Отдел Томографии института клинической кардиологии им А Л

Отдел Томографии института клинической кардиологии им. А. Л. Мясникова РК НПК МСКТ в диагностике атеросклероза коронарных артерий к. м. н. И. С. Федотенков

Роль мультиспиральной компьютерной томографии в современной кардиологической клинике Основные области применения МСКТ в кардиологии: • Скрининг кальциноза коронарных артерий • МСКТ коронарография • Оценка проходимости стентов коронарных артерий • МСКТ шунтография • Выявление угрожающих жизни состояний, в том числе после хирургического и эндоваскулярного лечения

Роль мультиспиральной компьютерной томографии в современной кардиологической клинике Основные области применения МСКТ в кардиологии: • Скрининг кальциноза коронарных артерий • МСКТ коронарография • Оценка проходимости стентов коронарных артерий • МСКТ шунтография • Выявление угрожающих жизни состояний, как осложнение хирургического и эндоваскулярного лечения

Скрининг кальциноза коронарных артерий ИБС и коронарный атеросклероз – важнейшая медицинская и социальная проблема • Ведущая причина заболеваемости и смертности в России, США, Японии и Европе • В 30 -35% случаев ИБС манифестирует внезапно • У 20 -30% из этих пациентов первым и единственным проявлением заболевания является внезапная смерть

Методы оценки кальциноза коронарных артерий • рентгенография • флюороскопия • ИВУЗ • ЭЛТ или МСКТ

Скрининг кальциноза коронарных артерий Преимущества томографических методов оценки коронарной кальцификации • Возможность стандартизированной количественной оценки • Высокая точность и воспроизводимость результатов • Быстрота и неинвазивность исследования • Отсутствие противопоказаний • Отсутствие необходимости подготовки пациента

Скрининг кальциноза коронарных артерий Средние значения коронарного кальциевого индекса Гагарина Н. В. Использование количественной оценки кальциноза коронарных артерий с помощью ЭЛТ в диагностике ИБС. Автореферат дис. . Канд. Мед. Наук. Москва РКНПК 2000 стр 24.

Скрининг кальциноза коронарных артерий Исследование выживаемости в зависимости от уровня кальциевого индекса 10377 пациентов без ИБС Средний возраст 53 года Срок наблюдения 5 лет Оценивалась смертность от всех причин Относительный риск смерти от любых причин Распределение пациентов по уровню кальциевого индекса L. J. Shaw et al. Radiology 2003; 228: 826 -833

Скрининг кальциноза коронарных артерий Коронарный кальций и кардиоваскулярные события Относительный риск развития кардиоваскулярных событий • 1795 пациентов без ИБС • Средний возраст 71 года • Срок наблюдения 3, 3 года • 88 кардиоваскулярных событий R. Vliegenthartet al. Circulation 2005; 112: 572 -577

Скрининг кальциноза коронарных артерий Возможно использование различных протоколов исследования 1. Пошаговый режим томографии с толщиной среза 2, 5 мм, сила тока на трубке – 35 m. As, напряжение тока на трубке 120 k. V. Используется проспективная синхронизация с ЭКГ (с задержкой триггера 40 % от интервала R-R). Матрица изображения 512 х512 пикселей. Поле исследования составляет 16 см, исследуемая область около 12 см. Время выполнения одного среза – 500 мс и менее. Исследование проводится при задержке дыхания. 2. Спиральный режим томографии с толщиной среза 3 мм, питч 2, 5 мм, сила тока на трубке – 133 m. As, напряжение тока на трубке 120 k. V. Используется ретроспективная синхронизация с ЭКГ (с задержкой триггера 40 % от интервала R-R). Время сканирования составляет 320 мс и менее. Поле исследования составляет 16 см, исследуемая область около 12 см. Исследование проводится при задержке дыхания.

Схемы проспективной и ретроспективной кардиосинхронизаций при проведении МСКТ сердца Рис. А - проспективная кардиосинхронизация, Рис. Б ретроспективная кардиосинхронизация. В нижней части схем показан синхронизирующий сигнал ЭКГ. TD – время задержки, TQ время получения изображения.

