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 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, 2008. 17. évf. 5. szám
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 85-90 %-ot. A DSCT esetében a szenzitivitás értéke 96 %. A DSCT vizsgálat negatív prediktív értéke, tehát annak biztonsága, hogy a negatív lelet valóban negatív, 98-100 % 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 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, 2008. 17. évf. 5. szám
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 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, 2008. 17. évf. 5. szám
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):2417-2431. 2. 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):1430-1435. 3. 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):63-72. 4. Flohr TG, Ohnesorge BM. Imaging of the heart with computed tomography. Basic Res Cardiol. Mar 2008;103(2):161-173. 5. Ritman EL, Kinsey JH, Robb RA, et al. Three-dimensional imaging of heart, lungs, and circulation. Science. Oct 17 1980;210(4467):273-280. 6. 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):331-335. 7. Johnson TR, Nikolaou K, Wintersperger BJ, et al. Dual-source CT cardiac imaging: initial experience. Eur Radiol. Jul 2006;16(7):1409-1415. 8. 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):2739-2747. 9. 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):279-286. 10. Pugliese F, Weustink AC, Van Mieghem C, et al. Dual-source coronary computed tomography angiography for detecting in-stent restenosis. Heart. Sep 19 2007. 11. Preda I, Kerecsen G, Maurovich-Horvat P. Non-invazív coronaria angiographia sokszeletes computer tomographiával. Lege Artis Medicinae. Sep 2007;17(8-9):555-563. 12. Kerecsen G, Maurovich-Horvat P, Kiss RG, et al. A szív koszorúereinek non-invazív ábrázolása multidetektoros CT-vel. Praxis. 2007;9. 13. Schroeder S, Kopp AF, Burgstahler C. Noninvasive plaque imaging using multislice detector spiral computed tomography. Semin Thromb Hemost. Mar 2007;33(2):203-209. 14. 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; 2008:8-20. 15. 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 17 2006;114(16):1761-1791. 16. Min JK, Wann S. Indications for coronary and cardiac computed tomographic angiography. Cardiol Rev. Mar-Apr 2007;15(2):87-96. 17. 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.