Im Rahmen dieser Studie haben wir untersucht, ob die bei der diagnostischen Koronarangiographie gewählten Projektionen eine adäquate Darstellung der ostialen Gefäßabschnitte ermöglichen. Hierzu wurde im Rahmen einer retrospektiven Studie ein Patientenkollektiv von 54 Probanden eingeschlossen, bei denen sowohl ein Kardio-CT als auch eine diagnostische Herzkatheteruntersuchung durchgeführt worden war. Mithilfe des Kardio-CTs wurde die Line of Perpendicularity (LoP) der ostialen Koronargefäßabschnitte der LCA und der RCA ermittelt. Hieraus können die optimalen Angulationen für die angiographische Darstellung der ostialen Gefäßabschnitte abgeleitet werden. Im nächsten Schritt wurde überprüft, ob die während der diagnostischen Koronarangiographie gewählten Projektionen auf dieser LoP (mit einer Divergenz von ± 10°) lagen. Zusätzlich haben wir untersucht, ob interventionell erfahrenen Kardiologen in der Lage sind, die Koronarangiographie im Hinblick auf die Qualität der Darstellung des Ostiums zu beurteilen. Ferner wurde verglichen, ob die in der Literatur empfohlenen Standardprojektionen eine optimale Darstellung der ostialen Segmente erlauben. Bei 81% aller Patienten wurde der ostiumnahe Abschnitt der linken Koronararterie unverkürzt dargestellt, wohingegen die Darstellung der rechten Koronararterie nur bei 44% der Patienten adäquat war. Der Vergleich der LoP zeigte, dass es große interindividuelle Unterschiede der Koronarostiumanatomie gibt. Daraus kann abgeleitet werden, dass mit sog. „Standardprojektionen“ nur bei einem Teil der Patienten eine optimale und somit unverkürzte Darstellung der ostialen Koronarsegmente möglich wird. Bei einem beträchtlichen Anteil der Patienten muss man diese Projektionen variieren, um das Ostium bestmöglich darzustellen. Eine CT-basierte Bestimmung der Line of Perpendicularity kann dazu beitragen, die geeigneten Projektionen während einer Herzkatheteruntersuchung einzustellen und so die interindividuellen Verhältnisse der Koronaranatomie zu berücksichtigen. / In this study, we evaluated whether the angiographic views selected for routine coronary angiography enable an adequate assessment of the ostial coronary segments. For this purpose, 54 patients were included in a retrospective study, in whom both a cardiac CT and a routine cardiac catheterization were performed. Cardio-CT was used to determine the “Line of Perpendicularity” (LoP) of the ostial coronary segments of the LCA and the RCA. From this, the optimal angulations for the angiographic display of the ostial coronary segments can be derived. In the next step, it was checked whether the projections selected during the routine coronary angiography were on this LoP (with a divergence of ± 10°). In addition, we investigated whether experienced interventional cardiologists are able to visually assess the quality of imaging of the ostium by coronary angiography. Furthermore, it was compared whether the “standardized views“ recommended in the literature allow an optimal representation of the ostial segments. In 81% of all patients, the ostial segment of the left coronary artery was represented without foreshortening, whereas the right coronary artery was adequately represented in only 44% of the patients. The comparison of the LoP showed that there are large interindividual differences in coronary ostium anatomy. From this it can be deduced that with so-called " standardized views" an optimal and thus unforeshortened representation of the ostial coronary segments is only possible in some patients. In a significant proportion of patients it is necessary to vary these angiographic angulations in order to achieve optimal views of the ostium. A CT-based determination of the Line of Perpendicularity can aid the selection of adequate angiographic views during a cardiac catheterization and thus taking into consideration the interindividual variation of the coronary anatomy.

