Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние проблемы лучевой диагностики жизнеспособности миокарда 12
1.1. Особенности стратегии ведения пациентов с ангиографически документированными хроническими окклюзиями коронарных артерий 12
1.2. Методы диагностики жизнеспособного миокарда у больных с хроническими окклюзиями коронарных артерий и систолической дисфункцией левого желудочка 19
1.2.1. Стресс-эхокардиография с малыми дозами добутамина 20
1.2.2. Сцинтиграфия миокарда 21
1.2.3. Позитронная эмиссионная томография 24
1.2.4. Магнитно-резонансная томография 31
1.3. Сравнительная оценка информативности МРТ и ПЭТ в определении жизнеспособности миокарда 37
Глава 2. Методы исследования 41
2.1. Топографическая оценка результатов неинвазивного лучевого исследования сердца 43
2.2. Магнитно-резонансная томография сердца 46
2.3. Радиоизотопные методы исследования 53
2.3.1. Позитронная эмиссионная томография сердца с 18F- фтордезоксиглюкозой .
2.3.2. Позитронная эмиссионная томография миокарда с радиофармпрепаратами для оценки перфузии миокарда
2.4. Селективная рентгеноконтрастная коронарография и шунтография 63
2.5. Методы статистической обработки полученных результатов 63
Глава 3. Структурно-функциональное состояние миокарда при хронических окклюзиях коронарных артерий по данным магнитно-резонансной томографии сердца (результаты собственных исследований) 65
3.1. Клиническая характеристика обследованных больных 65
3.2. Изучение структурно-функционального состояния миокарда левого желудочка методом МРТ 67
Глава 4. Сравнительный анализ результатов позитронной эмиссионной томографии с 18F-фтордезоксиглюкозой и магнитно-резонансной томографии в диагностике жизнеспособного миокарда при хронических окклюзиях коронарных артерий (результаты собственных исследований) 72
4.1 Клиническая характеристика обследованных больных 72
4.2. Сопоставление данных магнитно-резонансной томографии с контрастным усилением и позитронной эмиссионной томографии с 18F- фтордезоксиглюкозой 73
Глава 5. Оценка состояния перфузии и метаболизма миокарда левого желудочка у пациентов с ХОКА методом позитронной эмиссионной томографии (результаты собственных исследований) 85
5.1. Клиническая характеристика обследованных больных 85
5.2. Оценка состояния перфузии и метаболизма миокарда в бассейнах
коронарных артерий с различной степенью стенозирующего атеросклероза 86
Глава 6. Сравнительный анализ диагностической ценности магнитно- резонансной и позитронной эмиссионной томографий сердца для прогнозирования обратимости локальной дисфункции левого желудочка после рентгеноэндоваскулярного лечения ХОКА 100
6.1. Клиническая характеристика обследованных больных 114
6.2. Анализ параметров, оказывающих влияние на динамику восстановления локальной сократительной функции левого желудочка после эндоваскулярной реваскуляризации ХОКА 101
6.3. Сравнительная оценка информативности и прогностической ценности МРТ и ПЭТ сердца в предсказании обратимости регионарной дисфункции левого желудочка после эндоваскулярной реваскуляризации ХОКА 104
Глава 7. Заключение 119
7.1. Обсуждение полученных результатов 119
7.2 Выводы 128
7.3. Практические рекомендации . 130
Список сокращений 132
Список литературы 133
- Методы диагностики жизнеспособного миокарда у больных с хроническими окклюзиями коронарных артерий и систолической дисфункцией левого желудочка
- Сравнительная оценка информативности МРТ и ПЭТ в определении жизнеспособности миокарда
- Позитронная эмиссионная томография сердца с 18F- фтордезоксиглюкозой
- Изучение структурно-функционального состояния миокарда левого желудочка методом МРТ
Введение к работе
Актуальность темы исследования.
Хроническая окклюзия коронарных артерий (ХОКА) встречается у 20-40% пациентов с ангиографически документированной ишемической болезнью сердца (ИБС) и относится к наиболее тяжелым формам поражения венечного русла (Алекян Б.Г., 2008; Yang S.S.,2013; Sun Z., 2013). Принято считать, что тотальная обструкция коронарной артерии (КА) приводит к некрозу сердечной мышцы, однако результаты исследований Верина В.В. (2011) и Fefer P. (2012) опровергают этот факт, демонстрируя, что лишь у половины пациентов с ХОКА развивается инфаркт миокарда.
Накопленный мировой клинический опыт убедительно доказывает, что восстановление антеградного кровотока к жизнеспособной, но находящейся в состоянии хронической ишемии сердечной мышце, достоверно улучшает клиническое течение заболевания и уменьшает частоту неблагоприятных коронарных событий (Jones D.A., 2012; Godino C., 2013; Galiuto L., 2013). Количественное соотношение рубцовой ткани и жизнеспособного миокарда в бассейне инфаркт-связанной КА также является важным фактором, определяющим прогноз заболевания и целесообразность хирургического лечения ИБС (Phillips H.R., 2007; Fernandes H., 2011; Giubilato S., 2013). В свете сказанного становится очевидным, что совершенствование своевременной и точной идентификации жизнеспособного миокарда при ХОКА является актуальной задачей повышения эффективности лечения данной патологии.
