Techniki obrazowania
Own experience in application of the dual source computer tomography for epicardial coronary arteries evaluation in the transplanted heart: a pilot study

Wstęp
Waskulopatia przeszczepionego serca jest wciąż jednym z najistotniejszych czynników limitujących odległe przeżycie po przeszczepieniu serca (HTX).
Do występowania waskulopatii przyczynia się wiele czynników, które możemy zaszeregować do następujących kategorii:
• immunologiczne (np. przebyte epizody ostrej reakcji odrzucania),
• nieimmunologiczne (np. nadciśnienie tętnicze, cukrzyca),
• uwarunkowane jakością przeszczepu.
W zależności od kumulacji tych czynników waskulopatia może dotyczyć kilkudziesięciu procent populacji chorych w pierwszych kilku latach po HTX. Według bazy ISHLT, waskulopatia po 10 latach jest obserwowana u 55% biorców serca, będąc przyczyną zgonów u co najmniej kilkunastu procent [1–3].
Typowymi cechami waskulopatii przeszczepionego serca są:
• zmiany koncentryczne i rozsiane na całej długości naczyń wieńcowych,
• niski stopień uwapnienia zmian,
• brak krążenia obocznego,
• obecność procesu zapalnego,
• zmiany w łożysku żylnym [1].
Często jednak spotyka się równoległe zmiany typowe dla klasycznej miażdżycy tętnic nasierdziowych.
Klasycznymi metodami diagnostyki waskulopatii są koronarografia oraz ultrasonografia wewnątrznaczyniowa (IVUS). Oba te badania są metodami inwazyjnymi, związanymi z właściwymi dla technik przezskórnych możliwościami powikłań. Wykonanie koronarografii czy badania IVUS wymaga hospitalizacji i czasowego unieruchomienia chorego. Obawa przed badaniami inwazyjnymi często skutkuje brakiem współpracy chorych po HTX w zakresie regularnej diagnostyki, która jest zalecana nawet w jednorocznych odstępach u chorych z patologią tętnic nasierdziowych po HTX [2, 4].
Od kilku lat istnieje możliwość obrazowania zmian
w przebiegu waskulopatii na podstawie wielorzędowej tomografii komputerowej. Jest to metoda nieinwazyjna, którą można stosować w warunkach ambulatoryjnych, a powikłania związane z badaniem są epizodyczne i związane głównie z koniecznością podania kontrastu [5–10].


Cel
• Wdrożenie badania DSCT (ang. dual source computed tomography) do oceny tętnic nasierdziowych przeszczepionego serca w codziennej praktyce klinicznej.
• Dopracowanie algorytmu badania DSCT w grupie chorych po HTX.
• Ocena przydatności badania DSCT do oceny waskulopatii oraz zmian miażdżycowych tętnic nasierdziowych w obserwacji własnej.
• Ocena możliwości różnicowania zmian patologicznych w obrębie tętnic nasierdziowych przeszczepionego serca.

Materiał i metody
Badanie wykonano u 15 chorych (12 mężczyzn, 3 kobiet) w wieku od 37 do 75 lat, średnio 57,5 ±10,2 roku pozostających w okresie obserwacji po przeszczepie serca od 3 do 17 lat, średnio 11,6 ±3,5 roku.
U wszystkich chorych w wykonanych klasycznych badaniach angiograficznych z dostępu przeznaczyniowego stwierdzono w trakcie okresu obserwacji (w różnym okresie przed wykonaniem badań tomograficznych) zmiany
w naczyniach nasierdziowych (w przypadku obecności zmian krytycznych, rozpoznawanych na podstawie badania angiograficznego, wykonywano zabiegi rewaskularyzacji
z wszczepieniem stentu).


Metoda badania DSCT
Badanie było wykonywane metodą angiografii tętnic wieńcowych z zastosowaniem kontrastu. Akwizycja obrazu była wykonywana metodą retrospektywnego bramkowania zapisem EKG, do badania zostało wykorzystane urządzenie DSCT (tomograf dwuźródłowy) firmy Siemens charakteryzujące się ilością 2 × 40 rzędów, uzyskujące skanowanie 128 warstw podczas jednego obrotu układu lampa – detektor (grubość warstwy – 0,6 mm, kolimacja – 2 × 40 × 0,6, rozdzielczość czasowa – 83 ms). Uzyskane surowe dane przesyłano do stacji postprocesingowej Circulation 2, gdzie wykonano obróbkę diagnostyczną za pomocą rekonstrukcji VRT, MPR po krzywej, MIP (grubość 2,5 mm). Wszyscy pacjenci byli badani z następującymi parametrami skanowania: kolimacja – 2 × 64 × 0,6 mm, napięcie lampy rentgenowskiej – 120 Kv, natężenie
– 120–380 mAs. (Średnia dawka ok. 12 mSv – dawka mniejsza lub porównywalna do standardowej dawki stosowanej podczas inwazyjnego badania angiograficznego tętnic wieńcowych).
Do badania pacjentów zastosowano kontrast niskojonowy i niskoosmolarny w najniższej możliwej dawce 15 ml bolus oraz 0,7 ml/kg m.c. we właściwym skanowaniu, co dawało średnią dawkę łącznie ok. 60–70 ml/pacjenta.
Oceny tętnic wieńcowych dokonywało dwóch doświadczonych obserwatorów i decyzje podejmowano na podstawie konsensusu. Zastosowano 16-segmentowy podział na podstawie American Heart Association (1997 r.).


