Многослойная спиральная компьютерная томография коронарных артерий в комплексной лучевой диагностике ишемической болезни сердца

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Многослойная спиральная компьютерная томография коронарных артерий в комплексной лучевой диагностике ишемической болезни сердца

14.00.19 - лучевая диагностика, лучевая терапия

На правах рукописи

Ицкович Ирина Эммануиловна

Санкт-Петербург 2008

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении «Российский научный центр радиологии и хирургических технологий Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи» и в Государственном образовательном учреждении дополнительного профессионального образования «Санкт-Петербургская медицинская академия последипломного образования Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный консультант: заслуженный деятель науки, доктор медицинских наук профессор Тютин Леонид Авраамович.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук профессор Амосов Виктор Иванович;

доктор медицинских наук профессор Карлова Наталья Александровна;

доктор медицинских наук Сухов Валентин Константинович.

Ведущая организация: Федеральное государственное учреждение «Российский кардиологический научно-производственный комплекс Росмедтехнологий (Кардиоцентр)».

Защита диссертации состоится «__» года в часов на заседании диссертационного совета Д 215.002.11 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Военно-медицинская академия имени С.М.Кирова» Министерства обороны Российской Федерации (194044, Санкт-Петербург, ул. Акад. Лебедева, 6).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Военно-медицинская академия имени С.М.Кирова» Министерства обороны Российской Федерации (194044, Санкт-Петербург, ул. Акад. Лебедева, 6).

Автореферат разослан «__» _____________2008 года

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук профессор Б.И. Ищенко.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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:

1. Разработать оптимальную методику МСКТ коронарных артерий и оценить качество их визуализации в зависимости от технологии исследования.

2. Определить оптимальный для визуализации каждой коронарной артерии интервал сердечного цикла при выполнении ретроспективных реконструкций изображений в зависимости от частоты сердечных сокращений пациента.

3. 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.

4. Оценить диагностическую эффективность МСКТ-ангиографии в выявлении стенозов коронарных артерий различной степени в зависимости от методики исследования.

5. Изучить связь между вариантами строения коронарного русла и наличием гемодинамически значимых стенозов по данным МСКТ-ангиографии.

6. Изучить связь между кальцинозом и стенозированием коронарных артерий и возможности комбинированного использования результатов контрастной МСКТ-ангиографии и величины кальциевого индекса.

7. Сопоставить результаты КТ исследования степени кальциноза коронарных артерий и перфузионной ПЭТ.

8. Сопоставить результаты МСКТ-ангиографии коронарных артерий и перфузионной ПЭТ и определить значение сочетанного МСКТ-ПЭТ обследования в диагностике ИБС.

9. 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:

1. 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.

2. 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.

3. 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.

стеноз ишемический компьютерный коронарный

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Общая характеристика больных и методы исследования

Проанализированы результаты комплексного обследования 205 пациентов, находившихся на стационарном лечении и наблюдавшихся амбулаторно в клиниках Российского научного центра радиологии и хирургических технологий, СПб Медицинской академии последипломного образования, в городских больницах №2 и №31 с установленным диагнозом ИБС или подозрением на нее.

Средний возраст пациентов составил 53,9 0,8 (от 19 до 79) лет. Большинство (73,7%) обследованных были мужчины. Диагноз ИБС был установлен перед обследованием у 69 (33,7%) пациентов на основании данных анамнеза и традиционных инструментальных методов исследования. Наличие ИБС предполагалось у 136 (66,3%) пациентов.

Жалобы на боли, чувство сдавления за грудиной при нагрузке предъявляли 80 (39%) пациентов. Стенокардия покоя (спонтанная) отмечалась у 9 (4,4%) больных. Жалобы на боли за грудиной при нагрузке и в покое предъявляли 15 (7,3%) пациентов. Одышка при выполнении физической нагрузки беспокоила 116 (56,6%) человек. Более чем у половины (60%) пациентов отмечались перебои в работе сердца.

Клинические симптомы ИБС отсутствовали у 9 человек. Поводом для их обследования явилось: наличие артериальной гипертензии у трех, нарушения ритма сердца при ЭКГ в покое и суточном мониторировании ЭКГ у четырех, дислипидемия в плазме крови у двух, наличие опухоли сердца у одного, сочетание артериальной гипертензии и нарушений ритма сердца при суточном мониторировании ЭКГ у одной пациентки.

