abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC São Paulo, SP, Brazil ppzNVD4SCPx6bqcD79rxFVD 00009 S0066-782X2008001400009 S0066-782X(08)09100209 10.1590/S0066-782X2008001400009 Artigos Originais Ressonância magnética vs cintilografia com pirofosfato marcado com tecnécio-99m para a detecção de necrose miocárdica perioperatória Monte Guilherme Urpia Drager Luciano Ferreira Souza Fábio Solano de Freitas Ávila Luiz Francisco Rodrigues de Parga Filho José Rodrigues César Luiz Antônio Machado Izaki Marisa Meneghetti José Cláudio Rochitte Carlos Eduardo Kalil Filho Roberto São Paulo São Paulo Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina Hospital das Clínicas Brazil 08 2008 91 2 126 131 12 01 2007 18 02 2008 25 02 2008 This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

FUNDAMENTO: O infarto do miocárdio perioperatório (IMPO) é uma complicação da cirurgia de revascularização miocárdica (CRM) com potencial impacto prognóstico. A cintilografia miocárdica (CM) com pirofosfato marcado com tecnécio-99m é utilizada no diagnóstico de IMPO, mas demonstra limitada sensibilidade para lesões subendocárdicas. A ressonância magnética cardiovascular (RMC), por sua vez, detém alta acurácia para a detecção de necrose miocárdica. OBJETIVO: Comparar a RMC e a CM para a detecção de IMPO após CRM. MÉTODOS: Foram estudados 24 pacientes portadores de doença arterial coronária crônica, com a técnica de realce tardio pela RMC e com a CM, antes e depois da CRM, analisando-se o surgimento de áreas de necrose miocárdica perioperatória (IMPO). Mensuraram-se também marcadores bioquímicos de lesão miocárdica (CKMB e troponina I), antes e depois da cirurgia. RESULTADOS: Dezenove pacientes completaram o estudo. Desses, 6 (32%) apresentaram IMPO à RMC, e 4 (21%) à CM (p = NS). Dos 323 segmentos do ventrículo esquerdo avaliados, 17 (5,3%) exibiram necrose perioperatória à RMC, e 7 (2,2%) à CM (p = 0,013). Observou-se moderada concordância entre os métodos (kappa = 0,46), havendo divergência, quanto ao diagnóstico de IMPO, em 4 (21%) casos, a maioria com pequenas áreas de necrose perioperatória à RMC, não visualizadas à CM. Em todos os casos com IMPO à RMC, houve elevação significativa de CKMB e troponina I. CONCLUSÃO: Houve moderada concordância diagnóstica entre os métodos para a detecção de IMPO, mas a RMC permitiu a visualização de pequenas áreas de necrose miocárdica perioperatória, não identificadas pela CM e associadas à elevação de marcadores bioquímicos de lesão miocárdica.

 Estudo comparativo imagem por ressonância magnética miocárdio pirofosfato de Tecnécio Tc 99 m infarto do miocárdio revascularização miocárdica 08 08 2008

ARTIGO ORIGINAL

TOMOGRAFIA/RESSONÂNCIA

Ressonância magnética vs cintilografia com pirofosfato marcado com tecnécio-99m para a detecção de necrose miocárdica perioperatória

Guilherme Urpia Monte; Luciano Ferreira Drager; Fábio Solano de Freitas Souza; Luiz Francisco Rodrigues de Ávila; José Rodrigues Parga Filho; Luiz Antônio Machado César; Marisa Izaki; José Cláudio Meneghetti; Carlos Eduardo Rochitte; Roberto Kalil Filho

Instituto do Coração (InCor) - Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP - Brasil

Correspondência

RESUMO

FUNDAMENTO: O infarto do miocárdio perioperatório (IMPO) é uma complicação da cirurgia de revascularização miocárdica (CRM) com potencial impacto prognóstico. A cintilografia miocárdica (CM) com pirofosfato marcado com tecnécio-99m é utilizada no diagnóstico de IMPO, mas demonstra limitada sensibilidade para lesões subendocárdicas. A ressonância magnética cardiovascular (RMC), por sua vez, detém alta acurácia para a detecção de necrose miocárdica.

OBJETIVO: Comparar a RMC e a CM para a detecção de IMPO após CRM.

MÉTODOS: Foram estudados 24 pacientes portadores de doença arterial coronária crônica, com a técnica de realce tardio pela RMC e com a CM, antes e depois da CRM, analisando-se o surgimento de áreas de necrose miocárdica perioperatória (IMPO). Mensuraram-se também marcadores bioquímicos de lesão miocárdica (CKMB e troponina I), antes e depois da cirurgia.

RESULTADOS: Dezenove pacientes completaram o estudo. Desses, 6 (32%) apresentaram IMPO à RMC, e 4 (21%) à CM (p = NS). Dos 323 segmentos do ventrículo esquerdo avaliados, 17 (5,3%) exibiram necrose perioperatória à RMC, e 7 (2,2%) à CM (p = 0,013). Observou-se moderada concordância entre os métodos (kappa = 0,46), havendo divergência, quanto ao diagnóstico de IMPO, em 4 (21%) casos, a maioria com pequenas áreas de necrose perioperatória à RMC, não visualizadas à CM. Em todos os casos com IMPO à RMC, houve elevação significativa de CKMB e troponina I.

CONCLUSÃO: Houve moderada concordância diagnóstica entre os métodos para a detecção de IMPO, mas a RMC permitiu a visualização de pequenas áreas de necrose miocárdica perioperatória, não identificadas pela CM e associadas à elevação de marcadores bioquímicos de lesão miocárdica.

Palavras-chave: Estudo comparativo, imagem por ressonância magnética, miocárdio/cintilografia, pirofosfato de Tecnécio Tc 99 m, infarto do miocárdio/cirurgia, revascularização miocárdica.