Wyniki
W badanej grupie 15 chorych po HTX (5 chorych po wszczepieniu stentu) oceniono łącznie 202 segmenty tętnic nasierdziowych (średnio ok. 13 segmentów/chorego). Obrazowanie 25 segmentów (12,4%) okazało się niewystarczające do ostatecznej oceny. Główne artefakty pochodziły od przyspieszonego rytmu serca (16 segmentów) oraz pojedynczych ekstrasystolii komorowych (6 segmentów) oraz zwapnień (3 segmenty). Artefakty dotyczyły odpowiednio: gałąź okalająca 11., 12., 13. segment łącznie – 13, prawa tętnica wieńcowa 3., 4. segment – 10 oraz gałąź międzykomorowa przednia 7., 8. segment – 2. Łącznie znaleziono 63 patologiczne zmiany.
Badanie DSCT pozwoliło na ocenę wszczepionych uprzednio stentów. Stwierdzono:
• drożność – 2 stenty,
• krytyczną restenozę – 1 stent,
• restenozę z zachowanym przepływem – 1 stent.
(Nie uwidoczniono w sposób wystarczający 2 stentów).
W tabeli I przedstawiono szczegółową analizę charakteru diagnozowanych zmian.
Uzyskane wyniki pozwoliły na rozpoznanie zmian typowych dla waskulopatii, klasycznej miażdżycy i zmian mieszanych (tab. II). (Obrazy typowe dla klasycznej miażdżycy stwierdzanej u pacjentów z chorobą wieńcową służyły jako wzorzec dla zmian miażdżycowych tętnic nasier-dziowych przeszczepionego serca).
Po wykonaniu badań, według przyjętego protokołu, nie zaobserwowano powikłań (zarówno wczesnych, jak i odległych) związanych bezpośrednio z wykonywanym badaniem DSCT.

