CT angiografie koronárních tepen – současné možnosti a budoucí perspektivy v diagnostice ischemické choroby srdeční

Výpočetní tomografie (CT) představuje v současnosti zobrazovací metodu s velmi širokým využitím v akutní a chronické diagnostice. Technologický vývoj postupně umožnil kvalitní zobrazení také koronárního řečiště neinvazivním způsobem. Článek shrnuje současné možnosti CT angiografie koronárního řečiště, přičemž v současnosti se jedná o již ověřenou metodu z hlediska detekce koronární aterosklerózy. Její hlavní výhodou je zejména jednoduchost a bezpečnost provedení a potenciálně vysoká dostupnost.

Stále stoupající počet prováděných klinických studií ověřuje možný význam CT angiografie v různých klinických situacích a lze s vysokou pravděpodobností očekávat rozšíření spektra indikací, zejména do skupiny pacientů s vyšší předtestovou pravděpodobností ischemické choroby srdeční. Zároveň lze očekávat, že bude zásadní metodou také v akutní diagnostice s nutností její trvalé dostupnosti v akutním režimu. Výše zmíněná fakta povedou k potřebě cílené koordinace radiologických pracovišť provádějících tato vyšetření, zejména v nemocnicích s komplexním kardiovaskulárním centrem, aby zajistili kvalitu a dostupnost metody při pravděpodobně stoupajícím počtu indikací.

Klíčová slova:

CT angiografie; koronární tepny; ischemická choroba srdeční

ÚVOD

Výpočetní tomografie (CT) představuje v současnosti zobrazovací metodu s velmi širokým využitím v akutní i chronické diagnostice. Spektrum onemocnění, jež lze posoudit pomocí CT vyšetření, se postupně rozšiřovalo s technologickým pokrokem, který byl v posledních 20 letech velmi výrazný. Tento vývoj umožnil zobrazení orgánů, jež se kontinuálně pohybují, tedy zejména srdce, a také velmi malých struktur, jako jsou právě koronární tepny. Z hlediska diagnostiky kardiálních onemocnění byly před érou rozvoje CT a magnetické rezonance možnými neinvazivními metodami v kardiologii postupně prostý rentgenový snímek, metody nukleární medicíny a echokardiografie, které však nejsou schopny přímého zobrazení koronárního řečiště případně strukturálních změn v myokardu.

CT angiografie koronárních tepen (CCTA – coronary CT angiography) tedy byla první neinvazivní metodou schopnou přímo zobrazit koronární řečiště. Použití této metody bylo a je významně závislé na technickém rozvoji spirální a multidetektorové technologie. V období používání tzv. konvenčních výpočetních tomografů 3. generace bylo možné hodnotit maximálně tvar a velikost srdce, šíři stěny myokardu nebo přítomnost kalcifikací na chlopních a hlavních kmenech koronárních tepen. Naproti tomu současné nejmodernější CT přístroje umožňují velmi spolehlivé a přesné zobrazení koronárního řečiště již bez významné limitace rychlou srdeční frekvencí nebo nepravidelnou akcí. Zásadním způsobem se podařilo potlačit limitace v podobě kalcifikací či stentů (1). Tento fakt umožnil významné uplatnění CTA koronárního řečiště také v diagnostice ischemické choroby srdeční (ICHS).

Cílem tohoto přehledového článku je představit současné možnosti a aspekty CCTA v akutní i chronické diagnostice ICHS, protože zejména v této oblasti dochází a pravděpodobně bude docházet k významnému vývoji postavení této metody.

PRŮBĚH VYŠETŘENÍ A JEHO RIZIKA

Oproti vyšetření ostatních oblastí lidského těla je nutností synchronizace akvizice dat s EKG křivkou a hlavním cílem technického vývoje bylo co nejvýraznější zkrácení časového intervalu nutného k vyšetření celého objemu srdce, tzv. časové rozlišení (temporal resolution). Zkrácení časového rozlišení umožnilo redukci pohybových artefaktů a tím zlepšení kvality hodnocení. Současný vývoj dospěl do stadia, kdy na vyšetření celého objemu srdce za určitých podmínek postačí jeden interval R-R křivky EKG (2, 3).

