Niet-invasieve beeldvorming voor detectie van coronairlijden

Transcriptie

1 capita selecta Niet-invasieve beeldvorming voor detectie van coronairlijden J.J.Bax, J.D.Schuijf en E.E.van der Wall Zie ook de artikelen op bl. 805 en 821. Niet-invasieve detectie van coronairlijden is van belang bij patiënten met een gemiddelde voorafkans op deze aandoening om de gezondheidsrisico s van invasieve coronairangiografie, de huidige gouden standaard, te vermijden. Met de traditionele niet-invasieve technieken myocardperfusiescintigrafie, stressechocardiografie en MRI wordt ischemie als marker van coronairlijden gebruikt. Met de recent geïntroduceerde elektronenbundeltomografie en de multi-slice -CT kan coronairlijden gedetecteerd worden op basis van de aanwezigheid van atherosclerose. Deze technieken maken een vroegere detectie van coronairlijden mogelijk, maar geven beperkte informatie over de geschiktste behandeling. Ned Tijdschr Geneeskd. 2007;151: Hart- en vaatziekten, en in het bijzonder coronairlijden, vormen belangrijke doodsoorzaken in de huidige westerse samenleving. Accurate detectie van coronairlijden is dus gewenst en hiervoor bestaan verscheidene technieken. De gouden standaard voor detectie van coronairlijden is invasieve coronairangiografie; deze techniek heeft een spatiële resolutie van 0,2 mm en een temporele resolutie van 5 ms. Bovendien kan men met deze techniek de ernst van de vernauwingen in de kransslagaderen kwantitatief bepalen en is het mogelijk tijdens invasieve coronairangiografie een percutane coronaire interventie te verrichten. Het aantal invasieve coronairangiografieën is de laatste 15 jaar exponentieel toegenomen. De Europese werkgroep voor interventiecardiologie rapporteerde dat in de periode 1992/ 01 een verdrievoudiging plaatsvond van het aantal invasieve angiografieën, met een stijging van 10% in de periode 2000/ Hoewel het aantal percutane coronaire interventies tevens exponentieel toenam, met een vervijfvoudiging gedurende de periode 1992/ 01, en een stijging van 17% in 2000/ 01, is er zeker geen 1:1-verhouding tussen het aantal invasieve coronairangiografieën en het aantal percutane coronaire interventies en coronaire bypassoperaties. De verhouding invasieve coronairangiografieën versus percutane coronaire interventies bedroeg 3:1 in Dit betekent dat circa twee derde van de invasieve coronairangiografieën niet tot een interventie heeft geleid. Het theorema van Bayes geeft de verhouding tussen de vooraf- en de achterafkans weer; 2 voor patiënten met mogelijk coronairlijden geldt dat het verschil tussen de voor- en de achterafkans op coronairlijden het grootst is bij patiënten met een gemiddelde voorafkans. Aangezien het risico Leids Universitair Medisch Centrum, afd. Cardiologie, Albinusdreef 2, 2333 ZA Leiden. Hr.prof.dr.J.J.Bax en hr.prof.dr.e.e.van der Wall, cardiologen; mw.drs. J.D.Schuijf, onderzoeker. Correspondentieadres: hr.prof.dr.j.j.bax (j.j.bax@lumc.nl). op gezondheidsschade van een invasief coronairangiogram niet verwaarloosbaar is, dient men bij deze groep patiënten bij uitstek voor een niet-invasieve test te kiezen. Patiënten met een hoge voorafkans kunnen direct worden verwezen voor invasieve coronairangiografie en patiënten met een lage voorafkans kunnen expectatief worden behandeld. De traditionele niet-invasieve tests zijn gericht op het aantonen van ischemie als uiting van obstructief coronairlijden. 