Nuklearmedizin 1981; 20(03): 116-123
DOI: 10.1055/s-0037-1620727
Originalarbeiten – Original Articles
Schattauer GmbH

Real-Time Scintillation Probe Measurement of Left Ventricular Function

Echtzeit-Messung der Funktion des linken Ventrikels mit einem Szintiliationszähler
M. V. Green
1  From the National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, U.S.A.
,
H.G. Ostrow
1  From the National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, U.S.A.
,
S.L. Bacharach
1  From the National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, U.S.A.
,
S.I. Allen
1  From the National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, U.S.A.
,
R.O. Bonow
1  From the National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, U.S.A.
,
G.S. Johnston
1  From the National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, U.S.A.
› Author Affiliations
Further Information

Publication History

Received: 21 September 1980

Publication Date:
10 January 2018 (online)

Scintigraphic imaging procedures are now available that routinely permit visualization and quantitation of cardiac function. Image formation, while the most powerful form of data acquisition, carries with it a penalty of reduced detection sensitivity. As a consequence, there is a lower limit to the duration of physiologic phenomena that can be studied with present imaging methods.

A number of medically interesting situations can be identified, however, in which the knowledge of regional function provided by imaging studies is not of primary importance. Instead, changes in global left ventricular function subsequent to various interventions might be of interest. In such cases, the temporal constraints of imaging procedures can, in large measure, be overcome by using non-imaging detectors or “probes”. Probes can be constructed with detection efficiencies for left ventricular radioactivity that are at least on order of magnitude greater than for imaging devices. Such devices would be expected to yield measurements whose statistical precision was similar to that for imaging studies but requiring less than one-tenth the data acquisition time.

To realize these advantages in practice requires consideration of the entire acquisition-processing system as well as the detector design. The micro-processor based system described in this report was designed for maximum flexibility and utility. While the principle function of the system is to acquire, create, analyze and display (in real-time) left ventricular time activity (or volume) curves, provision is also made to acquire additional physiologic signals (e. g., ECG, flowmeter, etc.) and to calculate and display relationships between these various data. The system was designed for interactive use so that the system user can alter the course of a series of measurements based on previous results. These general capabilities are illustrated with several examples. In the first, LV function was measured continuously in a subject from (supine) rest through exercise and recovery. The second example illustrates the use of the system in acquiring (LV) pressure-volume loops. Several technical problems, such as correction for LV background radiation, appear at present to limit the probes applicability. Even now, however, probe systems are demonstrably useful in the study of global left ventricular function when this function is changing rapidly with time in response to various interventions.

Es gibt heute szintigraphisches Methoden, die eine routinemäßige Sichtbarmachung und Quantifikation der Herzfunktion erlauben. Obwohl eine bildhafte Darstellung die überzeugendste Form der Datenerwerbung ist, muß man damit eine reduzierte Wahrnehmungsebene in Kauf nehmen. Daraus ergibt sich, daß die gegenwärtigen Methoden der bildhaften Sichtbarmachung eine untere Grenze für die Dauer physiologischer Erscheinungen festsetzen, die in dieser Weise erforscht werden können.

Jedoch ist es möglich, eine Reihe medizinisch interessanter Situationen zu identifizieren, in welchen eine Kenntnis der regionalen Funktion, die durch die bildhafte Darstellung vermittelt wird, nicht von absoluter Wichtigkeit ist. Änderungen der globalen linksventrikulären Funktion als Antwort auf verschiedene Arten von Interventionen, z.B., stellen eine solche Möglichkeit dar. In solchen Fällen können die zeitlichen Begrenzungen bilderformender Vorgänge bis zu einem hohen Grad überwunden werden, indem man bildnislose Detektoren oder „Sonden” verwendet. Sonden können so konstruiert werden, daß ihre Fähigkeit, die Radioaktivität des linken Ventrikels festzustellen - wenigstens der Größenordnung nach -, die bildformenden Instrumente übertrifft. Solche Sonden müßten Messungen liefern, deren statistische Genauigkeit der bilderproduzierender Methoden gleicht, während die Datenerwerbszeit weniger als ein Zehntel beträgt.

Diesen Vorteil in die Praxis zu übertragen bedeutet eine Überprüfung des ganzen Systems von Datenerwerbung und -Verarbeitung und der Bauweise des Detektors. Das in diesem Bericht beschriebene Mikroprozessor-System wurde so konzipiert, daß es vielseitig verwendet werden kann. Seine Hauptaufgabe ist die zeitliche Erfassung, Erstellung, Analyse und Anzeige (chronologisch) von Kurven für die Tätigkeit (oder das Volumen) des linken Ventrikels, aber es kann ebenso zusätzliche physiologische Größen (z.B. EKG, Strömungsmesser, usw.) bestimmen und die Beziehungen zwischen diesen berechnen und anzeigen. Das System wurde so entworfen, um dem Benutzer die Mögüchkeit zu intervenieren zu geben und den Ablauf einer Serie von Messungen auf der Basis der vorhergehenden Werte zu ändern. Diese allgemeinen Möglichkeiten werden durch mehrere Beispiele erläutert. Das erste bezieht sich auf Messungen an einer Versuchsperson, deren linksventrikuläre Funktion in Ruhe (liegend), während körperlicher Belastung und während der Erholungsphase gemessen wurde. Das zweite Beispiel zeigt, wie das System zur Erfassung von linksventrikulären Druck-Volumen-Schleifen gebraucht werden kann. Die Anwendbarkeit der Sonden wird gegenwärtig durch mehrere technische Probleme eingeschränkt, wovon eines die Korrektur der linksventrikulären Hintergrundstrahlung ist. Sondensysteme haben sich jedoch trotzdem bei Untersuchungen der globalen linksventrikulären Funktion bewährt in Fällen, in denen als Reaktion auf verschiedene Manöver zeitlich rasche Veränderungen ausgelöst werden.