abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC São Paulo, SP, Brazil bnc5y96hm7KnFVpzHD7W4Xj 00004 S0066-782X2009000500004 S0066-782X(09)09200504 10.1590/S0066-782X2009000500004 Artigos Originais Função ventricular após cirurgia de revascularização: Gated SPECT comparado à ressonância cardíaca Mesquita Cláudio Tinoco Pessoa Maria Carolina Pinheiro Vasconcelos Paulo Pontes Oliveira Júnior Amarino Carvalho Dohmann Hans Fernando Rocha Reis Adair Gomes dos Fonseca Lea Mirian Barbosa da Rio de Janeiro RJ Pro-Echo Hospital Samaritano Brasil Rio de Janeiro Rio de Janeiro Universidade Federal do Rio de Janeiro Hospital Universitário Clementino Fraga Filho Brazil Rio de Janeiro RJ Hospital Pró-Cardíaco Serviço de Radiologia Brasil Rio de Janeiro RJ Instituto Nacional de Cardiologia Brasil Rio de Janeiro RJ Nuclear Diagnósticos Brasil Rio de Janeiro RJ Centro de Diagnóstico por Imagens Brasil Rio de Janeiro RJ Centro de Estudos do Pró-Cardíaco Brasil Rio de Janeiro RJ Hospital Pró-Cardíaco Serviço de Medicina Nuclear Brasil 05 2009 92 5 357 363 06 02 2008 23 05 2008 19 06 2008 This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

FUNDAMENTO: A avaliação da função ventricular esquerda pode ser limitada pela movimentação anômala do septo interventricular, freqüentemente encontrada após cirurgia de revascularização miocárdica (CRM). A validação do Gated SPECT como ferramenta para avaliação da função ventricular nesse grupo de pacientes é escassa. OBJETIVO: Investigamos a concordância e a correlação entre a fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE), o volume diastólico final (VDF) e o volume sistólico final (VDF), obtidos pela cintilografia de perfusão miocárdica tomográfica sincronizada pelo eletrocardiograma (Gated SPECT), com os mesmos parâmetros medidos pela ressonância magnética cardíaca em 20 pacientes submetidos à revascularização miocárdica. MÉTODOS: A correlação foi medida pelo coeficiente de correlação de Spearman (ρ), enquanto a concordância foi avaliada por meio da análise de Bland e Altman. RESULTADOS: Houve uma correlação boa entre o Gated SPECT e a ressonância magnética cardíaca nos pacientes após CRM em relação à fração de ejeção do ventrículo esquerdo (ρ = 0,85; p = 0,0001), uma correlação moderada para o volume sistólico final (ρ = 0,51; p = 0,02) e uma correlação insignificante para o volume diastólico final (ρ = 0,13; p = 0,5). Os limites de concordância para FEVE, VSF e VDF foram: de -20% a 12%; de -38 a 54ml e de -96 a 100ml, respectivamente. CONCLUSÃO: A fração de ejeção do ventrículo esquerdo obtida pelo Gated SPECT correlaciona-se de modo confiável com a da ressonância magnética em pacientes submetidos à CRM. Os volumes ventriculares, entretanto, não apresentam uma correlação adequada.

 Cintilografia imagem por ressonância magnética revascularização miocárdica função ventricular esquerda reperfusão miocárdica 20 07 2009

ARTIGO ORIGINAL

CARDIOGIA NUCLEAR

Função ventricular após cirurgia de revascularização: Gated SPECT comparado à ressonância cardíaca

C láudio Tinoco MesquitaI, VI; Maria Carolina Pinheiro PessoaII; Paulo Pontes VasconcelosII, III; Amarino Carvalho Oliveira JúniorIV; Hans Fernando Rocha DohmannIV, V, VI; Adair Gomes dos ReisVII; Lea Mirian Barbosa da FonsecaII, VIII

IServiço de Medicina Nuclear do Hospital Pró-Cardíaco, Rio de Janeiro, RJ - Brasil

IIPro-Echo Hospital Samaritano, Rio de Janeiro, RJ - Brasil

IIICentro de Diagnóstico por Imagens (CDPI), Rio de Janeiro, RJ - Brasil

IVServiço de Radiologia do Hospital Pró-Cardíaco, Rio de Janeiro, RJ - Brasil

VCentro de Estudos do Pró-Cardíaco (Procep), Rio de Janeiro, RJ - Brasil

VIInstituto Nacional de Cardiologia, Rio de Janeiro, RJ - Brasil

VIINuclear Diagnósticos, Rio de Janeiro, RJ - Brasil

VIIIHospital Universitário Clementino Fraga Filho da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ - Brasil

Correspondência

RESUMO

FUNDAMENTO: A avaliação da função ventricular esquerda pode ser limitada pela movimentação anômala do septo interventricular, freqüentemente encontrada após cirurgia de revascularização miocárdica (CRM). A validação do Gated SPECT como ferramenta para avaliação da função ventricular nesse grupo de pacientes é escassa.

OBJETIVO: Investigamos a concordância e a correlação entre a fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE), o volume diastólico final (VDF) e o volume sistólico final (VDF), obtidos pela cintilografia de perfusão miocárdica tomográfica sincronizada pelo eletrocardiograma (Gated SPECT), com os mesmos parâmetros medidos pela ressonância magnética cardíaca em 20 pacientes submetidos à revascularização miocárdica.

MÉTODOS: A correlação foi medida pelo coeficiente de correlação de Spearman (ρ), enquanto a concordância foi avaliada por meio da análise de Bland e Altman.

RESULTADOS: Houve uma correlação boa entre o Gated SPECT e a ressonância magnética cardíaca nos pacientes após CRM em relação à fração de ejeção do ventrículo esquerdo (ρ = 0,85; p = 0,0001), uma correlação moderada para o volume sistólico final (ρ = 0,51; p = 0,02) e uma correlação insignificante para o volume diastólico final (ρ = 0,13; p = 0,5). Os limites de concordância para FEVE, VSF e VDF foram: de -20% a 12%; de -38 a 54ml e de -96 a 100ml, respectivamente.

CONCLUSÃO: A fração de ejeção do ventrículo esquerdo obtida pelo Gated SPECT correlaciona-se de modo confiável com a da ressonância magnética em pacientes submetidos à CRM. Os volumes ventriculares, entretanto, não apresentam uma correlação adequada.

Palavras-chave: Cintilografia, imagem por ressonância magnética, revascularização miocárdica, função ventricular esquerda, reperfusão miocárdica.

Introdução

A cintilografia de perfusão miocárdica com imagens tomográficas sincronizadas pelo eletrocardiograma (Gated SPECT) tem sido empregada na avaliação simultânea da perfusão miocárdica e da função global e segmentar do ventrículo esquerdo. Essa técnica encontra-se bem validada e faz parte do armamentário para o diagnóstico cardiológico há mais de uma década1-3. A ressonância magnética cardíaca (RMC) é considerada a técnica padrão-ouro na avaliação da função ventricular, em virtude da sua excelente resolução espacial e temporal4. Uma meta-análise concluiu que as medidas dos volumes ventriculares e da fração de ejeção ventricular esquerda, obtidas pelo Gated SPECT, correlacionam-se muito bem com aquelas obtidas pela RMC5. Não há evidências definitivas se a acurácia comparativa do Gated SPECT com a RMC difere entre os vários subgrupos de pacientes. Embora o desenvolvimento da movimentação anormal do septo interventricular seja reconhecido no pós-operatório de cirurgias cardíacas6, o impacto dessa alteração contrátil na acurácia do Gated SPECT não está completamente avaliado7,8. É importante que essa técnica seja avaliada nesta situação, pois é reconhecido que a movimentação anormal do septo interventricular após cirurgia cardíaca pode dificultar a avaliação da função ventricular esquerda pelas técnicas convencionais, tais como ecocardiografia, ventriculografia radionuclídica de equilíbrio e ventriculografia contrastada9. A avaliação da função ventricular esquerda após a cirurgia de revascularização miocárdica é essencial na quantificação da recuperação contrátil (miocárdio viável) em indivíduos com disfunção ventricular esquerda e na identificação de perda funcional durante o procedimento (infarto perioperatório).

