Multidetektorová CT angiografie věnčitých tepen

Angiografie pomocí výpočetní tomografie (CT angiografie – CTA) je neinvazívní metodika zobrazení vaskulárního systému, která využívá spirální (helikální) akvizice dat a intravenózního podání kontrastní látky.(1) Počátky klinického využití metodiky CTA spadají do počátku devadesátých let…

Klíčová slova

výpočetní tomografie • CT angiografie • věnčité tepny

Angiografie pomocí výpočetní tomografie (CT angiografie – CTA) je neinvazívní metodika zobrazení vaskulárního systému, která využívá spirální (helikální) akvizice dat a intravenózního podání kontrastní látky.(1) Počátky klinického využití metodiky CTA spadají do počátku devadesátých let.

První publikované studie se objevily v roce 1992 a věnovaly se zobrazení krčních úseků krkavic a Willisova tepenného kruhu, dále následovala klinická využití metodiky v oblasti zobrazení plicnice, hrudní a bederní aorty a také viscerálních větví aorty. První metodou výpočetní tomografie vhodnou k zobrazení věnčitých tepen a srdce bez pohybových artefaktů byla ultra-fast výpočetní tomografie.

Tato metodika pracuje s odlišným principem emise rentgenového záření, a to pomocí elektronového děla, kterým jsou elektrony urychlovány na dopadová ohniska uložená na prstenci v gantry tomografu. Tato metoda, nazývaná také EBT – electron beam tomography, byla využívána především ke stanovení obsahu kalcia ve věnčitých tepnách pro screening koronární sklerózy.

Pro CTA koronárních tepen byla tato metodika využívána méně často, protože, ač dosahuje časových rozlišení až pod 100 ms, její prostorové rozlišení dané kolimací je jen 3 mm.(2, 3) V roce 2000 byl přiveden do klinické praxe první multidetektorový tomograf, umožňující akvizici čtyř datových stop najednou během jediné otáčky, jejíž perioda byla 500 ms.

Znovu byla zavedena metoda EKG synchronizace, která byla v polovině osmdesátých let ve výpočetní tomografii opuštěna. Čtyřřadý multidetektorový tomograf byl schopen získat pomocí zpětné rekonstrukce EKG gatingem data pro axiální obrazy s časovým rozlišením (jinak také periodou zobrazení) 125 ms.

Při frekvencích srdečního rytmu do 65 úderů za minutu (bpm) bylo možné v diastolické fázi srdečního cyklu zobrazit ostře srdeční struktury. Dalším přínosem metody bylo získání prostorového pole dat, jehož rozlišení v ose Z těla se blížilo izotropnímu zobrazení. Čtyřřadý tomograf umožňoval při kolimaci 4x 1 mm získat efektivní vrstvu šíře 1,25 mm.

První práce zabývající se zobrazením věnčitých tepen pomocí multidetektorové CT angiografie (MDCTA) byly publikovány v roce 2000.(4) Dalším významným zlepšením metodiky byl šestnáctiřadý multidetektorový tomograf. Podstatným přínosem je zejména zkrácení periody rotace až na 420 ms a možnost získání 12-16 datových stop během jediné otáčky, při nominální kolimaci 0,75 mm je možno získat šíři efektivní vrstvy 0,75-1 mm.

Časové rozlišení dosahuje při použití periody rotace 420 ms až 105 ms. Pomocí MDCTA šestnáctiřadým tomografem již lze získat kvalitní zobrazení koronárních tepen do frekvencí srdečního rytmu 75 bpm, u cévních rekonstrukcí po kardiochirurgickém výkonu dokonce i u vyšších frekvencí.(5) V současné době je možné pro zobrazení srdce a věnčitých tepen použít přístroje, které získávají během jediné otáčky až 64 datových stop.

Přístroje pracují až s rychlostí jedné otáčky o 360 st. za 330 ms. Kombinace rychlosti načítání dat a rychlosti rotace ganty dovoluje vyšetřit celé srdce během 10 s. Pomocí dvojí projekce dat je možné u těchto přístrojů dosáhnout prostorového rozlišení až 0,4 mm. S tímto prostorovým a časovým rozlišením je již možné docílit dostatečného zobrazení nejen magistrálních kmenů věnčitých tepen, ale i jejich sekundárních větví.

