Парамагнитное контрастирование атеросклеротических поражений коронарных артерий при ЭКГ-синхронизированном исследовании сердца на открытых МРТ-сканерах

Атеросклероз венечных артерий сердца сохраняет свое положение ведущей причины смертности населения России [2], что требует создания новых методов его эффективной диагностики. В выявлении коронарного атеросклероза и повреждений миокарда в последние 5–7 лет ведущую роль стал играть метод контрастированной магнитно-резонансной томографии (МРТ) сердца, как в отношении нарушения кровоснабжения миокарда, так и точной дифференцировки необратимо поврежденного и жизнеспособного миокарда [3], выявлении нарушений клапанной гемодинамики. Быстро развивается технология МР-коронароангиографии (МРКА) [6], и уже сейчас нет принципиальных препятствий для надежной неинвазивной визуализации коронарных артерий при МРКА. Сегодня все кардиологические методики и импульсные последовательности МРТ для исследований сердца реализованы как на высокопольных, так и на среднепольных МР-томографах с напряженностью поля от 0,2Т и выше.

Слабо развитым разделом диагностических МРТ-тех-нологий остается визуализация собственно коронарных атеросклеротических бляшек, сообщения о которой представлены всего единичными публикациями [9, 10], хотя в эксперименте она разрабатывается давно [13]. Клиническая диагностика состояния коронарных бляшек средствами МРТ не проводится даже при наличии в России немалого количества высокопольных МР-томографов. Причиной этого могут быть традиционные в прошлом методические трудности и артефакты от движения сердца и относительная малоразмерность объекта исследования в этом случае как такового.

Для атеросклеротических поражений периферических сосудов, в первую очередь каротидных и бедренных артерий, достигнуты существенные успехи в визуализации их средствами контрастированной МРТ. Показана возможность надежной визуализации структур атероск- леротической бляшки с помощью контрастированной МРТ [8]. Доказана взаимосвязь между степенью интенсивности контрастирования и риском развития ишемических цереброваскулярных повреждений [1]. Аналогичные результаты получены и для случая атеросклероза бедренных артерий [8]. Визуализация бляшек в этих исследованиях выполнялась в Т1-взвешенном спин-эхо режиме, без дополнительных импульсных последовательностей типа “инверсия – восстановление”. В кардиологических же исследованиях режим “inversion – recovery” вытеснил из диагностической практики обычные Т1-взвешенные спин-эхо или турбо-спин-эхо изображения, так как за счет подбора времени инверсии позволяет максимали-зировать отношение интенсивностей аккумулирующего контрастповрежденного миокарда и сохранного, интенсивность которого стремятся приблизить к нулю. При этом внемиокардиальное накопление контраста-парамагнетика, как правило, просто игнорируется.

Поэтому мы выполнили оценочное исследование возможности контрастирования атеросклеротических поражений коронарных артерий при МРТ сердца на открытых МР-томографах у лиц с тяжелым коронарным атеросклерозом и перенесенным острым инфарктом миокарда.

Материал и методы

В исследование вошли 24 пациента (21 мужчина, 3 женщины, средний возраст – 60±8 лет) с верифицированным коронарным атеросклерозом, перенесших в прошлом (в течение 6 недель – полугода, в среднем 2,5±1,1 мес.) острый инфаркт миокарда, в том числе у 11 – в бассейне правой коронарной артерии (ПКА) при правом типе кровоснабжения, у 4 – в бассейне передней нисходящей, и у 9 – в бассейне огибающей ветви ЛКА. У всех инфаркт сопровождался подъемом сегмента ST; был осуществлен догоспитальный тромболизис, но экстренного баллонирования не проводилось, а реваскуляризация осу- ществлялась затем в плановом порядке. В последующем всем им выполнялось успешное аортокоронарное шунтирование, в среднем 3,6±1,1 артерий. При ультразвуковом исследовании фракция выброса левого желудочка составляла 46±8%. Во всех случаях объем инфарцирован-ного миокарда левого желудочка (ЛЖ), по данным контрастированной МРТ, не превышал 20% от миокарда ЛЖ в целом. В группе пациентов с инфарцированием в бассейне ЛКА у 5 из 9 пациентов была выявлена митральная регургитация, не сопровождавшаяся дилатацией предсердия.

