Method Article

Abschätzung der bilateralen Vorhoffunktion durch kardiovaskuläre Magnetresonanz-Feature-Tracking bei Patienten mit paroxysmalem Vorhofflimmern

DOI:

10.3791/63598

⸱

July 20th, 2022

 ,  ,  ,  , 
1Radiology Department, China-Japan Union Hospital of Jilin University, 2Cardiology Department, China-Japan Union Hospital of Jilin University

* These authors contributed equally

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Die Vorhoffunktion ist mit der Dehnung und der Dehnungsrate verbunden. Die kardiale Magnetresonanz-Feature-Tracking-Technik (CMR-FT) wurde in dieser Studie verwendet, um die globale und segmentale longitudinale Dehnung und Belastungsrate des linken und rechten Vorhofs bei Personen mit paroxysmalem Vorhofflimmern zu quantifizieren.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Vorhofflimmern (AF) ist die häufigste Form der Arrhythmie. Der Vorhofumbau gilt als der kritischste Mechanismus für das Vorhandensein und die Entwicklung von Vorhofflimmern. Auch ein Vorhofumbau kann zur Vergrößerung und Funktionsstörung des linken Vorhofs (LA) führen, was zu Thrombose und Herzinsuffizienz führt. Funktionelle Veränderungen der linken Vorhofbelastung und Dehnungsrate treten vor strukturellen Veränderungen auf und sind eng mit strukturellem Umbau und linker Vorhoffibrose verbunden. Diese Parameter sind empfindliche Biomarker für die Vorhoffunktion. Cardiac Magnetic Resonance Feature Tracking (CMR-FT) ist eine neuartige, nicht-invasive Nachbearbeitungstechnik, die die linksatriale Belastung und die Belastungsrate bewerten kann. Die CMR-FT wurde in dieser Untersuchung verwendet, um die bilaterale Atriumbelastungsrate bei Personen mit paroxysmalem Vorhofflimmern zu bewerten. Modifikationen in jedem Segmentstamm wurden mittels Segmentanalyse bewertet. Die CMR-FT wird für nicht-invasive Bewertungen bei der klinischen Bewertung von Vorhofbelastungen unter bestehenden bildgebenden Verfahren empfohlen. Darüber hinaus handelt es sich um eine flexible Parametermessung mit guter Reproduzierbarkeit, hoher Weichteilauflösung und Nachbearbeitung basierend auf Standard-Cine-Balanced Steady-State Free Precision (bSSFP) Langachsenbildern, ohne dass eine neue Sequenzerfassung erforderlich ist.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Vorhofflimmern (AF) ist die häufigste Tachyarrhythmie und ihre Prävalenz nimmt mit demAlter von 1 Jahren zu. Studien zufolge ist der Vorhofumbau eng mit der Entwicklung von Vorhofflimmern verbunden und kann die Wirkung der atrialen Kardiomyopathieverstärken 2. Die Funktion des linken Vorhofs (LA) ist ein entscheidender Indikator und Biomarker für subklinische Herzerkrankungen3. Die LA-Funktion kann einen signifikanten diagnostischen Wert liefern, der die diastolische Dysfunktionwiderspiegelt 4 und den Beginn, den Verlauf und die Prognose von Vorhofflimmern (AF) bestimmen5.

Die Vorhoffunktion kann in die Funktionen des Reservoirs, der Leitung und der Druckerhöhungspumpe unterteilt werden, die der ventrikulären Systole, der frühen Diastole und der späten Diastole entsprechen. Die Reservoirfunktion entspricht dem Atrium, das den Blutfluss von der Lungenvene bis zum maximalen Volumen erhält, wenn sich der Ventrikel in Systole3 befindet. Während der frühen Diastole des Ventrikels öffnet sich die atrioventrikuläre Klappe, so dass der Vorhof als Kanal für den Blutfluss von den Vorhöfen zum Ventrikel dienen kann3. Beim Eintritt in die späte Diastole zieht sich das Atrium während der Auffrischungspumpphase aggressiv zusammen, um die ventrikuläre Füllungzu beenden 3. Unregelmäßige Morphologie und Funktion der Ventrikel können direkt Veränderungen im Vorhofkreislauf verursachen. Die Bewertung von Veränderungen in dieser Funktion ist wesentlich für das Verständnis des Mechanismus der Ganzherzphysiologie und Hämodynamik. Darüber hinaus ist die Vergrößerung des linken Vorhofs mit einer schlechten Prognose für verschiedene Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbunden6. Morphologische Marker sind weniger empfindlich gegenüber ventrikulärer und atrialer Dysfunktion als funktionelle Stammmetriken. Frühere Studien haben gezeigt, dass Veränderungen der linken Vorhofbelastung und Dehnungsrate vor strukturellen Veränderungen auftreten, die eng mit strukturellen Umbauten und Myokardfibrose im linken Vorhof zusammenhängen 7,8.

