Ραδιοισοτοπικές μελέτες καρδιαγγειακής απεικόνισης 

Στην ενότητα αυτή, μετά από μια σύντομη περιγραφή των απεικονιστικών συστημάτων και των βασικών αρχών λειτουργίας τους, θα συζητηθούν οι συχνότερα χρησιμοποιούμενες στην κλινική πράξη μέθοδοι εκτίμησης μυοκαρδιακής αιμάτωσης, καρδιακής λειτουργίας, μεταβολισμού, φλεγμονής και διήθησης του μυοκαρδίου.

Θεμελιώδεις αρχές και τεχνικές

1. Απεικονιστικά συστήματα

Για τις εξετάσεις πυρηνικής καρδιολογίας χρησιμοποιούνται:

1) Η γ-camera. Οι περισσότερες εξετάσεις διενεργούνται με τη χρήση γ-camera συνδεδεμένης με ηλεκτρονικό υπολογιστή, η οποία καταγράφει τους σπινθηρισμούς ενός ραδιοϊσοτόπου με ικανότητα εκλεκτικής συγκέντρωσης σε ένα όργανο, ιστό ή κοιλότητα. Η γ-camera αποτελείται από έναν ανιχνευτή σπινθηρισμών που συνήθως είναι κατασκευασμένος από κρύσταλλο ιωδιούχου νατρίου (NaI), ενώ πίσω από αυτόν υπάρχουν οι φωτοπολλαπλασιαστές που ανιχνεύουν τους σπινθηρισμούς (κρούσεις) παραγόμενους από φωτόνια απορροφώμενα από τον κρύσταλλο. Μπροστά από τον κρύσταλλο υπάρχει ο κατευθυντήρας (collimator), μέσα από τις οπές του οποίου, περνούν τα φωτόνια που στη συνέχεια απορροφώνται από τον κρύσταλλο και σχηματίζουν εικόνα, η οποία αναπαριστά την κατανομή του ραδιοϊχνηθέτη μπροστά από την κεφαλή της γ-camera. Συνήθως γίνεται λήψη προβολών από διαφορετικές θέσεις και στη συνέχεια η εικόνα ανακατασκευάζεται σε τομογραφίες με τη χρησιμοποίηση ειδικών μαθηματικών αλγορίθμων (Τομογραφία Μονοφωτονιακής Εκπομπής, Single Photon Emission Tomography, SPECT). Νέας γενεάς γ-cameras χρησιμοποιούν ανιχνευτές με βάση το κάδμιο, τον ψευδάργυρο και το τελλουρίδιο (Cadmium Zinc Telluride, CZT). Σε αντίθεση με τον ανιχνευτή NaI, οι ανιχνευτές CZT μετατρέπουν απευθείας σε ηλεκτρικό παλμό την ενέργεια και τη θέση του φωτονίου, χωρίς να είναι αναγκαία η χρήση φωτοπολλαπλασιαστών. Οι ανιχνευτές CZT είναι πιό ακριβοί σε σχέση με εκείνους που χρησιμοποιούν κρυστάλλους NaI, αλλά τα ανιχνευτικά και μικροηλεκτρονικά συστήματα, τα οποία διαθέτουν οι ανιχνευτές CZT επιτρέπουν μεγαλύτερη ευαισθησία και ακριβέστερη μέτρηση των κρούσεων και ως εκ τούτου την πραγματοποίηση δυναμικών μελετών αιμάτωσης του μυοκαρδίου, κάτι το οποίο δεν είναι εφικτό με τις συμβατικές γ-cameras.

2) Τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (Positron Emission Tomography, PET). Τα ποζιτρόνια διανύουν πολύ μικρή απόσταση μέσα στην ύλη. Κατά την κίνησή τους αυτή, αλληλεπιδρά ένα ποζιτρόνιο με ένα ηλεκτρόνιο. Τα δύο σωματίδια εξαφανίζονται με σύγχρονη παραγωγή δύο φωτονίων ενέργειας 511 KeV που εκπέμπονται σε αντίθετες κατευθύνσεις. Αυτά τα φωτόνια ανιχνεύονται με τη χρησιμοποίηση δύο απέναντι κείμενων ανιχνευτών. Η PET εμφανίζει ορισμένα πλεονεκτήματα σε σχέση με τη γ-camera, στα οποία περιλαμβάνονται η καλύτερη χωρική διακριτική ικανότητα, η μεγαλύτερη ευαισθησία και η δυνατότητα μέτρησης της κατανομής του ραδιοϊσοτόπου σε συνάρτηση με το χρόνο. Όπως η γ-camera, έτσι και η PET μπορεί να συνδυαστεί με αξονική τομογραφία (CT) και με μαγνητική τομογραφία (MRI) δημιουργώντας έτσι υβριδικά συστήματα (SPECT/ CT, PET/CT και PET/MRI αντίστοιχα).

2. Απεικονιστικές τεχνικές της μυοκαρδιακής αιμάτωσης

2.1 Σπινθηρογράφημα αιμάτωσης του μυοκαρδίου (Myocardial Perfusion Scintigraphy, MPS). Η διενέργεια δυναμικής κόπωσης σε συνδυασμό με MPS αποτελεί έναν πολύ καλό τρόπο απεικονιστικού ελέγχου της μυοκαρδιακής αιμάτωσης στην κλινική πράξη. Εν προκειμένω, ο ρυθμός με τον οποίο το εκάστοτε χορηγούμενο ραδιοφάρμακο αποσπάται από το μυοκάρδιο είναι ανάλογος της αιμάτωσης του μυοκαρδίου. Κατά τη διάρκεια της δυναμικής κόπωσης, η αιματική ροή στις φυσιολογικές στεφανιαίες αρτηρίες αυξάνεται σημαντικά για να ικανοποιηθούν οι αυξημένες μεταβολικές ανάγκες του μυοκαρδίου. Αυτό, όμως, δεν συμβαίνει στις στεφανιαίες αρτηρίες με στενώσεις οφειλόμενες στην παρουσία αθηρωματικών πλακών, με αποτέλεσμα την εμφάνιση μυοκαρδιακής ισχαιμίας στις περιοχές που αρδεύουν.  Έτσι, η μυοκαρδιακή πρόσληψη του ραδιοφαρμάκου στις περιοχές μειωμένης αιμάτωσης είναι ελαττωμένη συγκριτικά με τις περιοχές φυσιολογικής αιμάτωσης. Οι διαταραχές της αιμάτωσης οι οφειλόμενες στην παρουσία αποφρακτικών αθηρωματικών πλακών στις στεφανιαίες αρτηρίες μπορούν επίσης να αναδειχθούν και με φαρμακευτική αγγειοδιαστολή. Εν προκειμένω, χορηγείται ενδοφλεβίως μια ουσία, η οποία προκαλεί σημαντική αύξηση της αιματικής ροής στις φυσιολογικές, όχι όμως και στις στενωμένες στεφανιαίες αρτηρίες με αποτέλεσμα τη δημιουργία ετερογένειας της αιματικής ροής στο στεφανιαίο αρτηριακό δίκτυο και το μυοκάρδιο. Επομένως, η έγχυση του κατάλληλου ραδιοφαρμάκου κατά τη διάρκεια της φαρμακευτικής αγγειοδιαστολής μπορεί να αναδείξει τις περιοχές εκείνες, οι οποίες αιματώνονται από κάποια στενωμένη αρτηρία.

2.1.1  Προετοιμασία ασθενούς για την πραγματοποίηση MPS. Ο ασθενής πρέπει να έχει ενημερωθεί από τον καρδιολόγο του για πιθανή διακοπή της φαρμακευτικής του αγωγής και να απέχει από τροφές και ροφήματα που μπορεί να περιέχουν καφεΐνη.

2.1.2. Ραδιοφάρμακα. Οι ιδιότητες των συχνότερα χρησιμοποιούμενων στο MPS συνοψίζονται στον Πίνακα 1.

 

 

2.1.3 Δοκιμασίες για την αξιολόγηση της μυοκαρδιακής αιμάτωσης. Ορισμένες από αυτές προκαλούν μυοκαρδιακή ισχαιμία αυξάνοντας κυρίως την κατανάλωση οξυγόνου στο μυοκάρδιο (δυναμική κόπωση), ενώ άλλες συνίστανται στη χορήγηση αγγειοδιασταλτικών ουσιών και μεταβάλλουν τα επίπεδα της αιματικής ροής στις στεφανιαίες αρτηρίες χωρίς να οδηγούν απαραιτήτως σε ισχαιμία (Πίνακας 2).

