Συγκριτική μελέτη νεότερων τεχνικών μαγνητικής τομογραφίας με σπινθηρογράφημα μυοκαρδίου και αγγειογραφία στεφανιαίων αρτηριών σε ασθενείς με κλινική υποψία μυοκαρδιακής ισχαιμίας

Abstract

Coronary artery disease (CAD) is a major public health concern and a leading cause of death in the western world. The appropriate evaluation of patients with known or suspected CAD has traditionally rested on two pillars: morphologic assessment for coronary artery stenosis and functional evaluation for determining the downstream hemodynamic significance of lesions. Various imaging methods are used to assess the presence and extent of CAD and myocardial ischemia. Anatomical imaging techniques, such as computed tomography coronary angiography (CTCA) or invasive selective coronary angiography (SCA), allow the direct assessment of coronary artery integrity; however, the evaluation of myocardial ischemia involves more than determining coronary anatomy. Functional imaging techniques, such as stress single-photon emission computed tomography (SPECT), positron emission tomography (PET), stress echocardiography and stress cardiac magnetic resonance (CMR), assess the hemodynamic consequences of CAD by detecting stress or vasodilator-related changes in myocardial perfusion and/or wall motion abnormalities. The presence and extent of myocardial ischemia determine a patient’s risk for subsequent cardiovascular events and death, and assist in the selection of optimal therapy. Functional imaging based on myocardial perfusion is more sensitive but less specific than functional imaging based on ventricular wall motion. Presently, stress SPECT myocardial perfusion imaging (MPI) is the most widely used clinical tool to assess myocardial perfusion. In the last decade, CMR has evolved as an alternative technique to assess myocardial perfusion at stress (maximal vasodilation) and rest. The aim of this study was to compare the diagnostic accuracy of stress SPECT and CMR MPI for the assessment of CAD and myocardial ischemia in the same patients with known or suspected CAD, using coronary angiography as the reference standard. Thirty patients (24 men and six women, age range 46–75 years; mean age 65.3 years) with known or suspected CAD who were referred for exercise SPECT MPI for the evaluation of myocardial ischemia underwent stress CMR MPI and computed CTCA or SCA. The data from the two stress modalities were compared against the data from angiography. For CMR MPI, the sensitivity and specificity for identifying patients with obstructive heart disease were 88.9% and 76.2%, respectively. For SPECT MPI the corresponding sensitivity and specificity were 77.8% and 52.4%, respectively. The negative predictive value for detecting significant CAD was 92.3% for CMR and 83.3% for SPECT. There was no statistically significant difference regarding the aforementioned values between CMR and SPECT MPI (p>0.05 for all comparisons). However, on ROC analysis generated using SSS, the MPI by CMR (AUC 0.78, 95% CI 0.59–0.97) outperformed that by SPECT (AUC 0.59, 95% CI 0.39–0.79) in predicting the presence of severe stenosis on coronary angiography (p<0.01). Moreover, the ROC analysis calculated from stress and rest perfusion images using SDS was in favor of CMR (AUC 0.82, 95% CI 0.65–0.99) versus SPECT (AUC 0.67, 95% CI 0.48–0.86) and showed a significant predictive ability for positive coronary angiography only for CMR (p<0.01). A number of investigations, including single-center and multi-center studies, have validated the high accuracy of stress CMR MPI to detect CAD. The data in the literature are scarce regarding the ability of stress CMR to identify stress-induced myocardial ischemia. We found that MPI by stress CMR outperformed SPECT in predicting both the presence of CAD and ischemia on ROC analyses, although both techniques had comparable high values for sensitivity and specificity.In recent years, fractional flow reserve (FFR) has become the preferred reference standard for studies assessing stress myocardial perfusion. Our study did not include FFR measurements. Although this could be considered as a limitation, it would be unethical to perform FFR in patients with either a low likelihood of CAD, for whom CTCA was chosen to define coronary artery anatomy, or those with no or minimal CAD on conventional angiography. Additionally, in our study the stress protocols differed between SPECT (exercise) and CMR (vasodilation). However, the accuracy of adenosine stress SPECT is similar to that of exercise stress SPECT and the difference between stress techniques is not expected to have affected the findings. In conclusion, CMR has high diagnostic accuracy for the detection of CAD and stress-induced ischemia and appears to outperform SPECT. As CMR offers a comprehensive noninvasive and radiation-free assessment of left ventricular function, myocardial perfusion, wall motion and myocardial viability in a single imaging test, it may thus be the preferred noninvasive imaging modality to assess patients with known or suspected CAD.

