RU2406443C1 - Diagnostic technique for hemodynamically significant coronary artery atherosclerosis - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: diagnostic technique for hemodinamically significant coronary artery atherosclerosis refers to medicine, cardiology, and can find application in diagnostics and therapeutic decision for coronary heart disease (CHD). The technique consists in the rest and stress test positron emission imaging examination of ¹³N-ammonium myocardial perfusion. If observing stress-induced myocardial perfusion defects, 0.5 mg of nitroglycerine is administered sublingually to the patient. 5-7 minutes later, stress test is performed once again. It is followed with another injection of ¹³N-ammonium and positron emmission scanning. The persistent perfusion defect observed with underlying nitroglycerine premedication enables to diagnose hemodinamically significant atherosclerosis of coronary artery supplying a defect area. The absence of said perfusion defect shows coronary artery vasospasm, including combined with hemodinamically insignificant atherosclerosis.

EFFECT: technique provides high-accuracy diagnosis of hemodinamically significant coronary artery stenoses making over 70 % of the lumen diametre to be surgically managed.

2 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к медицине, точнее к кардиологии, и может найти применение в диагностике и выборе тактики лечения ишемической болезни сердца (ИБС).The invention relates to medicine, more specifically to cardiology, and may find application in the diagnosis and selection of tactics for the treatment of coronary heart disease (CHD).

Ишемическая болезнь сердца в течение многих лет является главной причиной смертности населения во многих экономически развитых странах. В настоящее время сердечно-сосудистые заболевания занимают доминирующую позицию в структуре общей смертности в России. Так, если в структуре причин общей смертности в России на долю сердечно-сосудистой патологии приходится более 55%, то внутри класса ИБС занимает основное место (47%), причем явно просматривается тенденция к неуклонному росту этих показателей. Следует отметить, что в популяции только около 40-50% всех больных ИБС знают о наличии у них болезни и получают соответствующее лечение, тогда как в 50-60% случаев заболевание остается нераспознанным.Coronary heart disease for many years is the main cause of mortality in many economically developed countries. Currently, cardiovascular diseases occupy a dominant position in the structure of total mortality in Russia. So, if in the structure of causes of general mortality in Russia the share of cardiovascular pathology is more than 55%, then within the class of coronary heart disease it occupies the main place (47%), and there is a clear tendency to a steady increase in these indicators. It should be noted that in the population only about 40-50% of all patients with coronary heart disease know about their disease and receive appropriate treatment, while in 50-60% of cases the disease remains unrecognized.

Общепризнанным критерием гемодинамической значимости коронарного атеросклероза, которая является показанием к хирургическому лечению ишемической болезни сердца, является степень сужения сосуда более чем на 70% от величины его диаметра. В то время как уменьшение просвета коронарной артерии до 70% не требует хирургического вмешательства, и заболевание следует лечить консервативно. До настоящего времени «золотым стандартом» в выявлении коронарного атеросклероза считается инвазивная коронарография. В то же время, как отмечают некоторые авторы, методика имеет свои ограничения в визуализации и, в некоторых случаях, в оценке гемодинамической значимости пораженных сосудов. Кроме того, процедура является инвазивной и может привести к ряду осложнений, среди которых наиболее опасными считаются кровотечение из зоны пункции бедренной артерии и повреждение атеросклеротических бляшек в устьях коронарных артерий, что может привести к возникновению эмболии и спровоцировать развитие острого коронарного синдрома. В конце 1980-х годов впервые для экспериментальных исследований стал применяться метод внутрикоронарного ультразвукового исследования (ВКУЗИ). В настоящее время данный метод является единственным, с помощью которого возможна послойная визуализация стенки коронарной артерии и получение информации о характере патоморфологических изменений в ней. Чувствительность метода, по данным различных авторов, в выявлении коронарного атеросклероза колеблется в пределах от 63 до 97% и зависит от морфологической стадии атеросклеротической бляшки и площади кальцинатов. Однако ограничением метода является его инвазивность и возможность исследования лишь ограниченной части сосудистого русла.A generally accepted criterion for the hemodynamic significance of coronary atherosclerosis, which is an indication for the surgical treatment of coronary heart disease, is the degree of narrowing of the vessel by more than 70% of its diameter. While reducing the lumen of the coronary artery to 70% does not require surgical intervention, and the disease should be treated conservatively. To date, invasive coronarography is considered the “gold standard” in the detection of coronary atherosclerosis. At the same time, as some authors note, the technique has its limitations in visualization and, in some cases, in assessing the hemodynamic significance of the affected vessels. In addition, the procedure is invasive and can lead to a number of complications, among which the most dangerous are bleeding from the zone of puncture of the femoral artery and damage to atherosclerotic plaques in the mouths of the coronary arteries, which can lead to embolism and trigger the development of acute coronary syndrome. In the late 1980s, for the first time for experimental research, the method of intracoronary ultrasound examination (ICUS) began to be applied. Currently, this method is the only one with the help of which layered visualization of the coronary artery wall and obtaining information about the nature of pathomorphological changes in it is possible. The sensitivity of the method, according to various authors, in the detection of coronary atherosclerosis ranges from 63 to 97% and depends on the morphological stage of the atherosclerotic plaque and the area of calcifications. However, the limitation of the method is its invasiveness and the ability to study only a limited part of the vascular bed.

Диагностика ИБС рутинными неинвазивными методами исследования, к которым можно отнести электрокардиографию (ЭКГ), нагрузочные ЭКГ-пробы (велоэргометрия и тредмил-тест), холтеровское мониторирование и стресс-эхокардиографию, базируется на изменении конечной части желудочкового ЭКГ комплекса, систолической и диастолической дисфункции левого желудочка, нарушениях ритма и проводимости, которые могут являться следствием транзиторного снижения миокардиального кровотока. По многочисленным данным, при выполнении ЭКГ-нагрузочных тестов у больных ИБС наблюдается высокая частота ложноположительных и ложноотрицательных, а также сомнительных результатов.Diagnosis of coronary heart disease by routine non-invasive research methods, which include electrocardiography (ECG), stress ECG tests (bicycle ergometry and treadmill test), Holter monitoring and stress echocardiography, is based on a change in the end part of the ventricular ECG complex, systolic and diastolic dysfunction , rhythm and conduction disturbances, which may result from a transient decrease in myocardial blood flow. According to numerous data, when performing ECG stress tests in patients with coronary artery disease there is a high frequency of false positive and false negative, as well as dubious results.

Интенсивное развитие современных технологий и совершенствование компьютерной техники привели в последние два десятилетия к появлению целого ряда принципиально новых неинвазивных методов исследования сердечно-сосудистой системы, в частности коронарной гемодинамики, которые значительно облегчили и повысили эффективность обследования больных ИБС. Внедрение в клиническую практику электронно-лучевой томографии (ЭЛТ) и многослойной спиральной компьютерной томографии (МСКТ) открыло широкие перспективы для неинвазивной диагностики стенозирующего атеросклероза венечных артерий. Фактически в настоящее время это единственные неинвазивные методы исследования, позволяющие получить полноценную информацию о наличии и гемодинамической значимости не только кальцинированных, но и «мягких» атеросклеротических бляшек. Тем не менее, визуализация дистальных отделов коронарных артерий затруднена в связи с возникновением двигательных артефактов от сердечных сокращений, что приводит к появлению ложноположительных результатов. На информативность МСКТ-коронарографии также влияет локализация стеноза. По данным ряда авторов, чувствительность метода для передней межжелудочковой ветви левой коронарной артерии составила 100%, тогда как для огибающей ветви всего 44%. Следует отметить, что появление нового поколения компьютерных томографов с 16, 32, 64 и 128 рядами детекторов значительно улучшает визуализацию коронарных артерий и позволяет избежать двигательных артефактов. Но к серьезным недостаткам МСКТ относится высокая лучевая нагрузка на пациента, которая в 2-3 раза превышает таковую при инвазивной коронарографии и в 5-10 раз выше, чем при ЭЛТ. Ограничением к использованию метода являются также частота сердечных сокращений более 60 ударов в минуту, частая экстрасистолия и мерцательная аритмия. Для уменьшения частоты сердечных сокращений перед выполнением МСКТ-коронарографии рекомендуется прием препаратов из группы бета-блокаторов. Абсолютным противопоказанием к исследованию является аллергическая реакция на йодсодержащие контрастные вещества, которые широко используются в ходе выполнения данной методики. Следует добавить, что артефакты от кальцинированных бляшек создают порой непреодолимые трудности при оценке гемодинамической значимости атеросклеротических бляшек. В связи с этим особую актуальность представляет разработка и внедрение в клиническую практику методов оценки перфузии миокарда.The intensive development of modern technologies and the improvement of computer technology in the last two decades led to the appearance of a whole series of fundamentally new non-invasive methods for studying the cardiovascular system, in particular coronary hemodynamics, which greatly facilitated and increased the efficiency of examination of patients with coronary artery disease. The introduction into clinical practice of electron beam tomography (CRT) and multilayer spiral computed tomography (MSCT) has opened up broad prospects for non-invasive diagnosis of stenosing atherosclerosis of coronary arteries. In fact, at present these are the only non-invasive research methods that allow obtaining complete information about the presence and hemodynamic significance of not only calcified, but also “soft” atherosclerotic plaques. However, visualization of the distal coronary arteries is difficult due to the occurrence of motor artifacts from cardiac contractions, which leads to the appearance of false-positive results. Localization of stenosis also affects the information content of MSCT coronary angiography. According to several authors, the sensitivity of the method for the anterior interventricular branch of the left coronary artery was 100%, while for the envelope branch of only 44%. It should be noted that the emergence of a new generation of computer tomographs with 16, 32, 64 and 128 rows of detectors significantly improves the visualization of coronary arteries and avoids motor artifacts. But the serious radiation burden on the patient is one of the serious drawbacks of MSCT, which is 2–3 times higher than that for invasive coronary angiography and 5–10 times higher than for CRT. A limitation to the use of the method is also a heart rate of more than 60 beats per minute, frequent extrasystole and atrial fibrillation. To reduce heart rate before taking MSCT coronary angiography, it is recommended to take drugs from the beta-blocker group. An absolute contraindication to the study is an allergic reaction to iodine-containing contrast agents, which are widely used in the course of this technique. It should be added that artifacts from calcified plaques sometimes create insurmountable difficulties in assessing the hemodynamic significance of atherosclerotic plaques. In this regard, the development and implementation in clinical practice of methods for assessing myocardial perfusion is of particular relevance.

К настоящему времени для изучения перфузии миокарда разработано множество технологий: интракоронарная допплерография, трансторакальное и чреспищеводное ультразвуковое исследование коронарных артерий, эхокардиография с контрастированием, магнитно-резонансная томография (МРТ), однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) и позитронная эмиссионная томография (ПЭТ).To date, many technologies have been developed to study myocardial perfusion: intracoronary dopplerography, transthoracic and transesophageal ultrasound of the coronary arteries, contrast echocardiography, magnetic resonance imaging (MRI), single-photon emission computed tomography (SPECT) and positron emission tomography (PE).

