Methods of cardiovascular imaging for the detection of ischemic heart disease

Full Text

Введение Одной из важных проблем современной медицины является ишемическая болезнь сердца (ИБС) вследствие высокой заболеваемости и смертности [1, 2]. Этим обусловлено особое внимание кардиологов к применению диагностических методов при данной патологии [3]. Прогресс медицинской диагностики способствовал развитию методов сердечно-сосудистой визуализации (ССВ), основанных на разных физических принципах (рентгеновское излучение, ультразвук, ядерно-магнитный резонанс и т.д.) [4]. В современных международных рекомендациях сформулирована важность знания практическими кардиологами возможностей и ограничений каждого диагностического метода, показаний к их применению [5]. Данная статья посвящена методам ССВ, использующимся для диагностики ИБС. Общая характеристика методов ССВ для диагностики ИБС Методы визуализации для диагностики ИБС условно можно разделить на те, которые позволяют оценивать коронарные артерии (КА) и миокард (табл. 1). В первом случае методы визуализации дают возможность выявить признаки атеросклеротического поражения КА [6]. В другом - анализируется функция миокарда на фоне пробы с физической или фармакологической нагрузкой, т.е. провокации ишемии миокарда [7]. «Золотым стандартом» диагностики коронарной патологии является коронароангиография (КАГ) [8]. Основными недостатками являются ее инвазивность и более высокая стоимость по сравнению с другими методами диагностики ИБС [8, 9]. Появившийся в последние годы и нашедший применение в интервенционной кардиологии метод внутрисосудистого коронарного ультразвука не стал альтернативой традиционной КАГ в диагностике ИБС по тем же причинам - относительно высокая стоимость и инвазивность [2]. Другой реальной возможностью оценки КА является применение мультиспиральной компьютерной томографии (МСКТ) [10, 11]. Даже без контрастирования КА с помощью МСКТ можно оценивать выраженность внутрисосудистого отложения кальция, так называемый скрининг коронарного кальция [12]. Коронарный кальциноз количественно характеризуют с помощью кальциевого индекса Агатстона [2]. Поскольку причиной отложения кальция в коронарных сосудах, за исключением пациентов с почечной недостаточностью, является атеросклероз, данный параметр может быть полезен в оценке коронарного риска [12]. Однако данный показатель не дает возможности адекватно определить степень стенозирования КА [2]. Даже при тяжелом кальцинозе не обязательно будет гемодинамически значимый стеноз артерии, а индекс коронарного кальция, равный нулю, не исключает стенозов КА у лиц с клинической симптоматикой [13]. Для более точной оценки структуры КА с помощью МСКТ необходимо внутривенное контрастирование [14, 11]. Хорошее пространственное разрешение позволяет получать качественное изображение коронарного русла [15] с высокой точностью выявления стенотического поражения (чувствительность 95-99%, специфичность 64-83%) [2]. Несомненными преимуществами МСКТ-визуализации КА по сравнению с КАГ являются меньшая стоимость и отсутствие необходимости катетерного вмешательства [8, 9]. Ограничениями МСКТ в диагностике ИБС являются необходимость в соответствующей современной аппаратуре (64-спиральный компьютерный томограф), возможность корректной оценки пациентов без тахикардии, тяжелого ожирения, способных задерживать дыхание [15]. Кроме того, тяжелый кальциноз КА может отрицательно влиять на точность МСКТ [16]. Другая группа методов ССВ, применяемых для диагностики ИБС, оценивает изменения миокарда при нагрузке. В их основе лежит концепция «ишемического каскада» [17]. Согласно этой теории у пациента со стенотическим поражением коронарного русла повышение потребности миокарда в кислороде в ходе увеличения нагрузки сначала ведет к появлению нарушений метаболизма, его перфузии, далее возникают нарушения кинетики миокарда в виде ухудшения диастолической и