КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: магнитнорезонансная коронароангиография, стеноз венечных артерий, неинвазивная визуализация

Сегодня рентгеноконтрастная коронарография продолжает оставаться золотым стандартом в диагностике ишемической болезни сердца [1, 2]. Однако ей присущи некоторые ограничения, которые включают достаточно широкий диапазон наблюдаемых осложнений (частота возникновения – 0,3–1,1 %), значительную лучевую нагрузку на пациента и сравнительно высокую стоимость процедуры обследования [13, 35]. Эти ограничения инициируют постоянный поиск и развитие новых визуализирующих методов диагностики поражения сосудов коронарного русла. С появлением сверхбыстрых импульсных последовательностей магнитнорезонансной визуализации магнитнорезонансная коронароангиография (МРКА) становится общедоступной, эффективной и перспективной визуализирующей технологией в условиях клиники. Несмотря на то, что магнитнорезонансная ангиография потенциально может в ближайшие годы заменить рентгеноконтрастную ангиографию и во многих случаях диагностики патологических процессов в различных сосудистых регионах стать рутинной методикой, МРКА до сих пор продолжает оставаться в центре внимания активных клинических исследований [4, 7, 20, 24, 31].

Согласно данным литературы сравнение МРКА с рентгеноконтрастной коронарографией ограничивается рассмотрением только некоторых особенностей визуализации патологических изменений коронарного русла [14, 18, 29, 30]. С помощью рентгеноконтрастной коронарографии получают изображение всех отделов венечных артерий одновременно, а также визуализируют коронарный стеноз низких градаций или пристеночную коронарную патологию в динамическом режиме. Наоборот, МРКА ограничена визуализацией проксимальных и средних отделов венечных артерий и предназначена только для обнаружения гемодинамически значимого стеноза (50 % и больше).

В табл. 1 представлены результаты клинических исследований применения различных категорий импульсных последовательностей при проведении МРКА с целью обнаружения гемодинамически значимого стеноза венечных артерий. В первых сообщениях на эту тему, проведенных для оценки эффективности 2D МРКА в условиях задержки дыхания, получены обнадеживающие результаты: чувствительность и специфичность метода составила соответственно 90 и 92 % [17]. В других работах [22, 23] эти данные не нашли подтверждения, а чувствительность и специфичность составили соответственно 40–85 и 37–97 %.

Таблица 1 Результаты магнитнорезонансной визуализации в клинике гемодинамически значимого стеноза венечных артерий

Примечание. * – варианты специфичности в зависимости от венечной артерии.

Таким образом, первые попытки применения импульсных магнитнорезонансных последовательностей позволили достигнуть высококачественного магнитнорезонансного изображения коронарного русла, однако не получили широкого использования с целью выявления стенотических поражений венечных артерий. Первая версия 3D-навигатора с ретроспективным “входом” и синхронизацией с дыханием на фоне низкого пространственного и временного разрешения отличалась низкой чувствительностью (38 %) и достаточно высокой специфичностью (95 %) [23]. Улучшенная версия импульсной магнитнорезонансной последовательности позволила поднять чувствительность и специфичность методики МРКА соответственно до 65–90 и 70–95 % [14, 18, 29, 30]. Только в двух работах специфичность методики МРКА колебалась в пределах низких значений (54–60 %), а в одном исследовании отмечена низкая чувствительность – 50 % [10, 19, 36]. Наряду с этими данными, в других исследованиях применение эхонавигатора с ретроспективным “входом” позволило достигнуть приемлемой чувствительности со сравнительно высокой эффективностью метода для выявления стеноза венечныхсосудов. При использовании первых версий эхонавигатора с проспективным триггером чувствительность и специфичность МРКА для выявления стенотических поражений артериальных сосудов коронарного русла составляли соответственно 65–75 и 82–93 % [3, 16]. В проспективных исследованиях с большим количеством пациентов проведена оценка применения сверхбыстрых 3D МРКА последовательностей эхонавигации с проспективным триггером. В двух исследованиях (одноцентровом [33] и многоцентровом [15]) на значительной когорте пациентов (свыше 100 в каждой) представлены новые данные стенозассоциированной чувствительности и эффективности – соответственно 83–88 и 86–91 %. Обнаружено только одно исследование, посвященное оценке чувствительности метода быстрого усиления магнитнорезонансного изображения, на основе использования экстрасосудистых парамагнитных контрастных средств [26] – чувствительность достигла 94 % на фоне некоторого снижения специфичности (57 %).