Nosso objetivo neste estudo foi avaliar a acurácia dos parâmetros de função global do ventrículo esquerdo: volumes ventriculares e fração de ejeção por meio do Gated SPECT, comparando esses resultados com aqueles obtidos pela RMC em pacientes com movimentação septal anômala após cirurgia de revascularização miocárdica.

Métodos

Para o estudo, foram alocados 20 pacientes que tinham sido submetidos à cirurgia de revascularização miocárdica nos últimos 12 meses e que apresentavam movimentação anômala do septo interventricular ao ecocardiograma. Foram excluídos os pacientes que apresentavam:

1) fibrilação atrial;

2) bloqueio de ramo esquerdo de terceiro grau;

3) ritmo cardíaco não sinusal;

4) marcapasso cardíaco artificial;

5) presença de seis ou mais extra-sístoles por minuto; e

6) gravidez ou amamentação.

O protocolo do estudo foi aprovado na Comissão de Ética do Hospital. Todos os indivíduos foram informados quanto ao estudo e assinaram o termo de consentimento. Os pacientes foram selecionados no Serviço de Cirurgia Cardíaca do Hospital Universitário Clementino Fraga Filho. Para todos os pacientes, havia decorrido um período mínimo de três meses após a cirurgia de revascularização (média de oito meses).

Os indivíduos foram prospectivamente submetidos à cintilografia de perfusão miocárdica Gated SPECT em repouso e à ressonância magnética cardíaca, com intervalo máximo de duas semanas entre os exames.

A cintilografia de perfusão do miocárdio com sestamibi marcado com tecnécio (Tc 99m) foi feita da seguinte maneira: após a administração intravenosa de 740 MBq do radiotraçador em repouso, seguiu-se a obtenção de imagens tomográficas em 180° (oblíqua anterior direita 45° até oblíqua posterior esquerda 45°) em 32 paradas sincronizadas pelo eletrocardiograma do paciente, sendo o intervalo RR dividido em oito quadros, totalizando 256 quadros por exame. Foi empregada uma janela de aceitação de batimentos de 50%, com fotopico de 140 keV e janela energética de 15%. Foi empregado colimador de baixa energia e alta resolução, matrizes de 64x64 e 35 segundos por parada. As oito projeções sincronizadas pelo ECG foram filtradas, empregando-se um filtro Butterworth 2-D (ordem, 2,5; frequência de 0,3 ciclos por pixel), e foram automaticamente reconstruídas em imagens transaxiais, usando-se retroprojeção filtrada com filtro Rampa. Não se utilizou correção da atenuação ou do espalhamento. As imagens Gated SPECT foram reconstruídas automaticamente pelo algoritmo de Germano e cols.3.

A ressonância magnética cardíaca foi realizada em aparelho de 1,5 Tesla (Horizon, General Electric Medical Systems, Milwaukee, Wisconsin), gradiente de 23 mT/m, bobinas de corpo e torso, phased array8. Empregou-se o software Fastcard em apnéia (spoiled gradient-echo, gradient-echo) nos eixos longos horizontal (quatro câmaras) e vertical (duas cavidades) do VE e no eixo curto do VE. Foram obtidas nove imagens de fases cardíacas entre o intervalo RR em cada plano de corte. Calcularam-se os volumes ventriculares pela regra de Simpson por meio de tracejamento manual da borda endocárdica em cada imagem do eixo curto9. Foi calculada a Fração de Ejeção do Ventrículo Esquerdo (FEVE) a partir dos dados do Volume Diastólico Final (VDF) e do Volume Sistólico Final (VSF)9.

Análises estatísticas

As medidas sempre foram realizadas duas vezes pelo mesmo observador, sendo empregado o valor médio das medidas para análise. A reprodutibilidade das técnicas foi considerada satisfatória. A análise de regressão foi empregada para determinar a correlação entre a FEVE, o VDF e o VSF medidos pelo ECG-gated SPECT e os valores obtidos pela RMC. O coeficiente de correlação de Spearman (ρ) foi derivado com o intuito de avaliar a correlação entre as duas técnicas. Um gráfico de Bland-Altman foi utilizado para demonstrar as tendências sistemáticas nas diferenças entre as duas técnicas. Com esse gráfico, o valor médio obtido a partir das medidas das duas técnicas é demonstrado nas ordenadas, e as diferenças entre as duas medidas são assinaladas no eixo das abscissas. As diferenças entre os grupos foram avaliadas por meio do teste do qui-quadrado ou do teste exato de Fischer, quando adequado. Os valores são designados em médias mais ou menos de um desvio padrão. O valor p de 0,05 ou menor foi considerado como significante.

Resultados

Todos os 20 pacientes realizaram o ECG-gated SPECT e a RMC sem qualquer complicação. Um dos pacientes foi excluído da análise por apresentar falha de captura do sinal eletrocardiográfico durante o estudo cintilográfico, porém as análises comparativas incluíram esses 19 pacientes.

Fração de ejeção ventricular esquerda

Os valores das estimativas da fração de ejeção encontram-se na tabela 1. Não houve diferença significativa da Fração de Ejeção Ventricular Esquerda média do grupo de pacientes determinada pelo ECG-gated SPECT (54% ± 8%) em comparação com o valor médio estimado pela RMC (58% ± 12%, p = NS). Houve uma boa correlação entre as medidas da FEVE obtidas pelo ECG-gated SPECT e as medidas da RMC (ρ = 0.78, p = 0.0001). Os resultados da análise de regressão linear na amostra de pacientes são demonstrados na figura 1. Os resultados da análise de Bland-Altman estão demonstrados na figura 2, na qual se pode observar que o ECG-gated SPECT tende a subestimar, de modo discreto, a fração de ejeção do ventrículo esquerdo em comparação com a RMC.

Volume diastólico final

Os valores dos Volumes Diastólicos Finais medidos encontram-se na tabela 1. Não houve diferença significativa entre o VDF médio do grupo de pacientes determinado pelo ECG-gated SPECT (105± 38 ml) em comparação com o valor médio estimado pela RMC (107 ± 39 ml, p = NS). Não houve correlação entre as medidas do VDF obtidas pelo ECG-gated SPECT e as medidas da RMC (ρ = 0,013, p = 0.5). Os resultados da análise de regressão linear na amostra de pacientes são demonstrados na figura 3. Os resultados da análise de Bland-Altman estão demonstrados na figura 4, na qual se pode observar que o ECG-gated SPECT tende a superestimar, de modo discreto, o VDF do ventrículo esquerdo em comparação com a RMC. Entretanto o desvio padrão de 49 ml indica maior variabilidade desta medida.

Volume sistólico final

Os valores dos Volumes Sistólicos Finais medidos encontram-se na tabela 1. Não houve diferença significativa entre o VSF médio do grupo de pacientes determinado pelo ECG-gated SPECT (50 ± 25 ml) em comparação com o valor médio estimado pela RMC (42 ± 24 ml, p = NS). Houve uma boa correlação entre as medidas do VSF obtidas pelo ECG-gated SPECT e as medidas da RMC (ρ = 0,51, p = 0,02). Os resultados da análise de regressão linear na amostra de pacientes são demonstrados na figura 5. Os resultados da análise de Bland-Altman estão demonstrados na figura 6, na qual se pode observar que o ECG-gated SPECT tem uma concordância melhor para o VSF com a RMC do que para o VDF (figura 4).

