Angiotomografia Computadorizada com Descarte Triplo Convencional e Parcialmente Sincronizada ao ECG com Cobertura da Aorta Abdominal: Comparação da Dose de Radiação e da Qualidade da ImagemResumo
Fundamento: A angiotomografia computadorizada (ATC) com descarte triplo (TRO; do inglês, triple rule-out ) é um protocolo sincronizado ao eletrocardiograma (ECG) que permite a avaliação simultânea das artérias coronárias, da aorta torácica e das artérias pulmonares em um único exame. É especialmente útil para pacientes com risco baixo a moderado de síndrome coronariana aguda no pronto atendimento, particularmente quando dissecção aórtica e embolia pulmonar também são consideradas no diagnóstico diferencial.
Objetivo: O presente estudo visou comparar, em termos de dose de radiação e qualidade da imagem, dois protocolos de TRO: totalmente sincronizado ao ECG (protocolo A) e parcialmente sincronizado ao ECG (protocolo B), ambos incluindo cobertura da aorta abdominal. Tal comparação de protocolos pode ser útil quando algoritmos de reconstrução iterativa não estiverem disponíveis e a transição manual entre em protocolos parcialmente sincronizados ao ECG for necessária.
Métodos: A dose de radiação foi avaliada usando o produto dose-comprimento, a dose efetiva e a dose virtual. Os valores de atenuação foram medidos nas artérias coronárias e pulmonares, bem como na aorta descendente e abdominal. A qualidade da imagem e a conspicuidade dos vasos foram avaliadas por meio de uma escala Likert de 5 pontos.
Resultados: Um total de 56 pacientes foi incluído. O protocolo B demonstrou exposição à radiação significativamente menor em comparação ao protocolo A em todas as métricas: mediana do produto dose-comprimento (1,1 mSv [intervalo interquartil: 0,9 a 1,1] versus 2,2 mSv [intervalo interquartil: 1,6 a 2,8]), dose efetiva (17,0 mSv [intervalo interquartil: 14,3 a 18,1] versus 32,6 mSv [intervalo interquartil: 24,4 a 42,7]) e dose virtual (16,2 [intervalo interquartil: 9,3 a 20,4] versus 34,7 [intervalo interquartil: 19,9 a 43,5]). Todas as diferenças foram estatisticamente significativas (p < 0,001). Não houve diferenças significativas nas medidas de atenuação ou na avaliação qualitativa das imagens entre os dois protocolos.
Conclusão: A ATC com TRO parcialmente sincronizada ao ECG proporciona qualidade de imagem comparável à técnica totalmente sincronizada ao ECG, reduzindo significativamente a exposição à radiação, tornando-se uma alternativa mais eficiente em termos de dose de radiação, quando algoritmos de reconstrução iterativa não estiverem disponíveis e a transição manual for necessária.
Palavras-chave:
Eletrocardiografia; Redução da Medicação; Relação Dose-Resposta à Radiação
Abstract
Background: Triple rule-out (TRO) computed tomography angiography (CTA) is an ECG-gated protocol that enables the simultaneous evaluation of the coronary arteries, thoracic aorta, and pulmonary arteries in a single scan. It is especially useful for patients in the emergency department with low to moderate risk of acute coronary syndrome, particularly when aortic dissection and pulmonary embolism are also considered in the differential diagnosis.
Objective: This study aimed to compare two TRO protocols, fully electrocardiogram (ECG)-gated (protocol A) and partially ECG-gated (protocol B), both including coverage of the abdominal aorta, in terms of radiation dose and image quality. Such a comparison of protocols can be useful when iterative reconstruction algorithms are not available and a manual transition between partially ECG-synchronized protocols is required.
Methods: Radiation dose was evaluated using dose-length product (DLP), effective dose (ED), and virtual dose. Attenuation values were measured in the coronary and pulmonary arteries, as well as in the descending and abdominal aorta. Image quality and vessel conspicuity were assessed using a 5-point Likert scale.
Results: A total of 56 patients were included. Protocol B demonstrated significantly lower radiation exposure compared to protocol A across all metrics: median DLP (1.1 mSv [interquartile range: 0.9 to 1.1] versus 2.2 mSv [interquartile range: 1.6 to 2.8]), ED (17.0 mSv [interquartile range: 14.3 to 18.1] versus 32.6 mSv [interquartile range: 24.4 to 42.7]), and virtual dose (16.2 [interquartile range: 9.3 to 20.4] versus 34.7 [interquartile range: 19.9 to 43.5]); all differences were statistically significant (p < 0.001). There were no significant differences in attenuation measurements or qualitative image assessment between the two protocols.
