Consilium medicum начало :: поиск :: подписка :: издатели :: карта сайта

Болезни Сердца и Сосудов  
Том 01/N 1/2006 ИШЕМИЧЕСКАЯ БОЛЕЗНЬ СЕРДЦА

Мультиспиральная компьютерная томография: исследование коронарных артерий


В.Е.Синицын, Д.Ю.Устюжанин

Российский кардиологический научно-производственный комплекс Росздрава, Москва

Введение
   
Рентгеновская компьютерная томография (КТ) является одним из наиболее используемых в современной медицине лучевых методов диагностики [1, 2]. Однако в течение длительного времени она редко применялась для исследований сердца и сосудов. Это было связано с небольшой скоростью получения срезов с помощью традиционных систем КТ. У этих приборов время оборота трубки было сопоставимым с длительностью сердечного цикла. Практически единственной разновидностью КТ, пригодной для получения изображений сердца, была электронно-лучевая томография (ЭЛТ), появившаяся в 1984 г. [2]. Однако число этих систем во всем мире было небольшим (около 200). Начиная с 1998 г., после появления мультиспиральной КТ (МСКТ), этот метод стал широко применяться для исследований сердца и сосудов. В последние годы популярность МСКТ как метода визуализации сердца и сосудов постоянно возрастает.
   Одно из важнейших следствий бурного развития МСКТ - внедрение этого метода для получения изображений коронарных артерий. Традиционно для целей получения изображений коронарных артерий использовалась рентгеновская ангиография, которая до сегодняшнего дня остается "золотым стандартом" диагностики в этой области. Потребность в проведении коронарной ангиографии огромна. Однако очевидно, что рентгеноконтрастная коронароангиография не может быть выполнена всем пациентам, нуждающимся в ней. Благодаря появлению спиральной и мультиспиральной КТ появилась методика КТ-ангиографии (КТА), которая стала использоваться для оценки состояния коронарных артерий и проходимости венозных и артериальных коронарных шунтов. В данной статье описывается современное состояние вопроса использования КТ для неинвазивной коронарографии.   

Методика проведения МСКТ сердца и коронарных артерий
   
Изображения коронарных артерий удовлетворительного качества могут быть получены на МСКТ с числом спиралей от 4 и выше при условии использования синхронизации с электрокардиографией (ЭКГ). Кардиосинхронизация при МСКТ может осуществляться в двух режимах - проспективном и более часто - ретроспективном.
   Первая методика КТ-исследования сердца и коронарных артерий - скрининг коронарного кальция для ранней диагностики коронарного атеросклероза [2]. С этой целью МСКТ кальция обычно проводится в пошаговом режиме (как и ЭЛТ) при толщине среза 1-2,5 мм. Протяженность исследования - от уровня синусов Вальсальвы до нижней границы сердца - составляет в среднем 120 мм, время исследования - 15-20 с (на задержке дыхания). Применяется проспективная синхронизация с ЭКГ.
   Вторая методика используется для неинвазивной коронарографии и шунтографии [1, 2, 4]. Для этого применяют объемный режим томографии при ретроспективной синхронизации с ЭКГ, а во время выполнения томографии с помощью автоматического инжектора в локтевую вену вводят 100-150 мл контрастного вещества (КТА). Толщина среза составляет 0,5-1,25 мм, при вторичной реконструкции восстанавливают срезы толщиной 0,5-1 мм. На новых системах с 16-64 рядами детекторов возможно получение срезов с пространственным разрешением 0,5ґ0,5ґ0,5 мм. Во время исследования ЭКГ записывается в память компьютера. Программное обеспечение компьютера-томографа позволяет исследователю просмотреть по одному изображению (на каждом уровне) в различные фазы сердечного цикла и затем реконструировать наиболее качественную серию изображений. Таким образом, при МСКТ используется фактически виртуальная синхронизация с ЭКГ. При необходимости возможна перереконструкция данных в несколько фаз (например, с интервалами 10% от R-R) на протяжении всего сердечного цикла, что позволяет получать киноизображения сердца и коронарных артерий (4-мерная МСКТ).
   Для просмотра, анализа томограмм и представления конечного результата в томографии широко используют различные виды трехмерных реконструкций, выполняемых с помощью операторской консоли прибора или специальной рабочей станции.
   Примеры изображений сердца, полученные с помощью КТА, представлены на рис. 1.
   Абсолютных противопоказаний к проведению МСКТ и ЭЛТ сердца не существует. К относительным противопоказаниям можно отнести:
   • общее тяжелое состояние пациента (соматическое, психическое), делающее невозможным сохранение им неподвижности во время исследования и задержку дыхания в течение 15-30 с;
   • беременность;
   • избыточную массу тела пациента, превышающую максимально допустимую нагрузке на стол для данной модели томографа.   

