkranzarterie zu keiner Durchblutungsstörung führt, es wurde daher auch keine weitere Behandlung wie Ballonerweiterung oder Bypass-OP durchgeführt, sondern „ausschließlich“ eine strenge Einstellung seiner Risikofaktoren (Blutdruck, Blutfettwerte, Blutzuckerkrankheit) eingeleitet (leider raucht der Patient bis zum heutigen Tag weiter). Er ist mittlerweile wieder ohne Beschwerden.

Durchblutungsstörung

Vorderwand-IschämieAuch bei diesem Patienten wurde bei einer Herzkatheteruntersuchung eine Verengung festgestellt, deren Blutfluß-blockeriende Wirkung nach den Katheterbildern alleine nicht sicher war. Auch bei diesem Mann wurde eine Szintigraphie durchgeführt, die nun aber eine Durchblutungsstörung in der Vorderwand des Herzens zeigte. Sie sehen dies in der Abb. links daran, daß in den Belastungsbildern (obere 2 Bilder) weniger Kontrastmittel in der Vorderwand gespeichert wir als in den anderen Wänden und daß die Kontrastmittelspeicherung in Ruhe wieder normal wird.

Dieser Befund zeigt an, daß die Verengung, die man bei der Herzkatheteruntersuchung sieht auch zu einer Durchblutungsstörung des Herzmuskels führt und daß man diese Verengung nach Möglichkeiten (z.B. durch eine Ballonerweiterung) beseitigen sollte.

Narbe

Die Patientin, deren Szintigraphiebilder Sie nachfolgend sehen hatte vor 2 Monaten einen Herzinfarkt erlitten. Die Vorderwand bewegte sich nur noch sehr müde, die Arterie, die die Vorderwand versorgt war verschlossen.

VerschlußSzinti-Narbe Abb. links: Verschluß einer kräftigen Arterie in der Bildmitte; Abb. rechts: Obere Reihe: Belastungsbilder; untere Reihe: Ruhebilder. Sehen Sie in den beiden rechten Ruhebildern eine geringe Auffüllung mit gelbem) Kontrastmittel

Neben diesem Gefäßverschluß hatte die Frau noch Verengungen an einer anderen Herzkranzarterie. Nach der Katheteruntersuchung stellte sich also die Frage, ob man „nur“ die noch verengte Stelle an der anderen Ader mittels einer Ballonerweiterung behandeln sollte oder ob man auch die verschlossene Vorderwandarterie wieder eröffnen solle, was aber geeigneterweise mit einer Bypass-Operation am besten möglich wäre. Die Szintigraphie (Abb. oben rechts) zeigte unter Belastung den Speicherdefekt in der Vorderwand, der sich auch in den Ruheaufnahmen nicht auffüllte.

Mit anderen Worten bedeutete dies, daß die Vorderwand durch den Infarkt vollständig vernarbt war. Eine Bypass-Operation hätte also keinen Sinngehabt, denn diese Narbe wäre niemals wieder zum Leben erweckt worden. Man konnte der Frau also das Risiko der Operation ersparen und hat sich auf die Ballonerweiterung der verengten anderen Arterie beschränkt.

Vorderwand-IschämieIm letzten Fall sehen Sie wiederrum das Szintigramm eines Mannes, der einen großen Vorderwand erlitten hatte. Bei der Herzkatheteruntersuchung fand sich ebenfalls eine vergrößerte linke Herzkammer, deren Vorderwand sich müde bewegte und eine Verengung der die Vorderwand versorgenden Arterie. Diese Arterie konnte in den Stunden nach dem Herzinfarkt wieder eröffnet werden, indem bestimmte Medikamente als Infusion gegeben wurden. Zurück blieb jedoch eine hochgradige Gefäßverengung, die anderen Gefäße waren unauffällig. Es stellte sich auch hier die Frage, welchen Schaden der Infarkt hinterlassen hatte: Wäre die Vorderwand vollständig vernarbt hätte man sich bei dem Mann darauf beschränken können, die Herzfunktion durch Medikamente zu stärken, hätte aber keine Ballonerweiterung durchführen müssen. Wären in der Vorderwand aber noch größere Mengen lebenden Herzmuskels festzustellen könnte man versuchen, die verengte „Infarktarterie“ durch eine Ballonerweiterung zu behandeln, um den Blutfluß zur Vorderwand zu steigern und um dadurch die Pumpkraft des Herzkammer zu verbessern. Zur Beantwortung dieser Frage (Vorderwand des Herzens abgestorben oder nicht?) wurde eine Myokardszintigraphie (Abb. oben, Sie haben diese Abbildung vorher schon einmal gesehen)) durchgeführt.