2.1.4 Πρωτόκολλα απεικόνισης. Το 201Tl συνήθως χορηγείται στο μέγιστο φόρτισης και η εξέταση συνεχίζεται για δύο περίπου min μετά την ένεση, ώστε να διατηρηθούν σταθερές οι συνθήκες κατά τη διάρκεια της πρόσληψης του ιχνηθέτη από το μυοκάρδιο. Η απεικόνιση αρχίζει 5-10 min μετά την ένεση και πρέπει να ολοκληρωθεί μέσα σε 30 min. Κατά τη διάρκεια της περιόδου αυτής η κατανομή του στο μυοκάρδιο είναι σχετικώς σταθερή και οι λαμβανόμενες εικόνες αντιστοιχούν στη μυοκαρδιακή αιμάτωση που αντιστοιχεί στο μέγιστο της κόπωσης. Στις περιοχές με μειωμένη αιμάτωση, η συγκέντρωση του 201Tl υπολείπεται και παρατηρούνται “ελλείμματα πλήρωσης”. Στη συνέχεια, το 201Tl εξέρχεται από το μυοκάρδιο με ρυθμό εξόδου που διαφέρει μεταξύ των περιοχών με φυσιολογική αιμάτωση και εκείνων με ελαττωμένη αιμάτωση. Αποτέλεσμα του διαφορετικού ρυθμού εξόδου, είναι η σχετική αύξηση της πρόσληψης του 201Tl μετά από 2-4 hours σε περιοχές που αρχικά εμφάνιζαν ελαττωμένη πρόσληψη. Το φαινόμενο της βελτίωσης ή της “πλήρωσης” ενός ελλείμματος αιμάτωσης με την πάροδο του χρόνου ονομάζεται επανακατανομή.

Η σύγκριση των εικόνων της φόρτισης με αυτές της επανακατανομής επιτρέπει τη διάκριση μεταξύ προκλητής ισχαιμίας και μόνιμης νέκρωσης (μερικής ή διατοιχωματικής). Σε ορισμένες περιπτώσεις με ατελή επανακατανομή στις 4 hours γίνεται επαναχορήγηση 201Tl (40 ΜΒq) και ακολουθεί τρίτη λήψη εικόνων 30-45 min μετά την ένεση.

Η απεικόνιση με ιχνηθέτες επισημασμένους με 99mTc απαιτεί την εκτέλεση των δύο μελετών.  Εν προκειμένω, το διαρκείας 2 ημερών πρωτόκολλο περιλαμβάνει μια αρχική μελέτη φόρτισης, στην οποία χορηγούνται 300-400 ΜΒq ιχνηθέτη ακολουθούμενη από τη μελέτη ηρεμίας που γίνεται σε διαφορετική ημέρα και στην οποία χορηγείται η ίδια δόση. Η απεικόνιση αρχίζει 30-60 min μετά από την ένεση. Οι δύο μελέτες μπορεί να γίνουν την ίδια ημέρα εάν στη δεύτερη μελέτη χρησιμοποιηθεί μεγάλη (τριπλάσια σε σχέση με την πρώτη) δόση του ιχνηθέτη, ώστε να μειωθεί σημαντικώς η επίδραση της υπολειπόμενης ραδιενέργειας από την πρώτη ένεση. Το πρωτόκολλο της ίδιας ημέρας με τετροφοσμίνη περιλαμβάνει τη χορήγηση 250 ΜΒq (σε αρκετά κέντρα)  στη φόρτιση και 4 hours αργότερα, ένεση 750 ΜΒq στην ηρεμία. Οι δόσεις αυτές μπορούν να μειωθούν σημαντικά όταν χρησιμοποιούνται σύγχρονα απεικονιστικά συστήματα.

Η ενεργή δόση του MPS για το πρωτόκολλο δύο ημερών με ΜΙΒΙ και τετροφοσμίνη είναι περί τα 8 και 7 mSv αντίστοιχα. Η ενεργή δόση αυξάνεται όταν διενεργείται πρωτόκολλο μίας ημέρας με 99mTc καθώς η χορηγούμενη δόση στη δεύτερη φάση της μελέτης είναι συνήθως τριπλάσια της πρώτης. Η ενεργή δόση ομοίως αυξάνεται στις μελέτες 201Tl όταν γίνεται επαναχορήγησή του για έλεγχο της βιωσιμότητας. Όταν πραγματοποιείται MPS για διαγνωστικούς σκοπούς, τότε αν διενεργηθεί μόνο απεικόνιση κατά τη  φόρτιση και είναι φυσιολογική, η ενεργή δόση ελαττώνεται σημαντικά εφόσον πρόκειται για 99mTc ΜΙΒΙ ή τετροφοσμίνη.

Η ισοτοπική απεικόνιση με δύο ραδιοφάρμακα έχει σχεδιαστεί για να ξεπεραστούν τα μειονεκτήματα του χρονοβόρου απεικονιστικού πρωτοκόλλου που χρησιμοποιεί δύο ενέσεις ΜΙΒΙ ή τετροφοσμίνης. Ωστόσο, έχουν το μειονέκτημα, ότι αυξάνεται η συνολική δόση που δέχεται ο ασθενής. Αρχικώς χορηγείται το 201Tl στην ηρεμία και λαμβάνονται εικόνες 30-120 min μετά την ένεση. Έπειτα από την ολοκλήρωση των εικόνων ηρεμίας, ακολουθεί η λήψη των εικόνων της φόρτισης, χρησιμοποιώντας ΜΙΒΙ ή τετροφοσμίνη. Η δεύτερη ένεση γίνεται στο μέγιστο της κόπωσης, όπως έχει προαναφερθεί. Το χρονικό διάστημα μεταξύ ένεσης και λήψης εικόνας για το 201Tl εξαρτάται από την κλινική ένδειξη για τη διενέργεια της μελέτης. Έτσι, εάν η μελέτη γίνεται σε ασθενείς με σημαντική στεφανιαία νόσο και έκπτωση της κοιλιακής λειτουργίας, όπου η ανίχνευση βιωσίμου μυοκαρδίου έχει μεγάλη σημασία, τότε συνιστάται όψιμη απεικόνιση (120 min μετά την ένεση), ενώ, εάν η εξέταση γίνεται για διαγνωστικούς σκοπούς, η απεικόνιση μπορεί να αρχίσει πολύ νωρίτερα.

2.1.5        Λήψη και επεξεργασία εικόνων. Για τη μελέτη της μυοκαρδιακής αιμάτωσης συνήθως χρησιμοποιούνται απεινονιστικά συστήματα δύο κεφαλών που σχηματίζουν γωνία 90° και κάνουν περιστροφή σε τόξο 180°. Η μέση χρονική διάρκεια της εξέτασης κυμαίνεται από 10 min έως 15min για την κάθε φάση της μελέτης για μία δικέφαλη γ-κάμερα. Οι λαμβανόμενες εγκάρσιες τομογραφικές εικόνες, στη συνέχεια ανακατασκευάζονται με ειδικό αλγόριθμο ανακατασκευής και οι εικόνες προβάλλονται κατά τον κατακόρυφο, οριζόντιο και βραχύ τους άξονα. Τα τελευταία χρόνια έχουν σημειωθεί σημαντικές εξελίξεις σε ότι αφορά στους αλγορίθμους ανακατασκευής της εικόνας που σε συνδυασμό με τις βελτιώσεις στους κατευθυντήρες έχουν συμβάλλει στη βελτίωση της χωρικής διακριτικής ικανότητας αλλά και του λόγου σήματος/θορύβου (signal/noise ratio). Το αποτέλεσμα είναι ελάττωση του χρόνου λήψης των δεδομένων στο  μισό από τον καθιερωμένο, ή, εναλλακτικά, η χορήγηση της μισής δόσης στον καθιερωμένο χρόνο. Με την εξέλιξη των απεικονιστικών συστημάτων (camera CZT) η χορηγούμενη ραδιενέργεια ελαττώνεται κατά πολύ (ενδεικτικά: 185 MBq στην ηρεμία και 555 MBq στην κόπωση για τα τεχνητιοπαράγωγα), μειώνοντας έτσι και την ενεργή δόση στον ασθενή κατά 50%-70% συγκριτικά με τα συμβατικά πρωτόκολλα.

 

Τα σύγχρονα συστήματα προσφέρουν επίσης τη δυνατότητα διόρθωσης της κίνησης του ασθενούς (motion correction) με τη χρήση εξελιγμένων αλγορίθμων. Μία άλλη παράμετρος που μπορεί να επηρεάσει την ποιότητα της εικόνας είναι η ακτινοβολία σκέδασης, η οποία παράγεται τόσο από το σώμα του ασθενούς όσο και από τους ανιχνευτές και για το λόγο αυτό έχουν αναπτυχθεί νέες τεχνικές προσεγγίσεις, με τις οποίες ελαττώνονται τα φωτόνια σκέδασης, είτε με την προσθήκη επιπροσθέτων ενεργειακών παραθύρων είτε με τον περιορισμό του εύρους του ενεργειακού παραθύρου. Ειδικοί αλγόριθμοι έχουν επίσης αναπτυχθεί, για να ξεπερνιούνται προβλήματα που σχετίζονται με τα τεχνικά σφάλματα απορρόφησης (attenuation correction). Αυτά παρατηρούνται διότι η απορρόφηση της ακτινοβολίας από τους ιστούς έχει ως αποτέλεσμα τη διαμόρφωση μίας ανομοιογενώς ελαττωμένης πρόσληψης του ραδιοφαρμάκου από το μυοκάρδιο, η οποία εξαρτάται από το είδος των ιστών (μαλακά μόρια, οστά ή πνεύμονες), την ενεργότητα του ραδιοφαρμάκου και το σωματότυπο του ασθενούς. Tα πλέον συνηθισμένα τεχνικά σφάλματα είναι η εμφάνιση κατώτερου ελλείμματος στους άνδρες λόγω εξασθένησης των φωτονίων προκαλούμενης από το διάφραγμα ή ανώτερου ελλείμματος στις γυναίκες οφειλόμενου σε εξασθένηση των απορροφώμενων φωτονίων από το μαστό.

