Ultrahochauflösende CT vs. konventionelle Angiographie zur Erkennung von koronarer Herzkrankheit

Primäres Ziel Das primäre Ziel dieser Studie ist es, vorläufige Daten zur Unterstützung der Hypothese zu generieren, dass die nicht-invasive UHR-CT der invasiven Koronarangiographie durch Herzkatheterisierung zur Identifizierung von Patienten mit hämodynamisch signifikanter KHK nicht unterlegen ist.

Sekundäre Ziele Zu den sekundären Zielen gehören das Testen der diagnostischen Genauigkeit von UHR-CT vs. Herzkatheterisierung auf einer gefäß- und segmentbasierten Analyse, der Vergleich der UHR-CT Fractional Flow Reserve (FFR) mit der konventionellen Angiographie und der Vergleich von unerwünschten Ereignissen und Strahlendosen zwischen den CT- und konventionelle Angiographiegruppen.

Patientenbasierte Hypothesen

1. Die diagnostische Genauigkeit der UHR-CT mit visueller Beurteilung der koronaren Herzkrankheit ist der invasiven, konventionellen Koronarangiographie zur Identifizierung von Patienten mit hämodynamisch signifikanter KHK, definiert durch einen FFR- oder QFR-Wert von, nicht unterlegen
2. Die diagnostische Genauigkeit der UHR-CT mit quantitativer Beurteilung der koronaren Herzkrankheit ist der invasiven, konventionellen Koronarangiographie zur Identifizierung von Patienten mit hämodynamisch signifikanter KHK, definiert durch einen FFR-Wert von, nicht unterlegen
3. Die diagnostische Genauigkeit der UHR-CT mit CT-FFR ist der invasiven, konventionellen Koronarangiographie zur Identifizierung von Patienten mit hämodynamisch signifikanter KHK, definiert durch einen FFR-Wert von, nicht unterlegen
4. Die UHR-CT-Koronarangiographie ist mit einer geringeren Strahlendosis verbunden als die konventionelle, invasive Koronarangiographie.
5. Die UHR-CT-Koronarangiographie ist mit geringeren Nebenwirkungen verbunden als die konventionelle, invasive Koronarangiographie.

Gefäßbasierte Hypothesen

1. Die diagnostische Genauigkeit der UHR-CT mit visueller Beurteilung der koronaren Herzkrankheit ist der invasiven, konventionellen Koronarangiographie zur Identifizierung von Gefäßen mit hämodynamisch signifikanter KHK, definiert durch einen FFR- oder QFR-Wert von, nicht unterlegen
2. Die diagnostische Genauigkeit der UHR-CT mit quantitativer Beurteilung der koronaren Herzkrankheit ist der invasiven, konventionellen Koronarangiographie zur Identifizierung von Gefäßen mit hämodynamisch signifikanter KHK, definiert durch einen FFR-Wert von, nicht unterlegen

3. Die diagnostische Genauigkeit der UHR-CT mit CT-FFR ist der invasiven, konventionellen Koronarangiographie zur Identifizierung von Gefäßen mit hämodynamisch signifikanter KHK, definiert durch einen FFR-Wert von, nicht unterlegen

   Segmentbasierte Hypothesen

4. Die diagnostische Genauigkeit der UHR-CT mit visueller Beurteilung der koronaren Herzkrankheit ist der invasiven, konventionellen Koronarangiographie zur Identifizierung arterieller Segmente mit hämodynamisch signifikanter KHK, definiert durch einen FFR-Wert von, nicht unterlegen
5. Die diagnostische Genauigkeit der UHR-CT mit quantitativer Beurteilung der koronaren Herzkrankheit ist der invasiven, konventionellen Koronarangiographie zur Identifizierung arterieller Abschnitte mit hämodynamisch signifikanter KHK, definiert durch einen FFR-Wert von, nicht unterlegen