Samotný průběh CCTA je velmi jednoduchý a rutinně se provádí ambulantně jako jiná CT vyšetření s obdobnou přípravou. Nezbytností je však podání jodové kontrastní látky, a tedy zajištění periferního žilního přístupu. Kontrastní látka představuje určité riziko přechodného zhoršení funkce ledvin, u osob s normálními renálními funkcemi je však toto riziko velmi malé. V současnosti se množství jodové kontrastní látky používané pro CCTA běžně pohybuje od 40 do 80 ml. Ideální ochranou před negativním vlivem jodové kontrastní látky na renální funkce je zvýšená hydratace krátce před jejím podáním a po něm (4).

Zejména u starších typů CT přístrojů je kvalita zobrazení značně závislá na srdeční frekvenci, a je tedy vhodné rychlost srdeční akce snížit podáním betalytika (betablokátoru). Tento relativně bezpečný způsob je možné uskutečnit krátce před vyšetřením přímo na CT pracovišti. U současných typů CT přístrojů s lepším časovým rozlišením již podávání betablokátorů nemá tak výrazný efekt na výslednou kvalitu vyšetření.

Dalším možným typem premedikace před CCTA (a tím zlepšení kvality CT vyšetření) je podávání nitrátů, jejichž okamžitým účinkem je vazodilatace koronárního řečiště s příznivým efektem na rozměry koronárních tepen. Tento způsob je velice jednoduchý na provedení a zároveň prakticky bez rizik. Aplikace nitrátů není pro kvalitní vyšetření nezbytná, může však přispět k vyšší kvalitě výsledného obrazu.

Radiační zátěž, která je často označována za hlavní limitaci metody, se díky technickému vývoji podařilo významně redukovat. Její úroveň je závislá na více faktorech, z nichž některé nelze ovlivnit (například hmotnost pacienta nebo srdeční rytmus). Srovnání s diagnostikou SKG je limitované, nicméně lze konstatovat, že průměrné hodnoty radiační zátěže jsou dnes na podobné úrovni. Hodnota efektivní dávky se na moderních CT přístrojích pohybuje od 1 do 8 mSv (průměr 2–4 mSv) (5).

HODNOCENÍ STENÓZY KORONÁRNÍ TEPNY

Kvantifikace stenózy způsobené aterosklerotickým plátem je nejdůležitější součástí hodnocení CT vyšetření koronárního řečiště. Teoreticky se jedná o stanovení stupně (nejčastěji procentuálně) zúžení koronární větve vzhledem k jejímu „normálnímu“ průměru v dané lokalizaci. V praxi se však jedná o velmi obtížný proces s několika omezeními. Zásadním faktorem je, že referenční hodnotou pro CCTA je selektivní SKG, tedy technologicky zcela odlišná metoda, která zobrazuje pouze skutečné lumen tepny v sumačním (2D) obrazu.

Při zobrazení CCTA představují limitaci zejména kalcifikace, které mohou zkreslovat skutečnou velikost aterosklerotického plátu (tzv. Hounsfieldův artefakt). To je příčinou falešně pozitivních nálezů při hodnocení stenózy způsobené aterosklerotickými pláty. U plátů, které zaujímají obvod cévy do 40 %, bývá častým nálezem pozitivní remodelace tepny do takové míry, že zatímco planimetricky jde v místě stenózy o zúžení tepny přesahující i 60 %, při hodnocení redukce průsvitu tepny ve srovnání s distálním úsekem je zúžení pouze do hodnot 40 %. Určitým přínosem mohou být semiautomatické softwarové aplikace pro stanovení stupně stenózy (tzv. cévní analýza).