Инфаркт миокарда перенесли 43 (21%) пациента, причем восемь из них перенесли два, один - три инфаркта миокарда. У 5 больных в анамнезе отмечалось острое нарушение мозгового кровообращения. Самым частым (66,8%) фактором риска была артериальная гипертензия. Сахарным диабетом страдали 16 (7,5%) человек, курение в анамнезе отмечали 42 (20,5%) пациента, наследственность была отягощена сердечно-сосудистыми заболеваниями у 64 (31,2%) человек, ожирение имелось у 31 (15,1%) пациента, дислипидемия выявлена у 72 (35,1%) человек. Острый и подострый миокардит перенесли 7 пациентов, трое обследованы в связи с подозрением на миокардит.

Пациентам выполняли традиционные инструментальные методы обследования: электрокардиографию (ЭКГ) в покое, холтеровское (суточное) мониторирование ЭКГ, ЭКГ с нагрузочными пробами: тредмил- или велоэргометрический тесты. Оценка функционального состояния левого желудочка выполнялась с помощью эхокардиографии (ЭхоКГ), стресс-ЭхоКГ. Неинвазивная оценка состояния коронарных артерий выполнена с помощью МСКТ. Для верификации полученных результатов использовали инвазивную КАГ. Оценку перфузии миокарда, количественное определение объема миокардиального кровотока и коронарного резерва выполняли с помощью ПЭТ. Для диагностики сопутствующего атеросклероза брахиоцефальных артерий проводили ультразвуковое дуплексное сканирование (УЗДС), допплерографию с цветным картированием и магнитно-резонансную ангиографию (МРА). Для дифференциальной диагностики ИБС и миокардита выполняли ультразвуковую денситометрию (эходенситометрию) миокарда левого желудочка, сцинтиграфию миокарда (СГМ) и магнитно-резонансную томографию (МРТ) миокарда. МСКТ-ангиография коронарных артерий выполнена у 10 пациентов с миокардитом или подозрением на него. Кроме того, у 84 человек с подозрением на миокардит выполнено комплексное лучевое обследование, не включавшее МСКТ-ангиографию.

Данные о характере и объеме инструментального обследования пациентов представлены в табл. 1.

Таблица 1

Объем выполненных инструментальных методов обследования

МСКТ коронарных артерий выполнена на аппаратах Volume-Zoom (Siemens) и Light Speed Plus (General Electric). Первый этап исследования - подсчет кальция в коронарных артериях - выполняли без введения контрастного вещества. На томографе Volume-Zoom использовали ретроспективную синхронизацию с ЭКГ. Получали серию аксиальных срезов, устанавливая задержку триггера на 75% интервала R-R на ЭКГ. Затем выполняли реконструкцию в ту фазу сердечного цикла, которая была оптимальной для МСКТ-ангиографии. На томографе Light Speed Plus использовали проспективную синхронизацию с ЭКГ. Устанавливали задержку триггера перед сканированием в зависимости от ЧСС пациента (табл. 2). Сканирование продолжалось 15-17 с во время одной задержки дыхания.

МСКТ-ангиография являлась вторым этапом исследования и проводилась в условиях ретроспективной синхронизации с ЭКГ и внутривенного введения контрастного вещества с помощью автоматического шприца-инъектора. Вводили неионные контрастные препараты из расчета 1,5-2,0 мл на кг веса со скоростью 4 мл/с в локтевую вену. Пациентам с большой массой тела устанавливали скорость введения контрастного вещества 5 мл/с. Момент начала сканирования после начала введения контрастного вещества (отсрочка - «delay»), как правило, определяли с помощью программы тест-болюс. Вводили 20,0 мл контрастного вещества со скоростью 4,0 - 5,0 мл/с и определяли время, через которое наступает максимальное контрастирование восходящей части аорты. Сканирование продолжалось в течение 32-37 секунд во время одной задержки дыхания.