Алгоритм подсчёта кальциевого индекса по методике Агатсон В 1990 г. [Agatson et al] был предложен первый стандартизованный алгоритм подсчёта КИ. В течении более чем десятилетия этот алгоритм был единственным во всём мире. При использовании данного метода кальцинированные участки определяются как участки кальциноза площадью более трёх смежных пикселей (1, 03 кв мм. ), плотностью равной или превышающей 130 HU (единицы Хаунсфилда), находящиеся в проекции коронарных артерий. Кальциевый индекс вычисляется путём умножения плотности кальцинированного поражения на фактор плотности. Фактор плотности вычисляется по пиковой плотности в зоне кальциноза и составляет: 1 для кальцинатов плотностью 130 — 199 HU, 2 для кальцинатов плотностью 200 — 299 HU, 3 для кальцинатов плотностью 300 — 399 HU, 4 для кальцинатов плотностью >400 HU. Суммарный КИ вычисляется как сумма индексов на всех томографических срезах. В большинстве современных исследования используется именно КИ по Agatson.

Алгоритм подсчёта объёмного КИ был впервые использован в 1998 г. [Callister et al] на ЭЛТ и быстро зарекомендовал себя, как надёжный метод. При использовании объёмного КИ система работает полуавтоматически, используя метод изотропной интерполяции, автоматически выделяя на каждом срезе все воксели с плотность более 130 HU и умножая их количество на объём одного воксела. Суммарный КИ подсчитывается путем сложения объёмов всех кальцинатов. Формула для определения объемного кальциевого индекса: V= Nvoxel x Vvoxel Vtot= V V — объём кальцинатов Nvoxel — число вокселей с плотностью более 130 HU Vvoxel — объём одного вокселя Vtot — суммарный объём всех вокселей (суммарный КИ) Этот алгоритм имеет свои ограничения: во-первых, возможность преувеличения размера кальцината, так как при подсчёте объекты менее одного вокселя будут подсчитываться как целый воксел, во-вторых — возможность отображения не истинного объёма кальция в зависимости от выбранного порога плотности.

Алгоритм подсчёта массы фосфата кальция В 1997 г. Yoon et al был разработан алгоритм подсчёта массы фосфата кальция. Суммарная масса фосфата кальция исчисляется в миллиграммах, то есть, в отличие от вышеописанных алгоритмов, в реальной физической величине. Для использования алгоритма подсчёта массы фосфата кальция необходимо проведение калибровки томографа с вычислением определённого калибровочного фактора. На данный момент существуют работы демонстрирующие, что данный алгоритм обладает большей воспроизводимостью результатов в сравнении с КИ по Agatson [Ulzheimer et al].

Скрининг кальциноза коронарных артерий Примеры подсчёта КИ с использованием программного обеспечения ЭЛТ и МСКТ Используя программное обеспечение ЭЛТ необходимо вручную отмечать зону интереса вокруг каждого кальцината При использовании метода изотропной интерполяции происходит автоматическое выделение участков кальцината на всех срезах.

Скрининг кальциноза коронарных артерий Пример определения кальциевого индекса А Б Рис. А-Б Рис. А — ЭЛТ коронарных артерий. Суммарный КИ = 0 ед. Рис. Б — МСКТ коронарных артерий. Суммарный КИ = 0 ед.

Скрининг кальциноза коронарных артерий Пример определения кальциевого индекса А Б Рис. А-Б. Рис. А — МСКТ коронарных артерий. В проксимальном сегменте ПМЖВ определяется кальцинат. Суммарный КИ = 210 ед. Рис. Б — ЭЛТ коронарных артерий. В проксимальном сегменте ПМЖВ определяется кальцинат. Суммарный КИ = 205 ед.

Скрининг кальциноза коронарных артерий В А Б Рис. А — Метод МСКТ. В стволе ЛКА, проксимальном и среднем сегментах ПНА определяются кальцинаты. Суммарный КИ = 920 ед. Рис. Б — Метод ЭЛТ. В стволе ЛКА, проксимальном и среднем сегментах ПНА определяются кальцинаты. Суммарный КИ = 870 ед. Рис. В — Коронарная ангиография — субтотальный стеноз в среднем сегменте ПНА Рис. Г - Состояние после коронарного шунтирования. МСКТ шунтография — Y-образный шунт к ПНА и ОА. Виден выраженный кальциноз ПНА. Г

Межтестовая воспроизводимость данных МСКТ Рис. А — Метод МСКТ первое исследование, пошаговый режим. Суммарный КИ = 258 ед. Рис. Б — Метод МСКТ второе исследование, пошаговый режим. Суммарный КИ = 263 ед А Б Метод Блэнда-Альтмана. Средняя разница между значениями КИ по данным первого и второго МСКТ в пошаговом режиме — 14, 7 25, 1 ед. Коэффициент вариации 14, 6 %.

