Визуализация желудочков сердца с помощью ядерной медицины

Введение

Ядерная медицина в визуализации желудочков сердца

Радионуклидная ангиография – это область ядерной медицины, специализирующаяся на визуализации для оценки функциональности правого и левого желудочков сердца, что позволяет проводить обоснованную диагностическую оценку при сердечной недостаточности. Она включает использование радиофармпрепарата, вводимого пациенту, и гамма-камеры для получения изображений. Муга-сканирование (многофазная аквизиция) подразумевает аквизицию, синхронизированную (кардиосинхронизированную) с различными фазами сердечного цикла. Муга-сканирование также называют равновесной радионуклидной ангиокардиографией, радионуклидной вентрикулографией (РНВГ) или кардиопуловым сканированием с синхронизацией, а также SYMA-сканированием (синхронизированное многофазное сканирование). Этот метод визуализации уникальным образом предоставляет изображение сердца в режиме реального времени, позволяя врачу оценить эффективность работы отдельных клапанов и камер сердца. Муга/Cine-сканирование является ценным дополнением к более распространенной эхокардиографии. Математические расчеты, касающиеся определения сердечного выброса (Q), успешно применяются как с помощью этих двух методов, так и с использованием других недорогих моделей, оценивающих фракцию выброса как результат работы сердца/миокарда в систолу. Преимущество Муга-сканирования перед эхокардиографией или ангиографией заключается в его высокой точности. Эхокардиография измеряет сократимость желудочка и зависит от квалификации специалиста. Кроме того, ангиография является инвазивной процедурой и часто более дорогостоящей. Муга-сканирование обеспечивает более точную оценку фракции выброса сердца.

История

Сканирование MUGA было впервые представлено в начале 1970-х годов и быстро получило признание как предпочтительный метод для измерения фракции выброса левого желудочка (LVEF) с высокой степенью точности. Ряд ранних исследований продемонстрировал отличную корреляцию значений LVEF, полученных с помощью MUGA, со значениями, полученными при контрастной вентрикулографии с использованием кардиокатетеризации.

Цель

Радионуклидная вентрикулография проводится для оценки ишемической болезни сердца (ИБС), пороков клапанов сердца, врожденных пороков сердца, кардиомиопатии и других сердечных заболеваний. В методе *in vitro* часть крови пациента отбирается, и в отобранную кровь вводятся ионы олова (в виде хлорида олова(II)). Затем в смесь добавляется технеций, как и в методе *in vivo*. В обоих случаях хлорид олова(II) восстанавливает ион технеция и предотвращает его вымывание из красных кровяных телец во время процедуры. Метод *in vivo* более удобен для большинства пациентов, поскольку он менее трудоемкий и экономичный, и при этом подходе более 80% введенного радионуклида обычно связывается с красными кровяными клетками. Связывание радиоактивного индикатора с красными кровяными клетками, как правило, более эффективно, чем *in vitro* мечение, и предпочтительно у пациентов с установленными внутривенными катетерами для уменьшения адгезии Tc-99m к стенке катетера и повышения эффективности мечения пула крови. Пациент помещается под гамма-камеру, которая регистрирует низкоуровневое гамма-излучение с энергией 140 кэВ, испускаемое технецием-99m (99mTc). В процессе получения изображений с помощью гамма-камеры сердцебиение пациента используется для синхронизации ( gating ) приобретения данных. В результате получается серия изображений сердца (обычно шестнадцать), по одному на каждой фазе сердечного цикла. В зависимости от целей исследования врач может принять решение о проведении МУГА в состоянии покоя или при нагрузке. Во время МУГА в состоянии покоя пациент находится в неподвижном состоянии, а во время МУГА при нагрузке пациента просят выполнять физические упражнения во время сканирования. МУГА при нагрузке оценивает работу сердца во время физической нагрузки и обычно используется для оценки влияния подозреваемой ишемической болезни сердца. В некоторых случаях может быть выполнена МУГА с нитроглицерином, когда нитроглицерин (вазодилататор) вводится перед сканированием. Полученные изображения демонстрируют объемные пулы крови в камерах сердца, а временные изображения могут быть обработаны для расчета фракции выброса и фракции наполнения сердца. Для расчета объемов желудочков можно использовать метод Массардо. Это исследование ядерной медицины обеспечивает точный, недорогой и легко воспроизводимый метод измерения и мониторинга фракции выброса и фракции наполнения желудочков, которые являются одним из многих важных клинических показателей оценки общей функции сердца.

