Į klausimus atsako Lietuvos kardiologų draugijos vaizdinimo tyrimų darbo grupės pirmininkė doc. dr. Sigita Glaveckaitė.
Kokios naujienos, kalbant apie vaizdinimo tyrimus, labiausiai domina kardiologus?
Vaizdinimo tyrimų srityje galime išskirti dvi dideles naujas kryptis – didėjančią multimodalumo reikšmę širdies ir kraujagyslių ligų diagnostikoje ir į vaizdinimo tyrimų sritį vis labiau besiveržiantį dirbtinį intelektą.
Multimodalumas šiandien suprantamas kaip vienos ar daugiau nei vienos vaizdinimo tyrimų metodikos (ultragarsinio širdies tyrimo (UŠT), širdies magnetinio rezonanso tomografijos (ŠMRT), kompiuterinės tomografijos (KT), miokardo perfuzijos radionuklidinės kompiuterinės tomografijos (MPRKT) ar pozitronų emisijos tomografijos (PET)) panaudojimas pacientui ištirti, siekiant kliniškai efektyviausio ir ekonomiškai naudingiausio rezultato [1]. Europos širdies ir kraujagyslių vaizdinimo tyrimų asociacija (EACVI) pirmą kartą 2020 metais gruodžio 9–12 dienomis Barselonoje (Ispanija) organizuos visoms vaizdinimo tyrimų metodikoms bendrą kongresą, tuo norėdama pareikšti savo nuomonę apie didėjančią multimodalumo reikšmę kardiologijoje ir ne tik joje. EACVI, populiarindama kardiologijos vaizdinimo tyrimų specialisto subspecialybę, pažymi, kad rezidentūroje toks specialistas turėtų išmokti atlikti ir įvertinti paprastus visų vaizdinimo tyrimo metodikų tyrimus ir tapti dviejų ar daugiau vaizdinimo tyrimų metodikų ekspertu rezidentūros pabaigoje [1].
Dirbtinis intelektas (1 pav.) pastaruoju metu kelia didelį kardiologų susidomėjimą [2]. Kalbant apie širdies ir kraujagyslių tyrimus, mašininio mokymosi (angl. machine learning) metodai yra daug žadantys tiek efektyvinant vaizdų gavimą ir rekonstrukciją, taikant automatinę kokybės kontrolę, vaizdų segmentaciją, miokardo judesio ir kraujo tėkmės analizę, tiek ir suformuluojant diagnozę naudojantis kompiuteriu. Nors giliojo mokymosi (angl. deep learning) metodų tinkamumas naudojant vaizdų analizę prognozuoti nepageidaujamus įvykius yra dar tiriamas [3], tačiau realioje praktikoje komerciškai prieinamų algoritmų tikslumas rutininei vaizdų analizei jau šiandien atitinka ekspertų lygio analizę [4].
Adaptuota ir spausdinama gavus sutikimą iš [5].
Ar echokardiografija vis dar yra pagrindinis tyrimo metodas kardiologijoje?
Be abejonės, kasdienė kardiologo klinikinė praktika, kad ir kur jis dirbtų, neįsivaizduojama be echokardiografijos (UŠT). 2019 metais daug dėmesio buvo skiriama ankstyvajai kairiojo skilvelio disfunkcijos diagnostikai tiek vertinant įvairias pacientų grupes, tiek ir pritaikant skirtingas metodikas. Nepaisant vis daugiau pateikiamų įrodymų apie kairiojo skilvelio deformacijos parametrų diagnostinę ir prognostinę reikšmę, klinikinėje praktikoje kairiojo skilvelio išstūmio frakcija (KSIF) lieka pagrindiniu paciento rizikos įvertinimo parametru. Pavyzdžiui, ištyrus 3 124 pacientus, sergančius sumažėjusios išstūmio frakcijos širdies nepakankamumu, kurie buvo gydomi šiuolaikiniu šios ligos medikamentiniu gydymu, 37,6 proc. jų KSIF pagerėjo 26–46 proc. per vidutinį 17 mėnesių stebėjąjį laikotarpį [6]. Pacientų, kurių KSIF pagerėjo, buvo mažesnis bendrojo mirštamumo, hospitalizacijų dėl visų priežasčių, širdies transplantacijos ar kairįjį skilvelį pavaduojančių prietaisų implantavimo procentas, palyginti su pacientais, kurių KSIF išliko sumažėjusi ir nepakitusi.
