Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC J7vDWvgBGvx3QyWP7ypLYLw S0066-782X2018001600635 10.5935/abc.20180196 Case Report Quantification of Coronary Flow Reserve with CZT Gamma Camera in the Evaluation of Multivessel Coronary Disease Souza Ana Carolina do Amaral Henrique de 1 Gonçalves Bernardo Kremer Diniz 1 Tedeschi Angelo 1 Lima Ronaldo de Souza Leão 1 2 Universidade Federal do Rio de Janeiro Rio de Janeiro RJ Brazil Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ - Brazil Clínica de Diagnóstico por Imagem Rio de Janeiro RJ Brazil Clínica de Diagnóstico por Imagem, Rio de Janeiro, RJ - Brazil Mailing Addressa: Ana Carolina do Amaral Henrique de Souza, Av. Jornalista Alberto Francisco Torres, 67 apto 601, Postal Code 24230-000, Icaraí, Niterói, RJ - Brazil. E-mail: ana_carolina_amaral@hotmail.com

Author contributions

Conception and design of the research: Lima RSL; Acquisition of data: Souza ACAH, Gonçalves BKD, Tedeschi A, Lima RSL; Analysis and interpretation of the data, Statistical analysis and Writing of the manuscript: Souza ACAH; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Tedeschi A, Lima RSL, Gonçalves, BKD.

Potential Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

 10 2018 111 4 635 637 24 01 2018 10 05 2018 10 05 2018 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited Keywords Fractional Flow Reserve, Myocardial Coronary Artery Disease Coronary floe reserve/methods Diagnostic Imaging Myocardial Perfusion Imaging Introduction

Evaluating patients with multivessel coronary disease using myocardial perfusion scintigraphy (MPS) remains a challenge as the extent and severity of the disease can be underestimated. This phenomenon occurs in part due to balanced ischemia and inaccuracy of traditional devices to identify small changes in coronary flow in the stress phase.1,2 New gamma cameras with cadmium and zinc telluride (CZT) detectors that are already commercially available have shown higher temporal and spatial resolution,3-5 theoretically enabling dynamic acquisition of images and calculation of myocardial blood flow (MBF) and coronary flow reserve (CFR) in an absolute way.6,7 This tool, whose use with positron emission tomography (PET) is already well established,8-10 may be promising to non invasively access three-vessel obstructive coronary artery disease (CAD) using scintigraphy and its conventional radiotracers. The objective of this case report is to describe the quantification of CFR upon diagnosis of a patient with multivessel disease whose myocardial perfusion image showed a defect not compatible with coronary angiography.

Clinical case

A 58-year-old patient was seen for the first time in an outpatient Cardiology clinic presenting with dyspnea on medium exertion and improvement with rest. His medical history included hypertension, dyslipidemia, and positive family history. The patient was not under regular clinical follow-up or on optimized medication. Transthoracic echocardiogram performed nine months showed no alterations and patient was referred for myocardial perfusion scintigraphy in a specialized service. A one-day protocol was performed, with rest phase followed by pharmacological stress phase using dipyridamole and 99mTc-sestamibi as radiotracer at 10 and 30 mCi at rest and stress, respectively. Images were obtained in a CZT gamma camera (Discovery 530, GE Healthcare), with MBF and CFR quantified in a context of clinical research, coupled with the perfusion imaging protocol. The protocol was initiated by intravenous injection of 1 mCi of 99mTc-sestamibi to place the heart within the gamma camera field of vision. The rest phase included the acquisition of dynamic images during eleven minutes, immediately followed by the perfusion images during five minutes. While the patient was still positioned in the gamma camera, pharmacological stress phase was initiated with dipyridamole (0.56 mg/kg) so that stress dynamic images could be obtained during eleven minutes and perfusion images, for three minutes. Images showed a small area of inferolateral ischemia, with no contractile alterations. Reduced CFR values were identified in all coronary territories, as well as absolute flow (ml/min/g), on rest and stress (Figure 1). After scintigraphy, symptoms persisted despite therapeutic optimization, so the patient was referred for coronary angiography, which revealed three-vessel obstructive CAD, with a 90% segmental lesion of the proximal third in anterior descending artery; 75% proximal lesion in the second diagonal branch; 75% ostial lesion in the first and third marginal branches of the circumflex; 75% segmental lesion in the posterior ventricular branch. In the right coronary artery, a long lesion of 50% was found in the middle third, in addition to a 75% lesion in the posterior descending and ventricular branches (PD/VP), with 90% impairment of the PV branch.