Степень разработанности. В зарубежной литературе представлен большой материал, касающийся диагностических возможностей современных лучевых технологий в определении жизнеспособного миокарда, однако наиболее информативными методами признаны позитронная эмиссионная томография с 18F-фтордезоксиглюкозой (ПЭТ с 18F-ФДГ) и магнитно-резонансная томография сердца (МРТ) (Groppo F., 2009; Pegg T.J., 2010; Boehm J., 2010; van der Wall E.E., 2010, Шурупова И.В., 2011). Следует отметить, что принципы идентификации жизнеспособного миокарда для данных методов диаметрально противоположны. Так, при помощи ПЭТ с 18F-ФДГ определяют метаболическую активность жизнеспособных кардиомиоцитов, тогда как МРТ с отсроченным контрастированием (ОК) позволяет выявить участки кардиосклероза и кардиофиброза. В литературе встречается лишь небольшое число зарубежных исследований, посвященных аналитическому сопоставлению диагностической ценности вышеупомянутых методов в прогнозировании восстановления регионарной функции левого желудочка (ЛЖ) у больных ИБС с различной степенью тяжести коронарного атеросклероза (Knuesel P.R., 2003; Kuhl H.P., 2006; Wu Y.-W., 2007; Crean A., 2009; Roes S.D., 2009; Patterson R.E., 2010, Slart R., 2012), а целенаправленное сравнение их диагностической эффективности для прогнозирования обратимости систолической дисфункции у больных с ХОКА ранее не выполнялось. На сегодняшний день встречаются лишь единичные работы, посвященные МРТ-визуализации структурно-функциональных изменений сердечной мышцы при ХОКА, а сведения о состоянии перфузии и метаболизма в бассейнах ХОКА, полученные на основании результатов ПЭТ, практически отсутствуют (Baks T., 2006; Pavlovic S.V., 2009; Fiocchi F., 2009; Bucciarelli-Ducci C., 2010; Kirschbaum S.W., 2012; Choi JH 2013). Вышеизложенные факты послужили основанием к проведению настоящего исследования.
Цель исследования: Повышение эффективности диагностики жизнеспособного миокарда и прогнозирования обратимости регионарной систолической дисфункции левого желудочка после эндоваскулярного лечения у больных ишемической болезнью сердца с хроническими окклюзиями коронарных артерий путем сравнительного анализа результатов позитронной эмиссионной и магнитно-резонансной томографий сердца.
Для достижения цели были определены следующие задачи.
-
-
-
С помощью магнитно-резонансной томографии изучить структурно-функциональное состояние миокарда, получающего кровоснабжение из окклюзированных коронарных артерий и сопоставить результаты МРТ сердца с данными электрокардиографии.
-
Оценить степень повреждения сердечной мышцы в зависимости от наличия коллатерального кровотока в бассейне хронически окклюзированных коронарных артерий.
3. На основании сравнительного анализа результатов МРТ сердца и позитронной эмиссионной томографии с 82Rb-хлоридом и 18F-фтордезоксиглюкозой произвести комплексную оценку перфузии, метаболизма и структурно-функционального состояния миокарда при хронических окклюзиях коронарных артерий.
4. Выполнить сравнительный анализ результатов МРТ с отсроченным контрастированием, позитронной эмиссионной томографии с 82Rb-хлоридом и 18F-фтордезоксиглюкозой для прогностической оценки обратимости регионарной систолической дисфункции левого желудочка после эндоваскулярной реканализации ХОКА, предложить наиболее значимые прогностические показатели.
Научная новизна. Работа является первым обобщающим научным трудом, посвященным целенаправленному изучению диагностических возможностей МРТ и ПЭТ в идентификации жизнеспособного миокарда у больных ишемической болезнью сердца с хроническими окклюзиями коронарных артерий.
Впервые:
изучены и охарактеризованы типичные лучевые признаки структурно-функционального повреждения миокарда и определены особенности перфузии и метаболизма сердечной мышцы в бассейнах ХОКА. При этом доказано, что длительное отсутствие антеградного кровотока по коронарной артерии лишь в половине случаев сопровождается необратимым повреждением миокарда, а жизнеспособность миокарда в бассейнах ХОКА в первую очередь предопределяет степень развития коллатерального кровотока.
получены оригинальные сведения о типах перфузионно-метаболических нарушений в жизнеспособном миокарде зависимости от степени стенозирующего атеросклероза коронарных артерий. Установлено, что в бассейнах ХОКА жизнеспособный миокард чаще представлен инвертированным перфузионно-метаболическим несоответствием, характерным для состояния станнирования сердечной мышцы. При неокклюзирующем типе поражения венечных артерий чаще регистрируется перфузионно-метаболическое несоответствие, указывающее на гибернированный миокард;
определены пороговые значения регионарной аккумуляции 18F-ФДГ, а также глубины и объема рубца, прогнозирующие обратимость систолической дисфункции ЛЖ после эндоваскулярной реканализации ХОКА, при этом наибольшая отрицательная прогностическая ценность установлена для показателя «объем рубца» (81%);
доказана более высокая диагностическая точность (83,3% против 76,2%) и отрицательная прогностическая ценность (76% против 60,9%) комплексного ПЭТ исследования перфузии и метаболизма миокарда у больных с ХОКА, по сравнению с одноизотопной ПЭТ с 18F-ФДГ.
Теоретическая и практическая значимость. На основании сравнительного анализа диагностических возможностей ПЭТ и МРТ сердца разработан и внедрен в клиническую практику алгоритм комплексного лучевого обследования на предмет идентификации жизнеспособного миокарда у больных с ХОКА.
Разработана оптимальная методика обработки результатов МРТ сердца с ОК и обоснованы количественные критерии, на основании которых с высокой точностью возможно прогнозировать улучшение регионарной систолической функции ЛЖ после эндоваскулярной реканализации ХОКА.