Discussão

O presente estudo avaliou a correlação e a concordância entre as medidas da função sistólica ventricular esquerda (volumes ventriculares e fração de ejeção) pela técnica do Gated SPECT em comparação com a ressonância magnética obtida em pacientes submetidos à cirurgia de revascularização miocárdica. De modo geral, foi encontrada uma correlação satisfatória entre as técnicas, entretanto a avaliação do volume diastólico final do ventrículo esquerdo apresentou uma correlação inferior à clinicamente desejável. De forma similar, os gráficos de Bland-Altman demonstraram limites de concordância amplos entre os métodos, o que pode acarretar implicações de ordem prática.

Vários estudos10-12 demonstraram que a função sistólica do ventrículo esquerdo é um importante fator prognóstico a longo prazo na cardiopatia isquêmica, principalmente a fração de ejeção do ventrículo esquerdo. Após o infarto do miocárdio, volumes ventriculares aumentados estão associados a maior mortalidade, maior taxa de eventos cardiovasculares adversos e pior prognóstico10. A avaliação acurada dos volumes ventriculares e da fração de ejeção adiciona valor incremental na estratificação de risco do paciente e ajuda a guiar a terapia. O Gated SPECT é uma poderosa ferramenta clínica que permite a avaliação da função ventricular e da perfusão em uma única aquisição sem exposição adicional à radiação além da necessária para realização da cintilografia de perfusão, com custos mínimos e sem desconforto para o paciente3. Dados provenientes de diversos estudos demonstraram que os parâmetros da função ventricular obtidos pelo Gated SPECT são variáveis prognósticas independentes10-12. Quando o paciente necessitar de uma avaliação da perfusão miocárdica por meio da cintilografia, todas as informações adicionais pertinentes à função ventricular são obtidas sem acréscimo na dose de radiação, o que é um considerável incremento na relação de benefício do exame.

O Gated SPECT foi validado em experimentos com fantomas, estudos em animais e em séries de pacientes13. A ressonância magnética cardíaca tem provado ser uma técnica extremamente acurada na determinação dos volumes ventriculares e da fração de ejeção e é considerada o padrão-ouro na avaliação da função ventricular4,6. Os valores obtidos pelo Gated SPECT têm-se correlacionado de modo satisfatório aos obtidos pela ressonância magnética, entretanto existem limitações que devem ser conhecidas13. O programa mais empregado na prática clínica, o Quantitative Gated SPECT (QGS), usa um esquema de detecção de bordas para avaliar os volumes ventriculares e a FEVE. Demonstrou-se que esses parâmetros são influenciados pelo sexo, com volumes ventriculares menores e FEVE maior para mulheres14. Programas quantitativos que utilizam informações sobre densidade de contagem para a determinação da função sistólica são menos influenciados pela magnitude do volume esquerdo e pela resolução da imagem do que os algoritmos baseados em detecção das bordas e geram volumes ventriculares sistematicamente maiores do que os calculados pelo programa QGS15.

Na meta-análise sobre estudos comparativos entre o Gated SPECT e outros métodos de avaliação da função ventricular, foi demonstrada uma excelente concordância e correlação entre a ressonância magnética e o Gated SPECT na avaliação dos índices de função sistólica5. Entretanto, na mesma meta-análise, os autores terminam por concluir que pesquisas adicionais são necessárias em alguns subgrupos de pacientes que não estavam adequadamente representados nos trabalhos até então disponíveis5. Um dos subgrupos que podemos mencionar é o de pacientes com movimentação septal anômala.

As anormalidades na movimentação do septo interventricular após cirurgias cardíacas estão relacionadas à translação sistólica anteromedial exagerada do coração dentro do tórax pela perda da fixação ligamentar e da integridade do pericárdio6. Esse movimento anormal torna difícil a avaliação da função ventricular pelas técnicas de imagem convencionais após cirurgia cardíaca13. Existe um padrão de contração característico observado nos pacientes após cirurgia cardíaca. Em um estudo sobre o Gated SPECT que abordou especificamente pacientes em pós-operatório, foi observada uma hipocinesia septal com preservação do espessamento associada a uma aparente movimentação aumentada do endocárdio da parede lateral do ventrículo esquerdo, além de um abaulamento epicárdico anterior, diferente do padrão de contração observado em indivíduos normais16. Tadamura e cols.7 foram os primeiros a validar o Gated SPECT na estimativa dos volumes ventriculares e da fração de ejeção em 16 pacientes após cirurgia de revascularização miocárdica7. A conclusão do estudo foi de que o Gated SPECT provê informações funcionais satisfatórias em pacientes após cirurgia cardíaca, incluindo volumes ventriculares absolutos. Entretanto a resolução temporal diferente entre as técnicas ocasionou uma pequena subestimação da fração de ejeção com o Gated SPECT7. Os próprios autores sugerem que novos estudos sobre o tema devem ser realizados para avaliar, adequadamente, se o Gated SPECT pode ser aplicado de modo acurado nessa população, especialmente em pacientes com defeitos de perfusão e aneurismas7.

A principal diferença entre nosso estudo e o citado no parágrafo anterior é que 14 de nossos 20 pacientes apresentavam defeitos de perfusão significantes, em comparação com apenas cinco do trabalho de Tadamura e cols.7. Quando se utiliza um algoritmo que requer a detecção de bordas endocárdicas para avaliar os volumes ventriculares e a FEVE, é esperado que a presença de defeitos de perfusão, secundários às áreas de infarto do miocárdio, limitem a acurácia da técnica. Essa diferença entre as populações estudadas pode explicar as disparidades observadas entre o estudo presente e o prévio. Vários estudos têm encontrado divergências similares dos dados obtidos pelo Gated SPECT em segmentos com grave redução da concentração do radiotraçador em comparação à ressonância magnética17-19. A presença de infarto prévio acarreta uma redução na contagem de fótons, particularmente no final da diástole, que subestima a motilidade e as funções regional e global12.

Conclusão

Nossos dados ainda são restritos a um grupo limitado de pacientes, mas acreditamos que devam ser validados em outras séries com outros algoritmos de análise da função ventricular e outros radiotraçadores20-22, para uma compreensão melhor das limitações do Gated SPECT nos pacientes com movimentação septal anômala. O uso mais eficiente e apropriado de métodos de imagem em cardiologia é o desejo de todos profissionais que utilizam o exame, sejam especialistas ou não23. Desse modo, acreditamos que nossos achados podem servir.

Em conclusão, a fração de ejeção do ventrículo esquerdo obtida pelo Gated SPECT correlacionou-se, de modo confiável, à da Ressonância Magnética em pacientes submetidos à CRM. Os volumes ventriculares, entretanto, não apresentam uma correlação adequada.

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 Cláudio Tinoco Mesquita pela Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Correspondência:

Cláudio Tinoco Mesquita

Hospital Pró-Cardíaco

Serviço de Medicina Nuclear e Imagem Molecular

Rua General Polidoro 192, Botafogo

22.280-000, Rio de Janeiro, RJ - Brasil

E-mail:

claudiotinoco@globo.com

Artigo recebido em 06/02/08; revisado recebido em 23/05/08; aceito em 19/06/08.