Conclusion: Partially ECG-gated TRO CTA provides comparable image quality to the fully ECG-gated technique while significantly reducing radiation exposure, becoming a more radiation dose-efficient alternative when iterative reconstruction algorithms are not available and manual transition is necessary.
Keywords:
Electrocardiography; Drug Tapering; Radiation Dose-Response Relationship
Introdução
A dor torácica é um dos motivos mais frequentes de atendimentos nas salas de emergência ao redor do mundo. Seu diagnóstico diferencial é amplo, abrangendo tanto causas cardíacas (particularmente doença arterial coronariana) quanto condições não cardíacas, como dissecção aórtica e embolia pulmonar. Distúrbios cardiovasculares podem estar presentes em até 20% dos pacientes,1sendo a síndrome coronariana aguda a condição mais temida. Um diagnóstico rápido e preciso é fundamental para reduzir a morbimortalidade em pacientes que apresentam dor torácica. No entanto, distinguir aqueles que necessitam de hospitalização urgente daqueles com condições benignas que podem receber alta com segurança continua sendo um desafio comum na prática clínica.
Nesse contexto, a angiotomografia computadorizada (ATC) pode agilizar a avaliação de pacientes com dor torácica, descartando efetivamente a síndrome coronariana aguda e oferecendo um alto valor preditivo negativo.2 , 3 Avanços na tecnologia de tomografia computadorizada (TC) e nos protocolos de injeção de contraste possibilitaram ainda mais a implementação da ATC com descarte triplo (TRO; do inglês, triple rule-out ).4A ATC com TRO é um protocolo sincronizado ao eletrocardiograma (ECG) que permite a avaliação simultânea das artérias coronárias, da aorta torácica e das artérias pulmonares em um único exame. Atualmente, é considerada uma ferramenta diagnóstica custo-efetiva para pacientes com risco baixo a moderado de síndrome coronariana aguda no departamento de emergência,2particularmente quando dissecção aórtica e embolia pulmonar também são consideradas no diagnóstico diferencial.5 , 6 No entanto, antes de implementar a ATC com TRO, é essencial considerar a exposição à radiação e os parâmetros técnicos do exame, pois esses fatores podem apresentar desafios dependendo das capacidades operacionais do sistema de TC disponível.
Vários sistemas de TC podem ser usados para realizar o protocolo de ATC com TRO, incluindo aparelhos multidetectores de 64 e 128 canais, bem como sistemas de dupla energia. Esses métodos geralmente empregam sincronização retrospectiva ao ECG para aprimorar a visualização das artérias coronárias. No entanto, o uso de cobertura anatômica expandida e valores de pitch baixos está associado a um aumento significativo na dose média de radiação.7 , 8 Além disso, os protocolos de injeção de contraste e as técnicas de varredura para ATC com TRO variam amplamente entre as instituições, frequentemente levando a uma qualidade de imagem inconsistente.9Diante desses desafios, é essencial manter a alta qualidade de imagem e, ao mesmo tempo, minimizar a exposição à radiação.
Nos últimos anos, diversas estratégias foram propostas para abordar essa questão.4 , 10 – 14 Ketelsen et al.,15por exemplo, demonstraram uma redução significativa na dose de radiação utilizando sincronização prospectiva ao ECG, em comparação com a abordagem retrospectiva tradicional. Outros estudos investigaram a redução da dose por meio de otimizações técnicas, como a modulação da corrente do tubo.14Até o momento, os estudos existentes sobre redução da dose de radiação na ATC com TRO não incluíram a cobertura total da aorta abdominal, potencialmente limitando a avaliação de dissecções da aorta descendente. Nesse contexto, o objetivo do nosso estudo foi comparar a dose de radiação e a qualidade da imagem diagnóstica entre dois protocolos de ATC com TRO: um totalmente sincronizado ao ECG (protocolo A) e o outro parcialmente sincronizado ao ECG (protocolo B), ambos se estendendo à aorta abdominal.