3 Indien ischemie aangetoond wordt, kan de patiënt in tweede instantie worden verwezen voor een invasief coronairangiogram, eventueel gevolgd door een percutane coronaire interventie. Een nieuwe ontwikkeling is dat naast deze traditionele niet-invasieve beeldvormingstechnieken er recentelijk aandacht is gekomen voor niet-invasieve detectie van coronairlijden met moderne CT-technieken. Deze maken visualisatie van atherosclerose mogelijk, zowel met kalkmetingen als met niet-invasieve angiografie. ischemie als marker voor niet-invasieve detectie van coronairlijden De meest gebruikte niet-invasieve beeldvormingstechnieken om coronairlijden te detecteren zijn myocardperfusiescintigrafie, stressechocardiografie en MRI. Met deze technieken spoort men ischemische verschijnselen op, te weten hypoperfusie en systolische disfunctie, die beide vroeg in de ischemische cascade plaatsvinden. 3 Pas laat in de ischemische cascade ontwikkelen zich ecg-afwijkingen en angina pectoris. Om ischemie te detecteren, wordt bij alle voornoemde niet-invasieve beeldvormingstechnieken een rusten een stressopname gemaakt; de integratie van deze beide opnamen maakt het mogelijk om de door stress induceerbare afwijkingen hypoperfusie of systolische disfunctie aan te tonen. Zowel fysieke inspanning als farmacologische stress middels dipyridamol, adenosine of dobutamine kan hiervoor worden gebruikt. Ned Tijdschr Geneeskd april;151(14) 799

2 Hypoperfusie. Voor de detectie van door stress geïnduceerde hypoperfusie worden myocardperfusiescintigrafie en first pass -perfusie-mri met toediening van contrastmiddel gebruikt. De meeste ervaring is opgedaan met myocardperfusiescintigrafie, in het bijzonder met SPECT. Recentelijk werd een meta-analyse gepubliceerd van 79 studies met in totaal 8964 patiënten; 4 de resultaten toonden voor myocardperfusiescintigrafie een sensitiviteit van 86% en een specificiteit van 74% voor de detectie van coronairlijden (tabel). Met first-pass-perfusie-mri is minder ervaring opgedaan; in 17 studies met 502 patiënten werd een gemiddelde sensitiviteit van 84% en een specificiteit van 85% vastgesteld (zie de tabel). 5 Een potentieel voordeel van MRI is de hoge spatiële resolutie waardoor het mogelijk is om op epien endocardiaal niveau perfusieafwijkingen aan te tonen; dit is momenteel met geen andere techniek mogelijk. Systolische disfunctie. Voor de detectie van systolische disfunctie als uiting van ischemie wordt vooral stressechocardiografie, en in mindere mate MRI, gebruikt. Beide technieken maken met name gebruik van farmacologische stress, waarbij de meeste ervaring is opgedaan met dobutamine. Met deze technieken wordt inductie van regionale systolische wandbewegingsstoornissen als marker voor ischemie gebruikt. In een meta-analyse van 28 echocardiografische studies waarin met dobutamine stress geïnduceerd werd bij in totaal 2246 patiënten bedroeg de sensitiviteit 80% en de specificiteit 84% voor detectie van coronairlijden (zie de tabel). 5 In 10 MRI-studies waarin dobutamine toegediend werd bij in totaal 654 patiënten werd een gemiddelde sensitiviteit van 89% en een specificiteit van 84% vastgesteld (zie de tabel). 5 Sensitiviteit en specificiteit van niet-invasieve beeldvormende technieken voor het vaststellen van klinisch relevante coronairstenosen type onderzoek sensitiviteit specificiteit (in %) (in %) inspannings-ecg tests met ischemie als marker perfusie myocardperfusiescintigrafie first pass -perfusie-mri wandbeweging echocardiografie MRI 5 met dobutamine tests met atherosclerose als marker elektronenbundeltomografie met kalkscore 6 multi-slice -CT: 4-slice slice slice MRI (1,5 Tesla) atherosclerose als marker voor niet-invasieve detectie van coronairlijden CT en calciumscore. Behalve deze belangstelling voor ischemiedetectie met functionele tests is recentelijk ook veel interesse ontstaan voor visualisatie van atherosclerose met CT-technieken. Middels elektronenbundeltomografie ( electron beam tomography ) kan de hoeveelheid calcium in de kransslagaderen worden vastgesteld. 6 7 Met name in de Verenigde Staten is de zogenaamde calcium score een populaire techniek om atherosclerose vast te stellen en te kwantificeren. 