 

2.1.6        Ερμηνεία εικόνων. Η δημιουργία εικόνων αιμάτωσης εξαρτάται από την ικανότητα των ραδιοϊχνηθετών να κατανέμονται στο μυοκάρδιο αναλόγως της αιματικής ροής. Η κατανομή στο φυσιολογικό μυοκάρδιο είναι ομοιογενής (Εικ. 1).

Εικόνα 1. Φυσιολογικό σπινθηρογράφημα μυοκαρδιακής αιμάτωσης (ΣΑΜ). Ομοιογενής πρόσληψη του ρφ στα τοιχώματα της αριστερής κοιλίας όπως απεικονίζεται κατά το βραχύ (Α), τον οριζόντιο κατακόρυφο άξονα (Β), τον επιμήκη κατακόρυφο (Γ) καθώς και στην πολική χαρτογράφηση (Δ)

Η προκλητή ισχαιμία και η μυοκαρδιακή νέκρωση προκαλούν ελλείμματα αιμάτωσης στη φόρτιση. Η διαφορική διάγνωση μεταξύ αυτών των δύο καταστάσεων γίνεται από την απεικόνιση στην ηρεμία. Όταν υπάρχει προκλητή ισχαιμία, το έλλειμμα εξαφανίζεται (αναστρέψιμο), ενώ στη μυοκαρδιακή νέκρωση παραμένει (μόνιμο) (Εικ. 2).

Εικόνα 2. Αναστρέψιμο έλλειμμα στην περιοχή κατανομής του προσθίου κατιόντος, όπως απεικονίζεται κατά τον επιμήκη κατακόρυφο άξονα.

Η απεικόνιση με SPECT είναι επίσης μια καθιερωμένη και ευρέως διαθέσιμη τεχνική για την εκτίμηση της μυοκαρδιακής βιωσιμότητας. Σε ότι αφορά το 201Tl, δεν είναι μόνο ένας ιχνηθέτης αιμάτωσης αλλά και βιωσιμότητας του μυοκαρδίου, λόγω της εξάρτησης της πρόσληψής του τόσο από τη στεφανιαία αιματική ροή όσο και από την ακεραιότητα του σαρκειλήμματος του μυοκαρδίου και, ως εκ τούτου, έχει ευρέως χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση του χειμάζοντος μυοκαρδίου. Εν προκειμένω, το συχνότερα χρησιμοποιούμενο κριτήριο είναι ο λόγος της πρόσληψης του ραδιοφαρμάκου στην υπό εξέταση περιοχή προς την πρόσληψη σε μία φυσιολογική περιοχή, ο οποίος εμφανίζει σχέση ευθέως ανάλογη με την ποσότητα του βιωσίμου μυοκαρδίου και αντιστρόφως ανάλογη με την ποσότητα του συνδετικού ιστού. Η μυοκαρδιακή βιωσιμότητα θεωρείται κλινικά σημαντική, όταν η ανιχνευόμενη πρόσληψη του ιχνηθέτη υπερβαίνει το 50% της μέγιστης μυοκαρδιακής. Το κριτήριο αυτό θεωρείται μεγάλης ειδικότητας, ιδιαίτερα όταν συνυπάρχει ισχαιμία στην ηρεμία. Η επανακατανομή του θαλλίου μπορεί να είναι αργή ή ατελής σε περιοχές με μειωμένη αιμάτωση, ενώ το σύνηθες πρωτόκολλο κόπωσης/επανακατανομής ενδέχεται να υποεκτιμήσει τη βιωσιμότητα του μυοκαρδίου και να απαιτηθούν επιπρόσθετα εξεταστικά στάδια. Αυτά περιλαμβάνουν την απεικόνιση της επανακατανομής του ραδιοφαρμάκου 8 έως 72 hours ύστερα από την έγχυσή του στη  φάση της κόπωσης, επανέγχυση του ραδιοφαρμάκου στη φάση ηρεμίας ύστερα από την απεικόνιση επανακατανομής ή καθυστερημένη χορήγηση του ραδιοφαρμάκου σε φάση ηρεμίας σε διαφορετική ημέρα και στη συνέχεια πρώιμη (20 min) αλλά και καθυστερημένη (4 hours) απεικόνιση.

Τα επισημασμένα με Tc-99m ραδιοφάρμακα, sestamibi και τετροφοσμίνη έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση βιωσίμου μυοκαρδίου. Θεωρητικά, οι συγκεκριμένοι ιχνηθέτες μπορεί να υποεκτιμήσουν τη βιωσιμότητα σε περιοχές με μειωμένη αιμάτωση ηρεμίας, λόγω της απουσίας του φαινομένου της επανακατανομής, μη επιτρέποντας την ανεξάρτητη διάκριση αιμάτωσης και βιωσιμότητας. Ως εκ τούτου, σε ορισμένες μελέτες το σπινθηρογράφημα με θάλλιο φαίνεται να έχει μεγαλύτερη ευαισθησία για την αναγνώριση της μυοκαρδιακής βιωσιμότητας. Ωστόσο, η χορήγηση υπογλώσσιων νιτρωδών  βελτιώνει την αιμάτωση ηρεμίας και συνεπώς την ανάδειξη της βιωσιμότητας του μυοκαρδίου όταν χρησιμοποιούνται ιχνηθέτες επισημασμένοι με 99mTc. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα της χρησιμοποίησης SPECT με sestamibi ή τετροφοσμίνη, είναι η δυνατότητα ηλεκτροκαρδιογραφικού συγχρονισμού και επομένως αξιολόγησης και της κοιλιακής λειτουργίας. Δεδομένου, ότι η ανίχνευση του χειμάζοντος μυοκαρδίου απαιτεί γνώση της βιωσιμότητας, της αιμάτωσης αλλά και της λειτουργίας αυτού, η ηλεκτροκαρδιογραφικώς συγχρονισμένη SPECT είναι χρήσιμη εξέταση για την αξιολόγηση ασθενών με καρδιακή ανεπάρκεια ισχαιμικής αιτιλογίας παρέχοντας πληροφορίες για όλες τις προαναφερθείσες παραμέτρους σε μια μόνο μελέτη.

Σε κάθε περίπτωση είτε προκειται για μελέτη εκτίμησης  μυοκαρδιακής αιμάτωσης ή βιωσιμότητας οι εικόνες πρέπει να αναλύονται είτε οπτικώς σε οθόνη βίντεο είτε με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή. Εκτός από την εκτίμηση της κατανομής του ιχνηθέτη, μεγάλη σημασία έχει η αξιολόγηση του μεγέθους και του σχήματος της αριστερής κοιλίας. Ο ακριβής προσδιορισμός του μεγέθους της κοιλίας είναι δύσκολος και συνήθως εκτιμάται το σχετικό μέγεθος της κοιλότητας και του μυοκαρδιακού τοιχώματος. Η παροδική διάταση της αριστερής κοιλίας είναι συνήθως αποτέλεσμα εκτεταμένης μυοκαρδιακής ισχαιμίας και υποδηλώνει δυσμενή πρόγνωση. Πάχυνση των τοιχωμάτων σε ασθενείς με υπερτροφία της αριστερής κοιλίας είναι ορισμένες φορές εμφανής, αλλά λόγω του ότι η διακριτική ικανότητα της ισοτοπικής τεχνικής είναι περιορισμένη, η εξαγωγή τελικών συμπερασμάτων είναι δύσκολη. Στην περίπτωση αυτή θα πρέπει να γίνεται περαιτέρω έλεγχος με μια άλλη απεικονιστική τεχνική, όπως είναι το ηχωκαρδιογράφημα ή η μαγνητική τομογραφία. Το φυσιολογικό μυοκάρδιο της δεξιάς κοιλίας είναι πολύ λεπτότερο σε σχέση με αυτό της αριστερής, όμως δεν είναι ασυνήθιστη η απεικόνιση της δεξιάς κοιλίας στις τομογραφίες. Εάν η δεξιά κοιλία είναι υπερτροφική, προσλαμβάνει περισσότερο ραδιοφάρμακο σε σχέση με την αριστερή. Απόκλιση του ανώτερου και του κατώτερου τοιχώματος της αριστερής κοιλίας είναι μάλλον ασυνήθιστη και υποδηλώνει το σχηματισμό κοιλιακού ανευρύσματος. Ωστόσο, η παρουσία ή όχι του ανευρύσματος θα πρέπει να επιβεβαιωθεί με ραδιοϊσοτοπική κοιλιογραφία ή ηχωκαρδιογράφημα.

Η αυξημένη πρόσληψη 201Tl από τους πνεύμονες οφείλεται σε αυξημένη πίεση των πνευμονικών τριχοειδών και συνοδεύεται από αυξημένη επίπτωση μελλοντικών καρδιακών συμβαμάτων στους ασθενείς με στεφανιαία νόσο. Παρομοίως, η αυξημένη πρόσληψη του ΜΙΒΙ ή της τετροφοσμίνης από τους πνεύμονες σχετίζεται με δυσλειτουργία της αριστερής κοιλίας και αποτελεί δυσμενή προγνωστικό δείκτη σε ασθενείς με γνωστή ή ύποπτη στεφανιαία νόσο.

Η ανάστροφη επανακατανομή είναι ένας όρος, ο οποίος περιγράφει το λιγότερο συχνό φαινόμενο της καλύτερης πρόσληψης του ραδιοφαρμάκου στις εικόνες της φόρτισης σε σχέση με την πρόσληψη στις εικόνες επανακατανομής. Αυτό το φαινόμενο συμβαίνει σε περιοχές του μυοκαρδίου, στις οποίες παρατηρείται ταχεία έκπλυση του ραδιοφαρμάκου, αλλά η αιτία του είναι μάλλον ασαφής.