Metodika vyšetření

Premedikace

Podání beta-blokátoru (metoprolol tartarát v dávce 50-100 mg p. o. 30-60 min před vyšetřením nebo esmolol i. v. v dávce 500 *mol/kg těsně před zahájením akvizice dat) jako premedikace nebo trvalá terapie beta-blokátorem nejenom zpomalují srdeční frekvenci, ale také výrazně redukují přítomnost respirační arytmie. Premedikaci není možné použít u nemocných s bronchiálním astmatem, atrioventrikulárním blokem, při těžké hypotenzi, při selhání srdce a intoleranci beta-blokátorů.(1, 4, 6, 7, 8, 9, 10)

Akvizice dat

Vyšetření provádíme na přístroji Somatom Sensation 64 (výrobce Siemens Medical Solutions, Forchheim, SRN) ve verzi HeartView. Při akvizici dat používáme kolimaci 64x 0,6 mm, periodu rotace 330 ms, nominální hodnotu faktoru stoupání -pitch – 0,4, hodnoty expoziční jsou 120 kV a efektivní hodnota proudu 500 mAs. Při takovémto protokolu je dávkový ekvivalent 7 mSV pro muže a 10 mSv pro ženy.

Současně s akvizicí dat je registrován EKG záznam, elektrody jsou umístěny oboustranně v podžebří a vpravo v podklíčkové krajině, všechny elektrody jsou uloženy v medioklavikulární čáře. Celková doba vlastního skenování se pohybuje kolem 10 s při zobrazení pouze srdce a věnčitých tepen, pokud se zobrazuje celý hrudník, pak se akvizice prodlouží na cca 20 s. Segmentace hrubých dat je prováděna pomocí EKG gatingu.(1, 8, 11, 12, 13)

V EKG záznamu je zvolen segment buď pomocí pevně stanoveného bodu ve vztahu ke kmitu R vyjádřený časovým intervalem v milisekundách, nebo relativní úsek RR intervalu vyjádřený procenty. Oběma způsoby stanovíme vždy bod, v němž se započne segmentace hrubých dat. Správný segment pro rekonstrukci dat volíme tak, abychom zastihli srdce i věnčité tepny během tzv. mrtvého diastolického bodu, tedy ve chvíli, kdy se srdce a věnčité tepny zastaví v pohybu mezi diastolickým rozpětím a kontrakcí na začátku systoly.(1)

Výchozí bod segmentace dat použitých k rekonstrukci axiálních obrazů se tedy pro zobrazení věnčitých tepen umisťuje do oblasti diastolické fáze srdečního rytmu mezi vlny T a P, kdy se srdce relativně nejméně a nejpomaleji pohybuje. Na kvalitu zobrazení jak na axiálních obrazech, tak i v prostorových rekonstrukcích mají zásadní vliv pohybové neostrosti.(8, 13)

Protože se jednotlivé věnčité tepny a jejich úseky nepohybují shodně během srdečního cyklu, bývá někdy nutné rekonstruovat řečiště pravé a levé věnčité tepny v odlišných fázích. Podobně je nutné někdy rekonstruovat obrazy v jiné fázi i pro zobrazení laterální a spodní stěny srdce.

Rozsah vyšetření volíme na plánovacím skenu od oblasti přibližně 1 cm pod úrovní kýlu průdušnice po úroveň pod srdečním hrotem, v případě současného vyšetření srdečních bypassů včetně mamární tepny jde o úroveň od výše horního okraje sternoklavikulárního kloubu po oblast 2. bederního obratle. Field of view upravujeme na největší šíři srdečního stínu.

