Bedömning av myokardperfusion med hjälp av datortomografi. | Application
Bedömning av myokardperfusion med hjälp av datortomografi.
Registration number: LIO-188961
Kliniskt forskningsprojekt för ST-läkare vid Landstinget i Östergötland
Application started by: Jakob De Geer, 2011-03-25
Professional title at the time of application: Specialistläkare
Work place at the time of application: BMC, Rtg US
Last updated / corrected by: Jakob De Geer, 2013-04-18
Application received by: Region Östergötland
Granted and completedGranted and completed
Applicant: Jakob De Geer
Överläkare Medicinsk Radiologi/Neuroradiologi, Specialiserad vård

Information

Ansökan avser

Kliniskt forskningsprojekt för ST-läkare vid Landstinget i Östergötland

Ämnesområde

Radiologi och avbildningsteknik

Sammanfattning av projektet

Inom hjärtdiagnostiken är bedömning av hjärtats genomblödning (perfusion) en viktig komponent i kartläggningen av eventuella skador i hjärtmuskeln(myokardiet), och i bedömningen av möjligheterna till förbättrad hjärtfunktion genom intervention (i form av ballongdilatation/PCI eller kranskärlsoperation/CABG).
Idag används i första hand myokardscintigrafi och ibland också magnetresonanstomografi (MRT)för denna bedömning. Dessa metoder är väl fungerande men lider av långa undersökningstider och begränsad tillgänglighet. Vad gäller MRT finns även begränsningar kopplade till det starka magnetfält som används, vilket (åtminstone i dagsläget) bl.a omöjliggör undersökning av patienter med pacemaker. Nu finns, tack vare en snabb teknikutveckling, en potentiell möjlighet att även använda skiktröntgen (datortomografi/CT)för denna typ av diagnostik.

Fördelarna med att använda CT är framförallt snabbheten, tillgängligheten och möjligheten att i samma seans även undersöka även kranskärlen. Dessutom kan man, beroende på undersökningsprotokoll även utvinna såväl funktionell som morfologisk information om hjärtmuskeln och även intilliggande strukturer. Till nackdelarna hör givetvis den joniserande strålningen som används, och även användadet av intravenös kontrast, vilket ibland kan medföra komplikationer, framförallt i form av allergiska reaktioner och njurpåverkan.

I dagsläget finns två huvudsakliga metoder. Den ena är en dynamisk mätning av flödet där man efter kontrastinjektion under ca 30 sekunder avbildar hjärtat ett flertal gånger. Utifrån attenueringsförändringarna under denna tidsperiod fås en bild av kontrastuppladdningen i muskeln och med hjälp av en avancerad beräkningsalgoritm kan man sedan räkna ut blodflödet i de olika delarna av hjärtmuskeln.
Den andra metoden utnyttjar det faktum att kontrastmedlet inte sköljs ur skadad hjärtmuskel lika snabbt som ur frisk vävnad, utan dröjer sig kvar vilket orsakar en relativt sett ökad attenuering sent i förloppet, s.k "late enhancement". Skillnaden mot frisk vävnad är subtil men kan visualiseras med hjälp av s.k dubbelenergiteknik (dual energy).
Båda dessa metoder är ännu på utvecklingsstadiet och behöver valideras mot de mer etablerade tekniker som nämnts ovan.

I ett pågående pilotprojekt har sammanlagt 20 manifest kranskärlssjuka patienter genomgått dynamisk datortomografiundersökning av hjärtat, med tillägg av adenosin för att simulera stress/ansträngning. I samma seans har de sedan fått en injektion med Tc99-aktivitet för att omedelbart efter CT gå vidare till nuklearmedicinsk undersökning med myokardscintigrafi. Därefter sker efterbehandling av bildmaterialet med uträkning av blodflödesdata och segmentering av hjärtmuskeln enligt American Heart Associations 17-segmentsmodell. Resultatet jämförs med det bildmaterial som erhållits vid den efterföljande scintigrafiundersöknineng.
Projektets syfte är att utvärdera den dynamiska CT-metodens styrkor och svagheter samt att validera den mot myokardscintigrafin.

I kommande projekt avser vi att på ett likartat sätt men med ett större patientmaterial även utvärdera perfusionsmätning med late enhancement/dual energy alternativt med en kombination av båda metoderna. Som jämförelsemetod kommer vi då i första hand att använda MRT, eftersom MRT också förlitar sig på förekomsten av "late enhancement".

Doktorandanmäld

checked Ja
not checked Nej

Halvtidskontroll

not checked Ja
checked Nej

Disputerad

not checked Ja
not checked Nej

Docent

not checked Ja
checked Nej

Medarbetare/handledare

Supervisor

Anders Persson
Överläkare, Professor, Centrum för medicinsk bildvetenskap och visualisering, CMIV
Jan Engvall
överläkare, Hjärt- och Medicincentrum
Michael Sandborg
Professor, 1.e sjukhusfysiker, Medicinsk strålningsfysik i Linköping

Forskningsmeriter

Publikationslista är inlagd/uppdaterad i ansökningssystemets personkort

not checked Ja
checked Nej

Forskningsmeriter (beskriv här eventuella tidigare forskningserfarenheter samt relevanta utbildningsmoment, utmärkelser m m)

Vetenskapliga artiklar:
Per Eriksson, Ahmed Abdulilah Mohammed, Jakob De Geer, Johan Kihlberg, Anders Persson, Göran Granerus, Fredrik Nyström, Örjan Smedby, Non-invasive investigations of potential renal artery stenosis in renal insufficiency, Nephrology, Dialysis and Transplantation, 2010, (25), 11, 3607-3614.