Frühe Untersuchungen des Vorhofstamms basierten hauptsächlich auf echokardiographischem Speckle-Tracking 9,10. Die kardiale Magnetresonanztomographie (CMR) kann eine verbesserte räumliche Auflösung, einen verbesserten Gewebekontrast und eine genauere Darstellung der Peripherie der Vorhofwand liefern. Cardiac Magnetic Resonance Feature Tracking (CMR-FT) wurde zur Beurteilung der ventrikulären Belastung verwendet und später auf das Atrium3 angewendet. Diese Methode ist bei der Überwachung der Vorhoffunktion häufiger geworden. Die Forschung hat gezeigt, dass die linke Vorhoffunktion ein unabhängiger prognostischer Faktor für Vorhofflimmern (AF), Schlaganfall und Rückfall von Vorhofflimmern nach Radiofrequenzablationist 10,11,12,13,14,15. Während die Bewertung des rechten Vorhofs (RA) durch MRT ungewöhnlich ist, zeigten Esra et al., dass die Funktion des RA für Reservoir und Auffrischungspumpe bei Personen mit regelmäßigem Vorhofflattern und Vorhofflimmern (AF) deutlich vermindert ist16. Die segmentale Dehnungsanalyse kann auch helfen, Veränderungen der regionalen Vorhoffunktion oder des Umbaus zu untersuchen. Die vorliegende Studie liefert ein technisches Protokoll für CMR-FT der linken und rechten Vorhöfe und Segmentdehnung und Dehnungsrate.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dieses Forschungsverfahren hält sich eng an die Regeln des China-Japan Union Hospital der Humanforschungsethikkommission der Universität Jilin (Nr. 2021092704). Vor der Radiofrequenzablation war CMR für alle Patienten mit Vorhofflimmern erforderlich. Daher hat unsere Studie die Patienten nicht zunehmend belastet. Rechtsventrikuläre Zweikammer-Cine-bSSFP-Sequenzen wurden hinzugefügt, die die Zeit jeder Untersuchung um 2 min verlängerten. Vor dem Test wurde von jedem Probanden eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt. Patienten, die die weitere Sequenz ablehnten, wurden aus dem Experiment ausgeschlossen. Patienten mit schlechter Bildqualität oder Vorhofflimmern (AF) während der Untersuchung wurden ebenfalls ausgeschlossen.

1. Vorbereitung vor dem Scannen

  1. Überprüfen Sie die Patienteninformationen: Herzfrequenz, Blutdruck, Gewicht und Größe der Patienten wurden genau gemessen. Der diensthabende Arzt formuliert auf Basis der Krankengeschichte und weiterer ergänzender Untersuchungen eine Einführungssequenz und bestätigt schnelle Anpassungen der Analyse anhand der tatsächlichen Gegebenheiten.
  2. Ausgeschlossen sind Patienten mit MRT-Kontraindikationen wie Niereninsuffizienz mit eGFR ≤ 30 ml/min/1,73 m2, kardiale implantierbare elektronische Geräte, implantierte Metallgeräte, elektronische Cochlea-Implantationen usw.
  3. Legen Sie den Patienten in Rückenlage mit erhobenem Kopf und Armen an den Seiten. Aufgrund der Länge der Untersuchung heben Sie die obere Extremität nicht über den Kopf.
  4. Reinigen Sie die Haut und platzieren Sie die Elektroden gemäß den Anweisungen des Herstellers. Stellen Sie sicher, dass die nichtmetallischen Elektrokardiogrammelektroden korrekt auf der Oberfläche der vorderen Brustwand platziert sind, um ein präzises Elektrokardiogramm-Gating zu erhalten. Eine genaue R-Welle ist erforderlich, um CMR-Artefakte zu reduzieren.
    HINWEIS: Nachdem die Elektrokardiogrammelektroden angeschlossen wurden, wird das Elektrokardiogramm des Patienten in Echtzeit auf dem Computer angezeigt, um die R-Welle zu messen. Positionieren Sie die Elektroden auf der Brust des Patienten neu, wenn die R-Welle nicht klar genug ist.
  5. Legen Sie eine 16-Kanal-Herzspule bündig an die Oberkante des Schulterblattes. Stellen Sie sicher, dass die Spule in einer Linie mit dem Herzen liegt und links platziert ist.
  6. Bitten Sie die Patienten, am Ende der Ausatmung den Atem anzuhalten, und bitten Sie sie, die gleiche Atembewegungsamplitude beizubehalten, um die Konsistenz der Scanposition sicherzustellen. Die Atempause betrug 10-18 s. Die Patienten erhielten ausreichend Zeit für das Atemtraining. Während der Untersuchung wurden die Herzfrequenz und der Zeitpunkt des Atemanhaltens notiert.