Все вышеописанные исследования включали анализ изображений только проксимальных и средних отделов венечных артерий: ствола левой венечной артерии, передней межжелудочковой ветви левой венечной артерии, огибающей ветви левой венечной артерии и правой венечной артерии. Применение 3D-навигатора МРКА с проспективным триггером способствовало визуализации только стволалевой венечной артерии на всем его протяжении, тогда как визуализируемая длина сегментов венечных артерий в среднем составила 5–6 см, для передней межжелудочковой ветви левой венечной артерии и для правой венечной артерии – соответственно 2–4 и 7–8 см [15, 33]. Некоторым исследователям удалось осуществить магнитнорезонансную визуализацию дистальных отделов, однако зарегистрировать стеноз на уровне дистальных отделов венечных сосудов не представилось возможным. Таким образом, реальные возможности оценки коллатерального кровотока, как в случае стеноза, так и в случае окклюзии сосудов коронарного русла в их дистальной и средней трети, до настоящего времени отсутствуют.

В табл. 2 приведены результаты диагностики ишемической болезни сердца методом МРКА. При этом в исследование по визуализации при МРКА включались только пациенты с гемодинамически значимым (50 % и больше) стенозом сосудов коронарного русла. Необходимо отметить, что применение различных методик (3D навигатор с проспективным триггером, 3D навигатор с ретроспективным “входом” и 3D контрастная визуализация при задержанном дыхании) позволило дать оценку степени гемодинамически значимого стеноза (в среднем 80 %) венечных сосудов с 80 % длиной их визуализации у приблизительно 80 % больных с ишемической болезнью сердца (“правило 80 %”) [24]. Поэтому сегодня общепринято утверждение, что МРКА позволяет выявлять стенотические поражения венечных сосудов, однако еще не может служить в качестве полной альтернативы стандартной процедуры рентгеноконтрастной коронарографии.

Таблица 2 Результаты неивазивной диагностики ишемической болезни сердца методом МРКА

Примечание. ИБС – ишемическая болезнь сердца; ЛВА – левая венечная артерия.

Широкие возможности открываются сегодня для выявления уровней стенозирования венечных сосудов и состояния движущейся крови по аортокоронарным шунтам с помощью метода измерения скорости кровотока при использовании импульсной (“фазово-контрастной”) последовательности МРКА в режиме киносъемки (МРТ-кинорежиме) в условиях задержанного дыхания [21, 27]. При этом могут быть рассчитаны показатели скорости движения крови, минутного объема кровотока, фазового сдвига и правильно идентифицированы сосудистые структуры коронарного русла, от которых поступают сигналы для формирования магнитнорезонансного изображения. Известно, что в неповрежденных венечных сосудах замедление потока крови экспериментальным путем не нарушает состояния кровотока даже в случае стенозирования на 60–85 % [9]. Проведение нагрузочных проб с аденозином или дипиридамолом инициировало появление пиковых значений вазодилатации в неповрежденных венечных сосудах, в то время как стенотически пораженные сосуды постоянно находились в состоянии дилатации [34]. Это обусловлено замедлением повышенной скорости кровотока после вазодилатации и редукцией сосудистого резерва (отношение скорости кровотока на пике нагрузки к скорости кровотока в состоянии покоя).

