A SZÍV KOSZORÚEREINEK NON-INVAZÍV ÁBRÁZOLÁSA DUAL-SOURCE CT-VEL

Átírás

1 1 A SZÍV KOSZORÚEREINEK NON-INVAZÍV ÁBRÁZOLÁSA DUAL-SOURCE CT-VEL Dr. Maurovich-Horvat Pál 1, 3, Dr. Kerecsen Gábor 2, 3, Dr. Kiss Róbert Gábor 2, 3, Dr. Merkely Béla 1 1, 2, 3, Dr. Préda István 1 Semmelweis Egyetem, Kardiológiai Központ, 2 Állami Egészségügyi Központ, Kardiológiai Osztály, 3 Pozitron-Diagnosztika Központ A koszorúerek ábrázolása nagy kihívást jelent a non-invazív képalkotó módszerek számára. A gyorsan mozgó, kisméretû anatómiai struktúrák mûtermékektõl mentes ábrázolása subsecundumos idõbeli és szubmiliméteres térbeli felbontást tesz szükségessé. Az elsõ próbálkozások non-invazív coronarographia végzésére a 90-es évek elején a rutin klinikai diagnosztikában is széles körben elterjedt egy szeletes spirál CT-vel történtek. A hosszú vizsgálati idõ, valamint a nem kielégítõ térbeli és idõbeli felbontás azonban nem tették lehetõvé a koszorúerek diagnosztikus minõségû ábrázolását. 1 A fejlesztés következõ lépcsõfokát a 4-szeletes CT berendezés jelentette, amely 1998-ban vált elérhetõvé. A gantry (röntgenforrás-detektor rendszer) forgási ideje elérte a 0,5 másodpercet, amely jelentõs elõrelépés az egy szeletes spirál CT-hez képest. A gantry forgási idõ (360 fokos fordulat ideje) határozza meg a rendszer idõbeli felbontását. Ahhoz, hogy a detektorpanel a leképezett térfogat minden pontjáról információt kapjon 180 fokos adatprojekcióra van szükség. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a képrekonstrukciók a gantry 180 fokos kitérése alatt (fél körbefordulás) gyûjtött adatokból történnek, tehát a rendszer idõbeli felbontása megegyezik a gantry forgási idõ felével. A 4 szeletes CT berendezés gantry forgási ideje 0,5 másodperc, így a berendezés idõbeli felbontása 0,250 másodperc. A négy, egyidejûleg leképezett szelet lehetõvé tette az egész szív vizsgálatát kis szeletvastagsággal (4x1 mm) egy légzés visszatartás ideje alatt. A több detektorsoros vagy másnéven multidetektoros CT-vel (MDCT) készült elsõ klinikai vizsgálatok eredményei igen bíztatóak voltak, megmutatták, hogy az atheroscleroticus plakkok jelenlétének igazolásán túl a plakkmorfológia karakterizásása is lehetséges. 2 A kedvezõ eredmények ellenére jelentõs probléma maradt a mozgási mûtermékek jelenléte és a még mindig hosszú vizsgálati idõ, amely akár a 40 másodpercet is elérte.

