Способ диагностики ишемии миокарда методом объёмной компьютерной томографии в сочетании с фармакологической пробой аденозинтрифосфатом

Изобретение относится к области медицины, а именно, к кардиологии, и может быть использовано для диагностики ишемии миокарда с использованием объемной компьютерной томографией (ОбКТ) сердца в сочетании с фармакологической пробой с аденозинтрифосфатом натрия (АТФ).

Верификация ишемии миокарда как у симптомных, так и бессимптомных больных, определяет высокую степень сердечно-сосудистого риска и требует определения причины ишемии - выявления гемодинамически значимого стеноза (более 50% от величины диаметра симптом-связанной артерии) коронарных артерий (КА) или нарушения кровоснабжения миокарда или микроциркуляции. Как правило, в настоящее время постановка диагноза Ишемической болезни сердца (ИБС) сопровождается длительным поэтапным обследованием больного: проведением нагрузочных тестов (в т.ч. стресс-Эхокардиографии), 24-часового холтеровского мониторирования ЭКГ, радионуклидных методов диагностики и, наконец, коронароангиографии. Выполнение нагрузочных тестов у 30-50% пациентов с возможным диагнозом «ИБС» ограничено в силу ряда причин (физическая нетренированность, нарушения проводимости сердца, заболевания опорно-двигательного аппарата и др). В связи с этим особую актуальность приобретает разработка и внедрение в клиническую практику неинвазивного метода, сочетающего визуализацию изменений в КА, количественную оценку миокардиальной перфузии в фармакологической пробе, позволяющей диагностировать ишемию миокарда левого желудочка (ЛЖ), при различной степени изменений коронарных артерий.

Известно, что нарушение коронарного резерва и обусловленного им же «резерва» миокардиальной перфузии в ответ на повышение метаболического запроса провоцируется обычной нагрузкой или фармакологической провокацией у больных с поражением коронарных артерий. Опыт собственных исследований [Карпова И.Е., Самойленко Л.Е., Соболева Г.Н. и др. Применение однофотонной эмиссионной компьютерной томографии с 99Тс-МИБИ (ОЭКТ миокарда) в сочетании с фармакологической пробой с аденозинтрифосфатом натрия в диагностике ишемии миокарда у больных микроваскулярной стенокардией // Кардиология. - 2014. - N7. - с. 4-8.(IF=0,939).] показал, что нарушение резерва миокардиальной перфузии в ответ на введение аденозинтрифосфата (АТФ) (повышение метаболических потребностей миокарда) и реализация эффекта «обкрадывания», выявляются у 80% больных с микрососудистой стенокардией (обусловленной нарушениями в системе микроциркуляции при неизмененных КА) по данным ОЭКТ.

Из уровня техники известно проведение однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОЭКТ) сердца с введением радиофармпрепарата Тс-МИБИ для оценки перфузии и резерва миокардиальной перфузии только по бассейнам и сегментам, соответствующим определенным эпикардиальным артериям. (А.А. Аншелес, В.Б. Сергиенко Перфузия миокарда: что понимается под этим термином при визуализации различными методами лучевой диагностики? Кардиология, 2017, N7, с. 5-12).

Однако данный способ не позволяет судить об анатомических изменениях в коронарных артериях, а также нет возможности определения стресс-индуцированных дефектов перфузии по слоям миокарда левого желудочка (субэндокардиальные, трансмуральные) и анатомическом сопоставлении этих дефектов с пораженными коронарными артериями в том числе с использованием трехмерной реконструкции, что затрудняет диагностику ишемии миокарда. Длительность исследования составляет около 4-5 часов. Суммарная доза облучения при проведении ОЭКТ сердца в покое и в сочетании с фармакологической пробой составляет 6-9 мЗв.

Из уровня техники известно проведение исследования с другими фармакологическими провокациями - Ацетилхолином (АЦХ). При этом не получено доказательств в пользу эквивалентности спазма КА на фоне введения АЦХ и ишемии миокарда при необструктивном поражении КА.

(Ong Р, Athanasiadis A, Borgulya G, Vokshi I, Bastiaenen R, Kubik S, et al. Clinical usefulness, angiographic characteristics, and safety evaluation of intracoronary acetylcholine provocation testing among 921 consecutive white patients with unobstructed coronary arteries. // Circulation. - 2014. - 129:1723-30.)

Недостатком указанного способа по сравнению с предлагаемым является инвазивность метода, т.е. необходимость введения фармакологического стресс-агента интракоронарно, во время проведения Коронароангиографии (КАГ), а также невозможность выявления ишемии миокарда (в виде дефектов перфузии миокарда) на фоне провокации спазма КА методом КАГ.