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Anagnostopoulos C, Gunning MG, Pennell DJ, Laney R, Proukakis H, Underwood SR. Regional myocardial motion and thickening assessed at rest by ECG-gated 99mTc-MIBI emission tomography and by magnetic resonance imaging. Eur J Nucl Med. 1996; 23: 909-16. Regional myocardial motion and thickening assessed at rest by ECG-gated 99mTc-MIBI emission tomography and by magnetic resonance imaging Eur J Nucl Med 1996 909 16 23 Anagnostopoulos C Gunning MG Pennell DJ Laney R Proukakis H Underwood SR 21. Nakajima K, Higuchi T, Taki J, Kawano M, Tonami N. Accuracy of ventricular volume and ejection fraction measured by gated myocardial SPECT: comparison of 4 software programs. J Nucl Med. 2001; 42: 1571-8. Accuracy of ventricular volume and ejection fraction measured by gated myocardial SPECT: comparison of 4 software programs J Nucl Med 2001 1571 8 42 Nakajima K Higuchi T Taki J Kawano M Tonami N 22. Hyun I, Kwan J, Park KS, Lee WH. Reproducibility of Tl-201 and Tc-99m sestamibi gated myocardial perfusion SPECT measurement of myocardial function. J Nucl Cardiol. 2001; 8: 182-7. Reproducibility of Tl-201 and Tc-99m sestamibi gated myocardial perfusion SPECT measurement of myocardial function J Nucl Cardiol 2001 182 7 8 Hyun I Kwan J Park KS Lee WH 23. Sociedade Brasileira de Cardiologia. Diretrizes sobre ressonância magnética cardiovascular e tomografia computadorizada da Sociedade Brasileira de Cardiologia. Arq Bras Cardiol. 2006; 87(3): e60-100. Diretrizes sobre ressonância magnética cardiovascular e tomografia computadorizada da Sociedade Brasileira de Cardiologia Arq Bras Cardiol 2006 e60 100 3 87 Función ventricular tras cirugía de revascularización: Gated SPECT comparado a la resonancia cardiaca

FUNDAMENTO: La evaluación de la función ventricular izquierda puede limitarse por el movimiento anómalo del septo interventricular, frecuentemente encontrado tras cirugía de revascularización miocárdica (CRM). La validación del Gated SPECT como herramienta para evaluación de la función ventricular en ese grupo de pacientes es rara. OBJETIVO: Investigamos la concordancia y la correlación entre la fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FEVI), el volumen diastólico final (VDF) y el volumen sistólico final (VSF), obtenidos con la centellografía de perfusión miocárdica tomográfica sincronizada por electrocardiograma (Gated SPECT), con iguales parámetros medidos por medio de resonancia magnética cardiaca en 20 pacientes sometidos a la revascularización miocárdica. MÉTODOS: Se apuró la correlación mediante el coeficiente de correlación de Spearman (ρ), mientras que se evaluó la concordancia por medio del análisis de Bland y Altman. RESULTADOS: Hubo una correlación positiva entre el Gated SPECT y la resonancia magnética cardiaca en los pacientes tras CRM, con relación a la fracción de eyección del ventrículo izquierdo (ρ = 0,85; p = 0,0001), una correlación moderada para el volumen sistólico final (ρ = 0,51; p = 0,02) y una correlación insignificante para el volumen diastólico final (ρ = 0,13; p = 0,5). Los límites de concordancia para FEVI, VSF y VDF fueron: del -20% al 12%; de -38 a 54ml y de -96 a 100ml, respectivamente. CONCLUSIÓN: La fracción de eyección (FE) del ventrículo izquierdo obtenida por el Gated SPECT se correlaciona de modo confiable con la FE de la resonancia magnética, en pacientes sometidos a CRM. Los volúmenes ventriculares, sin embargo, no presentan una correlación adecuada.

 Centellografía imagen por resonancia magnética revascularización miocárdica función ventricular izquierda reperfusión miocárdica

ARTÍCULO ORIGINAL

Función ventricular tras cirugía de revascularización: Gated SPECT comparado a la resonancia cardiaca

Cláudio Tinoco MesquitaI, VI; Maria Carolina Pinheiro PessoaII; Paulo Pontes VasconcelosII, III; Amarino Carvalho Oliveira JúniorIV; Hans Fernando Rocha DohmannIV, V, VI; Adair Gomes dos ReisVII; Lea Mirian Barbosa da FonsecaII, VIII

IServiço de Medicina Nuclear do Hospital Pró-Cardíaco, Rio de Janeiro, RJ - Brasil

IIPro-Echo Hospital Samaritano, Rio de Janeiro, RJ - Brasil

IIICentro de Diagnóstico por Imagens (CDPI), Rio de Janeiro, RJ - Brasil

IVServiço de Radiologia do Hospital Pró-Cardíaco, Rio de Janeiro, RJ - Brasil

VCentro de Estudos do Pró-Cardíaco (Procep), Rio de Janeiro, RJ - Brasil

VIInstituto Nacional de Cardiologia, Rio de Janeiro, RJ - Brasil

VIINuclear Diagnósticos, Rio de Janeiro, RJ - Brasil

VIIIHospital Universitário Clementino Fraga Filho da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ - Brasil

Correspondencia

RESUMEN

FUNDAMENTO: La evaluación de la función ventricular izquierda puede limitarse por el movimiento anómalo del septo interventricular, frecuentemente encontrado tras cirugía de revascularización miocárdica (CRM). La validación del Gated SPECT como herramienta para evaluación de la función ventricular en ese grupo de pacientes es rara.

OBJETIVO: Investigamos la concordancia y la correlación entre la fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FEVI), el volumen diastólico final (VDF) y el volumen sistólico final (VSF), obtenidos con la centellografía de perfusión miocárdica tomográfica sincronizada por electrocardiograma (Gated SPECT), con iguales parámetros medidos por medio de resonancia magnética cardiaca en 20 pacientes sometidos a la revascularización miocárdica.

MÉTODOS: Se apuró la correlación mediante el coeficiente de correlación de Spearman (ρ), mientras que se evaluó la concordancia por medio del análisis de Bland y Altman.

RESULTADOS: Hubo una correlación positiva entre el Gated SPECT y la resonancia magnética cardiaca en los pacientes tras CRM, con relación a la fracción de eyección del ventrículo izquierdo (ρ = 0,85; p = 0,0001), una correlación moderada para el volumen sistólico final (ρ = 0,51; p = 0,02) y una correlación insignificante para el volumen diastólico final (ρ = 0,13; p = 0,5). Los límites de concordancia para FEVI, VSF y VDF fueron: del -20% al 12%; de -38 a 54ml y de -96 a 100ml, respectivamente.

CONCLUSIÓN: La fracción de eyección (FE) del ventrículo izquierdo obtenida por el Gated SPECT se correlaciona de modo confiable con la FE de la resonancia magnética, en pacientes sometidos a CRM. Los volúmenes ventriculares, sin embargo, no presentan una correlación adecuada.

Palabras clave: Centellografía, imagen por resonancia magnética, revascularización miocárdica, función ventricular izquierda, reperfusión miocárdica.

Introducción

La centellografía de perfusión miocárdica con imágenes tomográficas sincronizadas por el electrocardiograma (Gated SPECT) suele emplearse en la evaluación simultánea de la perfusión miocárdica y de la función global y segmentar del ventrículo izquierdo. Esa técnica está bien validada y forma parte de las herramientas para el diagnóstico cardiológico hace más de una década1-3. Se considera la resonancia magnética cardiaca (RMC) como la técnica patrón-oro en la evaluación de la función ventricular, en virtud de su excelente resolución espacial y temporal4. Un metaanálisis concluyó que las mediciones de los volúmenes ventriculares y de la fracción de eyección ventricular izquierda, obtenidas con Gated SPECT, se correlacionan muy bien con aquellas obtenidas con RMC5. No hay evidencias definitivas si la exactitud comparativa del Gated SPECT con la RMC es distinta entre los varios subgrupos de pacientes. Aunque se reconozca el desarrollo del movimiento anormal del septo interventricular en el postoperatorio de cirugías cardíacas6, el impacto de esa alteración contráctil en la exactitud del Gated SPECT no está completamente evaluado7,8. Es importante que se evalúe esa técnica en esta situación, ya que se sabe que el movimiento anormal del septo interventricular tras cirugía cardiaca puede dificultar la evaluación de la función ventricular izquierda mediante técnicas convencionales, tales como ecocardiografía, ventriculografía en equilibrio con radionúclidos y ventriculografía contrastada9. La evaluación de la función ventricular izquierda tras la cirugía de revascularización miocárdica es esencial en la cuantificación de la recuperación contráctil (miocardio viable) en individuos con disfunción ventricular izquierda y en la identificación de pérdida funcional durante el procedimiento (infarto perioperatorio).

