The role of cardiac magnetic resonance imaging (cardiovascular magnetic resonance) in defining the prognosis of patients with acute ST-segment elevation myocardial infarction. Part 1. Indications and contraindications to cardiovascular magnetic resonance

Full Text

Введение

В последнее время все большее значение в изучении состояния миокарда при инфаркте миокарда (ИМ) приобретает магнитно-резонансная томография (МРТ) сердца. Ранее МРТ использовалась, в основном, в качестве метода 2-й линии диагностики [1]. Однако уже в 4-м универсальном определении ИМ МРТ сердца рекомендована в качестве основного инструмента дифференциальной диагностики ишемического и неишемического, острого и хронического повреждений миокарда [2]. Метод постоянно совершенствуется и позволяет выявить очагово-рубцовые изменения миокарда даже вследствие небольших субэндокардиальных инфарктов массой от 1 г [3], оценить перфузию миокарда [4]. В настоящее время наиболее распространенными показаниями к выполнению МРТ сердца являются: уточнение наличия ишемического повреждения миокарда либо зон ишемии, диагностика миокардита, определение жизнеспособности миокарда, а также подозрение на наличие врожденных пороков сердца, заболеваний перикарда, опухолей сердца и патологий крупных сосудов (рис. 1).

 

Рис. 1. Основные показания к выполнению МРТ сердца [5, 6]

 

Помимо диагностических возможностей МРТ сердца позволяет детально оценивать зону ИМ: размер некроза, выраженность отека, микрососудистой обструкции (МСО), наличие и выраженность интрамиокардиального кровоизлияния (ИМК), состояние невовлеченного миокарда [3]. Развитие этого направления МРТ в перспективе может способствовать разработке новых методов и направлений лечения дисфункции миокарда. Таким образом, МРТ сердца занимает одно из ведущих мест среди методов изучения состояния миокарда после перенесения инфаркта.

В первой части данного обзора описаны основные современные методики МРТ сердца, которые используются в диагностике повреждения миокарда и стратификации риска у больных с ИМ с подъемом сегмента ST (ИМпST), основные показания, противопоказания и ограничения проведения исследования.

Безопасность МРТ

Большинство МР-томографов, использующихся для исследования сердца, имеет напряженность магнитного поля 1,5 Тл. В настоящее время в клинической практике применяются томографы с полем до 3 Тл включительно. Воздействие магнитного поля безопасно, однако имеет свои ограничения у отдельных категорий пациентов (табл. 1).

 

Таблица 1. Абсолютные противопоказания к выполнению МРТ

МР-несовместимый искусственный водитель ритма

Кардиовертер-дефибриллятор, устройства для гемодинамической поддержки, устройства для ресинхронизирующей терапии

Металлические инородные тела (особенно расположенные интракраниально, интраорбитально)

Различные металлические устройства на сосудах головного мозга

 

Потенциально влияние магнитного поля может привести к смещению имплантированных металлических устройств, а радиочастотное излучение томографа может вызвать их нагревание. В связи с этим в первые годы появления коронарных стентов проведение МРТ было рекомендовано только после завершения процессов их эндотелизации, не ранее чем через 6–8 нед после стентирования [4]. Однако многочисленные последующие исследование, как экспериментальные, так и клинические, убедительно показали безопасность выполнения МРТ даже в значительно более ранние сроки после имплантации стентов.

Коронарные стенты (так же как и стенты периферических артерий, большинство клапанных протезов и стент-графты) являются «пассивными» устройствами, в которых отсутствуют компоненты, активируемые электрическими и магнитными воздействиями. Они изготавливаются из неферромагнитного материала, в состав которого обычно входят титан, титановый сплав, нитинол. В исследованиях, изучавших возможность нагревания стентов при МР-исследовании, наблюдалось увеличение их температуры менее чем на 1ºС для одного стента и менее чем на 2ºС для двух длинных, перекрывающих друг друга стентов [7]. В клинических исследованиях показано, что проведение МРТ даже сразу после имплантации стентов на томографах с напряженностью магнитного поля до 3 Тл включительно безопасно [8]. Ни в одном исследовании, как голометаллических стентов, так и стентов с лекарственным покрытием, не отмечено их смещения и связанного со смещением риска тромбоза [9]. На сегодняшний день не зарегистрировано ни одного осложнения в ходе проведения МРТ, в том числе в отдаленном периоде. Таким образом, проведение МРТ сердца у пациентов с имплантированными голометаллическими стентами и стентами с лекарственным покрытием безопасно и может быть выполнено сразу после имплантации [10].

