Методы радионуклидной диагностики – однофотонная (ОЭКТ) и позитронная (ПЭТ) эмиссионная томография – располагают принципиально иным подходом к визуализации. Он заключается в метке различных биологически активных веществ радионуклидом, с последующей визуализацией распределения данного вещества (радиофармпрепарата, РФП) в организме. Благодаря универсальности такого подхода и постоянно растущим возможностям радиохимического синтеза и обеспечивается высокий потенциал методов радионуклидной диагностики. Главным преимуществом радионуклидной визуализации является возможность оценить перфузию, функцию, метаболизм органов или тканей на клеточном и молекулярном уровне.
Прежде всего необходимо отметить роль ОЭКТ и ПЭТ в визуализации клеточной перфузии органов-мишеней, кровоснабжаемых атеросклеротически пораженными артериями, в частности миокарда. Радионуклидные перфузионные исследования миокарда позволяют выявить повреждения кардиомиоцитов, вызванные не только снижением кровотока в стенозированной коронарной артерии (КА), но и, что не менее важно, при эндотелиальной дисфункции, микроциркуляторных нарушениях коронарного русла при интактных КА, по данным КАГ, а также при диффузном атеросклерозе, артериальной гипертензии, некоронарогенной патологии. При этом возможности ОЭКТ и ПЭТ включают визуализацию всего спектра жизнеспособности миокарда, то есть не только необратимых изменений (ПИКС, фиброз), но и преходящей ишемии, процессов гибернации и оглушения миокарда, что крайне важно для предсказания потенциального эффекта от реваскуляризации стенозированного или окклюзированного сосуда. При перфузионной ОЭКТ используются лиганды, меченные технецием-99m (МИБИ, тетрофосмин), и для оценки жизнеспособности миокарда проводится сопоставление между нарушениями перфузии и локальной сократимости миокарда левого желудочка (ЛЖ). Возможности новых томографов с КТ-коррекцией поглощения и современным программным обеспечением привели к значительному увеличению качества изображений с визуализацией все более тонких нарушений перфузии.
У пациентов с СД поражение микроциркуляторного русла приводит к нарушению клеточной перфузии миокарда, что подтверждается данными перфузионной ОЭКТ. У пациентов с СД отмечается диффузно-неравномерная (мозаичная) перфузия миокарда с признаками усугубления этих нарушений при нагрузочной пробе. При этом такая диффузная преходящая ишемия миокарда может являться субстратом ангинозных симптомов у пациента, и, как упоминалось выше, она может быть скомпенсирована лишь консервативными методами лечения.
Золотым стандартом в диагностике жизнеспособного миокарда считается проведение ПЭТ с двумя различными РФП, один из которых отражает клеточную перфузию (13NH3, 82Rb- хлорид, H215О), а другой – потребление миокардом глюкозы (18F-ФДГ), которое в условиях обратимой ишемии может быть сохранным или даже повышенным.
Несмотря на то что ОЭКТ является более доступным методом для рутинной клинической практики, возможности ПЭТ в целом выше, чем ОЭКТ. Это связано с тем, что для ПЭТ используются позитрон-излучающие изотопы фтора, углерода, азота и кислорода, то есть элементов, которые естественным образом вступают в химические реакции со многими лигандами с образованием ковалентных связей. В то же время элементы, изотопы которых непосредственно испускают гамма-излучение и используются для ОЭКТ, представляют собой металлы и галогены (технеций, йод, индий, таллий), и метка химических соединений такими элементами более сложна. В результате набор РФП, применяемых для ОЭКТ, в настоящее время относительно скромен. В частности, помимо оценки перфузии миокарда, важна визуализация и количественная оценка обмена жирных кислот, поскольку при ишемии он замедляется и замещается анаэробным гликолизом. При ОЭКТ оценка обмена жирных кислот в миокарде проводится лишь с использованием РФП на основе меченой жирной кислоты (123I-BMIPP), в то время как ПЭТ располагает целым рядом метаболических РФП – как для оценки окисления жирных кислот (11С-пальмитат, 11С-бутират), так и для оценки функционирования цикла Кребса (11С-ацетат), гликолиза (11С-лактат).