Sie ergab unter Belastung eine fast vollständige Aktivitätsverminderung in der Vorderwand, in Ruhe aber eine deutlich verbesserte Kontrastmittelanreicherung. Dies sprach dafür, daß in der Vorderwand noch große Mengen lebendigen Herzmuskels übrig geblieben waren. Aus diesem Grund wurde nachfolgend eine Ballonerweiterung mit Einpflanzung eines Stent durchgeführt.

Alternativen

Spezielle Szintigraphieverfahren

Pharmakologische Belastung

In einigen Fällen ist es nicht möglich, einen Menschen mit dem Fahrrad körperlich zu belasten. Wenn jemand zum Beispiel an einer Durchblutungsstörung der Beine leidet kann er sich nicht stark belasten, weil dies heftige Schmerzen in den Unterschenkeln verursacht. In solchen Fällen kann man das Herz mit bestimmten Medikamenten „künstlich“ belasten. Die Medikamente, die man dazu benutzt heißen Adenosin, Dipyramidol, Atropin oder Katecholamine.

Alle diese Medikamente können nur intravenös in Form einer Infusion gegeben werden. Dazu wird zu Beginn der Untersuchung eine Kanüle in eine Vene des Armes eingeführt. Anstelle der körperlichen Belastung auf dem Fahrrad wird nun die Infusion in stufenweise ansteigender Dosis begonnen. Die betreffenden Menschen spüren diese Infusion als kräftiges Herzklopfen oder als Hitzegefühl im Kopf. Nach einer bestimmten Zeit und Zeitdauer wird die Infusion beendet und das radioaktive Kontrastmittel eingespritzt. Je nachdem, welches Kontrastmittel verwendet wurde werden entweder nach 2-3 Stunden (Technetium) oder sofort nach Infusionsende (Thallium) die Bilder angefertigt.

Die Gabe der Belastungs-Medikamente folgt einem bestimmten Protokoll, d.h. es ist aus Erfahrung festgelegt worden, wie lange die Infusion mit welcher Medikamentendosis gegeben wird. Manchmal kombiniert man auch die Gabe verschiedener Medikamente (z.B. durch Zugabe von Atropin) oder man führt gleichzeitig mit der Infusion eine leichte Fahrradbelastung durch, um die Aussagekraft der Untersuchung zu erhöhen.

Normalerweise durchläuft man dieses Protokoll vom Anfang bis zum Ende. Die Infusion wird aber vorzeitig beendet, wenn während der Medikamentengabe bestimmte EKG-Veränderungen auftreten, die für das Auftreten bedeutsamer Durchblutungsstörungen des Herzens sprechen oder wenn der zu untersuchende Mensch heftige Brustschmerzen bekommt.

Die Belastungsmedikamente, die man für eine pharmakologische Belastung benutzt sind sehr sicher und gut verträglich. Als leichtere Nebenwirkungen können Kopfdruck, leichte Übelkeit oder verstärktes Herzschlagen auftreten. Wie bei allen Belastungsuntersuchungen können durch die möglicherweise erzeugte Minderversorgung des Herzmuskels Herzrhythmusstörungen auftreten oder verstärkt werden. Dies ist bei etwa 10% der Patienten der Fall. Meistens handelt es sich bei diesen Herzrhythmusstörungen um harmlose Extraschläge, die durch Abschalten der Infusion von alleine verschwinden. Die schwerste Komplikation ist das Herzkammerflimmern mit einer Häufigkeit von etwa 0,25 % sehr selten auftritt. Es muß durch eine Elektroschockbehandlung sofort beendet werden, weil Kammerflimmern ansonsten tödlich verläuft.