Jungtinių Amerikos Valstijų maisto ir vaistų administracija 2020 metais vasario 7 dieną leido rinkoje platinti pirmąją dirbtiniu intelektu pagrįstą echokardiografijos programinę įrangą Caption Guidance (Caption Health). Net ir nepatyręs vartotojas, pavyzdžiui, bendrosios praktikos slaugytojas ar bendrosios praktikos gydytojas, ja naudodamasis gali gauti geros kokybės diagnostinius dviejų dimensijų (2D) echokardiografinius vaizdus. Ramm ir bendraautorių atliktame bandomajame tyrime [7] įrodyta, kad bendrosios praktikos gydytojai, naudodami kišeninius echoskopus, geba gauti geros kokybės vaizdus ir gana tiksliai įvertinti kairiojo skilvelio funkciją ir dviburio ar aortos vožtuvo ligos buvimą. Taigi UŠT vartotojų ratas ateityje tik plėsis.
Taigi echokardiografija nestovi vietoje ir dar ilgai neužleis lyderio pozicijų tarp visų širdies ir kraujagyslių vaizdinimo metodų, o jo vartotojų skaičius ateityje tik didės.
Kokia širdies ir kraujagyslių KT vieta kardiologo klinikinėje praktikoje?
Širdies KT evoliucionavo į vadinamąjį vieno sustojimo parduotuvės (angl. one-stop-shop) tyrimo metodą. Pavadinimas atspindi šio tyrimo metodo galimybes suteikti svarbią diagnostinę ir prognostinę informaciją, kai pacientas serga įtariama ar žinoma vainikinių arterijų liga. 2019 metais Europos kardiologų kongrese, vykusiame Paryžiuje, pristatytose 2019 metų lėtinių koronarinių sindromų diagnostikos ir gydymo gairėse [8] vainikinių arterijų kompiuterinės tomografijos angiografija (VAKTA), kaip ir funkciniai krūvio tyrimai, įgijo IB klasės rekomendaciją ją atlikti pacientams, kuriems simptomai stabilūs ir kuriems įtariama vainikinių arterijų liga. Ekspertai pradėjo nerimauti, kad toks platus VAKTA taikymas labai padidins invazinių vainikinių arterijų angiografijų (IVA) skaičių. Weir-McCall ir bendraautoriai [9] ištyrė vaizdinimo tyrimų tendencijas Didžiojoje Britanijoje po 2016 metais paskelbtų NICE (angl. the National Institute for Clinical Excellence) gairių, kuriose VAKTA rekomenduojama taikyti kaip pirmos eilės tyrimo metodą pacientams, kurie skundžiasi krūtinės skausmu. Tyrimas parodė, kad IVA skaičius mažėjo didėjant VAKTA skaičiui. Be to, centruose, kur VAKTA skaičius didėjo labiausiai, daugiausiai mažėjo atliekamų MPRKT, todėl bendrosios ekonominės sąnaudos nekito.
Keletas tyrimų nagrinėjo įvairių KT gautų parametrų (vainikinių arterijų kalcinozės indekso, vainikinių arterijų stenozių laipsnio ir kiekio, didelės rizikos požymius turinčių plokštelių) įtaką ligos prognozei. Minėti parametrai pagerina nepageidaujamų širdies ir kraujagyslių komplikacijų prognozavimą greta standartinio rizikos vertinimo. Oikonomou ir bendraautoriai [10] tyrė perivainikinių riebalų sudėtį, vertinamą kontrastine KT, ir ieškojo vainikinės arterijos plokštelės uždegimo požymių. Mokslininkai vertino perivainikinių riebalų atenuacijos indekso (FAI) prognostinę vertę (vainikinės arterijos uždegimo surogatinis žymuo) ir lygino pastarąją su didelės rizikos vainikinės plokštelės požymiais (HRP). Didelės rizikos plokštelė buvo apibrėžta kaip turinti vieną ar daugiau šių požymių: teigiamą remodeliaciją, mažos atenuacijos plokštelę, taškinę kalcifikaciją ar servetėlės žiedo požymių (2 pav.). 3 912 pacientų, dalyvavusių tyrime CRISP-CT, buvo stebėti 5,6 metų. Pacientai, kuriems nustatyti abu požymiai (FAI+ ir HRP+), koreguota didžiųjų nepageidaujamų širdies ir kraujagyslių komplikacijų rizika buvo 6,3 karto didesnė, palyginti su asmenimis, kuriems šie du požymiai nebuvo nustatyti. Tuo tarpu pacientai, kuriems nenustatyta didelės rizikos plokštelių (HRP–), tačiau buvo nustatytas didelis perivainikinių riebalų atenuacijos indeksas (FAI+), koreguota didžiųjų nepageidaujamų širdies ir kraujagyslių komplikacijų rizika buvo 4,9 karto didesnė. Taigi vaizdinimo tyrimai į klinikinę areną atneša naujų biožymenų, kurie kartu su standartiniais klinikinėje praktikoje naudojamais parametrais padeda patikimai įvertinti pacientų riziką.
