MULTISLICE COMPUTED TOMOANGIOGRAPHY IN ASSESSMENT OF CORONARY STENT LUMEN

Full Text

АПЖИ — артефакты повышения жесткости излучения АР — артефакты рассеивания ВСУЗИ — внутрисосудистое ультразвуковое исследование ИМТ — индекс массы тела КА — коронарная артерия КАГ — катетерная ангиография КОРИ — коэффициент ослабления рентгеновского излучения КС — коронарный стент КТ — компьютерный томограф МСКТ — мультисрезовая компьютерная томография МСКТ-ангиография — мультисрезовая компьютерная томо-ангиография МСКТ-КГ — мультиспиральная компьютерная томокорона-рография ЧСС — частота сердечных сокращений ЭЛТ — электронно-лучевая томография HU — единица Хаунсфилда — 57 — И. М. Архипова, В. Е. Синицын Преимущества неинвазивной ангиографии, выполняемой с помощью мультисрезовой компьютерной томографии (МСКТ) и постоянное увеличение числа интервенционных процедур, связанных с установкой стентов в коронарные артерии (КА), обусловливают рост значения МСКТ для наблюдения за проходимостью стентов у больных этой категории. Оценка состояния внутреннего просвета стента — основная задача при обследовании пациентов с рецидивом приступов стенокардии, так как главной проблемой в таких случаях является гиперплазия неоинтимы, возникающая в просвете стента и вызывающая рестеноз на данном участке КА [1]. Для оценки проходимости стентов, установленных в аорте, почечных, подвздошных, бедренных артериях, давно широко и повсеместно используют мультисрезовую компьютерную томо-ангиографию (МСКТ-ангиографию), практически вытеснившую традиционную катетерную ангиографию (КАГ). Это стало возможным благодаря четкой визуализации внутреннего просвета стента и стенки артерии, отсутствию двигательных артефактов во время сканирования, устранению необходимости специальной подготовки пациента, а также неинвазивности исследования. Однако следует учитывать, что для стентирования этих артерий применяют широкие стенты (диаметром более 5 мм). Для восстановления проходимости КА применяют стенты меньшего диаметра (2,25—4 мм). Кроме того, КА подвижны, что затрудняет качественную визуализацию просвета. Несмотря на то что современные модели компьютерных томографов (КТ) позволяют выполнить коронарографию с кардиосинхронизацией для редукции двигательных артефактов, остается проблема получения интер-претабельного изображения стентов малым диаметром. Следующей важной проблемой при визуализации стентов являются артефакты, обусловливаемые металлической конструкцией стента. Стенты, сделанные из металла, дают артефакты повышения жесткости излучения (beam hardening artifact) и рассеивания (blooming artifact) — АПЖИ и АР. АПЖИ излучения возникает вследствие рентгеновского феномена, при котором более толстая и плотная часть предмета поглощает рентгеновские лучи более мягкого спектра, вследствие чего получаются "мягкие" изображения. АР представляет собой суммационное воздействие нескольких факторов, а именно: частичного объемного эффекта, резидуальных явлений движения КА и фильтров конволюции, используемых при получении изображения из сырых данных и заложенных в протоколах сканирования КТ. Вместе АПЖИ и АР способствуют появлению дополнительной тени вокруг каркаса стента и, следовательно, зрительному сужению просвета стента. Итогом этого является недооценка внутреннего диаметра с переоценкой внешнего диаметра стента. Первые исследования состояния коронарных стентов (КС) начали выполнять с помощью электронно-лучевой томографии (ЭЛТ). В 1999 г. исследовали состояние стентов в КА у 44 пациентов, используя ЭЛТ с контрастированием. Чувствительность ЭЛТ составила 35%, а специфичность — 84% [2]. В другом исследовании оценивали проходимость стентов у 26 пациентов, результаты ЭЛТ сравнивали с результатами КАГ. При ЭЛТ удалось визуализировать 27 стентов из 31. Только в одном случае при ЭЛТ был правильно определен резидуальный стеноз [3]. Однако с 2002 г. серийное производство систем ЭЛТ было приостановлено и дальнейшие исследования проходимости стентов в КА проводятся с помощью МСКТ. Первые экспериментальные исследования различных стентов проводили с помощью 4-рядного МСКТ. Были отмечены выраженные артефакты на