Введение к работе
Актуальность исследования.
Ишемическая болезнь сердца (ИБС) и ее осложнения являются самой частой причиной смертности и стойкой утраты трудоспособности населения экономически развитых стран. На их долю приходится наибольшее число случаев внезапной смерти.
Основной причиной ИБС является атеросклероз коронарных артерий. Длительное время атеросклероз коронарных артерий протекает бессимптомно благодаря незначительной степени стенозирования просвета сосуда, ремоделированию сосудистой стенки, развитию коллатерального кровообращения. Таким образом, чрезвычайно важной задачей является ранняя диагностика атеросклероза коронарных артерий до возникновения клинических проявлений заболевания.
Коронарная ангиография (КАГ) является «золотым стандартом» в изучении анатомии коронарного русла, количественной оценки степени коронарного стеноза. Однако, большое число пациентов, у которых выполняется эта процедура, в дальнейшем не нуждаются в хирургической реваскуляризации миокарда. Кроме того, КАГ сопровождается 2-3% серьезных осложнений и 0,1-0,3% летальности (Оганов Р.Г. и соавт., 2002; De Bono D., 1993; Achenbach S. et al., 2000; Giesler T. et al., 2002). С другой стороны, КАГ ограничивается внутрипросветным осмотром венечных сосудов. Отсутствие прямой визуализации стенок артерий не позволяет выявить ранние проявления атеросклероза еще до сужения просвета сосуда (Becker C.R. et al, 2000; Schroeder S. et al., 2001; Kopp A.F. et al., 2002; Rodenwaldt J., 2003). В связи с этим очевидна необходимость широкого использования в клинической практике эффективных неинвазивных методов диагностики поражения коронарных артерий, особенно на ранних стадиях их развития.
Внедрение в клиническую практику многослойной спиральной компьютерной томографии (МСКТ) открыло широкие перспективы для определения степени выраженности коронарного кальциноза и неинвазивной оценки анатомии и степени стенозирования коронарных артерий. Однако, данные о диагностической эффективности счета кальция для предсказания гемодинамически значимого стеноза и о пороговой величине КИ, имеющей клиническое значение, разноречивы. Кроме того, они основаны преимущественно на результатах исследований, выполненных с помощью электронно-лучевой томографии (ЭЛТ).
Визуализация коронарных артерий и, в конечном итоге, эффективность МСКТ-ангиографии в выявлении стенозов зависят от ряда факторов, среди которых наибольшее значение имеют частота сердечных сокращений (ЧСС) пациента и фаза сердечного цикла, в которую выполняются реконструкции изображений. На томографах, оснащенных большим числом рядов детекторов, сердечный ритм, ЧСС пациента не играют столь существенной роли в визуализации коронарных артерий, как на четырехсрезовых томографах. Однако некоторые факторы, в частности получение изображений коронарных артерий в оптимальную фазу сердечного цикла, имеют значение для аппаратов любого класса. В существующих исследованиях отсутствуют рекомендации об оптимальной ЭКГ фазе, в которую может быть получена хорошая визуализация каждой из коронарных артерий в зависимости от ЧСС пациента. Отсутствие четких рекомендаций удлиняет процесс анализа изображений и отрицательно сказывается на результатах исследований.
Практически во всех исследованиях оценивается эффективность МСКТ-ангиографии в выявлении гемодинамически значимых стенозов (более 50% диаметра) коронарных артерий. Диагностике гемодинамически незначимых сужений посвящены единичные работы (Lu B. et al., 2001; Achenbach S. et al., 2004). Однако пациенты с умеренным атеросклерозом коронарных артерий (стенозы менее 50% диаметра) имеют достаточно высокий риск коронарных событий (Little W.C. et al., 1988; Falk E. et al., 1995; Stary H.С. et al., 1995).
В большинстве исследований оценка эффективности МСКТ в выявлении стенозов коронарных артерий выполняется с помощью анализа либо по сегментам, либо по артериям, либо по пациентам. Изучение эффективности метода с анализом по сегментам, артериям и пациентам в целом в рамках одного исследования представляется методически более полным.
