PET-CT bei koronarer Mikroangiopathie: Mikrovaskuläre Dysfunktion präzise diagnostizieren
Brustschmerzen – besonders, wenn sie belastungsabhängig auftreten – werden oft als Warnzeichen für eine koronare Herzerkrankung (KHK) angesehen. Zeigt sich die Koronarangiographie unauffällig, muss dies nicht zwingend bedeuten, dass mit dem Herzen alles in Ordnung ist. Die Beschwerden können auch auf eine koronare Mikroangiopathie (Coronary Microvascular Dysfunction, CMD) – eine mikrovaskuläre Dysfunktion, die insbesondere die kleinen myokardialen Gefäße betrifft – zurückgehen, die mit der direkten angiographischen Darstellung nicht abgebildet werden kann.
Mit der PET-CT als funktionellem Bildgebungsverfahren ist eine objektive Beurteilung der Herzmuskeldurchblutung (Myokardperfusion) möglich, die auch quantitative Hinweise auf mikrovaskuläre Störungen liefert. Als Methode ist dieses Herangehen besonders für Frauen, Diabetiker sowie Patienten mit INOCA (Ischemia with Non-Obstructive Coronary Arteries) oder MINOCA (Myocardial Infarction with Non-Obstructive Coronary Arteries) relevant.
Was ist eine mikrovaskuläre Dysfunktion?
Wichtige Fakten auf einen Blick:
- Durch verschiedene Faktoren können nicht nur große, sondern auch kleine Myokardgefäße geschädigt werden.
- Neben Frauen nach den Wechseljahren können auch Diabetiker betroffen sein.
- Die CMD wirkt wie eine KHK, zeigt aber keine Stenose der Gefäße.
Eine koronare Mikroangiopathie liegt dann vor, wenn es zu einer Funktionsstörung der kleinen myokardialen Gefäße (Durchmesser weniger als 500 Mikrometer) kommt. Diese übernehmen bei der Regulation der Myokarddurchblutung eine zentrale Rolle, entziehen sich aber der Darstellung und Befundung durch eine konventionelle Koronarangiographie.
Im Rahmen der Diagnostik lassen sich die strukturelle und funktionelle CMD unterscheiden. Bei der strukturellen Variante handelt es sich um eine Form, die auf anatomische Veränderungen zurückgeht, zu denen Verdickungen der Gefäßwand, Fibrosen und Veränderungen der Kapillardichte gehören. In der funktionellen Variante sind unter anderem eine gestörte Vasomotorik (Gefäßbeweglichkeit) und endotheliale Dysfunktion (das Endothel ist die Auskleidung der Blutgefäße) für die Erkrankung relevant.
Risikogruppen der koronaren Mikroangiopathie
In Bezug auf die Entstehung pathologischer Veränderungen in den Blutgefäßen lassen sich in der klinischen Praxis einige Risikogruppen definieren, bei denen es häufiger zu einer mikrovaskulären Dysfunktion kommt.
- Untersuchungen lassen erkennen, dass die CMD bei Frauen häufiger in Erscheinung tritt. Das Risiko trifft dabei mit einem Abfallen des Östrogenspiegels zusammen, weshalb es im Zuge der Menopause oder bei hormonellen Behandlungen häufiger zu den Dysfunktionen kommt [1].
- Diabetes wird zwar als Stoffwechselerkrankung verstanden, wirkt sich aber auf verschiedenen Ebenen des Körpers aus. Unter anderem kommt es in den Gefäßen zu Reaktionen zwischen dem Blutzucker und Gefäßproteinen, es entstehen Advanced Glycation End Products (AGEs). Zudem kommt es zu oxidativem Stress, was in Kombination mit den AGEs zu Endothelschäden der Mikrogefäße führt.
- Arterielle Hypertonie wirkt sich ebenfalls auf die kleinen Blutgefäße aus. Durch den anhaltenden Drucküberschuss beginnen Anpassungsprozesse (mikrozirkulatorisches Remodeling). Diese umfassen unter anderem eine Verdickung der Gefäßwand (Mediahypertrophie), eine Verengung des Gefäßlumens und eine Verringerung der Dehnungsfähigkeit (Vasodilatationsfähigkeit).