Сопоставление прогностической ценности МРТ сердца, ПЭТ с 18F-ФДГ и комплексного ПЭТ исследования перфузии и метаболизма миокарда позволяет дифференцированно решать вопрос о выборе оптимального способа индикации жизнеспособного миокарда и оценки перспектив восстановления сократительной функции ЛЖ после эндоваскулярного лечения в зависимости от конкретной клинической задачи.
Методологическую основу исследования составляют общенаучные методы: проспективный анализ, сравнительно-сопоставительный синтез, частно-научные методы обработки полученных данных: клинический, лабораторный, инструментальный, математико-статистический.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Магнитно-резонансная томография сердца является высокоэффективным методом диагностики жизнеспособного миокарда в бассейнах ХОКА, позволяющим получить информацию об объеме и глубине зоны постинфарктного кардиосклероза, состоянии коронарной микроциркуляции и сократительной функции ЛЖ. Степень развития коллатерального кровотока определяет тяжесть регионарной систолической дисфункции ЛЖ и является надежным критерием жизнеспособности миокарда.
-
Позитронная эмиссионная томография с 18F-ФДГ не имеет преимуществ перед МРТ сердца с ОК в идентификации трансмурального кардиосклероза, а также обладает меньшей точностью в дифференциальной диагностике жизнеспособного и частично поврежденного миокарда при ХОКА. Комплексное исследование перфузии и метаболизма миокарда существенно повышает информативность ПЭТ в идентификации жизнеспособности сердечной мышцы.
-
Магнитно-резонансная томография сердца обладает более высокой, по сравнению с ПЭТ с 18F-ФДГ, диагностической точностью и отрицательной прогностической ценностью в предсказании обратимости регионарной дисфункции левого желудочка после эндоваскулярной реканализации ХОКА. Показатели диагностической точности и положительной прогностической ценности МРТ сердца с контрастным усилением и комплексного ПЭТ исследования перфузии и метаболизма миокарда существенно не различаются.
Степень достоверности полученных результатов определяется достаточным и репрезентативным объемом выборки обследованных пациентов, достаточным количеством выполненных наблюдений с использованием арсенала современных методов исследования, длительным сроком наблюдения и подтверждена адекватными методами статистической обработки данных. Методы математической обработки полученных результатов адекватны поставленным задачам.
Апробация работы: основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Невском радиологическом форуме «Новые горизонты» (СПб., 2011); Седьмом международном конгрессе Хорватского общества ядерной медицины (Опатия, Хорватия, 2011); Всероссийском научно-образовательном форуме «Профилактическая кардиология 2011» (Москва, 2011); научной конференции молодых ученых и специалистов «Лучевая диагностика социально-значимых заболеваний» (СПб., 2011); научно-практической конференции «Актуальные проблемы ядерной медицины» (СПб., 2011); IV Ежегодной научной конференции молодых ученых и специалистов ФГБУ «ФЦСКЭ им. В.А. Алмазова» (СПб., 2012); Шестом Всероссийском национальном конгрессе лучевых диагностов и терапевтов «Радиология-2012» (Москва, 2012); Второй Международной Школе Клинической Радиологии (СПб, 2012); Восемнадцатом Всероссийском съезде Сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 2012); Шестнадцатом конгрессе Ассоциации радиологии Азии (AAR2013) (Бангкок, Тайланд, 2013); Невском радиологическом форуме 2013 (СПб, 2013); Российском национальном конгрессе кардиологов (СПб, 2013). Всего 12 докладов.
По теме диссертационного исследования опубликовано 11 печатных работ, в том числе 2 за рубежом. Три статьи опубликованы в журналах, определенных Перечнем ВАК Министерства образования и науки РФ.
Апробация диссертации прошла на заседании проблемной комиссии ФГБУ «Российский научный центр радиологии и хирургических технологий» Минздрава России.
Внедрение в практику. Результаты диссертационного исследования были апробированы и нашли применение в практической работе отделений ФГБУ «Российский научный центр радиологии и хирургических технологий», ФГБУ «Федеральный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова», ГБОУ ВПО «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И.Мечникова», ООО «ЛДЦ МИБС». Материалы диссертации используются в учебном процессе ФГБУ «ФМИЦ им. В.А. Алмазова», ГБОУ ВПО «ПСПбГМУ им. И.П. Павлова», ФГБУ «РНЦРХТ».
Личный вклад автора. Автором выполнен аналитический обзор литературы по изучаемой проблеме. Автор лично проводил позитронную эмиссионную и магнитно-резонансную томографии всем представленным пациентам, а также производил постпроцессинговую обработку, описание и анализ полученных результатов. Тема и план диссертации, ее основные идеи и содержание определены совместно с научным руководителем на основании многолетних исследований.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 167 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы (1 глава), описания материалов и методов исследования (2 глава), изложения собственных результатов проведенного исследования (3-6 главы), заключения, выводов, практических рекомендаций и списка используемой литературы, который включает 270 источников. Диссертация иллюстрирована 45 рисунками, 8 таблицами.