8 Verkalkingen worden geïdentificeerd op basis van 1 of meer opeenvolgende pixels met een signaalintensiteit > 130 hounsfield-eenheden. Vervolgens wordt het product van de verkalkte oppervlakte en een factor 1-4 berekend, afhankelijk van de densiteit van de afwijking. De totaalscore wordt verkregen door het optellen van alle betrokken coupes. Indien de score 0 is, wordt hiermee de aanwezigheid van atherosclerose vrijwel uitgesloten. Vaak is echter enige atherosclerose aanwezig; scores < 100 worden beschouwd als een geringe hoeveelheid atherosclerose en scores > 400 als klinisch relevant. Scores > 1000 duiden op ernstige atherosclerose (figuur 1). 9 De relatie tussen de kalkscore en de aanwezigheid van klinisch relevante stenosen in de kransslagaderen is matig (zie de tabel). 6 Multi-slice -CT. Multi-slice-CT wordt in toenemende mate gebruikt om de kransslagaderen op niet-invasieve wijze te visualiseren (figuur 2). 10 Enige jaren geleden werden de eerste studies gepubliceerd over 4-slice-CT, waarin een hoge diagnostische accuraatheid gerapporteerd werd voor detectie van stenosen in de kransslagaderen met > 50% reductie van de vaatdiameter. 11 In 2002 werd een studie gepubliceerd met 4-slice-CT bij 35 patiënten die tevens invasieve coronairangiografie ondergingen; 11 de sensitiviteit hiervan was 82% en de specificiteit 93% voor het aantonen van klinisch relevante stenosen in de kransslagaderen. Een nadeel van de techniek was dat slechts 70% van de segmenten in de kransslagaderen kon worden beoordeeld. Vervolgens zijn nog 10 andere studies met 4-slice-CT gepubliceerd met 569 patiënten, waarbij de gemiddelde sensitiviteit 80% en de specificiteit 94% bedroeg (zie de tabel). 11 Sindsdien zijn 16- en 64-slice-CT-scanners geïntroduceerd. Meta-analyse van 8 studies met 16-slice-CT bij 677 patiënten toonde een gemiddelde sensitiviteit van 88% en een specificiteit van 96% (zie de tabel). 11 In 11 studies met in totaal 663 patiënten werd 64-slice-CT vergeleken met invasieve coronairangiografie; de gemiddelde sensitiviteit bedroeg 91% en de gemiddelde specificiteit 96% (zie de tabel) Het percentage segmenten dat van niet beoordeelbare beeldkwaliteit was, varieerde van 0 tot 12 (gemiddeld 4). Met de introductie van de 16- en 64-slice-CT-scanners is 800 Ned Tijdschr Geneeskd april;151(14)

3 a b c verkalking verkalking ascendens V. cava superior V. pulmonalis dextra wervellichaam ventrikel truncus pulmonalis ramus interventricularis anterior linker descendens ascendens wervellichaam ventrikel linker ventrikel linker descendens ramus interventricularis anterior figuur 1. CT-opnamen met kalkmetingen bij 3 verschillende patiënten met opeenvolgend (a) geen verkalkingen, (b) geringe verkalkingen en (c) ernstige verkalkingen. de diagnostische accuraatheid dus verbeterd voor detectie van relevante stenosen in de kransslagaderen. Het belangrijkste is de hoge negatief voorspellende waarde van CT, zodat de techniek uitermate geschikt is om obstructief coronairlijden uit te sluiten. Daarnaast is een reductie van het aantal segmenten van niet beoordeelbare beeldkwaliteit bereikt, door de betere spatiële en temporele resolutie van de moderne CT-scanners. Recentelijk is de temporele resolutie nog verder verbeterd met de introductie van de zogenaamde dual source -CT-scanners, waarbij 2 röntgenbuizen om de patiënt heen roteren. Volgend jaar worden bovendien de eerste 256-slicescanners verwacht die beeldvorming van het gehele hart in 1 hartslag mogelijk maken. MRI. Tot slot is het ook mogelijk om met MRI de kransslagaderen op niet-invasieve wijze af te beelden. Er zijn 27 studies met 1,5-Tesla-MRI verschenen met 885 patiënten, waarin de gemiddelde sensitiviteit 72% en de gemiddelde specificiteit 87% bedroeg. 