Представляет практический интерес распознавание вариантов строения коронарного русла. Работы, посвященные изучению их частоты и связи со стенозированием коронарных артерий с использованием КТ-ангиографии, отсутствуют.
До настоящего момента остается спорным вопрос о том, в какой степени величина кальциевого индекса (КИ) может дополнить МСКТ-ангиографию и повысить ее чувствительность и специфичность в определении коронарного стеноза.
Суждения об анатомических изменениях и функциональной оценке степени стенозирования коронарных артерий нередко расходятся при уменьшении диаметра сосуда на 50%-70% (Heller LA. et al., 1997; Fischer J.J. et al., 2002; Okayama H. et at., 2003). Выбор способа лечения, в первую очередь, зависит от функциональной значимости коронарного атеросклероза. Оценка функции миокарда возможна с помощью изучения коронарного кровотока на уровне микроциркуляторного русла. Наиболее надежным методом качественной и количественной оценки перфузии миокарда, объема миокардиального кровотока и коронарного резерва является позитронная эмиссионная томография (ПЭТ). Актуальной задачей является сопоставление результатов МСКТ коронарных артерий и ПЭТ миокарда и изучение возможностей сочетанного их использования для диагностики ИБС. Подобные исследования в доступной литературе отсутствуют.
У пациентов с некоронарогенными повреждениями миокарда, в частности с миокардитом и загрудинными болями, инвазивная КАГ, как правило, не обнаруживает изменений в коронарных артериях, ее выполнение в данных ситуациях не оправдано. При этом неинвазивные методы лучевого исследования для диагностики миокардита используются крайне редко.
Методы традиционного статистического анализа оценивают информативность каждого метода диагностики в отдельности, выявляют корреляции между различными показателями, но не дают возможности определить их эффективность по единой оценочной шкале и весомость вклада каждого из них в комплексный диагноз. Выделение наиболее значимых клинических и инструментальных показателей возможны с помощью статусметрического (status-состояние) метода статистической обработки результатов исследования. Этот метод позволяет оценивать и анализировать состояния объектов в целом, по всему комплексу изученных показателей (Разоренов Г.И., Поддубский Г.А., 1985, 1986; Разоренова Т.С., 1998). Математические модели статусметрии нашли применение в научных исследованиях по кардиологии (Вавилова Т.В. и соавт. 2004), нейрорадиологии (Лукина Л.В. и соавт., 2004), онкогинекологии (Пожарисский К.М., 2007). Определение рационального диагностического комплекса у пациентов с подозрением на ИБС с помощью статусметрического метода имеет практическое значение.
Все вышеизложенное обусловливает актуальность оптимизации методики, изучения эффективности МСКТ в предсказании и выявлении стенозов коронарных артерий у пациентов с подозрением на ИБС.
Цель исследования: повышение эффективности диагностики ИБС с помощью МСКТ коронарных артерий и оценка ее роли в комплексной диагностике ИБС.
Задачи исследования:
-
Разработать оптимальную методику МСКТ коронарных артерий и оценить качество их визуализации в зависимости от технологии исследования.
-
Определить оптимальный для визуализации каждой коронарной артерии интервал сердечного цикла при выполнении ретроспективных реконструкций изображений в зависимости от частоты сердечных сокращений пациента.
-
Оценить диагностическую эффективность кальциевого индекса при различной пороговой величине в предсказании гемодинамически значимых стенозов и определить величину кальциевого индекса, при которой сочетание чувствительности и специфичности окажется оптимальным.
-
Оценить диагностическую эффективность МСКТ-ангиографии в выявлении стенозов коронарных артерий различной степени в зависимости от методики исследования.
-
Изучить связь между вариантами строения коронарного русла и наличием гемодинамически значимых стенозов по данным МСКТ-ангиографии.
-
Изучить связь между кальцинозом и стенозированием коронарных артерий и возможности комбинированного использования результатов контрастной МСКТ-ангиографии и величины кальциевого индекса.