Цели использования МСКТ сердца и коронарных сосудов
   
Можно выделить следующие области применения МСКТ сердца и коронарных артерий:
   1. Выявление коронарного атеросклероза на основании выявления и количественной оценки коронарного кальциноза.
   2. Неинвазивная коронарография.
   3. Неинвазивная шунтография (артериальные и венозные шунты).
   4. Оценка анатомии и функции камер сердца при врожденных и приобретенных болезнях сердца.
   5. КТА аорты, легочной артерии, периферических артерий и вен.
   Широкое внедрение КТ сердца началось с появления методики выявления кальциноза коронарных артерий [2, 3, 5]. Давно известно, что большинство атеросклеротических бляшек содержит микро- или макрокальцинаты. Вопреки общепринятому мнению, кальциноз не является лишь поздним проявлением атеросклероза. Совершенствование методов патоморфологического исследования и применение КТ позволили доказать, что небольшие депозиты кальция встречаются уже на ранних стадиях атеросклеротического процесса, начиная с жировых пятен. С прогрессированием атеросклеротической бляшки возрастает доля кальция в объеме бляшки. Фактически, кальциноз, выявляемый при КТ, является прямым маркером коронарного атеросклероза (рис. 2). Методы быстрой компьютерной томографии (МСКТ и ЭЛТ) при условии синхронизации с ЭКГ, позволяют выявлять и количественно оценивать небольшие количества коронарного кальция и, соответственно, оценивать наличие и тяжесть коронарного атеросклероза. Возможно использование и односпиральных КТ без синхронизации с ЭКГ, однако точность определения кальция будет ниже, а риск пропустить мелкие кальцинаты в коронарных артериях - выше.

Рис. 1. КТА сердца у пациента со стентом в ПМЖВ. Трехмерная реконструкция.

Рис. 2. Скрининг коронарного кальция. ЭЛТ сердца пациента с коронарным атеросклерозом. Видны светлые участки кальциноза в проксимальном отделе передней межжелудочковой артерии (ПМЖВ).

Рис. 3. Количественная оценка кальциноза коронарных артерий по методу A.Agatston с использованием специальной компьютерной программы.

Рис. 4. КТА сердца и коронарных артерий в норме.
Двухмерное изображение, стрелкой показана левая коронарная артерия.

Рис. 5. КТА сердца пациента с ИБС. Виден стеноз в ПМЖВ.

 

Автор

*

Год исследования

Число пациентов

Чувствитель- ность

Специфич- ность

Число исключенных пациентов, сегментов или сосудов

Критерий оценки изображений - стенозы

Becker и соавт.

4

2000

48

82

97

-

>50%

Hong и соавт.

4

2000

25

80

76

-

>50%

Nieman и соавт.

4

2001

35

83

90

27% сегментов

>50%

Achenbach и соавт.

4

2001

64

85

76

32% сосудов

>70%

Fischbach и соавт.

4

2001

27

76

93

-

>50%

Herzog и соавт.

4

2001

120

71

92

-

>50%

Knez и соавт.

4

2001

44

78

98

6% cегментов

>50%

Vogl и соавт.

4

2002

64

75

99

19% сегментов для ЧСС<60/мин

>50%

Dirksen и соавт.

4

2005

25

95

91

19% cегментов

>50% у пациентов с нестабильной стенокардией

Kopp и соавт.

4

2002

102

89,5

96,5

14,25% сегментов

>50%

Sato и соавт.

4

2003

54

93,5

97,2

10 артерий

>50%

Gerber и соавт.

4

2003

135

82

96

28% cегментов

 

Leber и соавт.

4

2003

91

82

96

28% cегментов

>50%

Ropers и соавт.

4

2003

77

92

93

12% cегментов

>50%

Giesler и соавт.

