Modern methods of assessment of physiological significance of coronary lesions: A review

Full Text

Оценка гемодинамической значимости степени сужения коронарных артерий вследствие атеросклероза является основой для определения тактики лечения больных с ишемической болезнью сердца (ИБС). Не всегда полученные сведения о коронарной анатомии позволяют достоверно судить о физиологической значимости стенозов, в особенности в случае так называемых «пограничных» стенозов.

В настоящее время повышенное внимание уделяется стоимости проведения тех или иных исследований и вмешательств, поэтому экономически и клинически эффективная оценка значимости стенозов коронарных артерий у пациентов с ИБС играет важную роль.

В соответствии с современными рекомендациями для уточнения функциональной значимости выявленных сужений коронарных артерий чаще всего прибегают к проведению неинвазивных функциональных тестов (таких как однофотонная эмиссионная компьютерная томография – КТ, стресс-эхокардиография – стресс-ЭхоКГ и др.) для определения показаний к проведению инвазивной коронарной ангиографии (КАГ) и последующей реваскуляризации [1, 2]. Следствием неточностей в неинвазивной диагностике ИБС является большое число случаев проведения КАГ пациентам без сужений коронарных артерий вовсе либо со стенозами, не являющимися причиной ишемии [3].

В нашей статье мы постарались описать основные существующие на сегодня методы диагностики поражения коронарных артерий.

Инвазивные методы оценки значимости стенотических поражений коронарного русла

Определение фракционного резерва кровотока (ФРК) – инвазивный метод определения гемодинамической значимости стеноза коронарной артерии, который при определенной степени выраженности может говорить о наличии ишемии миокарда.

ФРК является «золотым стандартом» в определении гемодинамической значимости «пограничных» стенозов [4].

В условиях катетеризационной лаборатории обычно трудно измерить кровоток и отношения тока крови непосредственно. Использование проводника с датчиком давления на конце на высоте максимальной гиперемии позволяет рассчитать соотношение объема кровотока на максимуме гиперемии и в покое. Основные принципы измерения ФРК представлены на рис. 1.

 

Рис. 1. Концепция измерения ФРК [4].

Примечание. P_a – аортальное давление, P_d –давление после исследуемого стеноза, P_v – венозное давление, Q_n^max – максимальный кровоток в норме, Q_s^max – максимальный кровоток при наличие стеноза.

Fig. 1. Concept of fractional flow reserve measurement [4].

 

Во время максимальной гиперемии перфузионное давление миокарда прямо пропорционально миокардиальному кровотоку, отношение максимального стенотического и максимального нормального кровотока может быть выражено как отношение дистального коронарного давления и нормального давления на пике гиперемии. Значение ФРК меньше 0,75–0,8 указывает на ишемию миокарда [5].

Использование ФРК для оценки стенозов при остром коронарном синдроме является вопросом дискуссии. В одних исследованиях показано, что результаты вмешательств, которые опирались на ФРК, оказались достоверно лучше вмешательств, показания к которым сформулированы исключительно по результатам КАГ [6–10]. В других исследованиях [11–13] обнаружено, что применение чрескожного коронарного вмешательства с ФРК во время острого коронарного синдрома ухудшает прогноз пациентов в сравнении с реваскуляризацией в плановом порядке. Вопрос необходимости чрескожного коронарного вмешательства с ФРК неинфаркт-связанных артерий является предметом споров и требует дальнейшего изучения.

Неинвазивные методы оценки ишемии

При проведении количественной оценки стенотических поражений коронарных артерий рекомендации Общества сердечно-сосудистой компьютерной томографии [14] говорят ориентироваться на процент максимального диаметра стеноза. Предложены следующие степени выраженности стенотических поражений:

• нормальная артерия, отсутствие бляшки;
• минимальный стеноз (<25%);
• незначительный стеноз (25–49%);
• умеренный стеноз (50–69%);
• тяжелый стеноз (70–99%);
• окклюзия.

Указанные рамки предложены на основании результатов исследований, сравнивающих данные компьютерной томографической ангиографии (КТА) и инвазивной КАГ, которые продемонстрировали, что различия в степени стеноза по оценкам двух методов могут составлять ±25% в лучшем случае [15, 16].

Основные современные методики представлены на рис. 2.

 

Рис. 2. Неинвазивные методы оценки ишемии миокарда: КТА, ВГОК, КТ-оценка перфузии миокарда, КТ-ФРК [17].

Fig. 2. Non-invasive methods for assessing myocardial ischemia: computed tomographic angiography, intravascular gradient of contrast-enhancement attenuation, CT assessment of myocardial perfusion, CT of fractional flow reserve [17].

 

Исследование перфузии миокарда с использованием КТ

Оценка перфузии миокарда с помощью КТ позволяет определить показания к проведению реваскуляризации коронарных артерий у больных со стабильной ИБС, с помощью чего можно объективно оценить участки ишемии миокарда, оптимизировать тактику лечения и улучшить прогноз [18]. Снижение перфузии ишемизированного миокарда выглядит как участок с пониженной концентрацией контрастного препарата в миокарде [19]. Для получения лучшего качества результатов, как и при проведении других исследований для оценки перфузии миокарда, гиперемию вызывают с помощью введения вазодилататоров (аденозина, дипиридамола, регаденосона) [20].

