Personalizacja protokołów iniekcji CM w angiografii tomografii komputerowej naczyń wieńcowych (PeopleCT)

Choroby serca nadal są główną przyczyną śmierci w świecie zachodnim. Oprócz wysokiej śmiertelności z powodu samej choroby serca, ostatnie badania wykazały coraz więcej dowodów na wartość prognostyczną chorób serca, zwłaszcza choroby wieńcowej (CAD), w wielu innych chorobach. Zwłaszcza u pacjentów z patologiami onkologicznymi poddawanych radioterapii lub resekcji płuca [Ambrogi i in. 2003; Kanzakiego i in. 2017; Khakoo i in. 2008; Basacaraju i in. 2002; Fajardo i in. 1972]. Angiografia tomografii komputerowej serca (CCTA) jest jedną ze standardowych nieinwazyjnych technik obrazowania, pozwalającą na obrazowanie serca i tętnic wieńcowych z dużą rozdzielczością czasową i przestrzenną. Wysoka czułość i ujemna wartość predykcyjna (NPV) CCTA sprawiają, że jest to cenne narzędzie w ocenie CAD. Zwłaszcza w celu wykluczenia CAD u pacjentów z niskim lub pośrednim ryzykiem CAD [Hendel i in. 2006; Goldstein i in. 2011; Budoff i in. 2008; Meijboom i in. 2008; Roffi i in. 2016].

Celem CCTA jest osiągnięcie wysokiej dokładności diagnostycznej, która zależy zarówno od optymalnego wzmocnienia wewnątrznaczyniowego (w jednostkach Hounsfielda (HU); minimum 325 HU), jak i stosunku kontrastu do szumu (CNR). Optymalne wzmocnienie wewnątrznaczyniowe i CNR zależą od wielu czynników, takich jak technika skanowania (np. napięcie lampy (kV) i potencjał lampy), parametry podawanego środka kontrastowego (CM) (np. stężenie, szybkość przepływu) oraz czynniki związane z pacjentem (np. masa ciała (m.c.), częstość akcji serca lub pojemność minutowa serca [CO]) [Bae i in. 2004; Awai i in. 2004]. Dedykowane protokoły TK są niezbędne do obrazowania serca i tętnic wieńcowych. Protokoły te wymagają korelacji z elektrokardiogramem (EKG) pacjenta w celu zminimalizowania ruchu serca i uzyskania ostrego obrazu serca i tętnic wieńcowych. W zależności od częstości akcji serca pacjenta, skan może być prospektywnie wyzwalany EKG sekwencją o wysokiej tonacji lub sekwencją adaptacyjną albo retrospektywnym skanem helikalnym bramkowanym EKG.

Pacjenci z chorobami serca często mają wiele czynników ryzyka rozwoju nefropatii indukowanej środkiem kontrastowym (CIN), m.in. cukrzyca (DM), zaawansowany wiek, nadciśnienie tętnicze, choroby układu krążenia i przewlekła choroba nerek. Chociaż związek między CTA a CIN stał się ostatnio przedmiotem dyskusji (badanie AMACING; Nijssen i wsp. 2017), nadal pożądane jest minimalizowanie objętości CM stosowanej u tych pacjentów. Zbadano wiele strategii zmniejszania objętości CM w obrazowaniu CTA [Kok i wsp. 2016; Kok i in. 2015; Kok i in. 2016; Kok i in. 2016, Mihl i in. 2016; Seehofnerova i in. 2015; Hendriks i in. 2016]. Na przykład obniżenie napięcia lampy w celu uzyskania większego tłumienia, co tłumaczy się faktem, że średnia energia fotonu przy niższych ustawieniach napięcia lampy w wiązce promieniowania rentgenowskiego zbliża się do krawędzi K jodu (33,2 keV).

Personalizacja protokołów iniekcji do indywidualnego pacjenta zyskuje coraz więcej uwagi w obrazowaniu TK, a celem jest indywidualizacja protokołów iniekcji do poziomu, w którym pacjent otrzymuje tylko minimalną ilość CM potrzebną do wykonania skanu diagnostycznego z obrazem diagnostycznym jakość. Oprócz technik wymienionych powyżej, możliwe są inne techniki, np. dostosowanie w zależności od CO pacjenta, beztłuszczowej masy ciała (LBW) i BW.

Zarówno objętość krwi, jak i CO zwiększają się wraz ze wzrostem masy ciała. Kiedy wzrasta CO, zwiększa się również rozkład CM. Skutkuje to z jednej strony szybszym nadejściem bolusa testowego, z drugiej strony zmniejszonym i skróconym profilem atenuacji wewnątrznaczyniowej (w porównaniu do obniżonego CO) [Bae KT 2010]. Dlatego zarówno czas, jak i objętość CM można dostosować do CO, aby uzyskać podobny profil tłumienia wewnątrznaczyniowego.

LBW jest miarą procentowej zawartości tkanki tłuszczowej. Wiadomo, że tkanka tłuszczowa nie jest tak dobrze unaczyniona jak tkanka mięśniowa. Zatem wraz ze wzrostem BW z powodu tkanki tłuszczowej, objętość krwi nie wzrasta liniowo do BW. Na przykład pacjenci z wysoką BW z powodu zwiększonej tkanki mięśniowej potrzebują większej objętości CM w porównaniu do pacjentów z wysoką BW z powodu tkanki tłuszczowej. Fakt ten wyjaśnia koncepcja LBW [Bae KT 2010].

Podczas dostosowywania objętości CM do BW, potrzebna jest mniejsza objętość CM przy niższej BW w porównaniu z wyższą BW, ze względu na zmniejszoną objętość krwi i CO [Bae KT 2010].

Należy również wziąć pod uwagę napięcie lampy, ustawione przez automatyczny wybór napięcia lampy (ATVS, CAREkV, Siemens, Berlin, Niemcy). CAREkV to oprogramowanie, które wybiera optymalne ustawienia napięcia lampy (kV) i prądu lampy (mAs) dla indywidualnego pacjenta na podstawie ich topogramów, przy jednoczesnym zachowaniu jakości obrazu diagnostycznego. Niższe ustawienia kV skutkują większym wzmocnieniem wewnątrznaczyniowym, jeśli stosowana jest ta sama ilość CM, co daje możliwość zmniejszenia objętości CM przy niższych ustawieniach kV.

Ponieważ nie ma danych na temat wyboru optymalnej metody, celem niniejszego badania jest ocena skuteczności trzech spersonalizowanych protokołów iniekcji (CO, LBW i BW) w CCTA, w porównaniu z wcześniej stosowanymi protokołami, pod względem jakości obrazu. Po drugie, chcemy ocenić obecność i nasilenie CAD u pacjentów poddawanych CCTA za pomocą systemu raportowania i danych o chorobie wieńcowej (CAD-RADS).

Łącznie 330 pacjentów zostanie włączonych do tego prospektywnego, zaślepionego, randomizowanego, kontrolowanego badania równoważności. Wszyscy pacjenci zostaną losowo przydzieleni do jednej z trzech grup (CO, LBW i BW) za pomocą oprogramowania do randomizacji (ALEA). Grupa kontrolna będzie składać się ze 110 kolejnych pacjentów, którzy zostaną włączeni retrospektywnie.