Valutazione multivariata della malattia coronarica mediante imaging TC cardiaco

Sfondo

La tomografia computerizzata multidetettore (MDCT) è l'aggiunta più recente all'arsenale delle modalità di imaging cardiaco. Con la sua impareggiabile risoluzione spaziale e le tecniche ben consolidate per il miglioramento del contrasto utilizzando agenti convenzionali a base di iodio, consente la visualizzazione delle arterie coronarie ed è quindi sempre più utilizzato come alternativa all'angiografia coronarica invasiva (ICA) (de Roos A. et al. 07, Deetjen et al.07, Schroeder et al.08). Il valore diagnostico dell'angiografia coronarica non invasiva (CTCA) è stato stabilito rispetto alle tecniche convenzionali utilizzate per la diagnosi e la valutazione della malattia coronarica (CAD), inclusa l'ICA (Budoff et al. 07, Leber et al. 05, Raff et al. 05 , Rubinshtein et al. 07) e SPECT imaging della perfusione miocardica (MPI) (Hacker et al. 07, Rubinshtein et al. 07, Schuijf et al. 06). Tuttavia, il significato fisiologico della stenosi di grado intermedio rilevata dal CTCA nei singoli pazienti non è noto e tali pazienti vengono regolarmente sottoposti a stress test per definire la strategia terapeutica individuale. È stato suggerito che la distribuzione intramiocardica del contrasto durante la fase arteriosa dell'enhancement possa essere correlata alla perfusione miocardica (Cury et al. 07). Diversi studi hanno dimostrato aree ipo-potenziate corrispondenti al tessuto cicatriziale del miocardio in un piccolo numero di pazienti post infarto del miocardio (IM) (Gerber et al. 06, Henneman et al. 06, Mahnken et al. 05, Nieman et al. 06, Nikolaou et al. 05), e in modelli animali di IM acuto (George et al. 07, Gerber et al. 06, Hoffmann et al. 04, Lardo et al. 06). La nostra ipotesi è che le informazioni sulla perfusione, che possono essere estratte dalle immagini acquisite per CTCA senza ulteriore esposizione alle radiazioni o carico di contrasto, potrebbero essere un'utile aggiunta alla valutazione MDCT della cardiopatia ischemica (IHD).

Di conseguenza, abbiamo recentemente completato uno studio progettato per determinare il valore della valutazione MDCT della perfusione miocardica a riposo in pazienti consecutivi sottoposti a CTCA. In questo studio, abbiamo sviluppato e testato una nuova tecnica per la valutazione quantitativa della perfusione miocardica basata sull'analisi delle immagini MDCT acquisite per CTCA. L'accuratezza della perfusione MDCT a riposo è stata testata contro ICA e MPI. Entrambi i protocolli includevano un'indagine dettagliata delle fonti di discordanza tra le tecniche.

I confronti con l'ICA hanno rivelato che la maggior parte delle anomalie di perfusione rilevate sulle immagini MDCT a riposo erano associate a precedenti infarti del miocardio, come riportato in precedenza (Gerber et al. 06, Henneman et al. 06, Mahnken et al. 05, Nieman et al. 06 ,Nikolaou et al.05), o ridotto afflusso di sangue secondario a stenosi significativa. Questa scoperta precedentemente sconosciuta può avere importanti implicazioni cliniche nel contesto del rilevamento dell'ischemia miocardica. Sebbene i confronti con i dati MPI a riposo abbiano mostrato alti livelli di concordanza, abbiamo notato un gran numero di difetti di perfusione che non sono stati confermati da MPI a riposo. Questi apparenti risultati "falsi positivi" sono risultati essere direttamente correlati alla qualità dell'immagine non ottimale o erano veri positivi rispetto allo stress MPI. Quest'ultima scoperta sorprendente può probabilmente essere spiegata dagli effetti della nitroglicerina utilizzata durante l'imaging MDCT, nonché dai possibili effetti vasodilatatori dei mezzi di contrasto a base di iodio (Limbruno et al. 00), che possono in una certa misura imitare quelli degli agenti di stress vasodilatatori utilizzato durante MPI, vale a dire adenosina o dipiridamolo.

La conclusione principale di questi studi recenti è stata che sono necessari studi futuri per esplorare il pieno potenziale diagnostico della perfusione MDCT quando utilizzata in combinazione con lo stress vasodilatatore.

Obiettivi

Di conseguenza, stiamo pianificando un nuovo studio in cui l'imaging MDCT verrà eseguito durante lo stress da vasodilatatore in pazienti consecutivi sottoposti a CTCA clinicamente indicato. La perfusione miocardica sarà valutata utilizzando l'analisi volumetrica quantitativa dell'attenuazione dei raggi X del miocardio e confrontata con i risultati di ICA o MPI in un sottogruppo di pazienti sottoposti anche a uno di questi test.

Metodi

Studieremo prospetticamente 120 pazienti consecutivi inviati al CTCA per la valutazione della CAD. L'imaging MDCT sarà eseguito secondo il protocollo clinico standard, che sarà modificato per includere l'agente di stress vasodilatatore Regadenoson (Astellas Pharmaceutical) recentemente approvato dalla FDA per uso clinico. Questo agonista A2A selettivo verrà somministrato secondo le linee guida del produttore. L'imaging verrà eseguito durante il suo effetto di picco.