3. Hintergrund Die Herzkatheteruntersuchung mit invasiver Koronarangiographie ist nach wie vor der Goldstandard zur Bestimmung des Vorhandenseins oder Fehlens einer signifikanten koronaren Lumenstenose, trotz ihrer begrenzten Genauigkeit im Vergleich zum Standard des intravaskulären Ultraschalls. Aufgrund der mit diesem invasiven Verfahren verbundenen Risiken (z. B. Schlaganfall, Myokardinfarkt, Tod oder Notwendigkeit eines chirurgischen Notfalleingriffs) mit einer Hauptkomplikationsrate von 1-2 %) und erheblichen Kosten, nicht-invasive Beurteilung der koronaren Herzkrankheit wäre bevorzugt. Fortschritte in der Multi-Detektor-Computertomographie-Angiographie (CTA) haben die nicht-invasive Bildgebung des Koronararterienlumens und der Wand möglich gemacht. Zahlreiche Studien haben seitdem eine gute Genauigkeit der CTA zur Identifizierung von Patienten mit obstruktiver koronarer Herzkrankheit gezeigt. Studien haben jedoch auch gezeigt, dass die diagnostische Genauigkeit der CTA bei Patienten mit schwerer Koronararterienverkalkung oder Stents nur mäßig ist, was eine große Einschränkung der Technologie darstellt. Diese Einschränkung ist auf eine angemessene räumliche Auflösung und damit verbundene Bildartefakte bei der Einstellung eines dämpfungsbasierten Bildrekonstruktionsalgorithmus zurückzuführen. In dieser Situation dominieren Strukturen mit hoher Dichte, wie z. B. Kalzium oder Metall, überproportional die Informationen, die von einem betroffenen Bildvoxel abgeleitet werden, was zu einer Überrepräsentation dieser Strukturen auf der Bildanzeige führt (Teilvolumeneffekt).

Kürzlich wurde ein ultrahochauflösender CT-Scanner auf den Markt gebracht, der sich als vielversprechend erwiesen hat, um die Einschränkungen der herkömmlichen CTA bei schweren Koronararterienverkalkungen oder Stents zu überwinden. Dieser ultrahochauflösende "Präzisions"-CT-Scanner (UHR-CT) enthält Detektorzeilen, die halb so breit sind wie derzeit verfügbare Systeme (0,25 mm gegenüber 0,5 mm), was zu einer etwa doppelt so hohen räumlichen Auflösung führt. Es ist wahrscheinlich, dass diese Verbesserung zu einer verbesserten diagnostischen Genauigkeit bei Hochrisikopatienten führen wird. Um diese Hypothese abschließend zu testen, ist eine größere, multizentrische Studie erforderlich. Ziel dieser Untersuchung ist es, die Machbarkeit einer solchen Studie zu prüfen und erste Daten zu der Hypothese zu generieren, dass die hochauflösende CTA dem aktuellen Standard der Herzkatheterisierung zur Erkennung signifikanter KHK bei Patienten mit Hochrisikomerkmalen nicht unterlegen ist.

4. Studienverfahren

a) Studiendesign Die Pilotstudie CORE (CORonaryEvaluation)-PRECISION ist eine prospektive monozentrische Studie zum Vergleich der diagnostischen Genauigkeit der UHR-CT mit der konventionellen, invasiven Koronarangiographie mittels Herzkatheter für das Vorliegen einer hämodynamisch signifikanten KHK bei 43 Patienten mit KHK. Für jeden Teilnehmer dauern die Screening-Bewertungsperioden weniger als 60 Tage, gefolgt von der Bildgebungsperiode (weniger als 60 Tage). Alle Patienten werden weitere 30 Tage nach der Herzkatheterisierung auf das Auftreten unerwünschter Ereignisse untersucht.

Screening-Bewertungszeitraum: Der Screening-Zeitraum beginnt, wenn ein Patient für eine klinisch indizierte Koronarangiographie eingeplant ist. Die Aufnahme- und Ausschlusskriterien des Protokolls werden für jeden potenziellen Teilnehmer überprüft. Wenn der Patient aufgrund der anfänglichen Bewertung für die Studie geeignet erscheint, wird eine Einverständniserklärung eingeholt. Ausgangsinformationen und Anamnese werden erhoben. Blut wird zum Zeitpunkt der CTA (während der Platzierung einer intravenösen Kanüle [IV]) für Labortests des Cholesterinprofils und der Serumbiomarker entnommen. Es werden keine Gentests durchgeführt.

Das klinisch indizierte Koronarangiogramm wird nicht verzögert, um das Forschungsprotokoll abzuschließen. Wenn der CTA-Scan nicht vor der klinisch indizierten Koronarangiographie geplant werden kann, wird der Patient nicht in die Studie aufgenommen. Eingewilligte Patienten werden weiterhin für die Teilnahme an der Studie während des Bildgebungszeitraums bewertet.

Bildgebungszeitraum Der Bildgebungszeitraum besteht aus zwei Tests: 1) ultrahochauflösende CT (UHR-CT)-Angiographie; 2) konventionelle Koronarangiographie (CTA). Alle eingeschriebenen Patienten, die für eine klinisch indizierte Katheterisierung überwiesen werden, erhalten zunächst ein UHR-CT-Angiogramm.