Hranice pro významnost stenózy je stále nejčastěji udávána jako 50% zúžení lumen v porovnání s jeho původní šíří. Z tohoto pohledu dosahuje CCTA velmi vysoké senzitivity v určení významné stenózy, ovšem problémem je stále nízká specificita, což znamená, že CTA obecně nadhodnocuje stupeň stenózy. V současnosti nejvíce doporučovaný způsob morfologické kvantifikace byl vytvořen s ohledem na další vhodný diagnostický postup a jeho použití může významně přispět k přesnosti CCTA (tab. 1) (6, 7).

SOUČASNÉ MOŽNOSTI ZOBRAZENÍ CCTA

Kvalita metody byla již mnohokrát ověřena srovnáním přesnosti detekce stenotického postižení oproti selektivní koronarografii jako referenční metodě (8). V současnosti CCTA představuje metodu s velmi vysokou senzitivitou pro detekci významné stenózy koronární tepny (90–98 %), trvalou limitací je její poněkud nižší specificita (85–92 %). CCTA tedy velmi spolehlivě detekuje stenózy koronárních tepen, část z nich je však nadhodnocena. Výraznou předností metody je také vysoká negativní prediktivní hodnota (90–98 %), tedy vysoká spolehlivost v případě vyloučení stenotického postižení. Z tohoto pohledu je CCTA ideální metodou k vyloučení koronární stenózy (9).

Přes výše zmíněný vývoj CT přístrojů stále existují limitace, které mají vliv na přesnost metody. Kalcifikace ve stěně či aterosklerotických plátech mohou limitovat kvantifikaci stenózy, a toto omezení je pak zvýrazněno v periferii koronárního řečiště, kde průsvit tepen klesá pod 2 mm. Nejmodernější CT přístroje jsou schopné redukovat tento artefakt a přesnost detekce stenózy není významně ovlivněna. Faktem však zůstává, že rozměry drobných větví již obecně neumožňují provádění přesných měření.

KLINICKÉ VYUŽITÍ

Klinické využití CT pro vyšetření koronárních tepen se vyvíjelo společně s technologickým rozvojem CT přístrojů a zvyšující se kvalitou zobrazení. Zpočátku se jednalo o alternativu SKG v případech, kdy je tato metoda technicky obtížná (bypassy, anomálie, dilatace kořene aorty, omezení přístupu) nebo riziková (disekce, endokarditida). V minulosti již došlo k rozšíření indikací u pacientů s nízkou nebo střední pravděpodobností přítomnosti ICHS a v těchto skupinách (10). Několik velkých prospektivních multicentrických studií (např. CONFIRM a PROMISE) zároveň prokázalo také významný prognostický potenciál CCTA. Zejména se to týká již zmíněného negativního nálezu, po němž již není nutné provádět další vyšetření a je vysoká pravděpodobnost, že se u pacienta v delším intervalu nevyskytne závažná koronární příhoda (11, 12).

CCTA byla opakovaně srovnávána s doposud užívanými neinvazivními metodami jako zátěžové EKG, zátěžová echokardiografie či perfuzní scintigrafie. Dosavadní výsledky ukazují, že CCTA představuje minimálně vhodnou alternativu k těmto tradičním metodám; její velkou výhodou je jednoduchost a rychlost provedení. Ve studii PROMISE byla přesnost CCTA v detekci koronární stenózy srovnatelná se zátěžovými metodami a také výskyt závažných koronárních příhod ve sledovaném období byl srovnatelný (v CT skupině 3 % a ve skupině zátěžových metod 3,3 %) (12, 14, 15). Dále je často diskutována otázka, zda je CCTA vhodná jako první metoda při klinickém podezření na významnou koronární aterosklerózu.

Hlavním negativem, které se zmiňuje v souvislosti s používáním CCTA, je vyšší frekvence následných vyšetření, zejména selektivní koronarografie (SKG). Ve studii PROMISE se jednalo o 12,8 % případů v porovnání s 8,3 % případy u zátěžových metod. Na druhou stranu bylo prokázáno, že při použití CCTA velmi významně poklesne počet SKG s negativním výsledkem (28 vs. 53 %), což může v důsledku znamenat také významnou úsporu nákladů i rizika spojeného s invazivní metodou (16).

