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Análisis cuantitativo
de la perfusión miocárdica
Ernesto V. García, PhD*
Emory University School of Medicine Curso Regional de Técnicas Avanzadas, Cardiología Nuclear
IAEA y la Fundación CardioInfantil
Bogotá, Colombia
Noviembre 5 a 9 de 2012
*receives royalties from the sale of the following software programs: Emory Cardiac Toolbox, PERFEX, Heartfusion, Synctool and ExSPECT II.
* Consultant for Lantheus
*receives research funding from GE, and has an equity position with Syntermed inc.
Como usar el análisis cuantitativo para
superar la reproducibilidad de las
interpretaciones de IPM?
• Para estandarizar la presentación de imágenes usadas con las interpretaciones visuales.
• Para proporcionar patrones normales de trazadores
• Para marcar regiones anormales y para que el médico lo confirme
• Para proporcionar una segunda interpretación objetiva
• Para aplicar criterios cuantitativos a parámetros que son difíciles de evaluar visualmente como: porciento del miocardio hipoperfundido, gramos de tejido infartado, criterio de viabilidad, FEVI, volúmenes, engrosamiento, disincronía, etc.
• Para aplicar control de calidad al estudio
Estudio
Integrado
Es este un paciente
normal o tiene una
enfermedad de
3 vasos?
Qt
Y ahora:
Es este un
paciente
normal o tiene
una enfermedad
de 3 vasos?
Radius
limits
search
inside LV
Automatic
Apex Alignment
Qt
Base
ECTb
automáticamente
optimiza la
presentación
de imágenes
Cuantificación de la
Perfusión Miocárdica
Candell / Castell /Aguadé Eds. DOYMA. Barcelona 1998
Esquema de generación de los mapas polares
Garcia et al. J Nucl Med 26: 17-26, 1985
Comparación de Patrones de Normalidad:
PET vs. SPECT/ Rb-82 vs amoniaco Stress Uncorrected Stress corrected
Gender-matched Gender-combined
1-day rest/stress
sestamibi protocol
Female
Male
PET Stress
Gender-combined
Ammonia
Rb-82
SPECT
Valoración de la extensión del defecto
Criterios Cuantitativos de
Interpretación de ECTb: Hipoperfusión
Garcia et al, J Nucl Cardiol 2007;14:420-32
Criterios Cuantitativos de
Interpretación de ECTb: Reversibilidad
Garcia et al, J Nucl Cardiol 2007;14:420-32
De acuerdo a las
guías de ASNC:
que tamaño o
extensión tiene este
defecto?
1. Pequeño
2. Mediano
3. Grande
Port SC (editor):
Imaging Guidelines
(Part 2).
JNC 1999;
6(3) :G47-G84
QT
Acuerdo a las
guías de ASNC:
que tamaño o
extensión tiene este
defecto?
1. Pequeño
(5-10%)
2. Mediano
(10-20%)
3. Grande
(>20%)
Port SC (editor):
Imaging Guidelines
(Part 2).
JNC 1999;
6(3) :G47-G84
Tiene este paciente
algun defecto de
hipoperfusión?
Qt
Sensitivity/Specificity for detection of
individual CA stenosis with Tl-201 SPECT DePasquale, Nody, DePuey, Garcia et al.
Circulation, 77, No. 2, 316-327, 1988
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Sens Spec Sens Spec Sens Spec
Visual
Qt
%
LAD LCX RCA
Valoración de la severidad del defecto
Mean Normal
Patient Profile
Mean - SD
0º 90º 180º 270º 360º
% C
ounts
Angle
LLN
Valoración de la extensión y la severidad
de un defecto de perfusión
Extension measured in pixels or % LV
Severity measured in summed standard deviations
Creación de la base de patrones normales
Herramientas de apoyo a las decisiones
• Automatic application
of critera (SSS ≤ 3 = normal*)
• Expert systems*
* Nakazato et al, J Nucl Med 2010; 47:51-58
* Garcia et al. J Nucl Med 2001; 42;1185-1191
TID: Dilatación Trans-Isquémica
Ave. volume of LV cavity at Stress
TID* = ---------------------------------------------
Ave volume of LV cavity at Rest
* NL < 1.22 for dual isotope, less for single isotope
Often a marker of sub-endocardial ischemia
Métodos de Cuantificación
• Emory Cardiac Toolbox (ECTb)
– Garcia et al, AJC 1990,66:23E-31E
– Faber et al, JNM 1999,40:650-659
• 4D-MSPECT – University of Michigan
• QGS/QPS – Cedars-Sinai Medical Center
– Germano et al, JNM 1995, 36:2138-2147
– Germano et al, JNM 2000, 41:712-719
• Wackers-Liu CQ Qt Analysis (Yale)
– Liu et al, JNC 1999, 6:190-204
Criterios Cuantitativos de Extensión:
Comparación entre métodos
Extent:
% Area
CAD LAD LCX RCA
ECTb 3% 10% 10% 12%
4D-
MSPECT
3% 12% 12% 10%
QPS 3% 3% 4% 2%
ECTb 4DMSPECT QPS
LAD: 41%
LCX: 15%
RCA: 0%
Total: 22%
LAD: 48%
LCX: 0%
RCA: 0%
Total: 26%
LAD: 34%
LCX: 0%
RCA: 0%
Total: 17%
Stress Perfusion Defect Extent
Comparación entre métodos: Territorios Vasculares
Mean
Difference Correlation
ECTb vs. QPS +5.2% r=0.79
ECTb vs. 4DM -1.2% r=0.82
QPS vs. 4DM -6.8% r=0.68
Santana et al. JACC 2004; 43: 369A
Comparación entre métodos:
Extensión del defecto
Cuantificación de la Función Miocárdica
• Asigna automáticamente los bordes del endocardio y el epicardio
• Permite medir: FEVI, volúmenes, engrosamiento, disincronía, etc
• Los errores de la cuantificación depende en los protocols usados, el software usado y si la medida es absoluta o relativa
