SHD治療とMultimodality imaging

この度レビューの機会をいただきました平澤憲祐です。
私はSUNRISE YIAの際のプレゼンテーションにもあった通り、“治療に直結するMultimodality imaging”の専門家になりたいと考えており、その視点からレビューをまとめたいと考えております。
お付き合いいただければありがたいです。
 
まず初回はSHD領域におけるMultimodality imagingの総論から始めていきたいと思います。作成にあたり、いくつかのReview articles (1,2)を参考にさせていただきました。
1. 背景
日本を含めた先進国において、弁膜症を中心としたStructure heart disease (SHD)は高齢化に伴い問題となっている。リウマチ性弁膜症が減少する一方、加齢変性による弁膜症(Degenerative valvular heart disease) の割合が増加している。TAVR, MitraClip^®を中心としたのカテーテル治療の進歩に伴い、弁膜症における画像診断の果たす役割は大きく様変わりしている。
術前評価による適応患者の選択はもちろん、それぞれのModalityの特性を生かした機能的/構造的評価とその利点, 欠点について理解することが必要な時代となっている。
(文献1より引用)
 
2. 心臓超音波検査
心臓超音波検査(以下心エコー)はSHD領域イメージングにおける根幹を担っている。インターベンションにおいても術前、術中、術後に経時的に行うことが可能であり、日常診療において欠くことのできないModalityである。その汎用性、低リスク、低コストなどの面に関しては特筆すべきものがある。ほとんど禁忌となる患者は存在せず、ESC/EACTS弁膜症ガイドライン (3)においても心エコーは弁膜症診療におけるKey techniqueと位置付けられている。
一般的な経胸壁心エコー(TTE: transthoracic echocardiography)に加え、経食道心エコー(TEE: transesophageal echocardiography)、薬物/運動負荷心エコー、ストレイン解析などを活用することにより様々な疾患に対する構造的/機能的評価が可能である。また、3Dイメージングの技術的進歩により、検査室での評価のみならずカテーテル室、手術室における術中ガイドとしても大きな役割を果たしている。特にMitraClip^®, LAA closureなどには必須の手技であろう。
一方で心エコーの弱点としては、再現性の低さや検者間誤差、石灰化/人工物などに伴うアーチファクト、被検査者側要素(体位、体型、エコーウインドウの差異など)による描出困難例の存在などが挙げられる。下表は大動脈狭窄患者における大動脈基部のTEEとCTにおける評価の比較である。3D TEEではかなり改善されているとはいえ、誤差の面では他のModalityに劣ると言わざるを得ない。
(文献4より引用)
 
3. MSCT
Multislice computer tomogoraphy (MSCT)はSHDインターベンションにおいて正確な解剖学的/幾何学的情報を得ることができるModalityである。特にTAVRにおいては、デバイスの選択や石灰化に伴うリスク評価のgold standardとなっている(5,6)。アクセスルートの適切な選択のための血管評価、冠動脈形態評価、手技時の適切なX線照射角度、肺野の評価などを同時に行える点もメリットが大きい。また、石灰化スコアを用いた弁膜症重症度評価も特にLow-flow Low-gradient ASについて有用であると報告されており広く用いられている(7,8)。
(文献5より引用: CTによるTAVR術前のLVOT評価)
 
しかしながら放射線被曝と造影剤投与が必要になる点はMSCTの大きな弱点である。簡便さ/非侵襲性に関してはエコーに及ばない。また、不整脈、頻脈による画質の低下を防ぐためにβ遮断薬の使用が必要であることも留意すべき点である。
 
4. 心臓MRI
Magnetic Resonance Imaging (MRI)はSHD領域において弁膜症重症度評価や心機能、心臓繊維化などの評価に使用される。MRIの最も大きな利点は非侵襲的に正確な形態学的評価が可能であり、同時に組織学的評価ができることである。
空間分解能については1.2-1.5 mm程度であり、CTには劣るものの詳細な評価が可能であり、TAVIにおける大動脈評価に関してはCTでの評価との良好な相関が報告されている(9,10)。また、エコーでの評価が困難な右室における容量評価のreference methodとして推奨されている(3,11)。また、SHD領域におけるT1 mappingやガドリニウム遅延造影を用いた心筋繊維化の評価は近年数多くの報告がなされており、注目を集めている領域となっている(12,13)。
(文献13より引用: AS患者におけるT1 mappingとLGE)
 
これらの利点をみるとMRIは万能であると思われるかもしれないが、MRIはCTと比較し撮像時間が長く、被験者を選ぶmodalityである。閉所恐怖症など姿勢保持や呼吸停止指示が困難な被験者における画像の取得は困難である。また、ペースメーカーや植え込み型除細動器などの禁忌が存在することも限界の一つである。コスト、汎用性についても現時点では他のmodalityに及ばないと考えられる。
 
5. Multimodality imagingの今後
SHDにおけるデバイスの発達とともに、画像診断における役割はより治療に直結するものに変わりつつある。治療前の評価のみならず、治療中のガイドに関してもX線透視とのfusion技術などが用いられ始めている(14)。
(文献14より引用: TAVR術中のfusion imaging)
 