В качестве лиц контрольной группы выступали 9 пациентов сходного возраста (57±8 лет), которым контрастированное МРТ-исследование грудной клетки (в том числе и кардиологические протоколы с ЭКГ-синхронизацией) выполнялось по поводу патологии грудного отдела позвоночника, при этом клинической симптоматики ишемической болезни сердца у них не отмечалось, при МРТ повреждений миокарда у них не выявлено.

Исследования были проведены на открытых МР-то-мографах (Аз-360, индукция поля 0,38Т, производства НПФ Аз и MagnetomOpen, индукция поля 0,22Т, производства Siemens Medical). Исследования миокарда проводились в режиме Т1-взвешенных спин-эхо изображений, с ЭКГ-синхронизацией. Изображения сердца были получены для конечно-диастолического момента сердечного цикла в аксиальной плоскости (в 4-камерной позиции). Параметры исследования составляли соответственно: TR=450–890 мс (тем выше, чем реже ритм сердца пациента), TE=15–25 мс, размер матрицы во всех случаях – 256х256, толщина среза – 7–8 мм, размер зоны исследования – до 25–29 см, т.е. с полным охватом анатомической области сердечной мышцы, и поперечными размерами вокселя до 0,1–0,12 мм. Такие размеры элемента изображения позволяют надежно оценивать состояние анатомических структур в 2–3 мм.

Исследования выполнялись исходно без контрастирования, а затем спустя 7–15 мин после внутривенного введения контрастного препарата-парамагнетика, что соответствует оптимальному времени накопления парамагнетика для “отсроченного” скана. При этом контрастный препарат – Оптимарк (пр-ва Mallinckrodt) вводился в стандартной для кардиологических исследований мио- карда дозе в 2 мл 0,5М раствора парамагнетика на 10 кг веса тела пациента. Технические параметры исследований до и после введения контраста были неизменными.

Первоначально картина исходной и контрастированной МРТ сердца в Т1-взвешенном спин-эхо режиме оценивалась визуально, а затем выделялись области расположения проксимальных участков коронарных артерий, обычно на уровне срезов, отстоящих не далее 0,8–1,6 см от уровня корня аорты – полулунных клапанов, как в четырехкамерной позиции, так и при срезах по короткой оси (рис. 1, см. 3-ю стр. обложки). Для сканов, записанных до и после контрастирования, средствами обработки изображений обводились области стенки коронарной артерии, и определялась интенсивность (яркость) изображения на воксель, в аппаратных единицах данного томографа. Расчет проводился для областей на стороне ин-фарктсвязанной артерии и на противоположной – для области собственно бляшки и вне бляшки по ходу стенки артерии. На непораженной стороне при этом бляшка как таковая не выделялась. Затем рассчитывался индекс усиления интенсивности изображения как отношение: ИУ=(ИнтенсивностьТ1-взв.SE-контрастированная) / (ИнтенсивностьТ1-взв.SE исходн.).

Сравнение величин ИУ проводилось между группами пациентов с поражением ЛКА, ПКА и контрольными лицами. Использовался критерий Стьюдента, исходя из того, что он, будучи параметрическим, является наиболее строгим в оценке межгрупповых различий.

Результаты

При визуальном анализе картины МРТ у пациентов с коронарным атеросклерозом (рис. 1, 2, см. 3-ю стр. обложки), во всех случаях уверенно визуализировались области расположения коронарных артерий по ходу их проксимальных участков на протяжении до 3 см с выделением участка стенозирования, причем как в аксиальных срезах в 4-камерной позиции, так и для срезов по короткой оси. В частности, для срезов по короткой оси в 6 из 11 случаев правая коронарная артерия на протяжении до 4–5 см визуализировалась четко на проксимальном срезе, как представлено в случае на рисунке 2.

У пациентов контрольной группы отмечалось мини-

Таблица

Индексы усиления интенсивности Т1-взв. спин-эхо изображений пораженных коронарных артерий в зависимости от локализации

Примечание: величина показателя p рассчитана для сравнения области бляшки с непораженными участками стенок артерий.

мальное усиление интенсивности в стенке коронарных артерий, так что для ПКА ИУ составлял 1,08±0,06, а для ЛКА – 1,09±0,07. При наличии же коронарного атеросклероза усиление было явно видимым (рис. 1), судя по величинам ИУ (таблица).

