Multivariabel vurdering af koronararteriesygdom ved hjælp af hjerte-CT-billeddannelse

Baggrund

Multidetektor computertomografi (MDCT) er den seneste tilføjelse til arsenalet af hjertebilleddannelsesmodaliteter. Med sin uovertrufne rumlige opløsning og veletablerede teknikker til kontrastforstærkning ved brug af konventionelle jodbaserede midler tillader den visualisering af kranspulsårer og bruges derfor i stigende grad som et alternativ til invasiv koronar angiografi (ICA) (de Roos A. et al. 07, Deetjen et al. 07, Schroeder et al. 08). Den diagnostiske værdi af ikke-invasiv koronar angiografi (CTCA) er blevet etableret i forhold til konventionelle teknikker, der anvendes til diagnosticering og evaluering af koronararteriesygdom (CAD), herunder ICA (Budoff et al. 07, Leber et al. 05, Raff et al. 05 ,Rubinshtein et al. 07) og SPECT myocardial perfusion imaging (MPI) (Hacker et al. 07, Rubinshtein et al. 07, Schuijf et al. 06). Ikke desto mindre er den fysiologiske betydning af middelgrad stenose påvist af CTCA hos individuelle patienter ukendt, og sådanne patienter henvises rutinemæssigt til stresstest for at definere individuel terapeutisk strategi. Det er blevet foreslået, at intramyokardiefordeling af kontrast under den arterielle fase af forstærkning kan være relateret til myokardieperfusion (Cury et al. 07). Adskillige undersøgelser har vist hypo-forstærkede områder svarende til myokardiet arvæv hos et lille antal patienter efter myokardieinfarkt (MI) (Gerber et al. 06, Henneman et al. 06, Mahnken et al. 05, Nieman et al. 06, Nikolaou et al. 05), og i dyremodeller af akut MI (George et al. 07, Gerber et al. 06, Hoffman et al. 04, Lardo et al. 06). Vores hypotese er, at perfusionsinformation, som kan udvindes fra billeder erhvervet for CTCA uden yderligere strålingseksponering eller kontrastbelastning, kunne være en nyttig tilføjelse til MDCT-evalueringen af ​​iskæmisk hjertesygdom (IHD).

Derfor afsluttede vi for nylig en undersøgelse designet til at bestemme værdien af ​​MDCT-vurdering af hvilende myokardieperfusion hos på hinanden følgende patienter henvist til CTCA. I denne undersøgelse udviklede og testede vi en ny teknik til kvantitativ vurdering af myokardieperfusion baseret på analyse af MDCT-billeder erhvervet for CTCA. Nøjagtigheden af ​​hvilende MDCT-perfusion blev testet mod ICA såvel som MPI. Begge protokoller omfattede en detaljeret undersøgelse af kilderne til inter-teknik uoverensstemmelse.

Sammenligninger med ICA afslørede, at størstedelen af ​​perfusionsabnormaliteter påvist på MDCT-billeder i hvile var forbundet med enten tidligere MI, som tidligere rapporteret (Gerber et al. 06, Henneman et al. 06, Mahnken et al. 05, Nieman et al. 06 , Nikolaou et al. 05), eller nedsat blodforsyning sekundært til signifikant stenose. Dette hidtil ukendte fund kan have vigtige kliniske implikationer i forbindelse med påvisning af myokardieiskæmi. Selvom sammenligninger med hvilende MPI-data viste høje niveauer af overensstemmelse, bemærkede vi et stort antal perfusionsdefekter, der ikke blev bekræftet af hvilende MPI. Disse tilsyneladende "falsk positive" fund viste sig at være enten direkte relateret til suboptimal billedkvalitet eller var sande positive sammenlignet med stress MPI. Sidstnævnte overraskende fund kan sandsynligvis forklares med virkningerne af nitroglycerin brugt under MDCT-billeddannelse, såvel som mulige vasodilaterende virkninger af de jodbaserede kontrastmidler (Limbruno et al. 00), som til en vis grad kan efterligne virkningerne af vasodilaterende stress-midler anvendes under MPI, nemlig adenosin eller dipyridamol.

Hovedkonklusionen af ​​disse nylige undersøgelser var, at fremtidige undersøgelser er nødvendige for at udforske det fulde diagnostiske potentiale af MDCT-perfusion, når det bruges i kombination med vasodilator-stress.

Mål

I overensstemmelse hermed planlægger vi et nyt studie, hvor MDCT-billeddannelse vil blive udført under vasodilator-stress hos på hinanden følgende patienter henvist til klinisk indiceret CTCA. Myokardieperfusion vil blive vurderet ved hjælp af kvantitativ volumetrisk analyse af myokardie-røntgendæmpning og sammenlignet med enten ICA- eller MPI-fund i en undergruppe af patienter, som også gennemgår en af ​​disse tests.

Metoder

Vi vil prospektivt undersøge 120 på hinanden følgende patienter henvist til CTCA til evaluering af CAD. MDCT-billeddannelse vil blive udført i overensstemmelse med den kliniske standardprotokol, som vil blive modificeret til at omfatte det vasodilator-stressmiddel Regadenoson (Astellas Pharmaceutical), som for nylig er godkendt af FDA til klinisk brug. Denne selektive A2A-agonist vil blive administreret i henhold til producentens retningslinjer. Billeddannelse vil blive udført under dens maksimale effekt.