AKUTNÍ POSTIŽENÍ

Bolest na hrudi

Akutní bolest na hrudi je velmi častou situací, s níž je možné se setkat na oddělení akutního příjmu, a častým důvodem hospitalizace. Její nejzávažnější příčinou je akutní okluze či výrazná stenóza koronární tepny, která není spojena v naprosté většině případů s kolaterálním oběhem. Akutní okluze může vzniknout i u nemocných po revaskularizaci bypassy, kdy má okluze nepřemostěné tepny za následek vznik infarktu myokardu. Rychlé a přesné potvrzení či vyloučení kardiální příčiny bolesti na hrudi je zásadním úkolem diagnostiky (obr. 1).

V posledních letech se CT ukazuje jako velmi vhodná metoda právě pro diagnostiku pacientů s akutní kardiální symptomatologií bez elevací ST, kdy jako její velká výhoda je zmiňována dostupnost a rychlost vyšetření. Zároveň CT dosahuje vysoké přesnosti zobrazení a je vysoce spolehlivá zejména pro vyloučení významného postižení. Na základě již provedených multicentrických studií je doporučeno zvážit CTA vyšetření jako alternativu invazivního vyšetření u pacientů s akutní bolestí na hrudi (17). Její přínos je zejména u osob s nízkou až střední pravděpodobností a nejednoznačnými výsledky EKG a hodnot kardiospecifických enzymů. V současnosti je na základě provedených studií CCTA již součástí oficiálních doporučení European Society of Cardiology (ESC) i American Heart Association (AHA). ESC doporučuje CCTA zvážit v případě akutních bolestí na hrudi bez ST elevace a s negativní či nejednoznačnou hladinou troponinu. Obdobné doporučení má i americká společnost, kdy u pacientů s nízkou až střední pravděpodobností by se mělo jednat o metodu první volby (18).

Doposud provedené studie také prokázaly, že použití CCTA významně zkracuje interval ke stanovení diagnózy a také průměrnou délku hospitalizace. Na druhou stranu obecným důsledkem provádění CCTA je tendence k vyšším nákladům na medikamentózní terapii (zejména na přípravky s obsahem kyseliny acetylsalicylové a statiny).

V současnosti probíhá velká multicentrická studie, jejímž cílem je spolehlivě ověřit předpokládané přínosy CCTA v rámci akutní diagnostiky v porovnání s jejími případnými negativy a lze očekávat úpravu oficiálních doporučení.

Triple-rule out protokol

U pacienta s nespecifickou bolestí na hrudi mohou rutinní vyšetření (fyzikální vyšetření, EKG a laboratorní parametry) vést k diagnostickým rozpakům při odlišení akutní disekce hrudní aorty, plicní embolizace či koronární příčiny. Vysoká variabilita CT vyšetření pak umožňuje vyloučení nebo případné potvrzení těchto tří možných příčin v rámci jediného vyšetření.

Tento komplexní přístup byl v minulosti velmi často diskutován, nicméně z hlediska klinické praxe se nejedná o příliš častou situaci, kdy plicní embolizace a disekce aorty představují < 1 % příčin bolestí na hrudi (19). Kombinace CCTA a CT pneumoangiografie se však stává relevantní kombinací vzhledem k poměrně častému výskytu nespecificky zvýšených laboratorních parametrů trombózy (D-dimerů) u osob s bolestí na hrudi, přičemž jejich hlavní cílem z klinického hlediska je vyloučení významné koronární stenózy.

CHRONICKÉ POSTIŽENÍ

Stabilní angina pectoris, nespecifické bolesti na hrudi a poruchy rytmu

Vyšetřování pacientů se stabilní bolestí na hrudi patří k velmi častým diagnostickým procesům, které jsou zároveň poměrně nákladné. CCTA je v této oblasti stále více používána jako velmi rychlá a spolehlivá metoda se stoupající přesností. Obdobně jako u akutních stavů byla prokázána srovnatelná či vyšší přesnost detekce významné stenózy koronární tepny v porovnání s doposud užívanými testy (zátěžové EKG, dobutaminová echokardiografie a scintigrafie) (20). Zároveň se ukazuje, že CCTA má kromě možnosti nahradit komplikovanější funkční test také dlouhodobý pozitivní efekt (obr. 2).