Таблица 2. Величина задержки триггера для подсчета кальция на томографе Light Speed Plus

МСКТ-ангиография выполнена по стандартной методике у 91 пациента. Среди них было два человека с нарушениями ритма сердца (мерцательная аритмия и частая экстрасистолия). Для снижения ЧСС использовали -блокаторы (25-50 мг атенолола или анаприлина за 1ч до исследования перорально) только у 20 пациентов с ЧСС > 70 уд/мин и у двух пациентов с ЧСС > 65 уд/мин. У некоторых пациентов устанавливали эмпирически усредненную отсрочку сканирования после начала введения контрастного вещества: 17 - 20 с. В отношении выбора оптимальной фазы сердечного цикла при выполнении ретроспективных реконструкций изображений пользовались рекомендациями фирмы производителя. Согласно этим рекомендациям «идеальное окно» находится в интервале 40% - 55% промежутка RR на ЭКГ и зависит от ЧСС. Каждому пациенту выполнили от одной до трех реконструкций.

МСКТ по усовершенствованной методике проведена у 114 человек. В понятие усовершенствованной методики вкладывали следующий комплекс мероприятий. Пациентам с тяжелыми нарушениями ритма, такими как мерцательная аритмия, фибрилляция предсердий, частая экстрасистолия рекомендовали проведение антиаритмической терапии. Если эта терапия оказывалась неэффективной, то МСКТ-ангиографию не проводили. Использовали -блокаторы перед исследованием у пациентов с ЧСС > 60 уд/мин. Для исключения динамической нерезкости проводили репетицию задержки дыхания во время сканирования. Для уменьшения степени нарастания ЧСС к концу сканирования устанавливали минимальное время сканирования и проводили гипервентиляцию за 20-25 с до его начала. Процедуру гипервентиляции репетировали перед исследованием. Момент начала сканирования после начала введения контрастного вещества определяли у всех пациентов с помощью программы тест-болюс на томографе Volume-Zoom и программы Smart Prep на томографе Light Speed Plus. Для уменьшения количества артефактов, вызванных движением коронарных артерий, выполняли ретроспективные реконструкции изображений каждому пациенту через 5 % в интервале от 30 % до 80 % длительности сердечного цикла. Состояние коронарных артерий оценивали по тем изображениям, на которых их визуализация была оптимальной.

Количественную оценку кальция осуществляли по методике A.S.Agatston и соавт. (1990), в соответствии с которой коронарный кальциноз определялся как участок плотностью более 130 единиц Хаунсфилда (HU). Маркировали каждую кальцинированную бляшку на каждом срезе. Степень кальциноза выражали величиной КИ. Автоматически вычисляли КИ в каждой коронарной артерии и общий КИ пациента как сумму индексов на всех томографических срезах.

Состояние коронарных артерий при МСКТ-ангиографии анализировали на аксиальных срезах (2D) и на реконструкциях: MPR (многоплоскостная реформация), MIP (проекция максимальной интенсивности), RT3D, VRT (трехмерные, объемные). Проанализировано состояние 816 коронарных артерий. Они были разделены на 15 сегментов в соответствии с классификацией, принятой Американской Кардиологической Ассоциацией (Austen W. et al., 1975). К проксимальным сегментам отнесены: 1, 5, 6, 11; к медиальным: 2, 3, 7, 13; к дистальным: 4, 8, 15; к боковым ветвям: 9, 10, 12, 14. Проанализировано состояние 3111 сегментов.

Пациенты и коронарные артерии разделены на 5 групп по степени кальциноза в зависимости от величины КИ в соответствии с рекомендациями специалистов клиники Мауо (Rumberger J.A. et al., 1999) (табл. 3).

Таблица 3

Распределение пациентов и коронарных артерий по степени кальциноза

Диагностическую эффективность КИ в предсказании гемодинамически значимых стенозов оценивали в зависимости от той величины, которая принята в качестве пороговой (КИ>0 ед., КИ>10 ед., КИ>100 ед., КИ>400 ед.) отдельно для коронарных артерий и для пациентов.

Определяли частоту хорошей визуализации сегментов коронарных артерий в зависимости от ЧСС пациента и методики МСКТ-ангиографии: стандартной или усовершенствованной. Для решения этой задачи пациенты были разделены на 4 группы (табл. 4).

Использовали балльную оценку степени стенозирования коронарных артерий: 0 - отсутствие стеноза; 1 - уменьшение диаметра сосуда менее чем на 50%; 2 - уменьшение диаметра сосуда на 50% - 70%; 3 - уменьшение диаметра сосуда более чем на 70%. Стенозы 1-ой степени считали гемодинамически незначимыми, 2-ой и 3-ей степени гемодинамически значимыми.

Таблица 4

Деление пациентов в зависимости от методики исследования и ЧСС

Диагностическую эффективность МСКТ-ангиографии в выявлении стенозов определяли раздельно для сегментов, коронарных артерий и пациентов.