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Die Magnetresonanztomographie (MRT), die Mehrschicht-Spiral-Computertomographie (MSCT) und die Elektronenstrahl-Computertomographie (EBCT) sind nichtinvasive diagnostische Verfahren, welche die bisherige kardiale Bildgebung zumindest in Teilbereichen ersetzen oder ergänzen können. MR-Perfusions- und MR-Funktionsuntersuchungen konnten in der vorgelegten Arbeit direkte Parameter der myokardialen Vitalität regional erfassen. Die Signalintensitäten im Blut und im Herzmuskel dienten zur quantitativen Bestimmung der Myokardperfusion. Die Ortsauflösung ermöglichte eine Differenzierung der subendo- und der subepikardialen Durchblutung. Zusätzliche Streßuntersuchungen steigerten die Sensitivität des Verfahrens. Relativ geringgradige Koronarstenosen ließen sich durch vornehmlich subendokardial lokalisierte Perfusionsdefekte nachweisen. MR-Tagging- Funktionsanalysen konnten durch ein artifizielles Markierungsgitter zwischen endokardial lokalisiertem Narbengewebe und epikardial liegendem vitalem Gewebe differenzieren. Die Dehnungen, Stauchungen und Rotationen des Myokardverbandes wurden registriert und ausgewertet. Die MSCT und die EBCT wurden als Röntgenverfahren für die nichtinvasive Koronarangiographie verglichen. Bei der Definition der Gefäßkonturschärfe über die Anstiegssteilheit der CT-Dichtewerte zeigte sich eine bessere Abbildungsqualität der MSCT gegenüber der EBCT. Die Bestimmung der Segmenterkennbarkeit zeigte, dass mit der MSCT signifikant mehr erkannt werden konnten. Die vorgestellten kardialen MR- und CT-Untersuchungen konnten aus Gründen der Reproduzierbarkeit sowie aufgrund des Strahlenschutzes nur tierexperimentell durchgeführt werden. Die Validität der unterschiedlichen Tiermodelle ist in vorausgegangenen Studien belegt worden. Die in der Literatur verfügbaren Ergebnisse am Menschen bestätigen in vieler Weise die vorgelegten Daten. / Magnetic resonance imaging (MRI), multislice spiral computed tomography (MSCT), and electron-beam computed tomography (EBCT) are noninvasive imaging modalities that may supplement or in part even replace established diagnostic procedures for assessment of the heart. MRI perfusion and functional studies were shown to enable determination of direct parameters of regional myocardial vitality. The signal intensities of blood and myocardium served to quantify myocardial perfusion. The spatial resolution allowed for differentiating subendocardial and subepicardial perfusion. Additional stress tests improved the sensitivity of the procedure. Relatively low-grade coronary artery stenoses were identified by the presence of perfusion gaps primarily in subendocardial location. Functional analysis by means of MRI tagging using an artificial grid allowed for differentiating endocardial scar tissue from epicardial vital tissue. Extension, compression, and rotation of the myocardial complex were recorded and analyzed. MSCT and EBCT were compared as radiographic procedures for noninvasive coronary angiography. MSCT was found to be superior to EBCT in terms of image quality defined as vascular contour sharpness determined as the steepness of the increase in CT densities. Assessment of segment identification showed that significantly more segments were visualized by MSCT. The cardiac MRI and CT studies presented here could only be performed in animals because of the radiation exposure involved and to ensure reproducibility of the results. The validity of the different animal models used has been demonstrated in preceding studies. The results of the present animal experiments are in agreement with many of the human data published in the literature.

Hintergrund und Fragestellung Um den Zeitpunkt des Beginns der Datenakquisition bei der CT-Koronarangiographie festzulegen, bietet die Methode des Bolus-Trackings eine weit verbreitete Möglichkeit. Hierfür muss eine sogenannte Region of Interest (ROI) festgelegt werden, in der die Kontrastmittelanflutung gemessen wird. Bisher wurden die Auswirkungen unterschiedlicher Positionierungen dieser ROI auf die Bildqualität der Koronararterien (Hauptstamm der linken Koro-nararterie: LM; rechte Koronararterie: RCA) noch nicht systematisch untersucht. Zwei häufig verwendete Positionen sind der linke Herzvorhof (LV) und die Aorta ascendens (AA). Diese Positionierungen sollten in dieser Studie verglichen