Materiais e métodos
População do estudo
O presente estudo prospectivo foi aprovado pelo comitê de ética em pesquisa institucional, e o consentimento informado foi obtido de todos os participantes. Pacientes consecutivos que apresentaram dor torácica entre janeiro e junho de 2018 e foram encaminhados para ATC com TRO com cobertura da aorta abdominal foram incluídos para serem submetidos ao protocolo parcialmente sincronizado ao ECG (protocolo B). Os critérios de inclusão consistiram em terem sido submetidos previamente a um protocolo totalmente sincronizado ao ECG (protocolo A) em nossa instituição nos últimos 5 anos. Foram excluídos pacientes com contraindicações para TC com contraste, conforme definido pelas diretrizes institucionais.
Tomografia computadorizada com TRO
Todos os exames de ATC com TRO foram realizados em um aparelho de 128 cortes de fonte única (SOMATOM Definition AS+, Siemens, Erlangen, Alemanha) equipado com tecnologia SAFIRE (reconstrução iterativa afirmada por sinograma), utilizando ECG com sincronização retrospectiva. As imagens foram adquiridas com os pacientes em decúbito dorsal (começando pelos pés), braços elevados e em apneia, com duração de 8 a 20 segundos, dependendo da constituição corporal.
Os parâmetros da imagem incluíram colimação do detector de 128 × 0,6 mm, espessura de corte de 0,6 mm e tempo de rotação do gantry de 0,3 segundos. Para ambos os protocolos, foram ativados os sistemas de controle automático de exposição (CAREDose 4D para modulação da corrente do tubo e CAREkV para otimização da voltagem do tubo).
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Protocolo A (totalmente sincronizado ao ECG): voltagem do tubo de 120 kV e corrente de referência do tubo (mAs de referência) de 210 mAs.
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Protocolo B (parcialmente sincronizado ao ECG): duas aquisições sequenciais:
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Fase da aorta torácica (sincronizada ao ECG): 120 kV, 160 mAs de referência, com CAREDose 4D.
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Fase da aorta abdominal (não sincronizada ao ECG): mesmas configurações de voltagem e mAs.
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A Tabela 1 resume as principais diferenças entre os protocolos A e B.
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Foram aplicados os seguintes parâmetros de reconstrução:
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Tórax: 1,0 mm de espessura, incremento de 0,7 mm, filtro liso médio D30f, janela mediastinal.
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Aorta (extensão total): 1,0 mm de espessura, incremento de 0,7 mm, filtro liso I26f, janela angiográfica.
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Artérias coronárias: 0,6 mm de espessura, incremento de 0,3 mm, filtro D30f, janela angiográfica.
Uma bomba injetora eletromecânica foi utilizada foi utilizado para administrar 150 mL de contraste iodado não iônico (Omnipaque®300, Iohexol 300 mg/mL; GE Healthcare, EUA) a uma vazão de 4 mL/s. O início da varredura foi controlado por um software de rastreamento de bolus, com uma região de interesse (ROI) posicionada na aorta abdominal.
Dose de radiação
A dose de radiação foi avaliada utilizando o produto dose-comprimento e a dose efetiva, expressos em milisieverts (mSv), calculados de acordo com os fatores de conversão da Comissão Europeia. Além disso, as doses específicas de cada órgão foram estimadas utilizando VirtualDose™ (Virtual Phantoms Inc., Albany, USA), uma ferramenta baseada em phantoms computacionais anatomicamente realistas que representam pacientes pediátricos, gestantes e adultos com diferentes tamanhos e morfologias corporais.16
Avaliação das imagens
Os conjuntos de imagens foram anonimizados e ordenados aleatoriamente para revisão. Um radiologista abdominal certificado, com 10 anos de experiência e sem conhecimento do protocolo de exame, avaliou independentemente todos os exames para análise quantitativa e qualitativa das imagens.
As medições de atenuação foram realizadas em uma estação de trabalho de pós-processamento PACS (Carestream Health, Rochester, EUA) em quatro localizações anatômicas predefinidas: tronco pulmonar, aorta descendente, artéria coronária descendente anterior e aorta abdominal. ROIs circulares foram manualmente posicionadas no centro de cada vaso com as seguintes dimensões: 0,6 × 0,5 cm (tronco pulmonar), 0,6 × 0,5 cm (aorta descendente), 0,1 × 0,1 cm (artéria coronária descendente anterior) e 0,6 × 0,5 cm (aorta abdominal), conforme ilustrado na Figura 1 .
ATC no plano axial demonstrando as 4 regiões circulares de interesse predefinidas para avaliar as medidas de atenuação na artéria coronária descendente anterior (A), tronco pulmonar e aorta descendente (B), e aorta abdominal (C).