Bei Patienten, die Atropin erhalten haben, kann das Sehvermögen in den ersten 2 Stunden nach der Untersuchung eingeschränkt sein, sodaß man Schwierigkeiten beim Lesen hat. Zudem hat man für etwa 1 - 2 Stunden das Gefühl eines trockenen Mundes.

Das Herzklopfen oder die Hitzewallungen während der Infusion sind „normale“ Nebenwirkungen der Medikamente und nicht auf eine bedeutsame Untersuchungskomplikation zu beziehen).

24 Stunden vor der Untersuchung sollte man keinen Tee, Kaffee oder Cola trinken und keine Schokolade essen, da hierdurch das Ergebnis der Untersuchung verfälscht werden kann. Auch dürfen bestimmte Medikamente wie Asthmamedikamente, Kalziumantagonisten, ß-Blocker oder Nitrate vor der Untersuchung nicht eingenommen werden, weil sie die Arbeitsweise der Belastungsmedikamente aufheben und die Untersuchung so nicht auswertbar ist.

So schön diese Untersuchungsmethode auch klingt, weil sie die anstrengende körperliche Belastung vermeidet: Sie ist der Untersuchung mit dem Fahrrad deutlich unterlegen, indem sie nur eine Trefferquote von etwa 75% hat. Das heißt, daß von 100 Menschen mit bedeutsam verengten Herzkranzgefäßen 1/4 nicht erkannt werden.

Gated blood pool

Counts bei HerzschlagMit Hilfe dieser Untersuchungsmethode kann man die Pumpfunktion des Herzens messen. Man benutzt dazu Substanzen, die für längere Zeit innerhalb der Blutgefäße des Kreislaufes verbleiben. Dazu kann man beispielsweise das Eiweiß des Blutes oder sogar die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) mit Technetium markieren. Das somit radioaktiv markierte Blut befindet sich in allen Blutgefäßen des Körpers und natürlich auch im Herzen. In der Füllungsphase des Herzens befindet sich besonders viel „Kontrastmittel“ in den Herzkammern, in der Entleerungsphase besonders wenig. Da das Kontrastmittel radioaktive Strahlung abgibt bedeutet dies, daß die Herzkammern in vollständig gefülltem Zustand viel Radioaktivität abstrahlen und in den Phasen der Herzentleerung nur wenig. Sie sehen die Intensität der Strahlung über dem Herzen in der folgenden Abb. links. (Änderung in der Strahlungsintensität über dem Herzen während 1 Herzschlages).
Aus dem Verhältnis der Strahlungsintensität während der maximalen Füllungs- und Entleerungsphase kann man berechnen, wie kräftig das Herz pumpen kann. Man drückt diese Pumpkraft des Herzens in der sogenannten Ejektionsfraktion (= Auswurfleistung) aus, die angibt, um wieviel Prozent sich ein Herz zusammenziehen kann und wieviel seines maximal gefüllten Blutes es mit einem Herzschlag auspumpen kann. Normalerweise sollte dies mehr als 50% sein.

Das Interessante an dieser Untersuchungstechnik ist, daß man die Pumpfähigkeit des Herzens nicht nur in körperlicher Ruhe, sondern auch unter Belastung messen kann. Es ist nämlich überhaupt kein Problem, die Pumpfunktion in Ruhe mittels Ultraschall, Herzkatheteruntersuchungen oder der Kernspintomographie zu bestimmen; oft sind diese anderen Untersuchungsmethoden bei der Bestimmung der Pumpfunktion sogar genauer. Es ist aber ein großes technisches Problem, solche Messungen auch unter Belastung mit ausreichender Genauigkeit durchzuführen. Die Gated Blood Pool-Technik erlaubt solche Belastungsuntersuchungen aber sehr zuverlässig.

Solche Messungen der Pumpfunktion des Herzens sind bei verschiedenen Krankheiten, nicht nur bei Durchblutungsstörungen des Herzens sehr wichtig. So kann man beispielsweise aus dem Verhalten der Pumpfunktion des Herzens unter Belastung Rückschlüsse auf die Schwere von Herzklappenfehlern oder Herzmuskelerkrankungen ziehen und bei Menschen mit bestimmten Herzklappenfehlern etwas dazu sagen, wann dieser Klappenfehler operiert werden muß.