2. CMR-Scannen

  1. Verwenden Sie eine Drei-Ebenen-Lokalisierungsmethode, um die Langachsen-Cine-Bilder [Zweikammer-, Dreikammer- und Vierkammeransichten des linken Ventrikels (LV)] und die Kurzachse des Ventrikels (d. h. die gesamte LV abdeckend) zu lokalisieren. Siehe Abbildung 1 für den Positionierungsprozess.
    1. Erfassen Sie die orthogonalen Multi-Slice-Lokalisatoren in den transversalen, sagittalen und koronalen Schnitten des Herzens (Abbildung 1A).
    2. Erhalten Sie einen Zweikammer-Lokalisier, indem Sie aus den Querbildern eine Querscheibe in der Mitte des Ventrikels auswählen. Setzen Sie eine Scheibe vertikal auf das Querbild, parallel zum Septum und durch die Spitze des LV (Abbildung 1B).
    3. Erwerben Sie den Vierkammer-Lokalisierer, indem Sie die Scheibe vertikal auf dem Zweikammer-Lokalisierer durch die Herzspitze und die Mitte der Mitralklappe positionieren (Abbildung 1C).
    4. Erwerben Sie den Kurzachsenlokalisierer, indem Sie die Scheibe vertikal auf den Vierkammer- und Zweikammerlokalisierern positionieren. Diese Scheibe sollte senkrecht zum Septum auf dem Vier-Kammer-Lokalisierer und im rechten Winkel zur Längsachse auf dem Zweikammer-Lokalisierer stehen (Abbildung 1D).
  2. Generieren Sie basierend auf den obigen Lokalisierern die folgenden Standardansichten.
    1. Erhalten Sie eine Vier-Kammer-Ansicht. Slice (Positionierungslinie) wird automatisch angezeigt, dann positionieren Sie das Slice durch die Mitte des LV und vertikal auf dem Septum auf dem Kurzachsen-Lokalisierer. Legen Sie die Scheibe durch die Spitze des Herzens und stellen Sie sie auf die Mitte der Mitralklappe auf dem Zweikammer-Lokalisierer ein, um die Vierkammeransicht zu erhalten. Klicken Sie auf Apply , um die Vier-Kammer-Ansicht zu erhalten (Abbildung 1E).
    2. Erhalten Sie eine Zwei-Kammer-Ansicht. Positionieren Sie die Scheibe auf den Lokalisierern mit kurzer Achse parallel zum Septum und stellen Sie sie auf die Mitte des LV ein. Platzieren Sie die Scheibe in der Vierkammeransicht parallel zum Septum und durch die Spitze des LV (Abbildung 1F).
    3. Erhalten Sie eine Drei-Kammer-Ansicht: Positionieren Sie die Scheibe durch die Mitte der Aorta und das linke Atrium auf den kurzachsigen Lokalisierern. Stellen Sie sicher, dass die Scheibe in der Vierkammeransicht durch die Spitze des LV verläuft (Abbildung 1G).
    4. Erhalten Sie Ansichten mit kurzen Achsen. Positionieren Sie die Scheiben vertikal auf dem Septum und parallel zum Mitralring in der Vierkammeransicht. Ordnen Sie dann die Scheiben vertikal auf der Verbindungslinie zwischen der Spitze des LV und der Mitte des Mitralrings in der Zweikammeransicht an (Abbildung 1H).
  3. Erhalten Sie eine Zweikammeransicht des rechten Ventrikels (RV), indem Sie die Scheibe parallel zum Septum positionieren und die Scheibe in der kurzen Achsenansicht in die Mitte des RV verschieben. Positionieren Sie die Scheibe parallel zum Septum in der Vier-Kammer-Ansicht und verschieben Sie die Scheibe dann in die Mitte des Wohnmobils. Schneiden Sie den LV nicht in Teile (Abbildung 1I).
  4. Erhalten Sie die CMR-Cine-Sequenzen der Zwei- und Vierkammeransichten des linken und rechten Ventrikels, der Dreikammeransicht des linken Ventrikels und der Kurzachsenansicht des linken Ventrikels mit einer retrospektiven EKG-gesteuerten bSSFP-Sequenz auf einem 3,0-T-MR-Scanner.
    1. Verwenden Sie die Hauptparametereinstellungen wie folgt: Matrix = 192 x 192, Sichtfeld (FOV) = 340 mm x 340 mm, Wiederholzeit (TR) = 3,0 ms, Echozeit (TE) = 1,7 ms, Flip-Winkel (FA) = 45°-55°, zeitliche Auflösung = 30-55 ms, Schichtdicke = 8 mm und Schichtspalt = 2 mm.
      HINWEIS: Alle Patienten sollten sich während der CMR-Bildgebung im Sinusrhythmus befinden.