A avaliação subjetiva da qualidade da imagem foi realizada utilizando uma escala Likert de 5 pontos,17em que 1 = excelente, 2 = bom, 3 = suficiente, 4 = subótimo e 5 = insatisfatório. O radiologista também avaliou a conspicuidade das principais estruturas vasculares torácicas e abdominais, incluindo tronco pulmonar, artérias pulmonares lobares e segmentares, arco aórtico, aorta descendente, valva aórtica, tronco coronário esquerdo, artéria coronária direita, artéria circunflexa, tronco celíaco, artérias mesentéricas superiores e inferiores, artérias renais direitas e esquerdas e artérias ilíacas direitas e esquerdas. Além disso, foi avaliada a qualidade da imagem de achados relevantes, como stents coronários e endopróteses aórticas.
Análise estatística
As variáveis contínuas foram apresentadas como medianas com intervalos interquartis (IIQ), enquanto as variáveis categóricas foram expressas como contagens e proporções. As comparações entre os protocolos A e B foram realizadas utilizando o teste t de Student ou o teste de soma de postos de Wilcoxon, dependendo da distribuição dos dados. Valores de p < 0,05 foram considerados estatisticamente significativos. Todas as análises estatísticas foram realizadas utilizando o software SPSS (versão 22.0, IBM Corp.). A metodologia estatística foi revisada por um estatístico independente.
Resultados
A população final do estudo incluiu 56 pacientes, dos quais 38 (68%) eram homens, com mediana de idade de 66 anos (IIQ: 59 a 70). O intervalo de tempo mediano entre o protocolo A e o protocolo B foi de 24 meses (IIQ: 14,2 a 33,3). As características dos pacientes estão resumidas na Tabela 2 .
Em termos da dose de radiação, a mediana de DLP para o protocolo B foi de 1,1 mSv (IQR: 0,9 a 1,1), enquanto para o protocolo A foi de 2,2 mSv (IQR: 1,6 a 2,8). A mediana de ED para o protocolo B foi de 17,0 mSv (IQR: 14,3 a 18,1) e 32,6 mSv (IQR: 24,4 a 42,7) para o protocolo A. Os valores de DLP e ED foram significativamente menores para o protocolo B em comparação ao protocolo A (p < 0,001). Além disso, a dose virtual para o protocolo B foi significativamente menor do que para o protocolo A, 16,2 (IQR: 9,3 a 20,4) versus 34,7 (IQR: 19,9 a 43,5), respectivamente (p < 0,001), conforme mostrado na Tabela 3 .
Em relação à avaliação da imagem, não foram observadas diferenças significativas nas medidas quantitativas de atenuação da aorta ascendente, aorta descendente, aorta abdominal e tronco pulmonar entre os protocolos A e B ( Tabela 4 ). Da mesma forma, não foram encontradas diferenças significativas na avaliação qualitativa da conspicuidade das artérias torácicas e abdominais principais ou na qualidade geral da imagem entre os protocolos A e B ( Tabela 5 e Figura Central).
Comparação da avaliação subjetiva da qualidade geral da imagem e da conspicuidade dos grandes vasos torácicos e abdominais
Discussão
Em nossa população de estudo, as medianas de produto dose-comprimento e dose efetiva foram significativamente menores no protocolo B em comparação ao protocolo A, com uma redução igualmente significativa na dose virtual para o protocolo B. No entanto, não houve diferenças significativas entre os dois protocolos em relação à análise quantitativa das medidas de ROI nas grandes artérias torácicas e abdominais ou às avaliações qualitativas da conspicuidade vascular e da qualidade geral das imagens.
Um estudo anterior que focou exclusivamente na avaliação do tórax, relatou valores estimados de dose efetiva para ATC com TRO e sincronização retrospectiva ao ECG variando de 7,4 a 13,4 mSv para homens e de 10,1 a 17,5 mSv para mulheres.15Outro estudo, que também incluiu apenas o tórax, utilizando um aparelho de maior cobertura, demonstrou dose efetiva de 9,7 a 23,2 mSv, dependendo da frequência cardíaca do paciente.18Em comparação, nossos resultados para o protocolo de ATC com TRO parcialmente sincronizada ao ECG, que incluiu o abdômen, mostraram dose efetiva variando de 14,3 a 18,1 mSv. Essa faixa é consistente com estudos anteriores e tem a vantagem adicional de avaliar a aorta abdominal.
