На правах рукописи АНШЕЛЕС АЛЕКСЕЙ АРКАДЬЕВИЧ ОЦЕНКА СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ МИОКАРДА
реклама
На правах рукописи АНШЕЛЕС АЛЕКСЕЙ АРКАДЬЕВИЧ ОЦЕНКА СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ МИОКАРДА ПО ДАННЫМ ОДНОФОТОННОЙ ЭМИССИОННОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ В СРАВНЕНИИ С ДРУГИМИ МЕТОДАМИ ВИЗУАЛИЗАЦИИ У БОЛЬНЫХ ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ СЕРДЦА 14.01.13 - Лучевая диагностика, лучевая терапия 14.01.05 – Кардиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Москва – 2012 Работа выполнена в отделе радиоизотопной диагностики и ПЭТ НИИ клинической кардиологии им. А. Л. Мясникова ФГБУ «Российский кардиологический научно-производственный комплекс» МЗ и СР РФ. Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Сергиенко Владимир Борисович Научный консультант: член-корр. РАМН, доктор медицинских наук, профессор Кухарчук Валерий Владимирович Официальные оппоненты: д.м.н., профессор, зав. лабораторией доклинических и клинических исследований РФП ФГБУ “ФМБЦ им. А.И. Бурназяна” ФМБА РФ Корсунский Валентин Николаевич д.м.н., профессор, зав. кафедрой кардиологии и общей терапии ФГБУ “Учебно-Научный Медицинский центр” Управления делами Президента РФ Сидоренко Борис Алексеевич Ведущая организация: ГУ РАМН “Научный Центр сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева” РАМН Защита состоится 14 июня 2012 года в 1330 ч. на заседании диссертационного совета Д 208.073.04 по присуждению ученой степени кандидата медицинских наук в ФГБУ «Российский кардиологический научно-производственный комплекс» МЗ и СР РФ (121552 Москва, ул. 3-я Черепковская, д.15а). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «РКНПК» МЗ и СР РФ. Автореферат разослан 4 мая 2012 года Ученый секретарь диссертационного совета, к.м.н. Полевая Татьяна Юльевна ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Высокая заболеваемость и смертность при заболеваниях сердечнососудистой системы, особенно у больных с различными формами ИБС, требует все более детального изучения структурно-функционального состояния миокарда для определения своевременной и обоснованной тактики лечения. Клиническое течение заболевания, выживаемость, развитие осложнений у больных ИБС зависят от многих факторов, главным образом от степени поражения коронарных артерий и функционального состояния миокарда левого желудочка, которое складывается из многих параметров, основными из которых является сократительная способность сердечной мышцы, наличие жизнеспособного миокарда, преходящей ишемии и объёма фиброзных изменений различной этиологии. Для всесторонней оценки состояния миокарда требуются высокоинформативные объективные методы диагностики. Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОЭКТ), магнитно-резонансная томография (МРТ) и мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) нашли широкое клиническое применение в диагностике структурно- анатомических и функциональных нарушений миокарда при различных заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Каждый из методов имеет как свои достоинства, так и ограничения в оценке различных характеристик миокарда. Расширяющиеся возможности томографических методов, совершенствование аппаратуры и программного обеспечения требуют нового осмысления, уточнения наиболее рациональных показаний для проведения того или иного исследования для разносторонней оценки состояния миокарда у больных ИБС. Учитывая, что в кардиологической практике все более интенсивно внедряются эндоваскулярные и хирургические методы, требуется с новых позиций определить место каждого метода визуализации или их комплексов в диагностическом алгоритме обследования в диагностике ИБС. Таким образом, разработка объективных показаний и критериев диагностики ИБС на основе данных томографических методов остается актуальным вопросом современной кардиологии, кардиохирургии, радиологии и ядерной медицины. Недостаточно изучены или зачастую подменяются 1 понятия перфузии миокарда с позиций различной фармакокинетики контрастных веществ, используемых при различных томографических методах. В свою очередь приобретает и большую значимость томографические методы при клиническом решении вопросов о тактике лечения и возможности оценки эффективности лечения в динамике. Указанные вопросы и проблемы и послужили основанием для проведения данного исследования. Целью работы явилось определение диагностической значимости и ценности метода синхронизированной ОЭКТ в сопоставлении с другими методами визуализации в оценке поражения миокарда и коронарного русла у больных ИБС. В работе были поставлены следующие задачи: 1. Оценить методические возможности синхронизированной ОЭКТ (С-ОЭКТ) в количественной оценке перфузии и сократимости миокарда ЛЖ у больных ИБС 2. Определить клиническую значимость ОЭКТ в оценке перфузии миокарда в зависимости от тяжести стеноза и от локализации поражения КА, сопоставить данные ОЭКТ с КТА и КАГ 3. Провести сопоставление ОЭКТ и МРТ при оценке распространенности и глубины рубцовых поражений миокарда ЛЖ 4. Определить роль ОЭКТ в комплексе томографических методик при обследовании больных ИБС Научная новизна. Впервые проведена многоплановая оценка нарушений структурно-функционального состояния миокарда с использованием современных томографических методов С-ОЭКТ, МРТ и МСКТ с верификацией данных методом КАГ у больных ИБС с различной степенью поражения коронарных артерий. Рассмотрены особенности