Multivariabilní hodnocení ischemické choroby srdeční pomocí CT zobrazení srdce

Pozadí

Multidetektorová počítačová tomografie (MDCT) je nejnovějším přírůstkem do arzenálu zobrazovacích metod srdce. Díky svému jedinečnému prostorovému rozlišení a dobře zavedeným technikám pro zvýšení kontrastu pomocí konvenčních látek na bázi jódu umožňuje vizualizaci koronárních tepen, a je tak stále více používán jako alternativa k invazivní koronární angiografii (ICA) (de Roos A. et al. 07, Deetjen a kol., 07, Schroeder a kol., 08). Diagnostická hodnota neinvazivní koronární angiografie (CTCA) byla stanovena oproti konvenčním technikám používaným pro diagnostiku a hodnocení onemocnění koronárních tepen (CAD), včetně ICA (Budoff a kol. 07, Leber a kol. 05, Raff a kol. 05 Rubinshtein et al. 07) a SPECT myocardial perfusion imaging (MPI) (Hacker et al. 07, Rubinshtein et al. 07, Schuijf et al. 06). Fyziologický význam stenózy středního stupně detekované pomocí CTCA u jednotlivých pacientů však není znám a tito pacienti jsou rutinně odesíláni na zátěžové testování za účelem definování individuální terapeutické strategie. Bylo navrženo, že intramyokardiální distribuce kontrastu během arteriální fáze zesílení může souviset s perfuzí myokardu (Cury et al. 07). Několik studií prokázalo u malého počtu pacientů po infarktu myokardu (IM) hypo-enhanced oblasti odpovídající tkáni jizvy myokardu (Gerber et al. 06, Henneman et al. 06, Mahnken et al. 05, Nieman et al. 06, Nikolaou a kol. 05) a na zvířecích modelech akutního MI (George a kol. 07, Gerber a kol. 06, Hoffmann a kol. 04, Lardo a kol. 06). Naší hypotézou je, že perfuzní informace, kterou lze extrahovat ze snímků pořízených pro CTCA bez dodatečné radiační zátěže nebo kontrastní zátěže, by mohla být užitečným doplňkem k MDCT hodnocení ischemické choroby srdeční (ICHS).

V souladu s tím jsme nedávno dokončili studii navrženou ke stanovení hodnoty MDCT hodnocení klidové perfuze myokardu u po sobě jdoucích pacientů odeslaných do CTCA. V této studii jsme vyvinuli a otestovali novou techniku ​​pro kvantitativní hodnocení perfuze myokardu na základě analýzy MDCT snímků získaných pro CTCA. Přesnost klidové MDCT perfuze byla testována proti ICA i MPI. Oba protokoly zahrnovaly podrobné zkoumání zdrojů nesouladu mezi technikami.

Srovnání s ICA odhalilo, že většina perfuzních abnormalit zjištěných na snímcích MDCT v klidu byla spojena buď s předchozím infarktem myokardu, jak bylo uvedeno dříve (Gerber a kol. 06, Henneman a kol. 06, Mahnken a kol. 05, Nieman a kol. 06 ,Nikolaou et al. 05), nebo snížené prokrvení sekundárně k významné stenóze. Tento dříve neznámý nález může mít důležité klinické důsledky v kontextu detekce ischemie myokardu. Ačkoli srovnání s údaji o MPI v klidu ukázala vysokou úroveň shody, zaznamenali jsme velký počet defektů perfuze, které nebyly potvrzeny klidovým MPI. Bylo zjištěno, že tyto zjevné „falešně pozitivní“ nálezy buď přímo souvisejí se suboptimální kvalitou obrazu, nebo byly skutečně pozitivní ve srovnání se stresovým MPI. Toto druhé překvapivé zjištění lze pravděpodobně vysvětlit účinky nitroglycerinu používaného během zobrazování MDCT, stejně jako možnými vazodilatačními účinky kontrastních látek na bázi jódu (Limbruno et al. 00), které mohou do určité míry napodobovat účinky vazodilatačních stresových látek používané během MPI, jmenovitě adenosin nebo dipyridamol.

Hlavním závěrem těchto nedávných studií bylo, že jsou zapotřebí budoucí studie k prozkoumání plného diagnostického potenciálu perfuze MDCT při použití v kombinaci s vazodilatačním stresem.

Cíle

V souladu s tím plánujeme novou studii, ve které bude MDCT zobrazení prováděno během vazodilatačního stresu u po sobě jdoucích pacientů odeslaných na klinicky indikovanou CTCA. Perfuze myokardu bude hodnocena pomocí kvantitativní volumetrické analýzy útlumu myokardu rentgenovým zářením a porovnána s nálezy ICA nebo MPI u podskupiny pacientů, kteří také podstoupili jeden z těchto testů.

Metody

Budeme prospektivně studovat 120 po sobě jdoucích pacientů odeslaných do CTCA k hodnocení ICHS. MDCT zobrazení bude prováděno podle standardního klinického protokolu, který bude upraven tak, aby zahrnoval vazodilatační stresovou látku Regadenoson (Astellas Pharmaceutical), nedávno schválenou FDA pro klinické použití. Tento selektivní agonista A2A bude podáván podle pokynů výrobce. Zobrazování bude prováděno během jeho vrcholného účinku.