Известен также способ диагностики ишемии миокарда с использованием Однофотонной эмиссионной КТ сердца в пробе с регаденозоном (агонист аденозиновых рецепторов).

(Ricardo С.Cury MDa,b, *, Therese М. Kitt MDc, Kathleen Feaheny MSd - A randomized, multicenter, multivendor study of myocardial perfusion imaging with regadenoson CT perfusion vs single photon emission CT. Journal of Cardiovascular Computed Tomography 9 (2015) 103).

Недостатком данного способа является то, что по сравнению с ОбКТ сердца - ОЭКТ сердца не позволяет судить об анатомических изменениях в коронарных артериях, а также выявлять стресс-индуцированных дефектов перфузии по слоям миокарда левого желудочка (субэндокардиальные, трансмуральные) и анатомически сопоставлять эти дефекты с характером изменений в КА в том числе с использованием трехмерной реконструкции, что в целом снижает диагностические возможности способа в постановке диагноза «ИБС». Длительность ОЭКТ сердца составляет около 4-5 часов. Суммарная доза облучения при проведении ОЭКТ сердца в покое и в сочетании с фармакологической пробой составляет 6-9 мЗв, в то время как доза облучения при ОбКТ в пробе с АТФ ниже и составляет около 3-5 мЗв.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа диагностики ишемии миокарда левого желудочка при различной степени изменений коронарных артерий, позволяющего избежать многоэтапности обследования больных и с большой вероятностью и точностью верифицировать диагноз с целью своевременного медикаментозного вмешательства и улучшения прогноза этой группы больных.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности диагностики.

Это достигается тем, что в заявляемом способе диагностики ишемии миокарда, включающем проведение исследования перфузии миокарда методом объемной компьютерной томографии (ОбКТ), с фармакологической пробой аденозинтрифосфатом натрия (АТФ) которую выполняют в два этапа: на первом этапе исследование проводят в состоянии покоя с введением контрастного вещества, на втором этапе - не менее, чем через 20 минут от первого введения контрастного препарата, исследование проводят в состоянии стресса, который вызывают посредством инфузионного введения через периферический венозный катетер 1%-ного раствора АТФ со скоростью 0,10-0,20 мг/кг в минуту в течение 1-5 мин, при этом от начала инфузии АТФ или при достижении критериев прекращения фармакологической пробы, таких как появление загрудинных болей и/или ишемической динамики на ЭКГ, а также в случае развития выраженных нежелательных реакций, не прерывая инфузию, внутривенно болюсно вводят 60-90 мг нейонного йодсодержащего контрастного препарата с концентрацией 350-370 мг йода/мл со скоростью 4-5 мл/сек, при этом на первом и втором этапах перед введением контрастного препарата проводят нативное исследование, все этапы ОбКТ обязательно выполняют при проспективной синхронизации с ЭКГ в фазу диастолы, где триггер устанавливют на 65-93% фазы сердечного цикла, при этом электроды ЭКГ накладывают так, чтобы они находились вне поля проекции сердца с возможностью исключения артефактов от них в зоне оценки перфузии миокарда левого желудочка, также на втором этапе осуществляют дополнительный контроль АД, и по итогам проведения ОбКТ отбирают томограммы без артефактов от движения ЛЖ, характеризующие, по меньшей мере, одну фазу сердечного цикла, не менее 360 срезов, с последующим определением по ним следующих показателей миокардиального кровотока:

1) ослабление плотности (ОП) миокарда, на основании которого рассчитывают нижеследующие показатели: индекс контрастирования (ИК): ИК=ОП миокарда на всем срезе/ОП субэндокардиального сегмента со сниженным контрастированием;

2) резерв миокардиальной перфузии (РМП): РМП=ИК покоя/ИК нагрузки и при значении РМП≤0,7 судят о наличии ишемии миокарда левого желудочка.

Актуальность использования в заявляемом решении объемной мультиспиральной компьютерной томографией (ОбКТ) определена более высокой временной и пространственной разрешающей способностью - возможностью получать одновременно 640 срезов толщиной 0,5 мм за один сердечный цикл, захватывая всю область сердца, определять анатомическое расположение зоны дефектов перфузии (субэндокардиальные, трансмиокардиальные).

Благодаря высокой разрешающей способности ОбКТ стало возможным решение наиболее важной проблемы - исследовать дефекты перфузии, обусловленные поражением микро- или макрососудов (эпикардиальных). С помощью объемной томографии (один оборот рентгеновской трубки за 0,275 секунд, предоставляет 640 срезов (16 см) максимальной толщиной 0,5 мм) можно проводить динамические объемные исследования с получением функциональных данных, включая перфузионные.