11 Gemiddeld 83% van de segmenten was niet te beoordelen, wat vergelijkbaar is met 4- en 16-slice-CT-onderzoek. Uit een meta-analyse van MRIen multi-slice-ct-studies bleek dat de sensitiviteit en de specificiteit van multi-slice-ct statistisch significant hoger waren. 11 Met de introductie van 3-Tesla-MRI en nieuwe contrastmiddelen ligt het in de lijn der verwachting dat de diagnostische accuraatheid van MRI zal verbeteren. toepassing van niet-invasieve beeldvorming De meest gebruikte niet-invasieve beeldvormende technieken voor detectie van coronairlijden zijn op dit moment CT, gericht op detectie van atherosclerose, en SPECT en stressechocardiografie, gericht op detectie van ischemie. In alle hiervoor beschreven multi-slice-ct-studies ondergingen de patiënten invasieve coronairangiografie op klinische indicatie, wat erop wijst dat het patiënten met een hoge voorafkans betrof. De meeste studies met SPECT en stressechocardiografie zijn echter verricht in patiëntengroepen met een gemiddelde voorafkans voor coronairlijden. Om de diagnostische accuraatheid van CT met die van SPECT en stressechocardiografie te kunnen vergelijken, zijn grote vergelijkende studies noodzakelijk in groepen patiënten met een gemiddelde voorafkans voor coronairlijden. In 1 verkennende studie werd een directe vergelijking uitgevoerd tussen SPECT en multi-slice-ct bij 114 patiënten met een gemiddelde voorafkans voor coronairlijden. 23 Hieruit werd duidelijk dat de beide technieken een andere Ned Tijdschr Geneeskd april;151(14) 801

4 a b aorta stenose ramus interventricularis anterior verkalking linker ventrikel CT maakt het dus mogelijk om coronairlijden in een eerder stadium te detecteren: er is atherosclerose, maar vaak nog geen ischemie. Het voordeel hiervan is een vroegere detectie van coronairlijden, maar het nadeel is dat bij een afwijkend CT-onderzoek niet duidelijk is hoe de patiënt verder behandeld dient te worden, aangezien men aanneemt dat (percutane) revascularisatie geïndiceerd is bij ischemie. Wij stellen het volgende diagnostische algoritme voor (figuur 3): een CT-scan met kalkmeting of een CT-angiogram is het eerste onderzoek; als deze geen afwijkingen toont, is geen verder onderzoek noodzakelijk. Indien de CT-scan 3-vatslijden of ernstige atherosclerose laat zien, kan direct invasieve angiografie worden overwogen met eventueel revascularisatie. Indien de CT-studie enige athefiguur 2. Multi-slice -CT-opnamen van de ramus interventricularis anterior in een curved multiplanar reconstructie van (a) een patiënt zonder zichtbaar coronairlijden en (b) een patiënt met stenosen in het proximale segment en het middensegment van het vat. Bij dit type reconstructie wordt de coronairarterie dusdanig gevolgd door de gehele dataset, dat het gehele lumen in één beeld zichtbaar is. Het gevolg is dat de overige cardiale structuren en het beloop van de coronairarterie vervormd en gespiegeld weergegeven worden. Zo maakt het distale segment van de coronairarterie in werkelijkheid een bocht na de apex, maar loopt deze in de reconstructie door naar rechtsonder in plaats van linksonder. focus hebben: respectievelijk atherosclerose versus ischemie. Het merendeel van de patiënten (89%) met afwijkingen bij SPECT-onderzoek had ook afwijkingen op de multi-slice- CT-scans. Echter, van de patiënten die géén afwijkingen hadden bij SPECT-onderzoek, had 48% geen afwijkingen op multi-slice-ct-opnamen, en 52% dus wel. Deze bevindingen reflecteren een verschuiving van het onderzoeksdoel die momenteel gaande is in de diagnostiek van coronairlijden: voorheen werden afwijkingen bij SPECT-onderzoek of stressechografie als indicatief gezien voor coronairlijden met ischemie als marker, en gaven afwijkingen op multislice-ct-scans atherosclerose aan, hetgeen niet noodzakelijkerwijs in ischemie resulteert Ned Tijdschr Geneeskd april;151(14)

