TK I MR SERCA niezbędna jakość diagnostyki obrazowej w kardiologii Od kilku lat obserwujemy szczególnie intensywny rozwój metod diagnostyki i leczenia chorób układu sercowo-naczyniowego. W związku z tym istotnego znaczenia nabierają metody umożliwiające ocenę morfologii, czynności i żywotności mięśnia sercowego. Ocena anatomii tętnic wieńcowych i morfologii blaszek miażdżycowych W przeciwieństwie do oceny CS w badaniu anatomii tętnic wieńcowych, w celu potwierdzenia obecności zwężeń w ich zakresie, konieczne jest dożylne podanie środka cieniującego. Aparaty 64-, 128- i więcej warstwowe pozwoliły na zwiększenie uzyskiwanej czułości i swoistości. Poprawa jakości obrazu oraz redukcja pochłoniętej dawki promieniowania mogą zostać uzyskane nie tylko poprzez zwiększenie ilości rzędów aparatów CT, ale także wprowadzenie wystandaryzowanych protokołów badania. Coraz częściej w trakcie badania wykorzystuje się tak zwane prospektywne bramkowanie zapisem EKG, w przeciwieństwie do starszej metody bramkowania retrospektywnego. Coraz częściej stosowane są aparaty emitujące dwie wiązki promieniowania o różnej energii. Pozwalają one scharakteryzować poszczególne tkanki, co może mieć szczególne znadr Marcin Basiak 1, dr Marek Konopka 2 1 Klinika Chorób Wewnętrznych i Farmakologii Klinicznej, Śląski Uniwersytet Medyczny, Katowice; SCANX Medical Obrazowej, Katowice 2 SCANX Medical Obrazowej, Katowice; Zakład Obrazowej, Szpital Śląski, Cieszyn Rosnąca ilość informacji możliwych do uzyskania w trakcie pojedynczego badania wskazuje na konieczność znajomości tych metod nie tylko przez osobę przeprowadzającą badanie, ale również przez lekarza kierującego. Określenie celu i zakresu badania pozwala na optymalne jego zaplanowanie. Echokardiografia serca jest najbardziej dostępną z obecnie stosowanych metod nieinwazyjnej diagnostyki serca. Pozwala ocenić morfologię i czynność mięśnia sercowego. Jednakże jest to metoda w dużej mierze uzależniona od dostępnego okna diagnostycznego oraz doświadczenia badającego. Ograniczona jest też przydatność echokardiografii w ocenie naczyń wieńcowych i żywotności mięśnia sercowego. Dlatego też tak istotne jest poszukiwanie nieinwazyjnej metody diagnostycznej zdolnej sprostać tym wymaganiom. Tomografia komputerowa serca W 1998 roku podczas kongresu RSNA (Radiological Society of North America) zaprezentowano pierwsze badania TK serca. Od tego momentu nastąpił szybki rozwój tej techniki: poprzez 16-, 32-, 40-, 64-, 128-rzędowe, po obecnie najnowsze dwuźródłowe lub wieloenergetyczne aparaty TK. Rozwój wielorzędowej tomografii komputerowej pozwolił na skrócenie czasu badania serca (w 64-rzędowym tomografie ok. 10 s), co umożliwia obrazowanie całej klatki piersiowej w czasie pojedynczego zatrzymanego oddechu, ale również zmniejszenie dawki promieniowania; zastosowanie nowych aplikacji, na przykład: wirtualnej angioskopii naczyń i jam serca, badań czynnościowych. W czasie badania TK mogą pojawić się problemy z uzyskaniem dobrych technicznie obrazów, dlatego bardzo ważne są znajomość ograniczeń metody, przeciwwskazań do badania, a także odpowiednie przygotowanie chorego. Trudności w uzyskaniu zadowalającej jakości obrazów w czasie badania mogą się zdarzyć w przypadku niemiarowej czynności serca, nasilonej duszności niemożność wstrzymania oddechu w czasie akwizycji na 20-35 sekund, tachykardii (dziś już wiemy, że nawet nowoczesne aparaty 64-rzędowe wymagają niższej równej akcji