-
Сопоставить результаты КТ исследования степени кальциноза коронарных артерий и перфузионной ПЭТ.
-
Сопоставить результаты МСКТ-ангиографии коронарных артерий и перфузионной ПЭТ и определить значение сочетанного МСКТ-ПЭТ обследования в диагностике ИБС.
-
Определить наиболее значимые показатели для диагностики ИБС и деления пациентов по степени тяжести атеросклероза с помощью статусметрического метода статистической обработки результатов исследования. Разработать рациональный диагностический комплекс для пациентов с подозрением на ИБС.
Научная новизна исследования
Работа является первым обобщающим научным трудом, посвященным изучению роли МСКТ в комплексной лучевой диагностике ИБС.
Определен способ оптимизации методики МСКТ для улучшения качества визуализации коронарных артерий и повышения эффективности метода в диагностике стенозов.
Изучена связь между вариантами строения коронарного русла и стенозами коронарных артерий.
Оценена эффективность МСКТ-ангиографии в выявлении стенозов коронарных артерий при анализе по пациентам, по артериям и их сегментам в зависимости от методики исследования.
Изучены возможности комбинированного использования результатов контрастной МСКТ-ангиографии и определения КИ.
Изучена связь между степенью кальциноза и стенозирования коронарных артерий по данным МСКТ и наличием дефектов перфузии и величины коронарного резерва по данным ПЭТ.
Выполнена количественная оценка эффективности инструментальных методов для диагностики ИБС и деления пациентов по степени тяжести атеросклероза с помощью статусметрического метода статистической обработки результатов исследования.
Практическая значимость исследования
Оптимизированная методика МСКТ коронарных артерий позволяет существенно сократить время обследования пациентов, улучшить качество визуализации коронарных артерий и повысить диагностическую эффективность метода.
Определена оптимальная пороговая величина КИ для предсказания гемодинамически значимых стенозов коронарных артерий. Установлено, что пациентам с низким и нулевым КИ показана контрастная МСКТ-ангиография для исключения стенозов, вызванных «мягкими» бляшками, а с КИ > 400 ед. в артерии выполнение МСКТ-ангиографии не целесообразно.
Показаны преимущества сочетанного МСКТ-ПЭТ исследования в диагностике ИБС.
Выделены наиболее значимые симптомы для диагностики ИБС и деления пациентов по степени тяжести атеросклероза с помощью математического моделирования. Разработан алгоритм обследования больных с подозрением на заболевание коронарных артерий.
Внедрение в клиническую практику многослойной спиральной компьютерной томографии коронарных артерий способствует решению проблемы повышения эффективности диагностики ИБС и обоснованно ограничивает показания к диагностической КАГ.
Личное участие автора в получении результатов
Автор осуществлял планирование научного исследования, организовывал проведение лабораторно-инструментальных методов обследования пациентов, самостоятельно выполнил все МСКТ исследования коронарных артерий, магнитно-резонансную томографию (МРТ) сердца, большую часть эхокардиографических исследований, принимал участие в анализе ПЭТ и КАГ изображений, оптимизировал методику МСКТ коронарных артерий, сформировал базу данных, провел их статистическую обработку и обобщение полученных результатов, разработал алгоритм обследования пациентов с подозрением на ИБС.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
МСКТ может быть использована в клинической практике для изучения анатомии и диагностики атеросклероза коронарного русла. Оптимизация методики МСКТ позволяет повысить качество визуализации и эффективность диагностики стенозов коронарных артерий.
-
Отсутствие признаков стенозирования коронарных артерий при МСКТ-ангиографии позволяет избавить пациентов от выполнения инвазивной КАГ. Внедрение в клиническую практику МСКТ коронарных артерий позволит уменьшить число диагностических КАГ.
-
Сочетанное использование МСКТ и ПЭТ позволяет получить комплексную оценку анатомо-функциональных изменений коронарного русла и помогает в выборе тактики лечения пациентов.