Возможности комбинированного использования результатов МСКТ-ангиографии и КИ оценивали ретроспективно следующим образом. Если при МСКТ-ангиографии гемодинамически стеноз в артерии не был диагностирован, а КИ в ней был > 400 ед. (при данной пороговой величине диагностическая точность КИ при анализе по артериям была максимальной), то делали заключение о наличии гемодинамически значимого стеноза в артерии.

Инвазивная КАГ проведена у 86 пациентов на аппаратах Innova 2000 (General Electric), Angiostar Plus и Multistar (Siemens) с цифровой регистрацией изображения по стандартной методике. Как правило, использовали трансфеморальный, реже - трансрадиальный доступы. Применяли неионные контрастные препараты. Изображения каждой коронарной артерии получали последовательно в нескольких проекциях.

ПЭТ миокарда выполнена у 84 пациентов на аппарате Ecat-Exact-47 (Siemens). Исследования выполняли с перфузионным агентом 13N-аммонием в покое и на фоне фармакологического теста с вазодилататорами (аденозин, дипиридамол). Накопление радиофармацевтического препарата (РФП) в миокарде левого желудочка оценивали с использованием полуколичественного анализа по четырехбалльной шкале: 1 - нормальная аккумуляция РФП (более 75% от максимального включения в миокард), 2 - умеренно выраженные дефекты перфузии (от 50% до 75%), 3 - значительно выраженные дефекты перфузии (от 25% до 50%), 4 - аперфузионные очаги (менее 25%). Топографическую оценку и принадлежность к бассейну коронарной артерии осуществляли по унифицированной 16-сегментарной модели левого желудочка. Количественную оценку перфузии выполняли с помощью определения объема миокардиального кровотока в мл на 100 г миокарда в минуту. Коронарный резерв определяли как соотношение объема миокардиального кровотока во время нагрузки и в покое у 31 пациента. Сниженным, в соответствии с рекомендациями Д.В.Рыжковой и соавт. (2006), считали коронарный резерв менее 2,5.

Изучали связь между наличием и степенью кальциноза и стенозирования коронарных артерий по данным МСКТ и снижением перфузии миокарда по данным ПЭТ в покое и в условиях стресс-теста раздельно у 70 пациентов и в 210 артериях (передняя нисходящая, огибающая, правая коронарная). Кроме того, выполняли анализ связи между наличием и степенью кальциноза и стенозирования по данным МСКТ и снижением коронарного резерва в соответствующих бассейнах миокарда по данным ПЭТ раздельно для 31 пациента и для 93 артерий.

Статистический анализ достоверности различий между показателями сопоставляемых групп включал в себя вычисление среднего (среднего арифметического) значения показателя, ошибки среднего значения, коэффициента корреляции между показателями, t - критерия Стьюдента для оценки достоверности различий средних значений. Различия средних значений показателей считались достоверными при p ? 0,05. В статистическую обработку включены 53 показателя состояния пациентов. Для определения оптимального сочетания чувствительности и специфичности КИ в предсказании гемодинамически значимых стенозов в зависимости от его пороговой величины использовали ROC-анализ (receiver operating characteristic curve analysis).

Для количественной оценки эффективности различных методов диагностики ИБС и деления пациентов по степени тяжести атеросклероза использовали статусметрический метод статистической обработки результатов исследования. Он заключается в построении моделей межгрупповых различий. Для выделения наиболее значимых клинических и инструментальных показателей в диагностике ИБС создана модель 1. В качестве группообразующего признака был выбран показатель наличия или отсутствия диагноза ИБС у пациентов перед обследованием. Из базы данных были отобраны 20 пациентов с установленным до обследования диагнозом ИБС (первая группа) и 48 пациентов с неустановленным диагнозом ИБС (вторая группа). При многофакторном анализе учитывали 33 показателя состояния пациентов. Для деления пациентов по степени тяжести атеросклероза использовали наиболее весомый, по результатам первой модели, показатель диагностики ИБС: степень стеноза по данным МСКТ-ангиографии. По всем 53 изучаемым показателям создали дополнительные модели: модель 2: «без стеноза» (61 пациент) - степень стеноза «1» (55 пациентов); модель 3: «без стеноза» (61 пациент) - степень стеноза «2(3)» (89 пациентов); модель 4: степень стеноза «1» (55 пациентов) - степень стеноза «2(3)» (89 пациентов).

