Evaluation of Myocardial Perfusion by Computed Tomography - Principles, Technical Background and Recommendations.

Coronary computed tomography angiography (CCTA) has gained a prominent role in the evaluation of coronary artery disease. However, its anatomical nature does not allow the evaluation of the functional repercussion of coronary obstructions. It has been made possible to evaluate Myocardial computed tomography perfusion (Myocardial CTP) recently, based on myocardial contrast changes related to coronary stenoses. Several studies have validated this technique against the anatomical reference method (cardiac catheterization) and other functional methods, including myocardial perfusion scintigraphy and fractional flow reserve. The Myocardial CTP is performed in conjunction with the CCTA, a combined analysis of anatomy and function. The stress phase (with assessment of myocardial perfusion) can be performed before or after the resting phase (assessment of resting perfusion and coronary arteries), and different acquisition parameters are proposed according to the protocol and type of equipment used. Stressors used are based on coronary vasodilation (e.g. dipyridamole, adenosine). Image interpretation, similar to other perfusion assessment methods, is based on the identification and quantification of myocardial perfusion defects. The integration of both perfusion and anatomical findings is fundamental for the examination interpretation algorithm, allowing to define if the stenoses identified are hemodynamically significant and may be related to myocardial ischemia.

Evaluation of Myocardial Perfusion by Computed Tomography - Principles, Technical Background and Recommendations / Avaliação da Perfusão Miocárdica por Tomografia Computadorizada - Princípios, Fundamentação Técnica e Recomendações

Abstract Coronary computed tomography angiography (CCTA) has gained a prominent role in the evaluation of coronary artery disease. However, its anatomical nature does not allow the evaluation of the functional repercussion of coronary obstructions. It has been made possible to evaluate Myocardial computed tomography perfusion (Myocardial CTP) recently, based on myocardial contrast changes related to coronary stenoses. Several studies have validated this technique against the anatomical reference method (cardiac catheterization) and other functional methods, including myocardial perfusion scintigraphy and fractional flow reserve. The Myocardial CTP is performed in conjunction with the CCTA, a combined analysis of anatomy and function. The stress phase (with assessment of myocardial perfusion) can be performed before or after the resting phase (assessment of resting perfusion and coronary arteries), and different acquisition parameters are proposed according to the protocol and type of equipment used. Stressors used are based on coronary vasodilation (e.g. dipyridamole, adenosine). Image interpretation, similar to other perfusion assessment methods, is based on the identification and quantification of myocardial perfusion defects. The integration of both perfusion and anatomical findings is fundamental for the examination interpretation algorithm, allowing to define if the stenoses identified are hemodynamically significant and may be related to myocardial ischemia.

Resumo A angiografia coronariana por tomografia computadorizada (ACTC) assumiu um papel de destaque na avaliação da doença arterial coronariana. Entretanto, sua natureza anatômica não permitia a avaliação da repercussão funcional das obstruções coronarianas. Recentemente, tornou-se possível a avaliação da perfusão miocárdica por tomografia computadorizada (PMTC), baseando-se nas alterações de contrastação miocárdicas relacionadas às estenoses coronarianas. Diversos estudos permitiram validar esta técnica perante o método anatômico de referência (cateterismo cardíaco) e outros métodos funcionais, incluindo cintilografia de perfusão miocárdica e a reserva de fluxo fracionada. A PMTC é realizada conjuntamente com a ACTC, em uma análise combinada de anatomia e função. A fase de estresse (com avaliação da perfusão miocárdica) pode ser realizada antes ou depois da fase de repouso (avaliação da perfusão de repouso e artérias coronárias), e diferentes parâmetros de aquisição são propostos conforme o protocolo e o tipo de equipamento utilizados. Os agentes estressores utilizados baseiam-se na vasodilatação coronariana (ex: dipiridamol, adenosina). A interpretação das imagens, semelhante a outros métodos de avaliação perfusional, baseia-se na identificação e quantificação de defeitos de perfusão miocárdicos. A integração dos achados perfusionais e anatômicos é parte fundamental do algoritmo de interpretação do exame, permitindo definir se as estenoses identificadas são hemodinamicamente significativas, podendo se relacionar com isquemia miocárdica.

