Мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) коронарных артерий и сердца

В.Е. Синицын

ФГУ «Лечебно-реабилитационный центр» Росздрава, Москва, Россия

РЕФЕРАТ: В статье представлены возможности мультиспиральной компьютерной томографии в диагностике поражений коронарных артерий и сердца, приведены показания к проведению исследования, освещены методические аспекты и возможные осложнения.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: МСКТ, коронарные артерии, сердце.


В кардиологии и сердечно-сосудистой хирургии МСКТ применяется для диагностики болезней сердца, коронарных артерий, аорты и легочных артерий, периферических артерий и вен. Она может быть основным методом диагностики (например, при диагностике расслаивающих аневризм аорты, тромбоэмболии легочной артерии, для скрининга коронарного атеросклероза) либо служить для уточнения данных других методов (применение в качестве метода диагностики «второй линии»). МСКТ сосудов, выполненная в артериальную фазу, часто называется КТ-ангиографией (КТА).

Показания для КТА сердца и коронарных артерий

На сегодняшний день можно сформулировать следующие показания к применению МСКТ сердца и коронарных артерий, а также магистральных и периферических сосудов:

  1. Проведение неинвазивной коронарографии у пациентов с предполагаемым или сомнительным диагнозом ИБС, когда отсутствуют явные показания к традиционной коронарной ангиографии (КАГ). Выявление неизмененных коронарных артерий при КТА практически исключает вероятность наличия гемодинамически значимых стенозов. При обнаружении значимых коронарных стенозов больного направляют на КАГ для уточнения состояния коронарного русла и выбора метода реваскуляризации.
  2. Неинвазивная оценка состояния венозных и артериальных коронарных шунтов, а также коронарных стентов.
  3. Неинвазивная диагностика аневризм и врожденных аномалий коронарных артерий.
  4. КТА коронарных артерий может применяться для исключения ИБС у пациентов, которым планируются некоронарные оперативные вмешательства (например, протезирование клапанов сердца, резекция опухоли поджелудочной железы и т.д.).
  5. МСКТ сердца и коронарных артерий может выполняться у пациентов с острой болью в грудной клетке с целью уточнения ее генеза (исключение расслоения аорты, тромбоэмболии легочной артерии, острого инфаркта миокарда, пневмоторакса или других видов патологии, приводящих к синдрому острой боли в груди).
  6. МСКТ является методом выбора для неотложной диагностики аневризм аорты, расслаивающих аневризм, коарктаций аорты, тромбоэмболии легочной артерии.
  7. МСКТ следует, по возможности, выполнять у пациентов с опухолями сердца, подозрением на констриктивный перикардит.
  8. МСКТ является одним из лучших методов диагностики тромбов в камерах сердца (при неопределенных данных эхокардиографии).
  9. МСКТ применяют при сложных врожденных пороках сердца. В отличие от эхокардиографии она позволяет лучше оценивать состояние магистральных артерий и вен, трахеи и бронхов.
  10. МСКТ используют для оценки состояния легочных вен и особенностей анатомии левого предсердия до и после процедур лечения нарушений ритма с помощью катетерной деструкции.
  11. При необходимости МСКТ может применяться для уточнения данных эхокардиографии (оценка анатомии и функции камер сердца, состояние клапанов) при любых болезнях сердца.

Абсолютных противопоказаний к проведению КТА не существует. К относительным противопоказаниям можно отнести:

  • Общее тяжелое состояние пациента (соматическое, психическое), делающее невозможным сохранение им неподвижности во время исследования и задержку дыхания в течение 15-30 с.
  • Беременность
  • Избыточный вес пациента, превышающий максимально допустимую нагрузку на стол для данной модели томографа
  • Противопоказания к введению йодсодержащих контрастных средств (аллергия на йод, почечная недостаточность и др.)
  • Сплошной кальциноз коронарных артерий или частая экстрасистолия

В случаях наличия этих относительных противопоказаний решение о целесообразности проведения исследования (анализ соотношения риск/польза) врачом, направляющим пациента на исследование, и специалистом, проводящим его.