serca, najlepiej w granicach ok. 60/min), dużego stopnia uwapnienia naczyń wieńcowych czy znacznej otyłości pacjenta. Główne kierunki diagnostyki kardiologicznej w tomografii komputerowej Ocena wskaźnika uwapnienia tętnic wieńcowych Ocena ilości zwapnień w naczyniach wieńcowych ma wartość prognostyczną w przypadku wystąpienia objawów choroby niedokrwiennej serca i określenia wieku biologicznego naczyń serca. Określenie CS (calcium score) zalecane jest szczególnie u pacjentów bezobjawowych z grupy umiarkowanego ryzyka wystąpienia zdarzeń sercowo-naczyniowych (10-20% ryzyka wystąpienia zdarzenia w ciągu 10 lat). W przypadku pacjentów objawowych czułość i swoistość CS dla potwierdzenia obecności choroby niedokrwiennej serca jest zbliżona do echokardiografii obciążeniowej czy też scyntygrafii perfuzyjnej. Może on wspomóc diagnostykę różnicową bólu w klatce piersiowej w szczególności u pacjentów młodych z nietypowym jego charakterem. Stwierdzenie obecności zwapnień w obrębie tętnic wieńcowych charakteryzuje się prawie 100-procentową swoistością w stosunku do obecności blaszek miażdżycowych w obrębie tętnic wieńcowych, przy czym niską swoistością w stosunku do obecności zmian w sposób istotny limitujących przepływ. 30 OPM 8/2012
czenie w wypadku zmian uwapnionych, umożliwiając zróżnicowanie zwapnień od innych elementów blaszki miażdżycowej. Morfologia serca Tomografia komputerowa pozwala ocenić struktury serca oraz ewentualne patologie z tą samą, dużą dokładnością w dowolnej fazie skurczu. Funkcja serca Kiedy zmiany miażdżycowe zamykają światło naczynia wieńcowego, dochodzi do niedostatecznego ukrwienia obszaru zaopatrywanego przez daną tętnicę i upośledzenia funkcji mięśnia serca. Nowoczesne oprogramowanie daje możliwość uwidocznienia tego typu zaburzeń i dokładnej ich lokalizacji z określeniem, która tętnica jest tego przyczyną. Pomosty wieńcowe (by-passy) i stenty Do tej pory sposobem oceny drożności wszczepionych pomostów była bypassografia, badanie inwazyjne. Obecnie mamy alternatywną nieinwazyjną metodę w postaci tomografii komputerowej serca. Zastosowanie nieinwazyjnej koronarografii może być przydatne w ocenie drożności/stopnia zwężenia oraz przebiegu pomostów aortalno-wieńcowych. Ich obrazowanie jest łatwiejsze niż w przypadku tętnic wieńcowych w związku z ich większym rozmiarem oraz mniejszą ruchomością. Jednak podobnie i w tym przypadku zastosowanie aparatów o zwiększonej liczbie rzędów (64 i więcej) oraz bramkowanych zapisem EKG wiąże się z wyższą czułością i swoistością. Metoda ta może być również zastosowana u pacjentów z podejrzeniem wczesnego zamknięcia pomostu po zabiegu kardiochirurgicznym. Z drugiej strony, ocena natywnych naczyń wieńcowych u pacjentów po tym zabiegu może być utrudniona w związku z częstszą obecnością masywnych zwapnień oraz zmniejszonym przepływem krwi w ich zakresie. Zastosowanie TK tętnic wieńcowych nie jest aktualnie rekomendowane do oceny drożności i(lub) nawrotu zwężenia w obrębie stentów wieńcowych. Obecność metalu prowadzi do powstawania artefaktów utrudniających jednoznaczną interpretację uzyskiwanego wyniku. Aparaty 64-rzędowe wykazują wyższą niż w przypadku aparatów starszej generacji zdolność wykrywania nawrotu zwężenia w stencie, przy czym dotyczy ona głównie stentów o dużym rozmiarze, w szczególności stentów implantowanych w obrębie pnia głównego. Elektrokardiologia W zakresie elektrokardiologii TK wykorzystywane jest częściej do oceny lewego