В последнее десятилетие в крупных кардиологических центрах во время коронароангиографических исследований и рентгенэндоваскулярных операций все чаще применяют селективное и суперселективное интракоронарное ультразвуковое исследование с использованием высокочастотных датчиков и допплерографических флоурометров. Данная методика помогает уточнить степень морфофункционального поражения коронарного русла и осуществлять эффективный динамический контроль за рентгеноэндоваскулярными вмешательствами. Тем не менее, диагностические возможности интракоронарной допплерографии ограничиваются оценкой скорости кровотока (см/сек) в участке коронарной артерии, где непосредственно производится измерение и, практически, не дает возможности оценки перфузии и объемного миокардиального кровотока на уровне дистальных отделов коронарных артерий. Также следует отметить, что сочетание ангиографического и ультразвукового методов исследования является дорогостоящей и продолжительной по времени процедурой, требующей сосредоточения комплекса сложной диагностической аппаратуры и бригады квалифицированных специалистов. Кроме того, процедура является инвазивной и небезопасной для пациента, что ограничивает ее широкое практическое применение.In the last decade, in large cardiology centers, during coronary angiography and X-ray endovascular operations, selective and superselective intracoronary ultrasound using high-frequency sensors and Dopplerographic fluorometers are increasingly used. This technique helps to clarify the degree of morphofunctional lesion of the coronary channel and to carry out effective dynamic control of endovascular interventions. Nevertheless, the diagnostic capabilities of intracoronary dopplerography are limited by the assessment of blood flow velocity (cm / sec) in the coronary artery section, where the measurement is directly performed and, practically, does not allow the assessment of perfusion and volume myocardial blood flow at the level of the distal coronary arteries. It should also be noted that the combination of angiographic and ultrasound research methods is an expensive and time-consuming procedure, requiring the concentration of a complex of complex diagnostic equipment and a team of qualified specialists. In addition, the procedure is invasive and unsafe for the patient, which limits its widespread practical use.

Неинвазивная визуализация коронарных артерий и определение коронарного кровотока является методологически сложной задачей вследствие особенностей топики коронарных артерий, их малого диаметра и гиперкинезии, обусловленной сокращением камер сердца. Частично преодолеть эти трудности помогают новые ультразвуковые технологии последнего десятилетия: мультиплановая чреспищеводная эхокардиография и высокочастотная трансторакальная эхокардиография, применение которых позволяет визуализировать большую часть магистрального коронарного русла с возможностью регистрации допплеровского спектра коронарного кровотока. При этом выполнение пробы с фармакологической нагрузкой дает возможность определения коронарного резерва. По данным некоторых исследователей, отмечается высококачественная регистрация допплеровского спектра коронарного кровотока в стволе левой коронарной артерии (88-99%) и проксимальном сегменте передней межжелудочковой ветви левой коронарной артерии (85-88%). Однако в проксимальных сегментах огибающей ветви левой коронарной артерии и правой коронарной артерии допплеровский спектр коронарного кровотока регистрировался лишь в 58-71% и 58-65% соответственно [Врублевский А.В., Бощенко А.А., Карпов Р.С. Неинвазивная ультразвуковая допплерография коронарных артерий: методические и диагностические аспекты // Визуализация в клинике. - 2001. - Т.19. - С.50-60].Non-invasive visualization of coronary arteries and determination of coronary blood flow is a methodologically challenging task due to the characteristics of the topic of the coronary arteries, their small diameter and hyperkinesia, due to the reduction of the heart chambers. New ultrasound technologies of the last decade help partially overcome these difficulties: multiplanar transesophageal echocardiography and high-frequency transthoracic echocardiography, the use of which allows you to visualize most of the main coronary bed with the possibility of recording the Doppler spectrum of coronary blood flow. At the same time, performing a test with a pharmacological load makes it possible to determine the coronary reserve. According to some researchers, there is a high-quality registration of the Doppler spectrum of coronary blood flow in the trunk of the left coronary artery (88-99%) and the proximal segment of the anterior interventricular branch of the left coronary artery (85-88%). However, in the proximal segments of the envelope branch of the left coronary artery and the right coronary artery, the Doppler spectrum of the coronary blood flow was recorded only in 58-71% and 58-65%, respectively [Vrublevsky A.V., Boshchenko A.A., Karpov R.S. Non-invasive ultrasound dopplerography of coronary arteries: methodological and diagnostic aspects // Visualization in the clinic. - 2001. - T. 19. - S.50-60].

Главным методологическим недостатком чреспищеводной эхографии коронарных артерий является невозможность оценки атеросклеротического поражения средних и дистальных сегментов коронарного русла, так как они не попадают в плоскость ультразвукового среза. Кроме того, визуализация коронарных артерий второго порядка в настоящее время находится за пределами разрешающей способности диагностического ультразвука. Известен способ диагностики дистальных стенозов, предложеный Vrublevsky A.V. с соавт.(2004), суть которого заключается в сопоставлении значений коронарного резерва, определенного в проксимальном отделе передней межжелудочковой ветви левой коронарной артерии и в коронарном синусе методом чреспищеводной эхографии [Vrublevsky A.V., Boshchenko А.А., Karpov R.S. Simultaneous transesophageal Doppler assessment of coronary flow reserve in the left anterior descending artery and coronary sinus allows differentiation between proximal and non-proximal left anterior descending artery stenoses // Eur. J. Echocardiography. - 2004. - V.5. - P.25-33]. В отличие от коронарных артерий коронарный синус является крупным сосудом, что позволяет адекватно измерить его диаметр. Согласованное снижение коронарного резерва в передней межжелудочковой ветви левой коронарной артерии и в коронарном синусе свидетельствует о проксимальном стенозе, тогда как нормальные значения коронарного резерва в передней межжелудочковой ветви левой коронарной артерии в сочетании с его снижением в коронарном синусе характерны для дистальной локализации стеноза. Чувствительность метода в выявлении проксимальных и дистальных стенозов составила 89% и 75%, специфичность 93% и 70% соответственно.The main methodological drawback of transesophageal echography of the coronary arteries is the impossibility of assessing atherosclerotic lesions of the middle and distal segments of the coronary channel, since they do not fall into the plane of the ultrasound section. In addition, imaging of second-order coronary arteries is currently beyond the resolution of diagnostic ultrasound. A known method for the diagnosis of distal stenosis proposed by Vrublevsky A.V. et al. (2004), the essence of which is to compare the values of the coronary reserve determined in the proximal part of the anterior interventricular branch of the left coronary artery and in the coronary sinus using transesophageal echography [Vrublevsky A.V., Boshchenko A.A., Karpov R.S. Simultaneous transesophageal Doppler assessment of coronary flow reserve in the left anterior descending artery and coronary sinus allows differentiation between proximal and non-proximal left anterior descending artery stenoses // Eur. J. Echocardiography. - 2004. - V.5. - P.25-33]. Unlike coronary arteries, the coronary sinus is a large vessel, which allows you to adequately measure its diameter. A consistent decrease in the coronary reserve in the anterior interventricular branch of the left coronary artery and in the coronary sinus indicates proximal stenosis, while normal values of the coronary reserve in the anterior interventricular branch of the left coronary artery in combination with its decrease in the coronary sinus are characteristic of distal localization of stenosis. The sensitivity of the method in detecting proximal and distal stenoses was 89% and 75%, specificity 93% and 70%, respectively.

Известен способ высокочастотной трансторакальной эхографии коронарных артерий в сочетании с технологией второй гармоники эхо-сигнала [Krzanowski М., Bodzon W., Petkow-Dimitrow P. Imaging of all three coronary arteries by transthoracic echocardiography. An illustrated guide. // Cardiovasc Ultrasound. - 2003. - V.1. - N.16. - P.1-51]. Применение технологии второй гармоники позволяет использовать низкие частоты датчика (2-3 МГц) для проникновения ультразвукового луча на большую глубину, а высокие частоты (6-7 МГц) - для восприятия отражения ультразвуковой энергии от исследуемых объектов. Сочетание режима второй гармоники с цветным картированием, импульсно-волновым допплером и эхоконтрастированием предоставляет уникальную возможность неинвазивной визуализации средних и дистальных сегментов коронарных артерий и регистрировать в них спектр коронарного кровотока. Тем не менее, метод не лишен недостатков, среди которых следует выделить неудовлетворительную визуализацию средней трети правой коронарной артерии и дистальной трети огибающей ветви левой коронарной артерии вследствие их анатомического расположения. Точно не определены нормальные абсолютные значения коронарного кровотока, что создает определенные трудности в интерпретации результатов исследования. Кроме того, трансторакальная эхография коронарных артерий является трудоемким и длительным исследованием.A known method of high-frequency transthoracic echography of the coronary arteries in combination with the second harmonic technology of the echo signal [Krzanowski M., Bodzon W., Petkow-Dimitrow P. Imaging of all three coronary arteries by transthoracic echocardiography. An illustrated guide. // Cardiovasc Ultrasound. - 2003. - V.1. - N.16. - P.1-51]. The application of the second harmonic technology allows the use of low sensor frequencies (2-3 MHz) for the penetration of an ultrasonic beam to a greater depth, and high frequencies (6-7 MHz) - for the perception of ultrasonic energy reflection from the studied objects. The combination of the second harmonic mode with color mapping, pulse-wave Doppler and echo contrasting provides a unique opportunity for non-invasive visualization of the middle and distal segments of the coronary arteries and record the spectrum of coronary blood flow in them. However, the method is not without drawbacks, among which are poor visualization of the middle third of the right coronary artery and the distal third of the envelope branch of the left coronary artery due to their anatomical location. The normal absolute values of coronary blood flow have not been precisely determined, which creates certain difficulties in interpreting the results of the study. In addition, transthoracic echography of the coronary arteries is a laborious and lengthy study.

В последние годы появились исследования, посвященные определению возможностей эхокардиографии с контрастированием для оценки коронарного кровотока [Wei К., Ragosta М., Thorpe J., et al. Quantification of coronary blood flow reserve in humans using myocardial contrast echocardiography // Circulation. - 2001. - V.103. - P.2560-2565]. Эхоконтрастные препараты повышают чувствительность цветного допплеровского картирования и энергетического допплера в визуализации коронарных сосудов. В исследовании сообщается о высокой сопоставимости результатов контрастной эхокардиографии и интракоронарной допплерографии у пациентов с атеросклерозом венечных артерий и у лиц без сердечно-сосудистой патологии, а также выявлена тесная корреляция между значениями коронарного резерва, по данным контрастной эхокардиографии, и степенью стеноза артерий по результатам инвазивной коронарографии (r=0,79, р<0,001). Недостатками метода являются низкое качество визуализации базальных сегментов левого желудочка, появление ложноположительных результатов при наличии патологических изменений в верхушечной области. Тахикардия значительно усложняет интерпретацию результатов контрастной эхокардиографии, что делает невозможным выполнение методики в условиях нагрузочного стресс-теста, который в свою очередь повышает информативность метода.In recent years, studies have emerged to determine the possibilities of echocardiography with contrast for assessing coronary blood flow [Wei K., Ragosta M., Thorpe J., et al. Quantification of coronary blood flow reserve in humans using myocardial contrast echocardiography // Circulation. - 2001. - V.103. - P.2560-2565]. Echo contrast preparations increase the sensitivity of color Doppler mapping and energy doppler in the visualization of coronary vessels. The study reported a high comparability of the results of contrast echocardiography and intracoronary dopplerography in patients with coronary artery atherosclerosis and in people without cardiovascular pathology, and also revealed a close correlation between coronary reserve values, according to contrast echocardiography, and the degree of arterial stenosis according to the results of invasive coronas (r = 0.79, p <0.001). The disadvantages of the method are the low quality of visualization of the basal segments of the left ventricle, the appearance of false positive results in the presence of pathological changes in the apical region. Tachycardia significantly complicates the interpretation of the results of contrast echocardiography, which makes it impossible to perform the method under stress stress test, which in turn increases the information content of the method.