Pro rekonstrukci axiálních zdrojových obrazů používáme následující rekonstrukční parametry: rekonstruovaná šíře vrstvy 0,6 mm, rekonstrukční increment 0,4 mm, rekonstrukční algoritmus pro měkké tkáně (kernel B25++) nebo při hrubých kalcifikacích nebo implantovaných stentech (kernel B35). Pro aplikaci kontrastní látky používáme neiontovou kontrastní látku Ultravist v koncentraci 370 mgI/ml nebo Iomeron v koncentraci 400 mgI/ml.

Kontrastní látku aplikujeme intravenózně plastikovou kanylou 18 gauge zavedenou do kubitální žíly. K aplikaci používáme přetlakový injektor Stellant vybavený nástřikovým systémem složeným z válců pro aplikaci kontrastní látky a proplach fyziologickým roztokem. Podáváme u delších akvizic 100 ml kontrastní látky průtokem 5 ml/s s navazujícím proplachem 80 ml fyziologického roztoku. Pro kratší akvizice kolem 10 s objem podané kontrastní látky snižujeme na 80 ml. K načasování nástřiku volíme stanovení cirkulačního času pomocí bolus trackingu (BolusCare).

Postprocessing

Pro zobrazení srdce a věnčitých tepen je velmi důležitá správná volba postprocessingu. Základem hodnocení u srdce, jeho oddílů a chlopní jsou planární rekonstrukce, kromě axiálních obrazů v transverzální orientaci používáme i rekonstrukce kolmé k rovině proložené interventrikulárním septem, známé jako čtyřdutinové z echokardiografie, dále rekonstrukce příčné v krátké ose srdce (angl. short axis) a dvoudutinové rekonstrukce paralelní s interventrikulárním septem v dlouhé ose (angl. long axis).

Věnčité tepny a srdce jako celek zobrazujeme pomocí stínovaných VRT rekonstrukcí, nastavení algoritmu VRT musí odlišovat kalcifikace od kontrastní náplně cév a umožňovat zobrazení celé, kontrastní látkou naplněné soustavy věnčitých tepen.(6, 7, 14) Překážkou v pohledu na srdce je skelet hrudníku, který odstraňujeme definováním objemu zájmu. Věnčité tepny zobrazujeme vhodným natočením úhlu pohledu.

Pro části koronárních tepen je vhodné i použití MIP vrstev, celé koronární řečiště je možno zobrazit pomocí MIP rekonstrukce po subtrakci kontrastního obsahu srdečních dutin. Hodnocení vlastní stenózy je přesnější, zvolíme-li rovinná zobrazení. Na planárních rekonstrukcích je možno nejenom hodnotit míru stenózy tepny, ale také složení aterosklerotického plátu. Nestabilní aterosklerotické pláty, které obsahují měkké ateromatózní hmoty anebo trombus, jsou značně hypodenzní a odlišují se od stabilních fibrózních plátů s vyšší denzitou.

Obr. 2A-C – Zobrazení aortokoronárních autovenózních bypassů u nemocného vyšetřovaného pro návrat bolestí na hrudi. Dvojnásobná stenóza bypassu na ramus interventricularis anterior. Vyšetření pomocí kolimace 16x 0,75 mm, perioda rotace 420 ms. A – volume rendering technique (VRT), B – selektivní angiogram postiženého bypassu, C – selektivní angiogram bypassu po úspěšné PTCA obou stenóz.

Současné postavení CTA s EKG synchronizací v diagnostice onemocnění věnčitých tepen

Senzitivita a negativní prediktivní hodnota MDCTA k odhalení přítomnosti onemocnění věnčitých tepen je srovnatelná se zátěžovými metodami s farmakologicky navozeným stresem a dosahuje hodnot přes 90 %, respektive kolem 98 % u negativní prediktivní hodnoty.(4, 7, 9, 10, 14, 15, 16) Vzhledem k tomu, že MDCTA umožňuje jen hodnocení morfologie řečiště věnčitých tepen, nehodnotí bezprostředně funkční vliv případných změn na perfúzi myokardu.

