Résonance Magnétique Dérivé évaluation souche du myocarde par fonctionnalité de suivi
12 février 2011
Une méthode précise et pratique pour mesurer des paramètres comme la tension dans le tissu myocardique est de grande valeur clinique, car il a été démontré, que la souche est un marqueur plus sensible et plus tôt pour que le dysfonctionnement contractile fréquemment utilisés EF paramètre.
Le concept de déformation correspond à la déformation d'un objet normalisée par rapport à sa forme initiale, ce qui est fondamentalement important pour l'évaluation de la fonction ventriculaire. Cette vidéo présente une nouvelle technique de suivi de caractéristiques pour l'évaluation de la déformation circonférentielle à l'aide de séquences ciné standards. Premièrement, une séquence cardiaque IRM standard en plan court est acquise.
La séquence cardiaque IRM à accès rapide de Sydney est ensuite téléchargée dans le logiciel de suivi de caractéristiques, et un ensemble de données est constitué pour l'analyse de la déformation. Après avoir tracé une limite endocardique initiale à la phase de diastole terminale, le logiciel de suivi de caractéristiques suit automatiquement le déplacement de motifs individuels représentant des structures anatomiques tout au long du cycle cardiaque complet. Enfin, le tracé est analysé pour l'évaluation de la déformation circonférentielle.
Des valeurs absolues ainsi que régionales des vitesses, des déplacements et des déformations peuvent être déduites. Le principal avantage de la technique de suivi des caractéristiques par rapport aux méthodes existantes est que l'analyse de la déformation circonférentielle peut être réalisée sans imagerie supplémentaire, est simple à utiliser et présente une bonne corrélation avec les logiciels d'imagerie par marquage actuellement disponibles. Une fois maîtrisée, cette technique peut être effectuée en quelques minutes, bien que cette méthode d'analyse soit présentée ici pour des coupes courtes uniques.
À un niveau intermédiaire, elle permet d'effectuer une évaluation complète du ventricule. Cela s'accomplit en utilisant également des coupes au niveau de la base et de l'apex, ainsi que des coupes en axe long pour mesurer la déformation longitudinale. La première étape de la procédure consiste à acquérir une séquence standard d'IRM cardiaque en coupes transversales à l'aide d'un appareil d'IRM standard équipé d'un logiciel cardiaque.
Ceci fait partie d'un protocole standard et aucune procédure d'étiquetage supplémentaire, longue, n'est nécessaire. La séquence standard de syn accès court est stockée hors ligne et les images peuvent être importées dans le logiciel de suivi des caractéristiques pour une analyse de la déformation circonférentielle. Voyons maintenant comment importer et sélectionner les données.
La séquence standard de cini d'accès court est importée dans la base de données du patient du logiciel de suivi de caractéristiques à partir d'une station de travail hors ligne ou d'un lecteur réseau. Une fois que la séquence de cini d'accès court est disponible dans la base de données du patient, un ensemble de données est composé à l'aide d'un compositeur de paquets pour l'analyse de la déformation. Le compositeur de paquets permet la sélection d'une coupe spécifique en axe court à partir de la séquence ou de la pile en axe court dans la base de données du patient.
Ceci sera enregistré et stocké dans la base de données des patients pour l'analyse de la déformation. Dans ce cas, la coupe en axe court au niveau du ventricule moyen, au niveau du muscle papillaire, est choisie pour l'analyse de la déformation circonférentielle. Voyons maintenant comment analyser les données.
La coupe sélectionnée en axe court est importée dans le logiciel d'analyse de suivi des caractéristiques, et le contraste de l'image peut être ajusté selon les préférences. Commencez l'analyse en traçant initialement la limite endocardique à la phase diastolique finale, lorsque les cavités présentent leur plus grande dimension ; ce tracé peut être corrigé ou modifié si nécessaire. Avant de lancer le suivi, assurez-vous que le tracé initial se situe bien à l'interface entre la cavité et le tissu ; puis, d'une simple pression sur un bouton, démarrez la procédure de suivi entièrement automatisée.
Les points individuels composant la première trace sont suivis dans le temps en recherchant les mêmes caractéristiques situées à environ un point près de leur voisinage dans les images suivantes. Les caractéristiques suivies peuvent être la limite du tissu de la cavité ou des éléments anatomiques distincts le long du tissu. Elles sont détectées par des méthodes de maximum de vraisemblance dans deux régions d’intérêt entre deux images.
L'analyse par suivi de caractéristiques des résultats en axe court fournit des données sur la vitesse, le déplacement et la déformation dans les directions radiale et circonférentielle. À ce jour, seule la déformation circonférentielle a été validée et présente une forte corrélation avec les logiciels actuellement disponibles pour l'analyse d'imagerie avec marquage. La déformation circonférentielle en axe court peut être présentée de manière segmentaire selon le modèle à 16 ou 17 segments de l'American Society of Echocardiography, ou comme moyenne de tous les segments, représentant ainsi la déformation circonférentielle moyenne globale du ventricule gauche en région médiane.
