Reiner Weise

Improvement of coronary vasodilatation capacity through single LDL apheresis

A concomitant phenomenon of hypercholesterolemia is reduced coronary vasodilatation capacity due to disturbed endothelial function. Endothelial function can be partially or completely normalized by reducing cholesterol levels through drug therapy, but it is still unclear how rapidly this desired effect is achieved. An interval of between weeks and months has been presumed. LDL apheresis (LDL-A) is capable of achieving a high-degree LDL cholesterol reduction within hours. With positron emission tomography (PET), carried out immediately before and after LDL-A, changes in coronary reserve due to this abrupt LDL cholesterol reduction could be measured both quantitatively and non-invasively. In nine patients (six women, three men) with documented coronary artery disease and hypercholesterolemia, PET was carried out immediately before and 18-20 h after LDL-A. A reduction in LDL cholesterol (from 194 +/- 38 to 81 +/- 20 mg/dl), facilitated significant improvement in myocardial blood flow (MBF) (173 +/- 63 versus 226 +/- 79 ml/min per 100 g) after pharmacologic recruitment of coronary flow capacity (dipyridamole stress), coronary flow reserve (CFR) (1.91 +/- 0.68 versus 2.48 +/- 0.68) and minimum coronary resistance (MCR) (0.61 +/- 0.18 versus 0.43 +/- 0.16 mmHg/100 g per min per ml) within 24 h. Plasma viscosity was reduced slightly, by 6.6%. Probably for the first time, a 30% improvement in coronary vasodilatation capacity could be demonstrated quantitatively and non-invasively by PET after a single LDL-A within 24 h.

Verbesserung der koronaren Vasodilatationskapazität durch medikamentöse Lipidsenkung bei Patienten im Frühstadium der koronaren Atherosklerose mit eingeschränkter Koronarreserve und mäßiggradiger LDL-Hypercholesterinämie

Das Frühstadium der koronaren Atherosklerose ist durch eine überwiegend funktionelle Einschränkung der integrativen koronaren Vasodilatationskapazität unter dem Einfluß von Risikofaktoren gekennzeichnet. Zur Überprüfung der potentiellen Reversibilität einer LDL-Cholesterin-assoziierten Reduktion der Koronarreserve wurden 18 konsekutive Patienten mit im Mittel nur mäßiggradiger LDL-Erhöhung (168±33 mg/dl), Angina pectoris sowie eingeschränkter Koronarflußreserve (2,2±0,6) und erhöhtem minimalen Koronarwiderstand (0,49±0,09 mmHg×min×100 g/ml) vor und nach 6-monatiger Lipidsenkung (Simvastatin) erstmals mit dynamischer, quantitativer Positronenemissionstomographie (PET) nichtinvasiv untersucht. Die Ausgangsbefundkonstellation wurde unter Einbeziehung der Koronarangiographie (insgesamt unauffällig bei 9, geringfügig verändert mit Wandunregelmäßigkeiten und/oder Gefäßkaliberreduktionen ≤30% bei 9 Patienten) als ein Frühstadium koronarer Atherosklerose gewertet. Die regionale und gemittelte globale Myokardperfusion wurde mit N-13 Ammoniak vor und nach pharmakologischer Vasodilatation mit Dipyridamol (D) in der Standarddosierung von 0,56 mg/kg unter Einsatz eines 3-Kompartment-Modells gemessen. Folgende Parameter der koronaren Vasodilatationskapazität wurden bestimmt: 1. Minimaler Koronarwiderstand (arterieller Mitteldruck/Dipyridamolfluß). 2. Dipyridamol-induzierbare Koronardurchblutung (MBFD). 3. Instantane Koronarflußrelation (KFR=Dipyridamolfluß/Basalfluß). Patientenkollektiv: 13 Männer, 5 Frauen; mittleres Alter: 56±8 Jahre. Mittlerer Basalfluß vor Lipidsenkung: 90±22 ml/min×100 g; nach Therapie, 93±18 ml/min×100 g (n.s.). Nach 6 Monaten fiel der minimale Koronarwiderstand signifikant auf 0,38±0,08 Einheiten (p<0,01). Die Myokarddurchblutung unter Dipyridamol stieg von 186±37 auf 232±43 ml/min×100 g (p<0,01) und die instantane KFR stieg auf 2,6±0,7 (p=0,06). Das LDL-Cholesterin sank im Mittel auf 97±26 mg/dl (p<0,001). 60% der Patienten waren nach 6-monatiger Lipidsenkung kardial asymptomatisch und insgesamt über 75% klinisch gebessert. Schlußfolgerung: Eine effiziente medikamentöse Lipidsenkung dürfte einen kausaltherapeutisch ausgerichteten Ansatz zur Gefäßprotektion bereits in sehr frühen Stadien koronarer Atherosklerose mit additiver antiischämischer und antianginöser Wirkung darstellen. Background: An abnormal coronary flow reserve represents an early marker of impaired blood flow regulation in the natural history of coronary atherosclerosis under the impact of risk factors such as hypercholesterolemia. Our clinical investigation was aimed at assessing noninvasively the integrative coronary flow response to dipyridamole stress in 18 consecutive patients with microvascular angina, only moderately elevated LDL-cholesterol levels (168±33 mg/dl), and reduced vasodilator capacity despite normal (n=9) or slightly abnormal (n=9) coronary arteriograms (minimal disease with luminal irregularities and/or diameter reduction ≤30%) before and after 6-month lipid-lowering therapy (simvastatin). Methods: Regional and averaged myocardial blood flow were measured at rest and after dipyridamole induced vasodilation (0.56 mg/kg) using dynamic positron emission tomography (PET) and N-13 ammonia as flow tracer related to a 3-compartment kinetic model. Baseline data (mean±SD): 13 males, 5 females; mean age: 56±8 years; basal coronary flow: 90±22 ml/min×100 g; after lipid intervention: 93±18 ml/min×100 g (n.s.). Total cholesterol decreased to 170±36 mg/dl (p<0.001); mean LDL level: 97±26 mg/dl (p<0.001). Coronary dilator capacity increased, assessed in terms of minimal coronary resistance: 0.38±0.08 vs 0.49±0.09 units at baseline (p<0.01), myocardial blood flow under dipyridamole: 232±43 vs 186±37 ml/min×100 g at baseline (p<0.01), and instantaneous flow ratio: 2.6±0.7 vs 2.2±0.6 (p=0.06). Concomitantly, a considerable regression of angina was noticed in the majority of patients. Conclusions: An improvement of the non-invasively determined integrative dipyridamole induced coronary vasodilator capacity may be achieved after 6 months by intensive lipid lowering at a very early stage of coronary atherosclerosis. Consequently, aggressive cholesterol-lowering therapy represents an antiischemic and antianginal approach suggesting, at least in part, functional reversal and probably prevention of further disease progression.