Jakob De Geer, Michael Sandborg, Örjan Smedby, Anders Persson. The efficacy of 2-D, non-linear adaptive noise reduction filtering in cardiac imaging: A pilot study. Accepted for publication Acta Radiologica.

Vetenskaplig konferens:
Jakob De Geer, Michael Sandborg, Örjan Smedby, Anders Persson, Post processing noise reduction as a way of reducing the dose in cardiac CT without sacrificing image quality: A Pilot study., European Congress of Radiology 2010, 2010.

Genomgångna vetenskapliga kurser:
Basic biostatistics (LiU, VT-2010)
Scientific methodology (LiU, HT-2010)
Epidemiology (LiU VT-2011)

Forskningstid

Forskningstid önskas för följande antal månader (1-3 månader kan sökas)

3

Tidplan för uttag av forskningstid

 ÅrMånadAktivitet
Forskningstid2012Jan-majSammanställning av data från studie av dynamisk perfusionsmätning. Artikelskrivande
Forskningstid2012Sept-DecPåbörja studie dual energy/late enancement.
Forskningstid   
Forskningstid   
Forskningstid   

Redovisning (senast 3 månader efter att forskningstiden har utnyttjats)

Datum för redovisning

2013-03-27

Redovisning av forskningsprojekt

Background
The most common clinical method of visualizing myocardial blood flow is SPECT. Dynamic CT perfusion (CTP) is a relatively new method that needs validation.

Purpose
To evaluate adenosine stress dynamic CTP in comparison with 99m-Tc SPECT. Secondarily, to compare the results for manual and automatic segmentation.

Method and materials
Seventeen patients were included, all with at least one ST-elevation myocardial infarction, subsequent percutaneous coronary intervention, and at least one untreated significant stenosis. Nine were excluded because of technical problems, including limited coverage.
All patients were examined with dynamic stress CTP and stress and rest SPECT. CTP images were post-processed using both manual and automatic segmentation. Data were compared to SPECT on a per segment basis. The results for manual and automated segmentation were compared.

Results
116 segments out of 136 segments (85%) were available for analysis on both CTP and SPECT. 20 segments were excluded due to their visible volume being less than 50% of the true volume, due to limited coverage.
CTP showed a positive correlation with the SPECT data with both manual and automated segmentation, with correlation coefficients of 0,38 and 0,41 respectively (p<0,0001). There was no significant difference between the correlation coefficients of the manual and automated segmentation procedures, with p-values in this respect being 0.75 (ANOVA/Duncan´s test) and 0.89 (Wilcoxon´s matched pair test). The average, manually obtained global blood flow value was 127 ml /100 g tissue/min and the average, automatically obtained global blood flow value was 133 ml/100 g tissue/min. The mean difference was 6 ml/100 g tissue or 4.7%.
Of the 116 segments that were deemed readable, 50 were considered “normal” according to the EANM guidelines, with a signal intensity of ≥70% of the max intensity value for each respective patient. On a patient basis, the number of “normal” segments varied between 1 and 8. In an interindividual comparison, the average CTP blood flow value for normal segments per individual varied between 94 to 183 ml/100g/min, or by a factor of 1.9 with manual segmentation. Corresponding values for automatic segmentation was 104 to 196 ml/100g/min, or by a factor of 1.9. Within each patient, the average per segment blood flow in normal segments varied by a factor of 1.3 to 2.0 with manual segmentation, and by a factor of 1.2 to 2.0 with automatic segmentation. For the whole group, the CTP blood flow value varied by a factor of 2,8 in normal segments. Thus, the global variation in blood flow is large and a particular CTP blood flow value, e.g. 90 ml/100g/min, could be classified as either normal, ischemic or indeterminate. However, the total variation is similar for both manual and automatic segmentation methods.

Conclusion
A positive but moderate correlation was found between CTP and SPECT myocardial perfusion despite the fact that the two methods assess different aspects of myocardial blood flow. The large variation in CTP blood flow in segments that are normal according to SPECT suggests that a cut-off value for stress myocardial blood flow is inadequate to detect segments with limited perfusion. This problem could possibly be solved by using a comparison between stress and rest flow. With the present equipment, CTP is hampered by a limited coverage in the dynamic perfusion mode. On-going development in detector technology may offer hope that dynamic CTP will cover the entire heart, expand our knowledge of normal myocardial physiology, and detect myocardial ischemia, in most cases in conjunction with CTA of the coronary arteries.

Decision

Decision date: 2011-06-13


Bedömning av myokardperfusion med hjälp av datortomografi. | Application, from Region Östergötland
http://researchweb.org/is/en/lio/ansokan/188961