Multivariabel vurdering av koronararteriesykdom ved bruk av hjerte-CT-bilder

Bakgrunn

Multidetektor computertomografi (MDCT) er det siste tillegget til arsenalet av hjerteavbildningsmodaliteter. Med sin enestående romlige oppløsning og veletablerte teknikker for kontrastforsterkning ved bruk av konvensjonelle jodbaserte midler, tillater den visualisering av koronararterier og blir dermed i økende grad brukt som et alternativ til invasiv koronar angiografi (ICA) (de Roos A. et al. 07, Deetjen et al. 07, Schroeder et al. 08). Den diagnostiske verdien av ikke-invasiv koronar angiografi (CTCA) er etablert mot konvensjonelle teknikker som brukes for diagnostisering og evaluering av koronararteriesykdom (CAD), inkludert 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). Likevel er den fysiologiske betydningen av middels grad av stenose oppdaget av CTCA hos individuelle pasienter ukjent, og slike pasienter blir rutinemessig henvist til stresstesting for å definere individuell terapeutisk strategi. Det har blitt foreslått at intramyokardial fordeling av kontrast under den arterielle fasen av forsterkning kan være relatert til myokardperfusjon (Cury et al. 07). Flere studier har vist hypo-forsterkede områder som tilsvarer myokard arrvev hos et lite antall pasienter etter hjerteinfarkt (MI) (Gerber et al. 06, Henneman et al. 06, Mahnken et al. 05, Nieman et al. 06, Nikolaou et al. 05), og i dyremodeller av akutt MI (George et al. 07, Gerber et al. 06, Hoffman et al. 04, Lardo et al. 06). Vår hypotese er at perfusjonsinformasjon, som kan trekkes ut fra bilder innhentet for CTCA uten ekstra strålingseksponering eller kontrastbelastning, kan være et nyttig tillegg til MDCT-evalueringen av iskemisk hjertesykdom (IHD).

Følgelig fullførte vi nylig en studie designet for å bestemme verdien av MDCT-vurdering av hvilende myokardperfusjon hos påfølgende pasienter henvist til CTCA. I denne studien utviklet og testet vi en ny teknikk for kvantitativ vurdering av myokardperfusjon basert på analyse av MDCT-bilder ervervet for CTCA. Nøyaktigheten av hvilende MDCT-perfusjon ble testet mot ICA så vel som MPI. Begge protokollene inkluderte en detaljert undersøkelse av kildene til inter-teknikk uoverensstemmelse.

Sammenligninger med ICA viste at flertallet av perfusjonsavvik påvist på MDCT-bilder i hvile var assosiert med enten tidligere MI, som tidligere rapportert (Gerber et al. 06, Henneman et al. 06, Mahnken et al. 05, Nieman et al. 06 , Nikolaou et al. 05), eller redusert blodtilførsel sekundært til signifikant stenose. Dette tidligere ukjente funnet kan ha viktige kliniske implikasjoner i sammenheng med påvisning av myokardiskemi. Selv om sammenligninger mot hvilende MPI-data viste høye nivåer av samsvar, bemerket vi et stort antall perfusjonsdefekter som ikke ble bekreftet av hvilende MPI. Disse tilsynelatende "falske positive" funnene ble funnet å enten være direkte relatert til suboptimal bildekvalitet eller var sanne positive sammenlignet med stress-MPI. Dette sistnevnte overraskende funnet kan sannsynligvis forklares med effekten av nitroglyserin brukt under MDCT-avbildning, samt mulige vasodilaterende effekter av de jodbaserte kontrastmidlene (Limbruno et al. 00), som til en viss grad kan etterligne effekten av vasodilaterende stressmidler. brukt under MPI, nemlig adenosin eller dipyridamol.

Hovedkonklusjonen av disse nylige studiene var at fremtidige studier er nødvendig for å utforske det fulle diagnostiske potensialet til MDCT-perfusjon når det brukes i kombinasjon med vasodilator stress.

Mål

Følgelig planlegger vi en ny studie der MDCT-avbildning vil bli utført under vasodilator stress hos påfølgende pasienter henvist for klinisk indisert CTCA. Myokardperfusjon vil bli vurdert ved hjelp av kvantitativ volumetrisk analyse av myokard-røntgen-demping og sammenlignet med enten ICA- eller MPI-funn i en undergruppe av pasienter som også gjennomgår en av disse testene.

Metoder

Vi vil prospektivt studere 120 påfølgende pasienter henvist til CTCA for evaluering av CAD. MDCT-avbildning vil bli utført i henhold til standard klinisk protokoll, som vil bli modifisert for å inkludere det vasodilator stressmiddel Regadenoson (Astellas Pharmaceutical) som nylig er godkjent av FDA for klinisk bruk. Denne selektive A2A-agonisten vil bli administrert i henhold til produsentens retningslinjer. Avbildning vil bli utført under dens maksimale effekt.