werden. Auch bei der Triple-Rule-Out-CT-Angiographie (TRO-CTA), in der zusätzlich zu den Koronararterien auch die Pulmonalarterien sowie die thorakale Aorta beurteilt werden sollen, kommt das Bolus-Tracking zur Anwendung. Die ROI wird hierbei meist im linken Herzvorhof positioniert. Da bisher nicht gezeigt wurde, ob die Pulmonalarterien (rechte Pulmonalarterie: RPA; linke Pulmonalarterie: LPA) dadurch tatsächlich in besserer Qualität dargestellt werden, sollte auch diese Frage in der Studie beantwortet werden. Methode Alle Patienten der vorliegenden monozentrischen, retrospektiven Studie erhielten eine CT-Koronarangiographie im Step-and-Shoot-Modus zum Ausschluss einer koronaren Herzkrankheit bei intermediärem Risiko. Mittels Propensity-Score-Matching wurden insgesamt 192 Patienten für die Studie ausgewählt: je 96 mit Positionierung der ROI im linken Vorhof bzw. in der Aorta ascendens (122 männliche und 70 weibliche Patienten, Alter 21 bis 87 Jahre, Durchschnittsalter 61 Jahre). Um möglichst ähnliche Patientencharakteristika in beiden Gruppen zu erreichen, wurden beim Propensity-Score-Matching folgende Faktoren berücksichtigt: Geschlecht, Körpergröße, Körpergewicht und Herzfrequenz. Für die Beurteilung der Bildqualität wurden sowohl ein quantitativer als auch ein qualitativer Score verwendet. Bei der quantitativen Analyse wurden die Signalintensitäten sowie deren Standardabweichungen in den zu beurteilenden Strukturen gemessen und daraus die Signal-Rausch-Verhältnisse (SNR) errechnet. Die qualitative Auswertung wurde von zwei Fachärzten für Radiologie mit 10 bzw. 6 Jahren Erfahrung in der CT-Koronarangiographie unabhängig voneinander mit Hilfe einer 5-Punkte-Likert-Skala durchgeführt. So wurde zum einen die Qualität der Darstellung der Koronararterien verglichen, zum anderen die der Pulmonalarterien. Für die statistische Auswertung wurde der Wilcoxon-Test verwendet, um die quantitativen sowie qualitativen Scores beider Patientengruppen miteinander zu vergleichen. Außerdem wurde bezüglich der qualitativen Analyse die Interrater-Reliabilität mittels gewichtetem Cohens Kappa (κ) bestimmt. Zusätzlich wurde die Strahlenbelastung beider Gruppen durch die Betrachtung der Dosis-Längen-Produkte sowie die Berechnung der effektiven Dosen verglichen. Ergebnisse Bezüglich der Koronararterien fanden sich sowohl beim Vergleich der quantitativen (SNR AA 14.92 vs. 15.46; p = 0.619 | SNR LM 19.80 vs. 20.30; p = 0.661 | SNR RCA 24.34 vs. 24.30; p = 0.767) als auch der qualitativen Scores (4.25 vs. 4.29; p = 0.672) keine signifikanten Unterschiede in beiden Gruppen. Für die Darstellung der Pulmonalarterien hat die Position der ROI allerdings eine entscheidende Bedeutung. Bei einer Positionierung im linken Vorhof ergeben sich signifikant höhere quantitative (SNR RPA 8.70 vs. 5.89; p < 0.001 | SNR LPA 9.06 vs. 6.25; p < 0.001) und auch qualitative Scores (3.97 vs. 2.24; p < 0.001) als bei einer Positionierung in der Aorta ascendens. Bezüglich der Interrater-Reliabilität konnte in dieser Studie eine beachtliche Konkordanz bei der Analyse der Koronararterien (κ = 0.654) bzw. eine nahezu vollkommene Konkordanz bei der Analyse der Pulmonalarterien (κ = 0.846) festgestellt werden. Die Strahlenbelastung war in beiden Gruppen nahezu identisch (4.13 mSv vs. 4.13 mSv; p = 0.501). Schlussfolgerung Für CT-Angiographien mit ausschließlich koronarer Indikation bedeutet dieses Ergebnis, dass die Positionierung der ROI für das Bolus-Tracking in der Aorta ascendens bzw. im linken Herzvorhof zu gleichwertigen Ergebnissen bezüglich der Bildqualität führen und somit die aktuell von vielen Untersuchern bevorzugte Positionierung der ROI in der Aorta ascendens weiterhin angewendet werden kann. Außerdem wurde in dieser Studie nachgewiesen, dass eine Positionierung der ROI im linken Herzvorhof zu einer besseren Beurteilbarkeit der Pulmonalarterien führt und deshalb bei der TRO-CTA angewendet werden sollte. Das Ergebnis zeigt aber auch, dass diese bei der TRO-CTA übliche Positionierung im linken Herzvorhof die Abbildung der Koronararterien nicht beeinträchtigt und der Einsatzbereich der TRO-CTA somit weiter ausgedehnt werden kann. / Background, aims and objectives The bolus tracking technique is widely used for choosing the optimal starting point of data acquisition in coronary computed tomography angiography (CCTA) scans. It utilizes repeated scans at a predefined