Nuklearno medicinska dijagnostika kao neinvazivna metoda u poslednjih 40 godina se uveliko koristi u ispitivanjima funkcije srčanih komora i prokrvljenosti (perfuzije) srčanog mišića i  doprinosi proširenju saznanja o ishemijskoj bolesti srca (IBS). Prva scintigrafska slika perfuzije miokarda je prikazana 1964 godine od strane Carr i saradnika koji su koristili cezijum-131. Ishemiju miokarda isprovociranu opterećenjem, prvi su prikazali Zaret i saradanici sa kalijum-43 1973 godine.

Lebowitz je 1972 godine predložio ²⁰¹Tl-hlorid za ispitivanje perfuzije miokarda, i isti je vrlo brzo postao "zlatni standard" u neinvazivnoj dijagnostici IBS. Kasnih sedamdesetih i ranih osamdesetih ²⁰¹Tl-hlorid sa tehnikom planarnog slikanja generalno daje veću osetljivost  u otkrivanju IBS (92%) kao i veću specifičnost (80%) u odnosu na EKG sa testom fizičkog opterećenja (64% i 82%). Ovim ranim studijama, za poređenje su uzimane koronarografski nađene stenoze ≥ 50 %. Loše karakteristike ²⁰¹Tl-hlorida, kao što su relativno dugo (73 časa) vreme poluraspada što smanjuje datu dozu, niska energija od 68 keV-a, što limitira rezoluciju i dovodi do atenuacije u mekim tkivima, kao i visoka apsorbovana doza u gonadama zahtevali su primenu novih radionuklida koji bi imali bolje karakteristike.

Poslednjih godina u svetu se u kliničkoj praksi koristi perfuziona scintigrafija miokarda sa ^99mTc obeleženim farmaceuticima, koji imaju jasnu prednost nad ²⁰¹Tl-hloridom, uključujući daleko veći fluks fotona pogodne energije (140 keV) za akviziciju gama kamerom,  kao i smanjenu absorbovanu dozu kod bolesnika. Istraživanja na uvođenju preparata koji bi se vezali za ^99m Tc su išla u pravcu primene dve različite klase molekula. Primena izonitrila dovela su do razvoja sestamibi-ja (MIBI), a fosfinskih kompleksnih molekula do liganda ^99m Tc i tetrofosmin-a (Mioview).

Tomoscintigrafska tehnologija u nuklearnoj medicini

Vogel, Kirch 1978 g. prvi primenjuju kolimator sa sedam rupica, a Chang, Lin i sar. 1980 g rotirajući kolimator, čime je omogućen razvoj longitudinalne emisione tomografije sa pojedinačnim fotonima (SPECT), i početak  tomografskih metoda u perfuzionoj scintigrafiji miokarda koju većina nuklearno medicinskih centara preporučuje u dijangostici perfuzije srčanog mišića.

SPECT tehnologija omogućava  dobijanje više slika preseka srčanog mišića bez smetnji osnovne aktivnosti (backgruond) i/ili preklapanja od nesrčane aktivnosti i ima principe slične kompjuterizovanoj tomografiji sa X zracima.

SPECT funcioniše tako što glava gama kamere rotirajući oko tela bolesnika skuplja impulse iz mnogih uglova srčanog mišića koje kasnije koristi u rekonstrukciji njegovog tomograma pomoću filtrovane projekcije unazad (ili nekom drugom metodom rekonstrukcije). Nakon filtrovane projekcije unazad, za rekonstrukciju artefakata smanjenja šuma i povećanja kvaliteta slike koristimo tehnike filtrovanja. Tomografski preseci  se prave po anatomskoj osi srčanog mišića a ne po anatomskoj osi tela (Slika 11.).