Выявление снижения резерва миокардиальной перфузии (отношение индекса контрастирования покоя к отношению индекса контрастирования нагрузки (пробе с АТФ)<0,70 в зонах, соответствующих бассейнам кровоснабжения определенными коронарными артериями позволяет делать вывод о наличии ишемии миокарда ЛЖ. Осуществление способа.

Исследование перфузии миокарда ЛЖ методом ОбКТ выполняют по протоколу «покой - проба с АТФ» натощак.

ОбКТ выполняют в нативную и артериальную фазы контрастирования в два этапа (1 этап - покой, 2 этап - стресс), при проспективной синхронизации с ЭКГ в фазу диастолы на фоне задержки дыхания Движение стола осуществляется в кранио-каудальном направлении.

На первом этапе вначале выполняют топограммы, чтобы определить область сканирования. Затем проводят нативную фазу (до введения контрастного препарата) по программе оценки коронарного кальция, по которой определяют уровни начала и окончания сканирования в артериальные фазы контрастирования (в покое и на нагрузке). Уровень начала сканирования должен соответствовать бифуркации ствола легочной артерии, уровень окончания сканирования - на 1 см ниже окончания области сердца. Длина томографирования обычно составляет от 12 до 16 см над областью сердца в зависимости от конституции пациента.

После этого выполняют артериальную фазу на этапе покоя с внутривенным введением 60-90 мг (в зависимости от массы тела больного) неионного йодсодержащего контрастного препарата (с концентрацией 350-370 мг йода/мл) болюсно со скоростью 4-5 мл/сек автоматическим шприцем, с последующим промыванием катетера 50 мл физиологического раствора.

Второй этап начинают выполнять через 20 минут после окончания первого этапа, для того, чтобы контрастный препарат полностью вывелся из миокарда. Вначале этого этапа проводят фармакологическую пробу с АТФ в положении лежа, 1% раствор АТФ натрия вводят в течение 1-5 мин через периферический венозный катетер с помощью шприцевого инфузионного дозатора со скоростью 0,10-0,20 мг/кг/мин. Фармакологическую пробу проводят под контролем АД и при ЭКГ-мониторировании в 12 отведениях. Электроды ЭКГ накладывают так, чтобы они находились вне поля проекции сердца с целью исключения артефактов от них в зоне оценки перфузии миокарда левого желудочка (ЛЖ). Повторную томографию проводят через 4 мин от начала инфузии АТФ, или при достижении критериев прекращения фармакологической пробы (появлении загрудинных болей и/или ишемической динамики на ЭКГ, а также в случае развития выраженных нежелательных реакций). Сканирование проводят только в артериальную фазу контрастирования над той же областью томографирования, что и на первом этапе по определенным при нативном исследовании уровням начала и окончания сканирования, при проспективной ЭКГ-синхронизации в фазу диастолы. При этом, не прерывая инфузию АТФ, внутривенно болюсно вводят 60-90 мг (в зависимости от массы тела больного) неионного йодсодержащего контрастного препарата (с концентрацией 350-370 мг йода/мл) болюсно со скоростью 4-5 мл/сек автоматическим шприцем, с последующим промыванием катетера 50 мл физиологического раствора. На этом исследование закачивают. Пациент еще 5 минут наблюдается, лежа на столе томографа до достижения показателей ЧСС и АД, характерных для фазы покоя. Суммарная доза облучения при проведении ОбКТ сердца в покое и в сочетании с фармакологической пробой сопоставима с таковой при ОЭФКТ сердца в покое и в сочетании с фармакологической пробой и составляет около 5-10 мЗв. На первом и втором этапах перед введением контрастного препарата проводят нативное исследование, все этапы ОбКТ обязательно выполняют при проспективной синхронизации с ЭКГ в фазу диастолы, где триггер устанавливют на 65-93% фазы сердечного цикла, при этом электроды ЭКГ накладывают так, чтобы они находились вне поля проекции сердца с возможностью исключения артефактов от них в зоне оценки перфузии миокарда левого желудочка. Также на втором этапе осуществляют дополнительный контроль АД, и по итогам проведения ОбКТ отбирают томограммы без артефактов от движения ЛЖ, характеризующие, по меньшей мере, одну фазу сердечного цикла, не менее 360 срезов.

На рабочей станции томографа оценивают серии поперечных томографических срезов, полученных как на этапе покоя, так и на этапе стресса.