Introdução

Apesar dos avanços nas técnicas cirúrgicas e nos cuidados intensivos, o infarto do miocárdio perioperatório (IMPO) ainda é uma complicação da cirurgia de revascularização miocárdica (CRM), com potencial impacto prognóstico1-5. Entre os exames empregados para o seu diagnóstico, a cintilografia miocárdica com pirofosfato marcado com tecnécio-99m (CM) destaca-se como um método não-invasivo, capaz de visualizar áreas de necrose miocárdica6. Embora tenha boa sensibilidade para a detecção de infarto transmural, a cintilografia planar exibe baixa sensibilidade para a detecção de infarto subendocárdico, o mais comum após CRM7. A técnica de tomografia por emissão de fóton único, mais conhecida como SPECT (do inglês single photon emission computed tomography), detém maior sensibilidade para a detecção de infarto subendocárdico, mas sua especificidade também é limitada6. Além disso, seu período relativamente curto de positividade, em torno de sete dias7-9, baseado na ligação entre o radiofármaco e o cálcio mitocondrial dos miócitos acometidos pelo infarto, pode limitar a sua utilização nos pacientes clinicamente instáveis, nos primeiros dias pós-operatórios, que não possam ser transportados para o setor de medicina nuclear.

A ressonância magnética cardiovascular (RMC), por sua vez, vem se firmando como um exame de excelência para a visualização de áreas de infarto, com a técnica de realce tardio miocárdico. Esse método utiliza uma seqüência específica, realizada 10 a 20 minutos após a administração intravenosa de contraste à base de gadolínio - metal paramagnético, capaz de aumentar a intensidade de sinal das estruturas, nas imagens de ressonância10. Com esse recurso, tem sido possível a determinação precisa de áreas de infarto recentes ou antigas, em animais e humanos, com ou sem onda Q ao ECG11 e até mesmo microinfartos, sem alteração eletrocardiográfica ou de contração e com mínima elevação de enzimas cardíacas12. Essa técnica detém alta resolução espacial, superior à da cintilografia, e excelente correlação com a anatomia patológica, em estudos experimentais com animais13,14.

Com base no exposto e diante da ausência, até o momento, de estudos comparativos entre esses métodos, idealizou-se este trabalho, cujo objetivo foi avaliar a concordância diagnóstica entre a RMC e a CM para a detecção de áreas de IMPO em pacientes submetidos à CRM.

Métodos

Entre agosto de 2003 e março de 2006, foram estudados 24 pacientes adultos, portadores de doença arterial coronária crônica, acompanhados na nossa instituição e com indicação de cirurgia de revascularização miocárdica. Todos os casos foram submetidos à cineangiocoronariografia convencional, tendo-se observado estenose crítica de, pelo menos, uma artéria coronária (> 50% para o tronco da coronária esquerda e > 70% para qualquer outra artéria). Adotaram-se os seguintes critérios de exclusão: planejamento de outro tratamento cirúrgico cardíaco, além da revascularização miocárdica (troca valvar, por exemplo); arritmias cardíacas crônicas, capazes de prejudicar a aquisição das imagens de RMC (fibrilação atrial, por exemplo); e contra-indicações ao exame de ressonância magnética (marca-passo/cardioversor-desfibrilador implantável, próteses ou implantes metálicos incompatíveis com o exame, alergia ao gadolínio e claustrofobia conhecida). O estudo foi aprovado pela Comissão de Ética da instituição e cada paciente assinou o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido.

Os pacientes foram submetidos aos exames de RMC e CM, antes e depois da cirurgia, para avaliar o surgimento de áreas de necrose miocárdica perioperatória. Mensuraram-se também marcadores bioquímicos de lesão miocárdica (CKMB e troponina I), antes e, de forma seriada, depois da cirurgia.

Ressonância magnética cardiovascular

Os exames foram realizados em aparelho com campo magnético principal de 1,5 T (Signa CV/i, General Electric Medical Systems, Waukesha, MN, EUA), sendo utilizada bobina de superfície, composta de quatro elementos, para exames cardíacos, comercialmente disponível. Para a monitorização e sincronização eletrocardiográficas, acoplaram-se quatro eletrodos na parede anterior do hemitórax esquerdo do paciente. Todos os exames foram obtidos com pausa expiratória, a fim de minimizar os artefatos decorrentes dos movimentos respiratórios. Inicialmente, foram feitas aquisições nos três planos ortogonais (transversal, sagital e coronal) para localização do coração. A partir dessas imagens preliminares, planejou-se a prescrição da seqüência de realce tardio miocárdico. Geraram-se planos de corte de eixo curto e eixo longo do ventrículo esquerdo (VE). Os cortes de eixo curto foram adquiridos com 8 mm de espessura e 2 mm de espaçamento, em número suficiente (de 8 a 12) para a cobertura de toda a extensão do VE. Os cortes de eixo longo foram planejados a partir das imagens de eixo curto, com 8 mm de espessura e a intervalos radiais de 45º, sendo em número de quatro, no total. Com o intuito de garantir sua comparabilidade, as imagens foram adquiridas nos mesmos planos de corte, antes e depois da cirurgia. Para a avaliação das áreas de necrose e fibrose miocárdicas, empregou-se seqüência específica de gradiente-eco rápido, com pulso preparatório de inversão-recuperação. As imagens foram adquiridas cerca de 10 a 20 minutos após a administração intravenosa de 0,2 mmol/kg de contraste à base de gadolínio (ácido gadotérico, Dotarem®, Guerbet, Aulnay Sous Bois, França), através de acesso venoso periférico, a cada dois batimentos cardíacos (intervalos RR), e o tempo de inversão foi meticulosamente ajustado, com o objetivo de anular o sinal do miocárdio normal. Os principais parâmetros dessa seqüência foram: TR = 7,2 ms, TE = 3,2 ms, matriz = 256 x 192 pixels, ângulo de inclinação = 20º, largura de banda = 31,2 kHz, TI = 150-250 ms, campo de visão = 34-38 cm.