4

2002

100

91

89

29 cегментов

>70%

Nieman и соавт.

16

2002

53

82

93

1 пациент

>50%

Nieman и соавт.

16

2002

26

97

96

22% сегментов

>50%

           

ЧСС 49-62/мин

   

26

74

94

27% сегментов

>50% ЧСС 63-72/мин

   

26

67

94

46% сегментов

>50% ЧСС 73-104/мин

Cademartiri и соавт.

16

2004

44

58

96

-

>50%

           

Стандартные проекции

     

96

97

-

>50%

           

Интерактивная обработка

Kuettner и соавт.

16

2004

58

72

97

2 пациента

>50%

Martuscelli и соавт.

16

2004

64

89

98

16% cегментов

>50%

Моllet и соавт.

16

2004

128

92

95

-

>50%

Gaudio и соавт.

16

2005

69

77,2

91

-

>50%

Hoffmann и соавт.

16

2005

103

95

98

6,4% cегментов

>50%

Kitagawa и соавт.

16

2005

70

86

98

16,4% сегментов

>50%

Kuettner и соавт.

16

2005

124

85

98

4 пациента

>50%

Mollet и соавт.

16

2005

51

95

98

4,7% cегментов

>50%

Morgan-Hughes и соавт.

16

2005

58

83

97

1 пациент

>50%

Romeo и соавт.

16

2005

54

83

95

4% сегментов

>50%
у пациентов после трансплантации сердца

Schuijf и соавт.

16

2005

45

85

89

6% сегментов

>50%

Leber и соавт.

64

2005

59

73

97

4 пациента

>50%

Leschka и соавт.

64

2005

67

94

97

0% cегментов

>50%

Raff и соавт.

64

2005

70

95

90

0% cегментов

>50%
всех сосудов, включая диаметр <1,5 мм

Pugliese и соавт.

64

2005

35

99

96

-

 

Примечание. ЧСС - частота сердечных сокращений; * количество рядов детекторов компьютерного томографа.

Рис. 6. КТА коронарных артерий при аномальном отхождении ПМЖВ от правой коронарной артерии (стрелка).

Рис. 7. КТА коронарных артерий у ребенка с аневризмами коронарных артерий (болезнь Кавасаки). Слева - поперечный срез, справа - трехмерная реконструкция.

Рис. 8. КТА-шунтография. Трехмерное изображение. Видны проходимые артериальные и венозные шунты


   Важной особенностью процедуры скрининга коронарного кальция является возможность количественной оценки выраженности коронарного кальциноза. Программное обеспечение томографа позволяет определять как площадь, так и плотность кальцифицированного участка (рис. 3). Согласно стандартизованной количественной системе измерений коронарного кальциноза, основанной на коэффициенте рентгеновского поглощения и площади кальцинатов, которая была предложена A.Agatston (1990 г.), количество коронарного кальция выражается в безразмерных единицах кальциевого индекса (КИ).
   КИ по стандартному методу Agatston определяется путем умножения площади кальцинированного поражения на фактор плотности. Фактор плотности вычисляется по пиковой плотности в зоне кальциноза и составляет 1 для кальцинатов плотностью 130-199 НU, 2 для поражений плотностью 200-299 HU, 3 при плотности 300-399 HU и 4 для кальцинатов плотностью более 400 HU. Так, например, при выявлении кальцината площадью 5 мм2 с пиковой плотностью 265 HU, КИ составит 10 ед, а для кальцината той же площади, но с пиковой плотностью 432 HU - уже 20 ед. Общий КИ вычисляется как сумма индексов на всех срезах. Помимо КИ по Agatston существуют и другие способы количественной оценки степени коронарного кальциноза. Так, существуют методики расчета объемного КИ и индекс массы коронарного кальция. Считается, что эти индексы более воспроизводимы, чем КИ по Agatston, однако все-таки последний продолжает оставаться стандартом, так как в большинстве опубликованных работ использовался именно этот показатель. Исследования кальциноза стенок коронарных артерий с помощью ЭЛТ были начаты в 90-х годах XX века, до появления МСКТ. Проведенные исследования, как в нашей стране, так и за рубежом, показали, что результаты ЭЛТ и МСКТ в целом сопоставимы между собой, поэтому данные по количественной оценке кальциноза коронарных артерий, полученные с помощью ЭЛТ, могут использоваться для интерпретации результатов МСКТ.
   Была установлена связь между величиной КИ (нормализованной по полу и возрасту пациентов) и риском наличия гемодинамически значимых коронарных стенозов или развития коронарных осложнений [6-9]. По этой причине использование скрининга коронарного кальция все шире используется в кардиологической практике.
   На сегодняшний день проведение МСКТ и ЭЛТ с целью выявления кальциноза коронарных артерий считается оправданным в следующих ситуациях [2]:
   1. Обследование мужчин в возрасте 45-65 лет и женщин в возрасте 55-75 лет без установленных сердечно-сосудистых заболеваний с целью раннего выявления начальных признаков коронарного атеросклероза.
   2. Скрининг коронарного кальциноза может использоваться как начальный диагностический тест в амбулаторных условиях у пациентов в возрасте до 65 лет с атипичными болями в грудной клетке при отсутствии установленного диагноза ИБС.
   3. Скрининг коронарного кальциноза можно применять как дополнительный диагностический тест у пациентов в возрасте до 65 лет с сомнительными результатами нагрузочных тестов или наличием традиционных коронарных факторов риска при отсутствии установленного диагноза ИБС.
   4. Эта методика может применяться для проведения дифференциального диагноза между хронической сердечной недостаточностью ишемического и неишемического (кардиопатии, миокардиты) генеза.
   Однако чтобы увидеть стенозы в коронарных артериях, оценить проходимость коронарных шунтов или стентов или изучить анатомию сердца, требуется проведение МСКТ с внутривенным введением контрастного вещества (коронарная КТА).   