2 2 Dr. Maurovich- Horvat Pál Dr. Kerecsen Gábor Dr. Kiss Róbert Gábor Dr. Merkely Béla Prof. Dr. Préda István A 16 szeletes MDCT berendezések, amelyek submiliméteres térbeli felbontást (16x0,5 mm, 16x0,75 mm) és 0,375 másodperces gantry forgási idõt tettek lehetõvé 2001-ben váltak elérhetõvé a klinikum számára. Az atheroscleroticus plakkok vizualizálása és a stenosis detekció pontossága tovább javult. A 2004-ben bevezetésre kerülõ 64 szeletes CT készülékek gantry forgási ideje már 0,350 másodperc a térbeli felbontás pedig 0,4 mm alá csökkent. A 16- illetve 64-szeletes CT berendezések bevezetésével megoldódott a legtöbb probléma, amely a coronaria CT elterjedésének útjában állt. A vizsgálat idõtartama jelentõsen lerövidült, a térbeli és az idõbeli felbontás az esetek nagy részében elfogadhatónak bizonyult. Számos probléma azonban megoldatlan maradt. A elhízott betegek vizsgálata továbbra is nehezen kivitelezhetõ a Röntgen-csõ elégtelen teljesítménye miatt. A magasabb szívferkenciával (HR>65/perc) rendelkezõ betegeknél gyakran mozgási mûtermékek limitálták a képek értékelhetõségét, ezért intravénás vagy per os bétablokkoló rutinszerû alkalmazása vált szükségessé. A vizsgálat abszolút kontraindikációját képezte az arrhythmia. A stentek ábrázolása sem érte el a rutin klinikum számára szükséges robosztusságot. Korábbi klinikai vizsgálatok alapján a 0,1 másodperces vagy 100 milisecundumos idõbeli felbontás jelenti a coronariak mozgási mûtermékektõl mentes vizsgálatának feltételét. 3 Jelentõs mérnöki teljesítmény lenne szükséges a gantry forgási idõ további rövidítéséhez, hiszen a forgás sebességével nõ a mechanikai erõk nagysága (Például: 17G erõ hat a gantry-re 0,42 másodperces és 28G hat 0,33 másodperce forgási idõ esetén). Könnyen belátható hogy a 0,2 másodperces forgási idõ (mechanikai erõ >75G), amely a 100 milisecundumos idõbeli felbontás minimális feltétele a technológia jelenlegi állása szerint nem kivitelezhetõ. 4 Dual-source CT (DSCT) Az egy sugárforrással rendelkezõ, hagyományos MDCT berendezések esetén az idõbeli felbontás, így a rutin diagnosztikai megbízhatóság növelésének alapvetõ feltétele a gantry rotációs idejének csökkentése. Más technikai megközelítésen alapszik a két sugárforrás-detektor párossal rendelkezõ dual-source CT. 5 A gantry-be épített két 64 szeletes felvételezõ rendszer 90 fokot zár be egymáshoz képest, és szinkron, egymást kiegészítve mûködik, így megkétszerezve a rendszer idõbeli felbontását a gantry forgási idõ további növelése nélkül (1. ábra). A két sugárforrással rendelkezõ CT (Dualsource CT) legnagyobb elõnye a hagyományos berendezésekhez képest a megnövekedett idõbeli felbontás, amely a bármilyen szívfrekvenciánál rendelkezésre áll. Mivel a két sugárforrás-detektor pár egyidejûleg mûködik, a 180 fokos adatprojekcióhoz elegendõ a gantry 90 fokos elfordulása. A DSCT idõbeli felbontása a gantry forgási idejének egynegyede, 330/4 ms, azaz 82,5 milisecundum. A 100 ms-nál rövidebb idõbeli felbontás számos elõnnyel bír, amelyek közül a leglényegesebb a szív mozgásából eredõ mûtermékek markáns csökkenése. A újonnan közölt klinikai tanulmányok szerint DSCT-vel béta blokkoló elõkezelés nélkül, széles szívfrekvencia tartományban végezhetõ nem-invazív 6, 7, 8 coronarographia. Praxis, évf. 5. szám

3 3 1. ábra A dual-source CT rendszer sematikus ábrázolása. A két 64 szeletes felvételezõ rendszer 90 fokot zár be egymáshoz képest, így megkétszerezve a rendszer idõbeli felbontását a gantry forgási idõ további növelése nélkül A coronaria CT angiographia legfontosabb indikációs területe a coronaria szûkület kizárása atípusos panaszokkal rendelkezõ alacsony-közepes cardiovascularis rizikójú betegeknél. A korábbi MDCT generációk (4-64 szeletes berendezések) már elfogadható specificitás értékekkel rendelkeztek a jelentõs coronaria stenosis kizárását illetõen. A szenzitivitás értékek azonban csak a legújabb MDCT berendezések esetén érték el a %-ot. A DSCT esetében a szenzitivitás értéke 96 %. A DSCT vizsgálat negatív prediktív értéke, tehát annak biztonsága, hogy a negatív lelet valóban negatív, % között mozog (2. ábra). 9 A 83 milisecundumos idõbeli felbontásnak köszönhetõen DSCT vizsgálat elõtt nincs szükség béta-blokkoló elõkezelésre, nem kontraindikáció a tachycardia és az arrhythmias szívmûködés sem. Jó minõségû CT felvételeket készíthetünk pitvarfibrilláló beteg