Slika 11. Shematski prikaz rekonstrukcije preseka po anatomskoj osi srčanog mišića
Varijacije normalne akvizicije i mogući artefakti

Postavljanje i pripremanje pacijenta za SPECT slikanje je od velike važnosti. Njegovo pokretanje tokom akvizicije ispod glave kamere prouzrokuje artefakte u slikanju. Zbog "dubljeg disanja" neposredno nakon testa opterećenja srčani mišić može zauzeti vertikalnu poziciju, koju posle oporavka  vraća u horizontalnu osovinu. Ovaj fenomen, tzv. "puzanje nagore" (upward creek), može prouzrokovati veštački defekt inferiornog zida na rekonstruisanim presecima, što je kao problem posebno izraženo, kada se kao radiofarmak u ispitivanju perfuzije srčanog mišića koristi ²⁰¹Tl,  jer se slikanje, zbog njegovih karakteristika, mora započeti neposredno nakon testa opterećenja.

Adekvatna "gustina" impulsa je često ignorisan aspekt u tomografskom perfuzionom slikanju.  Na "siromašnu gustinu impulsa" u rekonstruisanim i filtrovanim SPECT slikama  ukazuje pojava  brojnih  odvojenih "krpa" jače i slabije vezane aktivnosti, pri čemu te zone ne odgovaraju uobičajenim zonama irigacije koronarnih arterija., pri upotrebi planarne tehnologije

Osnovna aktivnost kao i preklapanje srčane aktivnosti slikanja, otežavaju detekciju i lokalizaciju manjih  promena  perfuzije. SPECT je oslobođen osnovne aktivnosti, čime se  poboljšava kontrasna rezolucija manjih lezija, povećava detekcija i broj manjih regiona hipoperfuzije čime tomoscintigrafija u mnogome otklanja probleme klasične planarne scintigrafije. Dobijanjem preseka filtrovanom projekcijom unazad (ili nekom drugom metodom rekonstrukcije), po tri ose (dugoj, vertikalnoj i kratkoj osi), bolje uočavamo preraspodelu radioaktivnosti u srčanom mišiću i samim tim poboljšavamo osetljivost i specifičnost u dijagnostici IBS.

Normalan tomoscintigrafski nalaz

SPECT slike se rekonstruišu kao multipli preseci orijentisani oko anatomske ose levog ventrikula. Da bi interpretirali preseke po kratkoj osi (KO), pogodno ih je podeliti u tri grupe: subapikalne, midventrikularne i bazalne preseke. Da bi se izbegli artefakti na apeksu nastali zbog dodirnih preseka, analiziraju se samo preseci koji jasno prikazuju ventrikularni prostor, a pri analizi bazalnih preseka, isključuju se preseci koji prikazuju membranozni septum.

Varijacije normalnog nalaza SPECT perfuzione scintigrafije miokarda:

Korisno praktično pravilo za interpretaciju SPECT nalaza je, da se perfuzioni defekt koji se jasno prikazuje na najmanje tri konsekutivna (uzastopna) preseka, može uzeti u obzir ili smatrati za tačno abnormalne. Preseci po verikalnoj dugoj i horizontanoj dugoj osi (VDO, HDO) sadrže iste informacije koje se prikazuju i sa KO. Ipak, i apeks i baza srčanog mišića se može analizirati presecima po VDO i HDO bez greške. I pri analizi preseka po dugim osama, samo se prihvataju preseci koji jasno prikazuju šupljinu ventrikula. Nešto slabije nakupljanje radiofarmaka inferoseptalne regije kod muškaraca se uzima kao varijanta normalnog nalaza. Kod žena je distribucija radifarmaka više homogenija. Bazalni preseci po KO generalno prikazuju defekt perfuzije septuma, što je normalan nalaz i prestavlja membarnozni deo septuma (39).

Artefakti SPECT nalaza:

a. Artefakti "pokreta" : Pozicioniranje i priprema pacijenta za optimalno SPECT slikanje su od izuzetne važnosti. Pokreti pacijenta u toku slikanja mogu da izazovu grešku u kasnijoj interpretaciji i analizi rezultata, zbog pomeranja gornje polovine tela, ili tokom testa opterećenja promenom pozicije srca u grudnom košu.