изображениях, зависевшие от вида металла: редукция внутреннего просвета стента варьировала от 62 до 94%. При клиническом исследовании проходимости стентов результаты МСКТ сравнивали с результатами КАГ и пришли к выводу, что 4-срезовый КТ не обладает характеристиками, достаточными для определения рестеноза внутри стента и что необходимо применение более совершенных систем МСКТ [4, 5]. В 2004 г. появилось первое сообщение, в котором описывались результаты применения 16-рядного МСКТ. Из изображений 65 стентов 50 (77%) были интерпретабельными. Неинтерпрета-бельными оказались стенты с более толстой структурой ячеек Сведения об авторах: Синицын Валентин Евгеньевич — д-р мед. наук, проф., рук. Центра лучевой диагностики ФГУ Лечебно-реабилитационный центр Минздравсоцразвития РФ — 58 и меньшим диаметром. Чувствительность и специфичность при определении рестеноза в стентах составили 78 и 100% соответственно [6, 7]. Позднее было проведено исследование, в котором оценивали 232 стента. Изображение просвета 81% стентов было интерпретабельным при их диаметре > 3 мм и 51% стентов при диаметре < 3 мм. В выявлении рестеноза зависимость от диаметра стентов оказалась следующей: в первом случае чувствительность и специфичность составили 54 и 100% соответственно, прогностичность положительного и отрицательного результатов — 100 и 94% соответственно, во втором случае — 86 и 100%, 100 и 99% соответственно. Аналогичные результаты получены в том же году в исследовании различных видов стентов: стальные или кобальтовые стенты диаметром > 3,5 мм визуализируются лучше (88,6%), чем стенты диаметром 3 мм (57,9%) [8]. Стенты диаметром 2,5 мм были неинтерпретабельными из-за частичного объемного эффекта и артефактов от металла [8]. Сходные результаты получены другими исследователями [9—12], что привело к следующему заключению: определение проходимости стентов с помощью 16-срезовых МСКТ не дает достаточной точности, чтобы применяться в клинической практике. После появления 64-рядных МСКТ первое исследование проходимости стентов показало, что увеличение количества срезов улучшает интерпретацию изображений стентов. Хотя 93% изображений одиночных стентов были интерпретабельны, изображения 33% перекрывающихся стентов были плохого качества. Толстая стенка стента давала диагностически неинформативные данные чаще, чем стенты с тонкой стенкой (21% против 9%). На интерпретабельных изображениях наличие или отсутствие значимого рестеноза в стенте (> 50%) было достоверно определено во всех случаях. При оценке стеноза по краям стента диагностическая точность составила 98%. В частности, прогно-стичность отрицательного результата для исключения стеноза внутри или вокруг стента оказалась высокой (97,2%). Кроме того, показано, что в отличие от 16-срезовой МСКТ при 64-сре-зовой МСКТ улучшается качество изображения незначительной гиперплазии внутри стента. Она была правильно распознана с помощью МСКТ в 71% стентов [13]. Однако в одном из недавних исследований (40-срезовый МСКТ) сообщалось о более низких чувствительности и специфичности в определении значимого стеноза (> 50%): 89 и 81% соответственно. Тем не менее высокая прогностическая ценность отрицательного результата (97%), полученная в этом исследовании, подчеркивает большое значение МСКТ как неинвазивного метода исключения рестеноза в стенте [14]. Сравнительный анализ 16и 64-срезовой МСКТ с оценкой стентов диаметром 3 мм, установленных внутри неподвижного фантома грудной клетки, показал более высокое качество визуализации просвета стентов с помощью 64-срезовой МСКТ, но по-прежнему имелись ограничения в визуализации их просвета. Гиперплазия неоинтимы не была диагностирована в 30% случаев. Соответственно ценность МСКТ в определении средней степени гиперплазии неоинтимы остается ограниченной. Таким образом, остаются некоторые ограничения, присущие данной технике [15]. В недавно опубликованном метаанализе проанализированы данные 9 исследований, включавших 598 пациентов с 978 стентами, которым проводили коронарную МСКТ. В среднем 9% стентов оказались неинтерпретабельными. Точность МСКТ составила 95% от точности КАГ. При оценке значимости МСКТ в