Perfúzní zátěžová scintigrafie, dobutaminová zátěžová echokardiografie a dobutaminová zátěžová magnetická rezonance jsou naopak schopné hodnotit vliv stresu na funkci myokardu. Tyto metody jsou vhodné k vyloučení přítomnosti známek myokardiální ischémie.(17) Kombinací metody zobrazení věnčitých tepen pomocí MDCTA a pomocí funkčního vyšetření s farmakologicky navozeným stresovým testem je možno využít k vyloučení přítomnosti ischemické choroby srdeční.

Chceme-li uvést MDCTA do rutinní klinické praxe diagnostiky a zejména vyloučení onemocnění věnčitých tepen, je vhodné tuto metodu kombinovat se zátěžovým testem myokardu. Výsledky hodnocení věnčitých tepen pomocí MDCTA ukazují na další zlepšení kvality zobrazení koronárního řečiště zavedením přístrojů s akvizicí 64 datových stop. U většiny pacientů se srdeční frekvencí až do 125/s je možno získat z MDCTA věnčitých tepen klinicky validní informace o stavu koronárního řečiště.

Z publikovaných výsledků klinických studií vyplývá, že by bylo možno upustit od katetrizační koronarografie u nemocných s morfologickým negativním nálezem na věnčitých tepnách a s negativním funkčním nálezem na zátěžové perfúzní scintigrafii myokardu nebo s negativním nálezem při zátěžovém vyšetření magnetickou rezonancí pomocí aplikace dobutaminu.

Pro zobrazení žilních bypassů je MDCTA metoda postačující, její neinvazivita umožňuje posouzení průchodnosti bypassu zcela neinvazívně. Výhodou MDCTA je také možnost hodnocení složení aterosklerotických plátů vlastních věnčitých tepen.(18, 19, 20) Nejvýznamnější jsou pláty s nasedajícím trombem, jejichž denzita se pohybuje kolem 40 HU a mají nerovný povrch. Tyto pláty jsou příčinou nestabilní anginy pectoris a mohou se stát příčinou akutního uzávěru.

Hrubé fibrokalcifikační pláty většinou znemožňují vlivem blooming artefaktu správné hodnocení stupně stenózy, její stupeň je výrazně nadhodnocen nebo není lumen vůbec možné hodnotit. Kalcifikované noduly dosahují velikosti jen několika mm a nejsou příčinou stenóz. Fibrózní léze dosahují vyšší denzity než trombus – od 70 do 100 HU a většinou neobsahují kalcifikace, ale mohou způsobit významnou stenózu.

Myokardiální můstky se projevují přemostěním části tepny proužkem svaloviny. Stenty v koronárních tepnách, většinou s výjimkou velmi proximálně uložených stentů, nedovolují vlivem blooming artefaktu správné hodnocení restenózy, pokud jsou použity systémy čtyřřadé nebo šestnáctiřadé. U přístrojů 64řadých se vlivem výrazně zvýšeného prostorového rozlišení daří již hodnotit i známky restenózy ve stentech. EKG synchronizaci je možné také s výhodou využít u vyšetření nemocných s disekcí aorty.

U těchto nemocných je zlepšeno zobrazení vlastní aorty, ale je možné rovněž posoudit, zda není disekcí postižena některá z věnčitých tepen. V porovnání s katetrizační koronarografií je MDCTA omezena zejména nespolehlivostí zobrazení věnčitých tepen u nemocných s vysokou frekvencí nad 85 bpm a dále u nemocných s arytmiemi. Nespolehlivé se jeví i zobrazení marginálních větví na laterální straně levé komory srdeční a také větví na spodní stěně srdce u systémů šestnáctiřadých.(4, 7, 8)

Kombinováním lepšího časového i prostorového rozlišení šedesátičtyřřadé systémy již výrazně zvyšují spolehlivost zobrazení jak větví menšího kalibru, tak i cév uložených na rychle se pohybujících partiích srdce – na spodní a laterální stěně. Koronární řečiště se plní při MDCTA během 10 až 20 s. Dochází na jedné straně k tomu, že vzniká statické zobrazení cév bez možnosti posouzení dynamiky toku v cévách a bez možnosti posouzení směru toku při kolateralizaci uzávěrů, na druhé straně dochází ke kvalitnímu zobrazení celé volné tepny za uzávěrem, včetně části nezobrazitelné během krátké sekvence záběru katetrizační arteriografie.(12)

Tento fenomén při MDCTA komplikuje někdy odlišení skutečně krátkého segmentárního uzávěru od subtotálního uzávěru s vytvářející se kolateralizací. Takto je však zobrazena i volná část tepny nezobrazitelná arteriograficky. Nadhodnocují se obvykle stenózy s výrazně kalcifikovanými pláty.

