Koronar CT Angiografi : Optimalisering av protokoll ved bruk av betablokker og en kvantitativ bildeanalyse av koronararteriene hos en selektert pasientgruppe ved hjelp av et semi-automatisk plaquesoftware

Abstract

Formål: Formålet med del 1 av prosjektet er å redusere hjertefrekvensen til ≤60 hos pasientene i forkant av CT-undersøkelsen ved hjelp av per orale betablokker, slik at man kan benytte lavdoseprotokollen ”Step and shoot” på flest mulig.

Formål med del 2 er å gjøre en kvantitativ bildeanalyse av koronararteriene på en selektert gruppe pasienter som er deltakere i et større prosjekt (RORA-studiet) ved hjelp av et nytt software (Plaque Analysis, Philips Healthcare). Intensjonen er å kartlegge kvantitativ informasjon om funn i koronararteriene hos denne pasientgruppen, med fokus på CT som metode for å utføre målingene.

Teoretisk forankring: Det er store variasjoner i stråledoser ved koronar CT angiografi. Ved å kjøre lavdoseprotokollen ”Step and shoot” kan man redusere stråledosen til pasient med cirka 80% . Koronar CT angiografi er en etablert metode med særlig høy negativ prediktiv verdi for diagnostisering av stenoser (forsnevringer) i koronararteriene. Økt klinisk fokus på plaque gjør at en metode for å kunne klassifisere og måle dette mer eksakt vil bidra til bedre utnyttelse av den informasjon som muligens allerede ligger i CT-bildene. RORA-pasientene består av pasienter med Revmatoid artritt og Bekhterevs sykdom, og tilhører en gruppe med høy sannsynlighet for koronar sykdom.

Metode: En gruppe pasienter (n=60) mottok betablokker per os 2 timer i forkant av undersøkelsen med den hensikt å senke hjertefrekvensen til ≤60. Effekten av dette på stråledose og bildekvalitet ble målt ved å sammenlikne med en kontrollgruppe (n=60) som fulgte normal prosedyre på avdelingen, altså fikk de ingen betablokker per os. Pasientene er ikke randomisert inn i de to gruppene, prosjektet er derfor utført som et kvasi-eksperimentelt klinisk forsøk. Kvantifiseringen av plaque og stenoser i koronararteriene er utført dels som et tverrsnittstudie av deltakerne i RORA-studiet, og dels som et valideringsstudie av CT som måleverktøy. På grunn av tidsperspektivet på oppgaven er testene som presenteres begrensede for begge designene.

Resultater: Pasienter i RORA studien fikk en betydelig reduksjon i stråledose. Gjennomsnittelig forskjell i stråledose mellom de to gruppene var statistisk signifikant (p=<0,001). Også billedkvaliteten var bedre i RORA-gruppen. Det var en signifikant forskjell mellom bildekvalitet og undersøkelsesgruppe (p=0,006). Totalt 62% av RORA-pasientene hadde positivt funn i koronararteriene i form av plaque eller stenoser. Et supplerende softwareprogram var i stand til å kvantifisere volumet av plaquene og klassifisere plaque i kategoriene kalsifiserte, miksede og bløte. CT målingene viste godt samsvar med stenosemålinger gjort med kvantitativ angiografi hos pasienter med mistenkte signifikante stenoser (sensitivitet:75%, spesifitet:97%, positiv prediktivverdi:86%, negativ prediktiv verdi:95%). Bland-Altman plot illustrerte en relativt god grad av enighet, med gjennomsnittelig forskjell i målt stenosegrad på 2,46% og ”limits of agreement” fra -15,3-20,22%.

Konklusjon: Betablokker gitt per os før undersøkelsen var en effektiv metode for å redusere stråledose til pasient samtidig som bildekvaliteten ble opprettholdt/forbedret. Ny software bidro til at CT kunne bidra til mer nøyaktige målinger av plaque og stenoser i koronararteriene, men det er behov for ytterligere og grundigere validering av slik software.

Søkeord: ”koronar CT”, “stråledose”, ”betablokkere”, “bildekvalitet”, “plaque”, “stenoser”, “Plaque Analysis.”

Purpose: The main purpose of this study was to reduce the patient dose in cardiac CT by using beta blockage to reduce patients heart beats to ≤60, given orally before the examination. An effective way to reduce dose is to use the low-dose protocol “Step and shoot” on more patients, but this protocol demands low heart beat.

The second purpose of the study was to do a quantitative analysis of the coronary arteries on a selected group of patients included in the RORA-study by using a new plaque-software (“Plaque Analysis”, Philips Healthcare). CT as a method for measuring plaque and stenosis was the main focus, using the RORA-patients to explore what kind of information the new software is able to produce.

Literature review: There are reported large variances in patient dose in cardiac CT imaging. By using the “Step and shoot-“ protocol the patient dose can be reduced by 80%. Coronary CT angiography is an established method for excluding stenosis in the coronary arteries due to high negative predictive value. Clinically there is a shared increased interest in noncalcified plaque-imaging, with CT as a promising method for more accurate measuring of plaque and stenosis. The RORA-patients consists of patients with Rheumatoid Arthritis and Bechterev with a high pretest likelihood of coronary artery disease.

Method: The RORA-group (n=60) were given an oral dose of beta blockage two hours before CT with the intention to reduce their heart beat to ≤60. The effect of this were measured by comparing radiation dose and image quality with a control group (n=60) that were given no premedication. The patients were not randomized into the two groups; therefore the project has the design of a quasi-experimental clinical trial. The quantification-project of plaque and stenosis of the coronary arteries is limited. It is both an extract from a cross-sectional study of the prevalence of coronary artery findings in the RORA-group in addition to some limited testings for a validation study of CT as a method for quantitative measurements.

Results: The mean difference of radiation dose and image quality between the groups showed statistically significance (p=<0,001 and p=0,006, respectively). At total, 62% of the RORA-patients had positive findings in the coronary arteries. A diagnostic test showed relatively good correlation between measurements of stenosis in CT and QCA (sensitivity:75%, spesifisity:97%, positive predictive value:86%, negative predictive value:95%). The Bland-Altman plot illustrates a relatively good agreement between the two methods, with 2,46% mean difference in degree of stenosis and “limits of agreement” of 15,3-20,22%.

Conclusion: Reduction of heart rates with beta-blocker premedication seems to be an effective method for reducing dose and improve the image quality of CT coronary angiography.har lower radiation and better image quality. New software contributed that we could do more accurate measurements of plaques and stenosis in the coronary arteries. Still, more validation of plaque-software is necessary.

Keywords: ”cardiac CT”, “radiation dose” , “image quality”, “plaque”, “stenosis”, “Plaque Analysis.”