Как правило, специальная подготовка к МСКТ сердца не требуется. Необходим опрос пациента и знакомство с медицинской документацией для уточнения возможных противопоказаний к введению рентгеноконтрастных веществ (аллергия к йоду, нарушения функции почек), воздействию ионизирующего излучения (беременность). Необходимо инструктирование пациента (объяснение необходимости задерживать дыхание и не шевелиться при включении трубки, выполнения команд оператора). При ЧСС более 65/мин для предотвращения появления артефактов на изображениях показан прием бета-блокаторов (атенолол, метопролол) перорально или (в экстренных ситуациях) внутривенно для снижения ЧСС. Следует помнить о противопоказаниях к назначению бета-блокаторов. Возможно применение кораксана (ивабрадина) как альтернативы бета-блокаторов. При использовании двухтрубочных МСКТ прибегать к урежению ритма (при ЧСС до 100/сек) обычно не требуется. Накладываются электроды ЭКГ. До исследования в локтевую вену ставится пластиковый внутривенный катетер калибром 18-20G. Возможно использование вен кисти, подключичных вен, но в этом случае должны быть внесены изменения в методику введения контрастного вещества (коррекция начала введения и скорости).

Для выполнения КТ сердца и коронарных артерий необходим МСКТ с 16-64 рядами детекторов (спиралей), имеющий систему синхронизации с ЭКГ, автоматический инжектор для введения контрастных средств и необходимое программное обеспечение для обработки данных. Существуют 2-трубочные системы МСКТ (2×32 или 2×128 спирали), а также системы с 256 или 320 рядами детекторов. В настоящее время наиболее предпочтительными для исследований сердца и коронарных артерий являются томографы с 64-320 рядами детекторов или 2-трубочные системы, имеющие время оборота трубки 270-370 мс, так как они обладают лучшим временным и пространственным разрешением. Соответственно, они позволяют получить более тонкие срезы с меньшими артефактами от движения коронарных артерий. Диагностическая информативность этих приборов при коронарной КТА примерно одинакова (несмотря на различия в конструкции).

Синхронизация с ЭКГ может быть проспективной либо ретроспективной. Проспективная кардиосинхронизация позволит добиться низкой лучевой нагрузки (1-6 мЗв), но изображения сердца и коронарных артерий получаются только в заданную фазу сердечного цикла. При ретроспективной синхронизации лучевая нагрузка выше (8-16 мЗв), но есть возможность получения изображений сердца в любые фазы. Это позволяет оценивать функцию камер сердца и клапанов, а также создавать реконструкции коронарных артерий с наименьшими артефактами.

При КТА у 4-16-спиральных систем толщина среза составляет 0.7-1.5 мм, у систем с большим числом спиралей – 0.5-0.625 мм. Объем исследования должен охватывать всё сердце – от синусов Вальсальвы до диафрагмы – и обеспечивать полную визуализацию коронарного русла. При исследованиях венозных аорто-коронарных шунтов зона сканирования должна начинаться выше мест отхождения венозных шунтов от восходящей аорты.

Для выполнения КТА в локтевую вену с помощью автоматического инжектора вводят 50-80 мл неионного контрастного вещества с концентрацией 270, 300, 320, 350 или 370 мг йода/мл (обычно используют 350 мг йода/мл) со скоростью 3.5-5 мл/с. Предпочтительны инжекторные системы с двумя цилиндрами – один используется для контрастного вещества, второй – для физиологического раствора. Введение физиологического раствора сразу после инъекции контрастного вещества улучшает качество контрастирования коронарных артерий и позволяет на 20-30% снизить объем вводимого контрастного препарата. Применение одноразовых шприцов-колб, заполненных контрастным веществом («Оптирей»), ускоряет подготовку автоматического шприца к работе и повышает удобство его использования.

Определение времени начала введения контрастного вещества производят либо с помощью определения времени циркуляции (пробный болюс в объеме 10-15 мл), либо с помощью специальных программ автоматического начала томографии при достижении плотности крови в аорте определенного порога.

Программное обеспечение томографа позволяет реконструировать серию изображений в заданную фазу сердечного цикла. Обычно используется время задержки триггера 70-75% от интервала R-R (в большинстве случаев такая задержка позволяет получить оптимальное качество изображений). При наличии артефактов от движений коронарных артерий выполняются реконструкции в другие фазы сердечного цикла и выбирается фаза с наименьшими артефактами. При необходимости оценки сократительной функции миокарда и клапанов сердца выполняют реконструкцию данных на протяжении всего сердечного цикла (обычно с шагом 5-10% от величины интервала R-R), что позволяет просматривать и анализировать в кино-режиме весь объем полученной информации.