5 patiënt met klinische aanwijzingen voor coronairlijden en een gemiddelde voorafkans op coronairlijden coronairangiogram met multi-slice -CT of CT met kalkmeting geen aanwijzingen voor coronairlijden geen verder onderzoek rosclerose aantoont, dient men een ischemietest, zoals SPECT of stressechocardiografie, te verrichten, en wordt het verdere beleid gebaseerd op de uitkomsten hiervan. Met nadruk willen wij aangeven dat er nog geen data ter ondersteuning van het door ons voorgestelde algoritme zijn, maar dat deze in de komende jaren verzameld dienen te worden. Tevens worden momenteel zogenaamde hybride scanners ontwikkeld, die PET en CT of SPECT en CT combineren, waardoor het mogelijk wordt om anatomische en functionele informatie in één onderzoek te verzamelen en te integreren. Belangenconflict: geen gemeld. Financiële ondersteuning: J.J.Bax heeft financiële ondersteuning ontvangen van Guidant, Medtronic, GE Healthcare en BMS Medical Imaging. Aanvaard op 19 januari 2007 enige atherosclerose ischemietest zoals SPECT of stressecho geen ischemie medicatie en actieve modificatie van risicofactoren figuur 3. Voorstel voor een diagnostisch algoritme voor het gebruik van niet-invasieve beeldvorming bij patiënten met een gemiddelde voorafkans op coronairlijden. Literatuur ernstige atherosclerose; 3-vatslijden wel ischemie invasieve coronairangiografie; eventueel revascularisatie 1 Togni M, Balmer F, Pfiffner D, Maier W, Zeiher AM, Meier B. Percutaneous coronary interventions in Europe Working Group Interventional Cardiology and Coronary Pathophysiology, European Society of Cardiology. Eur Heart J. 2004;25: Patterson RE, Eng C, Horowitz SF, Gorlin R, Goldstein SR. Bayesian comparison of cost-effectiveness of different clinical approaches to diagnose coronary artery disease. J Am Coll Cardiol. 1984;4: Nesto RW, Kowalchuk GJ. The ischemic cascade: temporal sequence of hemodynamic, electrocardiographic and symptomatic expressions of ischemia. Am J Cardiol. 1987;59:23C-30C. 4 Underwood SR, Anagnostopoulos C, Cerqueira M, Ell PJ, Flint EJ, Harbinson M, et al. Myocardial perfusion scintigraphy: the evidence. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2004;31: Schuijf JD, Shaw LJ, Wijns W, Lamb HJ, Poldermans D, Roos A de, et al. Cardiac imaging in coronary artery disease: differing modalities. Heart. 2005;91: O Rourke RA, Brundage BH, Froelicher VF, Greenland P, Grundy SM, Hachamovitch R, et al. American College of Cardiology/American Heart Association Expert Consensus Document on electron-beam computed tomography for the diagnosis and prognosis of coronary artery disease. J Am Coll Cardiol. 2000;36: Rumberger JA, Simons DB, Fitzpatrick LA, Sheedy PF, Schwartz RS. Coronary artery calcium area by electron-beam computed tomography and coronary atherosclerotic plaque area. A histopathologic correlative study. Circulation. 1995;92: Agatston AS, Janowitz WR, Hildner FJ, Zusmer NR, Viamonte jr M, Detrano R. Quantification of coronary artery calcium using ultrafast computed tomography. J Am Coll Cardiol. 1990;15: Rumberger JA, Brundage BH, Rader DJ, Kondos G. Electron beam computed tomographic coronary calcium scanning: a review and guidelines for use in asymptomatic persons. Mayo Clin Proc. 1999; 74: Nieman K, Oudkerk M, Rensing BJ, Ooijen P van, Munne A, Geuns RJ van, et al. Coronary angiography with multi-slice computed tomography. Lancet. 2001;357: Schuijf JD, Bax JJ, Shaw LJ, Roos A de, Lamb HJ, Wall EE van der, et al. Meta-analysis of comparative diagnostic performance of magnetic resonance imaging and multislice computed tomography for noninvasive coronary angiography. Am Heart J. 2006;151: Mollet NR, Cademartiri F, Mieghem CA van, Runza G, McFadden EP, Baks T, et al. High-resolution spiral computed tomography coronary angiography in patients referred for diagnostic conventional coronary angiography. Circulation. 