Este estudio tiene por objeto evaluar la exactitud de los parámetros de función global del ventrículo izquierdo: volúmenes ventriculares y fracción de eyección por medio del Gated SPECT, comparando esos resultados con aquellos obtenidos con la RMC en pacientes con movimiento septal anómalo tras cirugía de revascularización miocárdica.

Métodos

Para el estudio, se seleccionaron a 20 pacientes que habían sido sometidos a la cirugía de revascularización miocárdica en los últimos 12 meses y que presentaban movimiento anómalo del septum interventricular a la realización del ecocardiograma. Se excluyeron a los pacientes que presentaban:

1) fibrilación atrial;

2) bloqueo de rama izquierda de tercero grado;

3) ritmo cardíaco no sinusal;

4) marcapaso cardiaco artificial;

5) presencia de seis o más extrasístoles por minuto; y

6) embarazo o lactancia.

El protocolo del estudio se aprobó en la Comisión de Ética del Hospital. Todos los individuos se informaron con relación al estudio y firmaron un formulario de consentimiento. Se seleccionaron a los pacientes en el Servicio de Cirugía Cardiaca del Hospital Universitario Clementino Fraga Filho. Para todos los pacientes, se les había transcurrido un período mínimo de tres meses luego de la cirugía de revascularización (promedio de ocho meses).

Los individuos fueron sometidos, de modo prospectivo, a la centellografía de perfusión miocárdica Gated SPECT en reposo y a la resonancia magnética cardiaca, con intervalo máximo de dos semanas entre los exámenes.

La centellografía de perfusión del miocardio con sestamibi marcado con tecnecio (Tc 99m) se llevó a cabo de la siguiente manera: tras la administración intravenosa de 740 MBq del radiotrazador en reposo, se obtuvo imágenes tomográficas en 180º (oblicua anterior derecha 45º hasta oblicua posterior izquierda 45º) en 32 paradas sincronizadas por el electrocardiograma del paciente, con el intervalo RR dividido en ocho cuadros, totalizando 256 cuadros por examen. Se empleó un analizador de pulsos con ventana del 50%, con fotopico de 140 keV y ventana de energía de 15%. Se empleó un colimador de baja energía y alta resolución, matrices de 64x64 y 35 segundos por parada. Las ocho proyecciones sincronizadas por el ECG se filtraron, y se empleó un filtro Butterworth 2-D (orden, 2,5; frecuencia de 0,3 ciclos por píxel), y se reconstruyeron automáticamente en imágenes transaxiales, con el empleo de retroproyección filtrada con filtro Rampa. No se utilizó corrección de la atenuación o el esparcimiento. Las imágenes Gated SPECT se reconstruyeron automáticamente por medio del algoritmo de Germano et al.3.

La resonancia magnética cardiaca se llevó a cabo en aparato de 1,5 Tesla (Horizon, General Electric Medical Systems, Milwaukee, Wisconsin), gradiente de 23 mT/m, antenas de cuerpo y torso phased array8. Se utilizó el software Fastcard en apnea (spoiled gradient-echo, gradient-echo) en los ejes largos horizontal (cuatro cámaras) y vertical (dos cavidades) del VI y en el eje corto del VI. Se obtuvieron nueve imágenes de fases cardíacas entre el intervalo RR en cada plan de corte. Se calcularon los volúmenes ventriculares con la regla de Simpson, mediante delineación manual del borde endocárdico en cada imagen del eje corto9. Se calculó la fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FEVI) a partir de los datos del volumen diastólico final (VDF) y del volumen sistólico final (VSF)9.

Análisis estadísticos

Un mismo observador llevó a cabo las mediciones por dos veces, y se empleó el valor promedio de ellas para análisis. La reproductibilidad de las técnicas se la consideró como satisfactoria. Se realizó el análisis de regresión para determinar la correlación entre la FEVI, el VDF y el VSF medidos por medio del ECG-gated SPECT y los valores obtenidos con RMC. Se derivó el coeficiente de correlación de Spearman (ρ) con la intención de evaluar la correlación entre las dos técnicas. Se utilizó un gráfico de Bland-Altman para demostrar las tendencias sistemáticas en las diferencias entre las dos técnicas. Con ese gráfico, el valor promedio que se obtuvo desde las mediciones de las dos técnicas está detallado en las ordenadas, y las diferencias entre las dos mediciones están señaladas en el eje de las abscisas. Se analizaron las diferencias entre los grupos mediante la prueba del Chi-cuadrado o del test exacto de Fischer, cuando adecuado. Los valores están expresados en promedios más o menos de una desviación estándar. Se consideró como significante el valor P de 0,05 o menor.

Resultados

Todos los 20 pacientes realizaron el ECG-gated SPECT y la RMC sin alguna complicación. Se excluyó del análisis a 1 paciente por presentar defecto de captura de la señal electrocardiográfica durante el estudio centellográfico. Se incluyeron, sin embargo, a los 19 pacientes restantes en los análisis comparativos.

Fracción de eyección ventricular izquierda

Los valores de las estimaciones de la fracción de eyección están detallados en la Tabla 1. No hubo diferencia significativa de la fracción de eyección ventricular izquierda promedio del grupo de pacientes, determinada mediante ECG-gated SPECT (54% ± 8%), cuando comparada al valor promedio estimado por medio de RMC (58% ± 12%, p = NS). Hubo una buena correlación entre las mediciones de la FEVI obtenidas por medio de ECG-gated SPECT y RMC (ρ = 0.78, p = 0.0001). Los resultados del análisis de regresión lineal en la muestra de pacientes están detallados en la Figura 1. La Figura 2 detalla los resultados del análisis de Bland-Altman: se puede observar que el ECG-gated SPECT tiende a subestimar, de modo discreto, la fracción de eyección del ventrículo izquierdo en comparación con la RMC.

Volumen diastólico final

Los valores de los volúmenes diastólicos finales medidos están detallados en la Tabla 1. No hubo diferencia significativa entre el VDF promedio del grupo de pacientes determinado por el ECG-gated SPECT (105± 38 ml) en comparación con el valor promedio estimado por la RMC (107 ± 39 ml, p = NS). No hubo correlación entre las mediciones del VDF obtenidas por medio de ECG-gated SPECT y RMC (ρ = 0,013, p = 0.5). Los resultados del análisis de regresión lineal en la muestra de pacientes están detallados en la Figura 3. La Figura 4 detalla los resultados del análisis de Bland-Altman: se puede observar que el ECG-gated SPECT tiende a superestimar, de modo discreto, el VDF del ventrículo izquierdo en comparación con la RMC. Sin embargo la desviación estándar de 49 ml indica mayor variabilidad de esta medida.

Volumen sistólico final

Los valores de los volúmenes sistólicos finales medidos están detallados en la Tabla 1. No hubo diferencia significativa entre el VSF promedio del grupo de pacientes determinado por el ECG-gated SPECT (50 ± 25 ml) en comparación con el valor promedio estimado por la RMC (42 ± 24 ml, p = NS). No hubo una buena correlación entre las mediciones del VSF obtenidas por medio de ECG-gated SPECT y RMC (ρ = 0,51, p = 0,02). Los resultados del análisis de regresión lineal en la muestra de pacientes están detallados en la Figura 5. La Figura 6 detalla los resultados del análisis de Bland-Altman: se puede observar que el ECG-gated SPECT tiene una concordancia mejor para el VSF con la RMC que para el VDF (Figura 4).

Discusión

El presente estudio evaluó la correlación y la concordancia entre los valores de la función sistólica ventricular izquierda (volúmenes ventriculares y fracción de eyección) obtenidos por medio de la técnica Gated SPECT en comparación con los valores obtenidos con la resonancia magnética, en pacientes sometidos a la cirugía de revascularización miocárdica. De modo general, se encontró una correlación satisfactoria entre las dos técnicas. Sin embargo la evaluación del volumen diastólico final del ventrículo izquierdo presentó una correlación inferior a la clínicamente deseable. De forma semejante, los gráficos de Bland-Altman evidenciaron límites de concordancia amplios entre los métodos, lo que puede acarrear implicaciones de orden práctica.