Результаты исследования и их обсуждение.

Результаты оптимизации технологии МСКТ коронарных артерий.

При анализе всех сегментов, включая дистальные и боковые ветви, у пациентов, обследованных по стандартной методике, получена хорошая визуализация 60,2%, а по усовершенствованной методике - 69,5 % сегментов коронарных артерий. C. Herzog и соавт. (2004) в аналогичном исследовании получили хорошую визуализацию 68,4 % сегментов коронарных артерий. Мы получили хорошую визуализацию 95 % проксимальных, 77 % медиальных, 54,3 % дистальных сегментов, 46,9% боковых ветвей. Хорошая визуализация сегментов правой коронарной артерии получена в 68,9 %, ствола левой коронарной артерии - в 98,2 %, сегментов передней нисходящей артерии - в 76,7 %, огибающей артерии - в 57,0 %. Оценка третьего сегмента правой коронарной артерии чаще других (48,3%) была искажена артефактами из-за самой высокой скорости ее движения. Аналогичные результаты получены в исследованиях S.Achenbach и соавт. (2000, 2001), K.Nieman и соавт. (2001), G.T.Lau и соавт. (2005). Низкая частота визуализации сегментов огибающей артерии объясняется тем, что два ее сегмента (14-ый и 15-ый), как правило, имеют диаметр менее 1,5-2,0 мм. По этой же причине редко удавалось получить хорошую визуализацию 10-ого сегмента передней нисходящей артерии. При исключении из анализа 10-ого, 14-ого и 15-ого сегментов хорошая визуализация сегментов передней нисходящей артерии увеличилась до 85 %, огибающей артерии - до 77,9 %, всех сегментов - до 78,9 %. Полученные результаты сопоставимы с результатами аналогичных исследований, выполненных на 4-, 16- и 32- срезовых томографах (Heuscmid M. et al., 2005; Lau G. T. et al., 2005; Corderio M. A. S. et al., 2006; Garcia M.J. et al., 2006).

Несмотря на тщательное соблюдение технологии исследования, интерпретация 11,1% сегментов коронарных артерий была затруднена из-за артефактов движения у пациентов с возникшей аритмией и возросшей во время сканирования ЧСС, 1,3 % сегментов - из-за выраженного кальциноза, 1,3% - из-за плохого контрастирования артерий у пациентов с большим весом. Комбинация значительного кальциноза с двигательными артефактами отмечалась в 10 сегментах. Следовательно, четырехсрезовые томографы не могут заменить традиционную КАГ у пациентов с аритмией и высокой степенью кальциноза из-за сравнительно низкого временного и пространственного разрешения. Того же мнения придерживаются В.Е.Синицын и соавт. (2008).

Зависимость визуализации коронарных артерий (при исключении из анализа 10-ого, 14-ого и 15-ого сегментов) от методики исследования и ЧСС пациента представлена на диаграмме 1. Из нее следует, что визуализация коронарных артерий зависела от ЧСС пациента, ухудшаясь по мере увеличения последней как у пациентов, обследованных по стандартной, так и по усовершенствованной методике. По t-критерию Стьюдента выявленные различия были статистически достоверны (р?0,05) для большинства сегментов коронарных артерий. Полученные результаты согласуются с выводами C.R.Becker и соавт. (2000), C.Hong и соавт.(2001), T.Giesler и соавт. (2002), C.Herzog и соавт. (2004) о том, что при ЧСС более 65-70 уд/мин не возможно получить хорошее качество изображения всех сегментов коронарных артерий и однозначное обнаружение коронарного стеноза. Поэтому у пациентов с ЧСС более 60 уд/мин мы рекомендуем перед исследованием использовать бета-блокаторы.