As imagens foram analisadas com o auxílio do programa CineTool, versão 3.4 (General Electric Medical Systems), por um observador (G.U.M.) sem o conhecimento das características clínicas dos pacientes, assim como dos achados dos demais métodos diagnósticos. Delimitaram-se, apenas, as áreas de realce tardio miocárdico (necrose/fibrose), com intensidade de sinal maior do que dois desvios padrão acima da média do valor de intensidade de sinal do miocárdio em uma área remota considerada normal, de acordo com metodologia já descrita15. O valor de 1,05 g/cm3 de densidade miocárdica foi utilizado para o cálculo da massa infartada. Definiu-se como IMPO o achado de nova área de realce tardio miocárdico, no exame pós-operatório, ausente no exame anterior à cirurgia. A análise segmentar seguiu o padrão de segmentação miocárdica recomendado pela American Heart Association, que define a divisão do VE em 17 segmentos: seis basais, seis mediais, quatro apicais e o ápex16.

Cintilografia miocárdica

Os exames foram adquiridos em modo tomográfico (SPECT), em equipamento de dois detectores, modelo Forte (ADAC Philips Medical Systems, Milpitas, CA, EUA), cerca de 3 horas após a administração intravenosa de 740 MBq (20 mCi) do radiofármaco (pirofosfato-99mTc, fornecido pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - Ipen, São Paulo, Brasil). Durante o exame, os pacientes foram mantidos em decúbito dorsal horizontal. Empregou-se colimador de alta resolução, órbita de 360º, com 96 projeções e 30 segundos por projeção, matriz de 64 x 64 pixels, com aquisição de contagens na energia de 140 keV do tecnécio-99m e janela de voltagem de 15%. As imagens foram reconstruídas nos planos ortogonais (axial, coronal e sagital), usando reconstrução iterativa com cinco iterações. Considerando o período de positividade de captação do pirofosfato, o exame pós-operatório foi realizado até o sétimo dia após a cirurgia. Naqueles casos em que houve descompensação clínica, impedindo o transporte para o setor de medicina nuclear, nesse intervalo de tempo, o exame pós-operatório não foi realizado. A decisão quanto à possibilidade do transporte ficou a critério dos médicos responsáveis pelos cuidados pós-operatórios dos pacientes.

A interpretação das imagens foi feita por consenso de dois observadores (M.I., J.C.M.), sem o conhecimento das características clínicas dos pacientes, assim como dos achados dos demais métodos diagnósticos. Compararam-se os exames pré e pós-operatórios, registrando-se o aparecimento de áreas focais de concentração anômala do radiofármaco, depois da cirurgia, seguindo o mesmo modelo de 17 segmentos utilizado para a análise das imagens de RMC.

Marcadores bioquímicos de lesão miocárdica

As dosagens de CKMB e troponina I foram determinadas com a utilização de kits específicos em sistema analítico Immulite® 1000 (Diagnostic Products Corporation, Los Angeles, CA, EUA). Os valores de referência desses testes são de até 4,0 ng/ml para CKMB e até 1,0 µg/L para troponina I. As amostras sangüíneas, para dosagem de CKMB, foram colhidas: antes da cirurgia; a cada 6 horas depois da cirurgia, até se determinar o pico de elevação; e a cada 24 horas, a partir de então, até a alta da UTI. As amostras para dosagem de troponina I foram colhidas: antes da cirurgia; a cada 8 horas depois da cirurgia, até se determinar o pico de elevação; e a cada 24 horas, a partir de então, até a alta da UTI. Em dois casos, não foi possível a coleta seriada de troponina depois da cirurgia por motivos operacionais. Considerou-se significativa uma elevação de biomarcadores maior do que cinco vezes o limite superior da normalidade17, tanto para CKMB como para troponina I.

Análise estatística

A análise estatística foi elaborada com o auxílio do programa SPSS for Windows, versão 10.0. As variáveis contínuas foram expressas como média ± desvio padrão, e as variáveis categóricas descritas como freqüências. Para a comparação da freqüência do diagnóstico de IMPO entre a RMC e a CM, empregou-se o teste de McNemar, e a concordância entre os métodos foi verificada com a estatística kappa.

Resultados

Dezenove pacientes conseguiram completar o estudo. Desses, a maioria (84%) era do sexo masculino. A média de idade foi de 63 ± 10 anos. Em cinco (21%) dos 24 pacientes incluídos, não foi possível a execução da CM pós-operatória nos sete primeiros dias depois da cirurgia (período estimado de captação do pirofosfato): quatro, por complicações clínicas, que impediram o seu deslocamento para o setor de medicina nuclear, e o outro caso, por problemas técnicos.

Ressonância magnética cardiovascular

O exame pré-operatório foi realizado, em média, 16 ± 15 dias antes da cirurgia, e o pós-operatório, 10 ± 8 dias depois. Dos 19 pacientes, 6 (32%) apresentaram novas áreas de realce tardio miocárdico no VE, no exame pós-operatório, inexistentes anteriormente e compatíveis com lesões perioperatórias. Em sua maioria, essas áreas foram de pequena extensão e de distribuição focal. Apesar disso, em todos os casos com necrose perioperatória à RMC, houve elevação significativa de, pelo menos, dez vezes o limite superior do normal dos marcadores bioquímicos (tab. 1). De acordo com a análise segmentar, em 17 (5,3%) dos 323 segmentos do VE avaliados houve o surgimento de necrose miocárdica perioperatória.