Evaluation of patient with suspected CAD. A) MPS showing small area of inferolateral ischemia. B and C) Time-activity curves in stress and rest phases, respectively, derived from the dynamic acquisition in CZT gamma camera. D, E, and F) Angiographic images showing 90% lesion in anterior descending artery, 75% lesion in circumflex artery and 50% in the middle third of right coronary artery, with 90% obstruction in posterior ventricular branch. G) Overall results of MBF quantification (in ml/min/g) and CFR in coronary territories (anterior descending artery, circumflex artery, and right coronary artery, respectively), followed by total values (last line). Reduced values of MBF and CFR are seen in all territories, which is compatible with the obstructive lesions found in coronary angiography. CAD: coronary artery disease; MPS: myocardial perfusion scintigraphy; MBF: myocardial blood flow; CFR: coronary flow reserve.

Discussion

This is the first quantification report of CFR in a CZT gamma camera in our country. The protocol for image acquisition was proven safe and adequate to generate good-quality data. This case clearly represents a situation in which MPS is not able to identify the extent of ischemia due to multivessel disease. This phenomenon is in accordance with the literature, which has already described low prevalence of perfusion defects in populations of patients with three-vessel coronary obstructive disease.1 One of the reasons of this event is balanced ischemia. Considering that MPS only evaluates relative flow, it is based on the comparison of a myocardial wall with another whose radiotracer uptake is greater, and in situations like these an overall flow reduction occurs, generating little or no heterogeneity and, therefore, a possibly normal image.

In this context, determining myocardial flow and quantifying CFR is useful to identify high-risk patients, as they present absolute and non-relative results, like in conventional MPS. CFR can be defined as the magnitude of increased myocardial blood flow secondary to stress of any nature compared to resting flow. It is thus possible to describe not only the effects of focal epicardial obstructions, but also diffuse atherosclerosis and microvascular dysfunction, both of which are quite common in women and patients with metabolic syndrome. Previous PET studies have shown that CFR measurement can classify patients at low and high risk for cardiovascular events9 and therefore be used as a new tool for risk stratification.

New gamma cameras with solid and stationary CZT detectors have advantages when compared to traditional ones, with sodium-iodide detectors, as they allow for dynamic tomographic images and, theoretically, CFR quantification. Wells et al.6, in a pioneering work, have demonstrated a precise CFR quantification in a porcine model of resting and transitory occlusion upon stress using CZT gamma camera, paving the way for new possibilities of pilot studies with humans. Bouallègue et al.7 evaluated CFR in 23 patients in comparison to their angiographic data, including fractional flow reserve (FFR), and found a good correlation between CFR and the number of obstructed vessels and reduced CFR values in obstructed territories.

As seen in the present report, CFR quantification and the new methods of dynamic acquisition of myocardial blood flow constitute a current field of research that could generate knowledge about new applications of scintigraphy and bring improvements to diagnosis and management of coronary disease patients, including those with multivessel disease.

Sources of Funding

There were no external funding sources for this study.

Study Association

This article is part of the PhD project of Ana Carolina do Amaral Henrique de Souza at Universidade Federal do Rio de Janeiro.

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Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa: Lima RSL; Obtenção de dados: Souza ACAH, Gonçalves BKD, Tedeschi A, Lima RSL; Análise e interpretação dos dados, Análise estatística e Redação do manuscrito: Souza ACAH; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Tedeschi A, Lima RSL, Gonçalves, BKD.