визуализации перфузии миокарда с точки зрения особенностей фармакокинетики контрастных веществ при МРТ и МСКТ и РФП, селективно накапливающихся в кардиомиоцитах. Это позволило выделить понятия перфузии кардиомиоцитов и перфузии стромальной ткани 2 миокарда. Данное разделение позволило объяснить различия в получаемой информации об ишемических повреждениях миокарда томографическими методами. Продемонстрирована целесообразность использования радионуклидной томографии в комплексе с другими томографическими методами. Комплексный подход позволяет в полной мере оценить, разграничить и дать количественную характеристику рубцовым и перфузионным изменениям миокарда с использованием наиболее эффективного применения каждого из методов. Показано, что при решении вопроса о направлении на КАГ и возможности последующего стентирования необходимо оценивать степень повреждения миокарда с учётом локализации и распространенности зон ишемии и участков рубцового поражения методами перфузионной ОЭКТ в покое и при нагрузочных пробах. Практическая значимость. В работе предложена и обоснована методология выполнения ОЭКТ и С-ОЭКТ в алгоритме обследования больных ИБС с различной степенью стенозирования коронарных артерий. Разработаны объективные сцинтиграфические критерии оценки распространенности и глубины перфузионных и структурных изменений миокарда в зависимости от степени поражения коронарных артерий. Эти данные рекомендуется использовать для диагностических сопоставлений при динамической оценке состояния миокарда, а также для объективного обоснования необходимости коррекции лечебных мероприятий на этапах проводимого лечения. Особенно важно, что количественные критерии оценки перфузии миокарда можно рекомендовать для контроля в динамике эффективности восстановления перфузии миокарда после эндоваскулярных вмешательств. Внедрение в практику. Результаты работы внедрены в диагностическую практику отдела радионуклидной диагностики и ПЭТ НИИ Кардиологии им. А.Л. Мясникова ФГБУ «РКНПК» МЗ и СР РФ. Апробация диссертационной работы состоялась 11 марта 2012 года на межотделенческой конференции НИИ клинической кардиологии им. А.Л.Мясникова ФГБУ «РКНПК» МЗ и СР РФ. 3 Публикации и сообщения по теме диссертации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи, 3 тезиса. Статьи опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК. Основные положения диссертации были изложены на отечественных конференциях и международных конгрессах Европейского общества ядерной медицины (EANM 2011, 2012) Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, 4 глав (обзор литературы, материал и методы, результаты, обсуждение), выводов и списка литературы, включающего в себя 341 источник. Диссертация изложена на 98 стр., содержит 6 таблиц и 39 рисунков. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ Клиническая характеристика пациентов, включенных в исследование. В исследование были включены 140 пациентов (110 мужчин и 30 женщин), в возрасте от 30 до 75 лет, с верифицированным на основании клинических и инструментальных (КАГ) данных диагнозом ИБС. Проведен ретроспективный анализ 2737 историй болезней пациентов с выполненными исследованиями ОЭКТ, МРТ, МСКТ и КАГ за период с 02.2007 по 06.2011 годы. Критериями исключения являлись гемодинамически значимые пороки сердца, имплантация ЭКС, БЛНПГ, ОКС, методические противопоказания. Табл. 1. Клиническая характеристика групп больных Возраст (M m) Мужчины Стенокардия напряжения I-IV ф.к. Атипичная стенокардия Безболевая ишемия Постинфарктный кардиосклероз Индекс массы тела Артериальная гипертония Сахарный диабет Мультифокальный атеросклероз Почечная недостаточность ГЛП Курение Перенесенная ТБКА Перенесенная операция АКШ ОЭКТ n=140, (%) С-ОЭКТ 56.4 ± 11.8 111 (79%) 76 (54%) 24 (17%) 41 (29%) 77 (55%) 27,9±4,1 97 (69%) 19 (14%) 18 (13%) 6 (5%) 54 (39%) 50 (36%) 23 (16%) 8 (6%) МСКТ n=23 57.0± 11.6 18 (78%) 11 (48%) 2 (9%) 10 (43%) 10 (43%) 27,3±4,0 14 (61%) 1 (4%) 5 (22%) 0 (0%) 9 (39%) 14 (61%) 4 (17%) 0 (0%) МРТ n=41 56.1± 12.6 33 (80%) 25 (61%) 8 (19%) 11 (27%) 23 (56%) 28,9±4,4 29 (71%) 2 (5%) 9 (22%) 2 (5%) 18 (44%) 18 (44%) 7 (17%) 0 (0%) Достоверност ь различий, p НД НД P<0,05 P<0,05 P<0,05 P<0,05 НД НД НД НД НД НД P<0,05 НД НД 4 Методы исследования МРТ (n=41) N=140 ЭХО-КГ С-ОЭКТ (покой+нагрузка) КАГ МСКТ (n=23) Рис. 1 Дизайн исследования. В рамках госпитализации в стационаре Института клинической кардиологии им. А.Л. Мясникова РКНПК МЗ и СР РФ все пациенты (n=140) проходили предварительное клиническое обследование. Перфузионная ОЭКТ миокарда с Тс-МИБИ 99m выполнялась на двухдетекторных ротационных гамма-камерах Siemens E-CAM и Philips ADAC SkyLight. Стандартный протокол включал два этапа – исследования в покое и после нагрузочной пробы, которые проводились по двухдневному протоколу. Поглощенная доза не превышала 8-10 мЗв. Реконструкция и математическая обработка полученных проекций проводилась на системах PACS Philips JetStream AutoSPECT, QPS/QGS AutoQUANT (Cedar Sinai Medical Centre, ADAC Laboratories, Milpitas, CA) и Siemens ECAM (CEqual) по алгоритму обратного проецирования с фильтрацией (FBP) с использованием фильтра Баттерворта (отсечение 0.5 от предела Найквиста, порядок = 5). Для количественной оценки перфузии использовались следующие параметры: локализация повреждения миокарда ЛЖ (по стандартной 17сегментной схеме), топографическое соответствие преходящей ишемии к бассейнам КА (по Cerqueira et. al., 2002), глубина повреждения миокарда ЛЖ (по пятибалльной шкале: от 0 - отсутствие дефектов накопления РФП, до 4 отсутствие накопления РФП), распространенность повреждения миокарда ЛЖ (extent) в процентах от площади ЛЖ. Индуцибельная ишемия (преходящий дефект перфузии) считалась незначительной при площади 0-5%, начальной при площади 5-10% от площади ЛЖ, достоверной при площади >10%. Использовались интегральные показатели тяжести поражения миокарда – SRS (в покое), SSS (после нагрузки), SDS (разность между SSS и SDS). 