Одним из основных недостатков выше упомянутых ультразвуковых методов исследования миокардиального кровотока является зависимость от квалификации и опыта работы специалиста в данной области. Поэтому большую диагностическую ценность имеют оператор-независимые методы оценки коронарной гемодинамики: МРТ, ОФЭКТ и ПЭТ.One of the main disadvantages of the above-mentioned ultrasound methods for the study of myocardial blood flow is the dependence on the qualifications and experience of a specialist in this field. Therefore, operator-independent methods for assessing coronary hemodynamics: MRI, SPECT and PET, are of great diagnostic value.

Использование различных МРТ протоколов сбора данных и программ постпроцессинговой обработки результатов позволяет получить информацию не только о структурном и функциональном состоянии всех отделов сердца, но и рассчитать в абсолютных единицах удельный миокардиальный кровоток левого желудочка. Использование многосрезовой MPT (3-10 срезов) с хорошим временным разрешением позволяет за 1-2 сердечных цикла охватить все отделы сердца и, благодаря высокой пространственной разрешающей способности метода, дает возможность оценить кровоток в различных слоях миокарда, в частности, в папиллярных мышцах. Выполнение исследования на фоне фармакологических проб способствует повышению диагностической эффективности метода. Показатели чувствительности и специфичности многосрезовой МРТ по сравнению с инвазивной коронарографией приближаются к 90% [Schwitter J., Nanz D., Kneifel S. et al. Assessment of myocardial perfusion in coronary artery disease by magnetic resonance. A comparison with positron emission tomography and coronary angiography // Circulation. - 2001. - V.103. - P.2230-2235]. Анализ доступной литературы позволяет сделать заключение, что МРТ является многообещающим методом лучевой диагностики, который может найти широкое применение в повседневной клинической практике. Кроме того, процедура не сопровождается лучевой нагрузкой на пациента, что является несомненным ее достоинством. Тем не менее, до настоящего времени не унифицирована МРТ методика количественного анализа удельного миокардиального кровотока, что затрудняет интерпретацию результатов, полученных в различных диагностических центрах. Процедура противопоказана пациентам с металлическими имплантатами, некоторыми типами интракоронарных стентов, кардиостимуляторами, дефибрилляторами и искусственными протезами клапанов сердца. Особые трудности представляет выполнение исследования у пациентов с клаустрофобией.The use of various MRI protocols for data collection and post-processing data processing programs allows us to obtain information not only about the structural and functional state of all parts of the heart, but also to calculate the specific myocardial blood flow of the left ventricle in absolute units. The use of multislice MPT (3-10 slices) with good temporal resolution allows covering all parts of the heart in 1-2 cardiac cycles and, thanks to the high spatial resolution of the method, makes it possible to evaluate blood flow in various layers of the myocardium, in particular, in papillary muscles. Performing the study against the background of pharmacological tests helps to increase the diagnostic effectiveness of the method. The sensitivity and specificity of multislice MRI compared with invasive coronary angiography are close to 90% [Schwitter J., Nanz D., Kneifel S. et al. Assessment of myocardial perfusion in coronary artery disease by magnetic resonance. A comparison with positron emission tomography and coronary angiography // Circulation. - 2001. - V.103. - P.2230-2235]. Analysis of the available literature allows us to conclude that MRI is a promising method of radiation diagnosis, which can be widely used in everyday clinical practice. In addition, the procedure is not accompanied by radiation exposure to the patient, which is its undoubted advantage. However, to date, the MRI technique for the quantitative analysis of specific myocardial blood flow has not been unified, which complicates the interpretation of the results obtained in various diagnostic centers. The procedure is contraindicated in patients with metal implants, some types of intracoronary stents, pacemakers, defibrillators and artificial prosthetic heart valves. Of particular difficulty is the performance of the study in patients with claustrophobia.

Известны радионуклидные методы диагностики: перфузионная однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) и перфузионная позитронная эмиссионная томография (ПЭТ), которые, по мнению большинства исследователей, обладают высокой информативностью при выявлении патологии коронарной микроциркуляции. Радиофармацевтические препараты (РФП) для ОФЭКТ (²⁰¹Тl-хлорид, ^99мТс-метоксиизобутил-изонитрил и ^99мТс-тетрафосмин) и для ПЭТ (¹³N-аммоний и ⁸²Rb-хлорид) имеют общее свойство аккумуляции в кардиомиоцитах пропорционально миокардиальному кровотоку.Radionuclide diagnostic methods are known: perfusion single-photon emission computed tomography (SPECT) and perfusion positron emission tomography (PET), which, according to most researchers, are highly informative in identifying coronary microcirculation pathologies. Radiopharmaceuticals (RFPs) for SPECT ( ²⁰¹ Tl-chloride, ^99m Tc-methoxyisobutyl-isonitrile and ^99m Tc-tetrafosmin) and for PET ( ¹³ N-ammonium and ⁸² Rb-chloride) have a common property of accumulation in cardiomyocytes in proportion to myocardial blood flow.

В то же время специалисты в области ядерной кардиологии утверждают, что радионуклидные исследования перфузии миокарда в покое малоинформативны. При уменьшении просвета коронарных артерий вследствие атеросклероза происходит компенсаторная вазодилатация пораженных сосудов. Кроме того, образуется сеть коллатерального кровообращения, благодаря чему в состоянии покоя кровоснабжение миокарда длительное время может оставаться практически нормальным, а нарушение миокардиального кровотока возможно установить в условиях функциональной нагрузки. Наиболее физиологичной считается проба с физической нагрузкой, в ходе которой происходит повышение потребности миокарда в кислороде, вследствие увеличения силы и частоты сердечных сокращений, которое в норме сопровождается увеличением миокардиального кровотока.At the same time, experts in the field of nuclear cardiology argue that radionuclide studies of myocardial perfusion at rest are uninformative. With a decrease in the lumen of the coronary arteries due to atherosclerosis, compensatory vasodilation of the affected vessels occurs. In addition, a network of collateral circulation is formed, due to which, at rest, the blood supply to the myocardium for a long time can remain almost normal, and a violation of the myocardial blood flow can be established under conditions of functional load. The most physiological test is considered to be a test with physical activity, during which there is an increase in myocardial oxygen demand, due to an increase in strength and heart rate, which is normally accompanied by an increase in myocardial blood flow.

На основании многолетнего мирового опыта убедительно доказана высокая чувствительность радионуклидных методов оценки перфузии сердца при диагностике ИБС. Анализ литературных сведений позволил нам придти к выводу, что нагрузочная проба существенно увеличивает чувствительность радионуклидных методов в диагностике ИБС [Schinkel A.F.L., Вах J.J., Geleijnse M.L., et al. Noninvasive evaluation of ischaemic heart disease: myocardial perfusion imaging or stress echocardiography? // Eur. Heart J. - 2003. - V.24. - P.789-800, Kaufmann P.A., Camici P.G. Myocardial blood flow measurement by PET: technical aspects and clinical applications // J. Nucl. Med. - 2005. - V.46. - P.75-88].Based on many years of world experience, the high sensitivity of radionuclide methods for assessing cardiac perfusion in the diagnosis of coronary heart disease has been convincingly proven. An analysis of the literature has allowed us to conclude that a stress test significantly increases the sensitivity of radionuclide methods in the diagnosis of coronary heart disease [Schinkel A.F.L., Bach J.J., Geleijnse M.L., et al. Noninvasive evaluation of ischaemic heart disease: myocardial perfusion imaging or stress echocardiography? // Eur. Heart J. - 2003 .-- V.24. - P.789-800, Kaufmann P.A., Camici P.G. Myocardial blood flow measurement by PET: technical aspects and clinical applications // J. Nucl. Med. - 2005. - V.46. - P.75-88].

Однако в ряде исследований были продемонстрированы невысокие значения специфичности радионуклидных методов оценки перфузии миокарда на фоне пробы с физической нагрузкой [Schindler Т.Н., Nitzsche Е., Magosaki N. et al. Regional myocardial perfusion defects during exercise, as assessed by three dimensional integration of morphology and function, in relation to abnormal endothelium dependent vasoreactivity of the coronary microcirculation // Heart. - 2003. V.89. - P.517-526]. На основании полученных результатов авторы сходятся во мнении, что причиной появления ложноположительных результатов является эндотелиальная дисфункция коронарных артерий, которая в свою очередь снижает способность сосудистой стенки расслабляться в ответ на вазодилатирующий стимул, а в некоторых случаях приводит к парадоксальной вазоконстрикции. Возникающая на фоне пробы с физической нагрузкой активация симпатической нервной системы является одним из таких стимулов. Взаимодействуя с α2-адренорецепторами эндотелиоцитов, катехоламины стимулируют высвобождение оксида азота - основного эндотелийрелаксирующего фактора. Увеличение концентрации оксида азота на поверхности сосудистой стенки уравновешивает вазоконстрикторное действие катехоламинов на αl-адренорецепторы подлежащих гладкомышечных клеток. При нарушении синтеза или высвобождения оксида азота эндотелиоцитами в ответ на катехоламиновую стимуляцию вазодилатация коронарных артерий отсутствует или наблюдается парадоксальная вазоконстрикция, что приводит к дисбалансу между доставкой и потребностью миокарда в кислороде и развитию ишемической реакции.However, in a number of studies, low values of specificity of radionuclide methods for assessing myocardial perfusion against a background of a sample with physical activity were demonstrated [Schindler T.N., Nitzsche E., Magosaki N. et al. Regional myocardial perfusion defects during exercise, as assessed by three dimensional integration of morphology and function, in relation to abnormal endothelium dependent vasoreactivity of the coronary microcirculation // Heart. - 2003. V.89. - P.517-526]. Based on the results, the authors agree that the cause of false-positive results is endothelial dysfunction of the coronary arteries, which in turn reduces the ability of the vascular wall to relax in response to a vasodilating stimulus, and in some cases leads to paradoxical vasoconstriction. The activation of the sympathetic nervous system arising from a test with physical activity is one of such stimuli. Interacting with the α2-adrenergic receptors of endotheliocytes, catecholamines stimulate the release of nitric oxide - the main endothelium-relaxing factor. An increase in the concentration of nitric oxide on the surface of the vascular wall balances the vasoconstrictive effect of catecholamines on the αl-adrenergic receptors of the underlying smooth muscle cells. In case of violation of the synthesis or release of nitric oxide by endotheliocytes in response to catecholamine stimulation, there is no coronary artery vasodilation or paradoxical vasoconstriction is observed, which leads to an imbalance between the delivery and oxygen demand of the myocardium and the development of an ischemic reaction.

