Comparison of the diagnostic performances of ct attenuation corrected and non-attenuation corrected spect myocardial perfusion scintigraphy in coronary artery disease

Abstract

Introduction and Objectives

Tissue attenuation reduces the specificity of the myocardial perfusion imaging single photon emission tomography (SPECT), which leads reduced diagnostic accuracy. The aim of this study is to compare performances of non-attenuation corrected (NAC), computed tomography based-attenuation corrected (AC) and prone images for qualitative and semi-quantitative analysis of myocardial perfusion SPECT in diagnosis of coronary artery disease (CAD).

Materials and Methods

Eightysix patients in whom NAC, AC and prone images were obtained with SPECT at Selcuk University Faculty of Medicine, and whose coronary angiography/CT coronary angiography was completed within 3 months, were retrospectively studied. Myocardial perfusion scintigraphy was performed using SPECT/CT dual-headed gamma camera. Images were evaluated qualitatively and semi-quantitatively using 20-segment model. Analyzes of global myocardium and LAD, RCA, Cx vascular areas as regional analysis were performed. In qualitative evaluation, if SPECT study was abnormal, relevant coronary artery area was recorded. Quantitative Perfusion SPECT (QPS) program was used in semi-quantitative analysis; SSS ≥ 4 was accepted for presence of CAD in per-patient analysis. In regional analysis SSS ≥ 2 was taken into account. Coronary angiography/CT coronary angiography was used as gold standard. Threshold value was determined as ≥50% and above luminal diameter narrowing. While AC and NAC methods were compared for per-patient analysis and each vascular area; 3 imaging methods including prone acqusition, were compared for the RCA area. Diagnostic performances of the methods were evaluated by comparing the areas under the curve with ROC analysis.

Results

In visual evaluation, sensitivity of AC was significantly lower than NAC in analyzes of per-patient, RCA and Cx areas (global 76.92% vs 86.15%, RCA 60.87% vs 82.61%, Cx 58.97% vs 69.23%, respectively; p < 0.05 ). Sensitivity of prone imaging was significantly higher than AC in analysis of the RCA area (76.09% vs 60.87%, respectively; p < 0.05) Specificity values ​​were higher in analyzes of global, RCA and Cx areas in AC than in NAC method; this difference was significant in RCA and Cx areas (RCA 70% vs 42.50%, Cx 85.11% vs 70.21%, respectively; p < 0.05). In semi-quantitative evaluation, AC and NAC had similar sensitivity and specificity in global and regional analyzes; in RCA area, no significant difference was detected between the 3 methods. In ROC analysis, no significant difference was detected between methods in per-patient and regional analyzes both in visual and semi-quantitative evaluation.

Conclusions

CT-based attenuation correction increases specificity, but reduces sensitivity in the diagnosis of CAD in regional areas of RCA and Cx. Prone imaging remains important in evaluation of RCA area.

Resumen

Introducción y objetivos

La atenuación del tejido reduce la especificidad de la tomografía por emisión de fotón único (SPECT) de imágenes de perfusión miocárdica, lo que conduce a una precisión diagnóstica reducida. El objetivo de este estudio es comparar el rendimiento de las imágenes sin atenuación corregida (NAC), tomografía computarizada con atenuación corregida (AC) y en decúbito prono para el análisis cualitativo y semicuantitativo de la SPECT de perfusión miocárdica en el diagnóstico de la enfermedad de las arterias coronarias (EAC).

Materiales y métodos

Se estudiaron retrospectivamente ochenta y seis pacientes en quienes se obtuvieron imágenes NAC, AC y en decúbito prono con SPECT en la Facultad de Medicina de la Universidad de Selcuk, y cuya angiografía coronaria/angiografía coronaria por TC se completó dentro de los 3 meses. La gammagrafía de perfusión miocárdica se realizó mediante una cámara gamma de doble cabezal SPECT/CT. Las imágenes se evaluaron cualitativa y semicuantitativamente utilizando un modelo de 20 segmentos. Se realizaron análisis del miocardio global y de las áreas vasculares LAD, RCA, Cx como análisis regional. En la evaluación cualitativa, si el estudio SPECT fue anormal, se registró el área de la arteria coronaria relevante. En el análisis semicuantitativo se utilizó el programa SPECT de Perfusión Cuantitativa (QPS); Se aceptó SSS ≥ 4 para la presencia de CAD en el análisis por paciente. En el análisis regional se tuvo en cuenta SSS ≥ 2. La angiografía coronaria/angiografía coronaria por TC se utilizó como estándar de oro. El valor umbral se determinó como ≥50% y por encima del estrechamiento del diámetro luminal. Mientras que los métodos AC y NAC se compararon para el análisis por paciente y cada área vascular; Se compararon 3 métodos de imagen, incluida la adquisición en decúbito prono, para el área RCA. El rendimiento diagnóstico de los métodos se evaluó comparando las áreas bajo la curva con el análisis ROC.

Resultados

En la evaluación visual, la sensibilidad de AC fue significativamente menor que la de NAC en los análisis de áreas por paciente, RCA y Cx (global 76,92% vs 86,15%, RCA 60,87% vs 82,61%, Cx 58,97% vs 69,23%, respectivamente; p < 0,05). La sensibilidad de las imágenes en decúbito prono fue significativamente mayor que la de AC en el análisis del área de RCA (76,09% frente a 60,87%, respectivamente; p < 0,05). Los valores de especificidad fueron mayores en los análisis de las áreas global, RCA y Cx en AC que en el método NAC; esta diferencia fue significativa en las áreas RCA y Cx (RCA 70% vs 42,50%, Cx 85,11% vs 70,21%, respectivamente; p < 0,05). En la evaluación semicuantitativa, AC y NAC tuvieron una sensibilidad y especificidad similares en los análisis globales y regionales; en el área de RCA no se detectó diferencia significativa entre los 3 métodos. En el análisis ROC, no se detectaron diferencias significativas entre los métodos en los análisis regionales y por paciente, tanto en la evaluación visual como semicuantitativa.

Conclusiones

La corrección de atenuación basada en TC aumenta la especificidad, pero reduce la sensibilidad en el diagnóstico de EAC en áreas RCA y Cx. Las imágenes en decúbito prono siguen siendo importantes en la evaluación del área de RCA.