Коронарная КТА
   
КТА коронарных артерий на сегодняшний день оказалась лучшим неинвазивным методом исследования коронарного русла, который по своим возможностям превосходит эхокардиографию или МРТ (рис. 4).
   Оценка состояния коронарных артерий с помощью ЭЛТ или МСКТ на начальном периоде развития этих методик была затруднена из-за ряда ограничений. Во-первых, из-за малого диаметра коронарных артерий качество визуализации некоторых сегментов артерий при выполнении КТ со срезами 2-3 мм было недостаточно невысоким. Во-вторых, наличие кальцинированных бляшек снижало информативность методики, так как плотность кальцинатов сопоставима с плотностью контрастированной крови в коронарных артериях. К другим, не менее значимым факторам, снижающим информативность методики, относятся артефакты, вызванные мерцательной аритмией, частой желудочковой экстрасистолией и тахиаритмиями, так как при этих формах нарушения ритма сердца невозможна адекватная синхронизация исследования сердца с ЭКГ.
   Однако после появления 16-, 32- и 64-спиральных систем, которые позволяют выполнять исследования коронарных артерий с временным разрешением 100-250 мс и толщиной среза 0,5-1 мм, процент сегментов коронарных артерий, не поддающихся интерпретации из-за различных артефактов, снизился с 15-35% (4-спиральная МСКТ) до 1-5%.
   По данным многочисленных исследований [10-13], чувствительность и специфичность ЭЛТ и МСКТ в оценке гемодинамически значимых стенозов в проксимальных и средних сегментах коронарных артерий составляет 86-95 и 78-90% соответственно. Пример визуализации стеноза коронарной артерии с помощью КТ приведен на рис. 5. В практике РКНПК МЗ и СР КТА используется для уточнения показаний к коронарной ангиографии. Отрицательный результат КТА в большинстве случаев исключает наличие коронарных стенозов и позволяет отказаться у подобных пациентов от проведения инвазивной коронарной ангиографии.
   В 2005 г. опубликованы данные 4 исследований чувствительности и специфичности 64-спиральных томографов в выявлении гемодинамически значимых стенозов КА (см. таблицу). Их результаты совершенно очевидно продемонстрировали существенное снижение процента сегментов коронарных артерий, поддающихся диагностической интерпретации.
   Исследования, в которых определялись значения чувствительности и специфичности МСКТ-ангиографии в выявлении стенозов коронарных артерий по сравнению с КАГ.
   Актуальной проблемой является оценка проходимости коронарных стентов. Стенты хорошо видны при КТ, однако артефакты от металла затрудняют визуализацию их внутреннего просвета при проведении КТА (см. рис. 1). Новые модели МСКТ, использующие тонкие срезы и улучшенные алгоритмы реконструкции изображений, позволяют существенно улучшить визуализацию внутреннего просвета стентов.
   Помимо диагностики стенотических поражений коронарных артерий КТ-коронарография позволяет выявить различные врожденные аномалии коронарных артерий (рис. 6), аневризмы коронарных сосудов, в частности при болезни Кавасаки (рис. 7).   