2017年に数多くの学会共同で画像診断modalityの適正使用指針が発表されている(15)。今後求められるのはどの患者にどのようなimaging modalityを選択し、どのような治療計画を立て、どのような治療後の評価をするかという一連の判断である。使用できるmodalityを統合し最大限の治療効果をあげることが重要であり、そのために適切なそれぞれのmodalityに対する理解を深めることが求められる。
 
6. 私見
ひとまず自分の興味のある分野に関して書きました。自分で書きながら大変勉強になりました。詳細に書き始めるとかなり幅広い話になってしまうので、最新ではないですがこれまでわかっていることについてまとめた感じです。他にも核医学、運動負荷試験(イメージングではないかも)や新たなイメージング手段が発展する可能性もありますが、現時点ではエコー、CT、MRIがSHD治療の柱となっています。ちなみに…文献2, 3, 4, 5, 6, 12と私の現在のBossであるV.Delgado, J.J. Baxが名前を連ねております。色々なことを学んで実り多い留学にしたいなと思いました。
 
今後最新の知見や、より深い分野についてReviewをできればと思います。
 
References
1. Veulemans V, Hellhammer K, Polzin A, Bönner F, Zeus T, Kelm M. Current and future aspects of multimodal and fusion imaging in structural and coronary heart disease. Clin Res Cardiol 2018;107:49-54.
2. van der Hoeven BL, Schalij MJ, Delgado V. Multimodality imaging in interventional cardiology. Nat Rev Cardiol 2012;9:333-46.
3. Baumgartner H, Falk V, Bax JJ et al. 2017 ESC/EACTS Guidelines for the management of valvular heart disease. Eur Heart J 2017;38:2739-2791.
4. Ng AC, Delgado V, van der Kley F et al. Comparison of aortic root dimensions and geometries before and after transcatheter aortic valve implantation by 2- and 3-dimensional transesophageal echocardiography and multislice computed tomography. Circ Cardiovasc Imaging 2010;3:94-102.
5. Achenbach S, Delgado V, Hausleiter J, Schoenhagen P, Min JK, Leipsic JA. SCCT expert consensus document on computed tomography imaging before transcatheter aortic valve implantation (TAVI)/transcatheter aortic valve replacement (TAVR). J Cardiovasc Comput Tomogr 2012;6:366-80.
6. Bax JJ, Delgado V, Hahn RT et al. Transcatheter Aortic Valve Replacement: Role of Multimodality Imaging in Common and Complex ClinicalScenarios. JACC Cardiovasc Imaging 2019. (Epub ahead of print)
7. Clavel MA, Messika-Zeitoun D, Pibarot P et al. The complex nature of discordant severe calcified aortic valve disease grading: new insights from combined Doppler echocardiographic and computed tomographic study. J Am Coll Cardiol 2013;62:2329-38.
8. Aksoy O, Cam A, Agarwal S et al. Significance of aortic valve calcification in patients with low-gradient low-flow aortic stenosis. Clin Cardiol 2014;37:26-31.
9. Pontone G, Andreini D, Bartorelli AL et al. Comparison of accuracy of aortic root annulus assessment with cardiac magnetic resonance versus echocardiography and multidetector computed tomography in patients referred for transcatheter aortic valve implantation. Am J Cardiol 2013;112:1790-9.
10. Koos R, Altiok E, Mahnken AH et al. Evaluation of aortic root for definition of prosthesis size by magnetic resonance imaging and cardiac computed tomography: Implications for transcatheter aortic valve implantation. Int J Cardiol. 2012;158:353-8.
11. Hundley WG, Bluemke DA, Finn JP et al. ACCF/ACR/AHA/NASCI/SCMR 2010 expert consensus document on cardiovascular magnetic resonance: a report of the American College of Cardiology Foundation Task Force on Expert Consensus Documents. J Am Coll Cardiol 2010;55:2614-62.
12. Podlesnikar T, Delgado V, Bax JJ. Cardiovascular magnetic resonance imaging to assess myocardial fibrosis in valvular heart disease. Int J Cardiovasc Imaging 2018;34:97-112.
13. Bull S, White SK, Piechnik SK et al. Human non-contrast T1 values and correlation with histology in diffuse fibrosis. Heart 2013;99:932-7.
14. Biaggi P, Fernandez-Golfin C, Hahn R, Corti R. Hybrid Imaging During Transcatheter Structural Heart Interventions. Curr Cardiovasc Imaging Rep 2015;8:33.
15. Doherty JU, Kort S, Mehran R et al.  ACC/AATS/AHA/ASE/ASNC/HRS/SCAI/SCCT/SCMR/STS 2017 Appropriate Use Criteria for Multimodality Imaging in ValvularHeart Disease: A Report of the American College of Cardiology Appropriate Use Criteria Task Force, American Association for Thoracic Surgery, American Heart Association, American Society of Echocardiography, American Society of Nuclear Cardiology, Heart Rhythm Society, Society for Cardiovascular Angiography and Interventions, Society of Cardiovascular Computed Tomography, Society for Cardiovascular Magnetic Resonance, and Society of Thoracic Surgeons. J Am Soc Echocardiogr 2018;31:381-404.