Таким образом, при различных локализациях коронарные атеросклеротические бляшки достоверно аккумулировали контрастный препарат-парамагнетик. В этих случаях и в области непораженных участков артерий накопление контраста и усиление интенсивности Т1-взв. МРТ происходило более выраженно, чем у лиц контрольной группы, показатели ИУ для которых приведены выше. Визуальная картина однозначно указывала на достоверное усиление в области стенки коронарных артерий, преимущественно – в области атеросклеротических бляшек инфаркт-связанных артерий.

В нашем пилотном исследовании, ограниченном по численности групп пациентов, не было выявлено достоверной взаимосвязи между степенью стенозирования артерии и интенсивностью контрастирования атеросклеротической бляшки, а также и внебляшечных участков стенки артерий как для ЛКА, так и ПКА. Показатели объема инфарцированного миокарда и общая фракция выброса левого желудочка также не имели значимой корреляции с величинами индексов усиления артериальной стенки при парамагнитном контрастировании, в частности – во всех случаях коэффициент корреляции r был менее 0,29 (p>0,5).

Обсуждение

Совершенствование МР-томографии привело сегодня к массовому распространению томографов с напряженностью поля 1,5Т, а в последнее время и в 3Т [7]. Однако даже при увеличении быстродействия МР-томогра-фов за счет более сильного поля у лиц с неотложными кардиологическими и ангионеврологическими заболеваниями закрытая конструкция магнита затрудняет контроль состояния больного и повышает риск случайного развития осложнений во время исследования. Психологическая комфортность исследования у пациентов с коронарным болевым синдромом на открытых системах заметно выше. Так как современные открытые системы реализуют все кардиологические импульсные последовательности, за исключением спектроскопии, необходимость визуализации коронарных бляшек при МРТ сердца на открытых системах не требует обоснования. Однако до сих пор такого исследования не выполнялось.

В данном случае оказалось, что как и при каротидной локализации атеросклеротических бляшек [1, 11, 12], при коронарном атеросклерозе с перенесенным в бассейне пораженной артерии инфарктом миокарда происходит достоверное накопление контрастного препарата-парамагнетика и усиление Т1-взвешенной МРТ как собственно атеросклеротической бляшки, так и стенки сосуда рядом в области нестенозированного участка. С одной стороны, накопление контраста было взаимосвязано с фактом инфарцирования в соответствующем артериальном бассейне (таблица, рис. 1, 2), а с другой, – показатель ИУ оказался не коррелирующим ни со степенью коронар- ного стеноза, ни с тяжестью нарушения функции левого желудочка сердца. В настоящее время ведется более расширенное исследование с целью оценить на широкой выборке предположение о том, что интенсивное накопление парамагнетика в коронарной бляшке, по сути, означает независимый достоверный риск развития инфаркта и требует коррекции в виде стентирования или АКШ. По механизму контрастирования интенсивное накопление парамагнетика в бляшке означает формирование развитой сети vasa vasorum в ее толще [13]. Ранее было морфологически доказано, что формирование vasa vasorum достоверно связано с нестабильностью бляшки и повышенным риском инфарцирования [4, 12].

Наши результаты показывают, что использование Т1-взвешенного режима спин-эхо в контрастированном исследовании миокарда для визуализации коронарных атеросклеротических бляшек может быть целесообразно в сочетании с протоколами inversion recovery , позволяющими хорошо выявить накопление парамагнетика в поврежденном миокарде [5] в стеноз-зависимых участках и, таким образом, полностью охарактеризовать патологический процесс. Вероятно, на основе выявленного нами накопления парамагнетика в коронарных атеросклеротических бляшках целесообразно пытаться создать отдельную технологию неинвазивной визуализации и оценки тяжести коронарного атеросклероза, в том числе на открытых МРТ-сканерах, при условии создания полностью безопасных контрастов-парамагнетиков. При этом полученные нами первые результаты контрастирования коронарных бляшек при МРТ указывают на необходимость дальнейшего исследования его диагностического значения при первичном обследовании пациентов с ишемической болезнью сердца, а также возможностей повторного МРТ атеросклеротических поражений после стентирования, аортокоронарного шунтирования, или гемосорбционных методов удаления атерогенных компонент плазмы крови.