Neposredno nakon testa opterećenja srčani mišić zbog "dubljeg disanja" može zauzeti vertikalnu poziciju. Posle oporavka  se pokreće u horizontalnoj osovini. Ovaj fenomen, "puzanje nagore", može prouzrokovati na rekonstruisanim presecima veštački defekt inferiornog zida, posebno pri slikanju sa ²⁰¹Tl.

b. Atenuacija

Atenuacija je glavni zajednički artefakt pri SPECT slikanju i interpretaciji nalaza. Kad pacijent lezi na leđima (supine pozicija), može se pojaviti defekt inferiornog zida zbog atenuacije aktivnosti koja potiče iz levog pola dijafragme. Da bi se izbegao ovaj artefakt preporučuju se alternativne pozicije pacijenta, kada se ponavlja slikanje ali u položaju na stomaku (prone pozicija).

Atenuacija tkiva dojki takođe može prouzrokovati artefakte u analizi SPECT studije, ali mnogo ređe na nego pri planarnom slikanju perfuzije srčanog mišića, zato što se SPECT slikanjem i obradom dobijaju preseci po anatomskoj osi srčanog mišića. Pažljivo posmatranje "neprocesiranih projekcionih slika" na kompjuterskom ekranu, može pomoći u proceni potencijalnih artefakata atenuacije dojke koji se mogu prepoznati kao "senka" koja se kreće oko srca. Svi poznati proizvođači nuklearno medicinske opreme sada nude softvere za korekciju atenuacije.

Kontrola kvaliteta

Kontrola kvaliteta SPECT slikanja se vrši stalno i sistematično kao deo svake interpretacije, baš u delovima studije gde se mogu očekivati artefakti:

1. Kompjuterskom mogućnošću prikazivanja svih projekcionih slika zajedno u pokretu, za potvrdu eventualnog neželjenog pokreta pri slikanju i/ili srčanog mišića, kao i prisustva senke dojki. Ovom mogućnošču možemo eliminisati artefakte pokreta i/ili atenuacije tkiva dojki ponovljenim slikanjem pacijenta u prone poziciji.
2. Adekvatna procena gustine impulsa.
3. Prisustvo dijafragmalne atenuacije inferoposteriornog područja se procenjuje upoređivanjem leve lateralne projekcije (supine pozicija) sa planarnom levom lateralnom projekcijom. Kada postoji sumnja na atenuaciju inferiornog zida, poželjno je odmah ponoviti slikanje u prone poziciji.

Interpretacija SPECT studije

Perfuziona tomoscintigrafija miokarda se interpretira kvalitativno vizualno, a kvantitativno kompjuterskom analizom.

I - Normalan nalaz se ispoljava kao homogeno nakupljanje radiofarmaka u srčanom mišiću.

II - Defekt perfuzije se ispoljava kao lokalizovano područje relativno manjeg (slabijeg) nakupljanja radiofarmaka u odnosu na normalno. Defekt varira u intenzitetu od neznatno slabijeg do potpuno odsutnog nakupljanja radiofarmaka, te razlikujemo:

a. Reverzibilni defekt perfuzije

Uočeni defekt perfuzije u fazi opterećenja koji se popunjava i/ili potpuno nestaje u odloženoj fazi slikanja, u fazi mirovanja .Takav defekt u perfuziji se naziva reverzibilni defekt i on ukazuje na ishemiju srčanog mišića.