В зависимости от продолжительности и количества записанных КТ-изображений во время одной инъекции контрастного препарата выделяют динамический и статический режимы сканирования для оценки перфузии миокарда [17].

Динамическая оценка перфузии миокарда основывается на получении нескольких КТ-изображений в соответствии с кривой временного ослабления контрастирования, количество которых отличается у различных фирм-производителей [17, 21]. Статический режим подразумевает получение совокупности проекций, зарегистрированных на пике контрастирования миокарда одномоментно [22, 23].

Динамическое сканирование позволяет точнее определять участки ишемии миокарда, особенно в случае наличия «пограничных» стенозов и при многососудистом поражении коронарных артерий, так как этот метод позволяет количественно оценить кровоток в миокарде [17]. Статический режим обладает другими преимуществами, в частности более низкой дозой облучения и сокращенным временем проведения исследования.

В нашей стране разработан уникальный метод оценки перфузии миокарда с пограничным стенозированием коронарного русла с использованием чреспищеводной электрокардиостимуляции в качестве нагрузочной пробы. В качестве контроля всем пациентам проведена инвазивная оценка ФРК. Исследование продемонстрировало высокую специфичность и положительную прогностическую ценность результата при ФРК-значимых стенозах, что делает возможным использование чреспищеводной электрокардиостимуляции в качестве стресс-теста при перфузионной КТ при оценке пограничных стенозов коронарных артерий [24].

Оценка ФРК с использованием мультиспиральной КТ коронарных артерий (КТ-ФРК)

ФРК широко применяется для оценки физиологической значимости стенотических поражений коронарных артерий при проведении инвазивной КАГ [25–27]. В настоящее время развиваются системы компьютерного моделирования гемодинамики, позволяющие описывать кровоток в коронарных артериях с помощью системы уравнений и алгоритмов машинного обучения. Компьютерная обработка позволяет с высокой точностью анализировать коронарный кровоток у пациентов [28].

Состояние гиперемии моделируется с учетом полученных данных мультиспиральной КТ (МСКТ) в покое и показателей микрососудистого сопротивления конкретного больного, основываясь на модели феномена вазодилатации [29].

Оценка ФРК с использованием МСКТ (КТ-ФРК) осуществляется после моделирования с помощью «внешнего» суперкомпьютера [29–31] (рис. 3). По данным одноцентрового ретроспективного анализа, расчет КТ-ФРК непосредственно в лаборатории, где проводится исследование, на независимой рабочей станции имеет удовлетворительную диагностическую точность [30].

 

Рис. 3. Определение ФРК с использованием МСКТ (КТ-ФРК) : а – первым этапом создается схема осевого хода коронарных артерий с использованием программного обеспечения рабочей станции; b – на втором этапе после реконструкции просвета коронарных артерий конфигурация сосудистого русла может несколько измениться; c – после получения информации о массе миокарда производится расчет и реконструкция КТ-ФРК (d).

Fig. 3. Measurement of fractional flow reserve using multispiral CT (CT of fractional flow reserve): a – the first step is to visualize a scheme of axial coronary arteries using the workstation software; b – at the second step, after the reconstruction of the coronary artery lumen, the configuration of the vascular bed may change somewhat; c – after the measurement of the myocardium mass, the CT fractional flow reserve is calculated and reconstructed (d).

 

Оценка внутрисосудистого градиента ослабления контрастирования

КТА нередко страдает от недостаточной специфичности и большого количества артефактов при проведении исследований (например, из-за отложений кальция в стенке сосудов) [32]. В связи в этим применяются различные методы, которые позволяют увеличить диагностическую ценность КТА, одним из них является оценка внутрисосудистого градиента ослабления контрастирования (ВГОК).

В основе ВГОК лежит гипотеза о том, что в присутствии функционально значимого стеноза контрастирование сосуда линейно ослабевает от проксимального к дистальному сегменту [31]. Показатель определяется как коэффициент регрессии и отражает степень ослабления контрастирования сосуда в единицах Хаунсфилда (HU), как правило, на протяжении участка в 10 мм. Чем сильнее степень ослабления контрастирования, тем более выражено сужение сосуда.

Методика сопряжена с рядом технических трудностей. Обнаружено, что значения ВГОК зависят от ряда показателей, таких как сердечный выброс и время проведения КТ после введения контрастного вещества [33, 34]. Без учета этих вводных интерпретация данных может быть затруднена и получен ложный результат.

Группой ученых из Швеции проводилось сравнение КТА с оценкой ВГОК и инвазивной ФРК, по результатам исследования сделан вывод, что оценка ВГОК не увеличивает диагностической ценности КТА для оценки степени тяжести стенозов [30].

