Magnetic resonanse in ischaemic heart disease

Rezonans magnetyczny (ang. magnetic resonance – MR) jest stosowany w obrazowaniu serca od ponad dwudziestu lat. Postęp techniki sprawia, że jego rola w diagnostyce choroby niedokrwiennej serca w ostatnich latach się zwiększa. Wyrazem tego jest wzrastająca liczba publikacji, konferencji naukowych oraz szkoleniowych na temat rezonansu magnetycznego serca. Wysoka frekwencja podczas sesji Rezonans magnetyczny – nowe narzędzie w diagnostyce choroby niedokrwiennej serca, zorganizowanej w trakcie XIV Kongresu Polskiego Towarzystwa Kardiologicznego we wrześniu 2010 r. w Poznaniu, świadczy o dużym zainteresowaniu tym tematem w Polsce.

Główną zaletą rezonansu magnetycznego jest możliwość oceny morfologii oraz globalnej i regionalnej funkcji serca, perfuzji miokardium i charakterystyki tkanek w trakcie jednego badania. W przeciwieństwie do tomografii komputerowej (ang. computed tomography – CT) czy badań z zakresu medycyny nuklearnej rezonans magnetyczny nie naraża pacjenta na promieniowanie jonizujące [1].

Wadą metody jest wysoki koszt sprzętu i oprogramowania, obecność specyficznych dla MR przeciwwskazań, stosunkowo długi czas badania i brak wyspecjalizowanych operatorów: techników i lekarzy.

Ocena funkcji serca w rezonansie magnetycznym

Do oceny dynamicznej ruchu serca stosowane są sekwencje o wysokim kontraście pomiędzy miokardium i krwią w jamach serca (tzw. sekwencje True FISP, FIESTA, SSFP). Rejestrują one poszczególne fazy cyklu pracy serca z dużą rozdzielczością czasową (~50 ms) w trakcie 5–10 odcinków R-R, na zatrzymanym oddechu. Poszczególne fazy odtworzone w pętli czasowej (cine) ukazują ruch serca. Wadą tych sekwencji, ze względu na najczęściej stosowane retrospektywne bramkowanie EKG, jest wrażliwość na artefakty spowodowane niemiarową pracą serca. Nowoczesne aparaty pozwalają na badania dynamiczne serca w czasie rzeczywistym na swobodnym oddechu, bez bramkowania EKG (przy zastosowaniu tzw. obrazowania równoległego), co ułatwia obrazowanie u chorych niewspółpracujących. Na podstawie obrazów cine w osi krótkiej serca obliczane są parametry funkcji komór serca i jego masa.

Rezonans magnetyczny jest uważany za złoty standard w ocenie parametrów funkcji serca, objętości i mas komór ze względu na większą powtarzalność pomiarów w porównaniu z echokardiografią czy wentrykulografią [2].

Obrazy serca w ruchu pozwalają na jakościową lub ilościową ocenę funkcji regionalnej serca: pomiar pogrubienia ścian serca i ich ruchomości. Są też stosowane w testach wysiłkowych (z użyciem bodźca farmakologicznego: dobutaminy, adenozyny czy dipiramidolu) w diagnostyce choroby niedokrwiennej. Badania cine z użyciem wzrastających dawek dobutaminy służą do wykrywania regionalnych zaburzeń kurczliwości komór spowodowanych przez niedokrwienie. Czułość i specyficzność tej metody w porównaniu z echokardiografią u chorych z podejrzeniem choroby wieńcowej jest wyższa (86% vs 74% i 85,7% vs 69,8%). Jest ona bardzo użyteczna w wykrywaniu zwężeń wieńcowych > 50% u chorych ze słabym oknem akustycznym. Stwierdzono, że zaburzenia kurczliwości miokardium w obciążeniu dobutaminą wiążą się z wyższym ryzykiem poważnych incydentów wieńcowych w ciągu 20 miesięcy, co jest wykorzystywane w stratyfikacji ryzyka [3]. Badanie funkcji serca w MR w obciążeniu niską dawką dobutaminy ma wyższą wartość w ocenie żywotności mięśnia sercowego po zawale i skuteczności rewaskularyzacji w porównaniu z echokardiografią.

Charakterystyka tkanek w rezonansie magnetycznym

Duża rozdzielczość kontrastowa rezonansu w zakresie tkanek miękkich jest coraz częściej wykorzystywana w ocenie tkanek mięśnia sercowego. W chorobie niedokrwiennej sekwencje T2 wykrywają obszar obrzęku miokardium związany z ostrym niedokrwieniem. Z kolei sekwencje T1 z podaniem środka kontrastowego służą do oceny perfuzji i żywotności miokardium [1].

Ocena perfuzji miokardium

Perfuzję miokardium w MR ocenia się, wykonując badanie dynamiczne w trakcie iniekcji środka kontrastowego (gadoliny) dożylnie. Wykorzystywane są ultraszybkie (poniżej 100 ms) sekwencje T1-zależne (Turbo GE, EPI), pozwalające na uwidocznienie perfuzji w 3–5 warstwach w ciągu cyklu pracy serca. W praktyce klinicznej perfuzja oceniana jest najczęściej jakościowo – zaburzenia perfuzji widoczne są jako obszary miokardium nieulegające wzmocnieniu w trakcie pierwszego przejścia środka kontrastowego. Specjalne oprogramowanie umożliwia ocenę ilościową wzmocnienia po podaniu kontrastu – obliczenie parametrów perfuzji w poszczególnych segmentach.