Illustration: S. Aguade
Esquema del muestreo del Ventrículo Izquierdo en Tres Dimensiones
E. Garcia et al., Am J Cardiol, 1990;66:23E-31E.
Effecto de los Volúmenes Parciales
Galt et al. IEEE Trans
Med Imag 1990;9:144-
50
Temporal Sampling
Frame 1
2
8
Cooke et al. J Nucl
Med 1994; 35:1185-
1192
Phase
Thickening C
ounts
Gated-SPECT de Perfusión Miocárdica : Análisis
del Engrosamiento de la Pared durante Sístole
Modelo de Superficies de Endo/Epi
FEVI – ECTb vs. QGS:
Correlación en 50 pacientes normales
y = 0.9666x - 2.3236
R2 = 0.7504
r = 0.866
40
50
60
70
80
90
40 50 60 70 80 90
ECTb_EF
QG
S_E
F
C. Santana et al., J Nucl Med 2001; 42: 166P
FEVI: Criterios Normales
n = 50 LVEF EDV ESV
ECTb > 51% < 171 cc < 70 cc
QGS > 44% < 137 cc < 65 cc
Nichols et al., JNC 2002: 9:285-293 Compare EFs R0 vs. R1
Correlaciones entre métodos:
Lum & Coel, Nuc Med Comm, 2003, 24, 259-266
EF EDV
ECTb
4DM QGS ECTb
4DM QGS
ECTb 1 .91 .93 1 .982 .984
4DM .91 1 .93 .982 1 .986
QGS .93 .93 1 .984 .986 1 16fr
Comparison
LVEF
Mean
Difference
P value Standard
Deviation
4DM vs
ECTb (%)
1.6 <0.001 7.18
QGS vs
ECTb
-4.32 <0.001 5.98
QGS vs
4DM
-5.93 <0.001
6.04
16fr
Comparación de FEVI entre métodos:
Lum & Coel, Nuc Med Comm, 2003, 24, 259-266
Resumen
• El procedimiento y cuantificación automática de los estudios IPM ayuda a estandarizar el campo de la cardiología nuclear y supera la reproducibilidad de las interpretaciones.
• La valoración de parámetros cuantitativos de función y perfusión ayudan al médico interpretar las imágenes en forma objetiva
• La valoración objetiva ayuda a comparar los resultados con otras técnicas o entre otros estudios.
• El software de cuantificación integrada facilita la interpretación correcta de las imágenes y reduce el tiempo de intepretación.
Gracias
1. Como interpretaría este
estudio?
A. Cannot interpret due to technical artifacts
B. Normal
C. One vessel disease
D. Two vessel disease
E. Three vessel disease
Newda
• Demographic:
– 45 years old, male,
– Weight: 150 lb, Height: 68”, Chest: 32”
• Clinical Data:
– Clinical history of chest pain
• Protocol:
– Rest Thallium-201– Stress Sestamibi-99mTc
– Maximal stress test on treadmill
A. Cannot interpret due to technical artifacts
B. Normal
C. One vessel disease
D. Two vessel disease
E. Three vessel disease
1. Como interpretaría este
estudio?
2. Como interpretó ECTb este
estudio?
A. Cannot interpret due to technical artifacts
B. Normal
C. One vessel disease
D. Two vessel disease
E. Three vessel disease
Purja (Extent, Prognosis – STSS & SSS)
• Demographic:
– 70 years old, male, white
– Weight: 168 lb, Height: 63”, Chest: 42”
• Clinical Data:
– Smoke for 30 years
– Clinical history of arterial hypertension, and hypercholesterolemia
– Previous myocardial infarction (1968)
• Protocol:
– Rest Thallium-201 – Stress Sestamibi-99mTc
– Pharmacologic stress with dipyridamole
2. Como interpretó ECTb este
estudio?
A. Cannot interpret due to technical artifacts
B. Normal
C. One vessel disease
D. Two vessel disease
E. Three vessel disease
Palra
• Demographic:
– 71 years old, male, white
– Weight: 250 lbs, Height: 71 in., Chest: 49 in.
• Clinical Data:
– Clinical history of hyperlipidemia
– Previous myocardial infarction (non Q-wave) (1991)
– Previous PTCA (1994)
• Protocol:
– Rest Thallium-201 – Stress Sestamibi-99mTc
– Maximal stress test on treadmill