диагностике проходимости стентов в КА важно оценивать негативные факторы, влияющие на качество визуализации просвета стентов. Была сделана попытка оценить эти факторы в отношении простых металлических стентов и стентов с лекарственным покрытием при выполнении 64-срезовой МСКТ по сравнению с традиционной КАГ. Совпадение данных МСКТ и КАГ отмечено в 69% со стентами с лекарственным покрытием и в 80% — со стентами без покрытия. Негативное влияние на качество изображений оказывало увеличение индекса массы тела (ИМТ) [17]. В другом исследовании, также выполненном на 64-срезовом КТ, проспективно оценивались результаты по сравнению с данными КАГ. В оценКонтактная информация: Архипова Ирина Михайловна — врач-рентгенолог ФГУ Лечебно-реабилитационный центр Минздравсоцразвития РФ, e-mail: iarkhipova@mail.ru Мультисрезовая компьютерная томоангиография в оценке проходимости коронарных стентов ке рестеноза стентов чувствительность составила 96,9%, специфичность — 88%. Не выявлено значимой корреляции между качеством визуализации просвета стента и его диаметром. Авторы считают, что мультиспиральная компьютерная томокоро-нарография (МСКТ-КГ) может достоверно оценить дефект наполнения в просвете стента, что является достоверным признаком рестеноза, и МСКТ-КГ оценивает этот дефект наполнения с высокой степенью точности [18]. О доминирующем влиянии диаметра стента на качество его визуализации указывают в своей работе и Z. Sun и соавт. [19]. Было проведено сравнение возможностей и диагностической точности 64-срезовой МСКТ, КАГ и внутрисосудистого ультразвукового исследования (ВСУЗИ) в оценке рестеноза в стенте. В исследование включили 100 пациентов со 179 стентами. Визуализацию стентов оценивали согласно характеристикам "оцениваемый" и "неоцениваемый". Чувствительность, специфичность, положительная и отрицательная прогностическая ценность для МСКТ составили соответственно 87, 98, 92 и 96%. Менее обнадеживающие результаты получили S. Haraldsdottir и соавт. Они отметили, что на качество изображения стентов влияют диаметр и толщина стенки стента, ИМТ, частота сердечных сокращений (ЧСС). Чувствительность, специфичность, положительная и отрицательная прогностическая значимость составили соответственно 27, 95, 67 и 78% у 93 пациентов, подвергшихся МСКТ-КГ и традиционной КАГ одновременно спустя 6 мес после установки стентов [20]. Аналогичные исследования по оценке проходимости КС появились и при внедрении в практику КТ с использованием двух источников рентгеновского излучения. Причем оценка проходимости КС и стенозов с помощью двухтрубочной МСКТ проходила при различной ЧСС. Отмечено, что использование двухтрубочной МСКТ может улучшить визуализацию стента благодаря лучшему временному разрешению (время оборота трубки составляет 83 мс) и что возможен более качественный анализ состояния стентов независимо от ЧСС и без артефактов от движения [21]. Оценку проходимости стента и наличия рестеноза в стенте с помощью двухтрубочной МСКТ без контроля ЧСС провели и другие авторы, изучавшие влияние улучшенного временного разрешения на визуализацию стента. Констатировано отсутствие статистически значимых различий между результатами двухтрубочной МСКТ и КАГ, а также отмечено, что преимущество двухтрубочной МСКТ заключается в наличии высокого временного разрешения и отсутствии необходимости контролировать ЧСС. Однако и при применении двухтрубочной технологии проблемой остается визуализация стентов малого диаметра. Оказалось, что двухтрубочная МСКТ часто дает ложноположительные результаты в стентах малого диаметра (менее 2,75 мм), но в то же время надежно исключает наличие рестеноза в стенте независимо от его размера [23]. Визуализация стента при МСКТ зависит также от материала, из которого он изготовлен. Оценку 68 видов различных стентов по степени визуализации просвета стента, по плотности внутри стента и по шумности изображений проводили на 64-срезовом КТ. Стенты были представлены сплавами кобальта и хрома, кобальтом, танталом, нитинолом и (в основном) нержавеющей сталью. Большинство стентов с видимостью просвета более 50% оптимально визуализировались при использовании высокоразрешающего