Ορισμένες φορές η μείωση της πρόσληψης στις εικόνες ηρεμίας δεν είναι πραγματική, αλλά οφείλεται σε άλλους λόγους, όπως για παράδειγμα, η κίνηση του ασθενούς κατά τη διάρκεια της απεικόνισης και η εξασθένηση των φωτονίων από υπερκείμενους ιστούς ή λόγω παρουσίας εξωκαρδιακής πρόσληψης. Επομένως, για να αυξηθεί η ακρίβεια της ερμηνείας των ευρημάτων, θα πρέπει ο γιατρός που κάνει τις γνωματεύσεις να λάβει υπόψη του, όχι μόνο τις εικόνες αλλά και άλλους παράγοντες, όπως η προεξεταστική πιθανότητα ύπαρξης στεφανιαίας νόσου, η ικανότητα για άσκηση, το φύλο, ο σωματότυπος του ασθενούς, αλλά και η ποιότητα των εικόνων.

Ελλείμματα αιμάτωσης δεν παρατηρούνται μόνο στη στεφανιαία νόσο αλλά και σε άλλες παθήσεις, όπως ο σπασμός των στεφανιαίων αρτηριών, η ανώμαλη έκφυση των στεφανιαίων αρτηριών, η νόσος των μικρών αγγείων που παρατηρείται στο διαβήτη ή το σύνδρομο Χ, η διατατική και η υπερτροφική μυοκαρδιοπάθεια, οι διηθητικές μυοκαρδιοπάθειες (π.χ. σαρκοείδωση ή αμυλοείδωση), τα νοσήματα του συνδετικού ιστού και οι διαταραχές της αγωγής, όπως ο LBBB. Στην πλειονότητά τους οι παθήσεις αυτές δημιουργούν μόνιμα ελλείμματα αλλά μπορεί να προκαλέσουν και αναστρέψιμα ελλείμματα.

Υπάρχουν αρκετές μέθοδοι “ποσοτικοποίησης” της κατανομής του ραδιοφαρμάκου στο μυοκάρδιο, μεταξύ των οποίων οι πιο συνηθισμένες είναι το προφίλ της κατανομής των κρούσεων, η μέθοδος του ιστογράμματος των κρούσεων και η πολική χαρτογράφηση (“polar map”) που έχει το πλεονέκτημα της εκπροσώπησης όλων των περιοχών του μυοκαρδίου σε μία και μόνο εικόνα. Η πολική χαρτογράφηση μπορεί να απεικονιστεί με χρωματική κλίμακα, όπου τα εικονοστοιχεία (pixels) που αντιστοιχούν κάτω από τα φυσιολογικά όρια απεικονίζονται με άλλο χρώμα. Η έκταση του ελλείμματος αιμάτωσης του μυοκαρδίου μπορεί να προσδιοριστεί και ως ποσοστό των εικονοστοιχείων της πολικής χαρτογράφησης, στα οποία η πρόσληψη του ραδιοφαρμάκου είναι μικρότερη από τον στατιστικώς προκαθορισμένο ουδό. (Εικ. 3)

 

Εικόνα 3. Πολική χαρτογράφηση: Εκτεταμένο αναστρέψιμο έλλειμμα στην περιοχή κατανομής του προσθίου κατιόντος.

Η τρισδιάστατη απεικόνιση της αριστερής κοιλίας αποτελεί μία ακόμη δυνατότητα του συστήματος απεικόνισης, βοηθώντας στον προσδιορισμό της παρουσίας, της έκτασης και της θέσης ενός ελλείμματος αιμάτωσης και παρέχοντας, ταυτοχρόνως, και πληροφορίες για το μέγεθος και τη διαμόρφωση της αριστερής κοιλίας. Επιπροσθέτως, δύναται να βοηθήσει στο συσχετισμό των ευρημάτων του MPS με τα ευρήματα άλλων απεικονιστικών εξετάσεων, όπως για παράδειγμα της στεφανιογραφίας. Επίσης, μπορούν να προσδιοριστούν μετρήσεις (scores) της τμηματικής αιμάτωσης, βασιζόμενες στα επίπεδα πρόσληψης του ραδιοφαρμάκου για ένα δεδομένο τμήμα. Οι τιμές δίνονται, είτε ύστερα από οπτική εκτίμηση είτε αυτόματα σε 17 τμήματα, όπως αυτά καθορίζονται από την American Heart Association (ΑΗΑ) (Εικ. 4 και 5).

 

 

Εικόνα 5. Διαχωρισμός των τοιχωμάτων της αριστερής κοιλίας σύμφωνα με το μοντέλο των 17 τμημάτων. 1. Βασικό τμήμα προσθίου, 2. Βασικό τμήμα προσθίου-διαφραγματικού, 3. Βασικό τμήμα κατώτερου-διαφραγματικού, 4. Βασικό τμήμα κατώτερου, 5. Βασικό τμήμα κατώτερου-πλαγίου, 6. Βασικό τμήμα προσθίου-πλαγίου, 7. Μέσο τμήμα προσθίου, 8. Μέσο τμήμα προσθίου-διαφραγματικού, 9. Μέσο τμήμα κατώτερου-διαφραγματικού, 10. Μέσο τμήμα κατώτερου, 11. Μέσο τμήμα κατώτερου-πλαγίου, 12. Μέσο τμήμα προσθίου-πλαγίου, 13. Κορυφαίο τμήμα προσθίου, 14. Κορυφαίο τμήμα μεσοκοιλιακού διαφράγματος, 15. Κορυφαίο τμήμα κατωτέρου, 16. Κορυφαίο τμήμα πλαγίου, 17. Κορυφή

Οι τμηματικές αυτές μετρήσεις μπορούν να αθροιστούν ανά περιοχή ή και για ολόκληρο το μυοκάρδιο. Έτσι μπορεί να υπολογισθεί η συνολική βαθμολογία φόρτισης (SSS), η συνολική βαθμολογία ηρεμία (SRS) και η διαφορά τους (SDS).

Τα πλεονεκτήματα της αυτοματοποιημένης ποσοτικοποίησης είναι η επαναληψιμότητα, η μεγαλύτερη διαγνωστική ακρίβεια, αλλά και η ανάδειξη μικρών μεταβολών της αιμάτωσης κατά την παρακολούθηση των ασθενών που βρίσκονται σε θεραπεία. Η ποσοτικοποίηση που παρέχεται αυτόματα από το λογισμικό και όχι από έναν έμπειρο απεικονιστή μπορεί ωστόσο να έχει το μειονέκτημα του να είναι ευαίσθητη σε τεχνικά σφάλματα, δίνοντας ορισμένες φορές ψευδώς θετικά αποτελέσματα. Ακριβής αντιστοιχία μεταξύ ανατομικής βλαβης και ισχαιμίας επιτυγχάνεται με την υβριδική απεικόνιση (Hybrid Imaging) που συνδυάζει την αγγειογραφία CT (CTCA) με το MPS.

2.2 Εκτίμηση μυοκαρδιακής αιμάτωσης με PET

2.2.1 Ραδιοφάρμακα εκπέμποντα ποζιτρόνια. Χρησιμοποιούνται διάφοροι ιχνηθέτες για τη μελέτη της αιματικής ροής, μεταξύ των οποίων οι πιο συνηθισμένοι είναι το Ρουβίδιο-82 (82Rb),  η επισημασμένη με Άζωτο-13 αμμωνία (13N-ΝΗ3) και το επισημασμένο με Οξυγόνο-15 νερό (15O-Η2Ο). Το 82Rb είναι ανάλογο του Κ+ και αντίστοιχο του 201Tl, έχει πολύ μικρό χρόνο ημίσειας ζωής (76 sec), ωστόσο έχει το πλεονέκτημα της παραγωγής από ειδική γεννήτρια, η οποία είναι εμπορικώς διαθέσιμη με διάρκεια ζωής 4-5 εβδομάδες, δίνοντας τη δυνατότητα διενέργειας εξετάσεων αιμάτωσης του μυοκαρδίου, ακόμη και σε κέντρα που δεν διαθέτουν κύκλοτρο (24).  Μετά την ενδοφλέβια χορήγησή του, το 82Rb εισέρχεται στο μυοκαρδιακό κύτταρο με τη βοήθεια της αντλίας της Na+/K+ ATPάσης κατά τρόπο ανάλογο με αυτό του 201Tl, αλλά σε μικρότερο ποσοστό συγκριτικώς με την 13N-ΝΗ3 ή το 15O-Η2Ο. Η 13N-ΝΗ3 όταν εισέλθει στο μυοκαρδιακό κύτταρο ακολουθεί το μεταβολισμό της γλουταμίνης με αποτέλεσμα να «παγιδεύεται» μεταβολικώς στο εσωτερικό του κυττάρου. Το σημαντικό μειονέκτημα της 13N-ΝΗ3 είναι ότι προϋποθέτει την παρουσία κύκλοτρου στο εργαστήριο. Ένα άλλο ραδιοφάρμακο, το οποίο επίσης αποτελεί προϊόν του κύκλοτρου, είναι το 15O-Η2Ο, το οποίο χορηγείται ενδοφλεβίως. Τα τελευταία χρόνια, ένα νέο ραδιοφάρμακο αιμάτωσης του μυοκαρδίου βρίσκεται υπό διερεύνηση επισημασμένο με 18F. Το κλάσμα απόσπασης κατά την πρώτη δίοδο του 18F–Flurpiridaz είναι πολύ υψηλό, περίπου 94%. Εκτός από το πλεονέκτημα της ακριβούς ποσοτικοποίησης και της επαναληψιμότητας των μετρήσεων αιμάτωσης του μυοκαρδίου (τουλάχιστον σε πειραματικό επίπεδο) τα φυσικά χαρακτηριστικά του 18F (χρόνος ημίσειας ζωής 110 min) επιτρέπουν τη χορήγησή του σε ξεχωριστές ημερήσιες δόσεις. Τα απεικονιστικά πρωτόκολλα δεν έχουν διαμορφωθεί επακριβώς, καθόσον το ραδιοφάρμακο είναι στη φάση των κλινικών δοκιμών.