Сопоставимость данных суммарного КИ при использовании различных пороговых значений для определения участка кальциноза Для определения возможности использования более низкого порогового значения для определения участков кальцификации было проведено 20 парных измерений уровня КИ при использовании 130 HU и 90 HU пороговых значений. Среднее значение суммарного КИ при использовании 130 HU составило 397, 2 692, 0 ед. , при использовании 90 HU — 2531 3920, коэффициент вариации — 476 %. Рис. А — использование 130 HU порогового значения. Автоматически выделяется зона кальциноза в проекции ПКА и ПНА. Рис. Б — использование 90 HU порогового значения. Автоматически выделяется зона кальциноза в проекции ПКА и ПНА, кроме этого выделяется множество смежных пикселей, которые не представляют собой кальцинаты. А Б

Скрининг кальциноза коронарных артерий Отрицательный тест на наличие коронарного кальция • • • Не исключает полностью наличие атеросклеротических бляшек ( «мягкие» бляшки) Указывает на малую вероятность наличия гемодинамически значимых стенозов Низкий риск развития осложнений ИБС Положительный тест на наличие коронарного кальция • • Подтверждает наличие коронарного атеросклероза Степень кальциноза коррелирует с общим объемом атеросклеротических бляшек Степень кальциноза является предиктором наличия гемодинамически значимых стенозов коронарных артерий Степень кальциноза является фактором риска развития осложнений ИБС

Стенотических изменений коронарных артерий не выявлено. Суммарный кальциевый индекс - 0 единиц

Совпоставимость данных МСКТ и КАГ

Скрининг кальциноза коронарных артерий Выраженный кальциноз коронарных артерий, субтотальные стенотические изменения ПНА и ПКА

Нормальные значения содержания коронарного кальция (Ед) мужчины • • • 30 -39 лет 40 -49 лет 50 -59 лет 60 -69 лет 70 лет и старше женщины 2 12 24 54 5 5 9 103 Гагарина Н. В. Использование количественной оценки кальциноза коронарных артерий с помощью ЭЛТ в диагностике ИБС. Автореферат дис. . Канд. Мед. Наук. Москва РКНПК 2000 стр 24.

Скрининг кальциноза коронарных артерий Показания для проведения диагностического теста по определению КИ методом МСКТ • Обследование в условиях отделений интенсивной терапии мужчин до 50 лет и женщин до 60 лет с болью в грудной клетке и нормальной или Показания, в отношении недиагностической (для инфаркта миокарда) ЭКГ при отсутствии которых существует установленного диагноза ИБС. единогласное мнение, что метод полезен и эффективен. • Начальный диагностический тест в амбулаторных условиях у пациентов до 65 лет с атипичными болями в грудной клетке при отсутствии установленного диагноза ИБС. Класс 1 Класс 2 Спорные показания, относительно полезности которых существуют разногласия 2 А Данные в пользу полезности и эффективности метода преобладают. 1. Мужчины 45 -65 лет, женщины 55 -75 лет без установленных ССЗ. 2. Больные сахарным диабетом (мужчины 35 -65 лет, женщины 35 -75 лет) без установленных ССЗ. 3. В качестве дополнительного теста при решении вопроса о начале или изменении лекарственной терапии нарушений липидного обмена у пациентов с установленной ИБС. 2 В Полезность и эффективность метода более сомнительны. 1. Мониторинг прогрессии и эффективности липидопонижающей терапии в интервале более года. 2. Установление этиологии сердечной недостаточности. Класс 3 Показания отсутствуют. 1. Беременность. 2. АКШ и стентирование в анамнезе. 3. Подтвержденная ИБС без планирования наблюдения за прогрессированием кальциноза и эффективностью терапии. Рекомендации, разработанные Обществом по лучевой диагностике атеросклероза Hecht HS (2000) for the Society of Atherosclerosis Imaging. Practice guidelines for electron-beam tomography: a report of the Society of Atherosclerosis Imaging. Am J Cardiol 86: 705 -706