5 Для количественной оценки сократимости использовались параметры ФВ, КДО, КСО и TID (транзиторная ишемическая дилатация) МРТ сердца выполнялась на сверхпроводящем MP-томографе Siemens Magnetom Avanto 1,5 Тл. Из стандартного протокола исследования сердца оценивались T1-взвешенные, PSIR (fl3D_IR)-последовательности (TR = 700 мс, ТЕ - 1,5 мс; угол отклонения - 10°, толщина среза – 4 мм), полученные через 1215 минут после введения контрастного препарата Gd-DTPA-BMA в дозе 0.3 мл/кг. Глубину обнаруженного дефекта по ОЭКТ сравнивали с глубиной отсроченного контрастирования по МРТ в каждом из 17 сегментов миокарда. МСКТ сердца выполняли на 64-спиральном томографе Toshiba Aquillion Стандартный протокол МСКТ включает два этапа, выполнение первого, второго или обоих этапов зависело от клинических задач. На первом этапе оценивали коронарный атеросклероз, на втором выполняли КТ- коронароангиографию (КТА). Исследование проводилось с в/в введением рентгеноконтрастных веществ. При анализе оценивались локализация и тяжесть (в процентах сужения просвета) стенозов основных КА. Статистическая обработка Приведенные в работе величины в основном выражены как М±σ. В отдельных случаях (при ненормальном распределении значений в группах) приведены медиана закономерностей и между интерквартильный двумя размах. Для количественными выявления признаками, характеризующих членов группы, используется корреляционный анализ с вычислением коэффициента корреляции Спирмена и достоверности. Различия расценивались как статистически значимые при р<0.05. Статистический анализ данных проводился с помощью пакетов программ Statistica (StatSoft), Excel (Microsoft), MedCalc (MedCalc Software) 6 РЕЗУЛЬТАТЫ Синхронизированная ОЭКТ (С-ОЭКТ) в количественной оценке перфузии и сократимости миокарда ЛЖ у больных ИБС В работе использовались основные показатели тяжести нарушений перфузии - Extent (площадь пораженной зоны) и SRS (сумма баллов глубины дефектов в покое). При сопоставлении этих двух параметров выявлена их SRS тесная корреляция по Спирмену (r=0,92, p<0,01, рис.2) 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Рис. 2 Сопоставление распространенности поражения миокарда (extent) и суммы баллов глубины дефектов (SRS) в покое по данным ОЭКТ. r = 0,92, p<0,01, y = -0,1 + 0,5*x 0 2 4 7 9 11 14 16 18 20 23 Extent При сопоставлении исследований ОЭКТ в покое и после нагрузочной пробы выявлялась преходящая ишемия миокарда площадью более или равной 10% от площади ЛЖ, SDS≥5), у 71 пациентов (51%), у 17 из этих 71 (24%) площадь ишемии превышала 20% (SDS≥8). У 38 (27%) пациентов визуализировалась пограничная (начальная) ишемия – 5-10%, SDS=2-4. У 31 (22%) пациентов перфузия после нагрузки оставалась неизменной или улучшалась, (площадь ишемии 0-5%, SDS=0-2) (рис 3А). 50 27% 26% 40 51% Преходящая ишемия по данным ОЭКТ, в % от площади ЛЖ 5-10% 22% А >10% 0-5% Б Рис. 3. Частота выявления преходящей ишемии миокарда у больных с ИБС по данным ОЭКТ: А – общая, Б - в зависимости от результатов нагрузочных проб. 30 >10% 83% 5-10% <5% 39% 20 45% 10 35% 17% 0 0 Положительная 25% 30% Отрицательная Сомнительная 28% 28% 44% Не доведена Нагрузочная проба: 7 Из 140 выполненных проб с физической нагрузкой у 53 (38%%) пациентов проба была трактована как положительная, у 49 (35%) – как отрицательная и у 20 (14%) – как сомнительная. У 18 (13%) пациентов нагрузочная проба не была доведена до диагностических критериев, что в свою очередь существенно влияет на конечный заключительный диагноз состояния перфузии. На рис. 3Б приведен график частоты выявления преходящей ишемии по данным ОЭКТ у пациентов с различными результатами нагрузочной пробы. Отмечается, что при положительной пробе стресс-ЭКГ при ОЭКТ у больных ИБС в 100% случаев выявляется преходящая ишемия миокарда, в то время как при отрицательной пробе стресс-ЭКГ отсутствие признаков ишемии отмечается лишь в 35% случаев. Синхронизированная ОЭКТ в оценке ФВ ЛЖ У всей группы обследованных больных было проведено сопоставление результатов С-ОЭКТ в оценке ФВ ЛЖ с данными ЭХО-КГ. Результаты приведены на рис. 4. 90 80 Рис. 4 Сопоставление ФВ методами ЭХО-КГ и ОЭКТ 70 ФВ ОЭКТ 60 50 40 30 20 10 ФВ ЭХО:ФВ ОЭКТ: y = -8,3 + x; r = 0,8 9; p <0,01 0 23 28 33 38 43 48 54 59 64 69 75 ФВ ЭХО Как видно из графика, наличие тесной (коэффициент корреляции по Пирсону – 0,8869, p<0,01, по Спирмену – 0,8937, p<0,01) корреляции на диапазоне ФВ от 20 до 70% позволяет сделать вывод, что при С-ОЭКТ показатель ФВ определяется в среднем на 7-9 единиц % ниже, чем ЭХО-КГ. Эти различия обусловлены разными алгоритмами вычисления ФВ, что приводит к различным значениям нормы ФВ по данным двух методов. 8 Сопоставление параметров перфузии и сократимости по синхронизированной ОЭКТ в покое и после нагрузочных проб. данным Исследование проводилось по протоколу ОЭКТ, который позволял изучать не только перфузию, но и сократимость миокарда в покое и после нагрузки Как показано на рис. 5, нами была выявлена слабая корреляция тяжести ишемии с падением ФВ, ростом ЧСС и степенью транзиторной ишемической дилатации после нагрузки. 