Cintilografia miocárdica

O exame pré-operatório foi realizado, em média, 18 ± 15 dias antes da cirurgia e o pós-operatório, 5 ± 2 dias depois. Dos 19 pacientes, 4 (21%) apresentaram área de concentração anômala do pirofosfato no VE, no exame pós-operatório, indicando necrose miocárdica perioperatória. Pela análise segmentar, em 7 (2,2%) dos 323 segmentos do VE avaliados houve o surgimento de necrose perioperatória.

Marcadores bioquímicos de necrose miocárdica

Dos 19 pacientes que completaram o estudo, 11 (58%) apresentaram elevação pós-operatória significativa de CKMB, e 9 (53%) de 17 pacientes tiveram elevação pós-operatória significativa de troponina I (tab. 1). Como já referido anteriormente, todos os casos com necrose perioperatória à RMC apresentaram elevação pós-operatória significativa de, pelo menos, dez vezes o limite superior do nível sérico normal dos marcadores bioquímicos. Em um dos pacientes com captação pós-operatória do radiofármaco à cintilografia, não houve elevação significativa de CKMB, assim como não foi detectado realce tardio miocárdico à RMC. Como pode ser verificado na tabela 1, em 5 (38%) dos 13 pacientes sem áreas de necrose perioperatória à RMC e em 8 (53%) dos 15 pacientes sem captação anômala do radiofármaco, houve elevação significativa de CKMB depois da cirurgia. De forma semelhante, em 4 (33%) de 12 pacientes com RMC negativa para IAM perioperatório e em 6 (43%) de 14 pacientes com cintilografia negativa para IAM perioperatório, houve elevação pós-operatória significativa de troponina I.

Comparação entre os métodos

De forma geral, houve moderada concordância diagnóstica entre os métodos - kappa = 0,46 (fig. 1). Quatro (21%) casos divergiram, quanto ao diagnóstico de IMPO, entre a RMC e a CM. Em três deles, observou-se necrose perioperatória à RMC, mas não foi identificada concentração anômala do pirofosfato à CM (fig. 2). Nesses casos, a massa infartada, medida pela RMC, foi pequena (média de 1,8 g). No outro caso, ocorreu captação pós-operatória do radiofármaco, apesar da ausência de nova área de realce tardio miocárdico à RMC. Este paciente não evoluiu com elevação significativa de CKMB depois da cirurgia (tab. 1).

Embora a RMC tenha revelado IMPO em uma proporção maior de pacientes do que a CM, essa diferença não foi estatisticamente significativa (p = 0,625). No entanto, considerando a análise segmentar do VE, a RMC detectou necrose miocárdica perioperatória em uma proporção significativamente maior de segmentos do que a CM (17 [5,3%] vs 7 [2,2%]; p = 0,013). Na maioria das vezes, esses segmentos apresentavam pequenas áreas de realce tardio miocárdico, de distribuição predominantemente focal.

Discussão

Este é um dos primeiros estudos a utilizar a RMC, com técnica de realce tardio, para a detecção de IMPO e a compará-la com a cintilografia miocárdica para pesquisa de necrose, com pirofosfato marcado com tecnécio-99m. Demonstrou-se uma moderada concordância diagnóstica entre os métodos, mas a RMC permitiu a visualização de áreas de necrose miocárdica perioperatória em maior proporção de pacientes e segmentos do ventrículo esquerdo.

A divergência entre os exames foi observada, principalmente, nos casos com pequenos infartos perioperatórios à RMC, não identificados pela CM. Levando-se em consideração a maior resolução espacial da RMC, é mais provável tratar-se de falsos-negativos da cintilografia. A grande elevação (pelo menos dez vezes o valor normal) dos biomarcadores séricos, nesses casos, reforça essa hipótese. Em estudo experimental, Wagner e cols.14 compararam a RMC, com técnica de realce tardio, com a cintilografia (SPECT), com duplo isótopo (tálio-201 e sestamibi-99mTc), para a detecção de infarto do miocárdio em cães, utilizando a anatomia patológica como referência. Os métodos foram equivalentes para a identificação de infartos transmurais, porém a cintilografia foi inferior à RMC para a detecção de lesões subendocárdicas, de menor extensão14. Provavelmente, essa constatação também é válida em relação aos resultados do presente estudo. Em um caso, houve captação pós-operatória do pirofosfato, sem o surgimento de nova área de realce tardio miocárdico à RMC. Embora não seja possível descartar resultado falso-negativo desta última, a evolução bioquímica (ausência de elevação significativa de CKMB) novamente sugere falha diagnóstica da cintilografia. A persistência do pirofosfato no pool sangüíneo é uma das possíveis causas de resultados falso-positivos do exame18.

Embora a diferença, a favor da RMC, tenha ocorrido por causa de pequenas áreas de IMPO, recentemente foi demonstrado, pelo nosso grupo, que pequenas áreas de necrose miocárdica perioperatória, detectadas pela RMC, têm repercussão sobre a função sistólica do VE, em curto e médio prazos19. No entanto, não há evidências, até o momento, de que essas pequenas áreas de IMPO determinem pior evolução clínica. Por outro lado, em todos os casos com lesão perioperatória à RMC, houve grande elevação dos níveis séricos dos marcadores bioquímicos de lesão miocárdica (CKMB e troponina I) de, pelo menos, dez vezes o limite normal. Grandes estudos, recentemente publicados, comprovaram a associação de aumentos significativos de CKMB, depois da cirurgia, com um pior prognóstico em longo prazo, havendo maior incidência de eventos cardiovasculares e menor sobrevida5,20.