Реализация и внедрение результатов исследования
Результаты диссертационной работы нашли отражение в лекциях, семинарах и практических занятиях с врачами-слушателями, клиническими ординаторами Медицинской академии последипломного образования (Санкт-Петербург), Российского научного центра радиологии и хирургических технологий (Санкт-Петербург) и используются в практической работе отделов лучевой диагностики Медицинской академии последипломного образования (Санкт-Петербург), Российского научного центра радиологии и хирургических технологий (Санкт-Петербург), Федерального центра сердца, крови и эндокринологии им. В.А.Алмазова (Санкт-Петербург), Военно-медицинской академии (Санкт-Петербург), во второй городской и в 31 больницах (Санкт-Петербург).
Апробация и публикация материалов исследования
Результаты исследования доложены и обсуждены на научной конференции «Интервенционная Радиология» (Петрозаводск, 2002); рабочем совещании «Обсуждение совместных результатов работы ЦНИРРИ и кардиологического центра Лар/Баден (Германия)» (Санкт-Петербург, 2002); Европейских Конгрессах Радиологов (ECR-2003, ECR-2004, ECR-2005 Вена, Австрия); Невских радиологических форумах (Санкт-Петербург, 2003; 2005); 4-ом Российском научном форуме ''Радиология 2003'' (Москва); Сессии РАМН (Москва, 2003); научной конференции «Современные технологии в клинической медицине» (Санкт-Петербург, 2003); международном симпозиуме «Современная лучевая диагностика заболеваний сердечно- сосудистой системы» (Санкт-Петербург, 2004); III научно-практической конференции (Петрозаводск, 2004); 9-ой международной специализированной выставке по здравоохранению «Больница 2004» (Санкт-Петербург); семинаре «Актуальные вопросы заболеваний сердечно- сосудистой системы» (Санкт-Петербург, 2004); Российском национальном конгрессе кардиологов «Российская кардиология: от центра к регионам» (Томск, 2004); юбилейной конференции «Современная лучевая диагностика в многопрофильном лечебном учреждении» (Санкт-Петербург, 2004); конференции для врачей общей практики Ленинградской области «Новые тенденции в ведении больных сердечно-сосудистыми заболеваниями» (Гатчина, 2005); научно-практической конференции «Взаимодействие врачей первичной медицинской помощи и врачей специалистов» (Санкт-Петербург, 2006); III научной конференции «Интервенционная радиология» (Петрозаводск, 2006); 9-ом научном семинаре «Новые направления позитронной эмиссионной томографии (Санкт-Петербург, 2006); научно-практической конференции «Россия – страна контрастов» (Санкт-Петербург, 2006); научно-практической конференции «Роль контрастного усиления в диагностике заболеваний cосудов и внутренних органов» (Санкт-Петербург, 2006); четвертом Российско-французском конгрессе «Доводы и практика» (Санкт-Петербург, 2007); всероссийском конгрессе лучевых диагностов «Радиология 2007», (Москва), втором Российском Национальном конгрессе по лучевой диагностике и терапии «Радиология 2008» (Москва).
Всего сделано 34 доклада по различным аспектам диссертации.
По материалам исследования опубликовано 65 работ: 11 в изданиях, рекомендуемых ВАК для публикации результатов исследований по докторским диссертациям, 39 в отечественных и 12 в зарубежных сборниках материалов научных конференций и конгрессов, 2 главы в монографиях, одни методические рекомендации. Получен патент на изобретение № 22446258 от 20.02.2005 г. «Способ диагностики стенозов коронарных артерий». Имеется регистрационное удостоверение № ФС-2006/286 от 14.09.2006 г. на новую медицинскую технологию: «Многослойная спиральная компьютерная томография в диагностике стенозов коронарных артерий».
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, четырех глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций и приложений. Работа содержит 47 таблиц, иллюстрирована 45 рисунками. Список литературы включает 263 источника (45 работ отечественных и 218 зарубежных авторов). Текст диссертации изложен на 227 страницах. Приложения составляют 77 страниц.