алгоритма реконструкции (кернель В46). Качество исследований было хуже при применении стандартных средних кернелей В21 и В31. Кроме того, визуализация просвета стента сильно варьировала в зависимости от типа стента [24]. Продолжая дальнейшее изучение КС уже с использованием 128-срезо-вой двухтрубочной МСКТ, те же авторы применили более современный набор, включающий 29 видов стентов. К упомянутым материалам добавился стент из магния, который давал видимость просвета стента около 90%, в то время как большинство стентов — только 50—59% (как и в предыдущем исследовании). Так же как и в предыдущем исследовании, кернель реконструкции высокого разрешения В46 оказался предпочтительным для визуализации КС [25]. Одной из причин возникновения рестеноза может быть перелом стента. МСКТ оказалась эффективным методом выявления переломов стентов, частота применения которой варьирует от 1 до 8%. Высокий риск перелома стента может быть связан с его локализацией в правой КА из-за ее повышенной подвижности и угла наклона, а также перекрывающихся и длинных стентов. Пере ломы стентов повышают частоту рестеноза в стенте. Другими осложнениями, связанными с переломом стента, являются тромбоз стента, аневризма КА, инфаркт миокарда, внезапная смерть [26]. Сравнивались различные протоколы МСКТ при визуализации КС с использованием проспективной и ретроспективной синхронизации с ЭКГ при вольтаже на трубке 120 и 140 кВ. При этом выявлено, что МСКТ с проспективной синхронизацией и напряжением на трубке 140 кВ по сравнению с ретроспективно синхронизированной МСКТ-КГ улучшает визуализацию стентов при одновременном снижении дозы лучевой нагрузки [27]. В исследовании по определению рестеноза в стенте с помощью 40-срезовой МСКТ прямая визуализация его была возможна в стентах диаметром 3 и 3,5 мм и невозможна для стентов диаметром 2,5 мм. Для проходимых стентов диаметром 2,5 мм коэффициент ослабления рентгеновского излучения (КОРИ), выраженный в единицах Хаунсфилда (UH), внутри просвета стента был значительно выше, чем в нестентированной порции модели. Для окклюзированной модели стента диаметром 2,5 мм этот коэффициент внутри стента значительно ниже, чем в не-стентированной порции модели. Таким образом, визуализация просвета стента зависит от диаметра стента. Измерение КОРИ внутри просвета стента может быть информативным при невозможности прямой визуализации [28]. Сходное исследование провели по оценке стентов КА in vitro с помощью МСКТ и новой разработанной модели стеноза КА. Использовали фантомы КА с искусственно созданными стенозами, фантом грудной клетки с реальными плотност-ными характеристиками, 4 различных вида стентов. Стенты устанавливали на полимерные трубки диаметром 2,5, 3, 3,5 и 4 мм с искусственными стенозами 0, 30, 50 и 70—80%. Для количественного анализа вычисляли КОРИ (в UH) в просвете нестенозированного участка артерии вне стента, внутри стента и в области стеноза. Все стенты приводили к искусственному уменьшению плотности рентгеновского излучения внутри просвета. В сосудах диаметром 3, 3,5 и 4 мм ни в одном случае отсутствие стеноза не было диагностировано как стеноз средней или высокой степени. Этот эксперимент показал, что нормальный просвет КА и ее стеноз низкой степени могут быть надежно дифференцированы от стенозов средней и высокой степени в сосудах диаметром 3—4 мм [29]. В исследовании по оценке проходимости КС с использованием двуэнергетической МСКТ на антропоморфном фантоме использовали 4 вида КС — 2, 3, 4 и 5 мм, которые изучали с помощью 64-срезовой двуэнергетической компьютерной томографии (ДЭКТ). Выполненная с оптимизированными параметрами сканирования и альтернативной последующей обработкой данных ДЭКТ обеспечивает изображение просвета стента на протяжении более точное, чем моноэнергетическая МСКТ [30]. Практически все исследования проходимости стентов КА были основаны на качественном анализе и только в некоторых случаях на количественной оценке. В частности, впервые был предложен количественный метод оценки просвета КС с помощью измерения плотности внутри просвета стента в ЦН. Оценку проводили в соответствии между наличием/отсутствием