Limitações

Apesar desses promissores resultados, é importante reconhecer algumas limitações do presente estudo. A primeira, e principal delas, é a pequena casuística, que pode ter encoberto diferenças entre os métodos e limitado a magnitude das divergências observadas. Esse é o caso da diferença quanto à freqüência de detecção de IMPO por paciente, uma vez que o poder do estudo não foi suficiente para alcançar significância estatística. Em segundo lugar, em alguns casos, a cintilografia só foi realizada no sétimo dia pós-operatório, em função de restrições clínicas dos pacientes, o que pode ter reduzido a sensibilidade do exame. O período, relativamente curto, de positividade da captação do pirofosfato, depois da ocorrência de necrose miocárdica, pode restringir sua utilização para o diagnóstico de IMPO, uma vez que não são incomuns instabilidades clínicas nos primeiros dias após a cirurgia, impossibilitando sua realização. De fato, neste estudo, quatro pacientes não puderam ser transportados para a execução do exame, no prazo determinado de sete dias, e, portanto, não realizaram a cintilografia pós-operatória. Uma opção seria o uso da cintilografia planar, que pode ser realizada à beira do leito. Contudo, sua sensibilidade é reconhecidamente inferior à da aquisição tomográfica (SPECT) para a detecção de infartos não-transmurais7, os mais comuns na situação perioperatória. Além disso, a prolongada persistência do pirofosfato no pool sangüíneo, verificada em alguns casos, pode ter influenciado a acurácia dos exames, limitando, parcialmente, a qualidade diagnóstica das imagens.

Finalmente, é necessário salientar algumas limitações atuais do exame de RMC, que podem restringir a sua aplicabilidade clínica na situação perioperatória: tempo prolongado para aquisição das imagens, alto custo, baixa disponibilidade, além das contra-indicações à sua realização, relacionadas nos critérios de exclusão do estudo. Nessas condições, a cintilografia miocárdica para pesquisa de necrose, em conjunto com os demais parâmetros clínicos, continua sendo uma opção para o diagnóstico de IMPO.

Conclusão

Observou-se moderada concordância diagnóstica entre a RMC e a CM para a detecção de necrose miocárdica perioperatória. Houve maior divergência nos pacientes com pequenas áreas de IMPO à RMC, não identificadas pela cintilografia e associadas à elevação de marcadores bioquímicos de lesão miocárdica, sugerindo tratar-se, portanto, de resultados falso-negativos da CM. A RMC ainda apresenta limitações para o uso rotineiro na situação perioperatória, mas o aprimoramento da técnica de realce tardio miocárdico, especialmente com as seqüências tridimensionais de aquisição rápida21, poderá ampliar o potencial de aplicação desse método na avaliação de pacientes submetidos à cirurgia cardíaca.

Potencial Conflito de Interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

Fontes de Financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação Acadêmica

Este artigo é parte de tese de Doutorado de Guilherme Urpia Monte pela Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo.

Correspondência:

Guilherme Urpia Monte

SQSW 306, bloco D, ap. 404 - Setor Sudoeste

70673-434 - Cruzeiro - DF, Brasil

E-mail:

gumonte@cardiol.br

Artigo enviado em 12/01/07; revisado recebido em 18/02/08; aceito em 25/02/08.

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Myocardial viability: breath-hold 3D MR imaging of delayed hyperenhancement with variable sampling in time Radiology 2004 845 51 230 Foo TK Stanley DW Castillo E Rochitte CE Wang Y Lima JA Original Articles Magnetic resonance vs technetium-99m pyrophosphate scintigraphy in the detection of perioperative myocardial necrosis

BACKGROUND: Perioperative myocardial infarction (POMI) is a complication of coronary artery bypass grafting (CABG) with a potential prognostic impact. Technetium-99m pyrophosphate myocardial scintigraphy (MS) is used in the diagnosis of POMI; however it shows a limited sensitivity for subendocardial lesions. Cardiovascular magnetic resonance imaging (CMRI), in turn, has a high accuracy in the detection of myocardial necrosis. OBJECTIVE: To compare CMRI and MS for the detection of POMI after CABG. METHODS: A total of 24 patients with chronic coronary artery disease were studied using the delayed contrast enhanced CMRI and MS before and after CABG by analyzing the development of areas of perioperative myocardial necrosis (POMI). Biochemical markers of myocardial injury (CKMB and troponin I) were also determined before and after surgery. RESULTS: Nineteen patients completed the study. Of these, 6 (32%) presented POMI on CMRI and 4 (21%) on MS (p = NS). Of the 323 left ventricular segments assessed, 17 (5.3%) showed perioperative necrosis on CMRI and 7 (2.2%) on MS (p = 0.013). Moderate agreement was observed between the methods (kappa = 0.46). There was disagreement regarding the diagnosis of POMI in 4 (21%) cases, most of them with small areas of perioperative necrosis on CMRI which were not visualized on MS. In all cases with POMI on CMRI, significant CKMB and troponin I elevations were observed. CONCLUSION: Moderate diagnostic agreement was observed between the methods for the detection of POMI, but CMRI enabled visualization of small areas of perioperative myocardial necrosis which were not identified on MS and were associated with elevation of biochemical markers of myocardial injury.

 Comparative studies magnetic resonance imaging myocardial technetium Tc99m pyrophosphate myocardial infarction myocardial revascularization

ORIGINAL ARTICLES

COMPUTED TOMOGRAPHY/MAGNETIC RESONANCE IMAGING

Magnetic resonance versus technetium-99m pyrophosphate scintigraphy in the detection of perioperative myocardial necrosis

Guilherme Urpia Monte; Luciano Ferreira Drager; Fábio Solano de Freitas Souza; Luiz Francisco Rodrigues de Ávila; José Rodrigues Parga Filho; Luiz Antônio Machado César; Marisa Izaki; José Cláudio Meneghetti; Carlos Eduardo Rochitte; Roberto Kalil Filho

Instituto do Coração (InCor) - Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP - Brazil

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SUMMARY

BACKGROUND: Perioperative myocardial infarction (POMI) is a complication of coronary artery bypass grafting (CABG) with a potential prognostic impact. Technetium-99m pyrophosphate myocardial scintigraphy (MS) is used in the diagnosis of POMI; however it shows a limited sensitivity for subendocardial lesions. Cardiovascular magnetic resonance imaging (CMRI), in turn, has a high accuracy in the detection of myocardial necrosis.