Методы диагностики жизнеспособного миокарда у больных с хроническими окклюзиями коронарных артерий и систолической дисфункцией левого желудочка
До настоящего времени наиболее распространенным способом оценки жизнеспособности миокарда в бассейнах ХОКА считалось определение функционирующего коллатерального кровообращения по данным селективной коронарографии [156, 253, 254]. Дополнительным электрокардиографическим (ЭКГ) критерием служил патологический зубец Q как маркер необратимого повреждения сердечной мышцы [73, 234]. Однако многими исследователями, изучающими связь между зубцом Q, размером зоны инфаркта миокарда и его жизнеспособностью было доказано, что характер комплекса QRS не может являться достаточно надежным критерием [27, 59, 115, 214]. В исследованиях получены крайне противоречивые данные об информативности фрагментированного комплекса QRS в определении рубцовых изменений. По данным одних авторов чувствительность fQRS колебалась от 31,7%до 86,8%, специфичность от 83,6% до 92,5%, информативность ЭКГ по признаку патологического зубца Q достигала значений чувствительности от 18,3% до 36,3% при специфичности 98,1-99,2% [76, 77, 78, 250]. Однако вышеупомянутые технологии предоставляют лишь косвенную информацию о жизнеспособности сердечной мышцы. Хорошо известно, что прямыми признаками, позволяющими идентифицировать жизнеспособный миокард, являются инотропный резерв, целостность клеточных мембран и признаки метаболической активности кардиомиоцитов [79, 201, 210, 211, 235]. Вышеупомянутые признаки легли в основу современных визуализирующих технологий. Методы ядерной медицины - ОФЭКТ и ПЭТ, а также МРТ с поздним контрастированием позволяют оценить целостность клеточных мембран и метаболизм миокарда, стресс-ЭХОКГ и кино-МРТ с добутамином - инотропный резерв [160, 201, 218, 229, 240, 243, 251].
На протяжении многих десятилетий для оценки жизнеспособности миокарда успешно применяется стресс-эхокардиография (стресс-ЭхоКГ) с добутамином. Введение малых доз стресс-агента, обладающего прямым инотропным действием, усиливает сокращение исходно дисфункционального, но жизнеспособного миокарда. Последующее увеличение концентрации добутамина вновь индуцирует локальную дисфункцию, при этом степень нарушения кинетики стенки ЛЖ отражает тяжесть преходящей ишемии миокарда [192]. Результатом метаанализа 37 исследований [47] стали сведения о высокой совокупной чувствительности и специфичности стресс-ЭХОКГ (84% и 81% соответственно). Однако американские исследователи M.G. Gunning и соавт. установили, что информативность стресс-ЭХОКГ снижается пропорционально тяжести ЛЖ дисфункции [111]. В исследовании F.M. Baer и соавт. [35] сообщается, что по диагностической эффективности в прогнозировании улучшения сократительной функции гибернирующего миокарда у пациентов с хроническими формами ИБС после реваскуляризации трансэзофагеальная стресс-эхокардиография сопоставима с МРТ (чувствительность 85% и 92% соответственно, специфичность 80% и 85%). Тем не менее, по качеству получаемого изображения и информативности стресс-ЭхоКГ существенно уступает МРТ с добутаминовой пробой [179].
К преимуществам трансторакальной стресс-ЭхоКГ с добутамином следует отнести доступность, короткую продолжительность и низкую себестоимость процедуры. С другой стороны, этот метод в значительной степени является «оператор-зависимым», а оценка получаемых данных весьма субъективна [262]. Кроме того, качество ультразвуковой визуализации сердца может быть неудовлетворительным в силу конституционных особенностей пациента и сопутствующих заболеваний (ожирение, эмфизема легких и пр.). Необходимо учитывать тот факт, что пациентам с желудочковыми аритмиями стресс-ЭхоКГ с добутамином необходимо выполнять с особой осторожностью, чтобы избежать возникновение гемодинамически значимой желудочковой тахикардии или фибрилляции желудочков.
Одним из принципов определения жизнеспособности миокарда с помощью технологий ядерной медицины является регистрация внутриклеточного распределения кардиотропных РФП. К ним относятся изонитрильные соединения технеция-99m, таллия-201, рубидия-82, аммония-13, а также меченые аналоги глюкозы и свободных жирных кислот - 18F-фтордезоксиглюкоза, 11С-пальмитиновая кислота, 18F-фтортиогептадекановая кислота [68]. Наиболее изучены свойства радиофармпрепарата 201Tl-хлорид [13, 213, 243]. Его распределение в миокарде, как и других перфузионных агентов, реализуется пропорционально уровню миокардиального кровотока. Активный трансмембранный транспорт 201Tl-хлорида осуществляется с помощью Na+- К+-AТФазы, поэтому его накопление в сердечной мышце свидетельствует о целостности клеточных мембран и сохраненной метаболической функции [13, 18, 201, 212]. Для оценки жизнеспособности миокарда сцинтиграфическое исследование выполняют по протоколам «покой-перераспределение» или «нагрузка перераспределение-реинъекция» [13, 212]. Перераспределение 201Tl-хлорида длительный процесс, занимающий от 4 до 72 часов [56, 249]. Так, в исследовании Wagdy HM и соавт. установлено, что на отсроченных томосцинтиграммах (через 24 часа после введения 201Tl-хлорида) феномен перераспределения регистрируется у 30% пациентов, распределение таллия в миокарде которых через 4 часа после введения РФП было равномерным, кроме того, авторы отметили на отсроченных изображениях усиление выраженности изменений, зарегистрированных на 4х-часовых сканах, в 8% случаев) [249]. Более высокие показатели чувствительности, специфичности и диагностической точности получены при проведении перфузионной сцинтиграфии по протоколу нагрузка — 4-х часовое перераспределение — реинъекция (77%-100%, 56-80% и 69%-91% соответственно) [13, 58, 102]. В исследовании Y.W. Wu и соавт. [263] на большой группе пациентов (116 человек) с хроническими формами ИБС установлена тесная корреляционная зависимость между уровнем захвата 201Tl-хлорида и тяжестью структурного повреждения сердечной мышцы (r=96,8%, kappa=0.62). Тем не менее, авторы отметили недостаточную чувствительность сцинтиграфии с 201Tl-хлоридом в отношении определения субэндокардиального кардиосклероза. Кроме того, значительно число ложноотрицательных результатов сцинтиграфии наблюдалось в области нижней стенки ЛЖ, преимущественно у пациентов с низкой фракцией выброса и высокими значениями конечного систолического объема левого желудочка (p 0.005). Результаты метаанализа J.J. Bax и соавт. [43] продемонстрировали высокую совокупную чувствительность метода (87%) и низкую специфичность (55%). Вместе с тем, следует отметить, что, несмотря на высокую чувствительность сцинтиграфии с 201Tl-хлоридом, ее использование в клинической практике весьма ограничено в связи с высокой стоимостью его производства, длительностью исследования и высокой лучевой нагрузкой на пациента [13, 243].