2.2.2 Δοκιμασίες που μεταβάλλουν τη στεφανιαία ροή. Όπως και στη SPECT έτσι και στην ΡΕΤ, χρησιμοποιούνται ή αδενοσίνη, διπυριδαμόλη και η ρεγκαδενοσόνη για την πρόκληση αγγειοδιαστολής, ενώ σε περίπτωση αντένδειξης χρησιμοποιείται η δοβουταμίνη. Αν και προτιμώνται οι προαναφερθείσες αγγειοδιασταλτικές ουσίες ως μέθοδος πρόκλησης υπεραιμίας, η σωματική κόπωση δύναται να εφαρμοστεί όταν χρησιμοποιείται η 13N-ΝΗ3 λόγω του σχετικώς ικανοποιητικού χρόνου ημίσειας ζωής.

2.2.3 Πρωτόκολλα απεικόνισης και ερμηνεία της εικόνας. Η απεικόνιση περιλαμβάνει αρχικά την λήψη εικόνας σε ηρεμία και ακολούθως μετά από τη φόρτιση, ενώ λαμβάνεται και μία εικόνα CT, τόσο πριν όσο και μετά τη  φόρτιση, η οποία χρησιμοποιείται για διόρθωση της ακτινοβολίας εξασθένησης. Τόσο οι εικόνες ηρεμίας όσο και εκείνες της δοκιμασίας μπορούν να συνδυαστούν με ηλεκτροκαρδιογραφικά δεδομένα (ηλεκτροκαρδιογραφικός συγχρονισμός) για την εκτίμηση της ολικής και περιοχικής λειτουργικότητας της αριστερής κοιλίας. Ο συνολικός χρόνος της εξέτασης για το 82Rb είναι λιγότερο από 30 min, με συνολική χορηγούμενη ενεργότητα τα 1500 MBq έως 2500 MBq στην ηρεμία και την ίδια ενεργότητα στη φόρτιση. Ο συνολικός χρόνος της εξέτασης για την 13N-ΝΗ3 είναι μεγαλύτερος, ενώ δύναται να χορηγηθεί χαμηλή ενεργότητα στην ηρεμία (370 MBq) ακολουθούμενη από υψηλότερη ενεργότητα στη  φόρτιση (1100 MBq), συντομεύοντας έτσι τον χρόνο της εξέτασης. Εναλλακτικά μπορεί να χορηγηθεί η ίδια ενεργότητα σε ηρεμία και κόπωση (370 MBq), αφήνοντας ωστόσο ικανό ενδιάμεσο χρονικό διάστημα προκειμένου αυτή να φτάσει στα επίπεδα της ακτινοβολίας υποστρώματος, πριν χορηγηθεί η δεύτερη δόση στον ασθενή. Η φυσιολογική εξέταση αιμάτωσης του μυοκαρδίου χαρακτηρίζεται από ομοιογενή πρόσληψη του ραδιοφαρμάκου στα τοιχώματα της αριστερής κοιλίας, με πιθανή εξαίρεση το πλάγιο τοίχωμα στις μελέτες με 13N-ΝΗ3, όπου μπορεί να παρατηρηθεί χαμηλότερη πρόσληψη σε σχέση με το υπόλοιπο μυοκάρδιο. Όπως και στη SPECT, η ισχαιμία εκτιμάται ως περιοχή αναστρέψιμου ελλείμματος αιμάτωσης, το έμφραγμα ως σταθερό έλλειμμα, η απεικόνιση της δεξιάς κοιλίας ως σημείο πνευμονικής υπέρτασης, ενώ η παροδική διάταση της αριστερής κοιλίας αποτελεί δυσμενή προγνωστικό παράγοντα. Τέλος, όπως και στη SPECT, τα ελλείμματα αιμάτωσης εκτιμώνται ποιοτικώς, ως ήπια, μέτρια και σοβαρά, αλλά και ημιποσοτικώς χρησιμοποιώντας βαθμονομήσεις (scores) της τμηματικής αιμάτωσης συμφώνως προς το πρότυπο των 17 τμημάτων που προαναφέρθηκε.

2.2.4 Ποσοτικοποίηση. Στην κλινική πράξη η PET αποτελεί την εξέταση επιλογής για την ποσοτικοποίηση της μυοκαρδιακής αιμάτωσης σε απόλυτους όρους (mls/min/gr) τόσο στην ηρεμία όσο και κατά τη φόρτιση αλλά και για την εκτίμηση της στεφανιαίας αγγειοδιασταλτικής εφεδρείας (coronary flow reserve, CFR) (Εικ. 6). Αυτό επιτυγχάνεται διότι η ΡΕΤ χαρακτηρίζεται από υψηλή ευαισθησία και υψηλή χρονική διακριτική ικανότητα, ιδιότητες που επιτρέπουν τη  γρήγορη δυναμική απεικόνιση της κινητικής του ραδιοφαρμάκου με τη χρήση εξαιρετικώς αξιόπιστων αλγορίθμων για την ακριβή διόρθωση της απορρόφησης των φωτονίων. Το 15O-Η2Ο είναι το ιδανικό ραδιοφάρμακο για την ποσοτικοποίηση, καθώς διαχέεται ελεύθερα μέσω των μεμβρανών και παρουσιάζει γραμμική συσχέτιση μεταξύ της πρόσληψης και της ροής σε υψηλούς ρυθμούς αιμάτωσης. Ωστόσο, και τα άλλα ραδιοφάρμακα που χρησιμοποιούνται στην ΡΕΤ έχουν αρκετά ικανοποιητικά αποτελέσματα αναφορικά με την ποσοτικοποίηση.

3. Απεικονιστικές τεχνικές εκτίμησης καρδιακής λειτουργίας

3.1Μελέτες αιμάτωσης με ηλεκτροκαρδιογραφικό συγχρονισμό. Για την εκτίμηση της μυοκαρδιακής λειτουργίας κατά τη διάρκεια της μελέτης αιμάτωσης, καταγράφεται το ηλεκτροκαρδιογράφημα και χρησιμοποιείται το έπαρμα R για την αναγνώριση της αρχής του καρδιακού κύκλου, όπως και στη συμβατική ραδιοϊσοτοπική κοιλιογραφία εξισορροπημένης συλλογής. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό του κλάσματος εξώθησης και την εκτίμηση των τοπικών διαταραχών της κινητικότητας της αριστερής κοιλίας.

Η τοιχωματική κίνηση και η συστολική πάχυνση μελετώνται συνήθως υποκειμενικά, ωστόσο τα σύγχρονα λογισμικά προγράμματα επιτρέπουν την αυτόματη εκτίμηση της τμηματικής κινητικότητας. Με τη διαρκή εξέλιξη του λογισμικού, είναι πλέον εφικτή η εκτίμηση της διαστολικής λειτουργίας των κοιλιών καθώς επίσης η πρόβλεψη του αποτελέσματος της θεραπείας επανασυγχρονισμού των κοιλιών χρησιμοποιώντας ηλεκτροκαρδιογραφικώς συγχρονισμένο MPS. Η χρονική στιγμή ή η φάση της σύσπασης των μυοκαρδιακών τοιχωμάτων υπολογίζεται αυτομάτως (ανάλυση φάσης, phase analysis) και παρουσιάζεται σε μορφή πολικού χάρτη ή ιστογράμματος φάσης. Η ανάλυση φάσης αποτελεί μία παραμετρική εικόνα, όπου οι περιοχικές διαφορές της απεικονίζουν την χρονική διαφορά της έναρξης της συστολής των τοιχωμάτων της αριστερής κοιλίας (ασυγχρονία). Σε φυσιολογικούς εξεταζόμενους, οι τιμές της ανάλυσης φάσης μεταξύ της δεξιάς και της αριστερής κοιλίας είναι παρόμοιες, ενώ το ιστόγραμμα φάσης των κοιλιών παρατηρείται μία μικρού εύρους κορυφή. Σε περιπτώσεις μυοκαρδιακής ισχαιμίας, ίνωσης, ή διαταραχών της αγωγιμότητας εμφανίζεται διεύρυνση του ιστογράμματος. Οι παράμετροι απεικόνισης που βοηθούν περισσότερο στην πρόβλεψη της ανταπόκρισης στη θεραπεία  επανασυγχρονισμού είναι το ιστόγραμμα του εύρους ζώνης (histogram bandwidth) και η σταθερή απόκλιση της φάσης  (phase standard deviation).

