通过心血管磁共振特征跟踪估计阵发性心房颤动患者的双侧心房功能
2022年7月20日
心房功能与应变和应变率有关。本研究使用心脏磁共振特征跟踪（CMR-FT）技术来量化阵发性心房颤动个体的左右心房整体和节段纵向应变和应变率。
试验重塑被认为是心房颤动最关键的机制。左心房劳损的功能改变发生在与左心房结构重塑和心肌纤维化密切相关的结构改变之前。心脏磁共振特征跟踪是一种新颖的无创后处理技术，可以高精度和可重复性地评估左心房拉损和应变率。
在检查心房劳损时，必须手动划分心房舒张和收缩期的心内膜和心外膜。应注意选择适当的阶段。CMRFT是心房拉损临床评估的首选，因为它是一种灵活的参数测量，具有高重现性、软组织分辨率，并且不需要新的序列采集。
从患者窦性心律的心脏磁共振扫描开始。使用三平面定位方法定位长轴电影图像和短轴。为此，请在心脏横向、矢状和冠状切片中获取正交多切片定位器。
通过从横向图像中选择心室中间的横向切片或定位线来获得双腔定位器。将切片垂直放置在平行于隔膜的横向图像上，并通过左心室的顶点。然后将切片垂直放置在通过心脏顶点和二尖瓣中心的两腔定位器上，以获得四腔定位器。
为了获得短轴定位器，将切面垂直于四个腔室定位器上的隔膜，与两个腔室定位器上的长轴成直角。根据本地化人员，生成标准视图。为此，请使用自动显示的切片来获得四室视图。
将其穿过左心室中心并垂直放置在短轴定位器的隔膜上，然后单击应用。在四腔视图上，将切片平行于隔膜定位，将其调整到短轴定位器上的左心室中心，并获得两个腔室视图。通过将切片穿过主动脉中心和左心房定位在短轴定位器上，获得三腔室视图。
确保切片穿过四个腔室视图上的LV顶点。要收集短轴视图，请将切片垂直放置在隔膜上，并在四个腔室视图中平行于二尖瓣环。然后将切片垂直排列在左心室顶点和两个腔室视图上的二尖瓣环中心之间的连接线上。
接下来，通过将切片平行于隔膜放置并将切片移动到短轴视图上的右心室中心而不将左心室切成部分来获得右心室的两个腔室视图。使用三特斯拉 MR 扫描仪上的回顾性心电图门控平衡稳态自由精密序列捕获双腔和四腔室视图、三腔视图和左心室短通视图的 CMR 电影序列。要进行心室功能分析，请单击pax。
输入患者ID并搜索当前患者以查找图像，通过单击检索将图像传输到心血管后处理工作站。使用功能多人游戏模块。选择心室的短通路Cine，然后单击检测EDES阶段的LVRV轮廓以分析心室功能。
要进行左心房功能分析，请使用组织跟踪特征跟踪模块并测量四室、三室和双室 Cine CMR 图像中的左心房容积和左心室拉伤。在左心房收缩期和舒张期结束时，手动勾勒心内膜和心外膜左心房边界的轮廓，从 LA 轮廓中排除肺静脉和左心耳。轮廓绘制完成后，确保 ROI 系列段号选择键显示为 6。
单击执行应变分析，以在整个心动周期中自动跟踪屏幕上的像素。确保自动计算左心房容积和时间曲线、全局和节段应变以及应变率。要进行右心房功能分析，请使用带有四室和两腔右心室 Cine CMR 图像的组织跟踪特征跟踪模块获得正确的心房容量和应变。
手动勾勒右心房收缩和舒张期末端的心内膜和心外膜右心房边界轮廓。从轮廓中排除腔静脉和右心耳。要完成右心房功能分析，请获取之前在左心房功能分析中展示的功能。
在CMR扫描研究中，评估了243人的MRI扫描，并招募了71名心房颤动患者和CMR成像。根据排除标准，选择21例接受窦性心律MRI扫描的阵发性心房颤动患者进行研究。对照组由19名年龄和性别匹配的CMR正常个体组成。
检查这些患者的左右心房功能参数和左右心室功能的标准特征。心房应变参数包括水库管道和增压泵相的纵向应变和应变率。四腔和二腔体视图的节段应变参数分析显示，心房颤动组储库期左右心房整体纵应变显著低于对照组。
在四室和二室视图中，左心房各节段的纵向应变明显低于对照组。应注意选择合适的阶段，并确保心房附属物从心房轮廓中排除。操作者必须根据经验估计心房和舒张期。
增加的右心室两腔两长轴Cine序列，使右心房功能的结果比单长轴更准确。
概述
本研究使用心脏磁共振特征跟踪（CMR-FT）探讨了阵发性心房颤动患者心房功能与应变之间的关系。研究重点是量化左、右心房的全局和节段纵向应变和应变速率。
关键研究组成部分
科学领域
- 心脏病学
- 心脏影像学
- 心房颤动
背景
- 心房重塑是心房颤动的关键机制。
- 左心房应变的功能变化先于结构变化。
- CMR-FT是一种评估心房应变的非侵入性技术。
- 需要手动划定心内膜和心外膜以进行准确的应变分析。
研究目的
- 量化阵发性心房颤动患者左、右心房应变和应变速率。
- 比较患者与对照组之间的心房应变参数。
- 评估CMR-FT在临床环境中的准确性和可重复性。
使用的方法
- 对窦性心律的患者进行CMR扫描。
- 手动描绘收缩和舒张期的心房边界。
- 使用CMR图像分析左、右心房的体积和应变。
- 比较心房颤动患者与对照组的应变参数。
主要结果
- 与对照组相比，心房颤动组在储能期的全局纵向应变显著降低。
- 节段应变分析显示心房颤动患者的左心房值较低。
- 也评估并比较了右心房的应变参数。
- 仔细选择成像阶段对于准确的结果至关重要。
结论
- CMR-FT有效地量化心房颤动患者的心房应变。
- 心房应变的功能变化可以在结构重塑之前被检测到。
- 这些发现可能对心房颤动的临床评估和管理有重要意义。
常见问题
Executive Industry Relevance
Quantitative assessment of bilateral atrial function using CMR feature tracking enables early detection of functional remodeling in paroxysmal atrial fibrillation, supporting mechanistic de-risking and target validation in cardiovascular drug discovery. High-resolution, reproducible strain and strain rate measurements provide predictive confidence for translational biomarker development and portfolio triage. Integrating these non-invasive imaging biomarkers into discovery-stage workflows enhances risk-adjusted decision-making for atrial disease-modifying therapies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of atrial remodeling mechanisms through sensitive strain and strain rate biomarkers.