Diversos estudios10-12 evidenciaron que la función sistólica del ventrículo izquierdo es un importante factor pronóstico a largo plazo en la cardiopatía isquémica, principalmente la fracción de eyección del ventrículo izquierdo. Tras el Infarto de miocardio, volúmenes ventriculares aumentados están asociados a la mayor mortalidad, una tasa de eventos cardiovasculares adversos elevada y a un peor pronóstico10. La evaluación cuidadosa de los volúmenes ventriculares y de la fracción de eyección adiciona valor incremental a la estratificación de riesgo del paciente y ayuda a guiar la terapia. El Gated SPECT es una poderosa herramienta clínica que permite evaluar la función ventricular y la perfusión en una única adquisición, sin exposición desnecesaria a la radiación, empleada para realizar la centellografía de perfusión, con costos mínimos y sin incómodo para el paciente3. Datos provenientes de diversos estudios revelaron que los parámetros de la función ventricular obtenidos con el Gated SPECT son variables pronósticas independientes10-12. Si el paciente necesita evaluar la perfusión miocárdica mediante centellografía, todas las informaciones adicionales pertinentes a la función ventricular se obtienen sin incrementarse la dosis de radiación, lo que es una ventaja considerable del examen.

Se evaluó el Gated SPECT en experimentos con fantomas, estudios en animales y en series de pacientes13. La resonancia magnética cardiaca suele ser una técnica extremamente cuidadosa en la determinación de los volúmenes ventriculares y de la fracción de eyección, además de considerársela patrón-oro para evaluación de la función ventricular4,6. Los valores obtenidos mediante el Gated SPECT se han correlacionado de modo satisfactorio a los obtenidos con la resonancia magnética, no obstante existen limitaciones que se deben conocer13. El programa que más se emplea en la práctica clínica, el Quantitative Gated SPECT (QGS), utiliza un sistema de detección de bordes para evaluar los volúmenes ventriculares y la FEVI. Se evidenció que dichos parámetros varían según el sexo, con volúmenes ventriculares menores y FEVI mayor para mujeres14. Programas cuantitativos que utilizan informaciones sobre densidad de conteo para determinar la función sistólica sufren menos influencia de la magnitud del volumen izquierdo y la resolución de la imagen en comparación a los algoritmos basados en detección de los bordes, además de generar volúmenes ventriculares sistemáticamente mayores que los calculados por el programa QGS15.

En el metaanálisis sobre estudios comparativos entre el Gated SPECT y otros métodos de evaluación de la función ventricular, se evidenció excelente concordancia y correlación entre la resonancia magnética y el Gated SPECT teniendo en cuenta la evaluación de los índices de función sistólica5. Sin embargo, en el mismo metaanálisis, los autores concluyen que se necesitan más investigaciones que incluyan algunos subgrupos de pacientes que no estaban adecuadamente representados en los trabajos disponibles hasta entonces5. Uno de los subgrupos que podemos mencionar es el de pacientes con movimiento septal anómalo.

Las anormalidades en el movimiento del septum interventricular tras cirugías cardiacas están relacionadas a la traslación sistólica anteromedial exagerada del corazón, dentro del tórax, en función de la pérdida de la fijación de ligamento y de la integridad del pericárdio6. Teniendo en cuenta ese movimiento anormal se vuelve difícil evaluar la función ventricular con las técnicas de imagen convencionales tras cirugía cardíaca13. Existe un estándar característico de contracción observado en los pacientes tras cirugía cardiaca. En un estudio sobre el Gated SPECT que incluyó específicamente a pacientes en postoperatorio, se observó una hipocinesia septal con preservación del espesor asociado a un aparente movimiento aumentado del endocardio de la pared lateral del ventrículo izquierdo, además de un abombamiento epicardico anterior, diferentemente del estándar de contracción observado en individuos normales16. Tadamura et al.7 fueron los primeros a validar el Gated SPECT para la estimación de los volúmenes ventriculares y de la fracción de eyección en 16 pacientes tras cirugía de revascularización miocárdica7. La conclusión del estudio fue que el Gated SPECT provee informaciones funcionales satisfactorias en pacientes tras cirugía cardiaca, incluyendo volúmenes ventriculares absolutos. Sin embargo, la resolución temporal distinta entre las técnicas ocasionó una pequeña subestimación de la fracción de eyección con el Gated SPECT 7. Los propios autores sugieren que se debe llevar a cabo nuevos estudios sobre el tema, a fin de evaluar, adecuadamente, si se puede aplicar el Gated SPECT de modo preciso en esa población, sobre todo en pacientes con defectos de perfusión y aneurismas7.

La principal diferencia entre nuestro estudio y el citado en el párrafo anterior es que 14 de nuestros 20 pacientes presentaban defectos de perfusión significantes, en comparación con solamente cinco del trabajo de Tadamura et al.7. Cuando se utiliza un algoritmo que requiere la detección de bordes endocárdicos para evaluar los volúmenes ventriculares y la FEVI, se espera que la presencia de defectos de perfusión, secundarios a las áreas de infarto de miocardio, limiten la exactitud de la técnica. Esa distinción entre las poblaciones estudiadas puede explicar las disparidades observadas entre el estudio presente y el anterior. Diversos estudios han encontrado divergencias semejantes entre los datos obtenidos por medio del Gated SPECT en segmentos con severa reducción de la concentración del radiotrazador cuando comparados a la resonancia magnética17-19. La presencia de infarto previo provoca una reducción en el conteo de fotones, particularmente al final de la diástole, que subestima la motilidad y las funciones regional y global12.

Conclusión

Nuestros datos son todavía restrictos a un grupo limitado de pacientes. Sin embargo creemos que se los deban validar en otras series con otros algoritmos de análisis de la función ventricular y otros radiotrazadores20-22, para una mejor comprensión de las limitaciones del Gated SPECT en los pacientes con movimiento septal anómalo. El empleo más eficiente y apropiado de métodos de imagen en cardiología es el deseo de todos profesionales que utilizan dicho examen, ya sean expertos o no23. De ese modo, creemos que nuestros hallazgos son importantes.

En conclusión, la fracción de eyección del ventrículo izquierdo obtenida con Gated SPECT se correlacionó, de modo confiable, a la FE de la resonancia magnética en pacientes sometidos a CRM. Los volúmenes ventriculares, sin embargo, no presentaron una correlación adecuada.

Potencial Conflicto de Intereses

Declaro no haber conflicto de intereses pertinentes.

Fuentes de Financiación

El presente estudio no tuvo fuentes de financiación externas.

Vinculación Académica

Este artículo forma parte de tesis de Doctorado de Cláudio Tinoco Mesquita, por la Universidad Federal del Río de Janeiro.

Referencias

Original Articles Ventricular function following coronary artery bypass grafting: comparison between Gated SPECT and cardiac magnetic resonance imaging

BACKGROUND: The assessment of left ventricular function may be impaired by the abnormal interventricular septal motion frequently found after coronary artery bypass grafting (CABG). Studies on the validation of gated SPECT as a tool for the assessment of left ventricular function in this patient group are scarce. OBJECTIVE: We investigated the agreement and correlation between left ventricular ejection fraction (LVEF), end-diastolic volume (EDV), and end-systolic volume (ESV) as obtained using electrocardiogram-gated myocardial perfusion scintigraphy (gated SPECT) and cardiac magnetic resonance imaging in 20 patients undergoing coronary artery bypass grafting. METHODS: Correlation was measured using Spearman's correlation coefficient (ρ). Agreement was assessed using Bland-Altman analysis. RESULTS: A good correlation was found between gated SPECT and cardiac magnetic resonance imaging in patients after CABG with regard to left ventricular ejection fraction (ρ = 0.85; p =0.0001), moderate correlation for end-diastolic volume (ρ = 0.51; p = 0.02), and non-significant correlation for end-diastolic volume (ρ = 0.13; p = 0.5). Agreement ranges for LVEF, ESV and EDV were: -20% to 12%; -38 to 54 ml and; -96 to 100 ml, respectively. CONCLUSION: A reliable correlation was found for left ventricular ejection fraction as obtained by gated SPECT and magnetic resonance imaging in patients undergoing CABG. For ventricular volumes, however, the correlation is not adequate.