OBJECTIVE: To compare CMRI and MS for the detection of POMI after CABG.

METHODS: A total of 24 patients with chronic coronary artery disease were studied using the delayed contrast enhanced CMRI and MS before and after CABG by analyzing the development of areas of perioperative myocardial necrosis (POMI). Biochemical markers of myocardial injury (CKMB and troponin I) were also determined before and after surgery.

RESULTS: Nineteen patients completed the study. Of these, 6 (32%) presented POMI on CMRI and 4 (21%) on MS (p = NS). Of the 323 left ventricular segments assessed, 17 (5.3%) showed perioperative necrosis on CMRI and 7 (2.2%) on MS (p = 0.013). Moderate agreement was observed between the methods (kappa = 0.46). There was disagreement regarding the diagnosis of POMI in 4 (21%) cases, most of them with small areas of perioperative necrosis on CMRI which were not visualized on MS. In all cases with POMI on CMRI, significant CKMB and troponin I elevations were observed.

CONCLUSION: Moderate diagnostic agreement was observed between the methods for the detection of POMI, but CMRI enabled visualization of small areas of perioperative myocardial necrosis which were not identified on MS and were associated with elevation of biochemical markers of myocardial injury.

Key words: Comparative studies; magnetic resonance imaging; myocardial/radionuclide imaging; technetium Tc99m pyrophosphate; myocardial infarction/surgery; myocardial revascularization.

Introduction

Despite the advances in surgical techniques and intensive care, perioperative myocardial infarction (POMI) is still a complication of coronary artery bypass grafting (CABG), with a potential prognostic impact1-5. Among the tests used for its diagnosis, technetium-99m pyrophosphate myocardial scintigraphy (MS) stands out as a noninvasive method able to visualize areas of myocardial necrosis6. Despite its good sensitivity in detecting transmural infarction, planar scintigraphy has a low sensitivity in detecting subendocardial infarction, which is the most common type following CABG7. The single-photon emission computed tomography technique, better known as SPECT, has a higher sensitivity in detecting subendocardial infarction; however its specificity is also limited6. Additionally, the test remains positive for a relatively short time, approximately seven days7-9, based on the radionuclide binding to mitochondrial calcium of myocytes affected by the infarction, and this may limit its use within the first postoperative days in clinically unstable patients who cannot be transferred to the Nuclear Medicine department.

Cardiovascular magnetic resonance imaging (CMRI), in turn, has become the gold-standard test for visualization of areas of infarction with the delayed myocardial contrast enhancement technique. This method uses a specific sequence performed 10 to 20 minutes after the intravenous administration of gadolinium-based contrast medium; gadolinium is a paramagnetic metal able to enhance the signal intensity of structures in resonance imaging10. Through this method, accurate determination of recent or old infarction areas has been possible both in animals and humans, with or without Q-wave on ECG11, and even of microinfarctions without electrocardiographic or wall motion changes and mild cardiac enzyme elevation12. This technique has a high spatial resolution, higher than that of scintigraphy, and a strong correlation with pathological anatomy in experimental studies in animals13,14.

Based on these facts, and in light of the lack, to date, of comparative studies between these methods, we conceived this study, whose objective was to evaluate the diagnostic agreement between CMRI and MS for the detection of POMI areas in patients undergoing CABG.

Methods

Between August 2003 and March 2006, 24 adult patients with chronic coronary artery disease followed up in our institution and with indication for coronary artery bypass grafting were studied. All cases underwent conventional coronary angiography, and critical stenosis was observed in at least one coronary artery (> 50% for the left main coronary artery and > 70% for any of the other arteries). Exclusion criteria were the following: planning of another cardiac surgical treatment in addition to coronary artery bypass grafting (heart valve replacement, for instance); chronic heart arrhythmias that could affect CMRI image acquisition (atrial fibrillation, for instance); and contraindications for magnetic resonance imaging (pacemaker / implantable cardioverter-defibrillator, metallic implants or prostheses not compatible with the imaging test, allergy to gadolinium, and known claustrophobia). The study was approved by the Institution's Ethics Committee and a written informed consent was obtained from all patients.

The patients underwent CMRI and MS before and after surgery to evaluate the development of perioperative areas of myocardial necrosis. Biochemical markers of myocardial injury (CKMB and troponin I) were also measured before, and serially after surgery.

Cardiovascular magnetic resonance imaging

The tests were performed in a 1.5 T magnetic MRI scanner (Signa CV/i, General Electric Medical Systems, Waukesha, MN, USA), using a commercially available four-element cardiac-phased array surface coil. For electrocardiographic monitoring and gating, four electrodes were attached to the patient's left anterior chest wall. All tests were obtained with expiratory breath-hold so as to minimize the artifacts resulting from respiratory movements. Initially, acquisitions were made in the three orthogonal planes (axial, sagittal and coronal) to locate the heart. From these preliminary images, the prescription of the delayed myocardial enhancement sequence was planned. Left ventricular (LV) short-axis and long-axis view planes were generated. The short-axis views were acquired with 8-mm width and spaced at 2-mm intervals, in a sufficient number (8 to 12) to cover all the extent of the LV. The long-axis views were planned from the short-axis images, with 8-mm width and spaced at 45º radial intervals, in a total of four views. In order to ensure comparability, the images were acquired in the same view planes before and after surgery. For the assessment of areas of myocardial necrosis and fibrosis, a specific fast gradient-echo sequence with inversion-recovery preparatory pulse was used. The images were acquired approximately 10 to 20 minutes after intravenous administration of 0.2 mmol/kg of gadolinium contrast (gadoteric acid, DotaremTM, Guerbet, Aulnay Sous Bois, France), via peripheral venous access, at every two heart beats (RR intervals) and the inversion time was carefully adjusted with the purpose of nulling the normal myocardial signal. The main parameters of this sequence were: TR=7.2 ms, TE=3.2 ms, matrix=256x192 pixels, flip angle=20º, bandwidth=31.2 kHz, TI=150-250 ms, field of view=34-38 cm.