3. Ventrikuläre und atriale Funktionsanalyse

  1. Ventrikuläre Funktionsanalyse
    1. Klicken Sie auf PACS, geben Sie dann die Patienten-ID ein und verwenden Sie Aktuelle Patientensuche , um die Bilder zu finden. Klicken Sie anschließend auf Abrufen , um die Bilder an die kardiovaskuläre Nachbearbeitungsstation zu übertragen. Verwenden Sie das Modul Funktion Multiplanar (ventrikuläre Funktionsanalyse mit multiplanar ), um die ventrikuläre Funktion zu analysieren.
    2. Wählen Sie den kurzachsigen Cine des Ventrikels und klicken Sie auf LV/RV-Konturen bei ED/ES-Phasen erkennen.
      HINWEIS: Die Konturen der endsystolischen (ED) und enddiastolischen (ES) Ventrikel, des Endokards und des Epikards befinden sich in allen Schnitten und werden automatisch verfolgt. Die LV-Höhle umfasst den ventrikulären Ausflusstrakt. Wenn die automatische Identifikation nicht genau ist, sollte sie manuell angepasst werden. Die kardiovaskuläre Nachbearbeitungsstation berechnet automatisch die linksventrikuläre Ejektionsfraktion (LVEF), das linksventrikuläre enddiastolische Volumen (LVEDV), das linksventrikuläre endsystolische Volumen (LVESV), den linksventrikulären enddiastolischen Volumenindex (LVEDVI), den linksventrikulären endsystolischen Volumenindex (LVESVI), die rechtsventrikuläre Ejektionsfraktion (RVEF), das rechtsventrikuläre enddiastolische Volumen (RVEDV), das rechtsventrikuläre endsystolische Volumen (RVESV), das rechtsventrikuläre enddiastolische Volumen -Index (RVEDVI) und rechtsventrikulärer endsystolischer Volumenindex (RVESVI).
  2. Analyse der linksatrialen Funktion
    1. Verwenden Sie das Modul Tissue Tracking (Feature Tracking), um die LA-Volumina und -Stämme in den vier-, drei- und zweikammerigen Cine-CMR-Bildern des LV zu messen.
    2. Manuelle Konturierung des endokardialen und epikardialen linken Vorhofs (LA) am Ende der linken Vorhofsystole und Diastole (Abbildung 2).
    3. Schließen Sie die Lungenvenen und das linke Vorhofanhängsel aus dem LA-Umriss aus.
    4. Sobald die Konturierung abgeschlossen ist, stellen Sie sicher, dass die ROI-Serie (Segmentnummernauswahlschlüssel) als 6 angezeigt wird (die Vier- und Zweikammer-CMR-Cine-Bilder des LV sind jeweils in sechs Segmente unterteilt).
    5. Klicken Sie auf die Schaltfläche Dehnungsanalyse durchführen , damit die Software die Pixel auf dem Bildschirm während des gesamten Herzzyklus (25 Bilder/Herzzyklus) automatisch verfolgt.
    6. Stellen Sie sicher, dass die Software automatisch die linken Vorhofvolumen-/Zeitkurven, die globale und segmentale Dehnung und die Dehnungsrate berechnet.
    7. Verwenden Sie die Volumen-/Zeitkurven, um das maximale Volumen des linken Vorhofs (LAVmax), das linke atriale aktive präsystolische Volumen in der frühen linksventrikulären Diastole (LAVpre-A) und das minimale Volumen des linken Vorhofs (LAVmin) zu erhalten. Berechnen Sie die LA-Gesamt-, passiven und aktiven Entleerungsfraktionen (EF) wie folgt19:
      figure-protocol-1
      figure-protocol-2
      figure-protocol-3
    8. Ermitteln Sie die maximale globale Längsdehnung in Systole (Sls) und aktiver Dehnung (Sla) aus der Dehnungskurve des linken Vorhofs (Abbildung 2) und berechnen Sie die Differenz zwischen Sls und Sla als passive Dehnung (Sle)19.
    9. Erfassen Sie die Spitzendehnungsrate des linken Vorhofs in der linksventrikulären Systole (SRs) (der erste positive Wellenpeakwert auf der Kurve), die Spitzendehnungsrate in der frühen linksventrikulären Diastole (SRe) (der erste negative Wellenpeakwert auf der Kurve) und die Spitzendehnungsrate in der spät linksventrikulären Diastole (SRa) (zweite negative Wellenspitze auf der Kurve) aus der Dehnungsratenkurve19 (Abbildung 2).
  3. Analyse der rechtsatrialen Funktion
    1. Ermitteln Sie die richtigen Vorhofvolumina und -stämme mit dem Modul Tissue Tracking (Feature Tracking) mit den CMR-Bildern mit vier und zwei Kammern.
    2. Manuelle Konturierung der Grenzen des endokardialen und epikardialen rechten Vorhofs (RA) am Ende der rechten Vorhofsystole und Diastole (Abbildung 3).
    3. Schließen Sie die Vena cava und den rechten Vorhofanhang aus dem RA-Umriss aus.
    4. Die folgenden Schritte waren die gleichen wie die Schritte 3.2.4 und 3.2.6.
    5. Ermitteln Sie die Funktionsparameter des rechten Vorhofs mit den Schritten 3.2.3 und 3.2.5.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Von Juli 2020 bis August 2021 wurden 243 Personen untersucht, die sich in unserem Krankenhaus einer MRT-Untersuchung unterzogen, und 71 Patienten mit Vorhofflimmern, die eine CMR-Bildgebung hatten, wurden schließlich für diese Studie rekrutiert. Die Patienten wurden aufgrund der folgenden Kriterien ausgeschlossen: nicht-ischämische Kardiomyopathie, bestätigt durch CMR-Untersuchung, wie hypertrophe Kardiomyopathie, dilatative Kardiomyopathie und Myokard-Amyloidose (n = 11); Myokardinfarkt (n = 8); unqualifizierte Bildqualität aufgrund schwerer CMR-Artefakte auf Cine (n = 2); persistierender AF (n = 23) und AF während der CMR (n = 6). Schließlich wurden 21 Patienten mit paroxysmalem Vorhofflimmern, denen eine MRT-Untersuchung mit Sinusrhythmus gewährt wurde, für die Studie ausgewählt. Die Kontrollgruppe bestand aus 19 alters- und geschlechtsangepassten Personen mit normaler CMR. Tabelle 1 fasst die demografischen Basisinformationen der paroxysmalen VHF-Patienten und Kontrollen zusammen.