W chorobie wieńcowej wykonanie w trakcie jednego badania perfuzji spoczynkowej i testu wysiłkowego (po podaniu i.v. adenozyny lub dużej dawki dobutaminy) wykorzystywane jest do oceny ilościowej wskaźnika rezerwy perfuzji miokardium. Udowodniono, że wartość tego wskaźnika koreluje z frakcjonowaną rezerwą wieńcową w koronarografii. Czułość i specyficzność perfuzji miokardium w MR w wykryciu znaczącej stenozy wieńcowej wynosi 87% i 85% w porównaniu z koronarografią. W badaniach wieloośrodkowych (The MR-IMPACT trial) dokładność diagnostyczna tej metody była porównywalna z tomografią emisyjną pojedynczych fotonów (ang. single photon emission computed tomography – SPECT) (91% i 81%) [4]. Wyższa rozdzielczość przestrzenna MR w porównaniu ze SPECT pozwala na odróżnienie subendokardialnych i pełnościennych zaburzeń perfuzji [5].

Ocena żywotności miokardium

Badanie tzw. opóźnionego wzmocnienia kontrastowego miokardium (late enhancement) wykonywane jest z użyciem sekwencji T1-zależnej, z wytłumieniem sygnału z mięśnia sercowego, ok. 15–30 min po dożylnym podaniu paramagnetycznego środka kontrastowego – gadoliny. W ostrym zawale mięśnia sercowego opóźnione wzmocnienie wynika z przerwania błon komórkowych i migracji gadoliny do przestrzeni zewnątrzkomórkowej. W przewlekłym zawale miocyty są zastępowane przez włókna kolagenowe, co powoduje zwiększenie przestrzeni zewnątrzkomórkowej i opóźnione wzmocnienie kontrastowe w rejonie blizny pozawałowej. W rezonansie magnetycznym dzięki dobrej rozdzielczości przestrzennej można ocenić śródścienną rozległość zawału (ang. transmural extent of infarction – TEI). Stwierdzono, że wskaźnik ten zarówno w ostrym, jak i przewlekłym zawale dobrze koreluje z badaniami autopsyjnymi. Przy wartości TEI < 25% funkcja 80% segmentów rokuje poprawę po rewaskularyzacji, natomiast przy wartości TEI > 75% poprawie ulegnie funkcja jedynie 2% segmentów [3].

Badanie z opóźnionym wzmocnieniem kontrastowym wykorzystywane jest również do różnicowania zmian niedokrwiennych, zapalnych i kardiomiopatii. Ograniczeniem w stosowaniu badań kontrastowych MR jest duży stopień niewydolności nerek [6].

Angiografia rezonansu magnetycznego tętnic wieńcowych

Obrazowanie tętnic wieńcowych w MR jest trudne ze względu na ich małe rozmiary, kręty przebieg, dużą ruchomość i obecność tłuszczu nasierdziowego. Dotychczas MR stosuje się w przypadku podejrzenia tętniaków i anomalii rozwojowych początkowych odcinków tętnic wieńcowych [7]. Nowe metody badania całego serca (3D) mogą ułatwić obrazowanie stenozy tętnic wieńcowych w MR. Rezonans magnetyczny w przyszłości może być przydatny u osób z dużym uwapnieniem tętnic wieńcowych, gdzie dokładność diagnostyczna koronarografii CT jest mniejsza.





Podsumowując – połączenie powyższych metod (oceny funkcji, perfuzji i opóźnionego wzmocnienia miokardium w MR) jest użyteczne w rozpoznawaniu choroby niedokrwiennej serca w przypadku spoczynkowych zaburzeń EKG, w wyodrębnianiu chorych wymagających procedur interwencyjnych, ocenie żywotności miokardium przed interwencją i identyfikowaniu chorych, u których funkcja lewej komory po rewaskularyzacji ulegnie poprawie [1].

Piśmiennictwo

 1. Hundley WG, Bluemke DA, Finn JP i wsp. ACCF/ACR/AHA/NASCI/ SCMR 2010 Expert Consensus Document on Cardiovascular Magnetic Resonance. J Am Coll Cardiol 2010; 55: 2614-2662.  

2. Bellenger NG, Davies LC, Francis JM i wsp. Reduction in sample size for studies of remodeling in heart failure by use of cardio­vascular magnetic resonance. J Cardiovasc Magn Reson 2000; 2: 271-278.  

3. Kirschbaum SW, van Geuns RJ. Cardiac magnetic resonance imaging to detect and evaluate ischemic heart disease. Hellenic J Cardiol 2009; 50: 119-126.  

4. Sakuma H, Suzawa N, Ichikawa Y. Diagnostic accuracy of sterss first-pass contrast-enhanced myocardial perfusion MRI compared with stress myocardial perfusion scintigraphy. AJR Am J Roentgenol 2005; 185: 95-102.  

5. Schwitter J, Wacker CM, van Rossum AC i wsp. MR-IMPACT: comparison of perfusion cardiac magnetic resonance with single foton emission computed tomography for a detection of coronary artery disease in a multicentre, multivendor randomized trial. Eur Heart J 2008; 29: 480-489.  

6. Perazella MA. Current status of gadolinium toxicity in patients with kidney disease. Clin J Am Soc Nephrol 2009; 4: 461-469.  

7. Hendel RC, Patel MR, Kramer CM i wsp. ACCF/ACR/SCCT/SCMR/ ASNC/NASCI/SCAI/SIR 2006 appropriateness criteria for cardiac computed tomography and cardiac magnetic resonance imaging: a report of the American College of Cardiology Foundation. J Am Coll Cardiol 2006; 48: 1475-1497.