Potencial conflito de interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

 Palavras-chave Reserva Fracionada de Fluxo Miocárdio Doença Arterial Coronariana Reserva de fluxo coronariano/métodos Diagnóstico por Imagem Imagem de Perfusão do Miocardio. Introdução

A avaliação de pacientes com doença coronariana multiarterial por meio da cintilografia miocárdica de perfusão (CMP) permanece um desafio, dada a possibilidade de subestimação da extensão e gravidade da doença. Esse fenômeno ocorre em parte devido à isquemia balanceada e inabilidade dos equipamentos tradicionais de identificar pequenas mudanças no fluxo coronariano na fase de estresse.1,2 Novas gama câmara com detectores de telureto de cádmio e zinco (CZT), já comercialmente disponíveis, apresentam maior resolução temporal e espacial,3-5 teoricamente possibilitando a aquisição dinâmica de imagens e a quantificação do fluxo sanguíneo miocárdico (FSM) e da reserva de fluxo coronariano (RFC) de forma absoluta.6,7 Essa ferramenta, já bem estabelecida com a tomografia por emissão de pósitrons (PET),8-10 pode ser promissora para acessar de forma não invasiva a doença coronariana obstrutiva de três vasos, utilizando a cintilografia e seus radiotraçadores convencionais. O objetivo desse relato é descrever o cálculo da reserva de fluxo coronariano no contexto diagnóstico de um paciente com doença multiarterial, cuja imagem de perfusão miocárdica mostrava defeito não compatível com a coronariografia.

Caso clínico

Paciente de 58 anos foi atendido pela primeira vez em ambulatório universitário de Cardiologia com queixa de dispneia aos médios esforços e melhora com repouso. A história clínica incluía hipertensão arterial, dislipidemia e história familiar positiva. O paciente não se encontrava em acompanhamento clínico regular ou com medicação otimizada. Ecocardiograma transtorácico realizado há nove meses não mostrava alterações e o paciente foi encaminhado para realização de cintilografia miocárdica de perfusão em serviço especializado. Seguiu-se protocolo de um dia, com fase de repouso seguida de fase de estresse farmacológico com dipiridamol e 99mTc-sestamibi como radiotraçador, nas doses de 10 e 30mCi em repouso e estresse, respectivamente. As imagens foram adquiridas em uma gama câmara CZT (Discovery 530, GE Healthcare), tendo sido realizada a quantificação do FSM e da RFC em um contexto de pesquisa clínica, acoplada ao protocolo de aquisição das imagens perfusionais. O protocolo foi iniciado pela injeção endovenosa de 1 mCi de 99mTc-sestamibi para posicionamento do coração no campo de visão da gama câmara. A fase de repouso se deu com a aquisição das imagens dinâmicas por onze minutos, seguida imediatamente das imagens de perfusão durante cinco minutos. Com o paciente ainda posicionado na gama-câmera, realizou-se a fase de estresse farmacológico com dipiridamol (0,56 mg/kg) para aquisição de imagens dinâmicas durante onze minutos e perfusionais durante três minutos. As imagens mostraram pequena área de isquemia inferolateral, sem alterações contráteis. Foram identificados valores reduzidos de RFC em todos os territórios coronarianos, bem como do fluxo absoluto (ml/min/g) nas fases de repouso e estresse (Figura 1). Após a cintilografia, os sintomas persistiram, apesar da otimização terapêutica, e o paciente foi encaminhado para realização de coronariografia, que revelou doença coronariana obstrutiva de três vasos, com lesão segmentar de 90% do terço proximal da artéria descendente anterior, lesão proximal de 75% no segundo ramo diagonal, circunflexa com lesão de 75% ostial em primeiro e terceiro ramos marginais, além de lesão segmentar de 75% no ramo ventricular posterior. Na coronária direita, foi constatada lesão longa de 50% no terço médio, além de lesão de 75% na bifurcação dos ramos descendente e ventricular posteriores (DP/VP), comprometendo em 90% o ramo VP.