Toto nadhodnocení se děje kvůli tzv. blooming artefaktu, který způsobí nárůst objemu kalcifikace na podkladě Hounsfieldova artefaktu z utvrzení záření.(6) Stejný důvod vede i k méně spolehlivému zobrazení lumen stentu. CTA s EKG synchronizací je ideální metodou pro zobrazení aortokoronárních bypassů, je ji možno použít již v časném pooperačním stadiu.

Již použitím šestnáctiřadého přístroje je možné kromě běžných žilních bypassů zobrazit také celý průběh arteriálních neliberalizovaných štěpů, jde především o koronaromamární štěpy a štěpy koronarogastroepiploické. Technika akvizice, postprocessingu i hodnocení se používá obdobná jako u vlastních věnčitých tepen, je však nutné naplánovat vyšetření v celém rozsahu rekonstrukcí, pokud možno i s odstupem fixovaného arteriálního štěpu.

Závěr

Dosud nebyla publikována studie porovnávající katetrizační koronarografii a MDCTA koronarografii šedesátičtyřřadým CT. V současnosti došlo k dalšímu významnému posunu prostorového i časového rozlišení zobrazení ve srovnání s MDCTA šestnáctiřadým přístrojem, byly překonány poměrně značné technické limitace metody, zejména nespolehlivost zobrazení tepen u srdeční frekvence nad 75 bpm, které nedovolovaly univerzální použití metody v diagnostice koronární sklerózy nativních tepen. MDCTA s EKG synchronizací je v současné době zaváděno na pracovištích vybavených 64-DCT jako rutinní metoda pro zobrazení hrudníku u nemocných se syndromem bolesti na hrudi.

Metodika MDCTA v průběhu svého technického vývoje umožnila pevné zařazení neinvazívní MDCTA do zobrazení věnčitých tepen, v současné době je na takovém stupni, že bude schopna v blízké budoucnosti převzít část diagnostiky na svá bedra. Zcela zavedená je již metodika zobrazení koronárních cévních rekonstrukcí, která se stává na našem pracovišti již diagnostickou metodou první volby, na niž může navázat perkutánní nebo chirurgická intervence.

1Doc. MUDr. Jiří Ferda, Ph. D.

e-mail: ferda@fnplzen.cz

1MUDr. Milan Novák

1doc. MUDr. Boris Kreuzberg, CSc.

2MUDr. Jan Pešek

3MUDr. Tomáš Hájek

1Univerzita Karlova v Praze, LF a FN Plzeň, Radiodiagnostická klinika

2Univerzita Karlova v Praze, LF a FN Plzeň, I. interní klinika

3FN Plzeň, Kardiochirurgické oddělení

*

Literatura

1. FERDA, J. CT angiografie. Praha : Galén, 2004, 408 s.

2. AGATSTON, AS., JANOWITZ, WR., HIDNER, FJ., et al. Quantification of coronary calcium using ultrafast computed tomography. J Am Coll Cardiol, 1990, 15, p. 827-832.

3. MAHER, JE., RAZ, JA., BIELAK, LF., et al. Potential of quantity of coronary artery calcification to identify new risk factors for asymptomatic atherosclerosis. Am J Epidemiol, 1996, 144, p. 943-953.

4. ACHENBACH, S., ULZHEIMER, S., BAUM, U., et al. Non-invasive coronary angiography by retrospectively ECG-gated multislice spiral CT. Circulation, 2000, 102, p. 2823-2828.

5. NIEMAN, K., RENSING, BJ., VAN GEUNS, RJ., et al. Non-invasive coronary angiography with multislice spiral computed tomography: impact of heart rate. Heart, 2002, 88, p. 470-474.