В клинических сравнительных исследованиях отмечена корреляционная зависимость в оценке коронарного сосудистого резерва между МРКА в кинорежиме и данными позитронной эмиссионной томографии в пределах одноименных участков интереса коронарного русла [28]. В другом исследовании показана возможность магнитнорезонансной визуализации коронарного рестеноза у пациентов с рецидивирующими болями в грудной клетке после проведения чрескожной баллонной коронароангиопластики [11]. При этом отмечено, что у 15 (из 17) пациентов с ранее проведенной интервенционной коронарной процедурой зафиксировано рестенозирование (50 % и больше) передней межжелудочковой ветви левой венечной артерии на уровне достаточно высокой чувствительности (82 %) и специфичности (100 %) метода. Необходимо отметить, что крайне ограниченное количество магнитнорезонансных исследований скорости коронарного кровотока в клинике связано с имеющимися некоторыми сложностями выполнения методических приемов, что требует дальнейшего совершенствования данной методики.

К числу факторов, ограничивающих высокий уровень магнитнорезонансной визуализации коронарного стеноза, относят степень варьирования отношения полезный сигнал/шум, а также – временного и пространственного разрешения магнитнорезонансного изображения. Кроме того, большинство созданных импульсных магнитнорезонансных последовательностей не обеспечивают возможность получения информации в динамическом режиме и не у всех больных удается достигнуть диагностически значимого изображения.

В последние годы получили развитие новые технологии ограничения влияния проходящих параллельно полезным магнитнорезонансным сигналам “паразитных” сигналов/шумов. С помощью специально созданных технологий (так называемых “параллельных” стратегий визуализации [25, 33]) удалось повысить уровни полезных сигналов и отношение полезный сигнал/шум в области интересакоронарного русла. Методики “параллельной” визуализации, позволяющие освободить магнитнорезонансные изображения от определенного объема несущественной диагностической информации в области интереса, получили название SMASH (simultaneous acquisition of spatial harmonics – методика одновременного накопления пространственных гармоник) [5, 6] и SENSE (sensitive encoding technique – методика кодирования чувствительности изображения) [38]. Основная идея “параллельной” визуализации заключается в одновременной и одноразовой обработке, как полезного сигнала, так и шума из необходимой области интереса. Поэтому принимаемый полезный сигнал выступает в роли фактора сравнения с сигналом “шум”. С помощью методик SENSE и SMASH время накопления данных можно редуцировать путем учета сигналов, создаваемых в так называемом ректангулярном магнитном поле, а также путем ретроспективного использования двух (и более) “шумовых” массивов данных, накопленных ранее [12, 37].

Согласно методике SENSE каждый “шумовой” массив поочередно накапливается в периферических ячейках “K-пространства”, создает редуцирующее (за счет образования артефактов) влияние на количество полезных эхосигналов перед реконструкцией магнитнорезонансного изображения. Тем самым каждый вид массива эхосигналов создает взаимогасящие помехи в процессе построения многоплоскостных или трехмерных (объемных) реконструкций изображений, без артефактов и существенно улучшает пространственное разрешение МРКА [37].

С помощью методики SMASH – модифицированной реконструкции магнитнорезонансного изображения (на основе параллельного накопления двух (полезный, “шумовой”) массивов в ячейках K-пространства и последующего осуществления Фурье-преобразования) – существенно модифицированы магнитнорезонансные изображения сосудов коронарного русла [32, 38].

В целом можно сказать, что сфера использования метода МРКА в кардиологии неуклонно расширяется соответственно развитию возможностей метода магнитнорезонансной томографии. Методика МРКА может стать в будущем многообещающей методикой диагностики патологических состояний венечных сосудов.