15 10 10 5 5 0 0 d ФВ d ФВ 15 -5 -5 -10 -10 SDS:dФВ: r = -0,17, p=0,16 -15 -20 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 SDS:dФВ: r = -0,17, p=0,16 -15 -20 20 -2 0 2 4 SDS 6 8 10 12 14 16 18 20 SDS Рис. 5 Сопоставление суммы “ишемических” баллов, изменения ФВ (А, p=0,16) и транзиторной ишемической дилатации ЛЖ (Б, p=0,24) после нагрузки по данным ОЭКТ Сопоставление данных ОЭКТ, КТА и КАГ Сопоставление данных КТА и КАГ У 97% пациентов по результатам ОЭКТ можно было определить, к бассейну какой артерии относится зона преходящей ишемии или постинфарктного кардиосклероза. Для оценки состояния коронарного русла традиционно выполняется КАГ, однако за последнее время возрастает роль неинвазивной КТ-ангиографии (КТА). В данном исследовании проведено сопоставление данных КАГ и КТА у 23 пациентов, выявлена тесная корреляция результатов в выявлении гемодинамически значимых стенозов. Табл. 2 Сопоставление тяжести стенозов КА, выявленных при КТА и КАГ Из них: Выявлено стенозов Cтвол ПНА ДА ОА АТК ЗБВ ПКА более 50% ЛКА КТА 45 0 17 3 9 3 1 12 КАГ 47 0 17 4 9 4 1 12 9 2% Точное совпадение Расхождение не более 10% Расхождение 11-20% Расхождение >20% 9% 55% 34% Рис. 6 Совпадение результатов МСКТ и КАГ. При КТА были выявлены 45 из 47 диагностированных при КАГ стенозов КА более 50%. Чувствительность КТА составила 95,7%, специфичность – 95,4%, что позволяет применять выводы сравнения ОЭКТ с КАГ для сравнения ОЭКТ с КТА. Сопоставление данных ОЭКТ и КАГ В исследуемой группе (n=140, то есть 420 бассейнов КА) мы сопоставили связь преходящих дефектов перфузии по данным ОЭКТ (преходящей ишемии) с ≥50% стенозами трех основных КА (ПНА, ПКА, ОА) по данным КАГ. Наличие преходящей ишемии регистрировалось при ее площади более 5% от площади миокарда ЛЖ. Наличие преходящей ишемии считалось достоверным, если ее площадь составляла более 10% от площади миокарда ЛЖ. На рис. 7 приведены результаты исследований зависимости появления преходящей ишемии от степени стеноза КА. В нашем исследовании стенозы до 80% не вызывали преходящей ишемии миокарда в зоне своего бассейна в 71,4% случаев (кроме ствола ЛКА и проксимального сегмента ПНА). 90% % выявления преходящей ишемии по данным ОЭКТ Рис. 7. Возможности ОЭКТ в выявлении функционально значимых стенозов разной тяжести. Синий цвет – начальная, красный цвет – достоверная преходящая ишемия. 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0% 50% 60% 70% 80% 90% 99% 100% тяжесть стеноза КА по данным КАГ Мы установили связь между наличием преходящей ишемии и стенозами более 50% и более 70% по каждой из трех артерий (рис. 8, табл. 3). 10 Рис. 8. Чувствительность и специфичность ОЭКТ в выявлении преходящей ишемии миокарда при стенозах КА более 50% и более 70% в зависимости от локализации. 100% 80% 89,5% 85,7% 81,8% 75,9% 67,7% 64,3% 62,5% 54,5% 60% 86,2% 59,1% 55,9% 48,4% 40% 20% 0% ПНА ОА Чувствительность >50% ПКА Чувствительность >70% Общая Специфичность Табл.3 Чувствительность и специфичность ОЭКТ в выявлении преходящей ишемии миокарда при стенозах КА более 70% в зависимости от числа вовлеченных артерий и наличия постинфарктного кардиосклероза. Чувствительность Специфичность Количество вовлеченных артерий 1 2 3 90,9% 76,2% 54,5% 95,5% 82,1% 75,0% Постинфарктный кардиосклероз Есть Нет 90,9% 43,8% 89,4% 72,7% Общая 67,7% 86,2% При ROC-анализе было показано, что % ish 100 наличие по данным ОЭКТ преходящей 80 Sensitivity: 85,3 Specificity: 90,9 Criterion : >5 ишемии миокарда в бассейне какой-либо 60 КА в размере 5% от площади 40 прогнозирует >70% стеноз КА ЛЖ с чувствительностью 85,3 и специфичностью 20 90,9% (рис. 9). 0 0 20 40 60 80 100-Specificity 100 Рис. 9 ROC–анализ: выявление пограничного значения площади преходящей ишемии миокарда Сопоставление данных МРТ и ОЭКТ в оценке структурного состояния миокарда При анализе суммы баллов глубины поражения по сегментам отмечается тесная корреляция между значениями SRS, полученными двумя методами. График регрессии не более чем на 3% отличается от ожидаемого SRSоэкт=SRSмрт (рис. 10) 11 40 SRS ОЭКТ :SRS МРТ : n = 41, r = 0,85, y = -3,34 + 1,25*x, p<0,01 35 30 Рис 10. Корреляция значений SRS по данным ОЭКТ и МРТ. Красный цвет – корреляционная прямая. Синий цвет – ожидаемая прямая SRSоэкт=SRSмрт (y=x) Y=X SRS МРТ 25 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 SRS ОЭКТ Табл. 4. Карта совпадений баллов стойкого повреждения миокарда по данным ОЭКТ и МРТ Глубина 0 1 2 3 4 Итого Число сегментов с наличием изменений ОЭКТ МРТ 407 491 121 38 99 60 38 26 32 82 Не совпадают: 262 697 Число совпадений 356 13 28 8 30 При посегментном анализе данные МРТ и ОЭКТ совпадали в 62,4% случаев. В передне-перегородочных (сегменты 1, 2, 7, 8, бассейн ПНА), верхушечных (сегменты 13, 14, 15, 16, 17, бассейн ПНА), нижнеперегородочных (сегменты 3, 4, 9, 10, бассейн ПКА), боковых (сегменты 4, 5, 10, 11, бассейн ОА) областях ЛЖ данные совпадали в 67,7%, 55,1%, 62,8%, 65,9% случаев, соответственно. Оба метода регистрируют одинаковое количество дефектов с глубиной 0 и 1 (528 и 529 соответственно), при МРТ из них оценены как нормальные 93%, при ОЭКТ –77%. Большинство значимых дефектов при МРТ были оценены как трансмуральные, при ОЭКТ – как интрамуральные. 