Η στεφανιαία νόσος (ΣΝ) με τις επιπλοκές της παραμένει η κύρια αιτία νοσηρότητας και θνητότητας στο δυτικό κόσμο, ενώ αύξηση της συχνότητας των καρδιακών συμβαμάτων αναμένεται παγκοσμίως στο προσεχές μέλλον. Η εκτίμηση των ασθενών με ύπαρξη γνωστής ή υποψία στεφανιαίας νόσου στηρίζεται παραδοσιακά σε δύο πυλώνες: την ανατομική μελέτη, που αφορά την εκτίμηση της στένωσης των στεφανιαίων αρτηριών και τη λειτουργική μελέτη, που αξιολογεί τις αιμοδυναμικές συνέπειες της σημαντικής στένωσης στο μυοκάρδιο (αιμάτωση, κινητικότητα κοιλιακού τοιχώματος). Από τις εξετάσεις που πραγματοποιούνται στη χώρα μας, στην πρώτη κατηγορία (ανατομικές) ανήκουν η Επεμβατική Εκλεκτική Στεφανιογραφία (Κλασσική Στεφανιογραφία, SCA) και η Αξονική Στεφανιογραφία (CTCA). Στη δεύτερη κατηγορία (λειτουργικές) ανήκουν η Υπολογιστική Τομογραφία Εκπομπής Απλών Φωτονίων με ηλεκτροκαρδιογραφικό συντονισμό (σπινθηρογράφημα μυοκαρδίου, gated-SPECT), η Μαγνητική Τομογραφία Καρδιάς (CMR) και το Δυναμικό Υπερηχοτομογράφημα Καρδιάς (stress echo). Είναι γνωστό ότι η παρουσία και η έκταση της μυοκαρδιακής ισχαιμίας καθορίζουν τον κίνδυνο του ασθενούς για μελλοντικά καρδιακά συμβάματα και παίζουν σημαντικό ρόλο στην επιλογή της βέλτιστης θεραπείας. Οι λειτουργικές μέθοδοι που βασίζονται στην αιμάτωση του μυοκαρδίου είναι περισσότερο ευαίσθητες αλλά λιγότερο ειδικές από την λειτουργική απεικόνιση που βασίζεται στην κινητικότητα του τοιχώματος της αριστερής κοιλίας. Προς το παρόν, το SPECT είναι η περισσότερο διαδεδομένη εξέταση για την εκτίμηση της αιμάτωσης του μυοκαρδίου. Την τελευταία δεκαετία, η CMR έχει εξελιχθεί σε μία εναλλακτική τεχνική για την μελέτη της αιμάτωσης του μυοκαρδίου σε συνθήκες κόπωσης (με φαρμακευτική αγγειοδιαστολή) και ηρεμίας. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η σύγκριση της διαγνωστικής ακρίβειας της CMR και του SPECT, για την ανάδειξη σημαντικής αθηροσκληρυντικής νόσου των στεφανιαίων αρτηριών και μυοκαρδιακής ισχαιμίας, χρησιμοποιώντας την αγγειογραφία των στεφανιαίων αρτηριών ως μέθοδο αναφοράς, στους ίδιους ασθενείς με ύπαρξη γνωστής ή υποψία στεφανιαίας νόσου. Τριάντα ασθενείς (24 άνδρες και 6 γυναίκες με εύρος ηλικίας μεταξύ 46 και 75 ετών και μέση ηλικία 65,3 έτη) με ύπαρξη γνωστής ή υποψία στεφανιαίας νόσου, που παραπέφθηκαν σε SPECT για την εκτίμηση μυοκαρδιακής ισχαιμίας, υπεβλήθησαν σε CMR και αγειογραφία στεφανιαίων αρτηριών (CTCR ή SCA). Τα δεδομένα από τις δύο λειτουργικές μεθόδους αξιολογήθηκαν με βάση τα ευρήματα της αγγειογραφίας. Για την CMR, η ευαισθησία και η ειδικότητα για την ανάδειξη ασθενών με ισχαιμική καρδιοπάθεια ήταν 88,9% (95% ΔΕ 51,8 – 99,7) και 76,2% (95% ΔΕ 52,8 – 91,8) αντίστοιχα. Για το SPECT η αντίστοιχη ευαισθησία ήταν 77,8% (95% ΔΕ 40 – 97,2) και η αντίστοιχη ειδικότητα 52,4% (95% ΔΕ 29,8 – 74,3). Η αρνητική και η θετική προγνωστική αξία ήταν 92,3% και 58,3% αντίστοιχα για την CMR και 83.3% και 38,9% αντίστοιχα για το SPECT. Με βάση τις προαναφερθείσες τιμές μεταξύ CMR και SPECT (όπως φαίνεται από το ευρύ διάστημα