przedsionka, żył płucnych i jam serca przed zabiegiem ablacji prądem o częstotliwości radiowej. Obraz uzyskany dzięki TK stanowi rodzaj mapy, szczególnie przydatnej w trakcie zabiegu ablacji. Rekonstrukcje trójwymiarowe pozwalają na dokładną ocenę charakteryzującej się dużą zmiennością anatomii żył płucnych oraz ich relację KOMENTARZ EKSPERTA Według Urzędu Statystycznego choroby układu sercowo-naczyniowego odpowiadają za połowę zgonów w populacji polskiej. Choroby te przez wiele lat pozostają nierozpoznane lub występują trudności z ustaleniem właściwej diagnozy. Z tego powodu kluczowe znaczenie we współczesnej kardiologii odgrywają nieinwazyjne metody diagnostyki obrazowej. Ogromnym problemem, szczególnie dr Marek Konopka w dobie ograniczania zbędnych kosztów, pozostaje kierownik Zakładu cena badania (TK ok. 500, MR ok. 1000 PLN). Jest to spowodowane koniecznością amortyzacji Obrazowej, Szpital Śląski, Cieszyn, skanera, który wraz z dodatkowym wyposażeniem prezes SCANX Medical pracowni tomografii czy rezonansu magnetycznego kosztuje kilka milionów złotych. Analiza efektywności Obrazowej Katowice kosztowej badań TK i MR pokazuje jednak, że bilans finansowy może wypadać na korzyść stosowania TK i MR w codziennej praktyce lekarskiej. Są to takie sytuacje kliniczne, w których ze względu na ograniczenia obrazowania klasyczna echokardiografia czy też koronarografia pozostają czasem bezradne. Dzięki informacjom płynącym z badania TK i MR można uniknąć potrzeby wykonywania klasycznej koronarografii czy też pomóc w ocenie pacjentów przed operacjami kardiochirurgicznymi. Wyniki badań TK i MR powodują zmniejszenie kosztów leczenia. Analiza przypadków poddawanych badaniu MR z różnych wskazań w Stanach Zjednoczonych pokazała, że skrócenie diagnostyki i zmniejszenie konieczności dalszych badań (w tym badań inwazyjnych), a co za tym idzie, skrócenie czasu trwania hospitalizacji doprowadziło do zaoszczędzenia ponad miliona dolarów przy koszcie badań ok. pół miliona dolarów. Nie wyobrażamy sobie już współczesnej diagnostyki obrazowej bez metod tomografii komputerowej i rezonansu magnetycznego, a ci, którzy chcą tworzyć nowoczesną kardiologię i radiologię, muszą się nieustająco szkolić. w stosunku do innych narządów klatki piersiowej (aorty, naczyń wieńcowych, przełyku), co pozwala na uniknięcie powikłań zabiegu. Obecnie coraz częściej łączy się informacje anatomiczne uzyskane w trakcie badania CT z obrazem elektroanatomicznym pozyskanym w trakcie mapowania czynności elektrycznej serca. Planowanie zabiegów kardiochirurgicznych i endowaskularnych Badanie CT może być również przydatne w populacji pacjentów kierowanych do leczenia kardiochirurgicznego zarówno z powodu choroby niedokrwiennej serca, jak i chorób strukturalnych i naczyń obwodowych. Pozwala również na ocenę pomostów aortalno-wieńcowych. Stworzenie ich trójwymiarowej rekonstrukcji może być szczególnie przydatne u pacjentów planowanych do ponownego zabiegu pomostowania aortalno-wieńcowego. Angio-CT znajduje również swe zastosowanie w planowaniu zabiegów endowaskularnej implantacji stentgraftów w obrębie tętniaków aorty piersiowej i brzusznej, a także kwalifikacji pacjenta do zabiegów małoinwazyjnego wszczepienia zastawki aortalnej. OPM 8/2012 31