Image Quality and Radiation Exposure Comparison of a Double High-Pitch Acquisition for Coronary Computed Tomography Angiography Versus Standard Retrospective Spiral Acquisition in Patients With Atrial Fibrillation.

OBJECTIVE: The aim of this study was to compare image quality and radiation dose of coronary computed tomography (CT) angiography performed with dual-source CT scanner using 2 different protocols in patients with atrial fibrillation. METHODS: Forty-seven patients with AF underwent 2 different acquisition protocols: double high-pitch (DHP) spiral acquisition and retrospective spiral acquisition. The image quality was ranked according to a qualitative score by 2 experts: 1, no evident motion; 2, minimal motion not influencing coronary artery luminal evaluation; and 3, motion with impaired luminal evaluation. A third expert solved any disagreement. RESULTS: A total of 732 segments were evaluated. The DHP group (24 patients, 374 segments) showed more segments classified as score 1 than the retrospective spiral acquisition group (71.3% vs 37.4%). Image quality evaluation agreement was high between observers (κ = 0.8). There was significantly lower radiation exposure for the DHP group (3.65 [1.29] vs 23.57 [10.32] mSv). CONCLUSIONS: In this original direct comparison, a DHP spiral protocol for coronary CT angiography acquisition in patients with atrial fibrillation resulted in lower radiation exposure and superior image quality compared with conventional spiral retrospective acquisition.

Avaliação pós-revascularização cirúrgica e percutânea por angiotomografia coronariana / Evaluation after bypass grafting and coronary stent by coronary angiotomography

A angiotomografia de coronárias emergiu recentemente como ferramenta para avaliação não invasiva da anatomia coronariana, para estratificação de risco cardiovascular e para acompanhamento dos pacientes portadores de stent e enxerto cirúrgico, fornecendo dados diagnósticos com boa acurácia. O método apresenta boa resolução temporal e espacial, o que tem contribuído para seu avanço na prática clínica. Permite visualização direta do stent, quantificação de reestenose intra-stent, além de informar sobre a patência dos enxertos cirúrgicos, entre outros propósitos. Este artigo revisa as aplicações e possíveis contribuições deste método em pacientes submetidos à revascularização miocárdica

The coronary computed tomography angiography has recently emerged as a tool for the non- -invasive evaluation of coronary anatomy, stratification of cardiovascular risk and for following up patients with coronary stent and bypass grafting, providing diagnostic data with accurate diagnostic perfomance. This method has a good temporal and spatial resolution, which has allowed advance in clinical practice. Its enables direct visualization of stent, quantification of in-stent restenosis, besides the assessment of graft patency, among others purposes. This article reviews the applications and the potencial contributions of this technique in patients submitted to myocardial revascularization

Avaliação de isquemia miocárdica pela tomografia computadorizada com múltiplos detectores / Evaluation of Myocardial Ischemia by Multiple Detector Computed Tomography

Há vários anos as doenças cardiovasculares são a principal causa de morte em todo o mundo, resultandoem importante repercussão social e econômica. Diante desse cenário, aumenta a cada dia a busca por um método que seja capaz de diagnosticar a doença arterial coronária de forma precoce e acurada. A angiografia coronária por tomografia computadorizada já está amplamenteconsolidada para estratificação da doença arterial coronária, e mais recentemente a perfusão miocárdica pela tomografia computadorizada acrescentou informações relevantes aocorrelacionar a isquemia com a anatomia coronariana. O objetivo desta revisão é descrever a avaliação de isquemia miocárdica pela tomografia computadorizada com múltiplos detectores. Serão utilizados ensaios clínicos controlados que mostram a possibilidade de um único método identificar a carga de aterosclerose, presença de redução luminal coronária e possível isquemia miocárdica, por meio de um método rápido, prático e seguro, validado por estudo multicêntrico.