Alle CMR-Bilder wurden zur Analyse durch zwei Radiologen mit mehr als 5 Jahren Erfahrung in der Nachbearbeitung auf die kardiologische Nachbearbeitungsarbeitsstation hochgeladen. Die beiden Radiologen mittelten die Daten und maßen sie in Fällen mit signifikanten Unterschieden erneut. Neben den Standardmerkmalen der links- und rechtsventrikulären Funktion wurden die Parameter der linken und rechten Vorhoffunktion untersucht. Die Vorhofdehnungsparameter umfassten die longitudinale Dehnung und die Dehnungsrate der Reservoir-, Leitungs- und Druckerhöhungspumpenphasen (Abbildung 2 und Abbildung 3). Wir führten eine segmentale (6-Segmente) Dehnungsparameteranalyse auf der Vier- und Zweikammeransicht durch, zusätzlich zur globalen Längsdehnung, um den Einfluss von AF auf die atriale Längsdehnung in verschiedenen Segmenten zu bewerten. Die Ergebnisse zeigten, dass die globale Längsdehnung der linken und rechten Vorhöfe während der Reservoirphase der AF-Gruppe signifikant niedriger war als in der Kontrollgruppe (Abbildung 4). In der Vier- und Zweikammeransicht war die Längsdehnung jedes Segments des linken Atriums während der Reservoirphase signifikant geringer als die der Kontrollgruppe (Abbildung 5).

figure-results-1
Abbildung 1: Darstellung der Drei-Ebenen-Lokalisierung. (A) Orthogonale Multi-Slice-Lokalisierer; (B) Positionierung und Zweikammer-Lokalisierer; (C) Positionierung und Vierkammer-Lokalisierer; (D) Schichtposition und Kurzachsenlokalisierer; (E) Positionierung und Vierkammeransicht; (F) Positionierung und Zweikammeransicht; g) Positionierung und Dreikammeransicht; (H) Positionierung und Kurzachsenansicht; (I) Positionierung und Zweikammeransicht des rechten Ventrikels. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

figure-results-2
Abbildung 2: Die linke atriale longitudinale Dehnung und die Dehnungsrate misst die CMR-Feature-Verfolgung aus den vier-, drei- und zweikammerigen Cine-CMR-Bildern. (A-F) Verfolgung der linksatrialen endokardialen und epikardialen Grenzen am Ende der Diastole und Systole aus den vier-, drei- und zweikammerigen Cine-CMR-Bildern. (G-H) Die Dehnungs- und Dehnungsratenkurven des linken Vorhofs repräsentieren die drei LA-Funktionen: atriale Reservoirfunktion (Sls: peak global longitudinal strain in systole; SRs: Dehnungsrate in der Systole), Conduit-Funktion (Sle: passive Dehnung; SRe: frühe diastolische atriale Stammrate), Druckerhöhungspumpenfunktion (Sla: aktiver Stamm; SRa: spätdiastolische Vorhofbelastungsrate). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

figure-results-3
Abbildung 3: Die rechte atriale longitudinale Dehnung und Dehnungsrate misst die CMR-Feature-Verfolgung aus den CMR-Bildern mit vier und zwei Kammern. (A-D) Verfolgung der rechten atrialen endokardialen und epikardialen Grenzen am Ende der Diastole und Systole aus den vier- und zweikammerigen Cine-CMR-Bildern. (E-F) Die Dehnungs- und Dehnungsratenkurven des rechten Vorhofs repräsentieren die drei RA-Funktionen: atriale Reservoirfunktion (Sls: peak global longitudinal strain in systole; SRs: Dehnungsrate in der Systole), Conduit-Funktion (Sle: passive Dehnung; SRe: frühe diastolische atriale Stammrate), Druckerhöhungspumpenfunktion (Sla: aktiver Stamm; SRa: spätdiastolische Vorhofbelastungsrate). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

figure-results-4
Abbildung 4: Vergleich der globalen longitudinalen Dehnung der linken und rechten Vorhöfe in der AF- und Kontrollgruppe während der Reservoirphase. (A) Die globale longitudinale Belastung des linken Atriums während der Reservoirphase der AF-Gruppe war signifikant niedriger als die der Kontrollgruppe (53,17% vs. 33,59%, P < 0,05). (B) Die globale longitudinale Belastung des rechten Vorhofs während der Reservoirphase in der AF-Gruppe war signifikant niedriger als in der Kontrollgruppe (49,99% vs. 38,08%, P < 0,05). AF: Vorhofflimmern. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