Nos últimos anos, os fabricantes de equipamentos desenvolveram diversos protocolos de aquisição para combinar imagens torácicas e abdominais em angiografias. Por exemplo, alguns fabricantes implementaram a comutação automática para varredura sem sincronização com um pitch mais rápido para imagens da aorta abdominal. No entanto, em certas unidades de TC, algoritmos de reconstrução iterativa automática não estão disponíveis, exigindo transições manuais em protocolos parcialmente sincronizados ao ECG. Essa comutação manual entre sequências sincronizadas e não sincronizadas pode consumir mais tempo, podendo introduzir artefatos de reconstrução. A unidade de TC utilizada em nosso estudo não possuía o algoritmo de reconstrução iterativa automática, mas nenhuma perda significativa na qualidade da imagem foi observada. Com base nesses achados, defendemos fortemente a incorporação de protocolos parcialmente sincronizados ao ECG quando a aorta abdominal for incluída, mesmo na ausência de comutação automática.
Atualmente, a ATC com TRO é reconhecida como uma importante ferramenta diagnóstica para pacientes selecionados no departamento de emergência com dor torácica aguda.19 , 20 No entanto, não há diretrizes estabelecidas descrevendo suas indicações clínicas. Pouquíssimos estudos, como o nosso, incorporaram a aorta abdominal ao protocolo para aprimorar a avaliação de toda a aorta quando dissecções da aorta descendente precisam ser descartadas. A significância clínica de nossos achados reside na viabilidade de incluir a varredura da aorta abdominal em um protocolo de ATC com TRO parcialmente sincronizada ao ECG, o que fornece informações diagnósticas adicionais sem um aumento substancial na dose efetiva de radiação em comparação a estudos anteriores apenas torácicos.7 , 8 , 15 , 18
Algumas limitações deste estudo devem ser observadas. Primeiro, a análise de imagem foi realizada por um único radiologista experiente, o que impediu a avaliação da concordância interobservador e pode ter introduzido viés na avaliação da qualidade da imagem. Além disso, o impacto da frequência cardíaca na qualidade da imagem não foi explorado em uma comparação de subgrupos. Por fim, não comparamos os tempos de procedimento para cada protocolo ou o tempo necessário para a reconstrução da imagem. Esses aspectos devem ser abordados em estudos futuros. Ademais, pesquisas adicionais são necessárias para avaliar a relação custo-benefício de incluir a varredura abdominal na ATC com TRO para pacientes com diferentes níveis de risco de dissecção aórtica.
Em conclusão, nosso estudo demonstra a viabilidade de usar um protocolo de aquisição parcialmente sincronizado ao ECG como uma estratégia eficaz para reduzir a dose de radiação em comparação com a técnica totalmente sincronizada ao ECG na ATC com TRO quanto algoritmos de recontrução iterativa não estiverem disponíveis. O protocolo proposto manteve a qualidade da imagem, com extensão da varredura para incluir a aorta abdominal, sem perda da qualidade das imagens quando a transição manual em protocolos parcialmente sincronizados ao ECG for necessária.
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Fontes de Financiamento
O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.
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Vinculação Acadêmica
Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.
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Aprovação Ética e Consentimento Informado
Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética do Instituto de ensino e pesquisa sirio-libanes sob o número de protocolo 2.445.680. Todos os procedimentos envolvidos nesse estudo estão de acordo com a Declaração de Helsinki de 1975, atualizada em 2013. O consentimento informado foi obtido de todos os participantes incluídos no estudo.
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Uso de Inteligência Artificial
Os autores não utilizaram ferramentas de inteligência artificial no desenvolvimento deste trabalho.
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Disponibilidade de Dados
Todo o conjunto de dados que dá suporte aos resultados deste estudo está disponível mediante solicitação ao autor correspondente.
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Editor responsável pela revisão:
Marcelo Tavares
Todo o conjunto de dados que dá suporte aos resultados deste estudo está disponível mediante solicitação ao autor correspondente.
Three-dimensional volume-rendering CTA reconstructions of the same patient showing no significant difference in the overall image quality between fully (A) and partially (B) ECG-gated TRO scans.
Reconstruções tridimensionais de ATC com renderização de volume do mesmo paciente, mostrando ausência de diferença significativa na qualidade geral da imagem entre os exames com TRO totalmente (A) e parcialmente (B) sincronizados ao ECG.