Normalerweise nimmt die Pumpfähigkeit des Herzens unter Belastung um 5% zu. Eine unter Belastung gleichbleibende oder sogar verminderte Auswurfleistung des Herzens spricht für einen bedeutsamen Herzschaden. Bei Patienten unter Chemotherapie weist ein Abfall der Auswurfleistung um 5% im Verlauf auf eine beginnende Herzmuskelschädigung hin.

Der Nachteil einer Myokardszintigraphie, wenn man sie mit einer Gated Blood Pool-Untersuchung kombinieren wollte besteht darin, daß man 2 verschiedene radioaktiv strahlende Kontrastmittel verwenden muß: Das eine, um den Herzmuskel anzufärben und das andere, un das Blut innerhalb der Blutgefäße und des Herzens zu markieren.

Um diesen Nachteil zu beseitigen hat man in den letzten Jahren ein anderes Verfahren entwickelt:

Die getriggerte Szintigraphie

SzintigraphiescheibenScheibchenmethodeDazu benutzt man „normale“ Szintigraphiebilder wie diejenigen, die Sie in der Abbildung links sehen:

Wenn Sie diese Bilder betrachten dann sehen Sie verschiedene Querschnitte durch das Herz. Mit Hilfe solcher Bilder führt man, wie Sie oben gelesen haben die Szintigraphie zur Untersuchung der Durchblutung des Herzens und zur Suche nach Narben durch.

Man kann auf diesen Bildern die Wände der linken Herzkammern sehen, wobei diese Wände in jedem der verschiedenen Bilder in verschiedenen Schichten dargestellt werden. Diese Querschnittsschichten kann man nun wie Scheiben wieder zusammensetzen. Hierdurch erhält man ein 3-dimensionales Abbild des Herzens. Und aus diesem 3-dimensionalen Abbild der linken Herzkammer kann man nun berechnen, wie groß der Innenraum dieser Herzkammern, das Kammervolumen ist (Abb. 28).

Im Ablauf eines Herzschlages gibt es 2 interessante Momente: Denjenigen Augenblick, zu dem sich die linke Herzkammer vollständig entleert hat und den Moment, in dem es komplett gefüllt ist. Die Füllung ist am Ende der Erschlaffungsphase der Herzkammer, d.h. am Ende der Diastole abgeschlossen, weshalb man diesen Augenblick „Enddiastole“ nennt. Die Entleerungsphase der Herzenkammer ist am Ende der Pumpphase, d.h. der Systole abgeschlossen, weshalb man diesen Augenblick die „Endsystole“ nennt. Zum Zeitpunkt der Enddiastole hat die Herzkammer also ihr maximales Füllungsvolumen, zum Zeitpunkt der Endsystole ihr geringstes Volumen. Aus dem Unterschied zwischen dem enddiastolischen und dem endystolischen Volumen kann man somit berechnen, wieviel Blut die Herzkammer mit 1 Schlag auspumpt. Diese Blutmenge nennt man „Schlagvolumen“. In der Kardiologie hat sich eingebürgert, nicht das Schlagvolumen als gängigen Meßwert zu benutzen, sondern den prozentualen Anteil des enddiastolischen Volumens, den die Herzkammer mit einem Schlag auspumpen kann. Diesen prozentualen Anteil nennt man „Ejektionsfraktion“. Sie beträgt im Normalfall immer mehr als 50%, d.h. die Herzkammer kann im Normalfall immer mehr als die Hälfte ihres maximalen Füllungsvolumens auspumpen.

Um das enddiastolische und endsystolische Volumen nach der oben beschriebenen „Scheibchenmethode“ mit Hilfe der Szintigraphie bestimmen möchte muß man also die Herzkammer einmal zum Zeitpunkt der Enddiastole und zum anderen zum Zeitpunkt der Endsystole abbilden. Diese Zeitpunkte kann man aus dem EKG entnehmen. Für die getriggerte Szintigraphie geht man nun so vor, daß man die gamma-Kamera an ein EKG anschließt und die Apparatur so einstellt, daß zunächst nur zum Zeitpunkt der Enddiastole Bilder geschossen werden. Ein einzelnes Bild aus einem einzigen Herzschlag nimmt aber nur sehr wenig radioaktive Strahlung aus dem Herzen aus, weshalb aus einem solchen einzigen Bild keine vernünftige Abbildung entstehen würde. Daher nimmt die gamma-Kamera aus 20 - 30 Herzschlägen Bilder ausschließlich zum Zeitpunkt der Enddiastole auf und summiert die radioaktiven Aktivitäten jeden einzelnen Bildes zum Gesamtbild (Film 3).