Angiotomografia de coronárias na avaliação da dor torácica aguda na sala de emergência / Coronary computed tomography angiography in the assessment of acute chest pain in the emergency room

A angiotomografia de coronárias emergiu recentemente como uma ferramenta diagnóstica acurada na avaliação da doença arterial coronariana, fornecendo dados diagnósticos e prognósticos que se correlacionam diretamente com os dados fornecidos pela cineangiocoronariografia. Com a evolução tecnológica, permitindo melhora na resolução temporal, espacial, melhor cobertura do volume cardíaco com redução significativa da dose de radiação, somada à necessidade de protocolos de estratificação de risco mais efetivos para pacientes com dor torácica no pronto-socorro, sua aplicação passou a ser testada no cenário da dor torácica aguda, já que cerca de dois terços das angiografias coronarianas invasivas não demonstram doença coronariana obstrutiva significativa. Na prática diária, sem o uso de tecnologias mais eficientes, como a angiotomografia de coronárias, permanece um desafio ao médico do setor de emergência a estratificação segura e eficiente do paciente com dor torácica aguda. Recentemente, vários estudos, incluindo três randomizados, mostraram resultados favoráveis ao uso dessa tecnologia no pronto-socorro para pacientes com baixa a intermediária probabilidade de doença arterial coronariana. Nesta revisão, apresentamos os dados do uso da angiotomografia de coronárias na estratificação de risco de pacientes com dor torácica na sala de emergência, o seu valor diagnóstico, prognóstico e custo-efetividade e uma análise crítica dos recentes estudos multicêntricos publicados.

The coronary computed tomography angiography has recently emerged as an accurate diagnostic tool in the evaluation of coronary artery disease, providing diagnostic and prognostic data that correlate directly with the data provided by invasive coronary angiography. The association of recent technological developments has allowed improved temporal resolution and better spatial coverage of the cardiac volume with significant reduction in radiation dose, and with the crucial need for more effective protocols of risk stratification of patients with chest pain in the emergency room, recent evaluation of the computed tomography coronary angiography has been performed in the setting of acute chest pain, as about two thirds of invasive coronary angiographies show no significantly obstructive coronary artery disease. In daily practice, without the use of more efficient technologies, such as coronary angiography by computed tomography, safe and efficient stratification of patients with acute chest pain remains a challenge to the medical team in the emergency room. Recently, several studies, including three randomized trials, showed favorable results with the use of this technology in the emergency department for patients with low to intermediate likelihood of coronary artery disease. In this review, we show data resulting from coronary angiography by computed tomography in risk stratification of patients with chest pain in the emergency room, its diagnostic value, prognosis and cost-effectiveness and a critical analysis of recently published multicenter studies.

Coronary computed tomography angiography in the assessment of acute chest pain in the emergency room.

The coronary computed tomography angiography has recently emerged as an accurate diagnostic tool in the evaluation of coronary artery disease, providing diagnostic and prognostic data that correlate directly with the data provided by invasive coronary angiography. The association of recent technological developments has allowed improved temporal resolution and better spatial coverage of the cardiac volume with significant reduction in radiation dose, and with the crucial need for more effective protocols of risk stratification of patients with chest pain in the emergency room, recent evaluation of the computed tomography coronary angiography has been performed in the setting of acute chest pain, as about two thirds of invasive coronary angiographies show no significantly obstructive coronary artery disease. In daily practice, without the use of more efficient technologies, such as coronary angiography by computed tomography, safe and efficient stratification of patients with acute chest pain remains a challenge to the medical team in the emergency room. Recently, several studies, including three randomized trials, showed favorable results with the use of this technology in the emergency department for patients with low to intermediate likelihood of coronary artery disease. In this review, we show data resulting from coronary angiography by computed tomography in risk stratification of patients with chest pain in the emergency room, its diagnostic value, prognosis and cost-effectiveness and a critical analysis of recently published multicenter studies.