Данные об эффективности ВГОК в диагностике противоречивы. Метод обладает меньшей предсказательной значимостью, чем КТ-ФРК [35, 36], но в то же время имеет перспективы сравниться в диагностической ценности с указанными способами диагностики, такими как инвазивная ФРК [37]. Возможно, необнадеживающие и противоречивые результаты исследований связаны с тем, что на настоящее время не разработаны протоколы и стандарты проведения оценки ВГОК, что могло бы увеличить ее диагностическую ценность.

Перфузионная сцинтиграфия миокарда

Метод является наиболее доступным для применения в клинической практике врача для оценки кровоснабжения ткани миокарда при пограничных стенозах на уровне микроциркуляторного русла и клеточной перфузии, что невозможно сделать с помощью других методов диагностики, в том числе ФРК [38, 39]. Во время исследования внутривенно вводят радиофармпрепарат (хлорид таллия-201, технеций-99m), который распределяется по тканям миокарда с учетом коронарного кровотока и микроциркуляторного русла. Оценка перфузии только в состоянии покоя обладает низкой диагностической ценностью [40, 41], поэтому исследование проводят также после нагрузочных проб. К сожалению, в Российской Федерации методы радиоизотопной диагностики ишемии не находят широкого применения в связи как с дороговизной проведения исследования, так и необходимостью специальных генераторов изотопов и их доставки к местам проведения исследований [42].

Стресс-ЭхоКГ

Наиболее распространенным и доступным методом диагностики в клинической практике является стресс- ЭхоКГ [42].

Для индуцирования стрессовой реакции миокарда наиболее часто применяются: физическая нагрузка (тредмил-тест, велоэргометрия); фармакологические тесты с добутамином, аденозином, дипиридамолом; электрическая стимуляция миокарда [43–46]. Наиболее удобным является метод с применением фармакологических проб, так как в данном случае возможен постоянный эхомониторинг функции миокарда без ограничений, возникающих при пробах с физическими нагрузками [44].

Отдельно следует выделить стресс-ЭхоКГ с миокардиальной перфузией. Метод позволяет обнаружить участки ишемизированного миокарда до появления нарушений его сократимости [47]. Стресс-ЭхоКГ с миокардиальной перфузией обладает особой ценностью при наличии уже существующих нарушений сократимости миокарда (например, при блокаде левой ножки пучка Гиса) [48]. Во время исследования вводится эхоконтрастное вещество в покое и на высоте нагрузки, которое распределяется по миокарду, по равномерности распределения контрастного вещества судят о наличии зон гипоперфузии миокарда, т.е. об ишемизированных участках миокарда.

Заключение

Отсутствие «золотого стандарта» неинвазивной диагностики значимого поражения коронарного русла приводит к большому количеству необоснованных инвазивных вмешательств, проведение которых может сопровождаться потенциальными осложнениями. Перечисленные выше методы обладают различными преимуществами и недостатками, но не могут полностью закрыть потребности в диагностике.

Для оценки поражения коронарных артерий «золотым стандартом» по-прежнему остается коронарография с оценкой ФРК [1]. Разработка универсального неинвазивного метода диагностики стала бы существенной вехой в развитии методов диагностики и определении тактики лечения больных с ИБС.

Раскрытие интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Disclosure of interest. The authors declare that they have no competing interests.

Вклад авторов. Авторы декларируют соответствие своего авторства международным критериям ICMJE. Все авторы в равной степени участвовали в подготовке публикации: разработка концепции статьи, получение и анализ фактических данных, написание и редактирование текста статьи, проверка и утверждение текста статьи.

Authors’ contribution. The authors declare the compliance of their authorship according to the international ICMJE criteria. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

Источник финансирования. Авторы декларируют отсутствие внешнего финансирования для проведения исследования и публикации статьи.

Funding source. The authors declare that there is no external funding for the exploration and analysis work.

Список сокращений

About the authors

Olga Iu. Mironova

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Author for correspondence.
Email: mironova_o_yu@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0002-5820-1759

доктор мед. наук, проф. каф. факультетской терапии №1 Института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского

Russian Federation, Moscow

Georgy O. Isaev

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: mironova_o_yu@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0002-4871-8797

клин. ординатор каф. факультетской терапии №1 Института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского

Russian Federation, Moscow

Maria V. Berdysheva

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: mironova_o_yu@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0002-3393-6863

Студентка

Russian Federation, Moscow

Roman M. Shakhnovich

Chazov National Medical Research Center of Cardiology

Email: mironova_o_yu@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0003-3248-0224

доктор мед. наук, вед. науч. сотр. отд. неотложной кардиологии, проф. отд. высшего и дополнительного профессионального образования

Russian Federation, Moscow

Victor V. Fomin

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: mironova_o_yu@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0002-2682-4417

чл.-кор. РАН, доктор мед. наук, проф., проректор по клинической работе и дополнительному профессиональному образованию, зав. каф. факультетской терапии №1 Института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files