В последние десятилетия ведется активная разработка МР-совместимых устройств. Так, уже с 2008 г. внедрены в клиническую практику МР-совместимые модели электрокардиостимуляторов (ЭКС). Большинство крупных фирм в настоящее время выпускает МР-совместимые модели ЭКС (Medtronic, St. Jude Medical, Boston Scientific, Biotronik). Однако проведение МРТ у пациентов с МР-совместимыми ЭКС не является рутинной процедурой и требует выполнения определенных правил (табл. 2).

 

Таблица 2. Условия возможности выполнения МРТ у пациентов с МР-совместимым кардиостимулятором [11]

С момента имплантации ЭКС должно пройти более 6 нед

Пекторальная локализация имплантата (предпочтительно правая)

Отсутствие других противопоказаний к МРТ (например, МР-несовместимые электроды)

Отсутствие переходников и адаптеров электродов in situ

 

Подготовка такого пациента к МРТ требует предварительного обследования (например, рентгенография органов грудной клетки для уточнения положения и целостности электрода, наличия рентгеноконтрастных маркеров МР-совместимости) и мультидисциплинарного сотрудничества врачей различных специальностей (рентгенолога, интервенционного аритмолога/сердечно-сосудистого хирурга).

Устройства для гемодинамической поддержки, включая внутриаортальный баллонный контрапульсатор, устройства поддержки левого (ЛЖ) и правого желудочка (ПЖ) относятся к «активным» устройствам и являются сложными механизмами, состоящими из деталей, обладающих в разной степени ферромагнитными свойствами, а также подвижных частей и электрических компонентов. Их использование является абсолютным противопоказанием к проведению МРТ [8].

Наличие у пациентов металлических однородных тел в глазнице, в веществе головного мозга, металлические устройства на сосудах головного мозга являются абсолютным противопоказанием к выполнению МРТ любой части тела вследствие высокого риска их смещения и повреждения окружающих тканей.

Перечень относительных противопоказаний к МРТ значительно больше и включает в себя клаустрофобию, психические расстройства, другие (не перечисленные в таблице) имплантируемые устройства, состояние гипертермии, беременность и др. В каждом случае вопрос возможности выполнения исследования решается индивидуально, решение принимается совместно лечащим врачом-кардиологом и рентгенологом.

Протокол МРТ сердца у больного с острым ИМ требует введения контрастных препаратов, содержащих соединения гадолиния. Такие контрастные вещества являются более безопасными по сравнению с йодсодержащими в отношении их влияния на функцию почек. Однако применение гадолинийсодержащих контрастных препаратов у пациентов со сниженной функцией почек (скорость клубочковой фильтрации менее 30 мл/мин/1,73 м²) в редких случаях ассоциируется с развитием нефрогенного системного фиброза (фиброзирование кожи с формированием контрактур и внутренних органов – сердце, легкие, печень, скелетная мускулатура – у больных с терминальными стадиями хронической почечной недостаточности). Поэтому у больных с тяжелой почечной недостаточностью рекомендуется избегать исследований, требующих введения гадолинийсодержащих контрастных препаратов [12, 13], а при невозможности – использовать контрастные препараты с макроциклическим строением молекулы [14]. Имеющиеся данные о возможном депонировании гадолиния в веществе мозга, коже у больных с тяжелой хронической почечной недостаточностью при повторных контрастных исследованиях также указывают на целесообразность применения у этой категории больных макроциклических контрастных препаратов [15].

Основные методики контрастной МРТ сердца

Протокол МРТ сердца с контрастированием состоит из бесконтрастной части, включающей кино-МРТ и Т2-взвешенные изображения (Т2-ВИ) в стандартных проекциях, и контрастной МРТ. Контрастная часть включает оценку раннего (через 2 мин после внутривенного введения контрастного препарата) и отсроченного контрастирования (через 10–20 мин после внутривенного введения контрастного препарата); табл. 3.