Dyskusja
Wraz z nabywaniem doświadczeń w ocenie tętnic nasierdziowych przeszczepionego serca i równoczesnym coraz szerszym dostępem do zawansowanych tomografów prezentowano zasadność stosowania tomografii komputerowej w opisywanej populacji chorych po HTX. Liczne porównania nowych technik tomograficznych z klasycznymi technikami podkreśliły zadowalającą czułość, swoistość, wysokie dodatnie (a zwłaszcza ujemne) wartości predykcyjne nowej metody. W 2000 r. Knollman i wsp. zaprezentowali jedne
z pierwszych rezultatów stosowania oceny tomograficznej tętnic nasierdziowych przeszczepionego serca, używając prostej (w porównaniu z technologią DSCT) tzw. tomografii strumienia elektronów (ang. electron beam computer tomography). Autorzy uzyskali wysokie wartości czułości, swoistości czy ujemnej wartości predykcyjnej wynoszące odpowiednio 94%, 79% oraz 99% [5]. Po opublikowaniu tej pracy w ciągu kilku lat pojawiły się kolejne publikacje oceniające zastosowanie następnych generacji wielorzędowej tomografii w grupie chorych po przeszczepie serca.
W 2005 r. Romeo i wsp. stosując 16-warstwowy tomograf (multi detector computed tomography – MDCT), potwierdzili bardzo wysoką swoistość oraz negatywną wartość predykcyjną (w porównaniu z koronarografią) na poziomie 95%. Dodatnią wartość predykcyjną określono na 83%. Autorzy podkreślili możliwość zastąpienia klasycznej koronarografii przez MDCT w wybranych grupach chorych, w tym pacjentów w okresie bezpośrednio po przeszczepie [6].
W 2006 r. Gregory i wsp. wykazali przydatność nowego typu tomografu – 64-warstwowego MDCT w porównaniu
z klasyczną koronarografią i badaniem IVUS. Ponownie wykazano zwłaszcza wysoką swoistość oraz wysokie dodatnie i ujemne wartości predykcyjne (odpowiednio 92%; 89% oraz 77%) metody MDCT.
Jakość uzyskanych obrazów w tym badaniu określono jako „excelent”.
Autorzy podkreślili konieczność wypracowania nowego modelu diagnostyki waskulopatii w oparciu o tomografię wielorzędową [7].
W 2008 roku Pichler i wsp. wykonali MSCT u kolejnych 66 chorych po HTX. Swoistość oraz wartości predykcyjne (dodatnie i ujemne) przekroczyły 90% w badanej grupie. Autorzy ponownie podkreślili możliwość zastąpienia klasycznej koronarografii technikami tomografii komputerowej [8].
Prezentacja zastosowania DSCT u chorych po HTX to kwestia praktycznie ostatniego roku. W 2008 r. Bastarrika i wsp. wykonali DSCT u 20 chorych po HTX. Wysoką jakość obrazu, pozwalającą na wiarygodną ocenę segmentu, uzyskano prawie w 95% ocenianych segmentów tętnic nasierdziowych [9].
Rok później (2009) Mastrobuoni i wsp. wykonali badanie DSCT u 30 chorych po HTX. Uzyskana czułość badania wyniosła 100% (!), a technika DSCT pozwoliła na wykrycie zmian w tętnicach wieńcowych przeszczepionego serca, które nie dawały jeszcze zaburzeń w echokardiografii wysiłkowej [10].
W prezentowanej pracy do oceny tętnic wieńcowych przeszczepionego serca wykorzystano aparat DSCT firmy Siemens, charakteryzujący się ilością 2 × 40 rzędów, uzyskując skanowanie 128 warstw podczas jednego obrotu układu lampa – detektor. Zastosowanie urządzenia dwulampowego (dwuźródłowego) pozwoliło na uzyskanie wiarygodnych obrazów pomimo szybkiej akcji serca, co jest istotną przeszkodą w przypadku oceny tętnic nasierdziowych za pomocą aparatów jednoźródłowych. Jest to szczególnie istotne
w populacji chorych po HTX, gdzie wskutek odnerwienia serca w trakcie operacji przeszczepienia często obserwujemy tachykardie. Użycie opisanego urządzenia DSCT wyklucza potrzebę farmakologicznego zwolnienia rytmu serca, czyniąc metodę bardziej bezpieczną.
W prezentowanym materiale, stosując przedstawioną metodologię oraz przyjęte parametry techniczne, uzyskano bardzo dobrej jakości obrazy w prawie 90% ocenianych zmian. Badanie było dobrze tolerowane przez chorych,
w kilku przypadkach wykonane ambulatoryjnie. Główne naczynia nasierdziowe w celu przejrzystej oceny podzielono dodatkowo (oprócz standardowego rozróżnienia 16 segmentów – patrz powyżej) na trzy główne segmenty: proksymalny, środkowy i dystalny. Oceniano także rozgałęzienia głównych pni tętnic nasierdziowych (tab. I).
Analiza otrzymanych obrazów pozwoliła na precyzyjną ocenę charakteru zmian, tj. oprócz oceny krytyczności zmian, wyróżnienie stopnia uwapnienia oraz morfologii przewężenia (zmiany ekscentryczne vs koncentryczne). Na tej podstawie rozróżniono rodzaj patologii w badanej grupie, stwierdzając przewagę zmian waskulopatycznych
u 7 badanych chorych, a w 4 przypadkach dominację klasycznej miażdżycy. U pozostałych chorych występowały zmiany o charakterze mieszanym.
W przekonaniu autorów DSCT będzie także pożytecznym badaniem do rozpoznawania tzw. passenger athero-
sclerosis (miażdżyca w sercu dawcy obecna w czasie pobrania serca). Wykonanie DSCT we wczesnym okresie po HTX (do 4 tygodni po HTX, w zależności od wydolności nerek) pozwoli na rozpoznanie zmian miażdżycowych nierozpoznanych w trakcie pobrania serca. W polskich (ale nie tylko!) realiach ocena tętnic nasierdziowych serca dawcy odbywa się metodą palpacyjną (angiografia tętnic wieńcowych nie jest wykonywana), co nie pozwala na wykrycie zmian we wszystkich segmentach, zwłaszcza w przypadku zmian niekrytycznych i/lub słabo uwapnionych. W oparciu o dane stwierdzające stały wzrost wieku dawców serca (i związany z tym wzrost ryzyka występowania zmian miażdżycowych w obrębie tętnic nasierdziowych) przedstawiona koncepcja zastosowania DSCT wydaje się w pełni uzasadniona [1, 3].
Wobec wysokiej przydatności DSCT w prezentowanej grupie chorych, autorzy niniejszej pracy podkreślają rozważne planowanie częstotliwości badania celem minimalizacji ryzyka ekspozycji na promieniowanie [11].