Obrazowanie układu żylnego serca, w szczególności zatoki wieńcowej, może być przydatne u pacjentów poddawanych przezskórnemu leczeniu niedomykalności zastawki mitralnej przy użyciu systemu Carillion. Badanie CT wspomaga diagnostykę i leczenie wrodzonych wad serca zarówno u dzieci, jak i osób dorosłych. Jest wartościowym narzędziem pozwalającym na ocenę anomalii serca (np. tetralogia Falota) i naczyń (np. koarktacja aorty) przed planowanym zabiegiem korekcyjnym, jak i ocenę jego wyniku w obserwacji odległej. Jak wspomniano powyżej, dostarcza ono informacji na temat obecności anomalii tętnic wieńcowych oraz tętnic płucnych, które często współistnieją z wadami strukturalnymi serca. Pomimo powyższych zalet, celem redukcji pochłoniętej dawki promieniowania inne metody oceny (MR serca lub echokardiografia) powinny być preferowane, w szczególności u pacjentów wymagających badań seryjnych, celem oceny wyników leczenia, a badanie CT powinno być zarezerwowane jedynie dla pacjentów z przeciwwskazaniami do MR przy braku możliwości uzyskania jednoznacznej oceny w badaniu echokardiograficznym. Podsumowując, należy podkreślić, że wielorzędowa tomografia komputerowa cechuje się szerokimi, stale rosnącymi możliwościami i znaczeniem klinicznym w kardiologii. Rezonans magnetyczny serca Od 1977 roku rezonans magnetyczny stał się nieodzowną częścią nowoczesnej medycyny szczególnie w zakresie neurologii oraz ortopedii. Przydatność tego badania w obrazowaniu serca wiązała się z wieloma technicznymi problemami, takimi jak ocena bijącego serca. Uzyskanie pierwszych czytelnych obrazów MR było możliwe dopiero po sprzężeniu rejestracji z fazą cyklu pracy serca dzięki analizie elektrokardiogramu (tzw. bramkowanie EKG, Lauterbur, 1983). Możliwa stała się dokładna ocena struktur, funkcji serca, przepływu krwi, jak również otaczających naczyń krwionośnych. Rezonans magnetyczny serca opisuje uszkodzenie mięśnia sercowego, identyfikuje zawał serca, diagnozuje wady wrodzone serca czy też choroby dużych naczyń krwionośnych. 1a 1b 1c 1d Ryc. 1. Kardio-TK. A. Masywne blaszki miażdżycowe wraz ze zwężeniem tętnicy wieńcowej. B. Obraz stentów bez restenozy w lewej tętnicy wieńcowej. C. Rekonstrukcja VR, obraz trójwymiarowy. D. Obrazowanie by-passów po zabiegu kardiochirurgicznym 2a 2b 2c 2d 2e 2f Ryc. 2. Kardio-MR. A. Droga odpływu z lewej komory (LVOT). B. Obraz zastawki aortalnej. C. Przekrój w osi krótkiej serca w technice black blood, double IR (tzw. metoda czarnej krwi). D. Guz serca chłoniak. E, F. Efekt późnego kontrastowania (delayed enhancement) blizna pozawałowa 32 OPM 8/2012
Przy użyciu tej metody można przeprowadzić małoinwazyjne badanie wysiłkowe (w obciążeniu lekami) w czasie rzeczywistym. Wszystkie części układu sercowo-naczyniowego mogą być zobrazowane: żyły, przedsionki, zastawki serca, komory, tętnice powodując, iż MR serca jest szczególnie przydatny w diagnostyce złożonych chorób serca. Badanie rezonansu magnetycznego serca nie jest związane ze stosowaniem promieniowania rentgenowskiego ani jodowych środków kontrastowych, co znacząco wyróżnia tę metodę spośród innych metod obrazowych serca. Badanie MR, choć ustępuje TK w ocenie tętnic wieńcowych, a także jest mniej dostępne (Katowice, Kraków, Warszawa) i droższe niż echokardiografia, ze względu na swoje zalety, takie jak: nieinwazyjność, wysoka rozdzielczość czasowa, liniowa i kontrastowa, możliwość obrazowania w dowolnej płaszczyźnie, możliwość uzyskania modeli 3D oraz oceny czynności i żywotności mięśnia sercowego, jest metodą szczególnie przydatną w nieinwazyjnej diagnostyce serca. Otrzymywane dzięki stosowanym sekwencjom, w których uzyskuje się