Invasive Physiologic Assessment of Myocardial Viability After Primary Angioplasty in Acute Myocardial Infarction: Comparison With FDG-PET Imaging

Abstract

BACKGROUND & PURPOSE: The state of coronary microcirculaton is an important determinant of myocardial viability and clinical outcomes in acute myocardial infarction(AMI). However, to date, there has been lacking in comparative studies on the most reliable invasive, on-site measurement for assessing the microvascular integrity and myocardial viability in AMI. The aim of this study is to evaluate the usefulness of coronary physiologic parameters as a predictor for myocardial viability after primary percutaneous coronary intervention (PCI) in AMI. MATERIALS & METHODS: Nineteen patients (17 male, mean age 60±13 years) underwent primary PCI for AMI (LAD:13, RCA:5, LCX:1)were enrolled. After successful PCI, Doppler-derived coronary flow reserve (CFRDoppler), microvascular resistance index (MVRI) and phasic coronary flow velocity patterns were evaluated. Using a pressure-temperature sensor-tipped coronary wire, thermodilution-derived CFR (CFRthermo), fractional flow reserve (FFR) and coronary wedge pressure (Pcw) were measured and the ratio of Pcw and mean aortic pressure (Pcw/Pa) was calculated, along with index of microcirculatory resistance (IMR), defined as the distal coronary pressure divided by the inverse of the hyperemic mean transit time. 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) PET was performed after primary PCI in 7 days to evaluate myocardial viability by regional percentage uptake of FDG in infarct-related segments. RESULTS: Among Doppler-derived parameters, regional FDG-uptake was associated with baseline average peak velocity (bAPV)(r=0.530, p=0.020), hyperemic APV (hAPV)(r=0.675, p=0.002) and hyperemic MVRI (hMVRI)(r=-0.534, p=0.018). All parameters derived from phasic coronary flow velocity patterns showed good correlations with regional FDG-uptake (baseline deceleration time of diastolic flow velocity (bDDT), r=0.533, p=0.019; hyperemic DDT (hDDT), r=0.513 p=0.025; systolic bAPV (bSAPV), r=0.592, p=0.008). In the group of coronary pressure measurements, a fair correlations existed between IMR, Pcw/Pa and regional FDG uptake (r=-0.660, p=0.002; r=-0.601, p=0.007, respectively). Regional FDG uptake had no association with CFRDoppler, CFRthermo, FFR and Pcw. The largest area under receiver operating characteristics (ROC) curve was acquired by the analysis between IMR and myocardial viability as defined by the 50% FDG PET threshold value (0.856, 95% CI [0.620-0.970]). Cut-off value of IMR for the prediction of myocardial viability was 22 (sensitivity of 78%, specificity of 90% and accuracy of 86%). CONCLUSIONS: Coronary physiologic assessment provides useful informations for the prediction of myocardial viability immediately after primary PCI. IMR, a novel index representing the microvascular integrity, is a reliable parameter for the invasive, on-site assessment of myocardial viability after primary PCI in AMI.

배경 및 목적: 급성 심근경색증 환자에서 경색관련 심근의 미세혈관 손상 정도는 심근의 생존능에 영향을 미치며 좌심실 기능의 개선 및 환자의 예후와 밀접한 연관이 있는 것으로 잘 알려져 있으나, 이의 평가를 위한 침습적 검사법에 대한 비교 연구는 부족한 상태이다. 본 연구에서는 급성 심근경색증으로 일차 중재시술 시행 후 미세 혈관 손상정도 평가와 심근의 생존능을 예측하는데 있어서 침습적 관상동맥 혈류역학 지표들의 임상적 유용성에 대해 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 급성 심근경색증으로 진단되어 증상 발현 후 24시간 이내에 일차 중재시술을 시행 받은 19명 (남자 17명, 평균 연령 60±13세)의 환자를 대상으로 하였다. 경색 관련 관상동맥에 스텐트 삽입을 이용한 성공적인 중재시술 후 도플러 철선을 삽입하여 관상동맥 혈류 예비력(Doppler coronary flow reserve, CFRDoppler), 최대 충혈시 미세 혈류 저항 지수(hyperemic microvascular resistance index, hMVRI)와 위상적 관상동맥 혈류 속도 형태(phasic coronary flow velocity pattern)를 측정 및 관찰하였으며, 압력 철선을 이용하여 온도희석법(thermodilution)에 의한 관상동맥 혈류 예비력 (thermodilution coronary flow reserve, CFRthermo), 분별 혈류 예비력 (fractional flow reserve, FFR) 및 관상동맥 쐐기압(coroanry wedge pressure, Pcw)을 측정하였다. 관상동맥 쐐기압을 평균 대동맥압 (mean aortic pressure, Pa)으로 나누어 Pcw/Pa를 구하였으며, 최대 충혈 시 원위부 관상동맥압 (distal coronary artery pressure, Pd)과 평균 혈류 통과 시간 (mean transit time, Tmn)의 곱으로 정의 되는 미세순환 저항 지수 (index of microcirculatory resistance, IMR)를 산출하였다. 심근의 생존능 평가를 위해 일차 중재시술 후 7일 이내에 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) 양전자 방출 단층 촬영 (positron emission tomography, PET)을 시행하여 경색 관련 심근 부위의 FDG 섭취율을 계산하여 관상동맥 혈류 역학 지표들과 비교하였다. 결과: 도플러 철선을 이용하여 측정한 지표들 중 경색관련 심근의 FDG 섭취율과 연관성이 있는 지표는 기저시 평균 최대 혈류 속도 (baseline average peak velocity, bAPV)(r=0.530, p=0.020), 최대 충혈시 평균 최대 혈류 속도 (hyperemic average peak velocity, hAPV)(r=0.675, p=0.002) 및 hMVRI (r=-0.534, p=0.018)였다. 위상적 관상동맥 혈류 속도 형태 지표들은 모두 경색 관련 심근의 FDG 섭치율과 유의한 상관관계를 나타내었다 (기저시 이완기 혈류의 감속시간, baseline deceleration time of diastolic flow velocity (DDT), r=0.533, p=0.019; 최대 충혈시 이완기 혈류의 감속시간, hyperemic DDT, r=0.513 p=0.025; 기저시 수축기 평균 최대 혈류속도, bSAPV, r=0.592, p=0.008). 압력 철선을 이용한 지표들 중 IMR 및 Pcw/Pa은 경색 심근부위의 FDG 섭취율과 유의한 역상관 관계를 보였으나(r=-0.660, p=0.002; r=-0.601, p=0.007), CFRDoppler, CFRthermo, FFR 및 PCw는 연관성이 없었다. FDG 섭취율 50%이상을 기준으로 생존 심근을 정의 하였을때, 심근의 생존능 예측에 대한 receiver operating characteristic (ROC) curve 분석에서 IMR이 가장 넓은 area under curve (AUC)를 나타내었으며(0.856, 95% CI [0.620-0.970]), 기준치를 22로 하였을 때 민감도 78%, 특이도 90%와 86%의 정확도를 나타내었다. 결론: 도플러 및 압력 철선을 이용한 관상동맥 혈류 역학 지표들의 측정은 급성 심근경색증의 일차 중재술 후 생존 심근을 평가하는데 유용하며, IMR은 미세혈관 손상정도를 정량적으로 평가할 수 있는 새로운 지표로서, 일차 중재시술 후 급성기에 심근의 생존능을 예측하는데 임상적으로 유용한 지표이다.