Wnioski (obserwacje)
• Badanie pozwoliło na ustalenie metodyki diagnostyki wraz z oceną zaawansowania zmian waskulopatii przeszczepionego serca w oparciu o zaawansowane techniki tomografii komputerowej.
• Wysoka jakość uzyskanych obrazów pozwoliła na wiarygodne różnicowanie typowych zmian waskulopatycznych przeszczepionego serca w stosunku do klasycznej miażdżycy.
• Wykonanie badania DSCT bezpośrednio (tj. w pierwszych tygodniach po HTX) pozwoli na ocenę obecności tzw. passenger atherosclerosis (zmian miażdżycowych obecnych w sercu dawcy).
• Tomografia dwuźródłowa, pozwalająca na wykonanie badania nawet przy szybkiej akcji serca, wydaje się więc metodą szczególnie przydatną w populacji chorych po HTX, gdzie częstość występowania tachykardii czy innych arytmii jest szczególnie wysoka.
• Metoda DSCT po analizie dotychczasowych wyników będzie mogła być włączona do standardowego panelu badań kontrolnych u chorych po transplantacji serca.


Program Statutowy K/ZDS/000/370, kierownik dr n. med. Karol Wierzbicki.
Praca Prezentowana Podczas IV Kongresu Polskiego
Towarzystwa Kardio-Torakochirurgów.

Piśmiennictwo
1. Benza RL, Tallaj J. Cardiac allograft vasculopathy (chronic rejection). In: Heart transplantation. 4th ed. Kirklin JK, Young JB, McGiffin D, McGiffin DC (eds). Churchill Livingstone, London 2002: 615-666.
2. Nwakanma LU, Shah AS, Conte J VI, Baumgartner WA. Heart Transplantation. In: Cohn LH. Cardiac Surgery in the Adult. 3rd ed. McGraw-Hill, New York 2008: 1539-1578.
3. Taylor DO, Stehlik J, Edwards LB, Aurora P, Christie JD, Dobbels F, Kirk R, Kucheryavaya AY, Rahmel AO, Hertz MI. Registry of International Society for Heart and Lung Transplantation: Twenty six official Adult Heart Transplant Report – 2009. J Heart Lung Transplant 2009; 28: 1007-1022.
4. Starzyk Z, Sadowski J, Sobczyk D, Wierzbicki K, Plicner D, Przybyłowski P. Waskulopatia w przeszczepionym sercu. Forum Kardiologów 2002; 7: 169-174.
5. Knollmann FD, Bocksch W, Spiegelsberger S, Hetzer R, Felix R, Hummel M. Electron-beam computed tomography in the assessment of coronary artery disease after heart transplantation. Circulation 2000; 101: 2078-2082.
6. Romeo G, Houyel L, Angel CY, Brenot P, Riou JY, Paul JF. Coronary stenosis detection by 16-slice computed tomography in heart transplant patients: comparison with conventional angiography and impact on clinical management. Am Coll Cardiol 2005; 45: 1826-1831.
7. Gregory SA, Ferencik M, Achenbach S, Yeh RW, Hoffmann U, Inglessis I, Cury RC, Nieman K, McNulty IA, Laffan JA, Pomerantsev EV, Brady TJ, Semigran MJ, Jang IK. Comparison of sixty-four-slice multidetector computed tomographic coronary angiography to coronary angiography with intravascular ultrasound for the detection of transplant vasculopathy. Am J Cardiol 2006; 98: 877-884.
8. Pichler P, Loewe C, Roedler S, Syeda B, Stadler A, Aliabadi A, Schukro C, Wolf F, Zuckermann A, Lammer J, Sochor H, Glogar D. Detection of high-grade stenoses with multislice computed tomography in heart transplant patients. J Heart Lung Transplant 2008; 27: 310-316.
9. Bastarrika G, De Cecco CN, Arraiza M, Ubilla M, Mastrobuoni S, Pueyo JC, Rábago G. Dual-source CT coronary imaging in heart transplant recipients: image quality and optimal reconstruction interval. Eur Radiol 2008; 18: 1791-1799.
10. Mastrobuoni S, Bastarrika G, Ubilla M, Castańo S, Azcarate P, Barrero EA, Castellano JM, Herreros J, Rabago G. Dual-source CT coronary angiogram in heart transplant recipients in comparison with dobutamine stress echocardiography for detection of cardiac allograft vasculopathy. Transplantation 2009; 87: 587-590.
11. Brenner DJ, Hall EJ. Computed tomography – an increasing source of radiation exposure. N Engl J Med 2007; 357: 2277-2284.