kontrast pomiędzy tkanką a płynącą krwią, modele 3D wielu (> 20) faz cyklu serca pozwalają na ocenę czynności skurczowej i rozkurczowej lewej i prawej komory co stanowi obecnie złoty standard w ocenie morfologii i funkcji na świecie. Metoda SSFP dzięki lepszemu odgraniczeniu przepływającej krwi od tkanki stacjonarnej jest dokładniejsza w określeniu rzeczywistej objętości jam serca. Zastosowanie metody PC pozwala na ocenę przepływu i otrzymanie jego mapy w dowolnej płaszczyźnie. Techniką przydatną w badaniu kurczliwości odcinkowej i jej zaburzeń jest tagging. W metodzie tej siatka saturacyjna nakładana jest na struktury serca, a następnie jej zniekształcenia są analizowane w poszczególnych fazach cyklu serca. W ten sposób określane są obszary o prawidłowej kurczliwości, a także strefy hipo-, dys- czy akinezy. W badaniu MR serca, podobnie jak w badaniu echokardiograficznym, możliwe jest wykonanie prób z obciążeniem dobutaminą, dipirydamolem czy adenozyną. Rezonans magnetyczny i choroba niedokrwienna serca Choroba niedokrwienna serca jest jedną z głównych przyczyn zgonów na świecie. Powstaje wtedy, kiedy zwężenie tętnic wieńcowych obniża lub całkowicie zatrzymuje dopływ krwi do mięśnia sercowego i pozbawia go niezbędnego tlenu. Analiza badania MR dostarcza pacjentowi z chorobą wieńcową niezbędnych informacji, takich jak: ocena kurczliwości, grubości oraz grubienia mięśnia sercowego, ocena obecności, lokalizacji i śródściennej rozległości martwicy mięśnia serca, ocena żywotności w obszarach dysfunkcyjnych przed planowaną rewaskularyzacją angioplastyką wieńcową lub operacją pomostowania tętnic wieńcowych (by-passy), wykrywanie niewielkich zmian w mikrokrążeniu sercowym poprzedzających wystąpienie incydentów wieńcowych, takich jak zawał serca, co pomaga przewidzieć ewentualne zagrożenie, ocena istotności hemodynamicznej zwężenia tętnicy wieńcowej stwierdzonego w klasycznej koronarografii lub tomografii komputerowej. Przy pośrednim prawdopodobieństwie choroby wieńcowej (np. kiedy EKG jest niediagnostyczne lub pacjent jest niezdolny do wysiłku fizycznego) można zastosować MR serca z użyciem obciążenia adenozyną, dipirydamolem lub dobutaminą. Niewydolność serca Każda przyczyna osłabiająca lub uszkadzająca mięsień sercowy, taka jak nadciśnienie tętnicze, uszkodzenie zastawek serca lub zawał, może powodować niewydolność mięśnia sercowego. Przydatność badania MR w uwidocznieniu zmian tkankowych w mięśniu, uszkodzenia zastawek i zmian w przepływie krwi czyni tę metodę niezwykle przydatną w diagnostyce niewydolności serca. Precyzyjna diagnoza pomaga w doborze optymalnej strategii leczenia tych pacjentów. Guzy serca Rezonans magnetyczny serca jest metodą bardzo przydatną w diagnostyce guzów serca. Pozwala potwierdzić lub wykluczyć zmianę guzowatą, w przypadku kiedy inne techniki obrazowe dają niepełne informacje. Rezonans magnetyczny jest w stanie z wysokim prawdopodobieństwem ocenić charakter tkanki guza, zróżnicować guza od skrzepliny, ocenić wpływ guza na funkcję serca oraz określić wpływ na otaczające struktury. Wady zastawek serca Kiedy któraś z czterech zastawek serca jest uszkodzona, krew może przepływać w jamach serca nieprawidłowo lub przeciekać z powrotem do poprzedniej jamy serca. MR jest czułą metodą w różnicowaniu normalnych zastawek, które są cienkie i ruszają się szybko, od zastawek uszkodzonych w przebiegu niedomykalności lub stenozy. Szczególnie przydatna jest również ilościowa