Wenn die enddiastolischen Bilder aufgenommen und abgespeichert worden sind folgt als nächstes in derselben Arbeitsweise die Aufnahme der endsystolischen Bilder: Wieder wird das gesamte System so eingestellt, daß 20 - 30 einzelne Bilder aufgenommen und die minimale Radioaktivität der einzelnen Bilder zu einem einzigen qualitativ guten Bild summiert werden.
Weil die Aufnahmefähigkeit der gamma-Kamera durch die Koppelung an das EKG nur zu ganz bestimmten Zeiten freigeschaltet wird nennt man diese Art der Aufnahme „getriggerte Aufnahme“ (vom englischen Wort „trigger“ = Auslöser).

Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß man mit einer einzigen Untersuchung sowohl die Durchblutung des Herzmuskels als auch die Pumpfähigkeit des Herzens, d.h. die Ejektionsfraktion untersuchen kann. Es ist kein Einsatz eines 2. radioaktiven Kontrastmittels erforderlich, sondern alles erfolgt in einem einzigen Arbeitsgang und dies sowohl in Ruhe als auch unter Belastung. Diese Art der Untersuchung ist technisch sehr aufwendig und kompliziert, weil sie hohe Anforderungen an gamma-Kamera und den Computer stellt, der die einzelnen Bilder zusammen setzt und nachfolgend die Berechnungen durchführt. Man benutzt die Technik heute nur noch selten, weil dieselbe Aussage (Größe und Pumpverhalten der linken Herzkammer) mit anderen Untersuchungsmethoden (z.B. der Echokardiographie) einfacher und preiswerter gewonnen werden kann. Aber das Untersuchungsprinzip ist einfach genial.

Positronen-Emissions-Tomographie (PET)

Ganz allgemein gesprochen funktioniert diese Art der Szintigraphie ebenso wie dies eingangs für die „normale“ Szintigraphie beschrieben wurde: Radioaktives Kontrastmittel lagert sich für eine kurze Weile im Herzmuskel ab und die hiervon ausgehende Strahlung wird von einer speziellen Kamera aufgefangen und zu Bildern verarbeitet.

Bei einer PET-Untersuchung benutzt man aber vollkommen andere Kontrastmittel, deren Radioaktivität man nun nicht mehr mit einer normalen gamma-Kamera auffangen kann.

AnnihilationAls „Kontrastmittel“ benutzt man beim PET sogenannte Positronenstrahler. Diese Substanzen haben die Eigenschaft, bei ihrem natürlichen Zerfall 2 Photonen (gamma-Quanten) aussenden, die in genau entgegen gesetzte Richtungen, d.h. in einem Winkel von 180 Gradzueinander laufen (Abb. 29).

Die Registrierung dieser zeitgleich entstehenden Signale über die Spezialkamera und einen Computer ermöglicht eine exakte räumliche Lokalisation der Strahlungsquelle, sowie aus der Anzahl der empfangenen Strahlungssignale eine Aussage über die Strahlungsaktivität dort, wo sich die markierte Substanz angereichert hat.

Positronenstrahler sind radioaktive “Zwillingsbrüder” von häufig im Körper vorkommenden Substanzen wie Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff oder auch Fluor. Sie können daher in biologisch bedeutsame Substanzen und Bestandteile des Körpers wie Kohlenhydrate, Aminosäuren und Fette ohne wesentliche Veränderung deren Molekülstruktur eingebaut werden und den Patienten über eine Vene eingespritzt werden.