Сравнительная оценка информативности МРТ и ПЭТ в определении жизнеспособности миокарда
Особый интерес представляют исследования, в которых освещены результаты сравнительного анализа информативности ПЭТ и МРТ в диагностике жизнеспособного миокарда у пациентов со стенозирующим атеросклерозом коронарных артерий. Первые работы, в основном, были посвящены изучению возможностей МРТ в различных ее модификациях для идентификации необратимо поврежденного миокарда, при этом для верификации результатов использовали данные ПЭТ с 18F-ФДГ. Во многочисленных исследованиях продемонстрирована обратная зависимость между показателями захвата 18F-ФДГ и распространенностью участка гиперинтенсивного сигнала [91, 124, 147, 154, 267]. Исследователем P. Hunold и соавт. прослежена тесная обратная корреляция между степенью накопления 18F-ФДГ и распространенностью участка отсроченного контрастирования (r=-0,86, p 0.001), умеренная обратная корреляция между уровнем захвата 18F-ФДГ и толщиной стенки ЛЖ в диастолу (r=-0,51, р 0,001), а также ее систолическим утолщением (r=-0,41, р 0,001) [124].
По мнению большинства авторов, захват 18F-ФДГ в миокарде, не превышающий 50% от максимального значения, как правило, наблюдается при толщине эпикардиального слоя неповрежденных кардиомиоцитов над рубцом равной и более 4,5 мм, а также глубине участка отсроченного контрастирования, достигающей 50% от толщины стенки ЛЖ [267]. Аналогичные результаты получены P. Hunold с соавт., по данным которых при пороговом значении глубины участка отсроченного контрастирования, не превышающем 50% от толщины стенки ЛЖ, чувствительность МРТ в идентификации постинфарктного кардиосклероза составила 84% и специфичность – 76% [124]. В исследовании H. P. Kuhl и соавт. чувствительность и специфичность МРТ с отсроченным контрастированием в определении жизнеспособного миокарда составили 96% и 84% соответственно [154]. Кроме того, авторы обнаружили высокую долю совпадений результатов обеих методик для сегментов без каких-либо перфузионно-метаболических нарушений (95%) или при перфузионно метаболическом соответствии (96%). P.R. Knuesel с соавт. сообщают о совпадении результатов МРТ и ПЭТ в 95% случаев, при этом наиболее сильная корреляция была отмечена для сегментов с перфузионно-метаболическим соответствием (r=0,82, р 0,0001) [147]. В то же время, сведения о выраженности структурного повреждения миокарда при перфузионно-метаболическом несоответствии ограничены. В исследованиях сообщается о низкой корреляционной взаимосвязи (r=0,63; p 0,05) между глубиной структурного повреждения сердечной мышцы при паттерне перфузионно-метаболического несоответствия [91, 124, 125, 147, 154, 267].
В исследованиях P. Hunold и соавт. (2002, 2003), выполнялось сопоставление данных с ПЭТ с 18F-ФДГ и МРТ, которые впоследствии были верифицированы на основании обратимости локальной сократительной функции ЛЖ после реваскуляризации миокарда [124, 125]. По результатам авторов, оба метода обладали высокой чувствительностью (95% и 97%) в определении нежизнеспособного миокарда и высокой ОПЦ (96% и 97%). Тем не менее, ПЭТ существенно уступала МРТ по специфичности (47% против 72%) и ППЦ (52% против 66%). В заключение авторы делают вывод о том, что «золотым стандартом» диагностики жизнеспособного миокарда следует признать результаты МРТ. Аналогичной точки зрения придерживаются другие исследователи [22, 66, 107, 135, 153, 155]. Однако в исследовании Y.W. Wu и соавт. были получены альтернативные результаты по информативности и прогностической ценности обеих методик, так, специфичность, ППЦ и ОПЦ для ПЭТ оказались существенно выше, чем у МРТ (98,7% против 44,9%, 76,6% против 72,4% и 96,7% против 78,6% соответственно) [267].