figure-results-5
Abbildung 5: Vergleich der Längsdehnungen des linken Vorhofs in der Vier- und Zweikammeransicht mit sechs Segmenten. (A) Die longitudinalen Stämme der linken Vorhof-Vierkammeransicht mit sechs Segmenten während der Reservoirphase waren signifikant niedriger als in der Kontrollgruppe. (B) Die Längsdehnungen der linksatrialen Zweikammeransicht mit sechs Segmenten während der Reservoirphase waren signifikant geringer als die Kontrollgruppe während der Reservoirphase. AF = Vorhofflimmern. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Tabelle 1: Baseline-Informationen für die AF- und Kontrollgruppen. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Das kardiale Magnetresonanz-Feature-Tracking (CMR-FT) ist die am häufigsten verwendete MR-Technologie für die Myokardbelastungsanalyse, da sie schnell, einfach und effizient ist. Durch die Messung der Verschiebungs- und Verdrängungsgeschwindigkeit zwischen zwei Stellen des Herzens kann die von CMR-FT erhaltene Dehnungsrate zur Bestimmung der Vorhoffunktion verwendet werden. Die Dehnung wird als Prozentsatz dargestellt, was die proportionale Krümmung des Myokardsangibt 18.

Die Dehnung spiegelt die Verformungsfähigkeit des Myokards wider, während die Dehnungsrate die Verformungsgeschwindigkeit des Myokards widerspiegelt. Die Dehnungskurve dehnte sich während der ventrikulären Systole schnell aus, um den Höhepunkt zu erreichen, der die maximale Verzerrung des Myokards während der Vorhofdiastole anzeigt. Aufgrund der Expansion des Vorhofmyokards erzeugte die Dehnungsratenkurve eine positive Welle. Während dieser Zeit dient das Atrium dazu, den Rückblutfluss aufrechtzuerhalten, was auf die diastolische Funktion des Atriums hinweist. Dann öffneten sich die Mitral- oder Trikuspidalklappen in der frühen ventrikulären Diastole, und Blut floss schnell in den Ventrikel. Zu diesem Zeitpunkt nahmen das Vorhofvolumen und die myokardiale Deformation ab, und die Dehnungskurve fiel schnell ab, um in das Plateaustadium einzutreten. Die Dehnungsratenkurve erzeugte die erste negative Welle, und das Atrium diente als Weg für den venösen Blutfluss in den Ventrikel. Der Vorhof ist verengt, um Blut während der späten ventrikulären Diastole in den Ventrikel zu pumpen, und die Myokardfasern werden kontrahiert. Die myokardiale Verformung der Dehnungsratenkurve sank auf das Ausgangsniveau und die zweite negative Welle entwickelte sich. Am Ende dieser Phase war das Atriumvolumen auf ein Mindestniveauvon 19,20 reduziert.

Kürzlich wurde bestätigt, dass die Vorhoffunktion ein unabhängiger Prädiktor für Vorhofflimmern, Schlaganfall und AF-Rezidiv nach Ablation 10,11,12,13,14,15 ist. In einer asymptomatischen multiethnischen Gruppe entdeckten Habibi et al., dass höhere LA-Volumina und verminderte passive und totale LA-Entleerungsfraktionen mit einem höheren Risiko für neu auftretende AF21 korrelieren. Eine Studie ergab, dass die volumetrischen und funktionellen Merkmale von LA unabhängig vom Auftreten von Vorhofflimmern bei älteren Patienten mit Schlaganfall-Risikofaktoren zusammenhängen22. Habibi et al. entdeckten, dass der präoperative LA-Stamm bei Patienten mit Rezidiv nach Ablation3 geringer ist. Darüber hinaus untersuchten Inoue et al. auch die Basis-MR von 169 VHF-Patienten mit präradiofrequenter Ablation und entdeckten, dass eine Vorgeschichte von Schlaganfall / transitorischer ischämischer Episode mit einer stark beeinträchtigten LA-Reservoirfunktion verbunden war7. Selbst bei Patienten mit CHADS2-Scores mit niedrigem Risiko ist der reduzierte LA-Stamm immer noch ein potenziell sensitiver Marker für das erhöhte Risiko eines Schlaganfalls oder einer transitorischen ischämischen Attacke15.

Diese Ergebnisse stimmen mit unseren Ergebnissen überein, dass die Belastung in LA und RA bei VHF-Patienten reduziert ist. Bei VHF-Patienten ist die Belastung in jedem Segment des Vorhofs reduziert, was zeigt, dass alle Segmente an der Umgestaltung des Vorhofs beteiligt sind. Weitere Forschung ist erforderlich, um festzustellen, ob sich die Stammverteilung im Vorhof zwischen Patienten mit verschiedenen Herzerkrankungen unterscheidet. Besonderes Augenmerk sollte auf das Atemtraining des Patienten in Vorbereitung auf die CMR-Untersuchung gelegt werden. Da Bilder gegen Ende der exspiratorischen Phase aufgenommen werden, sollte der gleiche Atembereich verwendet werden, um eine korrekte Positionierung zu gewährleisten. Vor der Untersuchung sollte der Patient in einer geeigneten Position positioniert werden, um eine Neupositionierung aufgrund einer Verschiebung zu vermeiden.