4 4 esetén is. A DSCT felvételek minõsége, valamint diagnosztikus érteke alacsony és normál szívfrekvencia tartományok mellett is javulást mutat a 64 szeletes, hagyományos konfigurációval rendelkezõ MDCT rendszerekhez képest. Negatív DSCT coronarographia. A koszorúér-rendszer mûtermékektõl mentesen ábrázolódik a magasabb szívfrekvencia ellenére (HR=77/perc). 2. ábra A magas idõbeli felbontás a szív mozgásának teljes eliminálását teszi lehetõvé, ezáltal jelentõsen csökkenthetõ a nagy mésztartalmú atheroscleroticus plakkok, illetve a stentek fémrácsa által okozott mûtermékek mennyisége. Külföldi munkacsoportok, valamint saját tapasztalataink is alátámasztják a gyorsabb képalkotás elõnyös hatását a coronaria stentek ábrázolása területén (3. ábra). 10 Kihasználva a két sugárforrás teljesítményét az elhízott betegek esetében is jó minõségû, alacsony zaj tartalmú képek készülhet- nek. A két sugárforrás különbözõ csõfeszültséggel történõ mûködtetése dual-energiás képalkotást tesz lehetõvé, amely számos potenciális alkalmazási lehetõséget kínál. A szöveti karakterisztika, vagy a jód térképezésen alapuló myocardium perfúziós vizsgálatok a morfológiai kép mellett funkcionális információt is nyújtanak. A dual-energiás CT képalkotás klinikumba történõ bevezetéséhez és a diagnosztikai algoritmusban betöltendõ szerepének tisztázásához még több klinikai vizsgálat elvégzése indokolt. A DSCT rendszer számos lehetõséget kínál a beteg sugárexpozíciójának csökkentésére. A szívfrekvenciához automatikusan alkalmazkodó asztaltovábbítási sebességnek köszönhetõen a rövidebb felvételezési idõn Praxis, évf. 5. szám

5 5 kívül, a beteg által elszenvedett sugárterhelés is csökken. A magasabb szívfrekvenciával rendelkezõ betegnél az átlagos sugárdózis 50 %-kal alacsonyabb, mint a hagyományos 64 szeletes CT esetében. Összefoglalás Mint arról korábbi írásunkban beszámoltunk, a coronaria CT vizsgálat néhány éve 11, 12, Magyarországon is elérhetõ. Munkacso- Stent utánkövetés. A bal oldali panel a stent lokalizációját mutatja (nyíl). A jobb oldali panel a stent kinagyított 3 dimenziós ábrázolása, a nyíl a stent rácsain keresztül kibújó septalis ágra mutat. 3. ábra A dózusmoduláció aktiválásával, a teljes sugármennyiség a szívciklus egy elõre meghatározott rövid szakasza alatt éri csak a beteget. A szekvenciális felvételezési mód további sugárterhelés csökkenést tesz lehetõvé, amelyet stabil, regularis szívritmussal rendelkezõ betegek esetében használhatunk. Ezzel az eljárással válogatott betegpopulációban a CT coronarographia effektív sugárdózisa 2-3 msv alá csökkenthetõ, a vizsgálat diagnosztikus értékének redukálása nélkül (4. ábra). portunk nagy számban végez nem-invazív coronarographiat a jelenleg elérhetõ legmodernebb DSCT berendezéssel. A koszorúerek MDCT vizsgálata számos addicionális információval szolgál a katéteres beavatkozással elvégzett invazív coronarographiával szemben, amely kizárólag a lumenszûkület nagyságát mutatja, tehát hagyományos értelemben luminographias képet ad. Az MDCT-vel végzett coronaria vizsgálat képes a kezdeti, még lumenszûkületet nem okozó coronaria betegség detektálására.

6 6 4. ábra Szekvemciális vizsgálati protokoll. A bal oldali panel a szív 3 dimenziós rekontrukcióját mutatja. A jobb oldali panel a jobb coronaria kanyarodó multiplanáris rekonstrukcióját ábrázolja. Effektív sugárterhelés: 2,7 msv. Az atheroscleroticus plakkok direkt ábrázolásával elkülöníthetõk a nagyobb kockázatot jelentõ puha plakkok a kalcifikált atheroscleroticus lézióktól. 13 A felfedett atheroscleroticus folyamat agresszívebb prevenciós kezelésre sarkallhatja a beteg orvosát, valamint a beteget magát is meggyõzheti arról, hogy valóban szükséges a javasolt életmód-változtatás, gyógyszeres therápia, esetleg invazív beavatkozás. A DSCT igen magas negatív perdiktív értéke biztosíték arra, hogy a negatív vizsgálattal egyértelmûen kizárható a coronaria szûkület, így a beteg számos további vizsgálattól kímélhetõ meg. A Magyar Kardiológiai Szakmai Kollégium 14 és az Amerikai Kardiológus Társaság ajánlását figyelembe véve 15, 16,, jelenleg a coronaria CT vizsgálat az alacsony/közepes cardiovascularis rizikójú betegeknél az alábbi esetekben javasolható: értékelhetetlen vagy nem diagnosztikus terheléses vizsgálat esetén, egymásnak ellentmondó non-invazív vizsgálati eredmények után, coronaria fejlõdési rendellenesség gyanúja esetén 17, újkeletû szívelégtelenség etilógiájának tisztázására, ha az invazív coronarographia valamilyen oknál fogva nem kivitelezhetõ. Néhány alkalmazásban a módszer értékét még további tudományos vizsgálatokkal kell alátámasztani, de hasznos lehet a coronaria CT angiographia a magas cardiovascularis rizikójú, panaszmentes betegnél a coronaria betegség kimutatására; közepes cardiovascularis ri- Praxis, évf. 5. szám