Диаграмма 1. Визуализация сегментов коронарных артерий в зависимости от методики исследования и ЧСС пациента

Качество визуализации коронарных артерий существенно зависело от фазы сердечного цикла, в которую выполнялась их реконструкция. Хорошая визуализация большинства (71,7%) артерий отмечалась в интервале 60% - 75% длительности сердечного цикла. В исследованиях S.Achenbach и соавт. (2001), A.F.Kopp и соавт. (2001), M.Ferencik и соавт. (2003), D.Ropers и соавт. (2003) изображения коронарных артерий хорошего качества получены в позднюю диастолическую фазу: 50% - 80% интервала R-R на ЭКГ. Оптимальный для визуализации коронарных артерий момент сердечного цикла зависел от ЧСС пациента. При ЧСС < 60 уд/мин хорошая визуализация коронарных артерий получена в интервале 70% - 75%, при ЧСС 60-70 уд/мин 60% - 70% длительности сердечного цикла, при ЧСС > 70 уд/мин - в более раннюю фазу (40%) сердечного цикла. В исследовании T.Giesler и соавт. (2002) при ЧСС ? 70 уд/мин удовлетворительная визуализация коронарных артерий отмечалась в более позднюю фазу (70% и 80 %), а при ЧСС > 70 уд/мин - в более раннюю фазу (50%) сердечного цикла.

У пациентов с высокой ЧСС качественная визуализация различных коронарных артерий получена в разные моменты сердечного цикла. Это связано с тем, что коронарные артерии двигаются независимо друг от друга, с различной скоростью (Hong C., 2001; Kopp A.F. et al., 2001; Rumberger J.A., 2001; Husmann L. et al., 2007). Мы выявили закономерности, позволяющие с наибольшей вероятностью определять интервал сердечного цикла, в который можно получить качественную визуализацию каждой коронарной артерии в зависимости от ЧСС пациента (табл. 5). Из таблицы 5 следует, что при ЧСС < 60 уд/мин хорошую визуализацию всех коронарных артерий чаще удавалось получить в позднюю диастолическую фазу - 70% интервала RR. При ЧСС 60 65 уд/мин большинство артерий удавалось хорошо визуализировать при задержке триггера на 60%, 70% и 75% интервала RR приблизительно с одинаковой частотой. При ЧСС 66 - 70 уд/мин оптимальная ЭКГ фаза для правой коронарной и огибающей артерий чаще составляла 60% интервала RR, а для ствола левой коронарной и передней нисходящей артерий - 70% интервала RR. При ЧСС > 70 уд/мин оптимальной для большинства артерий являлась более ранняя диастолическая фаза - 40% интервала RR.

Таблица 5. Зависимость числа качественно визуализированных коронарных артерий от фазы ЭКГ и ЧСС (114 пациентов)

Примечание: ЭКГ фаза сердечного цикла - % RR на ЭКГ

В ячейках указано число качественно визуализированных коронарных артерий.

Использование выявленных закономерностей позволило ускорить процесс выполнения и анализа ретроспективных реконструкций изображений и увеличить число качественно визуализируемых сегментов коронарных артерий (Патент № 2246258 от 20.02.2005 г.).

Таким образом, визуализация коронарных артерий зависит от тщательного подбора, подготовки пациентов, соблюдения технологии сканирования и ретроспективной реконструкции изображений.

Результаты исследования кальциноза коронарных артерий

Эффективность КИ в предсказании гемодинамически значимых стенозов зависела от его величины, которая принята в качестве пороговой (табл. 6).

Таблица 6. Диагностическая эффективность КИ в предсказании гемодинамически значимых стенозов при различной пороговой величине

Примечание: Ч - чувствительность; С - специфичность; ДТ - диагностическая точность

Из таблицы 6 следует, что при низкой пороговой величине КИ (> 0 ед.) чувствительность его при анализе по артериям и по пациентам оказалась высокой (83,7 % и 91,7 % соответственно), а специфичность низкой (68,7 % и 70,6 % соответственно). По мере увеличения пороговой величины чувствительность КИ снижалась, а специфичность увеличивалась, что согласуется с данными C.Herzog и соавт. (2004) и G. T. Lau и соавт. (2005).

Оптимальное сочетание чувствительности (83,3%) и специфичности (82,4%) КИ в предсказании гемодинамически значимых стенозов по результатам ROC-анализа мы выявили при пороговой величине его > 10 ед. у пациентов. Аналогичные результаты получены в исследованиях С.К. Тернового и соавт. (2003), A.Schmermund и соавт. (1997), выполненных с помощью ЭЛТ. Диагностическая точность КИ при этой пороговой величине составила 83,0%.

Максимальная диагностическая точность КИ при анализе по артериям составила 76,2% при пороговой величине его > 400 ед.