В отличие от ПЭТ, магнитно-резонансное исследование не позволяет дифференцировать, находится ли субэпикардиальный слой над рубцом в состоянии гибернации либо не изменен [202], при этом в первом случае ожидается улучшение контрактильности после интервенционного вмешательства, в то время как в последнем случае сократимость не изменится. Таким образом, в настоящее время в литературе представлен достаточно большой материал по применению современных лучевых технологий визуализации жизнеспособного миокарда. Тем не менее, анализ литературных данных по этой проблеме позволил нам прийти к заключению о том, что некоторые вопросы до настоящего времени остаются неясными. В частотности, до настоящего времени не обозначен первоочередной метод лучевой диагностики жизнеспособного миокарда для больных с ХОКА. Кроме того, большая часть проспективных исследований ограничена периодом наблюдения длительностью в 3-6 месяцев от момента хирургического лечения, которой может оказаться недостаточно для полного восстановления функции гипо-акинетичных участков ЛЖ. Немногочисленны литературные сведения, касающиеся сопоставления информативности и прогностической ценности МРТ с отсроченным контрастированием и ПЭТ с 18F-ФДГ как самостоятельной процедуры, так и в сочетании с исследованием перфузии у больных со стенозирующим атеросклерозом КА. При этом целенаправленного сравнительного анализа диагностической эффективности МРТ и ПЭТ для пациентов с ХОКА до настоящего времени не выполнялось. Не преодолены проблемы методологической унификации ПЭТ-критериев, характеризующих жизнеспособный миокард [55, 92, 154, 267]. Весьма противоречивы данные о пороговых значениях глубины участка отсроченного контрастирования и уровня накопления 18F-ФДГ, при которых систолическая дисфункция ЛЖ после хирургического или эндоваскулярного лечения ИБС потенциально обратима. Точная оценка жизнеспособности дисфункционирующего миокарда в бассейнах ХОКА позволяет корректно определить показания к интервенционному лечению, т.к. риск развития интраоперационных осложнений, категория сложности выполнения эндоваскулярной процедуры, а также лучевая нагрузка на пациента и персонал при окклюзирующем поражении коронарного русла намного выше, чем у больных с неокклюзирующим атеросклерозом. Поэтому для решения вопроса необходимо привлечение современных диагностических технологий, позволяющих получить наиболее надежную и полноценную информацию о структурно-функциональном состоянии миокарда, получающего кровоснабжение из ХОКА. В итоге имеется целый ряд нерешенных вопросов, касающихся, оценки диагностических возможностей ПЭТ и МРТ в идентификации жизнеспособного миокарда при ХОКА, что и послужило предметом настоящего исследования.
Позитронная эмиссионная томография сердца с 18F- фтордезоксиглюкозой
Позитронную эмиссионную томографию с 18F-ФДГ выполняли в первой половине дня. За 4-5 часов до начала исследования пациенту разрешали легкий углеводный завтрак, а также за сутки исключали прием кофеинсодержащих продуктов (чай, кофе, шоколад, газированные кофеинсодержащие напитки) для уменьшения концентрации свободных жирных кислот в плазме крови. Также исключалось употребление алкогольных напитков за сутки до исследования, т.к. алкоголь является конкурентным метаболическим субстратом кардиомиоцитов.
Исследование проводили в условиях внутривенного введения глюкозы и инсулина по методике эугликемического-гиперинсулинемического клемпа, позволяющего унифицировать полученные результаты [246]. Процедуру эугликемического-гиперинсулинемического клемпа проводили в горизонтальном положении пациента. В кубитальную вену, в которую устанавливали периферический катетер, снабженный трехходовым краном, параллельно осуществляли инфузию 20% глюкозы, а также инсулина со скоростью 40 мЕд/мин/площадь поверхности тела пациента. В течение каждых 10 минут осуществляли забор крови для определения концентрации глюкозы до достижения уровня нормогликемии (4,5-5,5 ммоль/л). После этого забор крови осуществляли с интервалом в 30 мин. Скорость введения 20% глюкозы регламентировали уровнем гликемии.
При возникновении у пациента клинических симптомов гипогликемии или при снижении уровня глюкозы плазмы крови менее 2 ммоль/л, выполняли внутривенную болюсную инъекцию 40 мл 40% глюкозы. Через 1 час от начала инфузии глюкозы и инсулина внутривенно болюсно вводили РФП в дозе 180-555 МБк/м2 (из расчета 180 МБк на единицу площади поверхности тела пациента). Эмиссионное ПЭТ сканирование начинали сразу после внутривенного введения 18F-ФДГ, если сбор данных осуществлялся в динамическом режиме или через 30-40 минут, если использовался статический режим продолжительностью в 20 мин. Протокол динамического сканирования имел следующую последовательность: 6 кадров по 10 секунд, 4 кадра по 60 секунд, 2 кадра по 120 секунд, 8 кадров по 300 секунд. Реконструкцию исходных данных проводили с использованием метода обратной проекции с Zoom=2,5 и фильтром Hanning 0,6. Обработку полученных результатов выполняли методом полуколичественного анализа на статических изображениях сердца, для получения которых использовали последний кадр динамического протокола. Полученные трансаксиальные срезы переориентировали по длинным (вертикальные и горизонтальные срезы) и короткой осям ЛЖ, также применялась методика полярного картирования (рисунок 2.6). Анализ результатов ПЭТ с 18F-ФДГ начинали с визуальной оценки аккумуляции и распределения РФП в миокарде ЛЖ. Затем для каждого сегмента выполняли расчет накопления РФП в процентах относительно