рестеноза и соответствующей корреляцией низких/высоких КОРИ (в UH). Исследование проводили на 16-срезовом КТ, данные сравнивали с данными КАГ. С помощью МСКТ были диагностированы 3 из 4 рестенозов (чувствительность 75%). В 14 из 16 стентов рестеноз не обнаружен, что подтверждалось данными КАГ (специфичность 88%, прогностическая ценность отрицательного результата 93%, прогностическая ценность положительного результата 75%). Таким образом, количественный метод является надежным в оценке просвета стентов, у которых структура и материал ячеек позволяют четко визуализировать просвет [31]. Количественный метод оценки проходимости стентов, основанный на измерении КОРИ (в UH) в просвете стента, показал, что абсолютные значения > 300 UH исключают окклюзию стента (чувствительность 95%, специфичность 84%). В определении окклюзии стента чувствительность и специфичность составили соответственно 91 и 95%. Измерения плотности проводили в проксимальной, средней и дистальной частях всех интерпретабельных стентов. Оптимальный диаметр стента для оценки его проходимости с помощью МСКТ-КГ составил > 2,5 мм. При данном значении проходимость стента определялась с чувствительностью 93,8% и специфичностью 91,8%. При сред 59 И. М. Архипова, В. Е. Синицын нем КОРИ 300 UH или выше с высокой точностью исключался рестеноз внутри стента. Несмотря на преимущества 64-срезовых сканеров перед сканерами первых поколений, ограничения в оценке состояния стентов КА включают низкое пространственное разрешение и увеличение частоты ложноположительных результатов в определении рестеноза внутри стентов маленького диаметра. Характеристики стента (диаметр, длина, толщина каркаса и материал) являются факторами, влияющими на результаты применения МСКТ-КГ для определения рестеноза в стенте. Можно ожидать усовершенствования моделей сканеров или технологий изготовления стентов, что в свою очередь может улучшить точность оценки проходимости стентов при неинвазивном исследовании. Заключе ние Проблема развития рестеноза в стенте остается актуальной. Пациенты после установки стентов жалуются на боль в грудной клетке, что может быть следствием ишемии миокарда. Поэтому для таких пациентов очень важно наличие неинвазивного метода диагностики, позволяющего выявить рестеноз в стенте или вокруг него и выполнить максимально раннее интервенционное вмешательство вместо неэффективного в подобных случаях консервативного лечения. МСКТ-КГ стала альтернативным методом традиционной КАГ для выявления рестеноза в стенте. Появление мультисрезовых КТ позволило с большой точностью определять и улучшать качество визуализации просвета и структуры стента. Единственным надежным критерием проходимости стента является визуализация его просвета. Контрастирование артерии дистальнее стента не всегда свидетельствует о проходимости его, причиной могут быть коллатеральное кровоснабжение и ретроградное заполнение КА. Однако возможность точно визуализировать просвет стента зависит также от наличия артефактов, знания способов нивелирования их в процессе последующей обработки данных и умения правильной установки дисплея для лучшей визуализации [32]. Хотя преимущества современных КТ-сканеров очевидны, к ограничениям в оценке проходимости стентов КА относятся не очень высокое пространственное разрешение и увеличение процента ложноположительных результатов при определении рестеноза внутри стентов маленького диаметра. Несмотря на достигнутый прогресс в оценке проходимости КС, требуется техническое совершенствование сканеров стентов и способов реконструкции изображений [33]. Более быстрые сканнеры могут ослабить эффект резидуальных движений КА, в то время как сложные алгоритмы реконструкции позволят уменьшить артефакты от высокой плотности. Современные стенты с более тонкой структурой каркаса уменьшают выраженность артефакта размытости (blooming artifact), в то время как неметаллические (абсорбируемые) стенты позволяют избежать этого полностью.

About the authors

IM Mikhaylovna Arkhipova

Therapeutic and Rehabilitation Center

Email: iarkhipova@mail.ru

V E Sinitsyn

Therapeutic and Rehabilitation Center

References

Supplementary files