Die Entwicklung der CMD kann außerdem durch chronische Entzündungsprozesse, das metabolische Syndrom und systemische Autoimmunerkrankungen begünstigt werden. Aber auch Betroffene ohne klassische Risikofaktoren können die typischen, persistierenden Brustschmerzen einer Angina pectoris aufweisen, was aufgrund der mikrovaskulären Dysfunktion entsteht [2].
Das klinische Bild der CMD
Das Bild einer CMD entspricht auf den ersten Blick dem der KHK. Bei Betroffenen zeigen sich belastungsabhängige Brustschmerzen (Angina pectoris). Allerdings zeigt sich in den klassischen bildgebenden Verfahren der Kardio-MRT und der CT-Koronarangiographie keine in der äußeren Schicht des Herzens liegende (epikardiale) Stenose.
Patienten berichten in der Anamnese auch über atypische Beschwerden, wozu ausgedehnte Brustschmerzen, das Auftreten von Dyspnoe (Atemnot) oder eine reduzierte Belastbarkeit gehören. Die Symptome treten mitunter auch in Ruhe auf und sprechen oft auf die antianginösen Therapien (zur Verbesserung des Verhältnisses aus Sauerstoffbedarf und Verfügbarkeit) unzureichend an. Kommt es aufgrund des ungewöhnlichen Beschwerdebildes nicht zu einer adäquaten Therapie, sind wiederholte ärztliche Konsultationen in der Herzmedizin (Kardiologie) die Folge.
Diagnostische Herausforderungen bei INOCA und MINOCA
INOCA und MINOCA sind für die kardiale Diagnostik eine Herausforderung, da die klassischen Verfahren wie das Ruhe-EKG, eine Echokardiographie und Koronarangiographie zwar Erkrankungen wie eine KHK oder Kardiomyopathien aufdecken können, bei den mikrovaskulären Dysfunktionen aber an diagnostische Grenzen stoßen.
In den Untersuchungen sind die Befunde oft unauffällig. Im EKG sind gegebenenfalls noch unspezifische Veränderungen der ST-Strecken erkennbar, die allerdings keine klare Differenzierung der Ursache erlauben. Sowohl die Echokardiographie als auch die Angiographie eignen sich gut für die Untersuchung der großen epikardialen Gefäße, versagen aber bei der CMD.
Aber: Die Diagnosestellung und Einleitung einer Therapie sind prognostisch von Bedeutung, da eine nicht diagnostizierte CMD das Risiko für Herzinsuffizienz, kardiale Ereignisse (etwa ein Herzinfarkt) und Herzrhythmusstörungen erhöhen kann. Untersuchungen haben gezeigt, dass bei Patienten mit reduzierter Koronarreserve eine signifikant schlechtere Langzeitprognose gestellt wird [3].
Die Rolle der PET-CT in der Diagnostik der koronaren Mikroangiopathie
Wichtige Fakten auf einen Blick:
- In der PET-CT verbinden sich funktionelle und strukturelle Bildgebung miteinander.
- Mittels bestimmter Radiotracer können Durchblutungsmuster abgebildet werden.
- Mit der PET-CT lassen sich Überlagerungen aus CMD und kardiovaskulären Stenosen erkennen.
Zur Einschätzung der CMD wird die PET-CT im Rahmen einer quantitativen Bestimmung der Durchblutung des Herzmuskels (Myokardperfusionsmessung) angewendet. Der Vorteil liegt darin, dass an dieser Stelle eine Bestimmung absoluter Perfusionswerte möglich ist und sich die funktionalen Informationen mit den strukturellen Informationen der Computertomographie (CT) kombinieren lassen.
Nach der Injektion eines radioaktiven Tracers (in der Kardiologie werden an dieser Stelle unter anderem Rubidium-82 oder Stickstoff-13 verwendet) wird die Durchblutung in Ruhe und in einer (oft medikamentös ausgelösten) Stresssituation gemessen. Daraus ergibt sich der myokardiale Blutfluss (MBF, beschreibt die absolute Durchblutung des Herzmuskels) in Ruhe und unter Belastung. Die koronare Flussreserve (CFR) errechnet sich aus dem Quotienten von Stress- zu Ruheperfusion und reflektiert die maximale Vasodilatationskapazität (Fähigkeit der Blutgefäße, sich zu erweitern).