. Fiksirani defekt perfuzije:

Defekt perfuzije otkriven tokom snimanja u fazi opterećenja, koji i u fazi mirovanja zadržava iste osobine zove se fiksirani defekt. Ovaj nalaz ukazuje na zonu infarkta i/ili ožiljak.

c. Reverzna redistribucija:

Reverzna redistribucija se opisuje kao nalaz dobijen kod primene ²⁰¹Tl, dok se "reverzni defekt" otkriva i opisuje pri upotrebi Tc-obeleženih farmaka. Naime početna studija u fazi opterećenja pokazuje normalan nalaz i/ili pokazuje defekt, a u odloženoj studiji, u fazi mirovanja prikazuje se nov defekt i/ili pogoršanje već prethodno nađenog, i/ili više novih defekata. Ovo je često prisutno kod pacijenata sa infarktom miokarda koji su podvrgnuti trombolitičkoj terapiji i/ili hirurškoj revaskularizaciji (ACB i/ili perkutanoj transluminalnoj koronarnoj angioplastici- PTCA). Ovaj fenomen se može uočiti kao  početno prekomerno nakupljanje radiofarmaka u reperfundovanom području vijabilnog miokarda u okolini ožiljnog tkiva. Sličan nalaz se može uočiti u pacijenata gde koronarografski nalaz ukazuje na izrazito tortuozne koronarne krvne sudove sa slabom perifernom vaskularizacijom (mikrovaskularne bolesti, sindrom X). Značaj ovog nalaza je kontroverzan i ne upućuje na ishemiju indukovanu opterećenjem, ali može da ukazuje na  "svežu" ishemiju u sklopu mikrovaskularne bolesti.

III - Nakupljanje radiofarmaka u plućima

U normalnim uslovima u plućima nema radifarmaka, ili je prisutan u  veoma malim količinama. Povećano nakupljanje radioaframaka u plućima ukazuje na poremećen  plućno/srčani odnos (normalan za  ²⁰¹ Tl <0.5%,a za ^99mTc- farmake < 0.45%) koji ukazuje na opterećenjem indukovanu disfunkciju srčanog mišića, odnosno na koronarnu arterijsku bolest.

IV - Prolazna dilatacija leve komore

Povremeno se nakon testa opterećenja može uočiti uvećanje leve komore zasnovano na njenoj prolaznoj dilataciji nastaloj kao odgovor na opetrećenjem indukovanu komornu disfunkciju, koje je razlog prolaznoj dilataciji dok istinskog povećanja volumena leve komore nema. Ova pojava je uzrokovana smanjenjem subendokardnog vezivanja radiofarmaka i u skladu sa time vidljivim "stanjenjem" srčanog mišića u fazi opterećenja.

V - Vizualizacija desne komore

Obično se desna komora prikazuje ali slabo u oba dela SPECT studije. Srčana masa desne komore i krvni protok je oko 50% manji nego u levoj komori. Izraženo primetna vizualizacija desne komore u fazi mirovanja nije normalna i u većini slučajeva ukazuje na hipertrofiju desne komore, dok značajno povećano nakupljanje radiofarmaka u desnoj komori u fazi opterećenja prestavlja patološki nalaz i koji ukazuje na ozbiljnu bolest koronarnih krvnih sudova.

Vizualne i kvantitativne analize u interpretaciji SPECT nalaza:

Nalaz perfuzije srčanog mišića je relativno težak za interpretaciju. U vizualnoj interpretaciji bilo kojih preseka, postoje razlike čak i među iskusnim lekarima. Opis nalaza je relativan i zavisi od mnogobrojnih faktora: 1. Ukupni kvalitet "sirovih" podataka, 2. ispoljavanje kvaliteta slike, 3. stepen abnormalnosti, 4. stepen razlikovanja između studije u fazi opterećenja i mirovanja, i 5. sličnost (bliskost) sa varijacijama normalnog nalaza.

Ocenjivanje SPECT studije:

Perfuzioni defekti srčanog mišića mogu varirati u stepenu, obliku i veličini nalaza. Stepen, oblik i veličina defekta perfuzije se može izraziti brojem segmenta koji su zahvaćeni promenom. Ustanovljen je način ocenjivanja svakog segmenta:

a. vizuelnom analizom tzv. semikvatnitativni skoring sistem sa 5. tačaka ocenjivanja svakog segmenta.