Для посегментарного анализа дефекта перфузии используют стандартное деление миокарда ЛЖ на 17 сегментов в соответствии с классификацией Американской ассоциации кардиологов (American Heart Association, 2002). Отбирают наиболее информативную серию поперечных срезов, полученных на этапе покоя, и выполняют трехмерные и мультипланарные реконструкции для визуализации коронарных артерий на всем протяжении. При анализе ангиограмм используют стандартизированное деление коронарных артерий на 15 сегментов в соответствии с классификацией Американской ассоциации кардиологов (American Heart Association, 1999).

Результаты перфузионного ОбКТ сканирования рассчитывают с помощью программного пакета Vitrea Advanced на рабочей станции Vitrea Workstation полуколичественных показателей (ослабление плотности миокарда, в покое и в фазу реактивной гиперемии), отражающие коронарную гемодинамику, в том числе на уровне микроциркуляции.

Определяют показатели миокардиального кровотока:

1) ослабление плотности (ОП) миокарда, на основании которого рассчитывают нижеследующие показатели: индекс контрастирования (ИК): ИК=ОП миокарда на всем срезе/ОП субэндокардиального сегмента со сниженным контрастированием;

2) резерв миокардиальной перфузии (РМП): РМП=ИК покоя/ИК нагрузки и при значении РМП≤0,7 судят о наличии ишемии миокарда левого желудочка.

Общая продолжительность одного исследования (покой/нагрузка) составляет около 25-30 мин. При этом время каждого сканирования занимает не более 10-15 сек.

На фиг. 1 представлен дизайн проведения исследования больных с использованием ОбКТ сердца в сочетании с фармакологической пробой с аденозинтрифосфатом натрия (АТФ) с целью диагностики ишемии миокарда ЛЖ.

Примеры осуществления способа.

Пример 1.

Пациентке К. проведено исследование по заявляемому способу. Получены результаты: ИКатф=0,91, ИКп=0,83, РМП=ИКп/ИКатф=0,91, что свидетельствует об отсутствии ишемии миокарда.

На Фиг. 2 представлены изображения ОбКТ исследования пациентки К.: А -представлено изображение сердца в артериальную фазу контрастирования в покое, мультипланарная реконструкция, поперечный срез на уровне средних сегментов миокарда ЛЖ, не определяется дефекта контрастирования миокарда ЛЖ. Б -представлено изображение сердца в артериальную фазу контрастирования при нагрузочной пробе с АТФ, мультипланарная реконструкция, поперечный срез на уровне средних сегментов миокарда ЛЖ, не определяется дефекта контрастирования миокарда ЛЖ.

Пример. 2.

Пациентке Н. проведено исследование по заявляемому способу. Получены результаты: ИКатф=1,94, ИКп=0,88, РМП=ИКп/ИКатф=0,45. Таким образом рассчитанный РМП у данной пациентки ≤0,7 указывает на наличие ишемии миокарда в зоне дефекта перфузии.

На Фиг. 3 представлены изображения ОбКТ исследования пациентки Н.: А -представлено изображение сердца в артериальную фазу контрастирования, мультипланарная реконструкция, поперечный срез на уровне средних сегментов миокарда ЛЖ, определяется дефект контрастирования миокарда ЛЖ в проекции боковой стенки. Б - трехмерная реконструкция сердца, совмещенная полярной картой распределения дефектов контрастирования, виден обширный дефект контрастирования всех сегментов боковой стенки ЛЖ.

Пример 3.

Пациентке Ч. со стенозом коронарной артерии более 50% проведено исследование по заявляемому способу. Получены результаты: ИКатф=1,31, ИКп=0,92, РМП=ИКп/ИКатф=0,70, что указывает на наличие ишемии миокарда в зоне дефекта перфузии миокарда.

На Фиг. 4 представлены изображения ОбКТ исследования пациентки Ч.: А -представлено изображение сердца в артериальную фазу контрастирования в покое, мультипланарная реконструкция, поперечный срез на уровне средних сегментов миокарда ЛЖ, не определяется дефекта контрастирования миокарда ЛЖ. Б -представлено изображение сердца в артериальную фазу контрастирования при нагрузочной пробе с АТФ, мультипланарная реконструкция, поперечный срез на уровне средних сегментов миокарда ЛЖ, определяется дефект контрастирования миокарда в проекции передней стенки ЛЖ.

Таким образом, по заявляемому способу одномоментная верификация нарушения резерва перфузии миокарда с визуализацией коронарных артерий методом ОбКТ позволит избежать многоэтапности обследования больных и установить диагноз ИБС при любых формах поражения коронарных артерий.