Для просмотра полученных данных, анализа томограмм и создания трехмерных реконструкций используют специальное программное обеспечение операторской консоли томографа или специальную рабочую станцию.

Просмотр результатов МСКТ сердца и сосудов выполняют в режиме on-line, используя рабочую станцию либо консоль томографа. Первоначально просматривают исходные данные в поперечной плоскости. Затем, для получения изображений по ходу коронарных артерий или любых других сосудистых структур, используют следующие виды трехмерных реконструкций.

Многоплоскостная реконструкция позволяет построить изображение во фронтальной, сагиттальной или наклонной плоскости, соответствующей ходу сосуда. Ее разновидностью являются методы обработки данных МСКТ, «разворачивающие» сосуд по его центральной оси.

Проекции максимальной интенсивности основаны на том, что компьютер выбирает максимальные значения интенсивности (плотности) объемных элементов изображения (вокселов) во всем объеме данных соответственно выбранным проекциям. Эта методика хорошо отображает стенозы и окклюзии, при ней хорошо видны кальцинаты в сосудистой стенке. Эти изображения похожи на традиционные ангиограммы.

Еще одним вариантом трехмерных реконструкций являются реконструкции с затененной наружной поверхностью. При этой методике отображаются только первые (соответственно воображаемой проекции взгляда наблюдателя) объемные элементы со значениями плотности, находящимися в определенном диапазоне. Поверхность рассчитывается и отображается с учетом локализации воображаемого источника освещения. В результате создается впечатление трехмерного объекта.

Объемный рендеринг – это разновидность трехмерных реконструкций, при которой для различных тканей можно задать цвет и прозрачность. Трехмерные реконструкции, полученные с помощью этого метода, выглядят наиболее эффектно и презентабельно и используются в последнее время чаще всего.

Виртуальная ангиоскопия – это синтетическая методика, основанная на предыдущих двух техниках. Ее особенность – возможность виртуального поступательного движения взгляда наблюдателя внутри выбранного сосуда по продольной оси. Практическая значимость данной методики пока вызывает дискуссии.

Пространственное разрешение современных МСКТ (16-64 спирали, 2-трубочные системы) составляет примерно 0.5-0.6 мм при матрице 512-512 элементов (пикселей), временное разрешение – 85-185 мс. За несколько сердечных циклов (4-15 с) возможно получение объемной информации, включающей в себя все сердце. При хорошем качестве изображений возможна надежная визуализация коронарных артерий почти на всем их протяжении (рис.1).

Трехмерная реконструкция коронарных артерий. Норма

Рис. 1. Трехмерная реконструкция коронарных артерий. Норма.

Данные многочисленных проспективных исследований и мета-анализов показали, что чувствительность и специфичность МСКТ в выявлении гемодинамически значимых коронарных стенозов составляет 86-97% и 90-95% соответственно (рис.2). В 2005-2009 гг. были опубликованы данные нескольких исследований по оценке чувствительности и специфичности 64-спиральных томографов в выявлении гемодинамически значимых стенозов КА. Их результаты совершенно очевидно продемонстрировали существенное снижение процента сегментов коронарных артерий, не поддающихся диагностической интерпретации, с увеличением числа спиралей и сокращением времени оборота трубки (при применении 4-спиральных систем трудности в интерпретации тех или иных сегментов коронарного русла встречались в 10-35%, у 64-спиральных систем – в 0-6%). Применение двухтрубочных систем и томографов с широкими детекторами дало схожие результаты.

Стеноз передней межжелудочковой ветви (ПМЖВ). Слева – коронарная ангиограмма, справа – КТА, проекция максимальной интенсивности в тонком слое по ходу сосуда

Рис. 2. Стеноз передней межжелудочковой ветви (ПМЖВ). Слева – коронарная ангиограмма,
справа – КТА, проекция максимальной интенсивности в тонком слое по ходу сосуда.