Standardkontraindikationer til CTCA vil blive observeret, herunder kendte allergier over for jod, nyreinsufficiens (kreatinin >1,4 mg/dL), manglende evne til at udføre et 10 sek. Billeder vil blive taget ved hjælp af en MDCT-scanner (256-kanaler, Philips) ved hjælp af retrospektiv EKG-gating. Et ikke-ionisk joderet kontrastmiddel (Omnipaque-350, Amersham) injiceres i en højre antecubital vene (80-120 ml afhængig af kropsvægt, med 5-6 ml/sek.), efterfulgt af en 20-50 ml chaser bolus (70 ml) % saltvand, 30 % kontrast, ved 5 ml/sek.). Billedoptagelse vil blive udløst af forekomsten af ​​kontrast i den nedadgående thoraxaorta og udføres under suspenderet respiration.

Yderligere sæt billeder vil blive erhvervet 10 minutter senere for at visualisere forsinket kontrastforstærkning, som bruges til at estimere levedygtigheden i hypoperfunderet myokardium. Dette sæt billeder vil blive erhvervet uden indsprøjtning af kontrast eller Regadenoson. Prospektiv EKG-gating vil blive brugt til at opnå en enkelt fase af en hjertecyklus for at minimere den totale stråledosis.

Regionale MDCT-perfusionsmålinger

Volumetrisk MDCT-perfusionsanalyse vil blive udført ved hjælp af brugerdefineret software fra den samme fase af hjertecyklussen, som bruges til CTCA (75 % af RR-intervallet hos de fleste patienter). Semi-automatiseret detektion af endo- og epikardiale overflader vil blive udført baseret på niveau-sæt-tilgangen, som beskrevet tidligere (Corsi et al. 05), og myokardiet vil blive opdelt i 16 segmenter (6 basale, 6 midtventrikulære, 4 apikale) ved hjælp af standardsegmentering. I hver 3D-myokardie-ROI vil den gennemsnitlige røntgen-dæmpning blive målt og divideret med den gennemsnitlige dæmpning målt i den tilsvarende ROI i kontrolgruppen af ​​normale forsøgspersoner. Denne normalisering vil kompensere for inter-segmental heterogenitet i røntgendæmpning. Den resulterende værdi vil så ganges med forholdet mellem middelværdien af ​​de højeste tre dæmpningsværdier målt i kontrolgruppen og i den enkelte patient. Denne reskalering vil kompensere for forskelle i kontrastniveauer mellem patienter. Den resulterende værdi vil blive brugt som MDCT myokardieperfusionsindekset.

Objektiv påvisning af regionale MDCT-perfusionsabnormiteter

Per definition opnåede MDCT perfusionsindeks (subendokardiet og transmuralt) i kontrolgruppen omtrent lig med 1 i alle segmenter. SD-værdien af ​​dette indeks i gennemsnit over de 16 segmenter, SD16, vil blive brugt til at bestemme tærsklen for automatisk påvisning af perfusionsabnormiteter, som vil blive defineret som [1-SD16] for alle segmenter. Til denne effekt vil segmenter, hvor perfusionsindekset er under denne tærskel, i hver patient blive betragtet som unormale. Et territorium af en individuel kranspulsåre vil blive betragtet som unormalt, når perfusionsindekset er unormalt i mindst ét ​​segment. Til patient-for-patient-analyse vil unormal perfusion blive diagnosticeret, når mindst ét ​​område er unormalt.

Inter-teknik sammenligninger

Koronar anatomi afbildet på hver patients MDCT volumengengivelse af hjertet vil blive brugt til at bestemme perfusionsområdet for hver arterie og dens hovedgrene, dvs. at tildele hvert myokardiesegment til territoriet af en specifik kranspulsåre. Inter-teknik sammenligninger vil blive udført på et segment-for-segment, vaskulært territorium og patient-for-patient basis. Aftaler mellem teknikker vil blive vurderet ved at tælle konkordanser (sand positive og sande negative) samt uoverensstemmelser (falsk positive og falsk negative) på segment-, vaskulært territorium og patientbasis. For hver sammenligning vil disse tællinger blive brugt til at beregne sensitivitet, specificitet, positive og negative prædiktive værdier (PPV, NPV) og overordnet nøjagtighed.

Forventede resultater

Vi forventer, at cirka 60 % af undersøgelsespatienterne vil have enten MPI- eller ICA-data (eller begge) tilgængelige som reference til sammenligninger med MDCT. Vi forudser, at kombination af MDCT-billeddannelse med vasodilator-stress vil vise sig at være yderst mulig, og at perfusionsabnormiteter påvist på MDCT-billeder vil korrelere med resultaterne af stress-MPI og/eller ICA.

Betydning

Så vidt vi ved, vil dette være den første undersøgelse, der validerer kvantitativ MDCT-evaluering af myokardieperfusionsbilleddannelse med vasodilator-stress mod MPI/ICA-reference hos på hinanden følgende patienter henvist til CTCA. Fordi tilføjelsen af ​​stressperfusionsinformation vil gøre det muligt at belyse den kliniske betydning af koronare læsioner i samme test, lover en sådan tilføjelse ikke kun at forbedre nøjagtigheden af ​​hjerte-CT i diagnosticering og evaluering af IHD, men vil sandsynligvis også vise sig som en omkostning. -effektivt, enkelt-stop alternativ til dyre seriel test. Vi forventer, at resultaterne af vores undersøgelse vil understøtte brugen af ​​denne metodologi hos hver patient, der henvises til CTCA, svarende til den rutinemæssige brug af vasodilator stress med MPI.