Budou pozorovány standardní kontraindikace CTCA, včetně známých alergií na jód, renální dysfunkce (kreatinin >1,4 mg/dl), neschopnosti provést 10sekundovou zádrž dechu. Snímky budou získány pomocí MDCT skeneru (256 kanálů, Philips) pomocí retrospektivního EKG-gating. Neiontová jodovaná kontrastní látka (Omnipaque-350, Amersham) bude injikována do pravé antekubitální žíly (80-120 ml v závislosti na tělesné hmotnosti, rychlostí 5-6 ml/s), následovaná 20-50 ml prováděcí bolus (70 fyziologický roztok, 30% kontrast, při 5 ml/s). Získávání obrazu bude spuštěno výskytem kontrastu v sestupné hrudní aortě a provede se během pozastaveného dýchání.

Další sada snímků bude pořízena o 10 minut později, aby bylo možné vizualizovat opožděné zvýšení kontrastu, které se používá k odhadu životaschopnosti v hypoperfundovaném myokardu. Tato sada snímků bude pořízena bez injekce kontrastu nebo Regadenosonu. Prospektivní EKG-gating bude použit k získání jedné fáze srdečního cyklu, aby se minimalizovala celková radiační dávka.

Regionální MDCT perfuzní měření

Objemová MDCT perfuzní analýza bude provedena pomocí vlastního softwaru ze stejné fáze srdečního cyklu jako u CTCA (75 % intervalu RR u většiny pacientů). Poloautomatická detekce endo- a epikardiálního povrchu bude prováděna na základě přístupu nastaveného na úrovni, jak bylo popsáno dříve (Corsi et al. 05), a myokard bude rozdělen do 16 segmentů (6 bazálních, 6 středních komor, 4 apikální) pomocí standardní segmentace. V každé 3D myokardiální oblasti zájmu se změří střední útlum rentgenového záření a vydělí se průměrným útlumem naměřeným v odpovídající oblasti zájmu v kontrolní skupině normálních subjektů. Tato normalizace bude kompenzovat mezisegmentovou heterogenitu v zeslabení rentgenového záření. Výsledná hodnota se pak vynásobí poměrem mezi průměrem nejvyšších tří hodnot útlumu naměřených v kontrolní skupině a u jednotlivého pacienta. Toto přeškálování vyrovná rozdíly v úrovních kontrastu mezi pacienty. Výsledná hodnota bude použita jako MDCT myokardiální perfuzní index.

Objektivní detekce regionálních abnormalit perfuze MDCT

Podle definice je perfuzní index MDCT (subendokardiální a transmurální) získaný v kontrolní skupině přibližně roven 1 ve všech segmentech. SD tohoto indexu zprůměrovaná přes 16 segmentů, SD16, bude použita k určení prahu pro automatickou detekci perfuzních abnormalit, který bude definován jako [1-SD16] pro všechny segmenty. Za tímto účelem budou u každého pacienta segmenty, ve kterých je perfuzní index pod touto prahovou hodnotou, považovány za abnormální. Oblast jednotlivé koronární tepny bude považována za abnormální, pokud je perfuzní index abnormální alespoň v jednom segmentu. Při analýze jednotlivých pacientů bude abnormální perfuze diagnostikována, když je abnormální alespoň jedno území.

Mezitechnická srovnání

Koronární anatomie zobrazená na zobrazení objemu srdce každého pacienta podle MDCT bude použita k určení oblasti perfuze každé artérie a jejích hlavních větví, tj. k přiřazení každého segmentu myokardu k oblasti konkrétní koronární artérie. Porovnání mezi jednotlivými technikami bude prováděno na základě segmentu po segmentu, vaskulárního území a pacienta od pacienta. Dohody mezi technikami budou posuzovány počítáním shod (skutečně pozitivní a pravdivě negativní) a také neshod (falešně pozitivní a falešně negativní) na základě segmentu, vaskulárního území a pacienta. Pro každé srovnání budou tyto počty použity k výpočtu citlivosti, specificity, pozitivních a negativních prediktivních hodnot (PPV, NPV) a celkové přesnosti.

Očekávané výsledky

Předpokládáme, že přibližně 60 % pacientů ve studii bude mít k dispozici data MPI nebo ICA (nebo obojí) jako referenční pro srovnání s MDCT. Očekáváme, že kombinace MDCT zobrazení s vazodilatačním stresem se ukáže jako vysoce proveditelná a že perfuzní abnormality zjištěné na MDCT snímcích budou korelovat s nálezy stresových MPI a/nebo ICA.

Význam

Pokud je nám známo, toto bude první studie, která ověří kvantitativní MDCT hodnocení zobrazení perfuze myokardu s vazodilatačním stresem oproti referenci MPI/ICA u po sobě jdoucích pacientů odeslaných na CTCA. Protože přidání informací o zátěžové perfuzi umožní objasnit klinický význam koronárních lézí ve stejném testu, takové přidání slibuje nejen zlepšení přesnosti srdečního CT při diagnostice a hodnocení ICHS, ale pravděpodobně se také ukáže jako nákladná -efektivní, jednorázová alternativa k nákladnému sériovému testování. Předpokládáme, že výsledky naší studie podpoří použití této metodiky u každého pacienta odeslaného k CTCA, podobně jako při rutinním použití vazodilatačního stresu u MPI.