МСКТ используется для оценки проходимости коронарных стентов (рис.3). Стенты хорошо видны при КТ-ангиографии, однако артефакты от металла могут затруднять визуализацию их внутреннего просвета. Новые модели МСКТ, использующие тонкие срезы и улучшенные алгоритмы реконструкции изображений, позволяют существенно улучшить визуализацию внутреннего просвета стентов. На сегодняшний день МСКТ позволяет достоверно оценивать внутренний просвет стентов калибром от 3 мм (рис.3). Для надежной визуализации просвета более мелких стентов потребуются новые технические решения в устройстве систем МСКТ.

Три металлических стента в ПМЖВ. Все стенты проходимы. КТА, проекция максимальной интенсивности в тонком слое по ходу сосуда

Рис. 3. Три металлических стента в ПМЖВ. Все стенты проходимы.
КТА, проекция максимальной интенсивности в тонком слое по ходу сосуда.

Помимо диагностики стенотических поражений коронарных артерий, КТ-коронарография позволяет выявить врожденные аномалии и аневризмы коронарных артерий. У этих пациентов КТА может полностью заменить коронарную ангиографию.

МСКТ позволяет с высокой точностью оценивать проходимость венозных и артериальных коронарных шунтов (рис.4). Чувствительности и специфичность МСКТ для оценки проходимости шунтов приближаются к 100%.

КТА аорто-коронарных шунтов и маммарного шунта. Трехмерная реконструкция

Рис. 4. КТА аорто-коронарных шунтов и маммарного шунта. Трехмерная реконструкция.

Несомненным преимуществом МСКТ является одновременная визуализация всех органов грудной клетки. По этой причине метод дает возможность диагностировать различные послеоперационные осложнения, такие как медиастинит, воспалительные изменения грудины, мягких тканей, ателектазы легких.

Современные системы МСКТ позволяют в каждом случае получать не только наборы данных для реконструкции коронарных артерий, но и серии изображений, позволяющие изучать размеры и объемы камер сердца и толщину миокарда в различные фазы сердечного цикла, рассчитывать массу миокарда, фракцию выброса, ударный объем, параметры локальной сократимости миокарда. Основное показание к применению МСКТ сердца в этих случаях – уточнение данных эхокардиографии (разумеется, если в этом есть необходимость).

С помощью МСКТ можно получать отчетливые изображения клапанов сердца. Важным преимуществом МСКТ является тот факт, что, наряду с изображениями коронарных артерий, метод позволяет детально оценивать толщину и плотность миокарда, а также степень контрастирования сердечной мышцы. МСКТ является надежным методом выявления внутрижелудочковых и внутрипредсердных тромбов.

У всех пациентов с острым инфарктом миокарда или постинфарктными рубцами МСКТ позволяет видеть область инфаркта как зону сниженной плотности на фоне контрастированного миокарда. Впоследствии, по мере формирования рубца, можно наблюдать процесс истончения сердечной мышцы в области инфаркта и развития нарушений локальной сократимости.

Новые системы МСКТ позволяют изучать перфузию миокарда по «первому прохождению» болюса контрастного вещества. Однако пока эта сфера применения МСКТ находится в стадии разработки и изучения.

При проведении КТ коронарных артерий одновременно можно получить информацию о состоянии аорты и легочной артерии, а также средостения и легких, то есть выявить ряд заболеваний, которые могут сопровождаться болевым синдромом в грудной клетке, но не связаны с заболеванием коронарных артерий (болезни аорты, позвоночника, плевры, легких).

В настоящее время МСКТ стала методом выбора для диагностики болезней аорты и легочной артерии (аневризмы, расслаивающие аневризмы, тромбоэмболии легочной артерии).

Для получения качественных изображений сердца и коронарных артерий с помощью МСКТ необходимы следующие факторы:

  1. Знание цели исследования, знакомство врача и рентгенлаборанта, проводящих МСКТ, с особенностями исследований сердца и коронарных артерий.
  2. Хорошая синхронизация с ЭКГ, отсутствие выраженных аритмий или тахикардии.
  3. Неподвижность пациента во время томографии (задержка дыхания).
  4. Правильно выбранный протокол введения контрастного вещества (оптимальное контрастирование камер сердца и коронарных артерий во время томографии).
  5. Правильно выбранная зона томографии, включающая в себя все необходимые для исследования структуры.
  6. Оптимальный протокол обработки данных исследования, опыт в интерпретации данных МСКТ сердца и сосудов.