Standard kontraindikasjoner mot CTCA vil bli observert, inkludert kjente allergier mot jod, nedsatt nyrefunksjon (kreatinin >1,4 mg/dL), manglende evne til å holde pusten på 10 sekunder. Bilder vil bli tatt med en MDCT-skanner (256-kanaler, Philips) med retrospektiv EKG-gate. Et ikke-ionisk jodert kontrastmiddel (Omnipaque-350, Amersham) vil bli injisert i en høyre antecubital vene (80-120 ml avhengig av kroppsvekt, med 5-6 ml/sek), etterfulgt av en 20-50 ml chaser-bolus (70 ml) % saltvann, 30 % kontrast, ved 5 ml/sek.). Bildeopptak vil bli utløst av utseendet av kontrast i den synkende thoraxaorta, og utføres under suspendert respirasjon.

Ytterligere sett med bilder vil bli anskaffet 10 minutter senere for å visualisere forsinket kontrastforbedring, som brukes til å estimere levedyktigheten i hypoperfusert myokard. Dette settet med bilder vil bli hentet uten injeksjon av kontrast eller Regadenoson. Prospektiv EKG-gate vil bli brukt for å oppnå en enkelt fase av en hjertesyklus for å minimere total stråledose.

Regionale MDCT-perfusjonsmålinger

Volumetrisk MDCT-perfusjonsanalyse vil bli utført ved å bruke tilpasset programvare fra samme fase av hjertesyklusen som brukes for CTCA (75 % av RR-intervallet hos de fleste pasienter). Halvautomatisk deteksjon av endo- og epikardiale overflater vil bli utført basert på nivåsett-tilnærmingen, som beskrevet tidligere (Corsi et al. 05), og myokardiet vil deles inn i 16 segmenter (6 basale, 6 midtventrikulære, 4 apikale) ved bruk av standard segmentering. I hver 3D myokardial ROI vil gjennomsnittlig røntgendemping bli målt og delt på gjennomsnittlig dempning målt i tilsvarende ROI i kontrollgruppen av normale forsøkspersoner. Denne normaliseringen vil kompensere for inter-segmental heterogenitet i røntgendempning. Den resulterende verdien vil da multipliseres med forholdet mellom gjennomsnittet av de tre høyeste dempningsverdiene målt i kontrollgruppen og hos den enkelte pasient. Denne reskaleringen vil kompensere for forskjeller i kontrastnivåer mellom pasienter. Den resulterende verdien vil bli brukt som MDCT-myokardperfusjonsindeksen.

Objektiv påvisning av regionale MDCT-perfusjonsavvik

Per definisjon oppnådde MDCT perfusjonsindeksen (subendokardiell og transmural) i kontrollgruppen omtrent 1 i alle segmenter. SD av denne indeksen gjennomsnittlig over de 16 segmentene, SD16, vil bli brukt til å bestemme terskelen for automatisert deteksjon av perfusjonsavvik, som vil bli definert som [1-SD16] for alle segmenter. Derfor vil segmenter der perfusjonsindeksen er under denne terskelen anses som unormale for hver pasient. Et territorium til en individuell koronararterie vil bli ansett som unormal når perfusjonsindeksen er unormal i minst ett segment. For pasient-for-pasient-analysen vil unormal perfusjon bli diagnostisert når minst ett territorium er unormalt.

Sammenligninger mellom teknikk

Koronar anatomi avbildet på hver pasients MDCT-volumgjengivelse av hjertet vil bli brukt til å bestemme perfusjonsterritoriet til hver arterie og dens hovedgrener, dvs. å tilordne hvert myokardsegment til territoriet til en spesifikk koronararterie. Sammenligninger mellom teknikk vil bli utført på segment-for-segment, vaskulært territorium og pasient-for-pasient-basis. Avtaler mellom teknikk vil bli vurdert ved å telle konkordanser (sann positive og sanne negative) samt diskordanser (falske positive og falske negative) på segment, vaskulært territorium og pasientbasis. For hver sammenligning vil disse tellingene bli brukt til å beregne sensitivitet, spesifisitet, positive og negative prediktive verdier (PPV, NPV) og total nøyaktighet.

Forventede resultater

Vi forventer at omtrent 60 % av studiepasientene vil ha enten MPI eller ICA (eller begge) data tilgjengelig som referanse for sammenligninger med MDCT. Vi forventer at det å kombinere MDCT-avbildning med vasodilator-stress vil vise seg å være svært mulig, og at perfusjonsavvik påvist på MDCT-bilder vil korrelere med funnene av stress-MPI og/eller ICA.

Betydning

Så vidt vi vet, vil dette være den første studien som validerer kvantitativ MDCT-evaluering av myokardperfusjonsavbildning med vasodilator stress mot MPI/ICA-referanse hos påfølgende pasienter henvist til CTCA. Fordi tillegg av stressperfusjonsinformasjon vil gjøre det mulig å belyse den kliniske betydningen av koronare lesjoner i samme test, lover slik tillegg ikke bare å forbedre nøyaktigheten av hjerte-CT i diagnostisering og evaluering av IHD, men vil sannsynligvis også vise seg som en kostnad. -Effektivt alternativ med ett stopp til kostbar serietesting. Vi forventer at resultatene av studien vår vil støtte bruken av denne metodikken hos hver pasient som henvises til CTCA, i likhet med rutinemessig bruk av vasodilator stress med MPI.