Avaliação de paciente com DAC suspeita. A) CMP com pequena área de isquemia inferolateral. B e C) Curvas de tempo-atividade nas fases de estresse e repouso, respectivamente, derivadas da aquisição dinâmica em gama câmara CZT. D, E e F) Imagens angiográficas mostrando lesão de 90% na artéria descendente anterior, 75% na artéria circunflexa e 50% no terço médio da artéria coronária direita, com 90% de obstrução no ramo ventricular posterior. G) Resultados globais da quantificação do FSM (em ml/min/g) e RFC nos territórios coronarianos (artéria descendente anterior, artéria circunflexa e coronária direita, respectivamente), seguidos dos valores totais (última linha). São observados valores reduzidos de FSM e RFC em todos os territórios, o que é compatível com lesões obstrutivas descritas na coronariografia. DAC: doença arterial coronariana; CMP: cintilografia miocárdica de perfusão; FSM: fluxo sanguíneo miocárdico; RFC: reserva de fluxo coronariano.

Discussão

Esse é o primeiro relato de quantificação da RFC utilizando uma gama câmara CZT em nosso país. O protocolo para aquisição das imagens se mostrou seguro e adequado para a geração de imagens de boa qualidade. O caso apresentado representa claramente uma situação em que a CMP não é capaz de identificar a extensão da isquemia em razão de doença multiarterial. Tal fenômeno encontra-se em conformidade com a literatura, que já descreveu baixa prevalência de defeitos perfusionais em populações de pacientes com doença obstrutiva de três vasos.1 Uma das razões para a ocorrência deste fenômeno é a isquemia balanceada. Tendo em vista que a CMP avalia apenas o fluxo relativo, ou seja, baseia-se na comparação de uma parede miocárdica com outra cuja captação de radiotraçador é maior, em situações como a descrita ocorre uma redução global do fluxo, o que gera pouca ou nenhuma heterogeneidade e, portanto, uma imagem possivelmente normal.

Nesse contexto, a determinação do fluxo miocárdico e a quantificação da RFC mostra-se útil para identificar pacientes de alto risco, por apresentarem resultados absolutos e não relativos, como na CMP convencional. A RFC pode ser definida como a magnitude do aumento do fluxo sanguíneo miocárdico secundário a um estresse de qualquer natureza em comparação ao fluxo em repouso. Dessa forma, é possível descrever não apenas os efeitos de obstruções epicárdicas focais, mas também da aterosclerose difusa e disfunção microvascular, ambas bastante comuns em mulheres e portadores de síndrome metabólica. Estudos prévios utilizando PET demonstraram que a medida da RFC pode classificar pacientes em baixo e alto risco para eventos cardiovasculares,9 podendo, portanto, ser utilizada como uma nova ferramenta para estratificação de risco.

Novas gama câmaras com detectores sólidos e estacionários de telureto de cádmio e zinco são vantajosas quando comparadas às tradicionais, com detectores de iodeto de sódio, pois possibilitam imagens tomográficas dinâmicas e, teoricamente, a quantificação da RFC. Wells et al.6 demonstraram, em um trabalho pioneiro, a quantificação precisa da RFC em um modelo porcino de repouso e oclusão transitória no estresse com gama câmara CZT, abrindo caminho para novas possibilidades de estudos-piloto em humanos. Bouallègue et al.,7 avaliaram a RFC de 23 pacientes em comparação a seus dados angiográficos, incluindo reserva de fluxo fracionado (FFR), e demonstraram boa correlação entre a RFC e o número de vasos obstruídos, bem como valores reduzidos da RFC nos territórios de vasos obstruídos.

O cálculo da RFC e os novos métodos de aquisição dinâmica do fluxo sanguíneo miocárdico constituem um campo de pesquisa atual, como visto no presente relato, que poderá gerar conhecimentos acerca de novas aplicações da cintilografia e melhorias do diagnóstico e manejo de pacientes coronariopatas, incluindo aqueles com doença multivascular.

Fontes de financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de tese de Doutorado de Ana Carolina do Amaral Henrique de Souza pela Universidade Federal do Rio de Janeiro.