Studie SCOT-HEART (4164 pacientů) prokázala redukci výskytu akutního infarktu myokardu u osob (o 38 %), které byly při podezření na chronickou ICHS vyšetřovány pomocí CCTA v porovnání se standardní diagnostikou zátěžovými testy (10, 15). Na základě této i dalších studií lze tedy očekávat úpravu doporučení mezinárodních společností a CCTA by se měla stát rutinní metodou k vyloučení koronárního postižení u těchto osob.

Také pacienti s nespecifickou bolestí na hrudi nebo vyšetřovaní pro náhle vzniklou poruchu rytmu, u kterých je minimálně sporná koronární etiologie, jsou další velmi vhodnou skupinou pro CT vyšetření. Zejména normální nález nebo přítomnost jednoznačně nevýznamných aterosklerotických změn má pro pacienta a ošetřujícího lékaře význam nejen z hlediska momentálního léčebného postupu, ale jedná se také o významný prognostický faktor. Normální nález či minimální změny na koronárních tepnách znamenají i do budoucna významně nižší riziko rozvoje kardiovaskulární příhody. Naopak rozsáhlé sklerotické postižení nebo přítomnost lipoidního plátu představují jednoznačně zvýšené riziko s doporučením na změnu léčebného postupu.

V případě přítomnosti závažnějších aterosklerotických plátů je zásadním úkolem hodnocení určit významnost zúžení s případným doporučením provedení SKG. V případě nejednoznačného nálezu významnosti stenózy je vhodné doplnění některého zátěžového vyšetření, které ověří skutečnou funkční významnost postižení zjištěného při CT.

Zátěžové vyšetření s nejednoznačným výsledkem

Zátěžová vyšetření (ergometrie, echokardiografie, scintigrafie, magnetická rezonance) jsou velmi často využívanými diagnostickými testy, jejichž výsledky jsou relativně často nediagnostické či nespecifické, takže nelze vyloučit koronární příčinu potíží. CT v těchto případech představuje velmi vhodnou alternativu s vysokou přesností v porovnání s SKG. Obecně lze považovat kombinaci CT a zátěžového vyšetření za ideální algoritmus pro osoby s podezřením na chronickou formu ICHS (21).

Pacienti s již známou ICHS

Nejen vzhledem k vysoké kvalitě, ale také díky jednoduchosti a bezpečnosti provedení je v současnosti CT angiografie často využívána v sekundární prevenci ICHS. Zejména se jedná o osoby po chirurgické revaskularizaci, u nichž je nutné ověření průchodnosti koronárních bypassů nebo postižení vlastního řečiště mimo bypassy (22, 23). Také u osob po endovaskulární léčbě je v případě rozvoje netypických potíží možné provést CT angiografii.

CCTA je přínosem nejen v hodnocení zúžení koronárních větví, ale také v možnosti detailního posouzení charakteru případných aterosklerotických změn, tedy zejména složení aterosklerotických plátů. Nejvyšší riziko akutního koronárního syndromu představují pláty s přítomným lipidovým (cholesterolovým) jádrem, stabilnější jsou pak fibrózní pláty bez cholesterolového jádra. Ukládání vápníku do plátu je obecně považováno za významnou známku „stability“ plátu a ty jsou častěji odpovědné za chronický průběh ICHS. Možnosti a kvalita CT jsou v této problematice srovnatelné s intravaskulárním ultrazvukovým vyšetřením (24).

BUDOUCNOST CT VYŠETŘOVÁNÍ PŘI ICHS

Při použití moderních CT přístrojů i hodnotících algoritmů lze i v dalším období očekávat zvyšující se kvalitu CCTA. Stále méně bude přesnost metody ovlivňovat množství kalcifikací nebo nepravidelnost srdeční akce. Zároveň je pravděpodobné další snižování radiační zátěže.