Radionuclide ventriculography is done to evaluate coronary artery disease (CAD), valvular heart disease, congenital heart diseases, cardiomyopathy, and other cardiac disorders. In the in vitro method, some of the patient's blood is drawn and the stannous ions (in the form of stannous chloride) are injected into the drawn blood. The technetium is subsequently added to the mixture as in the in vivo method. In both cases, the stannous chloride reduces the technetium ion and prevents it from leaking out of the red blood cells during the procedure. The in vivo technique is more convenient for the majority of patients since it is less time consuming and less costly and more than 80 percent of the injected radionuclide usually binds to red blood cells with this approach. Red blood cell binding of the radioactive tracer is generally more efficient than in vitro labeling, and it is preferred in patients with indwelling intravenous catheters to decrease the adherence of Tc 99m to the catheter wall and increase the efficiency of blood pool labeling. The patient is placed under a gamma camera, which detects the low level 140 keV gamma radiation being given off by Technetium 99m (99mTc). As the gamma camera images are acquired, the patient's heart beat is used to 'gate' the acquisition. The final result is a series of images of the heart (usually sixteen), one at each stage of the cardiac cycle. Depending on the objectives of the test, the doctor may decide to perform either a resting or a stress MUGA. During the resting MUGA, the patient lies stationary, whereas during a stress MUGA, the patient is asked to exercise during the scan. The stress MUGA measures the heart performance during exercise and is usually performed to assess the impact of a suspected coronary artery disease. In some cases, a nitroglycerin MUGA may be performed, where nitroglycerin (a vasodilator) is administered prior to the scan. The resulting images show that the volumetrically derived blood pools in the chambers of the heart and timed images may be computationally interpreted to calculate the ejection fraction and injection fraction of the heart. The Massardo method can be used to calculate ventricle volumes. This nuclear medicine scan yields an accurate, inexpensive and easily reproducible means of measuring and monitoring the ejection and injection fractions of the ventricles, which are one of many of the important clinical metrics in assessing global heart performance.

Радиационное воздействие

Это подвергает пациентов меньшему воздействию радиации, чем сопоставимые рентгенограммы грудной клетки. Однако радиоактивное вещество задерживается в организме пациента в течение нескольких дней после исследования, в течение которых могут срабатывать чувствительные датчики радиации, например, в аэропортах. Радионуклидная вентрикулография в значительной степени уступила место эхокардиографии, которая является более экономичной и не требует облучения.

Нормальные результаты

У здоровых людей фракция выброса левого желудочка (LVEF) должна составлять около 50% (диапазон 50–80%). Не должно быть областей аномального сокращения стенки (гипокинез, акинез или дискинез). Нарушения сердечной функции могут проявляться снижением LVEF и/или наличием аномалий глобального и регионального сокращения стенки. У здоровых людей пиковые скорости наполнения должны составлять от 2,4 до 3,6 конечного диастолического объема (EDV) в секунду, а время достижения пиковой скорости наполнения – от 135 до 212 мс.

Необычные результаты

Неравномерное распределение технеция в сердце указывает на наличие у пациента ишемической болезни сердца, кардиомиопатии или внутрисердечного шунтирования крови. Отклонения в МУГА в состоянии покоя обычно свидетельствуют о перенесенном инфаркте миокарда, а возникающие при нагрузке – об ишемии. При стресс-МУГА у пациентов с ишемической болезнью сердца может наблюдаться снижение фракции выброса. Для пациента, перенесшего инфаркт миокарда, или при подозрении на другое заболевание, поражающее сердечную мышцу, данное исследование позволяет определить локализацию и степень повреждения миокарда. МУГА-сканирование также используется для оценки функции сердца до и во время лечения определенными химиотерапевтическими препаратами (например, доксорубицином (Адриамицином)) или иммунотерапией (в частности, герцептином), которые оказывают известное влияние на функцию сердца.