Eine CFR unter 2,0 gilt als pathologisch auffällig und weist auf (mikrovaskuläre oder epikardiale) Perfusionseinschränkungen hin. Deutlich niedrigere Werte (zum Beispiel <1,5) sind mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko assoziiert. Tritt eine globale CFR-Verringerung bei Fehlen einer regionalen Durchblutungsstörung (Stenose) auf, ist dies ein Hinweis auf eine diffuse mikrovaskuläre Dysfunktion.
Welche Pathologien lassen sich auf Basis der PET-CT unterscheiden
Strukturelle mikrovaskuläre Veränderungen entstehen durch Remodeling oder Fibrosen und Hypertrophie (Gewebeveränderungen), die sich in der PET-Perfusionsbildgebung durch eine global reduzierte CFR – bei erhaltener oder leicht reduzierter Ruhedurchblutung – ausdrücken. In der Stressperfusion werden nicht die physiologischen Werte gesunder Probanden erreicht. Für einen Kardiologen weist diese Befundkonstellation auf irreversible strukturelle Gefäßveränderungen hin, die therapeutisch schwerer zu beeinflussen sind als funktionelle Störungen.
Ist in der PET eine reduzierte Flussreserve bei einer potenziell normalen Ruheperfusion erkennbar, kann eine funktionelle mikrovaskuläre Dysfunktion vorliegen. Diese basiert unter anderem auf einer gestörten Vasomotorik, deren Auslöser:
- inflammatorische Prozesse (Entzündungen),
- oxidativer Stress und
- Endotheldysfunktion
sein können. Hervorzuheben ist an dieser Stelle, dass die Restriktion der Vasodilatation keine strukturelle Gefäßschädigung nach sich zieht und diese Form besser auf eine medikamentöse Intervention anspricht.
Zusätzlich ermöglicht die PET-CT eine differenzierte Beurteilung der Perfusionsstörungen und deren Bewertung hinsichtlich der Frage nach einer Stenose in den größeren Blutgefäßen oder einer CMD. Die Stenosen verursachen normalerweise einen regional begrenzten Perfusionsdefekt, der im Versorgungsgebiet des betroffenen Gefäßes sichtbar wird. Für die mikrovaskuläre Dysfunktion lässt sich in dem Bild des diffusen Perfusionsdefizits keine Zuordnung für einzelne Segmente des Herzmuskels treffen.
Daneben hat die PET-CT einen differenzialdiagnostischen Wert – zum Beispiel im Hinblick auf die Abgrenzung einer MINOCA (für die mikrovaskuläre Spasmen oder Mikroembolisation ursächlich sein können) von anderen Herzerkrankungen, zu denen die Myokarditis gehört.
Die Therapie bei CMD nach einer PET-CT
Wichtige Fakten auf einen Blick:
- Die Behandlung setzt auf eine Auflösung der Dysbalance zwischen Sauerstoffangebot und Bedarf.
- Der Fokus liegt dabei auf einer medikamentösen Therapie.
- Für die Prognose ist die Regulierung von Lebensstil-bedingten Risikofaktoren von Bedeutung.
Nach einer durch die PET-CT-gestützten Diagnose der koronaren Mikroangiopathie kann eine gezielte Therapie eingeleitet werden. Dabei richtet sich die Behandlungsstrategie nach dem Schweregrad der CFR-Reduktion, der klinischen Symptomatik und begleitenden kardiovaskulären Risikofaktoren.
Im Rahmen der medikamentösen Basistherapie wird auf Beta-Blocker gesetzt. Deren Aufgabe ist die Reduzierung der Herzfrequenz und die Verlängerung der diastolischen Füllungsphase. Das Ziel ist dabei die Verbesserung der Perfusion in den Schichten des Herzmuskels.
ACE-Hemmer oder Angiotensin-Rezeptor-Blocker wirken schützend auf das Endothel und verbessern die mikrovaskuläre Funktion durch die Reduktion des oxidativen Stresses. Einen ebenfalls positiven Effekt auf die Auskleidung der Blutgefäße haben unter anderem Statine. Zudem sind Kalziumantagonisten vom Non-Dihydropyridin-Typ in der Lage, die mikrovaskuläre Vasomotorik zu beeinflussen, was sich günstig auf vasospastische Komponenten der CMD auswirkt.
