Кардиологические центры

Компьютерная томография сердца

Виртуальная коронарография - Компьютерная томография сердца

А.Лембке (А Lembke), П.А.Хайн (P A Hein), Дж. Mьюз (J Mews), Дж. Блобель (Вlоbеl), П. Рогала (Rogalla)

Появление многосрезовой компьютерной томографии (МСКТ), первоначально с четырехрядными детекторами, и ее широкое внедрение в клиническую практику около восьми лет назад раскрыло новые возможности для неинвазивной визуализации сердца - в частности, при диагностических исследованиях коронарных артерий. Многочисленные исследования демонстрируют потенциал МСКТ в диагностике ишемической болезни сердца, в частности для пациентов с небольшой вероятностью наличия заболевания перед исследованием, низкой частотой сердечных сокращений и низкими показателями коронарного кальция. Принципиальные достоинства многосрезового спирального сканирования связаны с улучшенным пространственным и временным разрешением в сочетании с ЭКГ-синхронизацией полученных данных. Дальнейшая разработка технологии позволила добиться более узкой коллимации и толщины срезов в субмиллиметровом диапазоне, а также увеличения скорости вращения. Это повлекло за собой стабильное улучшение пространственного и временного разрешения, тогда как детекторы большей ширины обеспечили охват более крупных областей.
 
 
Наблюдение 1 Рис. 1 а-г. Нормальная правая коронарная артерия - режим 3D, мультипланарная реконструкция и проекция с максимальной интенсивностью
Однако 64-срезовый компьютерный томограф с детектором шириной 32 мм (64 х 0.5 мм) не способен сразу охватить все сердце целиком. В связи с этим для полного охвата необходимо постоянное движение стола, которое реализуется одним из двух способов: 1) спиральное сканирование с непрерывным движением стола - этот режим применяется в первую очередь при КТ-ангиографии коронарных артерий с контрастированием и ретроспективной ЭКГ-синхронизацией; 2) пошаговое сканирование с поэтапным сдвигом стола -этот режим чаще всего используется для анализа показателей коронарного кальция с проспективной ЭКГ-синхронизацией. При этом возникают различные ограничения, которые зависят от выбранного режима сканирования. Спиральное сканирование с ретроспективной ЭКГ-синхронизацией дает возможность реконструировать изображения для любого момента времени в интервале R-R и повышает временное разрешение за счет мультисегментной реконструкции. Впрочем, поскольку для этого необходима высокая плотность данных (т. е. большое количество проходов сканирования одной и той же области с многократным перекрытием срезов), обычно используется малый питч (как правило, порядка 0.2).
 
Наблюдение 2 Рис. 2 а-б. Небольшое артероматозное нарушение стенки в передней межжелудочковой ветви ЛВА - трехмерное изображение и многопроекционная реконструкция, включающая визуализацию мягких бляшек с помощью пакета SurePlaque
Многократное перекрытие изображений и непрерывная экспозиция в течение всего сердечного цикла - это причина основного недостатка данного режима сканирования - значительной лучевой нагрузки. Таким образом, спиральное сканирование с перекрытием и непрерывной экспозицией было бы желательно заменить на пошаговый сдвиг без перекрытия со съемкой лишь в определенные моменты цикла сердечной деятельности.
Однако пошаговое сканирование с проспективной ЭКГ-синхронизацией не дает возможность мультисегментной реконструкции, которая часто бывает весьма желательна при высокой частоте сердечных сокращений. Кроме того, наборы данных для различных фрагментов приходится соединять в общий объемный набор данных. При низкой частоте сердечных сокращений с нормальным ритмом это обеспечивает приемлемое качество изображений, однако при высокой ЧСС и аритмии вероятно появление артефактов, которые приводят к размытию или возникновению ступенек в контурах сосудов из-за разницы в степени и скорости отклонения коронарной артерии.
  
 Наблюдение 3 Рис. 3 а-б. Правая коронарная артерия с умеренным стенозом (средний отдел) и имплантированным стентом (дистальный отдел)
Эти проблемы удалось решить с помощью 320-срезового компьютерного томографа. Планарный детектор, снабженный 320 рядами детекторных элементов шириной 0.5 мм. обеспечивает охват в 16 см вдоль оси тела пациента, что позволяет получать наборы данных с высоким разрешением для всего сердца за одно вращение. Достоинства этой технологии очевидны: охват всего органа целиком позволяет получить полный объемный набор данных для сердца за время одного сердечного цикла, без перемещения стола. Это дает возможность преодолеть ограничения спирального и послойного сканирования, связанные со слиянием потенциально несоответствующих данных, полученных во время различных циклов сердечной деятельности. Данный подход помогает избежать появления артефактов - в частности, при исследовании пациентов с аритмией. В отличие от спирального метода, при 320-среэовом КТ-сканировании получение данных происходит без перекрытия - а это основное условие для снижения лучевой нагрузки. Для пациентов с низкой ЧСС и стабильным сердечным ритмом появляется возможность получить все данные за время одного сердечного цикла путем выбора интервала экспозиции (как правило, 70- 80% интервала R-R): в идеальных условиях это означает эффективную дозу порядка 3 мЗв. При сканировании применяется проспективная ЭКГ-синхронизация. Следует отметить, что даже в самых неблагоприятных условиях сверхмалая доза излучения позволяет повторить сканирование - хотя в результате этого лучевая нагрузка удвоит¬ся, значение в 6 мЗв все равно останется меньше нынешней стандартной дозы, используемой при исследовании коронарных артерий. Кроме того, необходимо упомянуть о том, что даже при проспективной ЭКГ-синхронизации в 320-срезовом режиме данные можно получать в ходе нескольких циклов сердечной деятельности, что позволяет про¬изводить расчет изображений на основе алгоритма мультисегментной реконструкции. Последний факт повышает временное разрешение и помогает избежать артефактов движения при высокой ЧСС. что является еще одним существенным усовершенствованием по сравнению с 64-срезовой КГ. Тем не менее, необходимо помнить о том, что сбор данных в течение нескольких сердечных циклов для многосегментной реконструкции увеличивает эффективную дозу.
Непродолжительное время получения сырых данных (от нескольких секунд до долей секунды) позволяет значительно уменьшить количество контрастного вещества. У пациентов с нормальной функцией сердца и отслеживанием перемещения болюса (сканирование запускается вручную, когда контрастное вещество появляется на входе в левое предсердие) объем контрастного вещества в 50 мл и скорость введения 5 мл/с практически всегда обеспечивают хорошее контрастирование левых отделов сердца, аорты и коронарных артерий.

Наблюдение 4 Рис. 4 а-б. Пациент с венозным шунтом (трехмерное изображение и многопроекционная реконструкция)
Наш первоначальный опыт исследования более чем 100 пациентов показал, чтообеспечивает превосходное качество изображений (рис. 1-4). Для всех исследованных нами пациентов та информация, которая была получена во время сканирования, помогала в дальнейшем при принятии клинических решений, а количество «холостых» исследований (не использовавшихся для диагностики) оказалось практически нулевым. компьютерный томограф Aquilion ONE
Кроме того, совершенно новой областью применения в неинвазивной диагностической визуализации сердца стала визуализация перфузии миокарда с помощью компьютерной томографии. При динамическом сканировании КТ-система способна регистрировать объемные данные для всего сердца - либо непрерывно в течение заданного интервала, либо поэтапно в определенные промежутки времени. В будущих исследованиях также необходимо проверить точность этого режима при выявлении нарушений перфузии в миокарде, его пользу для клинической практики, а также его значимость по сравнению с другими средствами визуализации.