Die radioaktiven PET-Kontrastmittel müssen in einem technisch aufwendigen Verfahren in einem Kreisbeschleuniger (Zyklotron) hergestellt werden. Sie zerfallen sehr schnell (Halbwertszeiten 20 - 120 min), weshalb sie sehr schnell nach ihrer Herstellung mit der jeweiligen biologischen Substanz verbunden und eingespritzt werden müssen. Ein Transport der Substanzen durch die Stadt vom Zyklotron zum untersuchenden Arzt ist aus diesen Gründen nicht möglich und dies ist auch der Grund dafür, daß PET-Untersuchungen derzeit meistens nur in Forschungseinrichtungen (z.B. Universitätskliniken), an großen Kliniken und in großen nuklearmedizinischen Praxen eingesetzt werden, die die benötigten Substanzen von in der Nähe befindlichen Zyklotronen beziehen können.

In der Kardiologie werden 2 verschiedene Substanzen eingesetzt: Mit radioaktivem Stickstoff markierter Ammoniak und mit radioaktivem Fluor markierte Glukose (Zucker):

Radioaktiv markierter Ammoniak (N13-NH3): Die Substanz lagert sich in Abhängigkeit vom Blutfluß im Herzmuskel ab und zwar unabhängig davon, ob der Herzmuskel lebendig oder abgestorben ist. Die Stärke der Ammoniakablagerung im Herzmuskel zeigt also an, wie stark der Herzmuskel durchblutet ist. Ist eine hohe Radioaktivität vorhanden ist die Durchblutung normal, sieht man keine oder nur wenig Radioaktivität ist die zuführende Arterie entweder verschlossen oder bedeutsam verengt.

Radioaktiv markierte Glukose (18F-Fluordesoxyglucose FDG) wird von Zellen genauso aufgenommen wie Glukose, d.h. der normale Blutzucker. Jede lebendige Zelle kann Zucker in ihrem Stoffwechsel abbauen und verändern. Die Ansammlung von radioaktiv markierter Glukose zeigt daher an, daß es sich um eine lebendige Zelle mit aktivem Stoffwechsel handelt.

Eine PET-Szintigraphie des Herzens wird immer mit den beiden oben genannten Substanzen durchgeführt und daher erhält man auch 2 verschiedene Bildersätze. In der einen Bildserie sieht man, wie der Herzmuskel durchblutet wird, d.h. ob die Herzkranzgefäß offen, verschlossen oder verengt sind. In der 2. Bilderserie sieht man dann, ob die Herzmuskelzellen leben oder ob sie abgestorben sind.
Mit diesen beiden Bilderserien sind nun verschiedene Aussagen möglich:

Die Durchblutungsbilder zeigen eine normale Durchblutung und die „Lebensbilder“ zeigen normalen lebendigen Herzmuskel: Hier ist alles in Ordnung, alle Zellen leben und alle Wände sind gut durchblutet.

Die Durchblutungsbilder zeigen eine normale Durchblutung, die „Lebensbilder“ aber abgestorbenen Herzmuskel. In diesem Fall ist ein Teil des Herzmuskels abgestorben (durch einen Herzinfarkt), die Kranzarterie, die diese Herzwand versorgt ist jedoch offen. Diese Arterie muß sich also nach dem Herzinfarkt wieder geöffnet haben (oder sie ist durch ärztliche Behandlung geöffnet worden).

Die Durchblutungsbilder zeigen eine gestörte Durchblutung und die „Lebensbilder“ zeigen abgestorbenen Herzmuskel: In diesem Fall ist eine Herzkranzarterie verschlossen und der von diesem Gefäß versorgte Herzmuskel ist abgestorben. Hier sind daher Behandlungen, die das Gefäß wieder eröffnen sollen wenig sinnvoll.

Die Durchblutungsbilder zeigen eine gestörte Durchblutung in einer Herzwand an, die „Lebensbilder“ zeigen allerdings in dieser Herzwand noch lebendigen Herzmuskel. Das bedeutet, daß sich zwar eine Herzkranzarterie verschlossen hat, daß der dahin gelegene Herzmuskel aber überlebt hat. In diesen Fällen wird man versuchen, die Arterie wieder zu eröffnen, weil sich der Herzmuskel wieder erholen wird, wenn er genügend Blut bekommt. Und wenn sich der Herzmuskel wieder erholt dann wird er auch wieder kräftig pumpen können, was der Arbeitsweise der Herzens gut tun wird.