 Radionuclide imaging magnetic resonance imaging myocardial revascularization ventricular function, left myocardial reperfusion

ORIGINAL ARTICLE

Cláudio Tinoco MesquitaI, VI; Maria Carolina Pinheiro PessoaII; Paulo Pontes VasconcelosII, III; Amarino Carvalho Oliveira JúniorIV; Hans Fernando Rocha DohmannIV, V, VI; Adair Gomes dos ReisVII; Lea Mirian Barbosa da FonsecaII, VIII

IServiço de Medicina Nuclear do Hospital Pró-Cardíaco, Rio de Janeiro, RJ - Brazil

IIPro-Echo Hospital Samaritano, Rio de Janeiro, RJ - Brazil

IIICentro de Diagnóstico por Imagens (CDPI), Rio de Janeiro, RJ - Brazil

IVServiço de Radiologia do Hospital Pró-Cardíaco, Rio de Janeiro, RJ - Brazil

VCentro de Estudos do Pró-Cardíaco (Procep), Rio de Janeiro, RJ - Brazil

VIInstituto Nacional de Cardiologia, Rio de Janeiro, RJ - Brazil

VIINuclear Diagnósticos, Rio de Janeiro, RJ - Brazil

VIIIHospital Universitário Clementino Fraga Filho da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ - Brazil

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SUMMARY

BACKGROUND: The assessment of left ventricular function may be impaired by the abnormal interventricular septal motion frequently found after coronary artery bypass grafting (CABG). Studies on the validation of gated SPECT as a tool for the assessment of left ventricular function in this patient group are scarce.

OBJECTIVE: We investigated the agreement and correlation between left ventricular ejection fraction (LVEF), end-diastolic volume (EDV), and end-systolic volume (ESV) as obtained using electrocardiogram-gated myocardial perfusion scintigraphy (gated SPECT) and cardiac magnetic resonance imaging in 20 patients undergoing coronary artery bypass grafting.

METHODS: Correlation was measured using Spearman's correlation coefficient (ρ). Agreement was assessed using Bland-Altman analysis.

RESULTS: A good correlation was found between gated SPECT and cardiac magnetic resonance imaging in patients after CABG with regard to left ventricular ejection fraction (ρ = 0.85; p =0.0001), moderate correlation for end-diastolic volume (ρ = 0.51; p = 0.02), and non-significant correlation for end-diastolic volume (ρ = 0.13; p = 0.5). Agreement ranges for LVEF, ESV and EDV were: -20% to 12%; -38 to 54 ml and; -96 to 100 ml, respectively.

CONCLUSION: A reliable correlation was found for left ventricular ejection fraction as obtained by gated SPECT and magnetic resonance imaging in patients undergoing CABG. For ventricular volumes, however, the correlation is not adequate.

Key words: Radionuclide imaging; magnetic resonance imaging; myocardial revascularization; ventricular function, left; myocardial reperfusion.

Introduction

Myocardial perfusion scintigraphy with electrocardiogram-gated tomographic images (gated SPECT) has been used for the simultaneous assessment of myocardial perfusion and the global and segmental left ventricular function. This technique is well validated and has been part of the cardiologic diagnostic armamentarium for more than a decade1-3. Cardiac magnetic resonance imaging (CMRI) is considered the gold-standard technique for the assessment of ventricular function thanks to its excellent spatial and temporal resolution4. A meta-analysis concluded that measurements of ventricular volumes and left ventricular ejection fraction obtained using gated SPECT have a very good correlation with those obtained using CMRI5. No definitive evidence exists on whether the comparative accuracy between gated SPECT and CMRI is different across the various patient subgroups. Although the development of abnormal interventricular septal motion is recognized in the postoperative period of cardiac surgeries6, the impact of this contractile abnormality on the accuracy of gated SPECT has not been fully assessed7,8. It is important that this technique be assessed in this situation, because abnormal interventricular septal motion following cardiac surgery is known to make the assessment of left ventricular function difficult when using conventional techniques such as echocardiography, equilibrium radionuclide ventriculography and contrast-enhanced ventriculography9. Assessment of the left ventricular function following coronary artery bypass grafting is essential for the quantification of contractile recovery (viable myocardium) in individuals with left ventricular dysfunction, as well as for the detection of functional loss during the procedure (perioperative infarction).

The objective of this study was to evaluate the accuracy of global left ventricular function parameters, namely ventricular volumes and ejection fraction, using gated SPECT, and to compare these results with those obtained with CMRI in patients with abnormal septal motion following coronary artery bypass grafting.

Methods

Twenty patients who had undergone coronary artery bypass grafting in the previous 12 months and who presented abnormal interventricular septal motion on echocardiography were included in this study. Patients were excluded if one of the following factors was present:

1) atrial fibrillation,

2) third-degree left bundle branch block,

3) non-sinus rhythm,

4) artificial cardiac pacemaker,

5) six or more extrasystoles per minute, and

6) pregnancy or breastfeeding.

The study protocol was approved by the Hospital Ethics Committee. All individuals were informed of the study and gave their informed consent. The patients were selected from the Department of Cardiac Surgery of Clementino Fraga Filho University Hospital. A minimum period of three months (mean of eight months) after revascularization had elapsed for all patients.

The individuals prospectively underwent resting gated SPECT myocardial perfusion scintigraphy and cardiac magnetic resonance imaging within a 2-week interval of each other at most.

Technetium-99m-sestamibi (Tc 99m sestamibi) myocardial perfusion scintigraphy was performed as follows: after intravenous administration of 740 MBq of radiotracer at rest, tomographic images were obtained at 180º (extending from 45º right anterior oblique to 45º left posterior oblique) in 32 stops gated with the patient's electrocardiogram, and the RR interval was divided into 8 frames, in a total of 256 frames per study. The beat length acceptance window was set at 50%, with a 140-keV photopeak and 15% energy window. A low-energy, high-resolution collimator was used, with 64x64 matrices, and 35 seconds per stop. The eight ECG-gated projections were filtered using a 2-D Butterworth filter (order 2.5; frequency of 0.3 cycles per pixel) and automatically reconstructed in transaxial images using filtered backprojection with a ramp filter. Neither attenuation nor scatter correction was performed. Gated SPECT images were automatically reconstructed by the Germano et al3.

Cardiac magnetic resonance imaging was performed in a 1.5-Tesla scanner (Horizon, General Electric Medical Systems, Milwaukee, Wisconsin), with a 23-mT/m gradient, body and torso phased-array coils8. The Fastcard software was used during breath hold (spoiled gradient-echo, gradient-echo) in the LV horizontal (four chambers) and vertical (two chambers) long axes, as well as in the LV short axis. Nine images of the cardiac phases were obtained within the RR interval in each view plane. Ventricular volumes were calculated using the Simpson's rule with manual tracing of the endocardial border in each short-axis image9. Left ventricular ejection fraction (LVEF) was calculated from the values of end-diastolic volume (EDV) and end-systolic volume (ESV)9.

Statistical analysis

Measurements were always taken twice by the same observer, and the mean value was used for the analysis. The reproducibility of the techniques was considered satisfactory. Regression analysis was used to determine the correlation between LVEF, EDV and ESV as measured by ECG-gated SPECT and by CMRI. Spearman's correlation coefficient (r) was derived in order to evaluate the correlation between the two techniques. A Bland-Altman plot was used to demonstrate systematic trends in the differences between the two techniques. With this plot, the mean value of the measurements obtained with the two techniques is depicted in the ordinate axis, and the differences between the two measurements are shown in the abscissa axis. The differences between the groups were assessed using the chi square test or Fisher's exact test, when appropriate. Values were expressed as means plus or minus one standard deviation. P values equal to or lower than 0.05 were considered significant.