Осложнений при проведении МСКТ сердца и коронарных артерий практически не бывает. Возможны осложнения, связанные с венепункцией и введением контрастного вещества (например, выход катетера из вены, подкожное введение препарата).

Наибольшее внимание следует уделять осложнениям, связанным с воздействием йодсодержащих контрастных веществ. Хотя современные неионные препараты редко приводят к осложнениям, необходимо помнить о риске анафилактических, аллергических и нефротоксических осложнений, связанных с их введением. В связи с этим в кабинете КТ должны иметься в наличии оборудование и медикаменты, необходимые для лечения любых осложнений, которые могут возникнуть в ходе исследования, включая проведение экстренной терапии побочных реакций на контрастное вещество.

Пациентов с анамнестическими указаниями на аллергию, почечную недостаточность или побочными реакциями на лекарства или контрастные средства следует наблюдать в течение нескольких часов после введения препарата.


Список рекомендуемой литературы

  1. Календер В. Компьютерная томография. М.: Техносфера, 2006.
  2. Колотая Н.В., Синицын В.Е., Терновой С.К. Электронно-лучевая компьютерная томография коронарных артерий – новые возможности диагностики ишемической болезни сердца и коронарного атеросклероза. Тер.архив, 1999; 9: 61-66.
  3. Синицын В.Е. МСКТ и ЭЛТ сердца и коронарных артерий. В книге: Национальное руководство «Кардиология» Под ред. Ю.Н. Беленкова, Р.Г. Оганова. М.: Геотар-Мед, 2007.
  4. Синицын В.Е., Воронов Д.А., Морозов С.П. Степень кальциноза коронарных артерий как прогностический фактор осложнений сердечно-сосудистых заболеваний без клинических проявлений: результаты метаанализа. Тер. Архив, 2006; 9: 22-26.
  5. Синицын В.Е., Устюжанин Д.В. Мультиспиральная компьютерная томография: исследование коронарных артерий. Болезни сердца и сосудов, 2006; 1: 20-24.
  6. Терновой С.К., Синицын В.Е. Развитие компьютерной томографии и прогресс лучевой диагностики. Тер. Архив, 2006; 1: 10-12.
  7. Терновой С.К., Синицын В.Е. Спиральная компьютерная и электронно-лучевая томография. М.: Видар, 1998, 141 с.
  8. Терновой С.К., Синицын В.Е., Гагарина Н.В. Неинвазивная диагностика атеросклероза и кальциноза коронарных артерий. М.: Атмосфера, 2003.
  9. Budoff M.J., Achenbach S., Blumenthal R.S. et al. Assessment of coronary artery disease by cardiac computed tomography, a scientific statement from the American Heart Association Committee on Cardiovascular Imaging and Intervention, Council on Cardiovascular Radiology and Intervention, and Committee on Cardiac Imaging, Council on Clinical Cardiology. Circulation, 2006; 114(16): 1761-1791.
  10. Greenland P., Bonow P.O., Brundage B.H. et al. ACCF/AHA 2007 Clinical Expert Consensus Document on Coronary Artery Calcium Scoring by Computed Tomography in Global Cardiovascular Risk Assessment and in Evaluation of Patients with Chest Pain. JACC 2007; 49(3): 378-402.
  11. Hendel R.C. et al. ACCF/ACR/SCCT/SCMR/ASNC/NASCI/SCAI/SIR Appropriateness criteria for cardiac computed tomography and cardiac magnetic resonance imaging. J Am Coll Cardiol, 2006; 48(7): 1475-1497.
  12. Ohnesorge B.M., Flohr T.G., Becker C.R. et al. Multi-slice and Dual-source CT in Cardiac Imaging. Springer, 2006.
  13. Raff G.L., Gallagher M.J., O’Neill W.W., Goldstein J.A. Diagnostic accuracy of noninvasive coronary angiography using 64-slice spiral computed tomography. J Am Coll Cardiol, 2005; 46(3): 552-557.
  14. Schoepf U.J., Becker C.R., Ohnesorge B.M., Yucel E.K. CT of coronary artery disease. Radiology, 2004; 232: 18-37.