максимального значения. Для формирования изображений сердца, соответствующих верхушечным, средним и базальным отделам ЛЖ, производили увеличение толщины томографического среза до 1,5-2 см. Области интереса (ROI) очерчивали вручную на каждом из изображений по короткой оси ЛЖ. Для каждого сегмента автоматически с помощью программы «ROI Tools» (опция стандартного пакета программного обеспечения Ecat 7.1. для позитронного эмиссионного томографа) получали средний уровень захвата РФП в процентах к референтному миокарду. Референтными сегментами считали сегменты с максимальным накоплением 18F-ФДГ, принадлежащие бассейну кровоснабжения ангиографически неизмененной коронарной артерии, либо сегменты с максимальной перфузией по данным радионуклидного исследования с перфузионным РФП. 56 Рисунок 2.6. Серии томосцинтиграфических срезов миокарда ЛЖ по горизонтальной (А), вертикальной (Б) и короткой (В) осям. Визуализированы все отделы ЛЖ от верхушки до базальных сегментов. Построение полярной карты ЛЖ (Г) При одноизотопном исследовании с 18F-ФДГ жизнеспособным считали сегмент ЛЖ с уровнем поглощения РФП, составляющим от 70 до 100% по отношению к референтному, а накопление РФП нормальным (рисунок 2.7А). При уровне накопления 18F-ФДГ 100% и более процентов от референтного значения констатировали гиперметаболизм глюкозы в исследуемом жизнеспособном сегменте. Захват РФП от 50 до 70% расценивали, как умеренный гипометаболизм глюкозы в миокарде, а сегменты, в которых наблюдался указанный диапазон накопления РФП, частично жизнеспособными, предполагая наличие в них участков субэндокардиального кардиосклероза (рисунок 2.7Б). Сегмент с накоплением РФП менее 50% определяли как нежизнеспособный (рисунок 2.7В) (C. Rossetti, 1995). Рисунок 2.7. ПЭТ с 18F-ФДГ. Представлены изображения срезов по короткой оси ЛЖ. А. Захват 18F-ФДГ 70% и более от максимального включения в миокард ЛЖ, относящийся к бассейну ангиографически неизмененной КА или сегменту с максимальной перфузией. Б. Захват изотопа менее 70%, но более 50% от максимального включения в референтном сегменте. В. Захват изотопа 50% и менее от максимального включения в референтном сегменте
Исследование перфузии миокарда выполняли в покое или по протоколу «покой – фармакологическая проба». При подготовке пациента к ПЭТ исследованию с фармакологической пробой за 24 часа до его проведения отменяли антиангинальные препараты короткого действия, за 48 часов отменяли препараты пролонгированного действия. Перед выполнением фармакологических проб за 24 часа до исследования из пищевого рациона исключали кофе, чай, кофеинсодержащие продукты и лекарственные вещества, т.к. кофеин, являясь блокатором эндотелиальных аденозиновых рецепторов, выступает в роли функционального антагониста вазодилататоров дипиридамола и аденозина. Использовали два радиофармацевтических препарата для оценки перфузии миокарда: «Рубидия хлорид, 82Rb из генератора» (82Rb-хлорид) или 13N-аммоний. Для оценки перфузионно-метаболических нарушений при ХОКА исследование перфузии миокарда выполняли с 82Rb-хлоридом. При оценке перфузии миокарда методом ПЭТ с радиофармпрепаратом 82Rb-хлорид временной интервал между исследованиями в покое и при фармакологической нагрузке составлял не менее 12 мин (10 периодов физического полураспада изотопа 82Rb). Трансмиссионное сканирование предшествовало эмиссионному. 82Rb-хлорид вводили внутривенно болюсно с помощью автоматической дозирующей инъекционной системы, подключенной к генератору 82Sr/82Rb. Активность РФП при выполнении одного исследования составила 500 МБк/м2 поверхности тела. Эмиссионное сканирование как при исследовании в покое, так и на фоне фармакологической пробы начинали непосредственно после инъекции РФП и осуществляли в динамическом режиме по протоколу: 12 кадров по 10 секунд , 4 кадра по 30 секунд, 6 кадров по 60 секунд.
Изучение структурно-функционального состояния миокарда левого желудочка методом МРТ
Из 105 проанализированных коронарных артерий ХОКА диагностирована в 41 артерии. В ходе посегментарного анализа ЛЖ установлено, что из общего числа 595 (100%) сегментов к бассейнам ХОКА принадлежали 264 (46,15%), из них 138 (52,27%) сегментов имели отношение к бассейну передней межжелудочковой ветви левой коронарной артерии, 104 (39,39%) сегмента -правой коронарной артерии и 22 (8,33%) сегмента – огибающей ветви левой коронарной артерии.
По данным МРТ сердца с контрастным усилением отсроченное контрастирование различной степени выраженности наблюдалось в 166 (62,8%) сегментах, принадлежащих ХОКА, при этом в 86 (51,8%) сегментах отмечен субэндокардиальный, а в 80 (48,2%) сегментах трансмуральный характер позднего контрастирования (X2=4,85; p 0,05). На рисунке 3.1 продемонстрировано влияние степени тяжести стенозирующего атеросклероза коронарных артерий на глубину и объем участка, в котором отмечено замедление выведения контрастного вещества из сердечной мышцы. Наибольшие значения глубины и объема участков позднего контрастирования миокарда были зарегистрированы при окклюзирующем атеросклерозе. Ретроспективный анализ данных ЭКГ показал, что у 30 пациентов в бассейнах ХОКА зарегистрированы изменения, свидетельствующие о перенесенном в прошлом инфаркте миокарда: патологический зубец Q в 27 бассейнах ХОКА (65,8%) и изменения конечного желудочкового комплекса с ЭКГ динамикой, типичной для неQ инфаркта миокарда – в четырех (9,7%). В таблице 3.1 представлено сопоставление результатов ЭКГ исследования с данными о характере отсроченного контрастирования сердечной мышцы.