The images were analyzed using the CineTool version 3.4 program (General Electric Medical Systems) by one observer (G.U.M.) who was blinded to the clinical characteristics of the patients, as well as to the findings of the other diagnostic methods. Only the areas of delayed myocardial contrast enhancement (necrosis / fibrosis) with signal intensity greater than two standard deviations above the mean value of myocardial signal intensity in a remote area considered normal according to a methodology described elsewhere15 were delimited. The 1.05 g/cm3 value of myocardial density was used for the calculation of the infarcted mass. POMI was defined as the finding of a new area of delayed myocardial contrast enhancement in the postoperative test that was not present in the imaging test performed before surgery. The segmental analysis followed the pattern of myocardial segmentation recommended by the American Heart Association, which defines the division of the LV in 17 segments: six basal, six mid-cavity, four apical segments, and the apex16.

Myocardial scintigraphy

The tests were acquired in tomographic mode (SPECT), on an ADAC Forte dual-headed gamma camera (Philips Medical Systems, Milpitas, CA, USA), approximately three hours after intravenous administration of 740 MBq (20 mCi) of the radionuclide (pyrophosphate-99mTc, supplied by Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN, Sao Paulo, SP, Brazil). During the test, the patients remained in the supine position. A high-resolution collimator was used, 360º orbit, with 96 views and 30 seconds per view, 64x64 pixel matrix, with counting acquisition at the 140 keV photopeak of tecnecium-99m and 15% energy window. The images were reconstructed in the orthogonal planes (axial, coronal and sagittal) using iterative reconstruction with five iterations. Considering the period during which pyrophosphate uptake is positive, the postoperative test was performed up to the seventh day after surgery. In patients who presented clinical decompensation that impeded their transfer to the Nuclear Medicine department within this time interval, the postoperative test was not performed. The decision regarding the possibility of transfer was left to the discretion of the physicians in charge of the postoperative care of the patients.

Image interpretation was made by a consensus between two observers (M.I. and J.C.M.) who were blind to the clinical characteristics of the patients, as well as to the findings of the other diagnostic methods. The pre and postoperative tests were compared, and the development of focal areas of anomalous radionuclide accumulation after surgery was recorded, following the same 17-segment model used for the analysis of CMR images.

Biochemical markers of myocardial injury

CKMB and troponin I levels were determined using specific kits in the ImmuliteTM 1000 analytical system (Diagnostic Products Corporation, Los Angeles, CA, USA). Reference values for these tests are of up to 4.0 ng/mL for CKMB and up to 1.0 µg/L for troponin I. Blood samples for CKMB determination were collected prior to surgery; every six hours after surgery, until the peak elevation was determined; and every 24 hours from then on, until discharge from the ICU. The samples for troponin I determination were collected before surgery; every eight hours after surgery, until the peak elevation was determined; and every 24 hours from then on, until discharge from the ICU. In two cases, blood samples for serial troponin could not be collected after surgery due to operational reasons. Upper limit of normal17 elevations of biomarkers greater than fivefold were considered significant both for CKMB and troponin I.

Statistical analysis

The statistical analysis was made using the SPSS for Windows version 10.0 program. Continuous variables were expressed as mean ± standard deviation and categorical variables were described as frequencies. The McNemar's test was used for comparison of the frequency of the diagnosis of POMI between CMRI and MS, and the kappa statistics was used to verify the agreement between the methods.

Results

Nineteen patients completed the study. Of these, the majority (84%) were males. The mean age was 63 ± 10 years. In five (21%) out of the 24 patients included, postoperative MS could not be performed within the seven days following surgery (estimated period of pyrophosphate uptake): four due to clinical complications that impaired their transfer to the Nuclear Medicine department and one case due to technical problems.

Cardiovascular magnetic resonance imaging

The preoperative test was performed on average 16 ± 15 days before surgery and the postoperative test, 10 ± 8 days after surgery. Of the 19 patients, six (32%) presented new areas of delayed LV myocardial contrast enhancement in the postoperative test that were not previously present, and were compatible with perioperative lesions. Most of these areas were small and had a focal distribution. Despite this fact, a significant elevation of the biochemical markers of at least tenfold the upper limit of normal was observed in all cases with perioperative necrosis on CMRI (Table 1). According to the segmental analysis, development of perioperative myocardial necrosis was observed in 17 (5.3%) of the 323 LV segments assessed.

Myocardial scintigraphy

The preoperative test was performed on average 18 ± 15 days before surgery and the postoperative test, 5 ± 2 days after surgery. Of the 19 patients, four (21%) presented an anomalous LV area of pyrophosphate accumulation in the postoperative test, thus indicating perioperative myocardial necrosis. In the segmental analysis, development of perioperative necrosis was observed in seven (2.2%) of the 323 LV segments assessed.

Biochemical markers of myocardial necrosis

Eleven (58%) of the 19 patients who completed the study presented significant postoperative CKMB elevation and nine (53%) of 17 patients presented significant troponin I elevation (Table 1). As previously mentioned, all cases with perioperative necrosis on CMRI presented significant postoperative elevation of serum levels of the biochemical markers of at least tenfold the upper limit of normal. On the other hand, in one of the patients who presented postoperative radionuclide uptake on scintigraphy, neither significant CKMB elevation was observed, nor was delayed contrast enhancement detected on CMRI. As can be observed on Table 1, in five (38%) of the 13 patients with no perioperative areas of necrosis on CMRI, and in eight (53%) of the 15 patients with no anomalous radionuclide uptake, significant CKMB elevations were observed after surgery. Likewise, in four (33%) of 12 patients with negative CMRI for perioperative myocardial infarction (MI) and in six (43%) of 14 patients with negative scintigraphy for perioperative MI, significant postoperative troponin I elevations were observed.