Correlação da calcificação arterial coronária e necesidade de revascularização em pacientes sem diagnóstico prévio de doença arterial coronariana / Correlation of coronary artery calcification and necessity of coronary revascularization in patients without prior diagnosis of coronary artery disease

Introdução: Cerca de metade das mortes por doença coronariana (DAC) não são precedidas por sintomas cardíacos ou diagnóstico prévio. A quantificação da calcificação arterial coronariana (CAC) por tomografia é um preditor de eventos e reestratifica o risco de ocorrência desses eventos baseado no Escore de Risco de Framingham. Objetivo: Avaliar a capacidade do escore de cálcio de predizer revascularização em pacientes (pts) sem o diagnóstico prévio de DAC. Método: Estudo retrospectivo em pts sem diagnóstico prévio de DAC com quantificação da CAC, realizada em 2.009. A CAC foi obtida em tomografia multislice de 64 cortes, sem contraste, com aquisição sincronizada ao ECG, 120kV, 80-100mA, radiação < 1mSv, e medida pelo escore de cálcio de Agatston (EC) (limiar de 130 HU). Média, mediana e testes diagnósticos foram utilizados. Resultados: Avaliamos 263 pts (171 homens), com 59±13 anos, IMC = 27,7kg/m2 e seguimento médio de 18 ± 3 meses. O EC total foi 199,5 ± 24,39. Nos pacientes diabéticos (DM), o EC foi de 320,5 ± 67,56 e de 166 ± 24,47 nos não DM. Os 23 pacientes que foram revascularizados apresentaram EC médio de 692 ± 72,3 versus 134,7 ± 21,35 dos pacientes não revascularizados (p< 0,001). Dos 47 pts com EC ≥ 400, 17 (36,1%) foram revascularizados e dos 216 pts com EC< 400, 6 (2,6%) foram revascularizados (p< 0,001). Dos pts revascularizados, 15 sem DM tiveram EC médio de 672,7 ± 92,04 versus 728,3 ± 11 dos DM (8pts). Nos pts não revascularizados e sem DM (191 pts), apenas 18 pts tinham EC ≥ 400. Conclusão: O EC ≥ 400 foi forte preditor de revascularização com boa performance diagnóstica em pacientes sem diagnóstico prévio de DAC, no seguimento de 18 meses.

Avaliação da perfusão miocárdica de estresse com dipiridamol pela tomografia computadorizada com 64 colunas de detectores / Dipyridamole stress myocardial perfusion evaluation by 64 detector-row computed tomography

A angiotomografia de múltiplos detectores (TC) é um exame útil no diagnóstico de doença arterial coronariana (DAC). Recentemente, a TC foi associada à perfusão miocárdica com estresse (PTC) para detectar DAC. O objetivo é comparar a perfusão miocárdica da TC, após estresse com dipiridamol, com a cintilografia miocárdica (SPECT) na detecção de estenose coronariana significativa (>70%), usando o cateterismo (CATE) como método de referência. Trinta e seis pacientes (62±8,0 anos, 20 homens) com suspeita de DAC e com SPECT positivo em menos de 2 meses foram submetidos a um protocolo de TC para avaliação da PTC e angiografia pela tomografia computadorizada (ATC). TC foi realizada em um equipamento de 64 detectores (Aquillion 64, Toshiba), com uma primeira aquisição com os seguintes parâmetros:100mA,120Kv, 32x1mm colimação e 60ml de contraste a 3ml/s, após estresse com dipiridamol (0,56mg/Kg/4min), seguida de uma aquisição de repouso/ATC após aminofilina e metoprolol (270-400mA, 120Kv,64x0,5mm e 80 ml de contraste a 5ml/s). Observadores cegos e independentes, sem conhecimento prévio dos dados clínicos ou dos exames, realizaram análise visual e quantitativa da perfusão e angiotomografia, além de análise angiográfica quantitativa (QCA) para avaliação do CATE. Todos os pacientes completaram o protocolo sem efeitos adversos com dose de radiação média de 14,7 ± 3,0 mSv e exames interpretáveis. PTC foi positiva em 27 de 36 pacientes (75%). Dos nove casos (25%) com discordâncias (PTC negativa e SPECT positivo), 6 pacientes tinham ATC ou CATE normal e 2 tinham estenose coronariana menor que 50%. Um apresentava stent pérvio e o outro um ramo diagonal com redução luminal de 50%.O terceiro paciente apresentava uma oclusão do ramo ventricular posterior da artéria coronária direita com circulação colateral detectado pela ATC e confirmado pelo CATE...