 

Таблица 3. Протокол МРТ сердца с отсроченным контрастированием

Бесконтрастная часть
Кино-МРТ	Оценка структурной патологии камер сердца, размеров камер сердца и объемных показателей, фракции выброса ЛЖ и ПЖ, нарушений локальной сократимости
Т2-ВИ	Выявление отека (повышение ИС более чем в 2 раза в сравнении с неповрежденным миокардом)
Контрастная часть
Раннее контрастирование (через 2 мин после внутривенного введения контрастного препаратa)	Выявление муральных тромбов ЛЖ и выявление и определение степени повреждения микрососудистого русла
Отсроченное контрастирование (через 10–20 мин после внутривенного введения контрастного препарата)	Количественная оценка размера инфаркта, гетерогенной зоны. Оценка устойчивых очагов МСО и ИМК

 

Кино-МРТ – это импульсная последовательность, позволяющая получить изображения сердца в стандартных проекциях (2- и 4-камерная длинные оси, короткая ось ЛЖ) в виде кинопетли. Этот режим является эталоном оценки объемов, глобальной и региональной сократимости ЛЖ и ПЖ (рис. 2).

 

Рис. 2. Кино-МРТ: а – 2-камерная длинная ось ЛЖ; б – 2-камерная короткая ось ЛЖ

 

Благодаря четкой визуализации границ эндокарда, высокой воспроизводимости и операторонезависимости метод кино-МРТ позволяет точно выявить и оценить зоны нарушения локальной сократимости, в том числе при повторных исследованиях.

МРТ позволяет точно оценить процессы патологического ремоделирования на фоне различных сердечно-сосудистых патологий и обратного ремоделирования вследствие проводимой терапии. Эти показатели играют важную роль в оценке прогноза больных с острым ИМ и контроле эффективности лечения [16].

Изображения Т2-ВИ – импульсная последовательность, позволяющая визуализировать отек ткани любой этиологии. Миокард в зоне острого ишемического повреждения на Т2-ВИ выглядит ярким по сравнению с неповрежденным миокардом за счет повышения интенсивности сигнала (ИС) в зоне отека (рис. 3).

 

Рис. 3. Отек миокарда на Т2-взвешенных изображениях: а – 2-камерная длинная ось ЛЖ, б – 2-камерная короткая ось ЛЖ

 

Изображения с отсроченным контрастированием (рис. 4) получают через 10–20 мин после введения гадолинийсодержащего контрастного вещества в дозировке 0,1–0,2 ммоль/кг массы тела больного.

Соединения гадолиния являются парамагнетиками и относятся к позитивным контрастным агентам, повышающим ИС за счет сокращения времени релаксации Т1. Гадолиний имеет внеклеточный характер распределения и не может проникнуть сквозь интактные клеточные мембраны [17]. В острой фазе ИМ мембраны кардиомиоцитов разрушаются, позволяя контрастному веществу проникать внутрь клетки. Впоследствии в сформировавшемся рубце также наблюдается увеличение внеклеточного пространства за счет снижения количества интактных кардиомиоцитов в зоне некроза и отложения депозитов коллагена, что способствует накоплению гадолиния.

Основными параметрами, которые оцениваются в фазу отсроченного контрастирования у больных с острым ИМпST, являются размер инфаркта, гетерогенность зоны, наличие и выраженность МСО, ИМК.

Размер инфаркта определяется как объем (или масса) зоны острого очагового повреждения (а в последующем фиброза), накапливающей контрастное вещество. Зона инфаркта является морфологически неоднородной. В ее структуру входит ядро, представленное в остром периоде ИМ некротизированными кардиомиоцитами, а в последующем – фиброзной тканью, и гетерогенная зона, состоящая из некротизированных, находящихся в состоянии ишемии и интактных кардиомиоцитов [18–20]. Результаты электрофизиологических исследований и гистологического анализа гетерогенной зоны показали одновременное сосуществование в этой зоне процессов апоптоза и активной репарации [18]. На изображениях МРТ с отсроченным контрастированием гетерогенная зона представляет собой область, где ИС составляет менее 50% от максимальной ИС в зоне инфаркта, но больше максимальной ИС интактной зоны (рис. 4, 5).