Verranno osservate controindicazioni standard al CTCA, incluse allergie note allo iodio, disfunzione renale (creatinina > 1,4 mg/dL), incapacità di trattenere il respiro per 10 secondi. Le immagini saranno ottenute utilizzando uno scanner MDCT (256 canali, Philips) utilizzando il gating ECG retrospettivo. Un mezzo di contrasto iodato non ionico (Omnipaque-350, Amersham) verrà iniettato in una vena antecubitale destra (80-120 ml a seconda del peso corporeo, a 5-6 ml/sec), seguito da un bolo di 20-50 ml (70 % di soluzione fisiologica, contrasto al 30%, a 5 ml/sec). L'acquisizione dell'immagine sarà innescata dalla comparsa di contrasto nell'aorta toracica discendente ed eseguita durante la respirazione sospesa.

Un ulteriore set di immagini verrà acquisito 10 minuti dopo per visualizzare il miglioramento del contrasto ritardato, che viene utilizzato per stimare la vitalità nel miocardio ipoperfuso. Questa serie di immagini sarà acquisita senza iniezione di contrasto o Regadenoson. L'ECG-gating prospettico verrà utilizzato per ottenere una singola fase di un ciclo cardiaco al fine di minimizzare la dose totale di radiazioni.

Misurazioni della perfusione MDCT regionale

L'analisi volumetrica della perfusione MDCT verrà eseguita utilizzando un software personalizzato dalla stessa fase del ciclo cardiaco utilizzato per CTCA (75% dell'intervallo RR nella maggior parte dei pazienti). Il rilevamento semi-automatico delle superfici endo ed epicardiche sarà eseguito sulla base dell'approccio level set, come descritto in precedenza (Corsi et al. 05), e il miocardio sarà diviso in 16 segmenti (6 basali, 6 medio-ventricolari, 4 apicale) utilizzando la segmentazione standard. In ciascuna ROI miocardica 3D, l'attenuazione media dei raggi X sarà misurata e divisa per l'attenuazione media misurata nella corrispondente ROI nel gruppo di controllo di soggetti normali. Questa normalizzazione compenserà l'eterogeneità intersegmentale nell'attenuazione dei raggi X. Il valore risultante sarà poi moltiplicato per il rapporto tra la media dei tre valori di attenuazione più alti misurati nel gruppo di controllo e nel singolo paziente. Questo ridimensionamento compenserà le differenze nei livelli di contrasto tra i pazienti. Il valore risultante verrà utilizzato come indice di perfusione miocardica MDCT.

Rilevazione oggettiva delle anomalie di perfusione MDCT regionali

Per definizione, l'indice di perfusione MDCT (subendocardico e transmurale) ottenuto nel gruppo di controllo è approssimativamente uguale a 1 in tutti i segmenti. La SD di questo indice mediata sui 16 segmenti, SD16, verrà utilizzata per determinare la soglia per il rilevamento automatico delle anomalie di perfusione, che sarà definita come [1-SD16] per tutti i segmenti. A tal fine, in ciascun paziente, i segmenti in cui l'indice di perfusione è inferiore a tale soglia saranno considerati anomali. Un territorio di una singola arteria coronarica sarà considerato anormale quando l'indice di perfusione è anormale in almeno un segmento. Per l'analisi paziente per paziente, la perfusione anormale verrà diagnosticata quando almeno un territorio è anormale.

Confronti tra tecniche

L'anatomia coronarica rappresentata sulla resa volumetrica MDCT del cuore di ciascun paziente verrà utilizzata per determinare il territorio di perfusione di ciascuna arteria e dei suoi rami principali, ovvero per assegnare ciascun segmento miocardico al territorio di una specifica arteria coronaria. I confronti tra tecniche saranno eseguiti segmento per segmento, territorio vascolare e paziente per paziente. Gli accordi tra tecniche saranno valutati contando le concordanze (vero positivo e vero negativo) e le discordanze (falso positivo e falso negativo) su base di segmento, territorio vascolare e paziente. Per ogni confronto, questi conteggi verranno utilizzati per calcolare la sensibilità, la specificità, i valori predittivi positivi e negativi (PPV, NPV) e l'accuratezza complessiva.

Risultati previsti

Prevediamo che circa il 60% dei pazienti dello studio avrà a disposizione dati MPI o ICA (o entrambi) come riferimento per il confronto con MDCT. Prevediamo che la combinazione dell'imaging MDCT con lo stress vasodilatatore si dimostrerà altamente fattibile e che le anomalie della perfusione rilevate sulle immagini MDCT saranno correlate con i risultati dello stress MPI e/o ICA.

Significato

A nostra conoscenza, questo sarà il primo studio a convalidare la valutazione quantitativa MDCT dell'imaging della perfusione miocardica con stress vasodilatatore rispetto al riferimento MPI / ICA in pazienti consecutivi sottoposti a CTCA. Poiché l'aggiunta di informazioni sulla perfusione da stress consentirà di chiarire il significato clinico delle lesioni coronariche nello stesso test, tale aggiunta promette non solo di migliorare l'accuratezza della TC cardiaca nella diagnosi e nella valutazione della IHD, ma è anche probabile che dimostri un costo -alternativa efficace e unica ai costosi test seriali. Prevediamo che i risultati del nostro studio sosterranno l'uso di questa metodologia in ogni paziente sottoposto a CTCA, simile all'uso di routine dello stress vasodilatatore con MPI.