3.2 Ραδιοϊσοτοπική κοιλιογραφία εξισορροπημένης συλλογής (equilibrium radionuclide ventriculography, ERNV)

Η μελέτη αφορά στην απεικόνιση των ενδοκαρδιακών αιματικών δεξαμενών μετά από επισήμανση των ερυθρών αιμοσφαιρίων με 99mΤc. Για τις μελέτες αυτές, το σήμα του επάρματος R του ΗΚΓραφήματος του εξεταζόμενου ασθενούς μεταφέρεται στον ηλεκτρονικό υπολογιστή, ο οποίος είναι συνδεδεμένος με τη γ-κάμερα. Η περίοδος μεταξύ δύο διαδοχικών R υποδιαιρείται σ’ έναν αριθμό διαστημάτων (συνήθως 16, 24 ή 32) και οι σπινθηρισμοί, οι οποίοι λαμβάνονται κατά τη διάρκεια του ίδιου διαστήματος του κάθε κύκλου, επιπροστίθενται σχηματίζοντας μία εικόνα. Κατ’ αυτόν τον τρόπο λαμβάνεται ένας αριθμός εικόνων (8, 16, 24 ή 32), που εμπεριέχουν κρούσεις από τους διαδοχικούς καρδιακούς κύκλους, και κάθε εικόνα αντιστοιχεί σ’ ένα συγκεκριμένο τμήμα του “μέσου” καρδιακού κύκλου. Για την πραγματοποίηση της μελέτης απαιτούνται περίπου 500-1000 καρδιακοί κύκλοι και στο διάστημα αυτό λαμβάνονται 200.000-400.000 σπινθηρισμοί ανά εικόνα. Κύκλοι με χρονική διάρκεια μικρότερη ή μεγαλύτερη μιας προσδιορισμένης τιμής και προκαθορισμένων αποκλίσεων από αυτή (“μέσος” καρδιακός κύκλος) απορρίπτονται και αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε περιπτώσεις ασθενών με κολπική μαρμαρυγή ή με πολλαπλές έκτοπες συστολές. Η παρουσία αρρυθμιών δυσχεραίνει τη διαίρεση του καρδιακού κύκλου σε ίσα διαστήματα με αποτέλεσμα την υποβάθμιση της ποιότητας της λαμβανόμενης εικόνας.

Οι εικόνες που λαμβάνονται με την ERNV αποδίδονται στην οθόνη του συστήματος παρουσίασης ως μια αδιάκοπη αλληλουχία. Από τη μελέτη αυτών των εικόνων εκτιμώνται: η ολική και περιοχική κοιλιακή λειτουργία και ο έμπειρος πυρηνικός γιατρός είναι δυνατό να ξεχωρίσει περιοχές ελαττωμένης συσταλτικότητας (ακινητικές, υποκινητικές ή δυσκινητικές). Η επεξεργασία των δεδομένων με ηλεκτρονικούς υπολογιστές παρέχει σημαντικές πληροφορίες για τη συστολική και τη διαστολική κοιλιακή λειτουργία, αλλά και για το εύρος (amplitude) και φάση (phase) της συστολής, (Εικ. 7). Μειονέκτημα της συμβατικής (επίπεδης) ραδιονουκλιδικής κοιλιογραφίας αποτελεί η μη ακριβής διάκριση των καρδιακών τοιχωμάτων. Αυτό διορθώνεται με τη λήψη τομογραφιών, οι οποίες παρέχουν τη δυνατότητα της ορθής εκτίμησης των διαστάσεων, των όγκων και της περιοχικής λειτουργίας της ΑΚ. Με τη SPECT κοιλιογραφία ισορροπίας βελτιώνεται σημαντικά η ποσοτικοποίηση της λειτουργίας των κοιλιών καθώς αποφεύγεται η επιπροβολή των δομών και καθορίζεται καλύτερα το μεσοκοιλιακό διάφραγμα κάτι το οποίο είναι σχετικά δύσκολο όταν οι κοιλίες είναι διατεταμένες. Επίσης μπορούν να γίνουν μετρήσεις όπως ο ΤΔΟ της ΔΚ και της ΑΚ, ο ΤΣΟ καθώς και ο υπολογισμός του ΚΕ της ΔΚ και ΑΚ για τις οποίες υπάρχει πολύ καλή συμφωνία με αντίστοιχες μετρήσεις της ΜRI έχοντας το πλεονέκτημα και της εφαρμογής της σε ασθενείς με βηματοδότη. H SPECT κοιλιογραφία είναι περισσότερο χρήσιμη σε ασθενείς με δυσλειτουργία των κοιλιών και λιγότερο σε ασθενείς με φυσιολογική ή ελαφρώς επηρεασμένη λειτουργία.

 

4. Απεικονιστικές τεχνικές εκτίμησης μεταβολισμού του μυοκαρδίου

Το μυοκάρδιο είναι από τους ιστούς με τις μεγαλύτερες ενεργειακές ανάγκες, οι οποίες καλύπτονται κυρίως από το μεταβολισμό των ελευθέρων λιπαρών οξέων. Χρησιμοποιεί επίσης γλυκόζη, γαλακτικό οξύ, κετονικά σώματα και αμινοξέα, αναλόγως της διαθεσιμότητας, των ορμονικών επιδράσεων και των ενεργειακών απαιτήσεων. Όταν υπάρχει ισχαιμία του μυοκαρδίου, καταστέλλεται η οξείδωση των λιπαρών οξέων και αυξάνει η γλυκόλυση και ο καταβολισμός του γλυκογόνου. Για τη μελέτη του μεταβολισμού του μυοκαρδίου, χρησιμοποιούνται ανάλογα των λιπαρών οξέων και της γλυκόζης επισημασμένα με ραδιοϊσότοπα που εκπέμπουν ποζιτρόνια. H απεικόνιση του μεταβολισμού της γλυκόζης πραγματοποιείται με τη 2-φλουορο-δεοξυ-γλυκόζη (FDG), η οποία είναι επισημασμένη με φθόριο-18 (18F). Η συνηθισμένη δόση είναι 370 ΜΒq και η μυοκαρδιακή απεικόνιση συνήθως αρχίζει 40-90 min μετά από την ένεση. Η 18F-FDG ακολουθεί αρχικώς το μεταβολισμό της γλυκόζης, φωσφορυλιώνεται και μετατρέπεται στα κύτταρα με τη δράση της εξοκινάσης σε 18F-FDG-6-phosphate, αλλά δεν μεταβολίζεται περαιτέρω και παραμένει παγιδευμένη στο καρδιακό κύτταρο.

Πρωτόκολλα απεικόνισης. Η συνήθης δόση της 18F-FDG είναι 370 MBq και η απεικόνιση ξεκινά 40-90 min μετά την ενδοφλέβια χορήγηση του ραδιοφαρμάκου. Προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η πρόσληψη από το μυοκάρδιο και να ξεπεραστεί η ανομοιογένεια του ιχνηθέτη, η οποία παρατηρείται σε συνθήκες νηστείας, η 18F-FDG συνήθως ενίεται μετά από την από του στόματος χορήγηση γλυκόζης (μερικά κέντρα χρησιμοποιούν παράγωγα του νικοτινικού οξέος), ενώ σε ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη η χορήγηση του ραδιοφαρμάκου συνδυάζεται με έγχυση γλυκόζης και ινσουλίνης (euglycaemic hyperinsulinaemic clamp). Η ποιοτική εκτίμηση της σχετικής κατανομής του ραδιοφαρμάκου στην αριστερή κοιλία γίνεται κατά το συνήθη τρόπο, ενώ η ποσοτικοποίηση του μεταβολισμού της γλυκόζης επιτυγχάνεται με δυναμική απεικόνιση, η οποία ξεκινά αμέσως μετά τη χορήγηση του ραδιοφαρμάκου. Η χρησιμοποίηση της εξωγενούς γλυκόζης μπορεί  να μετρηθεί από το δείκτη προσφοράς και ενσωμάτωσης της 18F-FDG στο μυοκάρδιο, με διόρθωση για τα διαφορετικά ποσοστά μεταφοράς και φωσφορυλίωσης της γλυκόζης και της 18F-FDG. Οι σύγχρονες κατευθυντήριες οδηγίες συνιστούν το συνδυασμό των εξετάσεων μυοκαρδιακής βιώσιμότητας με 18F-FDG με την εκτίμηση της αιμάτωσης του μυοκαρδίου, συνήθως σε φόρτιση και στην ηρεμία . Οι συνήθεις συνδυασμοί για την εκτίμηση της βιωσιμότητας με ΡΕΤ στην κλινική πράξη είναι 13N-Ammonia/18F-FDG ή 82Rb/18F-FDG. Εναλλακτικώς η SPECT με sestamibi ή τετροφοσμίνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη θέση της 13N-Ammonia ή του 82Rb. Οι μελέτες της PET με 18F-FDG μπορούν να συνδυαστούν με ηλεκτροκαρδιογραφικό συγχρονισμό, παρέχοντας πληροφορίες για την περιοχική και συνολική λειτουργία της αριστερής κοιλίας, εκτιμώντας παραλλήλως και τον κοιλιακό συγχρονισμό από τη φάση ανάλυσης.