Неинвазивная шунтография
   
Распространенной областью клинического применения КТА в кардиологии стала неинвазивная шунтография. Первое сообщение об использовании КТ для оценки проходимости аортокоронарных шунтов было опубликовано еще в 1980 г. С появлением ЭЛТ и дальнейшим совершенствованием технических возможностей томографа и компьютерных программ построения реконструкций информативность неинвазивной оценки проходимости шунтов существенно возросла. Информативность методики возрастает при комплексном анализе поперечных послойных изображений и трехмерных реконструкций коронарных шунтов (рис. 8). Диагностическая эффективность ЭЛТ и МСКТ для оценки проходимости венозных аортокоронарных шунтов выше, чем при исследовании коронарных артерий, что связано с большим диаметром и малой подвижностью шунтов. Чувствительность и специфичность этих методик для выявления стенозов и окклюзий венозных шунтов приближаются к 100% [9, 14]. Наряду с оценкой состояния венозных шунтов возможна визуализация аутоартериальных шунтов и их различных модификаций (например, Y-образные артериальные и артериовенозные конструкции). В настоящее время это особенно актуально, так как при выборе техники операции основное предпочтение отдается артериальным шунтам или смешанным конструкциям.
   Следует отметить, что существуют факторы, затрудняющие интерпретацию ЭЛТ- и МСКТ-исследований артериальных шунтов. К ним относятся артефакты от металлических скобок по ходу артериального шунта, ограничение поля исследования вследствие неполной задержки дыхания и вариантов вертикального расположения сердца. Кроме того, бывает затруднена диагностика стенозов артериальных шунтов из-за их малого диаметра и артефактов от скобок. Несомненным преимуществом МСКТ и ЭЛТ является универсальность этих диагностических систем. Так, в рамки одного исследования входит не только оценка состояние шунтов, но и диагностика различных послеоперационных осложнений, таких как медиастинит, воспалительные изменения грудины, мягких тканей, легких.
   Помимо коронарных артерий МСКТ обеспечивает отличную визуализацию камер сердца, клапанов, миокарда, поэтому она все шире используется и для обследования пациентов с врожденными и приобретенными болезнями сердца. Эта проблема будет рассмотрена в одной из следующих статей.   

Заключение
   
Значимость МСКТ в диагностике заболеваний сердца и сосудов в настоящее время уже достаточно велика. Принимая во внимание развитие медицинской техники, не вызывает сомнений дальнейший рост использования этой методики в клинической практике. Учитывая современные тенденции развития МСКТ, можно с уверенностью сказать, что объемная томография фактически стала новым стандартом для КТ. Деление КТ на поколения по принципу движения системы "трубка-детекторы" выглядит устаревшим. Гораздо более важными параметрами становятся мощность рентгеновской трубки, качество и количество детекторов, возможности систем сбора и обработки данных.
   Существенно, что развитие КТ продолжается. Ведущие производители уже заявили о планируемом в 2006 г. выпуске систем с 256 рядами детекторов или с двумя рентгеновскими трубками, что существенно увеличит временное разрешение метода. К сожалению, развитие ЭЛТ в настоящее время практически прекращено, но не исключается, что в ближайшие годы это поколение КТ вновь начнет развиваться.
   В рекомендациях Европейского общества кардиологов уже определена роль скрининга кальциноза коронарных артерий как метода стратификации асимптомных пациентов с промежуточным риском коронарных событий. Огромный интерес вызывает неинвазивная коронарография коронарных артерий. Быстрота и надежность диагностики, достигаемые с помощью 16-64-спиральных КТ, привели к быстрому внедрению этого метода в повседневную практику кардиологии. Кроме того, современные методы КТ дают возможность высокоточной оценки функции сердца и клапанного аппарата. Единственным ограничением МСКТ являются слабые возможности метода в оценке перфузии миокарда, однако имеются основания полагать, что и оно будет преодолено.
   Много споров вызывает сопоставление возможностей КТ и МРТ при исследованиях сердца [16, 17]. Оба этих метода в настоящее время широко используются в клинике и целесообразность их использования будет зависеть от целей исследования. Их диагностические возможности зависят также от вида диагностического оборудования, которым располагает диагностическое подразделение, опыта персонала, наличия расходных материалов, систем обработки и документирования данных и ряда других факторов.   