1. normalan nalaz, 2. verovatno normalan nalaz, 3. sumnjiv nalaz, 4. verovatno patološki nalaz i 5. patološki nalaz. Prostim sabiranjem dobivenih ocena po svakom segmentu može se dobiti "zbir ocena u fazi opterećenja", "zbir ocena u fazi mirovanja" te dati definitivni zaključak nalaza.

b. Kvantitativno ocenjivanje SPECT studije.

Kompjuterska kvantifikacija perfuzione scintigrafije miokarda obezbeđuje važno poboljšanje interpretacije slike i otklanja neslaganja nalaza različitih "tumača nalaza". Opisano je nekoliko načina kvantifikacije slike.

Način kompjuterske kvantifikacije se oslanja na:

1. Grafičke i/ili polarne mape relativne distribucije radioframaka kroz srčani mišić. 2. Kvantitativne komparacije relativne distribucije radiofarmaka sa normalnim referentnim pokazateljima iz baze podataka, komparacija kvantitativnih podataka veličine defekta nađenog u fazi opterećenja sa onim nađenim u fazi mirovanja i kvantifikacija reverzibilnog defekta.

1. Polarne mape ("bikove oči") su najviše korišćen i komercionalno najzastupljeniji način kvantifikacije. Svrha polarnih mapa je generisanje jedne dvodimenzionalne slike koja obuhvata relativnu distribuciju radiofarmaka kroz celo srce, a ona se izražava brojčano i/ili kolor skalom gde je apikalni presek centar a bazalni preseci periferija koncentričnog kruga. Veoma je važno shvatiti da polarna mapa nije prava slika nego uprošćen izvod kolor-skale analogne slike. Tako dobijene polarne mape mogu se lako uporediti sa referentnim normalnim nalazom polarnih mapa iz baze podataka, koji se obično dobija od pacijenata sa malom (<3%) verovatnoćom za koronarnu bolest.

Značajne varijacije postoje u pogledu stvaranja SPECT baza normalnih podataka. U nekim softverskim programima je donji limit uniformna sredina - 2 SD (standardne devijacije), dok u drugim, različiti kriterijumi važe za svaku koronarnu arteriju. U odnosu na pol pacijenta postoje i specifični osnovni podaci, koji se takođe preporučuju. Zona sa značajnim defektom perfuzije (relativna distribucija impulsa ispod donjeg granice) može se u polarnoj mapi istaći kao "zamračena" zona. Upoređujući polarne mape u fazi opterećenja i mirovanja i oduzimanjem slika moguće je uočiti i kvantifikovati brojne reverzibilne defekte perfuzije. Postoji mnogo različitih softverskih programa za generisanje polarnih mapa, koji nemaju podršku u bazi normalnih podataka. U skladu sa tim, u mnogim centrima SPECT polarne mape se interpretiraju vizualno bez pomoći baze normalnih podataka.

2. Kružni profil

Alternativni izlaz za polarne mape za kvantifikaciju SPECT studije je korišćenje kružnog profila. Svaki kružni profil se generiše oko svakog preseka po kratkoj osi i upoređuje sa normalnim vrednostima iz baze podataka. U normalnim slikama, svi dobijeni podaci kružnih profila su iznad donje granice nomalnih vrednosti.

Apsolutna veličina defekta perfuzije miokarda se izražava u procentima u odnosu na celu levu komoru, a njegova kompjuterizovana veličina u odnosu na "debljinu" preseka, pri čemu u svakom preseku po kratkoj osi od apeksa do baze menja prečnik. Taj način omogućava kvantifikaciju apsolutne veličine defekta perfuzije u fazi opterećenja i fazi mirovanja, kao i reverzibilni defekt u procentima.