2005;112: Leschka S, Alkadhi H, Plass A, Desbiolles L, Grunenfelder J, Marincek B, et al. Accuracy of MSCT coronary angiography with 64-slice technology: first experience. Eur Heart J. 2005;26: Leber AW, Knez A, von Ziegler F, Becker A, Nikolaou K, Paul S, et al. Quantification of obstructive and nonobstructive coronary lesions by 64-slice computed tomography: a comparative study with quantitative coronary angiography and intravascular ultrasound. J Am Coll Cardiol. 2005;46: Raff GL, Gallagher MJ, O Neill WW, Goldstein JA. Diagnostic accuracy of noninvasive coronary angiography using 64-slice spiral computed tomography. J Am Coll Cardiol. 2005;46: Pugliese F, Mollet NR, Runza G, Mieghem C van, Meijboom WB, Malagutti P, et al. Diagnostic accuracy of non-invasive 64-slice CT coronary angiography in patients with stable angina pectoris. Eur Radiol. 2006;16: Ropers D, Rixe J, Anders K, Kuttner A, Baum U, Bautz W, et al. Usefulness of multidetector row spiral computed tomography with mm collimation and 330-ms rotation for the noninvasive detection of significant coronary artery stenoses. Am J Cardiol. 2006; 97: Schuijf JD, Pundziute G, Jukema JW, Lamb HJ, Hoeven BL van der, Roos A de, et al. Diagnostic accuracy of 64-slice multislice computed tomography in the noninvasive evaluation of significant coronary artery disease. Am J Cardiol. 2006;98: Ehara M, Surmely JF, Kawai M, Katoh O, Matsubara T, Terashima M, et al. Diagnostic accuracy of 64-slice computed tomography for detecting angiographically significant coronary artery stenosis in an unselected consecutive patient population: comparison with conventional invasive angiography. Circ J. 2006;70: Plass A, Grunenfelder J, Leschka S, Alkadhi H, Eberli FR, Wildermuth S, et al. Coronary artery imaging with 64-slice computed tomography from cardiac surgical perspective. Eur J Cardiothorac Surg. 2006;30: Ned Tijdschr Geneeskd april;151(14) 803

6 21 Fine JJ, Hopkins CB, Ruff N, Newton FC. Comparison of accuracy of 64-slice cardiovascular computed tomography with coronary angi ography in patients with suspected coronary artery disease. Am J Cardiol. 2006;97: Malagutti P, Nieman K, Meijboom WB, Mieghem CA van, Pugliese F, Cademartiri F, et al. Use of 64-slice CT in symptomatic patients after coronary bypass surgery: evaluation of grafts and coronary arteries. Eur Heart J. [ter perse]. 23 Schuijf JD, Wijns W, Jukema JW, Atsma DE, Roos A de, Lamb HJ, et al. Relationship between noninvasive coronary angiography with multislice computed tomography and myocardial perfusion imaging. J Am Coll Cardiol. 2006;48: Gibbons RJ, Balady GJ, Bricker JT, Chaitman BR, Fletcher GF, Froelicher VF, et al. ACC/AHA 2002 guideline update for exercise testing: summary article. A report of the American College of Cardiology/ American Heart Association Task Force on Practice Guidelines (Committee to Update the 1997 Exercise Testing Guidelines). J Am Coll Cardiol. 2002;40: Abstract Non-invasive imaging for the detection of coronary artery disease Non-invasive coronary artery imaging is useful in patients with an intermediate level of risk of coronary artery disease because it avoids the health risks associated with invasive coronary angiography, the current gold standard. The conventional non-invasive imaging techniques of myocardial perfusion scintigraphy, stress echocardiography and MRI rely on ischaemia as a marker for coronary artery disease. The more recently introduced techniques of electron beam tomography and multi-slice CT use atherosclerosis as a marker for coronary artery disease. These techniques allow for earlier detection of coronary artery disease, but provide limited information with regard to treatment decisions. Ned Tijdschr Geneeskd. 2007;151: Ned Tijdschr Geneeskd april;151(14)