ПЭТ является также и основным методом молекулярной визуализации атеросклероза. В настоящее время ядерная кардиология располагает несколькими десятками РФП для высокочувствительной визуализации практически каждого из этапов атерогенеза, включая хемотаксис, ангиогенез, аккумуляцию липопротеидов, протеолиз, тромбогенез. При этом как минимум три РФП уже успешно применяются в клинической практике: 18F-ФДГ, 18F-холин и 11C-PK11195.
Фтордезоксиглюкоза (ФДГ) является достаточно точным аналогом глюкозы, поскольку захват ФДГ клетками (в том числе кардиомиоцитами) сопоставим с захватом глюкозы, при этом фосфорилирование ФДГ также осуществляется гексокиназой, в результате чего ФДГ фиксируется в клетке. ФДГ является универсальным маркером метаболической активности клетки. Визуализация нестабильных АСБ с помощью ФДГ основана на том, что повышенная метаболическая активность в такой бляшке обеспечивается активным макрофагальным ответом. Уже с самых ранних исследований по изучению накопления ФДГ в стенке сонных артерий было выявлено, что выраженность этого накопления пропорциональна количеству макрофагов в зоне АСБ (по данным гистопатологического анализа), но при этом не имеет связи с площадью и объемом АСБ. Метод является количественным, его основной показатель SUV (Standardized Uptake Value, стандартизованный уровень захвата РФП) оказался высоковоспроизводимым, что позволило проводить объективные сопоставления в динамике. Так, на фоне терапии статинами, а также при изменении образа жизни снижение накопления ФДГ в стенке сосудов происходит параллельно с нормализацией липидного профиля. Эти работы касаются визуализации сонных артерий и аорты, в то время как исследования накопления ФДГ в коронарных артериях представляют из себя определенную техническую проблему. Это связано как с относительно невысокой разрешающей способностью ПЭТ (3–5 мм), так и с тем, что в норме ФДГ накапливается в миокарде с интенсивностью, намного превышающей накопление в КА. В настоящее время предлагается новый протокол подготовки пациента к исследованию, включающий предварительную низкоуглеводную высокожирную диету, которая позволяет снизить накопление ФДГ в миокарде и значительно улучшить визуализацию стенок КА.
Многочисленные клинические исследования указывают на то, что повышенное накопление ФДГ в стенках крупных артерий является достаточно мощным предиктором сердечно-сосудистых осложнений. Как правило, такие исследования проводятся у онкологических больных с бессимптомным атеросклерозом, поскольку ПЭТ у этих пациентов проводится по показаниям, связанным с основным заболеванием, что позволяет проводить ретроспективный анализ состояния сердечно-сосудистой системы на больших группах. Наиболее перспективными представляются исследования на гибридных ПЭТ/КТ- томографах, где в рамках одного исследования удается сравнить возможности обоих методов, визуализирующих различные процессы атерогенеза. Еще в 90-х гг. было показано, что наличие кальцинатов в КА по данным КТ далеко не всегда совпадает с зонами повышенного накопления ФДГ по данным ПЭТ. Эти данные заставили более детально исследовать патофизиологические процессы, протекающие в рамках бляшки, в частности взаимоотношение процессов кальцификации и воспалительного ответа. В отличие от КТ, при ПЭТ с ФДГ визуализируется воспалительный компонент бляшки, причем наиболее высокое включение ФДГ является временным, отражающим текущий высокий уровень воспаления в бляшке, имеющей высокую вероятность разрыва. Имеется ряд исследований, указывающих на то, что такое повышение включения ФДГ происходит в тех бляшках КА, которые впоследствии приводили к ИМ. Еще одна точка приложения визуализации с ФДГ – это определение наличия воспалительных процессов в зоне стентирования КА.