систолической функций [18, 19]. Только в самом конце этого ишемического каскада появляются электрокардиографические признаки ишемии и ангинозные боли [17], соответственно, совмещение нагрузочной пробы с визуализацией миокарда делает пробу более чувствительной к выявлению ишемии, по сравнению со стандартной регистрацией электрокардиограммы (ЭКГ) [2]. Стресс-эхокардиография (стресс-ЭхоКГ) Среди методов визуализации, которые используются в диагностике кардиальной патологии, и в частности ИБС, лидирующие позиции занимает стресс-ЭхоКГ как наиболее доступный и безопасный метод [9, 20]. С помощью стресс-ЭхоКГ можно оценивать как структурные, так и функциональные параметры сердца [21]. ЭхоКГ-исследование в покое, согласно европейским рекомендациям, должно выполняться у всех пациентов с подозрением на ИБС, поскольку может дать информацию о других причинах боли в грудной клетке, диастолической и глобальной систолической функциях левого желудочка (ЛЖ), а также нарушениях локальной сократимости миокарда (гипокинезия, акинезия, дискинезия), связанных с ишемией [2]. Локализация зон нарушений кинетики миокарда при ИБС, как правило, соответствует бассейнам пораженных КА [22]. Нарушения региональной сократимости могут быть стабильными (например, акинезия в зоне рубцовых изменений после перенесенного инфаркта миокарда) либо преходящими - при кратковременной ишемии [7, 23]. В то же время у больных с ИБС в условиях покоя сократимость миокарда может быть сохранена, даже при наличии измененной конечной части желудочкового комплекса на ЭКГ. Поэтому применение ЭхоКГ для диагностики ИБС подразумевает совмещение ее с нагрузочной пробой - стресс-ЭхоКГ [20]. В качестве стресс-агентов могут использоваться физические нагрузки на велоэргометре, тредмиле, введение фармакологических препаратов (добутамина, дипиридамола), чреспищеводная электрокардиостимуляция предсердий [24]. Противопоказания к стресс-ЭхоКГ являются стандартными для нагрузочных тестов, используемых для провокации ишемии миокарда [25]. В ходе исследования записывают видеоизображения одного или нескольких сердечных циклов ЛЖ в стандартных ультразвуковых позициях в фиксированных точках протокола (покой - каждая ступень нагрузки - отдых) [26]. Полученные «клипы» одинаковых позиций на разных этапах исследования сопоставляют между собой и выполняют посегментный анализ сократимости [24]. Ухудшение сократимости на фоне стресс-теста при исходной нормокинезии может свидетельствовать о наличии ишемии миокарда [7]. Выраженность диссинергии оценивается в баллах в зависимости от ее выраженности (нормокинезия - 1, гипокинезия - 2, акинезия - 3, дискинезия - 4) [22]. На основе полуколичественной оценки кинетики миокарда в баллах может быть рассчитан интегральный индекс нарушения локальной сократимости (отношение суммы баллов к количеству оценивавшихся сегментов миокарда), который в норме составляет 1,0. Его увеличение на фоне нагрузочной пробы свидетельствует о развитии диссинергии миокарда, которая может быть вызвана ишемическими изменениями [21]. Данное диагностическое исследование может выполняться в учреждениях, соответствующих определенным требованиям: наличие специально обученного персонала с достаточным опытом проведения ЭхоКГ и нагрузочных проб, ультразвуковой аппаратуры, имеющей программу для стресс-ЭхоКГ, аппаратуры для дозированного применения нагрузки (велоэргометр, тредмил) [21]. Чувствительность стресс-ЭхоКГ с физической нагрузкой в диагностике ИБС, по данным ряда исследований, составляет 80-85%, а специфичность - 80-88% [2]. В то же время нельзя не отметить и ряд недостатков стресс-ЭхоКГ. К ним относится зависимость точности оценки кинетики стенок ЛЖ и степени их утолщения в систолу от качества визуализации эндокарда. В связи с этим возможны трудности при интерпретации пробы у лиц, страдающих эмфиземой легких, ожирением, а также имеющим структурные изменения грудной клетки [21]. Для