ocena fali zwrotnej. Kardiomiopatie W przypadku pacjentów chorych na różne rodzaje kardiomiopatii niezwykle ważna jest odcinkowa ocena funkcji, anatomii czy też włóknienia mięśnia sercowego. Możliwa jest ilościowa ocena funkcji mięśnia serca, np. u pacjentów z rozbieżnymi wynikami uzyskanymi w innych metodach obrazowania serca, ocena specyficznych form kardiomiopatii (amyloidoza, sarkoidoza), a także rozpoznanie i różnicowanie arytmogennej dysplazji prawej komory choroby, która może prowadzić do groźnych arytmii. Wrodzone wady serca Jedną z najważniejszych domen rezonansu magnetycznego serca jest ocena wad wrodzonych serca (anomalie 34 OPM 8/2012
dużych naczyń, jam serca, zastawek z oceną masy mięśnia lewej i prawej komory, przecieków, gradientów, pomiarem zastawek) u pacjentów poddawanych operacjom korekcji wady oraz kontroli po takich operacjach. Kontrolując morfologię i funkcję serca, pacjenci są pewni, że są pod dobrą opieką. Zapalenia mięśnia sercowego MR serca pozwala na rozpoznanie zapalenia mięśnia serca, które zazwyczaj występuje u pacjentów bez zmian wieńcowych, ale z biochemicznymi cechami uszkodzenia mięśnia serca. Jak już wspomniano, rezonans magnetyczny nie jest wolny od ograniczeń. Badanie trwa stosunkowo długo (najczęściej między 20 a 60 minut) i wymaga pozostawania przez ten czas w pozycji leżącej. Z tego względu CMR (cardiomr) nie jest przydatny i bezpieczny jako badanie wykonywane w sytuacji nagłej i u osób pozostających w ciężkim stanie klinicznym. Drugim przeciwwskazaniem są wybrane metalowe elementy w ciele, które w środowisku rezonansu magnetycznego absorbują energię i mogą powodować uraz termiczny i/lub kinetyczny. W praktyce są to najczęściej niektóre urządzenia wewnątrzsercowe, takie jak stymulatory czy kardiowertery-defibrylatory. Na rynku pojawiły się już co prawda stymulatory kompatybilne ze środowiskiem rezonansu magnetycznego, jednak na razie, ze względu na cenę, rezerwowane są one dla osób, które muszą być poddawane regularnym badaniom rezonansu magnetycznego z przyczyn pozakardiologicznych (np. w celu oceny zmian wielkości i budowy guzów mózgu lub efektów ich leczenia). Co przyniesie przyszłość? Pacjenci z chorobami serca już dziś zaczynają odczuwać wielkie korzyści z wprowadzenia tej metody do diagnostyki obrazowej. W przyszłości dzięki udoskonaleniu sekwencji do obrazowania naczyń wieńcowych możliwa będzie nieinwazyjna diagnostyka choroby niedokrwiennej serca. Zastąpi ona metody używające promieniowanie rentgenowskie, takie jak klasyczne cewnikowanie serca czy też tomografię komputerową tętnic wieńcowych. Planowane są także próby badania u chorych ze stymulatorami lub kardiowerterami-defibrylatorami serca. Na zakończenie należy zaznaczyć, że do uzyskania maksymalnej ilości informacji z badania CMR nie wystarczy odpowiedni skaner, potrzebny jest przede wszystkim zespół specjalistów lekarzy kardiologów, radiologów, techników i pielęgniarek oraz odpowiedni system szkoleń, którego na obecnym etapie jeszcze brakuje. Choroby układu sercowo-naczyniowego stanowią jedną z głównych przyczyn śmiertelności na świecie. Zastosowanie nieinwazyjnej diagnostyki obrazowej w nowoczesnej kardiologii przyczynia się do szybkiego uzyskania informacji na temat aktualnego stanu serca, chorób przebytych w przeszłości, a także ryzyka sercowonaczyniowego. Pewna diagnoza przyśpiesza właściwe leczenie oraz zapobiega incydentom sercowym, takim jak np. zawał serca. OPM 8/2012 35