Ερμηνεία των εικόνων σε μελέτες αιμάτωσης/μεταβολισμού της γλυκόζης. Δυσλειτουργικά τμήματα του μυοκαρδίου που παρουσιάζουν αυξημένη πρόσληψη της 18F-FDG συγκριτικώς με την 13N-Ammonia ή το 82Rb (ασυμφωνία μεταξύ μεταβολισμού και αιμάτωσης) αντιστοιχούν σε βιώσιμο μυοκάρδιο, ενώ η ταυτόχρονη παρουσία τόσο μειωμένου μεταβολισμού όσο και μειωμένης αιμάτωσης είναι ενδεικτική ίνωσης (Εικ. 8).

Στις περιπτώσεις απόπληκτου μυοκαρδίου, η αιμάτωση είναι φυσιολογική ή σχεδόν φυσιολογική, ενώ η πρόσληψη της 18F-FDG ευμετάβλητη  με αρκετές περιπτώσεις μειωμένου μεταβολισμού συγκριτικώς με την αιμάτωση (ανάστροφη δυσαρμονία, reverse mismatch). Αυτό μπορεί να παρατηρηθεί σε επαναλαμβανόμενα επεισόδια αποπληξίας του μυοκαρδίου, πρόωρη επαναιμάτωση μετά από έμφραγμα μυοκαρδίου ενώ το μυοκάρδιο είναι «απόπληκτο», σε ασθενείς με LBBB και σε ορισμένους διαβητικούς ασθενείς

5. Απεικονιστικές τεχνικές εκτίμησης φλεγμονής και μυοκαρδιακής διήθησης

Οι φλεγμονώδεις διαταραχές του καρδιαγγειακού συστήματος αφορούν το μυοκάρδιο, το περικάρδιο ή τα τοιχώματα των αγγείων. Πιθανές αιτίες φλεγμονώδους μυοκαρδιοπάθειας περιλαμβάνουν παθολογικές οντότητες όπως η σαρκοείδωση, η ηωσινοφιλική νόσος και η μυοκαρδίτιδα, ενώ σε ότι αφορά τα αγγεία, συχνές αιτίες αποτελκούν η Αγγειίτιδα Μεγάλων Αγγείων και η αγγειίτιδα Τakayasu.

Το FDG PET/CT με 18F-FDG είναι μια πολύτιμη απεικονιστική τεχνική για τη διάγνωση ενεργού φλεγμονής, αλλά και σε επιλεγμένες περιπτώσεις για την εκτίμηση της ανταπόκρισης στη θεραπεία. Η συνηθισμένη δόση είναι 370 ΜΒq και η απεικόνιση αρχίζει 60- 90 λεπτά αργότερα.Σε περιπτώσεις ενεργού φλεγμονής, περιοχές με αυξημένη πρόσληψη 18F-FDG υποδεικνύουν παρουσία ενεργοποιημένων κυττάρων φλεγμονής που καταναλώνουν γλυκόζη και επομένως 18F-FDG.Η εξέταση είναι ιδιαίτερα σημαντική για νόσους όπως οι Συστηματικές Αγγειίτιδες οι οποίες εμφανίζουν φαινοτυπική ετερογένεια με προσβολή πολλαπλών διαφορετικών αγγειακών δικτύων, συχνές υποτροπές ή διαλάθουν ασυμπτωματικά με αποτέλεσμα το σχηματισμό ανευρυσμάτων μακροπρόθεσμα. Η μελέτη PET/CT με 18F-FDG παρέχει πληροφορίες για τη μεταβολική δραστηριότητα των μελετώμενων ιστών και οργάνων και συνεπώς, η απεικόνιση των αγγείων με τη μέθοδο αυτή επιτρέπει την εκτίμηση της ενεργότητας των Συστηματικών Αγγειϊτίδων, αλλά και την ταυτόχρονη χαρτογράφηση της έκτασης της προσβολής του αγγειακού δικτύου γεγονός καθοριστικό για την επιλογή της κατάλληλης θεραπευτικής αγωγής (Εικ.9).Σε ότι αφορά τη σαρκοείδωση που είναι μια συστηματική νόσος, η μυοκαρδιακή διήθηση είναι κλινικά εμφανής σε ένα  κατά προσέγγιση 25% των προσβεβλημένων ασθενών. Η ανίχνευση καρδιακής συμμετοχής είναι μεγάλης σημασίας, καθώς συνδέεται με σημαντικές κλινικές εκδηλώσεις όπως ταχυαρρυθμίες, κοιλιακή δυσλειτουργία ή ακόμη και αιφνίδιο θάνατο. Η παρουσία κοκκιωματώδους ιστού αφορά συνήθως το μυοκάρδιο με σπάνιες εστιακές επεκτάσεις στο περικάρδιο και το ενδοκάρδιο προκαλώντας φλεγμονή και ινώδη επούλωση.Οι σύγχρονες κατευθυντήριες οδηγίες προτείνουν την πραγματοποίηση μελέτης FDG PET/CT  σε συνδυασμό με μελέτη μυοκαρδιακής αιμάτωσης για τη βελτίωση της ευαισθησίας στην ανίχνευση ενδεχόμενης καρδιακής συμμετοχής. Λόγω της αυξημένης συχνότητας των ταχυ- και βραδυαρρυθμιών στους ασθενείς με καρδιακή σαρκοείδωση που έχουν ως συνέπεια την εμφύτευση απινιδωτή ή βηματοδότη, η μαγνητική τομογραφία συχνά αντενδείκνυται και η PET/CT με 18F-FDG μπορεί να είναι χρήσιμη για την αξιολόγηση της ενεργότητας της νόσου, αλλά επίσης για τη σταδιοποίησης αυτής και της εκτίμησης του αποτελέσματος της θεραπείας (Εικ. 10). Όσον αφορά το απεικονιστικό πρωτόκολλο τόσο κατά τη διερεύνηση προσβολής της καρδιάς από σαρκοείδωση όσο και από άλλες φλεγμονώδεις παθήσεις, όταν χρησιμοποιείται η 18F-FDG PET πρέπει να ακολουθείται δίαιτα χαμηλή σε υδατάνθρακες την προηγούμενη ημέρα και τουλάχιστον 12 ώρες νηστεία ώστε να επιτευχθεί καταστολή της πρόσληψης της 18F-FDG PET από τα φυσιολογικά μυοκύτταρα και να αναδειχθούν περιοχές ενεργού νόσου.

Σε μια φυσιολογική εξέταση παρατηρείται πλήρης καταστολή της FDG από το μυοκάρδιο και η αιμάτωση στη φάση της ηρεμίας είναι επίσης φυσιολογική. Σε πρώιμο στάδιο της νόσου παρατηρούνται εστιακές περιοχές αυξημένης πρόσληψης FDG. Ελλείματα μυοκαρδιακής αιμάτωσης μπορεί να παρατηρηθούν σε περιπτώσεις φλεγμονής λόγω άσκησης πίεσης στο μικροαγγειακό δίκτυο ή λόγω ουλής που σχετίζεται με ίνωση. Σε πιο προχωρημένα στάδια της νόσου διαταραχές της αιμάτωσης μπορεί να παρατηρηθούν χωρίς να υπάρχει ενεργός φλεγμονή. Επομένως στην περίπτωση αυτή, η απουσία πρόσληψης FDG δεν μπορεί να ερμηνευθεί ως αποκλεισμός καρδιακής σαρκοείδωσης, αλλά ως ως ένδειξη απουσίας ενεργού φλεγμονής του μυοκαρδίου.

 

Oι ραδιοισοτοπικές εξετάσεις (SPECT και PET) είναι επίσης χρήσιμες για τη διάγνωση ενδοκαρδίτιδας (φλεγμονή του ενδοκαρδίου, δηλαδή των βαλβίδων και του εσωτερικού χιτώνα της καρδιάς) και της μόλυνσης ηλεκτρονικών συσκευών. Το διαθωρακικό ηχωκαρδιογράφημα είναι η εξέταση πρώτης γραμμής σε όλους τους ασθενείς με υποψία ενδοκαρδίτιδας, ωστόσο, η διαγνωστική ακρίβειά του είναι περιορισμένη σε ασθενείς με ενδοκαρδίτιδα προσθετική βαλβίδας, η οποία μπορεί να συμβεί έως και στο 5% των ατόμων μετά την αντικατάσταση της βαλβίδας. Σ’ αυτούς τους ασθενείς, η απεικόνιση με 18F-FDG PET/CT, ή με ραδιοσεσημασμένα λευκά αιμοσφαίρια και SPECT παρουσιάζουν επαρκή διαγνωστική ακρίβεια και οι κατευθυντήριες οδηγίες της Ευρωπαϊκής Εταιρείας Καρδιολογίας περιλαμβάνουν το θετικό αποτέλεσμα αυτών των εξετάσεων στα μείζονα κριτήρια για τη διάγνωση.