12 Ретроспективный анализ томографических исследований у больных с разными формами ИБС и с другой сердечно-сосудистой патологией. Из 2737 историй болезни пациентов с разными сердечно-сосудистыми заболеваниями в 1576 случаях основным клиническим диагнозом являлась Выполненные исследования у больных не ИБС, у 1161 поражение не имело прямой ишемической природы. Для этих двух Структура количества выполненных ИБС (n=1161) исследований у больных ИБС (n=1576) групп проведен структурный анализ томографических исследований. 1 иссл 1439 91,3% 2 иссл 135 8,6% 1 иссл 1100 94,7% 2 иссл 60 5,2% 3 иссл 2 0,1% А Рис. 11 Структура количества выполненных исследований у больных ИБС (А, n=1576), и у больных с некоронарогенными заболеваниями миокарда (Б, n=1161) (историй болезни) 3 иссл 1 0,1% Б Необходимость выполнения двух из трех методов возникала лишь у небольшой части больных, доля таковых несколько больше среди пациентов с ИБС (8,6% против 5,2%). В случае проведения двух исследований чаще Структура двух исследований у ИБС (n=135) Структура двух исследований у не ИБС (n=60) сочетают МРТ и ОЭКТ, реже - МРТ и МСКТ (рис.12). МСКТ+ОЭКТ 17% МРТ+ОЭКТ 61% МСКТ+ОЭКТ 43% МРТ+МСКТ 22% МРТ+ОЭКТ 50% Рис. 12. Структура комбинаций двух исследований у больных ИБС (А, n=195) и с некоронарогенными заболеваниями (Б, n=135) МРТ+МСКТ 7% А Б Результаты анализа структуры выполненных исследований в двух группах приведены в таблице 5. Табл. 5. Частота использование различных томографических исследований у больных ИБС (А, n=195) и с некоронарогенными заболеваниями Метод ОЭКТ: покой ОЭКТ: покой МСКТ без кон- МСКТ с конМРТ без конМРТ с конЧастота или нагрузка + нагрузка трастирования трастированием трастирования трастированием ИБС 13,9% 33,9% 18,6% 19,6% 10,7% 3,3% Некоронар. патология 11,3% 11,8% 42,0% 16,4% 15,2% 3,3% Как следует из приведенных данных, при ИБС доля ОЭКТ составила 47,8% от общего числа томографических исследований. 13 Обсуждение результатов Рассматриваемые регистрации, поэтому методы основаны сопоставить в на различных полной мере принципах разностороннюю диагностическую информацию зачастую невозможно. Например, МСКТ и МРТ позволяют получить множество объективных численных данных: диаметры сосудов, размеры полостей и других структур, тогда как ОЭКТ либо не позволяет получить эти значения, либо дает их на основании косвенных данных. Но при всей ценности количественных данных их часто недостаточно, они не дают полной картины состояния сердца при ИБС. К примеру, такой важнейший показатель, как жизнеспособность миокарда, является в лучшем случае полуколичественным, а чаще всего – оценочным, качественным. Так, полуколичественная обработка томосцинтиграмм при ОЭКТ позволяет представить изображения при различных вариантах Воспроизводимость соблюдении изменений ОЭКТ легко миокарда достижима, у и больных при с ИБС. неукоснительном единожды принятого протокола ОЭКТ становится самой воспроизводимой количественно системой. В группе исследуемых пациентов с ИБС мы установили частоту встречаемости преходящей ишемии миокарда, и обнаружили, что при положительной пробе стресс-ЭКГ при ОЭКТ у больных ИБС в 100% случаев выявляется преходящая ишемия миокарда, в то время как при отрицательной пробе стресс-ЭКГ отсутствие признаков ишемии отмечается лишь в 35% случаев. Наши исследования подтвердили, что случаи сомнительных или не доведенных до диагностических критериев проб влияют на конечный заключительный диагноз состояния перфузии по данным ОЭКТ, что требует более детального анализа получаемых данных. При анализе сократимости С-ОЭКТ предоставляет исчерпывающие количественные данные о движении и утолщении стенок ЛЖ, в виде компактных емких полярных карт. Такой подход позволяет фиксировать только повторяющиеся, воспроизводимые, т.е. достоверные нарушения сократимости с их точной локализацией. В этом отличие ОЭКТ от ЭХО-КГ и МРТ, где анализируется кино-петля только из одного или нескольких сократительных 14 циклов. При ОЭКТ автоматически получают значения систолического движения и утолщения стенок ЛЖ по каждому из 17 сегментов с точностью до 1-2 мм, что позволяет установить приблизительные нормы, а также дискретизировать нарушения сократимости по балльной системе аналогично баллам нарушения перфузии. Мы установили, что на диапазоне ФВ от 20 до 70% С-ОЭКТ определяет ФВ в среднем на 7-9 единиц % ниже, чем ЭХО-КГ. По-видимому, эти различия обусловлены разными алгоритмами вычисления ФВ, что приводит к различным значениям нормы ФВ по данным двух методов (60% для ЭХО-КГ, 52% - для ОЭКТ). При сопоставлении данных ОЭКТ в покое и после нагрузочной пробы мы выявили слабую корреляцию тяжести ишемии с падением ФВ, ростом ЧСС и степенью транзиторной ишемической дилатации миокарда после нагрузки. Слабые зависимости можно объяснить тем, что ОЭКТ проводится через полчаса после прекращения нагрузки, что ведет к недооценке нарушений сократимости. Тем не менее, мы полагаем, что сохранение сократительных и дилатационных проявлений ишемии в течение столь длительного времени является дополнительным неблагоприятным критерием. При сопоставлении данных КТА и КАГ о тяжести стенозов КА чувствительность КТА составила 95,7%, специфичность – 95,4%, что позволяет применять выводы сравнения ОЭКТ с КАГ для сравнения ОЭКТ с КТА. В большинстве случаев по локализации стабильных и преходящих дефектов перфузии по данным ОЭКТ достоверно прогнозируется наличие тяжести поражения каждой из основных КА. По нашим данным, стенозы до 80% не вызывают преходящей ишемии миокарда в зоне своего бассейна в 71,4% случаев (кроме ствола ЛКА и проксимального сегмента ПНА). Однако