Известен способ интракоронарного введения ацетилхолина и последующей ангиографической оценки эндотелийзависимой вазодилатации коронарных артерий [Сергиенко В.Б., Саютина Е.В., Самойленко Л.Е. и соавт. Роль дисфункции эндотелия в развитии ишемии миокарда у больных ишемической болезнью сердца с неизмененными и малоизмененными коронарными артериями // Кардиология. - 1999. - № 1. - С.25-30]. Несмотря на высокую диагностическую эффективность, способ является инвазивным, а следовательно, дорогостоящим и небезопасным для пациента. Известен способ диагностики вазоспастической стенокардии у больных с кардиальным болевым синдромом, который был предложен группой авторов из Украинского научно-исследовательского института кардиологии им. акад. Н.Д.Стражеско, Лутай М.И., Ломаковским А.Н. и Евтушенко А.В. [патент RU (11) 2088148 (13) С1]. Способ заключается в выполнении чреспищеводной электрокардиостимуляции до частоты 160 в минуту. При отсутствии изменений на ЭКГ больному вводят атропин и повторяют чреспищеводную электрокардиостимуляцию. Вазоспастическую стенокардию диагностируют при появлении депрессии или элевации сегмента ST на ЭКЗ более 1 мм. Этот способ позволяет выявить скрытый вазоспазм у пациентов с ранними проявлениями коронарного атеросклероза. Однако авторы не указывают, решает ли данный способ проблему дифференциальной диагностики гемодинамически значимого атеросклероза коронарных артерий и вазоспазма в сочетании с малозначимым коронарным стенозом. Известен способ определения функционального состояния эндотелия при помощи ПЭТ, основанный на реакции коронарного русла на холодовую стимуляцию [Kjaer A., Meyer С., Neilsen F. S. Dipyridamole, cold pressor test, and demonstration of endothelial dysfunction: a PET study of myocardial perfusion in diabetes // J. Nucl. Med. - 2003. - V.44. - P.19-23]. Тем не менее, данная технология позволяет лишь установить факт влияния эндотелиальной дисфункции на состояние миокардиального кровотока.A known method of intracoronary administration of acetylcholine and subsequent angiographic evaluation of endothelium-dependent vasodilation of the coronary arteries [Sergienko VB, Sayutina EV, Samoilenko L.E. et al. The role of endothelial dysfunction in the development of myocardial ischemia in patients with coronary heart disease with unchanged and little changed coronary arteries // Cardiology. - 1999. - No. 1. - S.25-30]. Despite the high diagnostic efficiency, the method is invasive, and therefore, expensive and unsafe for the patient. A known method for the diagnosis of vasospastic angina in patients with cardiac pain syndrome, which was proposed by a group of authors from the Ukrainian Research Institute of Cardiology named after Acad. N.D. Strazhesko, Lutai M.I., Lomakovsky A.N. and Evtushenko A.V. [patent RU (11) 2088148 (13) C1]. The method consists in performing transesophageal pacing up to a frequency of 160 per minute. In the absence of changes in the ECG, atropine is administered to the patient and transesophageal pacing is repeated. Vasospastic angina pectoris is diagnosed with the appearance of depression or elevation of the ST segment on an ECZ of more than 1 mm. This method allows revealing latent vasospasm in patients with early manifestations of coronary atherosclerosis. However, the authors do not indicate whether this method solves the problem of differential diagnosis of hemodynamically significant atherosclerosis of coronary arteries and vasospasm in combination with minor coronary stenosis. A known method for determining the functional state of the endothelium using PET, based on the response of the coronary channel to cold stimulation [Kjaer A., Meyer C., Neilsen FS Dipyridamole, cold pressor test, and demonstration of endothelial dysfunction: a PET study of myocardial perfusion in diabetes / / J. Nucl. Med. - 2003. - V.44. - P.19-23]. Nevertheless, this technology only allows to establish the fact of the influence of endothelial dysfunction on the state of myocardial blood flow.

Таким образом, анализ литературы позволил нам придти к выводу, что, несмотря на многообразие методов анатомической и функциональной диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы, ни один из существующих способов не позволяет однозначно дифференцировать гемодинамически значимый атеросклероз коронарных артерий от вазоспазма в сочетании с малозначимым коронарным стенозом.Thus, an analysis of the literature allowed us to conclude that, despite the variety of methods of anatomical and functional diagnostics of diseases of the cardiovascular system, none of the existing methods can unambiguously differentiate hemodynamically significant atherosclerosis of coronary arteries from vasospasm in combination with unimportant coronary stenosis.

Наиболее близким к предлагаемому является способ дифференциальной диагностики гемодинамически значимого атеросклероза коронарных артерий от их вазоспазма посредством радионуклидной технологии - перфузионной ОФЭКТ, выполненной на фоне пробы с физической нагрузкой и фармакологической пробы с дипиридамолом, описанный в публикации [David N., Marie P.Y., Angioi М. et al Dipiridamole and exercise SPECT provide different estimates of myocardial ischemic areas: role of the severity of coronary stenoses and of the increase in heart rate during exercise // Eur. J. Nucl. Med. 2000. - V.27. - P.788-799]. Он заключается в том, что для диагностики ИБС пациентам выполнялась перфузионная ОФЭКТ сердца с ²⁰¹Т1-хлоридом на фоне пробы с физической нагрузкой и фармакологической пробы с дипиридамолом. Исследование выполняли на гамма-томографе с использованием низкоэнергетического коллиматора с высоким разрешением. Пробу с физической нагрузкой проводили на велоэргометре. Первоначальной ступенью нагрузки выбирали 20 Вт, на каждой последующей степени нагрузку увеличивали на 20 Вт, длительность одной ступени составляла 1 минуту. В исходном состоянии, в конце каждого 1-минутного периода проводили регистрацию ЭКГ в 3-х отведениях (VI, V5 и aVF) и артериального давления (АД). Критериями прекращения пробы служили выраженная усталость пациента, клинические проявления стенокардии, депрессия сегмента ST на 2 и более миллиметров от изолинии, желудочковая аритмия, стресс-индуцированная гипотензия или достижение максимальной частоты сердечных сокращений. Через 10±4 дня проводили фармакологическую пробу с дипиридамолом, которую выполняли из расчета 0,56 мг вещества/кг массы тела пациента. Дипиридамол вводили внутривенно струйно в течение 4 минут. При этом для улучшения качества сцинтиграфического изображения дополнительно на 3 минуте после начала инфузии дипиридамола проводили велоэргометрию при пороговой мощности 20 Вт. После окончания введения дипиридамола мощность нагрузки увеличивали до 40 Вт, и длительность второй ступени составляла 4 минуты. Инъекцию ²⁰¹Тl-хлорида из расчета 37 МБк на 25 кг веса пациента (не превышая 130 МБк) выполняли за 1 минуту до прекращения нагрузочной пробы и через 10 минут после введения РФП начинали томографическое исследование сердца. Оценку перфузии сердца в покое производили по протоколу «покой-реинъекция» в день проведения пробы с физической нагрузкой: через 3-4 часа после выполнения нагрузочной пробы пациенту дополнительно вводили 12,3 МБк на 25 кг веса пациента ²⁰¹Тl-хлорида и сканирование производили через 60 минут после повторной инъекции РФП.Closest to the proposed method is a differential diagnosis of hemodynamically significant atherosclerosis of the coronary arteries from their vasospasm by means of a radionuclide technology - perfection SPECT, performed on the background of a physical exercise test and a pharmacological test with dipyridamole, described in the publication [David N., Marie PY, Angioi M. et al Dipiridamole and exercise SPECT provide different estimates of myocardial ischemic areas: role of the severity of coronary stenoses and of the increase in heart rate during exercise // Eur. J. Nucl. Med. 2000. - V.27. - P.788-799]. It consists in the fact that for the diagnosis of coronary artery disease, patients underwent cardiac perfection SPECT with ²⁰¹ T1-chloride against the background of a physical exercise test and a pharmacological test with dipyridamole. The study was performed on a gamma-ray tomograph using a low-energy high-resolution collimator. A test with physical activity was carried out on a bicycle ergometer. The initial load stage was 20 W; at each subsequent degree, the load was increased by 20 W; the duration of one stage was 1 minute. In the initial state, at the end of each 1-minute period, ECG was recorded in 3 leads (VI, V5 and aVF) and blood pressure (BP). The criteria for termination of the test were expressed patient fatigue, clinical manifestations of angina pectoris, ST segment depression of 2 or more millimeters from the isoline, ventricular arrhythmia, stress-induced hypotension, or maximum heart rate. After 10 ± 4 days, a pharmacological test was performed with dipyridamole, which was performed at the rate of 0.56 mg of substance / kg of the patient’s body weight. Dipyridamole was injected intravenously for 4 minutes. Moreover, to improve the quality of the scintigraphic image, an additional 3 minutes after the start of the dipyridamole infusion was carried out by bicycle ergometry at a threshold power of 20 W. After the introduction of dipyridamole, the load power was increased to 40 W, and the duration of the second stage was 4 minutes. An injection of ²⁰¹ Tl-chloride at the rate of 37 MBq per 25 kg of patient weight (not exceeding 130 MBq) was performed 1 minute before the termination of the stress test and 10 minutes after the administration of the radiopharmaceutical, a tomographic study of the heart was started. Evaluation of cardiac perfusion at rest was performed according to the “rest-reinjection” protocol on the day of the physical exercise test: 3-4 hours after the exercise test, the patient was additionally injected with 12.3 MBq per 25 kg of patient weight ²⁰¹ Tl-chloride and scanning was performed through 60 minutes after repeated injection of radiopharmaceutical.

Визуальный анализ реконструированных томографических срезов сердца производили два специалиста независимо друг от друга. Для оценки перфузии миокарда использовали 20-сегментарную модель левого желудочка и 4-балльную систему, согласно которой «0» соответствовал нормальной перфузии в сегменте левого желудочка, «1» - сомнительной гипоперфузии, «2» - умеренной гипоперфузии и «3» - тяжелой гипоперфузии. Дефекты считали стресс-индуцированными, если степень их тяжести на фоне нагрузочной пробы увеличивалась на 1 балл и более по сравнению с исследованием в покое. Затем выполняли сопоставление результатов сцинтиграфического исследования перфузии миокарда на фоне пробы с физической нагрузкой и дипиридамолом, при этом, если площадь стресс-индуцированного дефекта перфузии при пробе с физической нагрузкой отличалась на 5% (площадь одного сегмента) от площади стресс-индуцированного дефекта перфузии при пробе с дипиридамолом, различие считали значимым.Visual analysis of reconstructed tomographic sections of the heart was performed by two specialists independently of each other. To assess myocardial perfusion, a 20-segment model of the left ventricle and a 4-point system were used, according to which “0” corresponded to normal perfusion in the segment of the left ventricle, “1” to dubious hypoperfusion, “2” to moderate hypoperfusion, and “3” to severe hypoperfusion . Defects were considered stress-induced if their severity against the background of a stress test increased by 1 point or more compared to a study at rest. Then, the results of a scintigraphic study of myocardial perfusion against the background of the sample with physical activity and dipyridamole were compared, while if the area of the stress-induced perfusion defect during the test with physical activity differed by 5% (the area of one segment) from the area of the stress-induced perfusion defect during the sample with dipyridamole, the difference was considered significant.