Adaptuota ir spausdinama gavus sutikimą iš [10].
Galbūt kardiologiniai branduoliniai tyrimo metodai Lietuvoje nėra populiarūs?
Anaiptol. MPRKT metodika yra plačiai taikoma tiek pasaulyje, tiek ir Lietuvoje, tačiau perfuzijos PET infrastruktūra Lietuvoje dar tik kuriama, nes šiam tyrimui atlikti reikalingi greitai skylantys radiofarmaciniai preparatai, gaminami reliatyviai netoli ligoninės esančio ciklotrono. Minėtose lėtinių koronarinių sindromų diagnostikos ir gydymo gairėse [8] miokardo perfuzijos branduoliniai tyrimo metodai rekomenduojami (IB) stabilius simptomus patiriantiems pacientams, kuriems įtariama vainikinių arterijų liga. Taigi miokardo perfuzijos branduoliniai tyrimai neužleidžia savo pozicijų diagnozuojant vainikinių arterijų ligas.
Miokardo perfuzijos branduolinių tyrimų diagnostinė ir prognostinė vertė yra aiškiai apibrėžta, tačiau yra mažai įrodymų, kaip tyrimų gaunama informacija keičia pacientų gydymą. Patel ir bendraautoriai [11] perfuzijos PET ištyrė 12 594 pacientus, kuriems diagnozuota ar įtariama vainikinių arterijų liga. Pacientai buvo stebėti 3,2 metų. Tyrimas parodė, kad mažas globalios perfuzijos rezervas buvo susijęs su didesne reliatyviąja bendrojo mirštamumo rizika. Pacientams, kurių globalios perfuzijos rezervas buvo mažas, ankstyvoji revaskuliarizacija lėmė geresnę prognozę nei medikamentinis gydymas, ir nepriklausė nuo segmentinės išemijos laipsnio. Pacientams, kurie turėjo normalų globalios perfuzijos rezervą, revaskuliarizacija nebuvo naudingesnė, palyginti vien tik su medikamentiniu gydymu. Taigi dar kartą įrodyta, kad didelę išemiją naudinga revaskuliarizuoti.
PET reikšmė tiriant kraujagysles didėja. 18F-fluorodeoksigliukozės PET (18F-PET) galima nustatyti audinių mikrokalcifikaciją, kuri išsivysto susirgus ateroskleroze. Įrodyta, kad 18F-PET signalas žmogaus ar pelės audinių preparatuose yra mikrokalcifikacijos, kuri nėra nustatoma KT, žymuo. Šie tyrimų rezultatai rodo, kad aterosklerotinės plokštelės mineralizacija yra aktyvus procesas ir kad PET galima nustatyti didelės rizikos plokšteles vainikinėse ar miego arterijose. Lietuvoje tokie tyrimai šiandien dar nėra atliekami.
PET nepraranda savo reikšmės diagnozuojant protezinį ar prietaisų infekcinį endokarditą. 2019 metais paskelbta keletas tyrimų, įrodančių didelę diagnostinę vertę PET, kaip ir baltųjų kraujo kūnelių vieno fotono emisijos kompiuterinės tomografijos (SPECT), nustatant protezo ar prietaiso infekciją. Calais ir bendraautorių tyrime [12] PET ir baltųjų kraujo kūnelių SPECT teigiama ir neigiama prognostinė vertė pacientams, kuriems įtariamas prietaiso infekcinis endokarditas, atitinkamai buvo 80 proc. ir 91 proc. PET, 100 proc. ir 85 proc. – SPECT atveju.
Pasaulyje tyrinėjamas PET / MRT hibridas – aparatas, kurio Lietuvoje neturime. Šis aparatas naudingas miokardo gyvybingumui nustatyti ir tiriant pacientus, kuriems įtariama širdies sarkoidozė. Šiandien manoma, kad 18F-PET ir MRT hibridu rando teritorijoje galima nustatyti mažus gyvybingo miokardo kiekius, kurių funkcija po revaskuliarizacijos potencialiai gali pagerėti. Pastaroji metodika yra tikslesnė nurodant segmentinės kontrakcijos atsikūrimą po revaskuliarizacijos, esant lėtinei vainikinės arterijos okliuzijai, palyginti vien tik su 18F-PET ar MRT (plotas po ROC kreive atitinkamai 0,72, 0,58 ir 0,66, p꞊0,002) [13]. Taigi branduoliniai tyrimo metodai, ypač PET, evoliucionuoja. Šioje srityje Lietuva dar turi daug potencialo tobulėti.