необходимо делать поправку на выполненную нагрузку, которая не всегда достаточна для выявления скрытой ишемии миокарда. Создание рекомендаций по реваскуляризации стенозов 50-80% представляется затруднительным. Вероятно, единственным способом достоверно оценить состояние миокарда в таких случаях является адекватное проведение максимально возможных для данного пациента нагрузочных проб с последующей оценкой ишемии миокарда 15 с помощью ОЭКТ, и сопоставлением полученных данных с состоянием КА при КАГ. Нами выявлено, что довольно часто к ишемии миокарда не приводят даже субтотальные стенозы (90-99%). Значительная часть таких субтотальных стенозов может не вызывать ишемию не сколько из-за развитых коллатералей, сколько из-за наличия обширных рубцовых изменений в данной зоне. Наименьшая чувствительность и специфичность ОЭКТ в выявлении стенозов КА более 70% приходится на многососудистое поражение. По-видимому, возникновение преходящей ишемии у больных с однососудистым или многососудистым поражением имеет физиологические различия. Кроме того, диагностическая точность ОЭКТ выше при наличии сопутствующего ПИКС. Анализ данных МРТ и ОЭКТ показал, что значительная часть дефектов и нормальных сегментов по ОЭКТ и МРТ трактуется неодинаково. Так, оба метода регистрируют одинаковое количество дефектов с глубиной 0 и 1, однако нормальными при МРТ из них считаются 93%, а при ОЭКТ – только 77%. Казалось бы, эта информация противоречит известным данным о том, что при МРТ лучше выявляются субэндокардиальные инфаркты и ПИКС. Однако следует учитывать, что при ОЭКТ эндокард не виден в силу ограниченной разрешающей способности, поэтому, по-видимому, не следует трактовать все дефекты с глубиной 1 по данным ОЭКТ как ПИКС. Что касается значимых дефектов, то при МРТ большинство из них трактуется как трансмуральные, а при ОЭКТ – как интрамуральные, то есть даже в миокарде, задерживающем МРТ-контраст по всей глубине, остается достаточное количество жизнеспособных кардиомиоцитов. Указанные различия в трактовке дефектов приводят к тому, что при посегментном сравнении данных ОЭКТ и МРТ мы получили, с одной стороны, довольно низкий процент совпадений глубины по сегментам – лишь 62,4%, с другой стороны – тесную корреляцию сумм этих баллов. Возможно, причины наиболее выраженных несоответствий методические особенности позиционирования сегментов и - различные механизмы накопления миокардом РФП и МРТ-контрастов. 16 Различия в результатах визуализации миокарда разными методами делает информацию каждого из них необходимой, но не достаточной, не универсальной. Однако с точки зрения сугубо клинической значимости частоту совпадений результатов структурного состояния миокарда можно считать приемлемой, при необходимости дополняя один метод другим. Мы провели анализ структуры томографических исследований у больных с ИБС в сравнении с некоронарогенной патологией, чтобы выяснить, насколько часто используется тот или иной метод или их комбинации в кардиологической практике. Полученные результаты позволяют говорить о том, что если в рамках диагностического алгоритма обследования пациентов с вышеуказанным спектром патологий ССС в дополнение к ЭХО-КГ требуется выполнение томографического метода (ОЭКТ, МРТ или МСКТ), то в подавляющем большинстве случаев выполняется только один из них. Структура выполненных исследований в двух группах имеет различия: лишь доля МРТ в обеих группах практически не изменяется, т.е. МРТ считается наиболее универсальным методом, одинаково ценным при разнообразных заболеваниях. То же можно сказать и о МСКТ-КАГ. В группе неишемической патологии главную роль играет МСКТ-скрининг кальция, позволяющий исключить ишемический компонент заболевания сердца у лиц с низким риском ИБС, тем самым снижая число нецелесообразных КАГ. В группе ИБС растет число шунтографий, и значительно растет роль ОЭКТ, особенно по протоколу покой+нагрузка. Два из трех томографических методов выполнялись лишь у небольшой части больных, чаще у пациентов с ИБС. При этом чаще всего сочетают МРТ и ОЭКТ, реже всего - МРТ и МСКТ (поскольку данные, получаемые этими методами, пересекаются больше всего). Три томографических метода у одного пациента в рамках одной госпитализации практически никогда не выполняется. 17 Оценка особенностей изучения перфузии миокарда по данным ОЭКТ, МСКТ и МРТ. Сопоставление свойств контрастных препаратов и РФП Различия в физических основах различных томографических методов проявляются и в необходимости использования дополнительных инфузий при проведении исследования. Контрастные препараты для МСКТ и МРТ, РФП для ОЭКТ кардинально различаются по своим свойствам. Современные контрастные препараты для МСКТ, несмотря на наличие побочных эффектов на сегодняшний день считаются достаточно безопасными. Однако те свойства современных йодистых препаратов, которые привели к снижению их токсичности, одновременно способствовали ограничению их диагностической ценности у больных с ИБС. В описании фармакокинетики рентгеноконтрастов от производителей указано, распределения внеклеточный, т.