position in order to determine the concentration of contrast media in a region of interest (ROI). The scan starts automatically when a trigger threshold is reached. The effect by different ROI positioning on image quality in CCTA has not been systematically evaluated yet. In CCTA, the ROI may be positioned in the left atrium (LV) or the ascending aorta (AA). In triple-rule-out-CTA (TRO-CTA), which allows for the evaluation of the pulmonary arteries and the thoracic aorta in addition to the coronary arteries, the ROI is mostly positioned in the left atrium. This choice of ROI positioning is empirical and its effect on the contrast filling of the pulmonary arteries has not been studied systematically. In the current study we evaluated the effect of ROI positioning on image quality of the coronary arteries (left main coronary artery: LM; right coronary artery: RCA) and the pulmonary arteries (right pulmonary artery: RPA; left pulmonary artery: LPA), respectively. Method In the current monocentric retrospective study all patients underwent CCTA by step-and-shoot mode to rule out coronary artery disease at intermediate risk. We compared two groups of patients with ROI in the left atrium or the ascending aorta. Each group contained 96 patients, so overall 192 patients were included (122 male, 70 female, age 21 to 87 years, 61 years on average). To select pairs of patients with similar characteristics, propensity score matching was used. Matching criteria were height, body weight, sex and heart rate. To evaluate the image quality, we used quantitative and qualitative scores. Signal-to-noise ratio (SNR), defined as the quotient of the mean signal intensity and the standard deviation of signal intensity, represented the quantitative score. For generating the qualitative score, overall image quality was assessed independently by two radiologists with ten and six years of experience with CCTA, respectively, using a five point Likert scale. This way, we compared the quality of the depiction of the coronary arteries on the one hand and of the pulmonary arteries on the other hand. For statistical evaluation the Wilcoxon test was used to compare the quantitative and qualitative scores of the two groups. Regarding the qualitative analysis, interrater agreement was evaluated using weighted Cohens kappa. Furthermore the radiation exposure was compared by viewing the dose-length products provided by the scanner and calculating the effective doses from these. Results In terms of the coronary arteries, there was no significant difference between both groups regarding quantitative (SNR AA 14.92 vs. 15.46; p = 0.619 | SNR LM 19.80 vs. 20.30; p = 0.661 | SNR RCA 24.34 vs. 24.30; p = 0.767) or qualitative scores (4.25 vs. 4.29; p = 0.672), respectively. In terms of the pulmonary arteries, we can see significant higher quantitative (SNR RPA 8.70 vs. 5.89; p < 0.001 | SNR LPA 9.06 vs. 6.25; p < 0.001) and qualitative scores (3.97 vs. 2.24; p < 0.001) for bolus tracking positioning in the left atrium than for bolus tracking positioning in the ascending aorta. The calculation of the interrater reliability showed substantial agreement for the analysis of the coronary arteries (κ = 0.654) and almost perfect agreement for the analysis of the pulmonary arteries (κ = 0.846). The radiation exposure was almost identical in both groups of patients (4.13 mSv vs. 4.13 mSv; p = 0.501). Conclusion Bolus tracking positioning in the left atrium or the ascending aorta causes equivalent image quality of the coronary arteries, so that the current mostly preferred position for the exclusively consideration of the coronary arteries in the ascending aorta can be maintained. Positioning in the left atrium causes a significant higher image quality of the pulmonary arteries, therefore it should be used for TRO-CTA. In addition, the study shows that this for TRO-CTA mostly used position in the left atrium does not adversely affect depiction of the coronary arteries, if compared to conventional bolus tracking positioning in the ascending aorta. This implies that despite the improved depiction of the pulmonary arteries and the aorta in TRO-CTA, the depiction of the coronary arteries is not restricted. Consequently these results are a further argument for an extension of the indication for TRO-CTA in place of conventional CCTA in patients with acute thoracic pain.