Литература

1. Беленков Ю.Н., Терновой С.К., Синицын В.Е. Магнитно-резонансная томография сердца и сосудов. – М: Видар, 1997. – 144 с.
2. Barkhansen J., Hunold P., Waltering K.U. MRI in coronary arterydisease // Eur. Radiol. – 2004. – Vol. 14, № 12. – P. 2155-2162.
3. Bunce N.H., Jhooti P., Keegan J. et al. Evaluation of free-breathing three-dimensional MR-coronary angiography with hybrid ordered phase encoding (HOPE) for the detection of proximal coronary artery stenoses // J. Magn. Reson. Imaging. – 2001. – Vol. 14. – P. 677-684.
4. Bunce N.H., Keegan J., Gatehouse P.D. et al. Initial experience with the intravascular contrast agent NC 1001 50-injection (“Clariscan”) for breathe-hold and navigator-gated magnetic resonance coronary artery imaging // J. Magn. Reson. Imaging. – 2002. – Vol. 16. – P. 217-223.
5. Bydder M., Larkman D.J., Hainay J.V. Generalized SMASH imaging // Magn. Reson. Med. – 2002. – Vol. 47. – P. 160-170.
6. Bydder M., Atkison D., Larkman D.J. et al. SMASH navigators // Magn. Reson. Med. – 2003. – Vol. 49. – P. 493-500.
7. Danias P.G., Stuber M., Botnar R.M. et al. Coronary MR angiography clinical applications and potential for imaging coronary artery disease // Magn. Reson. Imaging Clin. Nort Amer. – 2003. – Vol. 11, № 1. – P. 81-99.
8. Duerinchx A.J., Urman M.K. Two-dimensional coronary MR angiography analysis of initial clinical results // Radiology. – 1994. – Vol. 193. – P. 731-738.
9. Gould K.L., Lipscomb K. Effects of coronary stenoses on coronary flow reserve and resistance // Amer. J. Cardiology. – 1974. – Vol. 34. – P. 48-55.
10. Huber A., Nikolaou K., Gonschior P. et al. Navigator-echo-based respiratory gating for three-dimensional MR coronary angiography results form healthy volunteers and patients with proximal coronary artery stenoses // Amer. J. Roentgenol. – 1999. – Vol. 173. – P. 95-101.
11. Hundley W.G., Hillis L.D. Assessment of coronary arteries restenosis with phase-contrast MRI measurement of coronary flow reserve // Circulation. – 2000. – Vol. 101. – P. 2375-2381.
12. Jacob P.M., Griswold M.A., Edelman R.R. et al. Accelerated cardiac imaging using the SMASH technique // J. Cardiovasc. Magn. Reson. – 1999. – Vol. 1. – P. 153-157.
13. Katus H.A. Unique complication during coronary angiography: peripheral embolism by selective right coronary engagement // Angiology. – 2001. – Vol. 52. – P. 493-499.
14. Kessler W., Achenbach S., Moshage W. et al. Usefulness of respiratory gated MR coronary angiography in assessing narrowings і50 % in diameter in native coronary arteries and in aortocoronary bypass conduits // Amer. J. Cardiology. – 1997. – Vol. 80. – P. 989-993.
15. Kim W.Y., Danias P.G., Stuber M. et al. Coronary magnetic resonance angiography for the detection of coronary stenoses // New Engl. J. Med. – 2001. – Vol. 345. – P. 1863-1869.
16. Lethimonnier F., Furber A., Morel O. et al. Three-dimensional coronary artery MR imaging using prospective real-time respiratory navigator and linear phase shift processing: comparison with conventional coronary angiography // Magn. Reson. Imaging. – 1999. – Vol. 17. – P. 1111-1120.
17. Manning W.J., Li D., Edelman R.A. A preliminary report comparing magnetic resonance coronary angiography with conventional angiography // New Engl. J. Med. – 1993. – Vol. 328. – P. 828-832.
18. Mueller M.F., Freisch M., Kroeker R.M. et al. Proximal coronary artery stenosis: three-dimensional MRI with fat saturation and navigator echo // J. Magn. Reson. Imaging. – 1997. – Vol. 7. – P. 644-651.
19. Nikolaou K., Huber A., Knez A. et al. Navigator echo-based respiratory gating for three-dimensional MR coronary angiography // J. Cat. – 2001. – Vol. 25. – P. 378-387.
20. Nikolaon K., Poon M., Sirol M. et al. Complementary results of computed tomography and MRI of heart and coronary arteries // Cardiol. Clin. – 2003. – Vol. 21. – № 4. – P. 639-655.