UHR-CT-Bildgebung Den Patienten wird ein 18-20 Gauge intravenöser Zugang gelegt, vorzugsweise in eine antekubitale Vene zur Kontrastmittelverabreichung. Der Patient wird vor dem UHR-CT-Scannen intravenös mit physiologischer Kochsalzlösung (250–500 ml) hydratisiert. Der Patient wird in Rückenlage auf dem Scannertisch liegen und an einen 12-Kanal-Elektrokardiographiemonitor und ein automatisches Blutdruckmessgerät angeschlossen. Das Basis-Elektrokardiogramm (EKG), die Herzfrequenz und der Blutdruck werden aufgezeichnet und von einem der Studienprüfer überprüft. Aufgrund von resultierenden Artefakten aus präkordialen Ableitungen werden die 12 EKG-Ableitungen und Elektroden entfernt und die Rhythmusüberwachung wird unter Verwendung des 3-Ableitungssystems fortgesetzt, das während des Scannens an das Überwachungssystem des Scanners angeschlossen ist. Die Patienten können orales Metoprolol und/oder orales Ivabradin 1-2 Stunden vor der CT gemäß einem vom Krankenhaus genehmigten Herzfrequenzkontrollalgorithmus erhalten. Insbesondere wenn die Herzfrequenz (HR) > 70 Schläge pro Minute beträgt, werden 50 mg orales Metoprolol zusammen mit 15 mg oralem Ivabradin verabreicht. Wenn die Herzfrequenz > 65, aber weniger als 70 Schläge pro Minute beträgt, werden 25 mg orales Metoprolol zusammen mit 15 mg oralem Ivabradin verabreicht. Wenn die Herzfrequenz > 60 Schläge pro Minute, aber weniger als 65 Schläge beträgt, werden nur 15 mg Ivabradin gegeben. Bleibt die Herzfrequenz 60 Minuten nach der ersten Gabe von Metoprolol und Ivabradin bei > 60 Schlägen pro Minute, wird eine zweite Dosis von 25-50 mg Metoprolol oral verabreicht. Scout-Bilder zur Bestimmung des Scanbereichs werden in der anterior-posterioren und seitlichen Ansicht erhalten. Patienten mit einem systolischen Blutdruck von ≥ 110 erhalten sublingual 0,8 mg Nitroglycerin zur Vasodilatation. Das Protokoll für den angemessenen Kalzium-Score-Scan wird für jeden Teilnehmer vor Beginn des Kalzium-Score-Scans auf dem Scanner bestätigt. Die Patienten werden dann gebeten, den Atem des Patienten anzuhalten (ca. 10-15 Sekunden), und es wird eine CT-Bildgebung ohne Kontrastmittel durchgeführt, die direkt kranial der Koronarostien beginnt und sich direkt kaudal bis zur Herzspitze erstreckt, um ein Koronarkalzium zu erhalten Punktzahl. Um die Strahlenbelastung zu begrenzen, wird ein koronarer Calcium-Score nur für Patienten erstellt, die zuvor noch keinen Stent erhalten haben, da das Vorhandensein von Stents die Genauigkeit des Calcium-Scores beeinflusst. Anschließend wird ein CT-Angiogramm durchgeführt, um die Herzkranzgefäße mit Jodkontrast zu beurteilen.

UHR-CT-Protokoll für die Koronarangiographie

1. Wenn keine vorherigen Stents vorhanden sind, wird ein koronarer Kalziumscan nach folgendem Protokoll durchgeführt:

   • Kein Kontrast.
   • CT-Bildgebung: Röhrenspannung = 120 Kilovolt (kV), Röhrenstrom = 140 Milliampere (mA), Gantry-Rotationsgeschwindigkeit = 0,275 Sekunden, Schnittdicke = 0,25 mm, Reihen = 100, Bereich = 40 mm. Geschätzte Strahlendosis = 1,0–2,5 Millisievert (mSv).
2. Bildgebung der Koronararterien Die Bildgebung der Koronararterien wird während einer intravenösen Infusion von iodiertem Kontrastmittel Iohexol (Omnipaque-350) mit 4–6 ml/s für ein Gesamtvolumen von 60–100 ml durchgeführt. Die automatisierte Bolusverfolgungsfunktion wird verwendet, um die Ankunft des Kontrastmittelbolus zu beurteilen und die Bildqualität zu optimieren. Die Bolusverfolgung ergibt ungefähr 0,7–1,2 mSv Strahlendosis für den Patienten (gewichtsabhängig).