Kokios ŠMRT naujovės? Ar šis tyrimas atliekamas dažnai? Kada jis būtinas?
ŠMRT yra vaizdinimo tyrimo metodas, be kurio kasdienė kardiologijos klinikinė praktika universitetinėse ligoninėse jau neįsivaizduojama. Šiuo metu MRT yra viena populiariausių pasaulyje, nes suteikia gaunama daug diagnostinės informacijos, o neigiamas poveikis tiriamojo sveikatai šiuo metu dar nėra žinomas. Šis tyrimo metodas taikomas įvairioms širdies ir kraujagyslių ligoms diagnozuoti, ypač svarbus kardiomiopatijoms ir uždegiminėms miokardo ligoms nustatyti, nes MRT galima įvertinti židininės miokardo fibrozės buvimą ir pobūdį (pasitelkiant vėlyvojo kontrastinės medžiagos kaupimo metodiką), nustatyti subtilius miokardo pokyčius arba, kitaip tariant, charakterizuoti miokardą (pasitelkiant T1, T2 ir T2* žemėlapius). Taip pat galima tiksliai įvertinti skilvelių funkciją ir masę. Šiandien turime pakankamai duomenų ne tik apie ŠMRT diagnostinį potencialą, bet vis daugiau tyrimų rodo pastarojo metodo prognostinį potencialą. Vis daugiau pateikiama duomenų, kad atlikus MRT parinktas gydymas pagerina pacientų prognozę. Musa ir bendraautoriai [14] ištyrė 674 pacientus, sergančius didelio laipsnio aortos vožtuvo angos stenoze, 6 Didžiosios Britanijos medicinos centruose. Tyrimas parodė, kad vėlyvojo kontrastinės medžiagos kaupimo metodika nustatoma miokardo židininė fibrozė ir jos dydis yra nepriklausomas mirštamumo prognostinis veiksnys, net 2 kartus didinantis vėlyvojo mirštamumo riziką. Everet ir bendraautorių tyrimas [15] parodė, kad ir difuzinė miokardo fibrozė, vertinama apskaičiuojant ekstraląstelinio tūrio frakciją, koreliuoja su kairiojo skilvelio disfunkcija ir yra stiprus bei nepriklausomas vėlyvojo bendrojo mirštamumo prognostinis veiksnys.
Nuo 2019 metų vasario mėnesio Vilniaus universiteto ligoninės Santaros klinikose atliekamas naujas Lietuvoje tyrimas, laikomas tikru proveržiu ne tik magnetinio rezonanso srityje, bet ir kardiologijoje – T1, T2, T2* miokardo žemėlapiai (3 pav.). Kol kas pastaroji metodika, gebanti įvertinti subtilius miokardo struktūrinius pokyčius, atliekama mokslinio tyrimo rėmuose. Sukaupus daugiau patirties, ją bus galima taikyti kasdienėje klinikinėje praktikoje pacientams, kuriuos kardiologas nusiųs šiam išsamiam ŠMRT tyrimui atlikti.
Kalbant apie lėtinius koronarinius sindromus, naujausiose Europos kardiologų draugijos lėtinių koronarinių sindromų diagnostikos ir gydymo gairėse [8] krūvio MRT kartu su kitais neinvaziniais funkciniais vaizdinimo tyrimo metodais yra I klasės ir B įrodymų lygio rekomendacija stabiliems simptominiams pacientams, kuriems įtariama vainikinių arterijų liga, ištirti. Šiandien neabejojama krūvio perfuzijos MRT diagnostine verte vainikinių arterijų ligai diagnozuoti ir didesniu jautrumu, palyginti su dobutamino krūvio echokardiografija (0,88 palyginti su 0,72), kaip parodė cituojama sisteminė apžvalga ir metaanalizė [16].
Pasaulyje ŠMRT srityje vyksta nuolatinis progresas – tobulinama metodika, trumpėja skenavimo laikas. Šiandien skenavimo laiką galima sutrumpinti 50 proc. Tokios naujos metodikos kaip kompleksinis tėkmės įvertinimas, magnetinio rezonanso pirštų antspaudų (angl. fingerprinting) metodika, miocitų traktografija, sekos, kurių metu nereikia sulaikyti kvėpavimo, bei automatinė segmentacija ir gilusis mokymasis, vis plačiau taikomos pasaulyje. Deja, Lietuvos klinikinėje praktikoje jų dar nėra. Tikėsimės, kad ir Lietuvoje netrukus galėsime naudotis visomis naujausiomis MRT metodikomis.