Multidetector computed tomography is a useful method for the diagnosis of coronary artery disease. Recently, myocardial stress CT perfusion (CTP) was shown to detect myocardial ischemia. Our main objective was to evaluate the feasibility of dipyridamole stress CTP and compare to SPECT perfusion to detect significant coronary stenosis using conventional angiography (CCA) (stenosis >70%) as reference method. Thirty-six patients (62.0±8.0 years old, 20 males) with suspected CAD and < 2 months prior positive SPECT underwent a customized multidetector-row computed tomography (MDCT) protocol with rest/stress myocardial perfusion evaluation and CTA. MDCT was performed in a 64 scanner (Aquillion 64, Toshiba) with stress perfusion after 0.56mg/kg/4min of dipyridamole (100mA, 120 kV, collimation-32 x 1 mm and 60 ml of iodinated contrast) followed by aminophyline and metoprolol infusion prior to a second rest perfusion/CTA acquisition (270-400mA, 120 kV, collimation-64 x 0,5 mm and 80 ml of iodinated contrast). Independent blinded observers with no knowledge of clinical data or other exams performed visual and quantitative analysis of CTP, CTA, SPECT and quantitative coronary angiography (QCA) analysis, that was performed on CCA. All 36 patients completed the CT protocol with no adverse events, mean radiation dose of 14.7 ± 3.0 mSv and with interpretable scans. CTP was positive in 27 of 36 patients (75%). From the 9 (25%) disagreements with normal CTP and positive SPECT, 6 patients had normal CCA or CTA and 2 had no coronary stenosis > 70 %. One had patent stents and the other had a diagonal branch with mild luminal reduction at CCA. The remaining patient had an occluded right posterior lateral branch with collateral flow detect by CTA and confirmed by CCA. Good agreement was demonstrated between CTP and SPECT on a per-patient analysis (kappa 0.53)...

Tomografia computadorizada cardiovascular na doença arterial coronária / Role of cardiovascular computed tomography in coronary artery disease

Atualmente a angiotomografia de coronária está largamente difundida, em nosso meio, como exame não-invasivo para avaliação de doença obstrutiva coronária, por meio de análises luminal e parietal, caracterizando o grau de estenose e a presença de placa aterosclerótica. Em decorrência de sua excelente acurácia e alto valor predictivo negativo, a tomografia vem sendo útil na exclusão de doença coronária obstrutiva, tornando em particular a angiotomografia excelente ferramenta para a avaliação não-invasiva das artérias coronárias. Além disso, como ferramenta adic...

Uso da tomografia computadorizada com múltiplos detectores na síndrome isquêmica aguda / Usefulness of multidetector computed tomography in acute coronary syndromes

O diagnóstico da síndrome coronariana aguda, em especial da angina instável e do infarto agudo do miocárdio sem elevação do segmento ST no departamento de emergência permanece um desafio. A diferenciação entre as possíveis etiologias da dor torácica aguda ainda desafia muitos serviços de emergências. A avaliação inicial com história clínica, exame eletrocardiográfico seriado e marcadores bioquímicos de dano miocárdico freqüentemente leva a...