В статье продемонстрирована высокая информативность перфузионной ОФЭКТ сердца с ²⁰¹Т1-хлоридом при определении гемодинамически значимого атеросклероза коронарных артерий. Между тем авторы обнаружили, что площадь стресс-индуцированных дефектов перфузии, полученных на фоне пробы с физической нагрузкой, превышает площадь стресс-индуцированных дефектов перфузии после инфузии дипиридамола, а в некоторых случаях проба с дипиридамолом не выявляла нарушения кровотока. Этот феномен наблюдался в участках сердца, получающих кровоснабжение из коронарной артерии, степень стеноза которой не превышала 70% от диаметра просвета сосуда. Полученные результаты позволили авторам сделать вывод, что в бассейнах коронарных артерий со степенью анатомического сужения менее 70% от диаметра просвета сосуда (промежуточный стеноз) пусковым механизмом, приводящим к снижению кровоснабжения миокарда на фоне пробы с физической нагрузкой, является стресс-индуцированная вазоконстрикция. Ограничением этого способа являлись патология органов дыхательной системы и анамнестические указания на перенесенное в прошлом нарушение мозгового кровообращения, т.к. указанные заболевания являлись противопоказанием к выполнению пробы с дипиридамолом. Поэтому пациенты, страдающие бронхиальной астмой, хроническим обструктивным бронхитом, дыхательной недостаточностью и имеющие анамнестическое указание на перенесенный инсульт, в данное исследование не включались. Кроме того, механизмом действия дипиридамола является не только эндотелийнезависимая вазодилатация вследствие активации А2-пуриновых рецепторов гладкой мускулатуры артериол, но и эндотелийзависимое звено вазорелаксации. При взаимодействии с пуриновыми рецепторами эндотелиоцитов дипиридамол вызывает эффект поток-зависимой вазодилатации путем высвобождения оксида азота из эндотелиоцитов. Поэтому фармакологическая проба с дипиридамолом полностью не устраняет эффект вазоспазма гладкой мускулатуры коронарной артерии в месте расположения атеросклеротической бляшки. К недостаткам способа также следует отнести длительный период полураспада изотопа ²⁰¹Тl (72 часа), что, во-первых, создает высокую лучевую нагрузку на пациента (дозовый коэффициент составляет 0,22 мЗв/МБк) и, во-вторых, не позволяет выполнить комплекс нагрузочных тестов в течение одного дня. Кроме того, согласно литературным сведениям, специфичность перфузионной ОФЭКТ сердца по сравнению с перфузионной позитронной эмиссионной томографией сердца (ПЭТ) невысока за счет экранирования или неравномерного поглощения фотонной энергии окружающими мягкими тканями. Ткань молочной железы у женщин и диафрагма у лиц гиперстенической конституции являются «анатомическим препятствием» для гамма-квантов, что приводит к неравномерной потере фотонной энергии и отражается на сцинтиграмме в виде дефекта аккумуляции РФП в миокарде левого желудочка. Трансмиссионное сканирование и более высокая энергия гамма-квантов при ПЭТ исследовании позволяют устранить влияние «анатомических препятствий» (аттенюации излучения) и избежать появления ложных дефектов перфузии. Таким образом, точность диагностики ишемической болезни сердца с помощью ОФЭКТ существенно уступает ПЭТ.The article demonstrates the high information content of perfusion SPECT of the heart with ²⁰¹ T1 chloride in determining hemodynamically significant coronary artery atherosclerosis. Meanwhile, the authors found that the area of stress-induced perfusion defects obtained against the background of a physical exercise test exceeds the area of stress-induced perfusion defects after dipyridamole infusion, and in some cases the dipyridamole sample did not reveal blood flow disturbance. This phenomenon was observed in areas of the heart receiving blood supply from the coronary artery, the degree of stenosis of which did not exceed 70% of the diameter of the lumen of the vessel. The results obtained allowed the authors to conclude that in the basins of the coronary arteries with a degree of anatomical narrowing of less than 70% of the diameter of the lumen of the vessel (intermediate stenosis), the trigger mechanism leading to a decrease in blood supply to the myocardium during a test with physical exertion is stress-induced vasoconstriction. A limitation of this method was the pathology of the respiratory system and anamnestic indications of a previous cerebrovascular accident, because these diseases were a contraindication to the test with dipyridamole. Therefore, patients suffering from bronchial asthma, chronic obstructive bronchitis, respiratory failure and having an anamnestic indication of a past stroke were not included in this study. In addition, the mechanism of action of dipyridamole is not only endothelium-independent vasodilation due to the activation of A2-purine receptors of smooth muscle of arterioles, but also the endothelium-dependent vasorelaxation link. When interacting with purine receptors of endotheliocytes, dipyridamole causes the effect of flow-dependent vasodilation by the release of nitric oxide from endotheliocytes. Therefore, a pharmacological test with dipyridamole does not completely eliminate the effect of vasospasm of the smooth muscles of the coronary artery at the location of the atherosclerotic plaque. The disadvantages of the method should also include the long half-life of the isotope ²⁰¹ Tl (72 hours), which, firstly, creates a high radiation load on the patient (dose coefficient of 0.22 mSv / MBq) and, secondly, does not allow the complex stress tests in one day. In addition, according to the literature, the specificity of perfusion SPECT of the heart compared with perfusion positron emission tomography of the heart (PET) is low due to screening or uneven absorption of photon energy by the surrounding soft tissues. Breast tissue in women and the diaphragm in individuals with a hypersthenic constitution are an “anatomical obstacle” for gamma rays, which leads to an uneven loss of photon energy and is reflected in the scintigram as a defect in the accumulation of the radiopharmaceutical in the left ventricular myocardium. Transmission scanning and higher gamma-ray energy in PET studies can eliminate the influence of "anatomical obstacles" (radiation attenuation) and avoid the appearance of false perfusion defects. Thus, the accuracy of the diagnosis of coronary heart disease using SPECT is significantly inferior to PET.

Технический результат настоящего изобретения состоит в повышении точности дифференциальной диагностики гемодинамически значимого атеросклероза коронарных артерий и вазоспазма, в том числе в сочетании с малозначимым атеросклерозом коронарных артерий за счет проведения перфузионного ПЭТ исследования с ¹³N-аммонием в покое и на фоне пробы с физической нагрузкой, в том числе после сублингвального приема нитроглицерина.The technical result of the present invention is to improve the accuracy of the differential diagnosis of hemodynamically significant coronary artery atherosclerosis and vasospasm, including in combination with non-significant coronary arteriosclerosis due to perfusion PET studies with ¹³ N-ammonium at rest and against the background of a test with physical activity, including after sublingual administration of nitroglycerin.

Этот результат достигается тем, что в покое и на фоне пробы с физической нагрузкой больному выполняют ПЭТ в статическом режиме в течение 20-ти минут с ¹³N-аммонием, который вводят болюсно в дозе 450 МБк, умноженных на площадь поверхности тела с интервалом между инъекциями 100 минут, а при выявлении во время пробы с физической нагрузкой на стресс-индуцированного дефекта перфузии миокарда больному вводят 0,5 мг сублингвально нитроглицерина и через 5-7 минут повторно выполняют перфузионную ПЭТ сердца на фоне пробы с физической нагрузкой, достигая аналогичных значений пороговой мощности и частоты сердечных сокращений, повторяют инъекцию ¹³N-аммония в той же дозе, что и при исследовании в покое, при этом если дефект перфузии сохраняется, то диагностируют гемодинамически значимый атеросклероз коронарной артерии, кровоснабжающей зону дефекта, а в случае исчезновения дефекта перфузии - вазоспазм коронарной артерии, в том числе в сочетании с гемодинамически незначимым атеросклерозом.This result is achieved by the fact that at rest and against the background of a physical exercise test, the patient is subjected to a static PET scan for 20 minutes with ¹³ N-ammonium, which is administered bolus at a dose of 450 MBq, multiplied by the body surface area with an interval between injections 100 minutes, and if during a test with physical activity a stress-induced defect in myocardial perfusion is detected, the patient is given 0.5 mg of sublingual nitroglycerin and after 5-7 minutes, a perfusion PET of the heart is re-performed against the background of the physical exercise test, reaching similar values of the threshold power and heart rate, repeat the injection of ¹³ N-ammonium in the same dose as in the study at rest, while if the perfusion defect persists, then hemodynamically significant coronary arteriosclerosis is diagnosed, which supplies the defect, and in case of disappearance perfusion defect - vasospasm of the coronary artery, including in combination with hemodynamically insignificant atherosclerosis.

Занимаясь в течение ряда лет диагностикой ишемической болезни сердца методом ПЭТ с перфузионным радиофармацевтическим препаратом ¹³N-аммонием, в том числе определением функционально значимого атеросклероза коронарных артерий, нами было установлено, что, как правило, появление стресс-индуцированного дефекта перфузии свидетельствует о наличии функционально значимого стенозирующего атеросклероза коронарной артерии, кровоснабжающей соответствующий дефекту участок сердца. В то же время у ряда больных, особенно у лиц с длительным стажем табакокурения, сахарным диабетом, дислипиемией и другими факторами риска прогрессирования атеросклероза, вызывающими нарушение функции эндотелия сосудов, индуцированные физической нагрузкой дефекты перфузии миокарда наблюдались в участках сердца, получающих свое кровоснабжение из ангиографически малоизмененных (стеноз менее 70%) или интактных коронарных артерий. Этим обусловлены сложности дифференциальной диагностики фиксированной и вазоспастической коронарной обструкции при выполнении пробы с физической нагрузкой.Having been involved in the diagnosis of coronary heart disease by PET for several years with a perfusion radiopharmaceutical drug ¹³ N-ammonium, including the determination of functionally significant coronary artery atherosclerosis, we found that, as a rule, the appearance of a stress-induced perfusion defect indicates the presence of functionally significant stenosing atherosclerosis of the coronary artery, supplying the heart with a defect corresponding to the defect. At the same time, in a number of patients, especially those with long-term smoking history, diabetes mellitus, dyslipemia, and other risk factors for the progression of atherosclerosis that cause impaired vascular endothelial function, exercise-induced myocardial perfusion defects were observed in areas of the heart that receive their blood supply from angiographically unchanged (stenosis less than 70%) or intact coronary arteries. This is due to the complexity of the differential diagnosis of fixed and vasospastic coronary obstruction when performing tests with physical activity.

Поскольку одним из аспектов нашей научной работы было изучение влияния различных видов антиангинальной консервативной терапии на перфузию миокарда, мы выполняли ПЭТ с ¹³N-аммонием и у больных, принимавших препараты группы нитратов в составе комбинированной антиангинальной терапии. При выполнении ПЭТ на фоне пробы с физической нагрузкой мы отмечали, что у таких больных стресс-индуцированные дефекты перфузии наблюдались лишь в бассейнах коронарных артерий, степень стеноза которых превышала 70% от диаметра просвета сосуда, тогда как в участках сердца, получающих свое кровоснабжение из гемодинамически незначимо измененных или ангиографически нормальных коронарных артерий, дефекты перфузии миокарда на фоне нагрузочной пробы не наблюдались. Это позволило провести дифференциальную диагностику гемодинамически значимого и незначимого коронарного атеросклероза. У пациентов с установленными стресс-индуцированными дефектами перфузии на фоне лечения комбинированная антиангинальная терапия была, как правило, неэффективна, и больным было выполнено хирургическое лечение ИБС: стентирование или шунтирование симптом-связанных коронарных артерий.Since one of the aspects of our scientific work was the study of the effect of various types of antianginal conservative therapy on myocardial perfusion, we performed PET with ¹³ N-ammonium in patients taking nitrate drugs as part of combination antianginal therapy. When performing PET on the background of a test with physical activity, we noted that in such patients stress-induced perfusion defects were observed only in the basins of the coronary arteries, the degree of stenosis of which exceeded 70% of the diameter of the lumen of the vessel, while in areas of the heart receiving their blood supply from hemodynamically insignificantly altered or angiographically normal coronary arteries, defects in myocardial perfusion on the background of a stress test were not observed. This allowed the differential diagnosis of hemodynamically significant and insignificant coronary atherosclerosis. In patients with established stress-induced perfusion defects during treatment, combined antianginal therapy was usually ineffective, and patients underwent surgical treatment of coronary artery disease: stenting or bypass grafting of symptom-related coronary arteries.