 

Рис. 4. МРТ с отсроченным контрастированием: а – 2-камерная длинная ось ЛЖ; б – 2-камерная короткая ось ЛЖ. Зона накопления контрастного препарата выглядит яркой, низкоинтенсивная область внутри зоны накопления (указано стрелкой) – участок внутрисосудистой обструкции

 

Рис. 5. Тканевой анализ изображений в фазу отсроченного контрастирования (а) и на Т2-ВИ (б)

 

Результатом нарушения коронарной микроциркуляции в бассейне инфарктсвязанной артерии, даже несмотря на восстановление кровотока, может стать МСО. Патофизиологическим механизмом МСО является вазоконстрикция микроциркуляторного русла в сочетании с дистальной эмболизацией элементами атеросклеротической бляшки, частицами фибрина, тромбоцитов и эритроцитов [21]. На МР-изображениях МСО определяется как темное (гипоинтенсивное) ядро внутри накопивших контрастный препарат участков с высокой ИС, как в фазу раннего контрастирования с гадолинием (ранняя МСО), так и в фазу отсроченного контрастирования (поздняя МСО); рис. 4.

Если повреждение коронарного микроциркуляторного русла в результате ИМпST достаточно велико и целостность сосудов нарушена, то возникает экстравазация эритроцитов в миокард, или ИМК. МР-оценка ИМК осуществляется с помощью Т2*-ВИ или Т2*-картирования, чувствительных к выявлению продуктов распада гемоглобина [1]. По аналогии с МСО на T2*-ВИ (T2*-картах) продукты распада гемоглобина в миокарде визуализируются в виде гипоинтенсивных ядер в зоне ИМ [22].

Заключение

МРТ сердца является точным и безопасным методом, обладающим высокой разрешающей способностью, операторонезависимостью. Данный метод позволяет не только диагностировать грубые механические осложнения ИМ (такие как разрывы миокарда, тромбы в полостях сердца и т.д.), но и выявить и оценить ряд важных прогностически неблагоприятных характеристик инфаркта (размер ИМ, отек миокарда, МСО, ИМК, гетерогенность зоны ИМ), значение которых будет освещено в части 2 данного обзора.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Список сокращений

ИМ – инфаркт миокарда ИМК – интрамиокардиальное кровоизлияние ИМпST – инфаркт миокарда с подъемом сегмента ST ИС – интенсивность сигнала ЛЖ – левый желудочек

МРТ – магнитно-резонансная томография МСО – микрососудистая обструкция ПЖ – правый желудочек Т2-ВИ – Т2-взвешенные изображения ЭКС – электрокардиостимулятор

About the authors

Mariya A. Terenicheva

Myasnikov Institute of Clinical Cardiology, National Medical Research Center of Cardiology

Author for correspondence.
Email: starcad@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-6064-4663

аспирантка отд. неотложной кардиологии, врач-кардиолог палаты реанимации и интенсивной терапии 1-го кардиологического отд-ния ИКК

Russian Federation, Moscow

Olga V. Stukalova

Myasnikov Institute of Clinical Cardiology, National Medical Research Center of Cardiology

Email: olgastukalova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8377-2388

к.м.н., ст. науч. сотр. отд. томографии

Russian Federation, Moscow

Roman M. Shakhnovich

Myasnikov Institute of Clinical Cardiology, National Medical Research Center of Cardiology

Email: shakhnovich@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3248-0224

д.м.н., вед. науч. сотр. отд. неотложной кардиологии

Russian Federation, Moscow

Sergey K. Ternovoy

Myasnikov Institute of Clinical Cardiology, National Medical Research Center of Cardiology; Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: prof_ternovoy@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-4374-1063

акад. РАН, д.м.н., проф., гл. науч. сотр. отд. томографии, ИКК им. А.Л. Мясникова ФГБУ «НМИЦ кардиологии», зав. каф. лучевой диагностики и лучевой терапии ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова»

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files