Скрининг кальциноза коронарных артерий Рекомендации по интерпретации полученных результатов исследования КИ у асимптомных пациентов КИ (ед) Типы выявляемых атеросклеротических бляшек Степень изменения коронарного русла Риск развития коронарных событий Клинические рекомендации 0 Нет атеросклеротических бляшек Отрицательная предсказательная ценность >95%. Наиболее вероятно – интактные артерии Очень низкий Ознакомление пациента с профилактикой риска ССЗ. Ведение здорового образа жизни 1 -10 Минимальное количество атеросклеротических бляшек Отрицательная предсказательная ценность >90%. Маловероятно наличие изменений. Низкий Первичная профилактика ССЗ 11 -100 Атеросклеротические бляшки присутствуют в незначительном количестве Возможно наличие незначимых стенозов Умеренный Модификация ФР, контроль уровня холестерина, ежедневный прием антиагригантов 101 -400 Атеросклеротические бляшки присутствуют, степень их выраженности умеренная Наличие гемодинамически незначимых стенозов очень вероятно, возможны гемодинамически значимые стенозы Умеренно высокий Активная модификация ФР, проведение нагрузочных тестов >400 Выраженный атеросклероз коронарных артерий Высоко вероятно (>90%) наличие хотя бы одного гемодинамически значимого стеноза Высокий Очень активная модификация ФР. Проведение нагрузочных и стресс тестов для выявления ишемии миокарда. Rumberger JA al, (1999 b). Electron beam computed tomographic coronary calcium scanning: a review and guidelines for use in asymptomatic persons. Mayo Clin. Proc 74: 243 -252

Роль мультиспиральной компьютерной томографии в современной кардиологической клинике Основные области применения МСКТ в кардиологии: • Скрининг кальциноза коронарных артерий • МСКТ коронарография • Оценка проходимости стентов коронарных артерий • МСКТ шунтография • Выявление угрожающих жизни состояний, как осложнение хирургического и эндоваскулярного лечения

МСКТ коронарография МСКТ КГ • КАГ стабильная стенокардия в сочетании с положительными нагрузочными пробами пациенты с подозрением на ИБС и высоким профессиональным риском • • нестабильная стенокардия • • наличие множественных ФР развития ИБС при наличии гемодинамически значимых стенозов КА по данным МСКТ кардиалгия при отрицательных или сомнительных нагрузочных тестах нетипичные боли в грудной клетке у больных после ангиопластики КА • Начальный диагностический этап

Протокол проведения МСКТ коронорографии и шунтографии Положение пациента - лёжа на спине, головой вперёд. Направление исследования – краниокаудальное (от головы к ногам). Томограмма – фронтальная. Необходима кардиосинхронизация Объём исследования - от уровня ярёмной вырезки до основания сердца. Режим проведения томографии – пошаговый и спиральный Фазы исследования – нативная, артериальная. Толщина томографического среза – МСКТ 1, 25 мм, МСКТ 64 – 0, 5 – 0, 6 мм. Внутривенное контрастирование – болюсное введение контрастного препарата со скоростью 3, 0 – 5, 0 мл/сек. Объём контрастного препарата - МСКТ – 120 -150 мл, МСКТ 64 - 90 -100 мл. Задержка дыхания – на глубине вдоха. Обработка данных – выполнение мультипланарных реконструкций, трёхмерных реконструкций, реконструкций максимальной интенсивности.