21. Nitatori T., Yokoyama K., Hachiya J. Evaluation of coronary flow using MR angiography // Nippon Rinsho. – 1997. – Vol. 55 (Suppl. 1). – P. 638-640.
22. Pennell D.J., Bogren H.G., Keegan J. et al. Assessment of coronary artery stenosis by magnetic resonance imaging // Heart. – 1996. – Vol. 73. – P. 127-133.
23. Post J.C., van Rossum A.C., Hofmann M.B. et al. Clinical utility of two-dimensional magnetic resonance angiography in detection coronary artery disease // Eur. Heart J. – 1997. – Vol. 18. – P. 426-433.
24. Philippe F. Invasive angiography, CT or MRI for coronary imaging // Ann. Cardiol. Angiol. – 2004. – Vol. 53, № 2. – P. 79-90.
25. Pruessmann K.P., Weiger M., Scheidegger M.B. et al. SENSE: sensitivity encoding for fast MRI // Magn. Reson. Med. – 1999. – Vol. 42. – P. 952-962.
26. Regenfus M., Ropers D., Achenbach S. et al. Noninvasive detection of coronary artery stenosis using contrast-enhanced three-dimensional breath-hold magnetic resonance coronary angiography // J. Amer. Coll. Cardiology. – 2000. – Vol. 36. – P. 44-50.
27. Sakuma H., Takeda K., Nakagawa T. Assessment of coronary flow reserve using fast phase contrast cine MR imaging // Nippon. Rinsh. – 1997. – Vol. 55, № 7. – P. 1833-1838.
28. Sakuma H., Koskenvuo J.W., Niemi P. et al. Assessment of coronary flow reserve using fast velocity-encoded cine MR imaging: validation study using Positron Emission Tomography // Amer. J. Roentgenol. – 2000. – Vol. 175. – P. 1029-1033.
29. Sandstede J., Pabst T., Beer M., Gies N. Three-dimensional MR coronary angiography using Navigator technique Compared with conventional coronary angiography // Amer. J. Roentgenol. – 1999. – Vol. 172. – P. 135-139.
30. Sardanelli F., Molinari G., Zandrino F. et al. Three-dimensional, navigator-echo MR coronary angiography in detection stenoses of the major epicardial vessels // Radiology. – 2000. – Vol. 214. – P. 808-814.
31. Serfaty J.M. Progress in cardiovascular interventional MRI // J. Radiol. – 2003. – Vol. 84. – P. 1945-1951.
32. Sodickson D.K., Manning W.J. Simultaneous acquisition of spatial harmonics (SMASH): fast imaging with radiofrequency coil arrays // Magn. Reson. Med. – 1997. – Vol. 38. – P. 591-603.
33. Sommer T., Hofer U., Hackenbroch M. et al. Hochanflцsende 3d-MR-korona angiographie in echt-zeit navigatortechnik // Fortschr. Rontgenstr. – 2002. – Vol. 174. – P. 459-466.
34. Uren N.G., Melin J.A., De Bruyne B. et al. Relation between myocardial blood flow and the severity of coronary-artery stenosis // New Engl. J. Med. – 1994. – Vol. 330. – P. 1782-1788.
35. Vano E., Goicolea J., Culvan G. et al. Institution skin radiation injures in patients following repeated coronary angioplasty procedures // Brit. J. Radiol. – 2001. – Vol. 74. – P. 1023-1031.
36. Van Geuns R.J., de Bruin H.G., Rensing B.J. et al. Magnetic resonance imaging of the coronary arteries: clinical results from the three-dimensional evaluation of a respiratory gates technique // Heart. – 1999. – Vol. 82. – P. 515-519.
37. Weiger M., Preussmann K.P. Specific coil design for SENSE: A six-element cardiac array // Magn. Reson. Med. – 2001. – Vol. 45. – P. 495-504.
38. Weiger M., Preussmann K.P., Boesiger P. 2D SENSE for faster 3D MRI // MAGMA. – 2002. – Vol. 14. – № 1. – P. 10-19.

Magnetic resonance coronary angiography: perspectives of the clinical usage compared to roentgen contrast coronary angiography

V.N. Zalessky, O.B. Dynnyk

Contemporary approaches to the imaging analysis and clinical perspectives of the magnetic resonance coronary angiography (MRCA) are presented. The contemporary algorithms of the optimization of MRCA imaging compared to the catheter angiography of coronary artery are analyzed.