Přes stále se zvyšující kvalitu morfologického zobrazení zůstává zásadní limitací CCTA omezená přesnost kvantifikace stenózy koronárních tepen bez možnosti funkčního hodnocení. Velmi zajímavou možnosti se ukazuje perfuzní zobrazení (CTP) při farmakologicky navozené zátěži myokardu pomocí adenosinu či regadenosonu (selektivní agonista A2A). Kombinace CCTA a CTP významným způsobem zpřesňuje detekci funkčně významné stenózy, která zvyšuje zejména specificitu při redukci falešně pozitivních nálezů. Při použití regadenosonu je tento postup velmi jednoduchý a bezpečný i v podmínkách CT pracoviště. Negativem je samozřejmě vyšší radiační zátěž a také vyšší náklady (25, 26).

Velkým příslibem do budoucna je možnost výpočetní modelace dynamiky toku (computational fluid dynamic modeling) v koronárním řečišti z obrazů klidové CCTA (obr. 3). Metoda je označována jako FFR-CT (fractional flow reserve) a v dosud provedených studiích prokázala vysokou přesnost v identifikaci hemodynamicky významných stenóz v porovnání s invazivní metodou FFR (27).

Stále spíše opomíjenou možnosti CCTA je kvalitativní i kvantitativní hodnocení aterosklerotického plátu, jedná se o jedinou neinvazivní metodu, která toto hodnocení umožňuje a je srovnatelná s intravaskulárním ultrazvukem. Nicméně i v této oblasti lze očekávat vývoj směřující k začlenění posuzování aterosklerotických plátů do rozhodování o další terapii.

Podmínkou vysoké kvality CCTA je odpovídající technická i personální vybavenost specializovaných pracovišť, jež provádějí dostatečný počet vyšetření v úzké skupině radiologů, kteří jsou v kontaktu s indikujícími lékaři. Tato podmínka je zmíněna i ve výše uváděných mezinárodních doporučeních a její splnění je neméně obtížné ve srovnání se zajištěním přístrojového či softwarového vybavení.

ZÁVĚR

CCTA je v dnešní době již zcela ověřenou metodou z hlediska detekce koronární aterosklerózy. Její hlavní výhodou je zejména jednoduchost a bezpečnost provedení a potenciálně vysoká dostupnost. Stále stoupající počet prováděných klinických studií ověřuje možný význam CCTA v různých klinických situacích a lze s vysokou pravděpodobností očekávat rozšíření spektra indikací, především do skupiny pacientů s vyšší předtestovou pravděpodobností ICHS. Zejména pokud dojde k rozšíření použití funkčních metod či jejich hodnocení, jako je zátěžová CTP či FFR-CT. Zároveň lze očekávat, že CCTA bude zásadní metodou v akutní diagnostice ICHS a bude nutná její trvalá dostupnost v akutním režimu.

Výše zmíněná fakta povedou k potřebě cílené koordinace radiologických pracovišť provádějících CCTA, zejména v nemocnicích s komplexním kardiovaskulárním centrem, aby zajistila kvalitu a dostupnost metody při pravděpodobně stoupajícím počtu indikací.

Prohlášení o střetu zájmů

Autoři práce prohlašují, že v souvislosti s tématem, vznikem a publikací tohoto článku nejsou ve střetu zájmů a vznik ani publikace článku nebyly podpořeny žádnou farmaceutickou ani jinou zdravotnickou firmou.

Seznam zkratek:

AHA - American Heart Association

CT - výpočetní tomografie

CTA - CT angiografie

CTP - CT perfuze

EKG - elektrokardiografie

ESC - European Society of Cardiology

FFR - fractional flow reserve

ICHS - ischemická choroba srdeční

SKG - selektivní koronarografie

Adresa pro korespondenci:

doc. MUDr. Jan Baxa, Ph.D.

Klinika zobrazovacích metod LF UK a FN Plzeň

alej Svobody 80

304 60  Plzeň

Tel.: 377 103 430

e-mail: baxaj@fnplzen.cz