решения данной проблемы используются специальные контрастные вещества [2, 27]. Согласно современным рекомендациям контрастная стресс-ЭхоКГ должна выполняться в тех случаях, когда два или более соседних сегмента ЛЖ плохо визуализируются в покое [28]. Имеются также данные о том, что применение контраста во время стресс-ЭхоКГ повышает точность диагностики ИБС [29]. К недостаткам стресс-ЭхоКГ также относится полуколичественный подход к оценке локальной сократимости миокарда (табл. 2), поэтому на результаты оказывает влияние субъективный фактор опыта и внимания врача, выполняющего исследование [26]. Частично проблема субъективности ЭхоКГ-анализа региональной кинетики миокарда может быть решена с помощью тканевой допплерографии, позволяющей рассчитать для отдельных сегментов ЛЖ значения скорости движения, скорости деформации (strain rate) и деформации (strain) миокарда [30, 31]. Имеются данные в пользу высокой информативности стресс-ЭхоКГ, дополненной тканевой допплерографией [32, 33, 34]. В то же время тканевая допплерография миокарда имеет свои ограничения: ее результаты зависят от угла сканирования, погрешность в измерения вносят смещение соседних участков миокарда и движения всего сердца [22, 35]. В последние годы изучаются возможности применения для количественной оценки кинетики миокарда при стресс-ЭхоКГ анализа деформации миокарда на основе методики спекл-трекинг (speckle-tracking) [36, 37]. Данная методика не является допплерографической и поэтому лишена указанных для тканевой допплерографии недостатков [38]. Однако унифицированные нормативы оценки локальной сократимости миокарда с помощью спекл-трекинга на сегодняшний день отсутствуют [22]. Магнитно-резонансная томография (МРТ) сердца с нагрузкой Для диагностики ИБС, в частности выявления нарушений кинетики миокарда, обусловленных ишемией, может использоваться МРТ сердца с фармакологической нагрузкой [19]. Нагрузочная МРТ (или стресс-МРТ) с добутамином основана на тех же принципах оценки сократительного резерва, что и стресс-ЭхоКГ, и проводится по аналогичному протоколу [39]. В то же время нагрузочная МРТ имеет свои преимущества - высокое пространственное разрешение и хорошую воспроизводимость [20]. Стресс-МРТ может рассматриваться в качестве альтернативного диагностического метода у лиц с некачественной визуализацией сердца при ЭхоКГ [19]. Противопоказаниями к выполнению МРТ сердца являются наличие у пациента клаустрофобии или присутствие в его организме инородных металлических объектов [39]. Методы радиоизотопной диагностики Важную роль в обследовании пациентов с коронарной патологией играют радиоизотопные методы - перфузионная сцинтиграфия миокарда, однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) [40]. В ходе таких исследований внутривенно вводится радиофармпрепарат (РФП), который с током крови поступает по коронарным сосудам в миокард [41]. Регионы миокарда без нарушения кровоснабжения идентифицируются по равномерному распределению РФП, в то время как зоны ишемизированного миокарда и участки рубцовой ткани характеризуются снижением включения РФП в виде дефектов перфузии [25]. Для оценки перфузии миокарда с помощью ОФЭКТ используются РФП на основе 99mТс и хлорид таллия 201Tl [42]. Совмещение исследования с нагрузочной пробой позволяет у больных с ИБС выявить зоны гипоперфузии, обусловленные снижением захвата изотопа во время нагрузки, по сравнению с его захватом в покое на фоне нарушения коронарного кровообращения [2]. Для анализа зон кровоснабжения миокарда КА разработана унифицированная схема деления ЛЖ на сегменты в виде мишени [25], позволяющая сопоставлять локализацию выявленных нарушений перфузии с результатами других методов визуализации (нарушения сократимости миокарда при стресс-ЭхоКГ) [22]. На данной схеме верхушка ЛЖ расположена в центре, а его основание (базальные сегменты) - по периферии (см. рисунок). РФП, используемые для ПЭТ-визуализации (18F-FDG), дают возможность оценивать метаболизм миокарда [43]. Дополнительно ПЭТ позволяет количественно характеризовать кровоток в мл/мин/г миокарда, что способствует выявлению микрососудистых нарушений [44]. Техническим преимуществом ПЭТ перед ОФЭКТ является более высокая разрешающая способность и коррекция ослабления фотонного излучения мягкими тканями [2]. Однако ПЭТ как более дорогой метод визуализации, чем ОФЭКТ, значительно реже используется для диагностики ИБС. Применение ультракороткоживущих изотопов также является ограничением распространения ПЭТ в клинической практике [39]. Совершенствование технологий лучевой диагностики способствовало появлению гибридных технологий визуализации [45, 46]. Внедрение гибридных сканеров, которые сочетают ОФЭКТ или ПЭТ с компьютерной томографией - КТ (ОФЭКТ/КТ, ПЭТ/КТ) или МРТ (ПЭТ/МРТ) может дать дополнительные возможности для комплексной оценки структурных и функциональных изменений сердца у пациентов с коронарной патологией [2]. Клинический выбор методов ССВ для первичной диагностики ИБС Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о высокой точности методов ССВ (табл. 3), поэтому потенциально каждый из них может быть использован в диагностике ИБС [2]. Таблица 3. Характеристики методик, используемых для диагностики ИБС [2] Методика Чувствительность, % Специфичность, % Стресс-ЭКГ с физической нагрузкой 45-50 85-90 Стресс-ЭхоКГ с физической нагрузкой 80-85 80-88 Стресс-ЭхоКГ с добутамином 79-83 82-86 Стресс-МРТ с добутамином 79-88 81-91 Стресс-ОФЭКТ с физической нагрузкой 73-92 63-87 Стресс-ОФЭКТ с вазодилататором 90-91 75-84 Стресс-ПЭТ с вазодилататором 81-97 74-91 МСКТ КА 95-99 64-83 Таблица 4. Клиническая ПТВ у пациентов со стабильным болевым синдромом в грудной клетке [2] Возраст Типичная стенокардия Атипичная стенокардия Неангинозная боль Мужчины Женщины Мужчины Женщины Мужчины Женщины 30-39 59 28 29 10 18 5 40-49 69 37 38 14 25 8 50-59 77 47 49 20 34 12 60-69 84 58 59 28 44 17 70-79 89 68 69 37 54 24 Более 80 93 76 78 47 65 32 Таблица 5. Показания для диагностики ИБС с помощью методов ССВ [47] Методы визуализации Бессимптомный пациент (скрининг) Симптомный пациент Низкая ПТВ<15% Промежуточная ПТВ 15-85% Высокая ПТВ>85% КАГ IIIA IIIA IIbA IA Контрастная МСКТ КА IIIB IIIC IIaB IIIB СтрессЭхоКГ IIIA IIIA IA IIIA Стресс-МРТ IIIB IIIC IA IIIB Стресс-ОФЭКТ IIIA IIIA IA IIIA Стресс-ПЭТ IIIB IIIC IA IIIB Комбинированная или гибридная визуализация IIIC IIIC IIaB IIIB В то же время такие характеристики, как чувствительность и специфичность, не всегда позволяют точно определить, как данный метод диагностики будет работать в конкретной клинической ситуации. В этой связи получил распространение подход к выбору диагностики ИБС на основе так называемой предтестовой вероятности (ПТВ) [2, 47]. Основными детерминантами ПТВ являются возраст, пол и характеристика симптомов (табл. 4), позволяющие охарактеризовать сердечно-сосудистый риск и клинические особенности у данного пациента [48]. Результаты исследований свидетельствуют о том, что чувствительность и специфичность методов ССВ, которые применяются в настоящее время, составляют около 85% (табл. 3). Поэтому их результаты в 15% случаев могут быть ложными. Отсюда следует, что уменьшить количество неправильных заключений можно в том случае, если не выполнять методы визуализации у лиц с низкой ПТВ<15% или у лиц с высокой ПТВ>85% [2]. Поэтому в европейских рекомендациях указано, что применение методов ССВ для диагностики ИБС у этих категорий пациентов нецелесообразно [2, 47]. В случае ПТВ<15% можно сделать вывод, что ИБС отсутствует, а при ПТВ>85% наоборот - что имеется гемодинамически значимое стенотическое поражение коронарного русла. Лицам с высокой ПТВ показано выполнение КАГ (табл. 5). Лицам с ПТВ 15-65% для диагностики ИБС в качестве метода 1-го ряда рационально использовать ЭКГ-нагрузочную пробу [2]. Стресс-методики