7 7 zikójú, mellkasi panaszokkal jelentkezõ páciensnél az elsõ kivizsgálás részeként; coronaria bypass mûtét után panaszok esetén; percutan coronaria interventio után panaszok esetén és nem cardiális mûtét elõtti kivizsgálás részeként közepes cardiovascularis rizikójú betegnél. Meglátásunk szerint a DSCT-vel egy olyan technológia került a kardiológus és a radiológus eszköztárába, amely a közeljövõben megváltoztatja az ischaemias szívbetegségben szenvedõk kivizsgálási algoritmusát. A coronaria atherosclerosis korai detektálásával és ennek eredményeként iniciált életmódváltás és célzott konzervatív kezelés alkalmazásával számos myocardialis infarctus megelõzhetõvé válhat, ezáltal a cardiovascularis prevenció egy új lépcsõfokát érhetjük el. Irodalomjegyzék 1. Kachelriess M, Kalender WA. Electrocardiogram-correlated image reconstruction from subsecond spiral computed tomography scans of the heart. Med Phys. Dec 1998;25(12): Schroeder S, Kopp AF, Baumbach A, et al. Noninvasive detection and evaluation of atherosclerotic coronary plaques with multislice computed tomography. J Am Coll Cardiol. Apr 2001;37(5): Schoenhagen P, Stillman AE, Halliburton SS, et al. Non-invasive coronary angiography with multidetector computed tomography: comparison to conventional X-ray angiography. Int J Cardiovasc Imaging. Feb 2005;21(1): Flohr TG, Ohnesorge BM. Imaging of the heart with computed tomography. Basic Res Cardiol. Mar 2008;103(2): Ritman EL, Kinsey JH, Robb RA, et al. Three-dimensional imaging of heart, lungs, and circulation. Science. Oct ;210(4467): Achenbach S, Ropers D, Kuettner A, et al. Contrast-enhanced coronary artery visualization by dual-source computed tomography--initial experience. Eur J Radiol. Mar 2006;57(3): Johnson TR, Nikolaou K, Wintersperger BJ, et al. Dual-source CT cardiac imaging: initial experience. Eur Radiol. Jul 2006;16(7): Scheffel H, Alkadhi H, Plass A, et al. Accuracy of dual-source CT coronary angiography: First experience in a high pre-test probability population without heart rate control. Eur Radiol. Dec 2006;16(12): Sun Z, Jiang W. Diagnostic value of multislice computed tomography angiography in coronary artery disease: a meta-analysis. Eur J Radiol. Nov 2006;60(2): Pugliese F, Weustink AC, Van Mieghem C, et al. Dual-source coronary computed tomography angiography for detecting in-stent restenosis. Heart. Sep Preda I, Kerecsen G, Maurovich-Horvat P. Non-invazív coronaria angiographia sokszeletes computer tomographiával. Lege Artis Medicinae. Sep 2007;17(8-9): Kerecsen G, Maurovich-Horvat P, Kiss RG, et al. A szív koszorúereinek non-invazív ábrázolása multidetektoros CT-vel. Praxis. 2007; Schroeder S, Kopp AF, Burgstahler C. Noninvasive plaque imaging using multislice detector spiral computed tomography. Semin Thromb Hemost. Mar 2007;33(2): Préda I, Balogh I, Édes I, et al. Irányelvek a szív sokszeletes CT-vizsgálatának szakmai feltételrendszeréhez. Kardiológiai Útmutató 2008/II. - Klinikai Irányelvek Kézikönyve. Budapest: Medition Kiadó; 2008: Budoff MJ, Achenbach S, Blumenthal RS, et al. Assessment of coronary artery disease by cardiac computed tomography: a scientific statement from the American Heart Association Committee on Cardiovascular Imaging and Intervention, Council on Cardiovascular Radiology and Intervention, and Committee on Cardiac Imaging, Council on Clinical Cardiology. Circulation. Oct ;114(16): Min JK, Wann S. Indications for coronary and cardiac computed tomographic angiography. Cardiol Rev. Mar-Apr 2007;15(2): Maurovich-Horvat P, Kerecsen G, Kiss RG, et al. Veleszületett koszorúér fejlõdési rendellenességek ábrázolása szubmilliméteres felbontású multidetektoros sprál-ct-vel. Cardiologia Hungarica. 2008;38:B78.