У большинства пациентов (92,6%) с ЭКГ-признаками перенесенного в прошлом проникающего инфаркта миокарда (инфаркт с зубцом Q) наблюдалась задержка выведения контрастного вещества из сердечной мышцы, при этом в 20 (74%) случаях объем гиперинтенсивного участка превышал 50% от общего объема сегмента или распространялся на глубину более, чем 75% от толщины стенки ЛЖ, что подтверждало трансмуральный характер повреждении сердечной мышцы. Однако, несмотря на патологический зубец Q на ЭКГ, в пяти (18,5%) случаях был отмечен субэндокардиальный тип отсроченного контрастирования, а у двух (7,4%) больных участки замедления выведения не определялись, что, доказывало наличие жизнеспособного миокарда в постинфарктной зоне. У четырех (9,8%) пациентов трансмуральный характер отсроченного контрастирования в бассейнах ХОКА не сопровождался регистрацией патологического зубца Q на ЭКГ. Кроме того, в шести случаях, несмотря на полученные данные МРТ о субэндокардиальном (четыре сегмента) или трансмуральном (два сегмента) постинфарктном кардиосклерозе, патологических изменений на ЭКГ, свидетельствующих о перенесенном инфаркте миокарда, зафиксировано не было. Кроме того, в шести случаях, несмотря на полученные данные МРТ о субэндокардиальном (четыре сегмента) или трансмуральном (два сегмента) постинфарктном кардиосклерозе, патологических изменений на ЭКГ, свидетельствующих о перенесенном инфаркте миокарда, зафиксировано не было. Таким образом, в 36,6% случаев оценить степень повреждения сердечной мышцы только на основании результатов ЭКГ исследования оказалось невозможно (таб. 3.1). По данным селективной коронарографии из 211 (79,9%) сегментов ЛЖ, соответствующих бассейнам ХОКА с ангиографическими признаками коллатерального заполнения окклюзированной артерии, нормальная перфузия миокарда по данным МРТ была зарегистрирована в 78 (36,9%). В оставшихся 133 (63,1%) сегментах зафиксирована гипоперфузия сердечной мышцы, степень выраженности которой находилась в прямой зависимости от объема и глубины участков отсроченного контрастирования (Rspearmen = 0,64 и 0,59 соответственно, р 0,0001). При функционирующем коллатеральном кровообращении в бассейнах ХОКА в 70 (33,2%) сегментах глубина участка отсроченного контрастирования не превышала 50% от толщины стенки ЛЖ и в 95 (45%) сегментах отсроченного контрастирования не наблюдалось, что подтверждало жизнеспособность сердечной мышцы. МРТ-признаки трансмурального кардиосклероза выявлены лишь в 46 (21,8%) сегментах, получающих кровоснабжение за счет коллатеральных сосудов (рисунок 3.2, таблица 3.2). Отсутствие ретроградного заполнения окклюзированной коронарной артерии в 100% случаев ассоциировалось с выраженной гипоперфузией миокарда и задержкой выведения контрастного вещества из сердечной мышцы, при этом в 87,5% отмечен трансмуральный характер отсроченного контрастирования. Лишь в семи (12,5%) сегментах глубина участка замедленного выведения контрастного вещества достигала 50% от толщины ЛЖ, что доказывало наличие жизнеспособных
При анализе регионарной сократимости ЛЖ в большинстве сегментов - 217 (82,2%), принадлежащих бассейнам ХОКА, зарегистрирована локальная дисфункция миокарда. На рисунке 3.3 представлено распределение сегментов с различной степенью тяжести регионарной дисфункции ЛЖ и глубиной повреждения сердечной мышцы в зависимости от состояния коллатерального кровообращения.
Как следует из таблицы 3.2 и рисунка 3.3, при функционирующем коллатеральном кровотоке в бассейнах ХОКА в структуре регионарной дисфункции ЛЖ преобладали сегменты с гипокинезией, тогда как а- и дискинезия чаще наблюдались в отсутствии коллатерального кровообращения. Характер дисфункции миокарда определялся глубиной повреждения сердечной мышцы и не зависел от состояния коллатеральной микроциркуляции.
В данный раздел включено 39 пациентов с хроническими формами ИБС и ангиографически документированными окклюзиями коронарных артерий. Давность окклюзий превышала три месяца. Средний возраст пациентов составил 56,17+ 6,57 лет. Пациенты не включались в исследование согласно следующим критериям: возраст старше 80 лет, сочетанная сердечно-сосудистая патология (пороки сердца, дилатационная и гипертрофическая кардиомиопатии, воспалительные заболевания миокарда, болезни накопления), а также лица, имеющие противопоказания к проведению МРТ (искусственные водители ритма, металлические имплантаты и т.п.). Все пациенты подписали информированное согласие установленного образца, а само исследование было одобрено региональным этическим комитетом.
У большинства пациентов диагностирована стенокардия напряжения II ф. кл. (22 человека, 56,4%), у 12 больных (30,8%) - III ф. кл., у одного пациента установлен I ф. кл. стенокардии напряжения (2,6%) и в одном случае - IV ф. кл. У трех пациентов на основании результатов холтеровского мониторирования определены признаки безболевой ишемии миокарда. За исключением одного пациента, у остальных 38 человек выявлено осложнение ИБС в виде хронической сердечной недостаточности: в 20 случаях (51,3%) на уровне II функционального класса согласно Нью-Йоркской ассоциации кардиологов (NYHA), у 12 человек -1 функционального класса (30,7%), у пяти - III функционального класса (12,8%), у одного пациента проявления ХСН достигали IV ф. кл. (2,6%). При сопоставлении данных коронарографии с результатами электрокардиографического исследования (ЭКГ) из числа 45 артерий с хронической окклюзией в 31 случае (68,8%) зарегистрированы признаки трансмурального кардиосклероза. На основании ретроспективного анализа электрокардиограмм у девяти (20%) пациентов в бассейнах ХОКА диагностировано нетрансмуральное повреждение сердечной мышцы. В оставшихся пяти (11,1%) случаях в бассейнах ХОКА инструментальных признаков постинфарктных изменений миокарда обнаружено не было.
Похожие диссертации на Сравнительный анализ результатов позитронной эмиссионной и магнитно-резонансной томографии сердца в диагностике жизнеспособного миокарда у больных с хроническими окклюзиями коронарных артерий
-
-