The effect of beta blocker withdrawal on myocardial SPECT modeled from adenosine 13N-ammonia PET

AIM The effect of beta blockers (BB) on myocardial imaging has been studied in several SPECT and PET studies with divergent results concerning perfusion and impact on diagnostic accuracy. The present study evaluated the effect of BB withdrawal on virtual SPECT studies modeled from quantitative PET perfusion scans. PATIENTS, METHODS Data from 20 CAD patients scheduled for adenosine 13N-ammonia imaging with and without BB were considered. Modeling the uptake characteristics of 99mTc-MIBI, all parametric stress PET polarmaps were transferred to virtual 20-segment SPECT polarmaps. The SPECT studies were categorized with a 5-point score and read to assess the effect of the BB withdrawal on scan result and interpretation. RESULTS The SPECT analysis revealed a mean score of 6.0 ± 4.7 with, and of 5.9 ± 4.5 without BB (p = 0.84). In 260 (74.9%) segments the scores were equal in both conditions. Without BB a downstaging was recorded in 44 segments (12.7%), an upstaging in 43 segments (12.4%). An essentially different interpretation (shift from medical therapy recommendation to angiography) was recorded in one patient. In six cases the interpretation differed mildly. CONCLUSION In the majority of patients studied, scan results and interpretation remain unchanged after discontinuation of the BB. Nevertheless, the segmental scan results are not uniformly affected. The recommendation to stop BBs prior to stress testing in order to ensure the highest MBF remains advisable. If temporary BB withdrawal is unfeasible due to contraindications, a tight clinical schedule, or because a patient forgot to withhold the BB, it is appropriate to perform adenosine stress testing according to the results of this study.

Ein dynamisches Herzphantom für die Qualitätskontrolle in der nuklearkardiologischen Funktionsdiagnostik

Zusammenfassung Ein dynamisches Herzphantom fur die Qualitatskontrolle tomographischer Systeme, wie sie in der nuklearkardiologischen Funktionsdiagnostik zum Einsatz kommen, wurde als Prufkorper entwickelt, aufgebaut und erprobt. Anatomisch wird mit dem Phantom der linke Ventrikel des Herzens nachgebildet. Das dynamische Herzphantom kann uber das Fullvolumen, den zeitlichen Verlauf des Fullvorganges und die Frequenz, mit der das Fullen des Ventrikels vorgenommen wird, variabel angesteuert werden. Mit diesen Stellgrosen konnen Wandbewegung, Wanddickenzunahme, linksventrikulare Auswurffraktion und Schlagvolumen des linken Ventrikels leicht simuliert werden.