εμπιστοσύνης) δεν υπήρχε στατιστικά σημαντική διαφορά (p>0,05 για όλες τις συγκρίσεις). Ωστόσο, η ROC ανάλυση που δημιουργήθηκε από το SSS ανέδειξε ότι η απεικόνιση της μυοκαρδιακής αιμάτωσης με CMR (AUC 0.78, 95% CI 0.59 – 0.97) ήταν καλύτερη από αυτή με το SPECT (AUC 0.59, 95% CI 0.39 – 0.79) όσον αφορά την πρόβλεψη σημαντικής στένωσης στην αγγειογραφία των στεφανιαίων αρτηριών (p<0.01). Επιπρόσθετα, η ROC ανάλυση που δημιουργήθηκε από το SDS, ήταν υπέρ της CMR (AUC 0.82, 95% CI 0.65–0.99) έναντι του SPECT (AUC 0.67, 95% CI 0.48–0.86) και έδειχνε σημαντική προβλεπτική ικανότητα για θετική αγγειογραφία των στεφανιαίων αρτηριών μόνο για την CMR (p<0.01). Αρκετές ερευνητικές εργασίες, περιλαμβάνοντας μελέτες από ένα κέντρο και πολυκεντρικές μελέτες, έχουν επιβεβαιώσει την υψηλή διαγνωστική ακρίβεια της CMR για την ανάδειξη ΣΝ. Ωστόσο, τα δεδομένα στη διεθνή βιβλιογραφία είναι περιορισμένα όσον αφορά την ικανότητα της CMR να αναδείξει προκλητή με την κόπωση μυοκαρδιακή ισχαιμία. Η μελέτη μας έδειξε ότι η CMR είχε καλύτερα αποτελέσματα από το SPECT στην πρόβλεψη τόσο στεφανιαίας νόσου όσο και προκλητής κατά την κόπωση ισχαιμίας στις αναλύσεις ROC, αν και οι δύο τεχνικές είχαν συγκρίσιμες υψηλές τιμές ειδικότητας και ευαισθησίας. Τα τελευταία χρόνια, η εφαρμογή της Κλασματικής Εφεδρείας Ροής (Fractional Flow Reserve – FFR) κατά την SCA αποτελεί την προτιμώμενη μέθοδο αναφορά στις μελέτες για την εκτίμηση των μη επεμβατικών απεικονιστικών μεθόδων της αιμάτωσης (perfusion) του μυοκαρδίου. Στη δική μας μελέτη δεν πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις FFR και συνεπώς δύο λειτουργικές μέθοδοι (CMR και SPECT) συγκρίθηκαν με μία ανατομική μέθοδο (αγγειογραφία στεφανιαίων αρτηριών, ΑΣ ή SCA). Αν και αυτό θα μπορούσε να θεωρηθεί ως περιορισμός της μελέτης, πιστεύουμε ότι θα ήταν ανήθικο να υποβληθούν σε μία τέτοια επεμβατική πράξη ασθενείς με χαμηλή πιθανότητα ΣΝ (στους οποίους η Αξονική Στεφανιογραφία επιλέχθηκε για την ανατομική εκτίμηση των στεφανιαίων αρτηριών) ή ασθενείς με ήπια ευρήματα στην Κλασσική Στεφανιογραφία. Επιπρόσθετα, σημειώνεται ότι στην μελέτη μας υπήρχε διαφοροποίηση στο πρωτόκολλο κόπωσης μεταξύ της CMR (φαρμακευτική αγγειδιαστολή) και του SPECT (εργομετρική άσκηση σε κυλιόμενο τάπητα). Ωστόσο, η ακρίβεια του SPECT με φαρμακευτική κόπωση είναι παρόμοια με αυτή του SPECT με εργομετρική κόπωση και η διαφορά μεταξύ των τεχνικών κόπωσης δεν αναμένεται να έχει επηρεάσει τα αποτελέσματα. Συμπερασματικά, η CMR έχει υψηλή διαγνωστική ακρίβεια για την ανάδειξη της ΣΝ και της προκλητής κατά την κόπωση ισχαιμίας και φαίνεται να έχει καλύτερα αποτελέσματα από το SPECT. Καθώς η μαγνητική καρδιάς προσφέρει μια συνολική μη επεμβατική και χωρίς ακτινική επιβάρυνση για τον ασθενή εκτίμηση της λειτουργικότητας της αριστερής κοιλίας, της αιμάτωσης του μυοκαρδίου, της κινητικότητας του κοιλιακού τοιχώματος και της βιωσιμότητας του μυοκαρδίου, θα μπορούσε να αποτελεί την προτιμώμενη μέθοδογια την διαχείριση των ασθενών με ύπαρξη γνωστής ή υποψία στεφανιαίας νόσου.