6. FERDA, J., PEŠEK, J., NOVÁK, M., et al. MDCT angiografie věnčitých tepen šestnáctidetektorovým výpočetním tomografem – principy a první klinické zkušenosti. Čs Radiol, 2003, 57, s. 312-318.

7. FERDA, J., PEŠEK J., HÁJEK, T. MDCTA s EKG synchronizací. Čs Radiol, 2004, 58, s. 326-328.

8. FLOHR, T., OHNESORGE, B. Heart rate adaptive optimization of spatial and temporal resolution for electrocardiogram-gated multislice spiral CT of the heart. J Comput Assist Tomogr, 2001, 25, p. 907-923.

9. KOPP, AF., OHNESORGE, B., FLOHR, T., et al. Cardiac multidetector-row CT: first clinical results of retrospectively ECG-gated spiral with optimized temporal and spatial resolution. Rofo Fortschr Geb Rontgenstr Neuen Bildgeb Verfahr, 2000, 172, p. 429-435.

10. MORGAN-HUGHES, GJ., MARSHALL, AJ., ROOBOTTOM, CA. Multislice computed tomographic coronary angiography: experience in a UK centre. Clin Radiol, 2003, 58, p. 378-383.

11. HERZOG, CH., ABOLMAALI, N., BLAZER, JO., et al. Heart-rate image reconstruction in multidetector-row cardiac CT: influence of physiological and technical prerequisite on image quality. Eur Radio, 2000, 12, p. 2670-2678.

12. HONG, C., BECKER, CR., HUBER, A., et al. ECG-gated reconstructed multidetector row CT coronary angiography: effect of varying trigger delay on image quality. Radiology, 2001, 220, p. 712-717.

13. KOPP, AF., SCHROEDER, S., KUETTNER, A., et al. Coronary arteries: retrospectively ECG-gated multi-detector row CT angiography with selective optimization of the image reconstruction window. Radiology, 2001, 221, p. 683-688.

14. MAHNKEN, AH., WILDBERGER, JE., SINHA, AM., et al. Value of 3D-volume rendering in the assessment of coronary arteries with retrospectively ECG-gated multislice spiral CT. Acta Radiol, 2003, 44, p. 302-309.

15. NIEMAN, K., CADEMARTIRI, F., LEMOS, PA., et al. Reliable non-invasive coronary angiography with fast submillimeter multislice spiral computed tomography. Circulation, 2002, 106, p. 2051-2054.

16. NIEMAN, K., OUDKERK, M., RENSING, BJ. Coronary angiography with multislice computed tomography. Lancet, 2001, 357, p. 599-603.

17. ROPERS, D., BAUM, U., POHLE, K., et al. Detection of coronary artery stenoses with thin-slice multi-detector row spiral computed tomography and multiplanar reconstruction. Circulation, 2003, 107, p. 664-666.

18. NIKOLAOU, K., SAGMEISTER, S., KNEZ, A., et al. Multidetector-row computed tomography of the coronary arteries: predictive value and quantitative assessment of non-calcified vessel-wall changes. Eur Radiol, 2003, 13, p. 2505-2512.

19. RODENWALDT, J. Multislice computed tomography of the coronary arteries. Eur Radiol, 2003, 13, p. 748-757.

20. SATO, Y., KANMATSUSE, K., INOUE, F., et al. Non-invasive coronary artery imaging by multislice spiral computed tomography. Circ J, 2003, 67, p. 107-111.

21. HEINLE, SK., NOBLIN, J., GOREE-BEST, P., et al. Assessment of myocardial perfusion by harmonic power Doppler imaging at rest and during adenosine stress: comparison with (99m)Tc-sestamibi SPECT imaging. Circulation, 2000, 102, p. 55-60.

22. VOIGT, JU., EXNER, B., SCHMIEDEHAUSEN, K., et al. Strain-rate imaging during dobutamine stress echocardiography provides objective evidence of inducible ischemia. Circulation, 2003, 107, p. 2120-2126.

**

Ohodnoťte tento článek!