- Supports biological de-risking by quantifying functional changes preceding structural remodeling.
- Facilitates predictive confidence in target engagement and disease relevance for atrial fibrillation programs.
Screening & Assay Development
- Provides validated, quantitative readouts for functional assessment in preclinical and translational models.
- Standardizes atrial function measurement, improving reproducibility across studies and platforms.
- Enables scalable, non-invasive evaluation of candidate interventions on atrial strain dynamics.
Translational & Preclinical Research
- Aligns imaging biomarkers with disease-relevant endpoints for preclinical-to-clinical continuity.
- Supports risk-adjusted advancement by linking functional imaging outputs to translational biomarker strategies.
- Improves mechanistic de-risking by distinguishing functional from structural atrial changes.
Pipeline & Workflow Integration
CMR feature tracking integrates into the discovery-to-preclinical continuum as a quantitative imaging biomarker platform for atrial function assessment in cardiovascular R&D.
- Discovery Biology: Enables hypothesis testing on atrial remodeling and functional target validation.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative strain and strain rate outputs for assay readiness.
- Analytics: Provides segmental and global measurements to compare intervention effects and disease states.
- Translational Research: Bridges preclinical findings with clinical imaging endpoints for biomarker alignment.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, non-invasive imaging workflow adaptable across cardiovascular models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in atrial disease research.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of functional imaging outputs.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and improves capital efficiency by enabling early risk assessment.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of cardiovascular assets targeting atrial remodeling.
Implementation Considerations
- Requires expertise in cardiac imaging and manual contouring of atrial borders for accurate analysis.
- Needs access to high-field MRI scanners and advanced post-processing workstations.
- Demands cross-team standardization of imaging protocols and analysis criteria.
- Adaptation across species or disease models may require protocol optimization.
- Operator-dependent steps and phase selection can impact reproducibility and data quality.