е. контраст поступает что механизм их в циркуляторное сосудистое русло или же в межклеточный интерстиций через поры в мембранах эндотелия. Однако будучи гидрофильными, инертными и неионизированными, молекулы препарата не имеют механизмов проникновения через клеточную мембрану. Это означает, что йодистые контрастные препараты отражают состояние внеклеточной среды сердечной мышцы, не позволяя получить прямых данных о других состояниях кардиомиоцитов, кроме как констатировать целостность его мембраны. Контрастные вещества на основе гадолиния для МРТ существенно отличаются от рентгеноконтрастных, и визуализируются вследствие влияния на окружающие ткани, укорачивая время релаксации (преимущественно T1). Они имеют меньший процент побочных эффектов. Тем не менее, эти контрасты нефротоксичны, по некоторым данным, способны инициировать нефрогенный системный фиброз, частота побочных эффектов составляет 0.17%, тяжелых (вплоть до анафилактических) – 0.02%. При этом МРТ с использованием препаратов гадолиния, в силу их фармакокинетики, также не позволяет отражать состояние кардиомиоцитов на молекулярном уровне, давая лишь косвенную оценку опосредованных нарушений в клетке. 18 Радионуклидные исследования основаны на совершенно иных принципах, нежели МСКТ и МРТ. Изображения получают с использованием меченых соединений, аналогичных тем, что участвуют в биохимических процессах в клеточных системах органов, то есть визуализируют состояние клеточных систем на молекулярном (ПЭТ) и клеточном (ОЭКТ) уровне. Знание механизмов получения изображений особенно важно при исследовании миокарда, где требуется всесторонняя оценка структурного состояния сердца и сосудов, а также состояние сократительной функции и перфузии миокарда. При оценке результатов различных томографических методов зачастую используются термины “жизнеспособность” и “перфузия”. Известно, что нарушение перфузии - это патологическое состояние при несоответствии между потребностью и истинным кровоснабжением миокарда. Англоязычный термин CAD часто переводят как ИБС, хотя верным переводом для обозначения ИБС является IHD, и именно этот термин используют в зарубежных статьях при описании методов, способных оценивать состояние непосредственно миокарда - такие как ПЭТ, ОЭКТ и МРТ. Такой подход представляется верным, поскольку, в конечном счете, главная задача - это оценка состояния собственно кардиомиоцитов, обеспечивающих жизненно важную работу. Поэтому понятия “жизнеспособности” и “перфузии”, по определению относящиеся только к клетке – кардиомиоциту, могут употребляться лишь тогда, когда доступна достоверная информация о состоянии клетки. Как уже было сказано, современные йодсодержащие неионные рентгенконтрастные препараты и гадолиниевые препараты, используемые для МРТ сердца и других органов, являются внеклеточными, точнее интерстициальными, т.е., проникая через эндотелий капилляров, они не проникают через сарколемму, оставаясь в интерстиции (рис. 13). Наши исследования по сопоставлению томографических изображений, полученных на основе принципиально разных контрастных индикаторов, позволяют делать заключения и об отличии их включения в структуры интактного и повреждённого миокарда и, следовательно, о принципиальной разнице перфузионной визуализации миокарда. 19 Йоверсол: 1 гидрофильный, объем: 120мл (>30г йода) 2 3 4 1: Интерстиций 2: Миофибриллы 3: Митохондрии Гадодиамид: 5 гидрофильный, объем: 20мл. 4: Просвет капилляра 5: Эритроцит 99m Tc-МИБИ: липофильный, объем: <1 мл. Рис. 13 Местонахождение контрастных препаратов и РФП в микроциркуляторном русле В условиях отсутствия полной корреляции между достаточностью микроциркуляции и функционального состояния клетки, только внутриклеточные агенты способны в достаточной мере отражать состояние клетки, поскольку кардиомиоцит имеет собственные защитные механизмы и энергетические резервы, позволяющие адаптироваться и выжить как в условиях снижения доставки ресурсов с кровотоком, так и при резком восстановлении кровотока после реваскуляризации. В радионуклидной диагностике термин perfusio (лат. омывание, прохождение через ткань) подразумевает состояние именно клеточного прохождения, что соответствует названию метода – “перфузионная сцинтиграфия”. Кровоток, поступивший через эндотелий в межклеточное пространство и соединительную ткань - это “миокардиальная (тканевая) перфузия”, которая учитывает нарушение функции эндотелия и гипертрофию миокарда. Это и есть именно те “перфузии”, которыми по факту оперируют при исследованиях МСКТ и МРТ. Они условно количественны, но напрямую не свидетельствуют о состоянии непосредственно кардиомиоцита. Вследствие 20 этого термин “перфузии”, характеризующий собственно обменные процессы и кинетику продуктов метаболизма между капилляром и кардиомиоцитом, должен определяться как “клеточная перфузия”. Ее оценка доступна лишь при ОЭКТ (полуколичественная) и ПЭТ (качественная и количественная), возможна не только констатация гибели клетки, но и оценка таких патологических состояний, как гибернация и оглушение, т.е. собственно жизнеспособность. Выводы 1. Предложенный способ стандартизации параметров перфузии миокарда на основе величин распространенности (Extent), тяжести (Severity) поражения, SRS и SSS (суммы баллов глубины в покое и после нагрузки) позволяет унифицировать методы сопоставления данных структурного поражения миокарда. Показатели Extent и SRS коррелируют между собой (r=0,92). 2. Частота выявления отрицательных ишемии нагрузочных миокарда по ЭКГ-пробах данным ОЭКТ при составляет 35%, при сомнительных и не доведенных до диагностических критериев – 45%, при положительных – 100%. 3. При выявлении стенозов КА более 70% чувствительность и специфичность перфузионной ОЭКТ составили 68% и 86%, в том числе при однососудистых поражениях – 90,9% и 95,5%, при наличии ПИКС – 90,9% и 89,4%, соответственно. При выявлении стенозов КА более 50% чувствительность и специфичность КТА составила 95,7% и 95,4%. 