Между величиной КИ по данным МСКТ и наличием гемодинамически значимого стеноза по данным инвазивной КАГ получены выраженные корреляции (p ? 0,001) для правой коронарной артерии (r=0,53), слабо выраженные (p ? 0,05) - для передней нисходящей артерии (r=0,34) и пациентов (r=0,32). Для ствола левой коронарной и огибающей артерий корреляции не выявлены (p>0,05).

Результаты МСКТ-ангиографии коронарных артерий

У большинства (83,4%) пациентов при МСКТ-ангиографии имел место равномерный тип коронарного кровоснабжения, реже - правый и левый типы (12,7% и 3,9% соответственно). У 63,9% пациентов строение коронарного русла было обычным, у 36,1% пациентов выявлены такие варианты его строения как трифуркация ствола левой коронарной артерии, короткий ствол левой коронарной артерии или его отсутствие, гипоплазия сегментов правой коронарной и огибающей артерий.

При МСКТ-ангиографии атеросклеротические бляшки, не вызывающие гемодинамически значимого сужения, выявлены у 55 пациентов, в 202 артериях, в 380 сегментах. Они располагались чаще в проксимальных (52,6 %) и в медиальных (29,2 %), реже в дистальных (6,9 %) сегментах и в боковых ветвях (11,3 %). Гемодинамически значимые стенозы обнаружены у 86 пациентов, в 127 артериях, в 167 сегментах, из которых медиальные составляли 50,2 %, проксимальные - 30,0 %, дистальные - 6,0 %, боковые ветви - 13,8 %. Высокая частота атеросклероза в проксимальных и медиальных сегментах венечных сосудов обусловлена тем, что эти сегменты больше подвержены давлению систолических пиков (Rodenwaldt J., 2003). J.S.Hochman и соавт. (1988) при вскрытии более 14000 трупов только 16% стенозов выявили в дистальной трети венечных артерий.

Результаты оценки эффективности МСКТ-ангиографии в выявлении стенозов раздельно для сегментов, коронарных артерий и пациентов представлены в таблице 7. Из нее следует, что чувствительность МСКТ-ангиографии в выявлении стенозов оказалась самой высокой (95,8%) при анализе по пациентам, а специфичность и общая диагностическая точность - при анализе по сегментам (95,1% и 94,5% соответственно). В аналогичном исследовании C.Herzog и соавт. (2007), выполненном на 64-срезовом томографе, получены аналогичные результаты. Диагностическая точность МСКТ-ангиографии у пациентов, обследованных по усовершенствованной методике, была выше, чем у пациентов, обследованных по стандартной методике, при анализе по артериям (94,7% против 88,6%) и пациентам (94,7% против 86,4%). Диагностическая эффективность нашего исследования сопоставима с результатами исследований, выполненных на 16- и 64 - срезовых томографах (Kitagava T. et al., 2005; Leber A. et al., 2005; Garcia J. et al., 2006; Soon K. et al., 2007). Обращает на себя внимание, что в исследовании D.Ropers и соавт. (2003) , выполненном на 4-срезовом томографе, получена чувствительность 92%, а в исследовании A.Leber и соавт. (2005) на 64-срезовом томографе - 73%. В исследовании G.Blinder и соавт. (2005), выполненном на 4-срезовом томографе, специфичность составила 96%, а в исследовании J.Garcia и соавт. (2006) на 16-срезовом томографе - 65%. Следовательно, эффективность МСКТ-ангиографии зависит не только от класса аппарата, но и от соблюдения технологии исследования.

Таблица 7. Диагностическая эффективность МСКТ-ангиографии в выявлении стенозов коронарных артерий

Ч - чувствительность; С - специфичность; ДТ - диагностическая точность; ППЦ - положительная предсказательная ценность; ОПЦ - отрицательная предсказательная ценность

Из таблицы 7 следует, что МСКТ-ангиография обладает высокой отрицательной предсказательной ценностью, поэтому пациенты с отсутствием признаков стенозирования коронарных артерий могут быть избавлены от необходимости выполнения КАГ. Это приведет к уменьшению диагностических инвазивных процедур. Положительная предсказательная ценность метода также высокая при подсчете по артериям (83%) и пациентам (88,5%), поэтому у пациентов с признаками гемодинамически значимого стенозирования коронарных артерий диагностическая КАГ не целесообразна. Им может быть сразу выполнена лечебная процедура, то есть баллонная ангиопластика и стентирование. Информация о степени сужения артерии на МСКТ изображениях будет достаточной для планирования баллонной ангиопластики.

В таблице 8 ...