Comparison between methods

Overall, there was moderate diagnostic agreement between the methods - kappa = 0.46 (Figure 1). There was disagreement between CMRI and MS regarding the diagnosis of POMI in four (21%) cases. In three of them, perioperative necrosis was observed on CMRI; however, anomalous pyrophosphate accumulation was not observed on MS (Figure 2). In these cases, the infarcted mass, as measured by CMRI, was small (mean of 1.8 g). In the other case, postoperative radionuclide uptake was observed despite the absence of new areas of delayed myocardial contrast enhancement on CMRI. This patient did not progress with significant CKMB elevation after surgery (Table 1).

Although CMRI had detected POMI in a greater proportion of patients than did MS, this difference was not statistically significant (p = 0.625). However, considering the LV segmental analysis, CMRI detected perioperative myocardial necrosis in a significantly greater proportion of segments than did MS (17 [5.3%] versus 7 [2.2%]; p = 0.013). In most of the cases, these segments presented small areas of delayed myocardial contrast enhancement with a predominantly focal distribution.

Discussion

This is one of the first studies to use delayed contrast enhanced CMRI for the detection of POMI, and to compare this technique with technetium-99m pyrophosphate myocardial scintigraphy for the detection of necrosis. A moderate diagnostic agreement was demonstrated between the two methods, but CMRI allowed the visualization of areas of perioperative myocardial necrosis in a greater proportion of patients and of left ventricular segments.

Disagreement between the tests was mainly observed in the cases with small perioperative infarctions on CMRI not identified on MS. Taking the greater spatial resolution of CMRI into consideration, these were more likely false-negative results of scintigraphy. This hypothesis is supported by the significant elevation (at least tenfold the normal limit) of serum biomarkers observed in these cases. In an experimental study, Wagner et al14 compared delayed contrast-enhanced CMRI with dual (thalium-201 and sestamibi-99mTc) scintigraphy (SPECT) for the detection of myocardial infarction in dogs, using pathological anatomy as a reference. The methods were similar for the identification of transmural infarction; however, scintigraphy was less accurate than CMRI in detecting smaller subendocardial infarcts14. This is probably also valid in relation to the results found in the present study. Postoperative pyrophosphate uptake was observed in one case without the development of a new area of delayed myocardial contrast enhancement on CMRI. Although a false-negative CMRI result could not be ruled out, the progression of the biochemical markers (absence of significant CKMB elevation) once again suggests diagnostic failure of scintigraphy. Pyrophosphate persistence in the blood pool is one of the possible causes of false-positive results of this test18.

Although the difference, in favor of CMRI, had occurred in function of small POMI areas, our group has recently demonstrated that small perioperative areas of myocardial necrosis as detected by CMRI have a short and mid-term impact on the LV systolic function19. However, there is no evidence, to date, that these small POMI areas determine a poorer clinical outcome. On the other hand, in all cases with perioperative injury on CMRI, a significant elevation of serum levels of biochemical markers of myocardial injury (CKMB and troponin I) of at least tenfold the normal limit was observed. Large studies recently published proved the association of significant increases in CKMB after surgery with a poorer long-term prognosis, with higher incidence of cardiovascular events and lower survival5,20.

Limitations

Despite these encouraging results, some limitations of the present study have to be recognized. The first and major limitation is the small case series, which may have masked differences between the methods and limited the magnitude of the disagreements observed. This is the case of the difference regarding the frequency of detection of POMI per patient, since the power of the study was not wide enough to reach statistical significance. Second, in some cases, scintigraphy could only be performed on the seventh postoperative day due to clinical restrictions of the patients, which may have reduced the test sensitivity. The relatively short period during which pyrophosphate uptake is positive following the occurrence of myocardial necrosis may limit its utilization for the diagnosis of POMI, since clinical instability is not uncommon on the first postoperative days, thus impeding the performance of the test. In fact, in this study, four patients could not be transferred to the place where the test was performed within the predetermined period of seven days and, therefore, they did not undergo postoperative scintigraphy. An option would be the use of planar scintigraphy, which can be performed at bedside. However, its sensitivity is known to be lower than that of tomographic acquisition (SPECT) for the detection of non-transmural infarcts7, which are the most common in the perioperative setting. Also, the prolonged pyrophosphate persistence in the blood pool verified in some cases may have influenced the accuracy of the tests, thus partially limiting the diagnostic quality of the images.

Finally, it is necessary to underscore some current limitations of CMRI, which can reduce its clinical applicability in the perioperative setting: prolonged time for image acquisition, high costs and low availability, in addition to the contraindications to its performance, which were listed in the exclusion criteria of this study. Under these conditions, myocardial scintigraphy for the detection of necrosis, along with the other clinical parameters, remains an option for the diagnosis of POMI.

Conclusion

Moderate diagnostic agreement was observed between CMRI and MS in detecting perioperative myocardial necrosis. Greater disagreement was observed in patients with small POMI areas on CMRI that were not identified on scintigraphy and were associated with the elevation of biochemical markers of myocardial injury, thus suggesting that these were false-negative MS results. CMRI still shows some limitations regarding its routine use in the perioperative setting. However, the improvement of the delayed myocardial contrast-enhanced technique, especially with three-dimensional sequences of fast acquisition21 may broaden the potential of application of this method in the assessment of patients undergoing cardiac surgery.

Potential Conflict of Interest

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

Sources of Funding

There were no external funding sources for this study.

Study Association

This article is part of the thesis of doctoral submitted by Guilherme Urpia Monte, from Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo.

References