Обнаружив этот факт, мы тщательно изучили данные мировой литературы о возможностях использования нитратов в диагностических целях у больных ишемической болезнью сердца. Мы обнаружили, что перфузионная сцинтиграфия миокарда на фоне сублингвального приема нитроглицерина широко применяется для диагностики жизнеспособного миокарда [Kostkiewicz М., Olszowska М., Przewocki Т. et al. Prognostic value of nitrate enhanced Tc99m MIBI SPECT study in detecting viable myocardium in patients with coronary artery disease // International Journal of Cardiac Imaging. - 2003. - V.19. - N.2. - P.129-135]. Кроме того, нитроглицерин используется в протоколе ультразвуковой пробы по методике Celermajer при оценке эндотелиальной функции плечевой артерии. Тот факт, что сублингвальный прием нитроглицерина перед выполнением перфузионной ПЭТ на фоне пробы с физической нагрузкой обеспечивал дифференциальную диагностику гемодинамически значимого атеросклероза коронарных артерий от их вазоспазма, оказался для нас неожиданным и не вытекал из его известных свойств. Сублингвальное введение больному нитроглицерина (в том числе тем пациентам, которым он не был необходим) обеспечивает эндотелийнезависимую вазорелаксацию коронарных артерий и способствует профилактике стресс-индуцированного вазоспазма. А выполнение после его приема перфузионной ПЭТ на фоне пробы с физической нагрузкой позволяет оценить гемодинамическую значимость анатомического сужения коронарной артерии и, таким образом, обеспечивает дифференциальную диагностику между окклюзирующим атеросклерозом и вазоспазмом, в том числе в сочетании с функционально незначимым атеросклерозом. Временные и дозовые режимы способа найдены нами опытным путем.Having discovered this fact, we carefully studied the data of the world literature on the possibilities of using nitrates for diagnostic purposes in patients with coronary heart disease. We found that myocardial perfusion scintigraphy with sublingual administration of nitroglycerin is widely used for the diagnosis of viable myocardium [Kostkiewicz M., Olszowska M., Przewocki T. et al. Prognostic value of nitrate enhanced Tc99m MIBI SPECT study in detecting viable myocardium in patients with coronary artery disease // International Journal of Cardiac Imaging. - 2003. - V.19. - N.2. - P.129-135]. In addition, nitroglycerin is used in the Celermajer ultrasound protocol for evaluating the endothelial function of the brachial artery. The fact that sublingual administration of nitroglycerin before performing perfusion PET with a physical exercise test provided a differential diagnosis of hemodynamically significant coronary artery atherosclerosis from their vasospasm was unexpected for us and did not follow from its known properties. Sublingual administration of nitroglycerin to the patient (including those patients for whom it was not necessary) provides endothelium-independent vasorelaxation of the coronary arteries and helps to prevent stress-induced vasospasm. And performing perfusion PET after taking it against the background of a physical exercise test allows us to evaluate the hemodynamic significance of the anatomical narrowing of the coronary artery and, thus, provides differential diagnosis between occlusive atherosclerosis and vasospasm, including in combination with functionally insignificant atherosclerosis. The time and dose modes of the method were found by us empirically.

Сущность предлагаемого нами способа заключается в следующем. Антиангинальные препараты короткого действия отменяются за 24 часа до проведения исследования, пролонгированного действия - за 48 часов. Исследование перфузии миокарда выполняется методом ПЭТ с N-аммонием в покое, на фоне пробы с физической нагрузкой, в том числе после сублингвального приема 0,5 мг нитроглицерина. Временной интервал между инъекциями ¹³N-аммония составляет около 100 мин (10 периодов полураспада изотопа ¹³N). При исследовании в покое процедуру начинают с трансмиссионного сканирования, затем ¹³N-аммоний вводят внутривенно болюсно в дозе из расчета 450 МБк на единицу площади поверхности тела пациента, в среднем 550-900 МБк. Эмиссионное сканирование начинают через 5 минут после инъекции РФП и осуществляют в статическом режиме в течение 20 минут. Через 35 минут после окончания исследования выполняют пробу с физической нагрузкой. Инъекцию ¹³N-аммония осуществляют в момент достижения критериев прекращения пробы с физической нагрузкой в той же дозе, что и при исследовании в покое. Двадцатиминутное эмиссионное сканирование в статическом режиме начинают через 5 минут после инъекции РФП. Трансмиссионное сканирование следует сразу после эмиссионного. При выявлении стресс-индуцированных дефектов перфузии миокарда пациенту вводят сублингвально 0,5 мг нитроглицерина и через 5-7 минут повторно выполняют пробу с физической нагрузкой, при которой достигаются аналогичные значения пороговой мощности и частоты сердечных сокращений. Затем повторно выполняют инъекцию N-аммония в той же дозе, что и при исследовании в покое. Позитронное эмиссионное сканирование выполняется по аналогии с предыдущим. При сохранении дефекта перфузии при исследовании на фоне премедикации нитроглицерином диагностируют гемодинамически значимый атеросклероз коронарной артерии, кровоснабжающей зону дефекта, а в случае исчезновения дефекта перфузии - вазоспазм коронарной артерии, который может сочетаться с гемодинамически незначимым анатомическим сужением.The essence of our proposed method is as follows. Short-acting antianginal drugs are canceled 24 hours before the study, prolonged action - 48 hours. The study of myocardial perfusion is performed by the PET method with N-ammonium at rest, against the background of a test with physical activity, including after sublingual administration of 0.5 mg of nitroglycerin. The time interval between injections of ¹³ N-ammonium is about 100 minutes (10 half-lives of the ¹³ N isotope). When researching at rest, the procedure begins with transmission scanning, then ¹³ N-ammonium is administered intravenously in a dose of 450 MBq per unit surface area of the patient’s body, an average of 550-900 MBq. Emission scanning begins 5 minutes after the injection of the radiopharmaceutical and is carried out in a static mode for 20 minutes. 35 minutes after the end of the study, a test with physical activity is performed. Injection of ¹³ N-ammonium is carried out at the time of reaching the criteria for terminating the test with physical activity in the same dose as in the study at rest. A twenty-minute emission scan in static mode begins 5 minutes after the injection of the radiopharmaceutical. A transmission scan follows immediately after an emission scan. When stress-induced defects in myocardial perfusion are detected, the patient is administered sublingually 0.5 mg of nitroglycerin and after 5-7 minutes the test is repeated with physical activity, at which the same values of threshold power and heart rate are achieved. Then, an injection of N-ammonium is repeated in the same dose as in the study at rest. Positron emission scanning is performed by analogy with the previous one. If the perfusion defect is preserved during the study against the background of nitroglycerin premedication, hemodynamically significant atherosclerosis of the coronary artery supplying the defect zone is diagnosed, and if the perfusion defect disappears, the coronary artery vasospasm, which can be combined with hemodynamically insignificant anatomical narrowing.

Сущность метода поясняется следующими примерами. Пример 1. Пациент Б., 1960 г.р., обследован в отделении ПЭТ ФГУ «РНЦРХТ» с основным диагнозом: ИБС, стенокардия напряжения II функционального класса, гипертоническая болезнь, артериальная гипертензия 2 степени, риск 3-4. Сопутствующий диагноз: Дорсопатия, дегенеративно-дистрофические изменения позвоночника на уровне Th4-6, Th9-Ll.The essence of the method is illustrated by the following examples. Example 1. Patient B., born in 1960, was examined in the PET department of FGU “RSCRHT” with the main diagnosis: coronary artery disease, functional class II angina, hypertension, grade 2 hypertension, risk 3-4. Concomitant diagnosis: Dorsopathy, degenerative-dystrophic changes in the spine at the level of Th4-6, Th9-Ll.

Из анамнеза: считает себя больным с осени 2007 года, когда появились болезненные ощущения в грудной клетке, возникающие при физической нагрузке и проходящие в состоянии покоя. С этими жалобами пациент обратился в поликлинику по месту жительства. В ноябре 2007 года он был госпитализирован в клинику терапии № 1 Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования. Результаты биохимического анализа крови свидетельствовали об отсутствии у пациента сахарного диабета и дислипидемии: концентрация глюкозы плазмы крови натощак составила 5,4 ммоль/л, значения общего холестерина - 2,86 ммоль/л, липопротеидов высокой плотности 1,05 ммоль/л, липопротеидов низкой плотности 1,19 ммоль/л, и индекс атерогенности соответствовал 1,72 Ед. При электрокардиографическом (ЭКГ) исследовании обнаружена синусовая тахикардия, местная внутрижелудочковая блокада, гипертрофия миокарда левого желудочка и нарушение реполяризации в отведениях, соответствующих передне-боковой, верхушке и нижней стенке левого желудочка. В ходе выполнения электрокардиографической нагрузочной пробы (тредмил) на второй ступени теста, соответствующей 75 Вт, у пациента возник типичный болевой приступ при частоте сердечных сокращений 130-140 ударов в минуту. При этом на ЭКГ зарегистрированы высокие зубцы Т в отведениях V1-V4, существенная позиционная динамика - отклонение электрической оси сердца влево, возможно, нарушение проведения в системе передне-верхнего разветвления левой ножки пучка Гиса, без диагностически значимой депрессии сегмента ST. Тест был расценен как положительный по клиническим критериям. Для верификации стресс-индуцированной ишемии миокарда пациенту было рекомендовано выполнение перфузионной ПЭТ в покое и на фоне нагрузочной пробы.From the anamnesis: considers himself ill since the fall of 2007, when there were painful sensations in the chest, arising from physical exertion and passing at rest. With these complaints, the patient turned to the clinic at the place of residence. In November 2007, he was hospitalized in the therapy clinic No. 1 of the St. Petersburg Medical Academy of Postgraduate Education. The results of a biochemical blood test showed that the patient did not have diabetes and dyslipidemia: fasting plasma glucose concentration was 5.4 mmol / L, total cholesterol was 2.86 mmol / L, high density lipoproteins were 1.05 mmol / L, and low lipoproteins density of 1.19 mmol / l, and the atherogenic index corresponded to 1.72 IU. An electrocardiographic (ECG) study revealed sinus tachycardia, local intraventricular block, left ventricular myocardial hypertrophy and impaired repolarization in the leads corresponding to the anterolateral, apex and lower wall of the left ventricle. During the electrocardiographic exercise test (treadmill) at the second stage of the test, corresponding to 75 watts, the patient experienced a typical pain attack with a heart rate of 130-140 beats per minute. At the same time, high T waves in leads V1-V4 were recorded on the ECG, significant positional dynamics - deviation of the electrical axis of the heart to the left, possibly a violation of the anteroposterior branching of the left leg of the bundle in the system, without a diagnostically significant ST segment depression. The test was rated positive by clinical criteria. To verify stress-induced myocardial ischemia, the patient was recommended to perform perfusion PET at rest and against a load test.