Ein weiterer Ansatz ist die Veränderung von Lebensstil-bedingten Risikofaktoren, zu denen:
- die Gewichtsreduktion bei Adipositas,
- strukturierte Bewegungstherapien,
- die Umstellung der Ernährung,
- der Abbau von Stressfaktoren und
- der Verzicht auf das Rauchen
gehören. Zusätzlich sind beim Vorliegen entsprechender Erkrankungen ein Diabetes mellitus, arterieller Hypertonie und Fettstoffwechselstörungen adäquat zu behandeln und zu überwachen, um die mikrovaskuläre Funktion zu verbessern.
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Fazit: Die PET-CT liefert entscheidende Hinweise zur Diagnostizierung einer koronaren Mikroangiopathie
Brustschmerzen unter Belastung oder eine Dyspnoe deuten auf Erkrankungen des Herzens hin. Bei einem Teil der Betroffenen, die kardiologisch mit einem Herzultraschall untersucht werden, zeigen sich aber keine klassischen Durchblutungsstörungen der großen Blutgefäße. Anhaltende Beschwerden können ein Hinweis auf mikrovaskuläre Dysfunktionen sein. Perfusionsuntersuchungen mittels PET-CT sind der Goldstandard zur nichtinvasiven Bestimmung des Blutflusses im Myokard und können über die Flussreserve und Darstellung diffuser Durchblutungsstörungen wichtige Hinweise zur Diagnostizierung der CMD liefern.
FAQ zur PET-CT bei koronarer Mikroangiopathie: Die wichtigsten Fragen und Antworten
Wie hoch ist die Strahlung bei der PET-CT in der CMD-Diagnostik?
Die effektive Strahlendosis wird durch die verwendeten Tracer und die Art der CT-Untersuchung beeinflusst. 13N-Ammoniak liegt hinsichtlich der Strahlendosis niedriger als der Rubidium-Tracer. Wird die CT im Low-Dose-Verfahren durchgeführt, erreicht die Untersuchung insgesamt einstellige mSv-Werte.
Wie häufig tritt die koronare Mikroangiopathie auf?
Wie oft eine CMD auftritt, ist grundsätzlich schwer zu sagen. Der Grund dafür liegt in den Herausforderungen der Diagnostik, weshalb die Dunkelziffer bei der koronaren Mikroangiopathie hoch ist. Bei einer Angina pectoris besteht immer die Möglichkeit, dass eine CMD ursächlich für die Beschwerden ist.
Kann eine CMD zu schweren Komplikationen führen?
Aufgrund einer koronaren Mikroangiopathie bestehen durchaus ernstzunehmende Risiken für schwerwiegende Folgeerkrankungen. Aus der Perfusionsrestriktion kann eine Myokardischämie oder Herzinsuffizienz entstehen. Zudem erhöht sich das Risiko für Myokardnekrosen und Herzinfarkte.
[1] Nogami K, Kanaji Y, Toya T, Sara JDS, Raphael CE, Gulati R, Prasad A, Kakuta T, Lerman LO, Lerman A. Chest pain patterns and coronary microvascular function in non-obstructive coronary artery disease. EuroIntervention. 2025 Sep 1;21(17):e995-e1004. doi: 10.4244/EIJ-D-25-00277. PMID: 40887985; PMCID: PMC12396525.
[2] Cannon RO 3rd. Microvascular angina and the continuing dilemma of chest pain with normal coronary angiograms. J Am Coll Cardiol. 2009 Sep 1;54(10):877-85. doi: 10.1016/j.jacc.2009.03.080. PMID: 19712795; PMCID: PMC3299059.
[3] Taqueti VR, Hachamovitch R, Murthy VL, Naya M, Foster CR, Hainer J, Dorbala S, Blankstein R, Di Carli MF. Global coronary flow reserve is associated with adverse cardiovascular events independently of luminal angiographic severity and modifies the effect of early revascularization. Circulation. 2015 Jan 6;131(1):19-27. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.114.011939. Epub 2014 Nov 16. PMID: 25400060; PMCID: PMC4286486.