Während der CMR-Untersuchung sollten Bewegungs- und Suszeptibilitätsartefakte vermieden werden, da Artefakte, die zu unklaren Grenzen führen, die Vorhofwand leicht beeinträchtigen. Insbesondere Suszeptibilitätsartefakte sollten bei der Untersuchung ventrikulärer und atrialer Artefakte (insbesondere für 3.0T MR) sorgfältig berücksichtigt werden. Die Kontrolle der Herzfrequenz und des Rhythmus des Patienten ist ebenfalls wichtig, da ein abnormaler Rhythmus verhindert, dass der Belastungswert verfügbar ist. Wir führten die Cine-Sequenz an der rechtsventrikulären Zweikammer ein, um die Genauigkeit der Funktionsanalyse des rechten Vorhofs zu verbessern, da es notwendig war, die Funktion beider Vorhöfe zu analysieren. Dies ist ein besonderer Aspekt der aktuellen Methodik im Vergleich zu normalen Scans. Das Endokard und das Epikard der Vorhofdiastole und Systole müssen bei der Untersuchung des Vorhofstamms manuell abgegrenzt werden. An dieser Stelle sollte darauf geachtet werden, die geeignete Phase zu wählen und sicherzustellen, dass das Vorhofanhängsel von der Vorhofkontur ausgeschlossen wird. Der Bediener muss die Vorhofenddiastole auf der Grundlage von Erfahrungen schätzen, und unter den 25 Frames eines Herzzyklus sollte die Phase mit dem größten Vorhofvolumen gewählt werden. Um den Durchschnittswert zu erhalten, sollten zwei Berechnungen durchgeführt werden. Die Abgrenzung von Endokard und Epikard sollte wiederholt werden, wenn eine signifikante Diskrepanz zwischen den beiden beobachtet wird.

Echokardiographisches Speckle-Tracking, Magnetresonanz-Tagging und CMR-FT sind gängige Dehnungsansätze. Die Konzepte des echokardiographischen Speckle-Trackings ähneln denen der CMR-FT-Technologie. Dennoch muss die Wirksamkeit dieser Technik aufgrund von Einschränkungen wie geringer räumlicher Auflösung, einem schwachen Ultraschall-Akustikfenster und Reproduzierbarkeit verbessert werden23. Der Goldstandard für Myokardbelastung ist das MR-Tagging-Verfahren, das sehr zuverlässig ist. Bildaufnahme und Nachbearbeitung sind jedoch schwierige und zeitaufwändige Prozesse. Da die Vorhofwand dünn ist, wird dieser Ansatz derzeit nicht in der Vorhofdehnungsanalyse verwendet. Zusätzliche Sequenzen sind für die Entwicklung der CMR-FT-Technologie nicht erforderlich. Mit hochauflösenden Filmbildern und einfachen Nachbearbeitungsprozessen kann es verwendet werden, um die globalen und segmentalen Stämme des Myokards24 zu beurteilen. Darüber hinaus hat die Forschung gezeigt, dass die von CMR-FT aufgezeichneten Dehnungsparameter mit MR-Tagging kompatibel sind, was die Zuverlässigkeit der CMR-FT-Technologiebestätigt 23,24. Darüber hinaus ist derzeit eine Reihe von CMR-FT-Nachbearbeitungswerkzeugen verfügbar. Infolgedessen können die Stammdaten aufgrund des Fehlens eines konsistenten Referenzstandards zwischen den Studien erheblich variieren. Zusätzliche multizentrische Großprobenforschung und aktualisierte Nachbearbeitungssoftware sind erforderlich, um einen geeigneten Referenzstandard anzubieten.

Heutzutage wird die CMR-FT-Technologie bei der Untersuchung der Vorhoffunktion eingesetzt. Mechanistische Studien sind dringend notwendig, um unser Verständnis der atrialen Kardiomyopathie in der klinischen Praxis zu verbessern. Folglich wird die Vorhofbelastungsrate als Biomarker für die Bildgebung des Vorhofs eine entscheidende Rolle bei der Vorhersage, Diagnose und prognostischen Bewertung von Vorhofflimmern (AF) spielen.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Die Autoren haben keine Interessenkonflikte zu erklären.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nicht zutreffend.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
CVI42Circle Cardiovascular Imaging (Kanada)
MAGNETOM Spectra 3.0TSiemens