ПЭТ исследование перфузии миокарда с ¹³N-аммонием было выполнено 24.01.2008 на позитронном томографе «Ecat Exact 47». При исследовании перфузии сердца в покое после 10-минутной трансмиссии пациенту была выполнена внутривенная инъекция ¹³N-аммония в дозе 954 МБк и через 5 минут была начата 20-минутная эмиссия. Полученные в результате сканирования синограммы реконструировали в трансаксиальные срезы с использованием способа фильтрации "Back projection" с фильтром Hanning 1,2 и Zoom 2,5. При исследовании перфузии миокарда левого желудочка в покое на серии томограмм сердца регионарные дефекты перфузии не визуализировались, распределение ¹³N-аммония было равномерным во всех отделах левого желудочка (фиг.1А). Затем пациенту была выполнена проба с физической нагрузкой (велоэргометрия). Исходная частота сердечных сокращений составила 91 удар в минуту. Исходный уровень артериального давления - 110/70 мм рт.ст. Проба длилась 4 минуты. Максимальная мощность составила 75 Вт. Максимальная частота сердечных сокращений - 140 уд. в мин. Максимальный уровень артериального давления - 150/100 мм рт.ст. Причина прекращения пробы - возникновение типичного болевого синдрома, который после прекращения пробы купировался самостоятельно. На ЭКГ на пике пробы с нагрузкой и в раннем восстановительном периоде зарегистрирована диагностически значимая депрессия сегмента ST в отведениях I, II, aVL, V2-V6. На пике нагрузочной пробы пациенту была сделана инъекция N-аммония, после которой нагрузка продолжалась одну минуту. Затем через 4 минуты пациенту повторно выполнили ПЭТ-сканирование, причем исследование начинали с 20-минутного эмиссионного протокола, за которым следовала 10-минутная трансмиссия. При исследовании перфузии миокарда на фоне пробы с физической нагрузкой на серии томограмм левого желудочка определялся стресс-индуцированный дефект перфузии, распространявшийся на область верхушки, средние сегменты передней, боковой, нижней стенок левого желудочка и межжелудочковой перегородки (фиг.1Б, стрелка). На основании полученных данных было сделано заключение о наличии стресс-индуцированной гипоперфузии миокарда левого желудочка в бассейне передней межжелудочковой ветви и, возможно, огибающей ветви левой коронарной артерии, т.к. область нарушения коронарного кровообращения была очень обширной (область верхушки, средние сегменты передней, боковой, нижней стенок левого желудочка и межжелудочковой перегородки). Через 35 минут после окончания ПЭТ сканирования пациенту ввели сублингвально 0,5 мг нитроглицерина и через 5 минут повторили пробу с физической нагрузкой. Проба длилась 4,5 минуты. Максимальная мощность составила 75 Вт. Максимальная частота сердечных сокращений - 144 уд. в мин. Максимальный уровень артериального давления - 145/95 мм рт.ст. Проба была прекращена в связи с возникновением типичного болевого синдрома меньшей интенсивности по сравнению с предыдущим нагрузочным исследованием. На пике пробы пациенту была выполнена инъекция ¹³N-аммония, после которой нагрузку продолжали одну минуту. Затем через 4 минуты пациенту повторно выполнили ПЭТ-сканирование, исследование начинали с 20-минутного эмиссионного протокола, за которым следовала 10-минутная трансмиссия. При исследовании перфузии миокарда на фоне пробы с физической нагрузкой на серии томограмм левого желудочка сохранялся стресс-индуцированный дефект перфузии, площадь и степень тяжести которого существенно не изменились (фиг.1 В, стрелка). Учитывая наличие у пациента стресс-индуцированной гипоперфузии миокарда в бассейне ветвей левой коронарной артерии, которая не исчезала на фоне пробы с нитроглицерином, был сделан вывод о гемодинамически значимом стенозирующем атеросклерозе передней межжелудочковой и, возможно, огибающей ветвей левой коронарной артерии. Пациент был направлен на консультацию к кардиохирургу. При селективной коронарографии обнаружена перекрывающая просвет сосуда более чем на 90% атеросклеротическая бляшка, расположенная в месте бифуркации левой коронарной артерии на переднюю межжелудочковую и огибающую ветви. Пациент был направлен на хирургическое лечение - баллонную ангиопластику и стентирование коронарных артерий.A PET study of myocardial perfusion with ¹³ N-ammonium was performed on January 24, 2008 on a Ecat Exact 47 positron tomograph. In the study of cardiac perfusion at rest after a 10-minute transmission, the patient received an intravenous injection of ¹³ N-ammonium at a dose of 954 MBq and after 5 minutes a 20-minute emission was started. The resulting synograms were reconstructed into transaxial sections using the Back projection filtering method with a Hanning 1.2 and Zoom 2.5 filter. When studying the perfusion of the left ventricular myocardium at rest on a series of tomograms of the heart, regional perfusion defects were not visualized, the distribution of ¹³ N-ammonia was uniform in all parts of the left ventricle (Fig. 1A). Then the patient was tested with physical activity (bicycle ergometry). The initial heart rate was 91 beats per minute. The initial level of blood pressure is 110/70 mm Hg. The test lasted 4 minutes. The maximum power was 75 watts. The maximum heart rate is 140 beats. in minutes The maximum level of blood pressure is 150/100 mm Hg. The reason for the termination of the sample is the occurrence of a typical pain syndrome, which, after the termination of the sample, stopped on its own. On the ECG at the peak of the load test and in the early recovery period, a diagnostically significant depression of the ST segment was recorded in leads I, II, aVL, V2-V6. At the peak of the stress test, the patient was injected with N-ammonium, after which the load lasted one minute. Then, after 4 minutes, the patient was re-performed with a PET scan, and the study began with a 20-minute emission protocol, followed by a 10-minute transmission. In the study of myocardial perfusion on the background of a test with physical activity, a stress-induced perfusion defect spreading to the apex, middle segments of the anterior, lateral, lower walls of the left ventricle and interventricular septum was determined on a series of tomograms of the left ventricle (Fig. 1B, arrow). Based on the data obtained, it was concluded that there was stress-induced hypoperfusion of the left ventricular myocardium in the basin of the anterior interventricular branch and, possibly, the envelope of the left coronary artery, as the area of coronary circulation disturbance was very extensive (the apex region, the middle segments of the anterior, lateral, lower walls of the left ventricle and interventricular septum). 35 minutes after the end of the PET scan, the patient was administered sublingually 0.5 mg of nitroglycerin and after 5 minutes the test was repeated with physical activity. The test lasted 4.5 minutes. The maximum power was 75 watts. The maximum heart rate is 144 beats. in minutes The maximum level of blood pressure is 145/95 mm Hg. The test was discontinued due to the occurrence of a typical pain syndrome of lower intensity compared with the previous stress study. At the peak of the sample, the patient was injected with ¹³ N-ammonium, after which the load was continued for one minute. Then, after 4 minutes, the patient was re-performed with a PET scan, the study began with a 20-minute emission protocol, followed by a 10-minute transmission. In the study of myocardial perfusion on the background of a test with physical activity, a stress-induced perfusion defect remained in the series of tomograms of the left ventricle, the area and severity of which did not change significantly (Fig. 1B, arrow). Taking into account the presence of stress-induced myocardial hypoperfusion in the pool of branches of the left coronary artery, which did not disappear against the background of the sample with nitroglycerin, it was concluded that hemodynamically significant stenosing atherosclerosis of the anterior interventricular and, possibly, the envelope of the branches of the left coronary artery was made. The patient was referred for a consultation with a cardiac surgeon. Selective coronarography revealed an atherosclerotic plaque that is more than 90% overlapping the lumen of the vessel, located at the site of bifurcation of the left coronary artery on the anterior interventricular and envelope branches. The patient was referred for surgical treatment - balloon angioplasty and stenting of the coronary arteries.

Пример 2. Пациент Р., 1948 г.р., обследован в отделении ПЭТ ФГУ «РНЦРХТ» с основным диагнозом: ИБС, атеросклеротический кардиосклероз, гипертоническая болезнь 3 ст., риск 4. Осложнения: желудочковая экстрасистолия V функционального класса по Lawn. Неустойчивые пароксизмы желудочковой тахикардии. Хроническая сердечная недостаточность II функционального класса по NYHA. Сопутствующие заболевания: сахарный диабет 2 типа, хронический обструктивный бронхит.Example 2. Patient R., born in 1948, was examined in the PET department of FGU “RSCRHT” with the main diagnosis: coronary artery disease, atherosclerotic cardiosclerosis, hypertension 3 tbsp., Risk 4. Complications: ventricular extrasystole V functional class according to Lawn. Unstable paroxysms of ventricular tachycardia. NYHA Class II Chronic Heart Failure. Concomitant diseases: type 2 diabetes mellitus, chronic obstructive bronchitis.

Из анамнеза: до 1998 года жалоб со стороны сердечно-сосудистой системы не предъявлял. В конце 1998 года стал отмечать подъемы артериального давления до 210/110 мм рт.ст. С мая 2007 года стал отмечать появление перебоев в работе сердца и одышки. Боли в грудной клетке никогда не беспокоили. На основании данных холтеровского мониторирования у пациента диагностирована желудочковая экстрасистолия высоких градаций по классификации Lawn и неустойчивые пароксизмы желудочковой тахикардии. Назначенная антиаритмическая терапия оказалась неэффективной. Пациент был направлен на консультацию к хирургу-аритмологу для выполнения катетерной абляции очага желудочковой эктопической активности, однако аритмолог рекомендовал предварительное выполнение селективной коронарографии и перфузионной позитронной эмиссионной томографии с нагрузкой.From the anamnesis: until 1998, there were no complaints from the cardiovascular system. At the end of 1998, blood pressure rises to 210/110 mm Hg began to be noted. Since May 2007, he began to notice the appearance of interruptions in the work of the heart and shortness of breath. Pain in the chest never bothered. Based on the Holter monitoring data, the patient was diagnosed with ventricular extrasystole of high gradations according to the Lawn classification and unstable paroxysms of ventricular tachycardia. The prescribed antiarrhythmic therapy was ineffective. The patient was referred for consultation with an arrhythmologist to perform catheter ablation of a ventricular ectopic activity site, however, an arrhythmologist recommended that selective coronary angiography and perfusion positron emission tomography with loading should be preliminarily performed.