Ein PET-Kamera, auch PET-Scanner genannt, hat von außen betrachtet aufgrund ihrer Ringstruktur eine gewisse Ähnlichkeit mit einem Computertomographen (CT) oder einem Kernspintomographen (MRT), funktioniert aber nach einem anderen Prinzip:

In dem Ring befinden sich viele einzelne sog. “Szintillationskristalle”, die die von den radioaktiven Strahlen der Kontrastmittel ausgesandten Impulse empfangen und in Lichtblitze verwandeln, welche dann ebenso wie bei einer „normalen“ gamma-Kamera in elektrische Impulse umgewandelt werden (Abb. unten).

PET-Scanner-Schema

Pet-Scanner PET-Kamera: Oben: Schematisch; unten: Aussehen der Kamera

Der Witz der ringförmigen Kristalle besteht nun darin, daß beim Zerfall der Positronenstrahler (siehe oben) Photonen in entgegengesetzte Richtung ausgesandt werden. Diese beiden Photonen können nun von den genau gegenüber liegenden Szintillationskristallen erfaßt werden. Alle Impulse, die während eines sehr kurzen Zeitfensters von 2 gegenüber liegenden Kristallen erfaßt werden müssen daher von einem Atom stammen, das irgendwo auf der Strecke zwischen den beiden Kristallen zerfallen ist. Aus der zeitlichen Differenz, mit der der Zerfallsimpuls in den beiden Kristallen auftritt kann der Computer nun errechnen, an welcher Stelle der Zerfall stattgefunden hat. Und weil die Photonen sehr energiereich sind und auf ihrem weg vom Zerfallsort zum Myokardszintigraphie vom umgebenden Gewebe nur minimal abgelenkt werden ist auch die räumliche Zuordnung des Zerfallsprozesses sehr genau.

Die Strahlenexposition liegt wie bei der PET-Untersuchung in der Größenordnung der natürlichen Strahlenexposition, der man in einem Jahr durch Strahlung aus der Umgebung (Erdoberfläche, Nahrung, Atmosphäre) ausgesetzt ist.

Die größte Belastung liegt bei der PET-Untersuchung in der langen Fastendauer von mindestens acht Stunden. Insulinpflichtige Diabetiker müssen die Injektion von Insulin entsprechend umstellen. Außerdem müssen bestimmte Medikamente eingenommen werden, die dafür sorgen, dass der Herzmuskel sich zum Zeitpunkt der Messung über Traubenzucker versorgt und nicht über andere Substanzen. Die Untersuchung dauert insgesamt rund drei Stunden, die einzelnen Messungen jedoch nur 20 Minuten.

Die PET-Untersuchung gilt heute als das Beste, was man zur Klärung der Frage hat, ob man bei Menschen nach abgelaufenem Herzinfarkt eine verschlossene oder verengte Herzkranzarterie mit Ballontechniken oder einer Bypass-Operation wieder eröffnen soll oder nicht, denn mit einer PET-Untersuchung kann man so gut wie mit fast keiner anderen Untersuchungstechnik feststellen, ob Herzmuskel einen Infarkt überlebt hat oder eine Narbe entstanden ist. Dennoch wird die Untersuchung außerhalb von Universitätskliniken und wissenschaftlichen Untersuchungen nur sehr selten durchgeführt. Der Grund dafür liegt zum einen darin, daß sich wegen der kurzen Verfallszeiten der erforderlichen Kontrastmittel ein Zyklotron in unmittelbarer Nähe der PET-Kamera befinden. Ein Zyklotron erfordert aber eine Investition im zweistelligen Millionenbereich.
Hinzu kommt, daß PET-Untersuchungen zu den teuersten bildgebenden Verfahren in der modernen Medizin gehören.

Die Kosten einer PET-Untersuchung können bis zu 1.500 € betragen. Die gesetzliche Krankenversicherung in Deutschland übernimmt die Kosten für eine PET-Untersuchung im Gegensatz zur Praxis in anderen europäischen Staaten in der Regel aber nur, wenn der Patient stationär aufgenommen bzw. behandelt wird. Eine stationäre Aufnahme nur zum Zweck einer PET-Untersuchung wird aber von denselben Krankenkassen über den medizinischen Dienst in der Regel abgelehnt (Sie sehen die Perversion des Systems!). Auch diese fehlenden Abrechnungsmöglichkeiten stehen einer weiten Verbreitung der PET-Untersuchung entgegen.