МСКТ коронарография КТ анатомия сердца в норме ПНА ПКА ПНА ОА ЛКА ПКА ОА ПКА ЗМЖВ

МСКТ коронарография Многоплоскостные реконструкции коронарных артерий ПНА ОА 1 ДА АТК ПКА

Интактные коронарные артерии ПМЖВ ОА ПКА

МСКТ коронарография Возможность оценки структуры атеросклеротической бляшки Мягкая бляшка Комбинированная бляшка Кальцинированная бляшка

МСКТ коронарография Окклюзия ПКА в проксимальном сегменте Дефект перфузии миокарда нижней стенки ЛЖ

МСКТ коронарография Объёмный рендеринг Стенозы 50 -60% в проксимальном сегменте ПНА и 1 ДА Окклюзия ОА

МСКТ коронарография Стенозы 50% в ПНА и 1 ДА Окклюзия ПКА Окклюзия ОА

МСКТ коронарография Сравнительная оценка 64 МСКТ-КГ и инвазивной КАГ Стеноз 85 -90% ПНА по данным МСКТ и КАГ

МСКТ коронарография Сравнительная оценка 64 МСКТ-КГ и инвазивной КАГ Субтотальный стеноз ПНА по данным МСКТ и КАГ

МСКТ коронарография В проксимальном сегменте ПНА видна комбинированная бляшка – Стеноз около 50%

МСКТ коронарография Окклюзия ПКА Дефект перфузии нижней стенки ЛЖ

МСКТ коронарография Суботальный стеноз АТК Объёмный рендеринг Стеноз около 80% в ДА

Результаты КАГ Окклюзия ПКА Окклюзия АТК Стеноз около 80% ДА Стеноз около 50% ПНА

Возможность выявления мышечных мостиков

ЭЛТ – КОРОНАРОГРАФИЯ 1999 г – суммарный КИ=111 ед (ПНА=79 ед, ОА=16 ед, ПКА=16 ед) 2004 - суммарный КИ=506 ед ( ПНА - стент, ОА - 222 ед, ПКА - 278 ед),

Болезнь Кавасаки

МСКТ коронарография ПНА от ПКА ПНА от правого синуса Аномалии коронарных артерий ОА от правого синуса ПКА от левого синуса

МСКТ- вентрикулография

МСКТ коронарография Преимущества МСКТ коронарографии • Быстрое и неинвазивное выявление атеросклеротических бляшек в коронарных артериях • Точная оценка степень стенозирования просвета артерии на всём протяжении • Определение структуры и протяжённости бляшки. • При интактных коронарных артериях МСКТ позволяет в 100% исключить наличия атеросклеротического поражения коронарного русла.

Роль мультиспиральной компьютерной томографии в современной кардиологической клинике Основные области применения МСКТ в кардиологии: • Скрининг кальциноза коронарных артерий • МСКТ коронарография • Оценка проходимости стентов коронарных артерий • МСКТ шунтография • Выявление угрожающих жизни состояний, как осложнение хирургического и эндоваскулярного лечения

Оценка проходимости стентов коронарных артерий Возможности МСКТ в оценке состоятельности стентов коронарных артерий • Быстрота и неинвазивность исследования • Возможность оценки стенотических изменений коронарных артерий до и после стентированого участка • Возможность выявления стенотических изменений в просвете стента, определении окклюзий внутри стента при адекватном диаметре просвета (>3 мм) • Определение протяжённости стенотических изменений при подготовке пациента к ангиопластике • Высокая точность и воспроизводимость результатов • Функциональная оценка ЛЖ, морфологическая оценка миокарда ЛЖ

Оценка проходимости стентов коронарных артерий Мягкая бляшка Комбинированная бляшка Кровоток внутри стента

Оценка проходимости стентов коронарных артерий Стенты в ПНА и ДА Стент в ПКА

Оценка проходимости стентов коронарных артерий Стент в ИМА Стенты в ОА Комбинированная пристеночная бляшка дистальнее стента в ПМЖВ

Оценка проходимости стентов коронарных артерий Окклюзия стента в ОА Рестеноз между стентами в ПМЖВ

Оценка проходимости стентов коронарных артерий Преимущества МСКТ коронарографии в оценке проходимости стентов коронарных артерий • Возможность неинвазивной оценки проходимости стентов коронарных артерий • Точная оценка степени стенозирования просвета артерии на всём протяжении проксимальнее и дистальнее стентированного участка • Возможность одновременной оценки проходимости стентов коронарных артерий и морфологии ЛЖ

Роль мультиспиральной компьютерной томографии в современной кардиологической клинике Основные области применения МСКТ в кардиологии: • Скрининг кальциноза коронарных артерий • МСКТ коронарография • Оценка проходимости стентов коронарных артерий • МСКТ шунтография • Выявление угрожающих жизни состояний, как осложнение хирургического и эндоваскулярного лечения