Позитронное эмиссионное исследование перфузии миокарда с ¹³N-аммонием было выполнено 21.11.2007 на позитронном томографе «Ecat Exact 47» аналогично примеру 1. Процедуру начинали с исследования в покое. После 10-минутной трансмиссии пациенту была выполнена внутривенная инъекция ¹³N-аммония в дозе 1080 МБк и через 5 минут была начата 20-минутная эмиссия. Полученные в результате сканирования синограммы реконструировали в трансаксиальные срезы с использованием способа фильтрации "Back projection" с фильтром Hanning 1,2 и Zoom 2,5. При исследовании перфузии миокарда левого желудочка в покое на серии томограмм сердца распределение ¹³N-аммония было равномерным во всех отделах левого желудочка, регионарные дефекты перфузии не визуализировались (фиг.2А). Затем пациенту была выполнена проба с физической нагрузкой (велоэргометрия). Исходно перед пробой регистрировалось нарушение внутрижелудочковой проводимости, косвенные признаки сочетанной гипертрофии левого и правого желудочков. Артериальное давление соответствовало 150-95 мм рт.ст., пульс - 66 ударам в минуту. В ходе нагрузочного теста достигнута мощность 100 Вт. Длительность нагрузки составила 5 минут. Уровень артериального давления на пике нагрузки составил 200-80 мм рт.ст., пульс - 99 ударам в минуту. Проба была прекращена в связи с выраженной усталостью нижних конечностей. Жалоб, характерных для ангинозного синдрома, не отмечалось. На максимуме нагрузки и в раннем восстановительном периоде на ЭКГ наблюдалась тенденция к депрессии сегмента ST в отведениях I, aVL, V5-6, появление желудочковой квадригимении. На пике нагрузочной пробы пациенту была сделана инъекция ¹³N-аммония в той же дозе, что и при исследовании в покое, после которой нагрузка продолжалась одну минуту. Затем через 4 минуты пациенту повторно выполнили ПЭТ-сканирование, причем исследование начинали с 20-минутного эмиссионного протокола, за которым следовала 10-минутная трансмиссия. При исследовании перфузии миокарда на фоне пробы с физической нагрузкой на серии томограмм левого желудочка определялся стресс-индуцированный дефект перфузии, распространяющийся на область верхушки, средние и базальные сегменты передней и боковой стенок левого желудочка, а также межжелудочковой перегородки, базальный сегмент задней стенки (фиг.2Б, стрелка). На основании полученных данных было сделано заключение о наличии стресс-индуцированной гипоперфузии миокарда левого желудочка в бассейне передней межжелудочковой и огибающей ветвей левой коронарной артерии.A positron emission study of myocardial perfusion with ¹³ N-ammonium was performed on November 21, 2007 on a Ecat Exact 47 positron tomograph as in Example 1. The procedure was started with the study alone. After a 10-minute transmission, the patient received an intravenous injection of ¹³ N-ammonium at a dose of 1080 MBq and after 5 minutes a 20-minute emission was started. The resulting synograms were reconstructed into transaxial sections using the Back projection filtering method with a Hanning 1.2 and Zoom 2.5 filter. In the study of left ventricular myocardial perfusion at rest on a series of tomograms of the heart, the distribution of ¹³ N-ammonium was uniform in all parts of the left ventricle, regional perfusion defects were not visualized (Fig. 2A). Then the patient was tested with physical activity (bicycle ergometry). Initially, a ventricular conduction disturbance, indirect signs of combined left and right ventricular hypertrophy were recorded before the breakdown. Blood pressure corresponded to 150-95 mm Hg, pulse - 66 beats per minute. During the load test, a power of 100 W was achieved. The duration of the load was 5 minutes. The level of blood pressure at the peak of the load was 200-80 mm Hg, pulse - 99 beats per minute. The test was discontinued due to severe lower limb fatigue. Complaints characteristic of angina syndrome were not noted. At the maximum load and in the early recovery period on the ECG, there was a tendency to depression of the ST segment in leads I, aVL, V5-6, the appearance of ventricular quadrigimenia. At the peak of the stress test, the patient was injected with ¹³ N-ammonium in the same dose as in the study at rest, after which the load lasted one minute. Then, after 4 minutes, the patient was re-performed with a PET scan, and the study began with a 20-minute emission protocol, followed by a 10-minute transmission. In the study of myocardial perfusion on the background of a test with physical exertion, a stress-induced perfusion defect spreading to the apex region, the middle and basal segments of the anterior and lateral walls of the left ventricle, as well as the interventricular septum, the basal segment of the posterior wall was determined on a series of tomograms of the left ventricle (Fig. 2B, arrow). Based on the data obtained, it was concluded that there was stress-induced hypoperfusion of the left ventricular myocardium in the basin of the anterior interventricular and envelope branches of the left coronary artery.

Через 35 минут после окончания ПЭТ-сканирования пациенту ввели сублингвально 0,5 мг нитроглицерина и через 5 минут повторили пробу с физической нагрузкой. Проба длилась 5 минут.В ходе теста достигнут аналогичный уровень мощности. Тест прекращен в связи с дискомфортом в ногах и выраженной усталостью нижних конечностей. Уровень артериального на пике нагрузки составил 190-90 мм рт.ст., пульс - 107 ударов в минуту. На ЭКГ были воспроизведены желудочковые нарушения ритма по типу квадригимении. Депрессии сегмента ST не выявлено. На пике пробы пациенту была выполнена инъекция ¹³N-аммония, после которой нагрузку продолжали одну минуту. Затем через 4 минуты пациенту повторно выполнили ПЭТ-сканирование, исследование начинали с 20-минутного эмиссионного протокола, за которым следовала 10-минутная трансмиссия. При исследовании перфузии миокарда на фоне стресс-теста после премедикации нитроглицерином на серии томограмм левого желудочка отмечается нормализация захвата ¹³N-аммония во всех сегментах левого желудочка (фиг.2В). На основании полученных результатов нами сделан вывод, что стресс-индуцированная гипоперфузия миокарда левого желудочка, полностью исчезающая после премедикации нитроглицерином, обусловлена сосудодвигательной дисфункцией коронарных артерий - вазоспазмом.35 minutes after the end of the PET scan, the patient was administered sublingually 0.5 mg of nitroglycerin and after 5 minutes the test was repeated with physical activity. The test lasted 5 minutes. During the test, a similar power level was reached. The test was discontinued due to discomfort in the legs and severe fatigue of the lower extremities. The arterial level at the peak of the load was 190-90 mm Hg, pulse - 107 beats per minute. On the ECG, ventricular rhythm disturbances of the type of quadrigimenia were reproduced. No ST segment depression was detected. At the peak of the sample, the patient was injected with ¹³ N-ammonium, after which the load was continued for one minute. Then, after 4 minutes, the patient was re-performed with a PET scan, the study began with a 20-minute emission protocol, followed by a 10-minute transmission. In the study of myocardial perfusion on the background of a stress test after premedication with nitroglycerin on a series of tomograms of the left ventricle, normalization of ¹³ N-ammonium uptake in all segments of the left ventricle is noted (Figure 2B). Based on the results obtained, we concluded that stress-induced hypoperfusion of the left ventricular myocardium, which completely disappears after premedication with nitroglycerin, is caused by vasomotor dysfunction of the coronary arteries - vasospasm.

При селективной коронарографии стенозирующей атеросклероз передней межжелудочковой ветви левой коронарной артерии не обнаружен. Диагностирован лишь стеноз первой маргинальной ветви огибающей артерии, перекрывающий просвет сосуда менее чем на 70% от его диаметра. Таким образом, на основании полученных результатов ПЭТ и селективной коронарографии была доказана некоронарогенная природа желудочковой аритмии, и показаний к оперативному лечению ИБС не обнаружено. Для хирургического лечения желудочковой аритмии - катетерной абляции очага желудочковой эктопической активности пациент повторно направлен на консультацию к хирургу-аритмологу.With selective coronarography of stenosing atherosclerosis of the anterior interventricular branch of the left coronary artery was not found. Only stenosis of the first marginal branch of the envelope of the artery was diagnosed, covering the lumen of the vessel by less than 70% of its diameter. Thus, based on the obtained PET results and selective coronary angiography, the non-coronarogenic nature of ventricular arrhythmia was proved, and no indications for surgical treatment of coronary artery disease were found. For surgical treatment of ventricular arrhythmia - catheter ablation of the focus of ventricular ectopic activity, the patient is re-sent for consultation with an arrhythmologist.

К настоящему времени предлагаемым способом проведено обследование 10 пациентов с ишемической болезнью сердца и различной степенью тяжести стенозирующего атеросклероза и вазоспастической реакцией: у 6 пациентов диагностирован гемодинамически значимый атеросклероз коронарных артерий, а у 4 пациентов - вазоспазм коронарных артерий, в том числе в сочетании с гемодинамически незначимым стенозом (менее 70% от просвета диаметра сосуда). Всем пациентам было назначено адекватное лечение.To date, the proposed method has examined 10 patients with coronary heart disease and varying degrees of severity of stenosing atherosclerosis and vasospastic reaction: hemodynamically significant coronary arteriosclerosis was diagnosed in 6 patients, and coronary artery vasospasm in 4 patients, including in combination with hemodynamically insignificant stenosis (less than 70% of the lumen of the diameter of the vessel). All patients were prescribed adequate treatment.

Предлагаемый способ по сравнению с известными имеет ряд преимуществ, среди которых наиболее значимыми является высокая точность в диагностике гемодинамически значимых стенозов коронарных артерий, составляющих более 70% от диаметра просвета сосудов, которые требуют хирургического лечения, а также неинвазивность процедуры. Ультракороткий период полураспада позитрон-излучающего изотопа ¹³N (9,98 мин) не создает высокой лучевой нагрузки на пациента (дозовый коэффициент составляет 0,002 мЗв/МБк) и позволяет выполнить комплекс нагрузочных тестов в течение нескольких часов. Обязательный компонент ПЭТ - трансмиссионное сканирование - и более высокая энергия гамма-квантов при позитронном исследовании позволяют устранить влияние «анатомических препятствий» и избежать появления ложных дефектов перфузии. Препарат «Нитроглицерин» обладает терапевтическим действием у больных ИБС, и его прием не противопоказан пациентами, страдающим бронхиальной астмой и другими хроническими обструктивными заболеваниями легких.The proposed method in comparison with the known has several advantages, among which the most significant is the high accuracy in the diagnosis of hemodynamically significant stenosis of the coronary arteries, which make up more than 70% of the diameter of the lumen of the vessels that require surgical treatment, as well as non-invasive procedures. The ultrashort half-life of the ¹³ N positron-emitting isotope (9.98 min) does not create a high radiation dose to the patient (dose coefficient is 0.002 mSv / MBq) and allows performing a set of stress tests for several hours. A mandatory component of PET - transmission scanning - and higher gamma-ray energy in the positron study can eliminate the influence of "anatomical obstacles" and avoid the appearance of false perfusion defects. The drug "Nitroglycerin" has a therapeutic effect in patients with coronary heart disease, and its administration is not contraindicated in patients suffering from bronchial asthma and other chronic obstructive pulmonary diseases.

Способ разработан в ПЭТ отделении ФГУ «РНЦРХТ» и прошел клиническую апробацию у 10 пациентов с положительным результатом.The method was developed in the PET department of FGU "RSCRHT" and was clinically tested in 10 patients with a positive result.

Claims (1)

Способ диагностики гемодинамически значимого атеросклероза коронарных артерий посредством позитронной эмиссионной томографии сердца (ПЭТ) с ¹³N-аммонием в покое и на фоне пробы с нагрузкой, в том числе с фармакологичеким препаратом, отличающийся тем, что если у пациента диагностируют стресс-индуцированный дефект перфузии миокарда, то ему в качестве фармакологического препарата вводят сублингвально 0,5 мг нитроглицерина и через 5-7 мин повторно выполняют перфузионную ПЭТ сердца на фоне пробы с физической нагрузкой, в ходе которой достигают аналогичных значений пороговой мощности и частоты сердечных сокращений, и при сохранении дефекта перфузии диагностируют гемодинамически значимый атеросклероз коронарной артерии, кровоснабжающей зону дефекта, а в случае исчезновения дефекта перфузии - ее вазоспазм, возможно в сочетании с гемодинамически незначимым атеросклерозом. A method for the diagnosis of hemodynamically significant coronary artery atherosclerosis by means of positron emission tomography of the heart (PET) with ¹³ N-ammonium at rest and against a background of a loaded test, including with a pharmacological preparation, characterized in that if the patient is diagnosed with a stress-induced myocardial perfusion defect , then, as a pharmacological preparation, 0.5 mg of nitroglycerin is administered sublingually and after 5-7 minutes, perfusion PET of the heart is repeatedly performed against the background of a test with physical activity, during which I reach t of similar values of the threshold power and heart rate, and if the perfusion defect is preserved, hemodynamically significant atherosclerosis of the coronary artery supplying the defect zone is diagnosed, and in case of perfusion defect disappearance, its vasospasm is possible, possibly in combination with hemodynamically insignificant atherosclerosis.

Images