Σε ότι αφορά την 18F-FDG PET/CT που στην κλινική πράξη είναι η συχότερη μεταξύ των δύο ραδιοïσοτοπικών εξετάσεων και πραγματοποιείται ως αναφέρθηκε ανωτέρω, με τον ίδιο τρόπο όπως και στην περίπτωση υπόνοιας μυοκαρδιακής φλεγμονής, η αξιολόγηση της πρόσληψης της 18F-FDG στην περιοχή της βαλβίδας μπορεί ορισμένες φορές να είναι δυσχερής, λόγω της περιστασιακά παρούσας  πρόσληψης 18F-FDG στην αριστερά κοιλία, ως αποτέλεσμα ανεπαρκούς καταστολής, ή λόγω μη ειδικής πρόσληψης στα πλαίσια άσηπτης φλεγμονής, ως επακόλουθο της παρουσίας βιοσυγκολλητικών υλικών (bioglue) στους ιστούς σε γειτνίαση προσθετικό δακτύλιο (ήπια ομοιογενής-διάχυτη πρόσληψη στην άσηπτη φλεγμονή, σε αντίθεση με την ετερογενή/εστιακή/έντονη πρόσληψη στις περιπτώσεις ενοκαρδίτιδας) (Εικ 11). Η ημι-ποσοτική ανάλυση με αξιολόγηση του λόγου πρόσληψης της FDG στη βαλβίδα προς αυτή του ήπατος ενισχύει επίσης τη διαγνωστική ακρίβεια. Η χωρική διακριτική ικανότητα της PET θέτει περιορισμούς στην ευαισθησία της εξέτασης, όπως επίσης και η κίνηση της βαλβίδας, οδηγώντας ορισμένες φορές σε ψευδώς αρνητικά αποτελέσματα, κάτι που συμβαίνει σχετικά συχνά στην ανίχνευση εκβλαστήσεων σε περιπτώσεις ενδοκαρδίτιδας στις αυτόχθονες βαλβίδες

Χρησιμοποιώντας το ίδιο απεικονιστικό πρωτόκολλο, η 18F-FDG PET/CT χρησιμοποιείται επίσης στη διάγνωση μόλυνσης καρδιακών ηλεκτρονικών συσκευών και στην ανίχνευση μολυσμένων μοσχευμάτων αορτής. Η υψηλή αντίθεση του σήματος της 18F-FDG μεταξύ υγιών και παθολογικών ιστών και το γεγονός ότι πρόκειται για ολοσωματική εξέταση έχουν ως αποτέλεσμα την υψηλή ευαισθησία της εξέτασης για τον προσδιορισμό της εστίας μόλυνσης και την ανίχνευση απομεμακρυσμένων σηπτικών εμβολών/μολυσματικών εστιών.

Η καρδιακή αμυλοείδωση είναι μια διηθητική μυοκαρδιοπάθεια που χαρακτηρίζεται από συσσώρευση αμυλοειδούς στην καρδιά. Οι τέσσερις συχνότερες μορφές της καρδιακής αμυλοείδωσης είναι η πρωτοπαθής (AL) (από ελαφρές αλύσους παραγόμενες εξαιτίας πλασματοκυτταρικής δυσκρασίας), η οικογενής (ATTR) (προερχόμενη από μεταλλαγμένη πρωτεΐνη τρανσθυρετίνη), η γεροντική (SSA) συστηματική αμυλοείδωση (προερχόμενη από wild-type τρανσθυρετίνη) και η εντοπισμένη κολπική (IAA) αμυλοείδωση προερχόμενη από εναποθέσεις κολπικού νατριουρητικού πεπτιδίου). Στο παρελθόν η επιβεβαίωση της διάγνωσης ήταν εφικτή μόνο με θετική βιοψία μυοκαρδίου για την παρουσία ινιδίων αμυλοειδούς, ωστόσο, λόγω του επεμβατικού χαρακτήρα της και των επιπλοκών που μπορεί να παρουσιαστούν τείνει να αντικατασταθεί από μη επεμβατικές απεικονιστικές τεχνικές, όπως το υπερηχογράφημα καρδιάς, η μαγνητική τομογραφία καρδιάς (CMR) και το σπινθηρογράφημα μυοκαρδίου με 99mTc- παράγωγα φωσφορικών αλάτων (99mTc-DPD, HMDP ή PYP). Ενώ η ηχωκαρδιογραφία και η CMR μπορούν να ανιχνεύσουν και να διαγνώσουν την καρδιακή αμυλοείδωση, η σπινθηρογραφική απεικόνιση με τα επισημασμένα με 99mTc-παράγωγα φωσφορικών αλάτων είναι η μόνη μη επεμβατική τεχνική που προσδιορίζει την καρδιακή αμυλοείδωση τύπου ATTR με υψηλή ειδικότητα και ευαισθησία και, ως εκ τούτου, αποφεύγονται οι περιττές βιοψίες μυοκαρδίου και καθοδηγείται αποτελεσματικά η διαχείριση των ασθενών. Επί απουσίας κλωνικών κυττάρων πλάσματος, το θετικό σπινθηρογράφημα με 99mTc-PYP/DPD/HMDP θέτει τη διάγνωση καρδιακής αμυλοείδωσης-ATTR σε ασθενείς με ευρήματα υποδηλωτικά αμυλοείδωσης στο ηχωκαρδιογράφημα ή στη CMR, ενώ η πρόσληψη στην περίπτωση AL-CA είναι συνήθως είτε απούσα είτε ελάχιστη. Η καρδιακή πρόσληψη των 99mTc-DPD/HMDP/PYP αξιολογείται με τη χρήση μεθόδου ημι-ποσοτικής βαθμολόγησης (Perugini score) σε σχέση με την πρόσληψη στα οστά (πλευρές) (0=χωρίς πρόσληψη και φυσιολογική πρόσληψη στις πλευρές, 1= πρόσληψη μικρότερη από την πρόσληψη πλευρών, 2= πρόσληψη ίση με πρόσληψη πλευρών, 3= πρόσληψη μεγαλύτερη από την πρόσληψη πλευρών). Ένα score ≥2 χαρακτηρίζεται ως θετικό για αμυλοείδωση-ATTR, ενώ ένα score <2 ως αρνητικό.

Προτεινόμενη Βιβλιογραφία

 

  • Hein J Verberne, Wanda Acampa, Constantinos Anagnostopoulos, et al. EANM procedural guidelines for radionuclide myocardial perfusion imaging with SPECT and SPECT/CT: 2015 revision. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2015 Nov;42(12):1929-40. doi: 10.1007/s00259-015-3139-x. Epub 2015 Aug 21.
  • Constantinos Anagnostopoulos, Johanne Neill, Eliana Reyes, Elizabeth Prvulovich. Myocardial perfusion scintigraphy: technical innovations and evolving clinical applications. Heart. 2012 Mar;98(5):353-9. doi: 10.1136/heartjnl-2011-300678.  Epub 2011 Nov 14.
  • Marc Dewey, Maria Siebes, Marc Kachelrieß, et al. Quantitative Cardiac Imaging Study Group. Clinical quantitative cardiac imaging for the assessment of myocardial ischaemia. Nat Rev Cardiol. 2020 Jul;17(7):427-450. doi: 10.1038/s41569-020-0341-8.  Epub 2020 Feb 24.
  • Venkatesh L Murthy, Timothy M Bateman, Rob S Beanlands, et al. Clinical Quantification of Myocardial Blood Flow Using PET: Joint Position Paper of the SNMMI Cardiovascular Council and the ASNC. J Nucl Med. 2018 Feb;59(2):273-293. doi:10.2967/jnumed.117.201368.  Epub 2017 Dec 14.
  • Hesse B, Lindhardt TB, Acampa W, Anagnostopoulos C, et al. EANM/ESC guidelines for radionuclide imaging of cardiac function. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2008;35(4):851-85.
  • Robert J Gropler. Recent advances in metabolic imaging. J Nucl Cardiol. 2013 Dec;20(6):1147-72. doi: 10.1007/s12350-013-9786-z.
  • O Ratib, M E Phelps, S C Huang, E Henze, C E Selin, H R Schelbert. Positron tomography with deoxyglucose for estimating local myocardial glucose metabolism. J Nucl Med. 1982 Jul;23(7):577-86.
  • Siok P Lim, Brian A Mc Ardle, Rob S Beanlands, Renee C Hessian. Myocardial viability: it is still alive. Semin Nucl Med. 2014 Sep;44(5):358-74. doi: 10.1053/j.semnuclmed.2014.07.003.
  • Maaz B J Syed, Alexander J Fletcher, Marc R Dweck, Rachael Forsythe, David E Newby. Imaging aortic wall inflammation. Trends Cardiovasc Med. 2019 Nov;29(8):440-448. doi: 10.1016/j.tcm.2018.12.003. Epub 2018 Dec 27.
  • Sanjay Divakaran, Avinainder Singh, Bradley Collins, et al. Role of Imaging in Evaluating Infiltrative Heart Disease. Curr Treat Options Cardiovasc Med. 2017 Jan;19(1):3. doi: 10.1007/s11936-017-0500-3.
  • Laurens E Swart, Anna Gomes, Asbjørn M Scholtens, et al. Improving the Diagnostic Performance of 18 F-Fluorodeoxyglucose Positron-Emission Tomography/Computed Tomography in Prosthetic Heart Valve Endocarditis. Circulation. 2018 Oct 2;138(14):1412-1427. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.118.035032.
  • Daniel García-Arribas, Isidre Vilacosta, Aida Ortega Candil, et al. Usefulness of positron emission tomography/computed tomography in patients with valve-tube graft infection. Heart. 2018 Sep;104(17):1447-1454. doi: 10.1136/heartjnl-2017-312918.  Epub 2018 Feb 22.
  • Mathew S Maurer, Perry Elliott, Raymond Comenzo, Marc Semigran, Claudio Rapezzi. Addressing Common Questions Encountered in the Diagnosis and Management of Cardiac Amyloidosis. Circulation. 2017 Apr 4;135(14):1357-1377. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.116.024438.