Die Bilder werden prospektiv mit EKG-Gating getriggert, wodurch die Strahlenbelastung des Patienten im Vergleich zum retrospektiven Gating reduziert wird. Der geschätzte Bereich der Strahlendosis für die CT-Koronarangiographie beträgt 3,2–8,0 mSv abhängig von Größe und Gewicht des Patienten.

Die geschätzte Gesamtstrahlendosis, einschließlich Calcium-Scoring, Bolus-Tracking und CT-Koronarangiographie, wird daher zwischen 4,9 und 11,7 mSv liegen. Zum Vergleich: Ein standardmäßiger nuklearer Belastungstest führt typischerweise zu einer Strahlendosis von 10–12 mSv für den Patienten. Die diagnostische Herzkatheterisierung für die konventionelle Koronarangiographie beträgt typischerweise durchschnittlich 12 mSv Strahlendosis.

CT-Rohdaten und rekonstruierte Daten werden vom Standort für mindestens 2 Jahre nach Abschluss der Studie gespeichert. Innerhalb von 3 Wochen nach dem CTA wird der CTA von einem lokal qualifizierten, institutionell zugelassenen Radiologen auf nicht kardiale Befunde überprüft und gemeldet. Der Prüfarzt wird diese Befunde rechtzeitig dem klinischen Arzt des Patienten und dem Patienten mitteilen, vorzugsweise vor oder während der 30-tägigen Nachsorge.

Nach der CTA sollte vor der Katheterisierung ein Serumkreatinin bestimmt werden (gemäß lokalem Standard oder vorzugsweise > 3 Tage nach der CTA).

Konventionelle Koronarangiographie Die Patienten werden innerhalb von 60 Tagen nach der CT-Bildgebung einer klinisch indizierten Herzkatheterisierung/Koronarangiographie unterzogen, mit dem empfohlenen Ziel, alle Bildgebungen innerhalb von 30 Tagen abzuschließen. Zwischen CT-Bildgebung und konventioneller Koronarangiographie wird ein Zeitfenster von ≥ 48 Stunden empfohlen, um das kumulative Risiko einer Kontrastmittelbelastung durch diese beiden Tests zu minimieren. Koronarangiographie-Richtlinien zur Erzielung optimaler Winkel und Vergleichsbilder werden durchgesetzt. Für alle Studien wird eine Isozentrumskalibrierung durchgeführt, um eine Bewertung der quantitativen Flussreserve (QFR) zu ermöglichen. Vor der ersten Abbildung des linken Koronararteriensystems und der rechten Koronararterie wird intrakoronares Nitroglycerin verabreicht (150–200 mcg). Dies dient dazu, den vasomotorischen Zustand der Koronararterie zu standardisieren und jedes Potential für katheterinduzierte Veränderungen (d. h. katheterinduzierte Spasmen) zu eliminieren.

Die Bewertung der fraktionierten Flussreserve (FFR) wird nach klinischer Indikation durchgeführt, jedoch nicht ausschließlich zu Forschungszwecken. Koronarangiographiebilder werden im universellen DICOM-Format gespeichert und an das Angiographie-Kernlabor zur quantitativen Koronarangiographie-Analyse weitergeleitet. Die quantitative Koronaranalyse (QCA) wird unter Verwendung einer standardisierten, validierten Analysesoftware von Pie Medical Systems durchgeführt. QFR wird mit einer speziellen Software (QFR, Medis Medical Imaging Systems) durchgeführt.

Nach der Katheterisierung sollte ein Serumkreatinin gemäß lokalem Standard oder vorzugsweise innerhalb von 48–72 Stunden nach der invasiven Koronarangiographie erhalten werden. Primäres Ziel Das primäre Ziel dieser Studie ist es, vorläufige Daten zur Unterstützung der Hypothese zu generieren, dass die nicht-invasive UHR-CT der invasiven Koronarangiographie durch Herzkatheterisierung zur Identifizierung von Patienten mit hämodynamisch signifikanter KHK nicht unterlegen ist.

Sekundäre Ziele Zu den sekundären Zielen gehören das Testen der diagnostischen Genauigkeit von UHR-CT vs. Herzkatheterisierung auf einer gefäß- und segmentbasierten Analyse, der Vergleich der UHR-CT Fractional Flow Reserve (FFR) mit der konventionellen Angiographie und der Vergleich von unerwünschten Ereignissen und Strahlendosen zwischen den CT- und konventionelle Angiographiegruppen.