визуализации рекомендуются в качестве начального метода диагностики ИБС при промежуточной ПТВ [47] (табл. 5), преимущественно с ПТВ 65-85% [2]. Исключение составляют лица без типичной стенокардии со сниженной сократимостью ЛЖ (фракция выброса менее 50%), которым также показано выполнение данных диагностических тестов [2]. Дополнительным показанием к назначению методов ССВ для диагностики ИБС могут быть изменения на ЭКГ, которые затрудняют интерпретацию во время нагрузки (исходные изменения реполяризации при гипертрофии ЛЖ, полная блокада левой ножки предсердно-желудочкового пучка, электролитные расстройства, действие лекарственных средств и др.) [26]. При выборе нагрузки для стресс-теста с визуализацией следует отдавать предпочтение физической, а не фармакологической нагрузке [2]. Диагностические возможности методов ССВ у больных с верифицированной ИБС Методы ССВ находят применение и у лиц с верифицированной ИБС. Согласно европейским рекомендациям метод визуализации, совмещенный с нагрузочной пробой, может использоваться для функциональной оценки стенозов КА, выраженность которых по данным КАГ определена как промежуточная [2]. Кроме того, стресс-методики визуализации целесообразно выполнять лицам, перенесшим операцию реваскуляризации миокарда, с наличием клинической симптоматики ИБС [2]. Еще одним важным направлением применения диагностических методов у больных с ИБС является идентификация особых обратимых форм ишемической дисфункции миокарда - гибернации и станнирования [49], которые обозначают термином «жизнеспособный миокард» [50]. Принципы, лежащие в основе неинвазивной диагностики жизнеспособного миокарда с помощью разных методов ССВ, представлены в табл. 6. Дифференцирование участков обратимой ишемической дисфункции миокарда от рубцовой ткани имеет важное практическое значение для планирования лечебных мероприятий [51]. Согласно европейским рекомендациям реваскуляризация миокарда у больных с ИБС, у которых фракция выброса ЛЖ<35%, показана только при подтверждении в области дисфункционирующего миокарда жизнеспособной ткани с IIa-классом рекомендацией и уровнем доказательности В [47]. Методы ССВ для верификации жизнеспособного миокарда (отсутствия зоны рубцовых изменений) могут использоваться при обследовании больных с дисфункцией миокарда ишемического генеза, которым планируется сердечная ресинхронизирующая терапия (СРТ) - метод электрофизиологической коррекции сердечной недостаточности [52, 53]. Продолжается поиск неинвазивных диагностических методов для повышения эффективности СРТ [54]. Доказано, что для оптимального эффекта СРТ электрод для электрокардиостимуляции ЛЖ должен располагаться в месте наиболее поздней механической активации и вне рубцовой зоны [55]. В качестве методик для определения оптимального положения ЛЖ-электрода на основании исключения рубцовых зон рассматриваются ЭхоКГ-оценка деформации миокарда с помощью спекл-трекинг-ЭхоКГ [55, 56], а также анализ перфузии миокарда при ОФЭКТ [57, 58]. Заключение Современные методы ССВ предоставляют дополнительные возможности для первичной диагностики ИБС. Рациональное применение этих методов требует от кардиологов основывать свой выбор на доступности и информативности, а также предтестовой вероятности ИБС у конкретного пациента. Неинвазивные методы визуализации (стресс-ЭхоКГ, нагрузочная МРТ, нагрузочная ОФЭКТ, нагрузочная ПЭТ, контрастная МСКТ КА) для диагностики ИБС должны применяться преимущественно в случае ее промежуточной ПТВ. Целесообразно использовать возможности ССВ у больных с верифицированной ИБС для оптимизации таких методов лечения, как операции реваскуляризации и сердечная ресинхронизирующая терапия.

About the authors

V. S Nikiforov

I.I.Mechnikov State Northwestern Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: viktor.nikiforov@szgmu.ru
191015, Russian Federation, Saint Petersburg, ul. Kirochnaia, d. 41

References

Supplementary files