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Habibi, M., et al. MD1 Short- and long-term associations of atrial fibrillation catheter ablation with left atrial structure and function: A cardiac magnetic resonance study. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 32 (2), 316-324 (2021).
  2. Tsang, T. S., Barnes, M. E., Gersh, B. J., Bailey, K. R., Seward, J. B. Left atrial volume as a morphophysiologic expression of left ventricular diastolic dysfunction and relation to cardiovascular risk burden. American Journal of Cardiology. 90 (12), 1284-1289 (2002).
  3. Inoue, Y. Y., et al. Quantitative tissue-tracking cardiac magnetic resonance (CMR) of left atrial deformation and the risk of stroke in patients with atrial fibrillation. Journal of the American Heart Association. 4 (4), 001844(2015).
  4. Singh, A., Addetia, K., Maffessanti, F., Mor-Avi, V., Lang, R. M. LA strain for categorization of LV diastolic dysfunction. JACC Cardiovascular Imaging. 10 (7), 735-743 (2017).
  5. Rodriguez, C. J., et al. Atrial fibrillation incidence and risk factors in relation to race-ethnicity and the population attributable fraction of atrial fibrillation risk factors: the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis. Annals of Epidemiology. 25 (2), 71-76 (2015).
  6. Burstein, B., Nattel, S. Atrial fibrosis: mechanisms and clinical relevance in atrial fibrillation. Journal of the American College Cardiology. 51 (8), 802-809 (2008).
  7. Douglas, P. S. The left atrium-a biomarker of chronic diastolic dysfunction and cardiovascular disease risk. Journal of the American College Cardiology. 42 (7), 1206-1207 (2003).
  8. Rosenberg, M. A., Manning, W. J. Diastolic dysfunction and risk of atrial fibrillation: a mechanistic appraisal. Circulation. 126 (19), 2353-2362 (2012).
  9. Schaaf, M., et al. Left atrial remodelling assessed by 2D and 3D echocardiography identifies paroxysmal atrial fibrillation. European Heart Journal Cardiovascular Imaging. 18 (1), 46-53 (2017).
  10. Sarvari, S. I., et al. Strain echocardiographic assessment of left atrial function predicts recurrence of atrial fibrillation. European Heart Journal Cardiovascular Imaging. 17 (6), 660-667 (2016).
  11. Hubert, A., et al. Atrial function is altered in lone paroxysmal atrial fibrillation in male endurance veteran athletes. European Heart Journal Cardiovascular Imaging. 19 (2), 145-153 (2018).
  12. Kuppahally, S. S., et al. Left atrial strain and strain rate in patients with paroxysmal and persistent atrial fibrillation: Relationship to left atrial structural remodeling detected by delayed-enhancement MRI. Circulation Cardiovascular Imaging. 3 (3), 231-239 (2010).
  13. Kosmala, W., et al. Incremental value of left atrial structural and functional characteristics for prediction of atrial fibrillation in patients receiving cardiac pacing. Circulation Cardiovascular Imaging. 8 (4), 002942(2015).
  14. Obokata, M., et al. Left atrial strain provides incremental value for embolism risk stratification over CHA(2)DS(2)-VASc score and indicates prognostic impact in patients with atrial fibrillation. Journal of American Society Echocardiography. 27 (2), 709-716 (2014).
  15. Azemi, T., Rabdiya, V. M., Ayirala, S. R., McCullough, L. D., Silverman, D. I. Left atrial strain is reduced in patients with atrial fibrillation, stroke or TIA, and low risk CHADS(2) scores. Journal of American Society Echocardiography. 25 (12), 1327-1332 (2012).
  16. Ipek, E. G., et al. Cardiac magnetic resonance-derived right atrial functional analysis in patients with atrial fibrillation and typical atrial flutter. Journal of Interventional Cardiac Electrophysiology. 59 (2), 381-391 (2020).
  17. Kowallick, J. T., et al. Quantification of left atrial strain and strain rate using cardiovascular magnetic resonance myocardial feature tracking: a feasibility study[J/OL. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 16 (1), 60(2014).
  18. Peters, D. C., Lamy, J., Sinusas, A. J., Baldassarre, L. A. Left atrial evaluation by cardiovascular magnetic resonance: sensitive and unique biomarkers. European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 23 (1), 14-30 (2021).
  19. Buss, S. J., et al. Assessment of myocardial deformation with cardiac magnetic resonance strain imaging improves risk stratification in patients with dilated cardiomyopathy. European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 16 (3), 307-315 (2015).
  20. Huber, A. T., et al. Cardiac MR strain: A noninvasive biomarker of fibrofatty remodeling of the left atrial myocardium. Radiology. 286 (1), 83-92 (2018).
  21. Habibi, M., et al. Cardiac magnetic resonance-Measured left atrial volume and function and incident atrial fibrillation results from MESA (Multi-ethnic study of atherosclerosis). Circulation Cardiovascular Imaging. 9 (8), (2016).
  22. Bertelsen, L., et al. Left atrial volume and function assessed by cardiac magnetic resonance imaging are maker of subclinical atrial fibrillation as detected by continuous monitoring. Europace. 22 (5), 724-731 (2020).
  23. Claus, P., Omar, A. M. S., Pedrizzetti, G., Sengupta, P. P., Nagel, E. Tissue tracking technology for assessing cardiac mechanics: Principles, normal values, and clinical applications. JACC Cardiovascular Imaging. 8 (12), 1444-1460 (2015).
  24. van Everdingen, W. M., et al. Comparison of strain imaging techniques in CRT candidates: CMR tagging, CMR feature tracking and speckle tracking echocardiography. International Journal of Cardiovascular Imaging. 34 (3), 443-456 (2018).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Atrial FunctionCardiac Magnetic ResonanceFeature TrackingParoxysmal Atrial FibrillationLeft Atrial StrainStrain RateSegmental Strain AnalysisCine CMR ImagingAtrial RemodelingVentricular Function

Related Articles