Apibendrindama norėčiau pasakyti, kad vaizdinimo tyrimų metodai evoliucionuoja labai greitai, nuolat skelbiami naujų tyrimų rezultatai, girdime apie technologinius patobulinimus, kurių visų viename straipsnyje tiesiog neįmanoma pristatyti. Tikiu, kad po kelerių metų kardiologas ar radiologas, atlikęs tyrimą, per kelias minutes gaus programinės įrangos pateiktus skaičiavimus ir išvadas, kurias tiesiog turės sugretinti su paciento klinikiniais duomenimis ir pasiūlyti tolesnį tyrimo bei gydymo planą.
Dėkojame už pokalbį
Kalbėjosi Natalija Voronaja
LITERATŪRA
1. Fox F, Achenbach S, Bax, et al. Multimodality imaging in cardiology: a statement on behalf of the Task Force on Multimodality Imaging of the European Association of Cardiovascular Imaging. European Heart Journal 2019;40:553–558.
2. Dey D, Slomka PJ, Leeson P, et al. Artificial intelligence in cardiovascular imaging: JACC state-of-the-art review. J Am Coll Cardiol 2019;73:1317–35.
3. Bello GA, Dawes TJW, Duan J et al. Deep learning cardiac motion analysis for human survival prediction. Nat Mach Intell 2019;1:95–104.
4. Bhuva A, Bai W, Lau C, et al. A multicenter, ScanRescan, human and machine learning CMR study to test generalizability and precision in imaging biomarker analysis. Circ Cardiovasc Imaging 2019;12:e009214.
5. de Marvao A, Dawes TJW, Howard JP, et al. Artificial intelligence and the cardiologist: what you need to know for 2020, Heart 2020 in press.
6. Ghimire A, Fine N, Ezekowitz JA, et al. Frequence, predictors, and prognosis of ejection fraction improvement in heart failure: an echocardiogram-based registry study. Eur Heart J 2019;40:2110-2117.
7. Ramm K, Carter P, Goins A, et al. Handheld echocardiography by primary care physicians to screen for valvular heart disease: A pilot study. J Am Coll Cardiol 2019;73:2007.
8. Knuuti J, Wijns W, Saraste A, et al. 2019 ESC Guidelines for the diagnosis and management of chronic coronary syndromes. Eur Heart J 2019; 41(3):407-477.
9. Weir-Mccall JR, Roditi G, Williams MC, et al. Abstract P2237 presented at the ESC congress 2019. Eur Heart J 2019. Suppl 1.
10. Oikonomou EK, Marwan M, Mancio J, et al. Perivascular fat attenuation index stratifies the cardiac risk associated with high-risk plaque features on coronary computed tomography angiography. Abstract 3258 presented at the ESC congress 2019. Eur Heart J 2019. Suppl 1.
11. Patel KK, Spertus JA, Chan PS, et al. Myocardial blood flow reserve assessed by positron emission tomography myocardial perfusion imaging identifies patients with a survival benefit from early revascularization. Eur Heart J 2019;doi: 10.1093/eurheartj/ehz389.
12. Calais J, Touati A, Grall N, et al. Diagnostic impact of (18)F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography/computed tomography and white blood cell SPECT/computed tomography in patients with suspected cardiac implantable electronic device chronic infection. Circ Cardiovasc Imaging 2019;12:e007188.
13. Vitadello T, Rischpler C, Langwieser N, et al. Hybrid PET/MR imaging for the prediction of left ventricular recovery after revascularisation of chronic total occluded coronaries. Abstract 5964 presented at the ESC congress 2019. Eur Heart J 2019. Suppl 1.
14. Musa TA, Treibel TA, Vassiliou VS, et al. Myocardial scar and mortality in severe aortic stenosis. Circulation 2018;138:1935–1947.
15. Everett R, Treibel T, Fukui M, et al. Myocardial extracellular volume in patients with aortic stenosis undergoing valve intervention: A multicentre T1 mapping study. Abstract 1337 presented at the ESC congress 2019. Eur Heart J 2019. Suppl 1.
16. Haberkorn SM, Bueter SI, Kelm M, et al. Systematic review and metaanalysis on the diagnostic accuracy for the detection of relevant coronary artery stenosis of vasodilator myocardial perfusion CMR and dobutamine stress echocardiography. Abstract 392 presented at the ESC congress 2019. Eur Heart J 2019. Suppl 1.