Results

All the 20 patients underwent ECG-gated SPECT and CMRI uneventfully. One of the patients was excluded from the analysis due to failure in the capture of the electrocardiographic signal during the scintigraphic study; therefore the comparative analyses included the remaining 19 patients.

Left ventricular ejection fraction

Values of ejection fraction estimates are shown in Table 1. No significant difference was found between the groups regarding the mean left ventricular ejection fraction as determined by ECG-gated SPECT (54 % ± 8%) in comparison to the mean value estimated by CMRI (58 % ± 12%, p = NS). A good correlation was observed between LVEF measurements as obtained with ECG-gated SPECT and those obtained with CMRI (ρ = 0.78, p = 0.0001). Results of linear regression analysis in the patient sample are shown in Figure 1. Results of the Bland-Altman analysis are shown in Figure 2, where it can be observed that the left ventricular ejection fraction tends to be slightly underestimated by ECG-gated SPECT in comparison to CMRI.

End-diastolic volume

End-diastolic volume values are shown in Table 1. No significant difference was found between the groups regarding mean EDV as determined by ECG-gated SPECT (105± 38 ml) in comparison to the mean value estimated by CMRI (107 ± 39 ml, p = NS). No correlation was observed between EDV measurements as obtained with ECG-gated SPECT and those obtained with CMRI (ρ = 0.013, p = 0.5). Results of the linear regression analysis in the patient sample are shown in Figure 3. Results of the Bland-Altman analysis are shown in Figure 4, where it can be observed that left ventricular EDV tends to be slightly overestimated by ECG-gated SPECT in comparison to CMRI; however, the 49-ml standard deviation indicates a greater variability of this measurement.

End-systolic volume

End-systolic volume values are shown in Table 1. No significant difference was found between the groups regarding mean ESV as determined by ECG-gated SPECT (50 ± 25 ml) in comparison to the mean value estimated by CMRI (42 ± 24 ml, p = NS). A good correlation was observed between ESV measurements as obtained with ECG-gated SPECT and those obtained with CMRI (ρ = 0.51, p = 0.02). Results of the linear regression analysis in the patient sample are shown in Figure 5. Results of the Bland-Altman analysis are shown in Figure 6, where it can be observed that ECG-gated SPECT has a better agreement with CMRI for ESV than for EDV (Figure 4).

Discussion

The present study evaluated the correlation and agreement between the measurements of left ventricular systolic function (ventricular volumes and ejection fraction) as obtained using the gated-SPECT technique in comparison to magnetic resonance imaging in patients undergoing coronary artery bypass grafting. Overall, a satisfactory correlation was found between the two techniques. However, the assessment of left ventricular end-diastolic volume showed a correlation poorer than clinically desirable. Likewise, the Bland-Altman agreement plots demonstrated broad agreement ranges between the methods, which may have practical clinical implications.

Several studies10-12 demonstrated that left ventricular systolic function is an important prognostic factor, especially left ventricular ejection fraction in ischemic heart diseases in the long term. After myocardial infarction, increased ventricular volumes are associated with higher mortality, higher rate of adverse cardiovascular events and worse prognosis10. The accurate analysis of ventricular volumes and ejection fraction adds incremental value in the risk stratification of patients and helps guide therapy. Gated SPECT is a powerful clinical tool that permits the assessment of ventricular function and perfusion in a single acquisition, without any additional radiation exposure other than that needed for the performance of perfusion scintigraphy, with minimal costs and without patient discomfort3. Data from several studies showed that ventricular function parameters obtained by gated SPECT are independent prognostic variables10-12. When the patient needs scintigraphic assessment of myocardial perfusion, all additional information pertaining to the ventricular function is obtained without an increased radiation dose, which is considered an increment in the benefit ratio of the test.

Gated SPECT was validated in experiments with phantoms and animals testing, as well as in patient series13. Cardiac magnetic resonance imaging has proved to be a very accurate technique in the determination of ventricular volumes and ejection fraction, and is considered the gold-standard for the assessment of ventricular function4,6. Values obtained by gated SPECT have satisfactorily correlated with those obtained by magnetic resonance imaging; however, there are limitations that should be known13. Quantitative gated SPECT (QGS) is the most widely used program in the clinical practice and uses a border detection scheme to evaluate ventricular volumes and LVEF. These parameters have been demonstrated to be influenced by gender, with lower ventricular volumes and higher LVEF in women14. Quantitative programs using information on the counting density for the determination of systolic function are less influenced by the magnitude of the left volume and by the image resolution than do algorithms based on border detection, and they generate ventricular volumes systematically greater than those calculated by the QGS program15.

In a meta-analysis on studies comparing gated SPECT with other methods for the assessment of ventricular function, excellent agreement and correlation were demonstrated between magnetic resonance imaging and gated SPECT regarding the evaluation of systolic function indexes5. However, in the same meta-analysis, the authors concluded that further research was necessary in some subgroups of patients who were not adequately represented in the studies available up to the moment of the analysis5. One of the subgroups that can be mentioned is that of patients with abnormal septal motion.

Abnormal interventricular septal motion following cardiac surgeries is related to the excessive anteromedial systolic translation of the heart inside the thorax due to the loss of ligament fixation and of pericardial integrity6. This abnormal motion makes the assessment of the ventricular function difficult after cardiac surgery through the use of conventional imaging techniques13. There is a characteristic contraction pattern seen in patients after cardiac surgery. In a study with gated SPECT that included specifically patients in the postoperative period, septal hypokinesia with preserved thickening associated with an apparently increased endocardial motion of the left ventricular lateral wall was observed, in addition to an anterior epicardial swing, different from the contraction pattern seen in normal individuals16. Tadamura et al7 were the first to validate gated SPECT for the evaluation of ventricular volumes and ejection fraction in 16 patients following coronary artery bypass grafting7. The authors concluded that gated SPECT provides satisfactory functional information, including absolute ventricular volumes in patients following cardiac surgery. However, the different temporal resolution between the techniques led to a slightly underestimated ejection fraction with gated SPECT7. The authors suggest that further studies on this issue should be conducted in order to adequately evaluate whether gated SPECT may be accurately applied to this population, especially to patients with perfusion defects and aneurysms7.

The major difference between the present study and that mentioned in the previous paragraph is that 14 of our 20 patients presented with significant perfusion defects in comparison to only five in Tadamura et al's study7. When an algorithm requiring the detection of endocardial borders is used for the assessment of ventricular volumes and LVEF, it is expected that the presence of perfusion defects secondary to the infarcted areas will reduce the accuracy of the technique. This difference in the study populations may explain the disparities found between the present study and the previousone. Several studies have found similar disparities between the data obtained with gated SPECT in segments with severe reduction of radiotracer concentration and those obtained with magnetic resonance imaging17-19. The presence of previous infarction leads to a reduction in photon counting, particularly in the end-diastole, which underestimates motion and the regional and global functions12.

Conclusion

Our data are still restricted to a limited group of patients, and we believe they should be validated in other series with other algorithms of ventricular function analysis, as well as with other radiotracers20-22 for a better understanding of the limitations of gated SPECT in patients with abnormal septal motion. A more efficient and appropriate use of the imaging methods in cardiology is desired by all professionals who use these tests, whether they are specialists or not23; thus, we believe our findings may be useful to them.

In conclusion, left ventricular ejection fraction obtained by gated SPECT showed a reliable correlation with that obtained by magnetic resonance imaging in patients undergoing CABG. Ventricular volumes, however, did not show an adequate correlation.

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 Cláudio Tinoco Mesquita, from Universidade Federal do Rio de Janeiro.

References