4. При оценке тяжести поражения миокарда частота совпадений баллов тяжести повреждений по результатам МРТ и ОЭКТ при 17-сегментной и пятибальной схемам составляет 62,4%. Общая тяжесть повреждений (SRS) по данным МРТ и ОЭКТ имеет тесную корреляцию (r=0,85). 5. При ретроспективном анализе оценки состояния миокарда у 2737 госпитализированных больных ИБС, частота применения ОЭКТ, МРТ, МСКТ в алгоритме обследования больных составила соответственно 47,8%, 14,0% и 38,2%. 21 Практические рекомендации Проведение ОЭКТ по протоколу покой+нагрузка целесообразно выполнить в случае верификации диагноза ИБС тем больным, у которых результаты клинического обследования, нагрузочной пробы сомнительны, а также в случае многососудистого поражения при решении вопроса о проведении эндоваскулярного лечения для определения объёма вмешательства. Проведение ОЭКТ позволяет повысить диагностическую ценность нагрузочной пробы, а также обеспечивает возможность проведения динамического наблюдения. Выполнение КАГ без предварительно проведения радионуклидной перфузионной томографии в отдельных случаях возможно у пациентов с положительной нагрузочной пробой. Подозрение на наличие ИБС Клиническое обследование, ЭКГ, лаб. данные, Холтер, Rg грудной клетки, ЭХО-КГ Наличие стресс индуцированной ишемии Нагрузочная проба + ОЭКТ покой/нагрузка Начальная стресс-ишемия КАГ Решение вопроса об инвазивном лечении Отсутствие стресс-ишемии МРТ или МСКТ+КТА Рис. 14 Возможный алгоритм томографической диагностики больных с ИБС При отсутствии по данным ОЭКТ в покое и после нагрузочной пробы признаков преходящей ишемии миокарда рекомендуется проводить консервативную терапию. Сочетание ОЭКТ с КТ наиболее эффективно для оценки состояния проходимости стентов или шунтов после АКШ и степени нарушения перфузии миокарда. При подозрении на аневризмы, тромбы, сопутствующую патологию грудной клетки, при дифференциальной 22 диагностике с другими заболеваниями сердца и сосудов приоритетным исследованием является проведение МРТ с контрастированием. Выявление при ОЭКТ достоверной преходящей ишемии миокарда со сниженной общей и локальной фракцией выброса позволяет обоснованно рекомендовать направление пациентов на КАГ, особенно при наличии постинфарктного кардиосклероза. У пациентов после КАГ, выявившей пограничные или значимые стенозы КА до 80% для оценки функциональной значимости стенозов рекомендуется проведение С-ОЭКТ в покое и после нагрузочной пробы. СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ: 1. Сергиенко В.Б., Аншелес А.А. Молекулярные изображения в оценке атеросклероза и перфузии миокарда. Кардиологический вестник, 2010. № 2. С.76-82 2. Аншелес А.А., Сергиенко В.Б., Томографические методы диагностики в оценке перфузии миокарда у больных с ишемической болезнью сердца. Медицинская радиология и радиационная безопасность, 2011. № 3. С.7479 3. Сергиенко В.Б., Аншелес А.А. Томографические методы в оценке перфузии миокарда. Вестник рентгенологии и радиологии. 2010. № 3. С. 10-14 4. A. Ansheles V. Sergienko Tomographic modalities in myocardial structure and perfusion assessment in ischemic heart disease patients Eur J Nucl Med Mol Imaging (2011) 38 (Suppl 2):S260-S441 5. Аншелес А.А., Сергиенко В.Б. Радиоизотопная диагностика в оценке состояния больных ИБС. Материалы второй Международной конференции и Школы для врачей «Торакальная радиология». СПб.: 2012. 6. A. Ansheles V. Sergienko. Gated myocardial perfusion SPECT as compared to other imaging modalities in ischemic heart disease patients. Eur J Nucl Med Mol Imaging, 2012. 23 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ Тс-МИБИ (МИБИ) – технеций-метоксиизобутилизонитрил (SestaМИБИ, МИБИ, Cardiolite, Технетрил) CAC – коронарный кальций (Coronary Artery Calcium) CCS – кальциевый индекс (Coronary Calcium Score, КИ) Gd-DTPA-BMA – гадолиния диамид (гадодиамид) HU – единицы рентгеновской плотности Хаунсфилда LEHR – низкоэнергетический коллиматор высокого разрешения (Low Energy High Resolution) PSIR – Phase Sensitive Inversion Recovery SDS – разность сумм баллов при нагрузке и в покое (Summed Difference Rate, показатель обратимости дефекта) SRS - суммарное количество баллов в покое (Summed Rest Score) SSS – суммарное количество баллов при нагрузке (Summed Stress Score) TI – время инверсии (Time Inversion) TID – транзиторная (преходящая) ишемическая дилатация (Transient Ischemic Dilatation, ТИД) БЛНПГ – блокада левой ножки пучка Гиса КА – коронарные артерии КАГ – коронарная ангиография КДО – конечно-диастолический объем (EDV) КСО - конечно-систолический объем (ESV) КТА – КТ-ангиография (CTA) кэВ – килоэлектронвольт ЛЖ – левый желудочек ЛЗК – левая задняя косая проекция ЛПК – левая передняя косая проекция МЖП – межжелудочковая перегородка мКи – милликюри МРТ – магнитно-резонансная томография МСКТ – мультиспиральная компьютерная томография ОЭКТ – однофотонная эмиссионная компьютерная томография (SPECT) ПО – программное обеспечение. ППК – правая передняя косая проекция ПСМ – перфузионная сцинтиграфия миокарда (Myocardial Perfusion Scintigraphy, MPS) ПЭТ – позитронно-эмиссионная томография (PET) РФП – радиофармпрепарат С-ОЭКТ – синхронизированная с ЭКГ ОЭКТ ТБКА – транслюминальная баллонная коронарная ангиопластика ФВ – фракция выброса левого желудочка (ejection fraction, EF) ФК – функциональный класс ЧСС – частота сердечных сокращений ЭКГ – электрокардиография ЭХО-КГ – эхокардиография 99m 24