Литература
1. Календер В. Компьютерная томография. М.: Техносфера, 2006.
2. Терновой С.К., Синицын В.Е., Гагарина Н.В. Неинвазивная диагностика атеросклероза и кальциноза коронарных артерий. М.: Атмосфера, 2003.
3. Терновой С.К., Синицын В.Е. Спиральная компьютерная и электронно-лучевая томография. М.: Видар, 1998.
4. Sinitsyn VE, Achenbach S. Electron Beam Computed Tomography. In: Coronary Radiology. M.Oudkerk (ed). Berlion: Springer; 2004.
5. Колотая Н.В., Синицын В.Е., Терновой С.К Электронно-лучевая компьютерная томография коронарных артерий - новые возможности диагностики ишемической болезни сердца и коронарного атеросклероза. Тер. архив. 1999; 9: 61-6.
6. Arad Y, Goodman KJ, Roth M et al. Coronary calcification, coronary disease risk factors, C-reactive protein, and atherosclerotic cardiovascular disease events: the St. Francis Heart Study. J Am Coll Cardiol 2005; 46 (1): 158-65.
7. Arad Y, Spadaro LA, Goodman K et al. Prediction of coronary events with electron-beam CT. JACC 2000; 36: 1253-60.
8. Kondos GT, Hoff JA, Sevrukov A et al. Electron-beam tomography coronary artery calcium and cardiac events: a 37-month follow-up of 5635 initially asymptomatic low- to intermediate-risk adults. Circulation 2003; 107 (20): 2571-6.
9. Rumberger JA, Brundage BH, Rader DJ, Kondos G. Electron beam computed tomographic coronary calcium scaning: a review and quidelines for use in asymptomatic persons. Mayo Clin Proc 1999; 74: 243-52.
10. Achenbach S, Moshage W, Ropers D et al. Noninvasive, three-dimensional visualization of coronary artery bypass grafts by electron beam tomography. Am J Cardiol 1997; 79: 856-61.
11. Achenbach S, Ropers D, Regenfus M et al. Contrast-enhanced electron beam CT to analyse the coronary arteries in patients after acute myocardial infarction. Heart 2000; 84: 489-93.
12. Moshage WE, Achenbach S, Seese B et al. Coronary artery stenoses: three-dimensional imaging with electrocardiographically triggered, contrast agent-enhanced, electron-beam CT. Radiology 1995; 196: 707-14.
13. Raff GL, Gallagher MJ, O'Neill WW, Goldstein JA. Diagnostic accuracy of noninvasive coronary angiography using 64-slice spiral computed tomography. J Am Coll Cardiol 2005; 46 (3): 552-7.
14. Marano R, Storto ML, Maddestra N, Bonomo L. Non-invasive assessment of coronary artery bypass graft with retrospectively ECG-gated four-row multi-detector spiral computed tomography. Eur Radiol 2004; 14 (8): 1353-62.
15. Ohtsuka T, Takamoto S, Endoh M et al. Ultrafast computed tomography for minimally invasive coronary artery bypass grafting. J Thorac Cardiovasc Surg 1998; 116: 173-4.
16. Feyter PJ, Serruys PW. Comparison of coronary imaging between magnetic resonance imaging and electron beam computed tomography. Am J Cardiol 2002; 90: 58-63.
17. Nieman K, van Geuns R-J M, Wieloplsky P et al. Noninvasive coronary imaging in the new millennium: a comparison of computed tomography and magnetic resonance techniques. Rev Cardiovasc Med 2002; 3: 77-84.



В начало
/media/bss/06_01/20.shtml :: Sunday, 16-Jul-2006 16:33:09 MSD
© Издательство Media Medica, 2000. Почта :: редакция, webmaster