МСКТ шунтография Возможности МСКТ в оценке состоятельности аорто- и маммарокоронарных шунтов • 100% альтернатива диагностической инвазивной шунтографии • Быстрота и неинвазивность исследования • Оценка проксимальных и дистальных анастомозов • Выявление тромботических наложений в просвете шунта с оценкой стенотических изменений • 100% оценка окклюзий шунтов • Возможность комплексной оценки коронарного кровотока, функции ЛЖ, морфологии миокарда ЛЖ • Высокая точность и воспроизводимость результатов • Ограниченное число противопоказаний • Отсутствие необходимости подготовки пациента

МСКТ шунтография ЭЛТ - чувствительность -97% специфичность -99%, сложность оценки дистальных анастомозов МСКТ шунтография чувствительность и специфичность ~ 100% с одновременной комплексной оценкой коронарного русла

МСКТ шунтография Динамика окклюзий шунтов по данным метода МСКТ 0%

МСКТ коронаро-, шунтография Стеноз 70% АКШ к ПКА Стеноз 60% АКШ к ПНА Субтотальный стеноз АКШ к ОА Окклюзия АКШ к ОА и ПКА

МСКТ шунтография МКШ (ПНА), АКШ(ОА, АТК) Окклюзия МКШ к ПНА

МСКТ коронаро-, шунтография Стеноз 75% ствола ЛКА Состояние после МКШ (ПНА), АКШ(ОА)

МСКТ коронаро-, шунтография Окклюзия ПМЖВ Тромб в полости ЛЖ Окклюзия ПКА Стеноз 60% ОА

МСКТ коронаро-, шунтография Функционирующий шунт к ПКА Функционирующий МКШ к ПМЖВ Тромбоза полости ЛЖ не выявлено Окклюзия венозного шунта к ОА

МСКТ- шунтография Аневризматическое расширение с частичным тромбозом венозного шунта к АТК

МСКТ- шунтография При проведении ЭЛТ шунтографии определяется аневризматическое расширение шунта к ОА до 3 см

МСКТ- шунтография Операция МКШ (ПМЖВ) +АКШ (ДА, ОА) в 1990 г. Окклюзия шунта к 1 ДА. Ложная аневризма шунта к ОА.

МСКТ шунтография МСКТ в определении проходимости стентов коронарных шунтов Стентирование венозного шунта к ПНА (три последовательно установленных стента), стент в среднем сегменте ПНА

МСКТ шунтография Стеноз 70% в стентированом участке венозного шунта к ПНА, стеноз 50% в среднем сегменте АКШ к ПНА. Окклюзия ПНА.

Применение МСКТ для комплексной диагностики коронарных артерий и аортокоронарных шунтов

МСКТ шунтография Преимущества МСКТ шунтографии • Возможность неинвазивной оценки состоятельности коронарных шунтов • Точная оценка степени стенозирования просвета шунта на всём протяжении в местах проксимальных и дистальных анастомозов • Возможность оценки проходимости стентов коронарных шунтов • Возможность одновременной оценки проходимости коронарных шунтов, коронарных артерий и морфологии ЛЖ

Роль мультиспиральной компьютерной томографии в современной кардиологической клинике Основные области применения МСКТ в кардиологии: • Скрининг кальциноза коронарных артерий • МСКТ коронарография • Оценка проходимости стентов коронарных артерий • МСКТ шунтография • Выявление угрожающих жизни состояний как осложнение хирургического и эндоваскулярного лечения

Прошлое: ЭЛТ коронарография – революционный метод для своего времени Настоящее: МСКТ - 640 рядов детекторов – объёмная КТ с оценкой перфузии миокарда Будущее ?

Мультиспиральная компьютерная томография - метод выбора в неинвазивной диагностики атеросклероза коронарных артерий, обследовании пациентов после ангиопластики и коронарного шунтирования и экстренной диагностике угрожающих жизни состояний, позволяющий максимально быстро получать достоверную информацию

Благодарю за внимание! Отдел томографии Института кардиологии им. А. Л. Мясникова