Les résultats de la déformation circonférentielle peuvent ensuite être exportés dans un fichier texte pour une analyse ultérieure. Cette technique de suivi de points corrèle bien avec l'évaluation en phase harmonique d'images marquées, dans une vaste population de patients atteints de dystrophie musculaire de Duchenne présentant un large éventail de dysfonctionnements cardiaques. Voyons maintenant la validation de la technique à l'aide d'un fantôme.
Une série de boucles artificielles générées par ordinateur a été préparée afin de permettre le test de la procédure d'analyse d'image dans des conditions simples et parfaitement contrôlées à cette fin. Un fantôme en projection selon l'axe court d'un ventricule gauche idéal est préparé. La méthode de suivi a été testée à l'aide de fantômes variant par résolution spatiale, fréquence d'images et type de mouvement épicycardique.
En outre, le nombre de points utilisés pour le tracé initial a été varié et l'effet a été testé dans tous les cas. Les erreurs étaient très faibles pour les grandeurs intégrales, telles que le rayon et la déformation, et légèrement plus importantes pour les grandeurs différentielles, telles que la vitesse et le taux de déformation. Ce résultat était attendu, car l'opérateur dérivé amplifie les erreurs.
La qualité des résultats se dégrade avec une résolution spatiale réduite, devenant très faible. Toutefois, la résolution temporelle n'affecte pas significativement les résultats tant qu'un minimum d'environ 25 images par seconde est maintenu très élevé. Les fréquences d'images n'améliorent pas les résultats, car le déplacement image par image devient inférieur à la taille du pixel.
Par conséquent, une augmentation de la fréquence d'images présente peu ou pas d'utilité si elle n'est pas accompagnée d'une augmentation de la résolution spatiale. Nous allons maintenant vous montrer des cas cliniques et des résultats représentatifs : la différence de déformation est illustrée entre un sujet témoin, un jeune patient atteint de DMD ayant une fraction d'éjection normale, des patients plus âgés atteints de DMD avec une fraction d'éjection normale, un patient DMD avec une fraction d'éjection anormale, et un patient DMD en insuffisance cardiaque terminale. Remarquez la différence de déformation circonférentielle globale entre les sujets témoins ainsi que chez les patients DMD à différents stades de la maladie.
Le suivi des caractéristiques de la déformation circonférentielle du ventricule gauche ne se contente pas de corr&233;ler fortement avec l'&233;valuation de la d&233;formation par imagerie marqu&233;e ; il a &233;galement permis de d&233;finir des strates de ST similaires à celles obtenues par analyse harmonique de phase d'une s&233;quence d'images marqu&233;es. L'analyse de la d&233;formation circonf&233;rentielle par m&233;thode de suivi des caract&233;ristiques pourrait aider à r&233;pondre à des questions cl&233;s dans le domaine de l'insuffisance cardiaque, en d&233;tectant un dysfonctionnement cardiaque avant la diminution de la fraction d'&233;jection, tant dans les maladies acquises que cong&233;nitales. Cela pourrait permettre une intervention pr&233;coce et l'&233;valuation de l'efficacit&233; th&233;rapeutique.
Un problème dans la quantification cardiaque a toujours été que différentes modalités d'imagerie utilisent des techniques de mesure différentes, rendant les résultats difficiles à comparer. La technologie que vous avez vue ici n'est pas seulement applicable à l'IRM cardiaque, mais aussi à d'autres sources d'imagerie comme l'échographie, et constitue donc un grand pas vers la comparabilité entre les modalités.
Aperçu
Cet article présente une nouvelle technique de suivi de caractéristiques pour évaluer la déformation circonférentielle dans le tissu myocardique à l'aide de séquences ciné RMN cardiaques standard. La méthode offre une approche pratique pour mesurer la déformation, qui constitue un marqueur sensible du dysfonctionnement contractile.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Imagerie cardiaque
- Analyse de la déformation myocardique
- Techniques de suivi des caractéristiques
Contexte
- La déformation est un paramètre essentiel pour évaluer la fonction ventriculaire.
- Les méthodes traditionnelles nécessitent souvent des techniques d'imagerie supplémentaires.
- Le suivi des caractéristiques offre une alternative plus simple et plus efficace.
- Une mesure précise de la déformation est cruciale pour les évaluations cliniques de la fonction cardiaque.
Objectif de l'étude
- Démontrer une nouvelle méthode d'évaluation de la déformation circonférentielle.
- Valider la technique de suivi des caractéristiques par rapport aux méthodes existantes.
- Faciliter des évaluations cardiaques plus rapides et plus précises.
Méthodes utilisées
- Acquisition de séquences standard d'IRM cardiaque en mode court axe.
- Utilisation d'un logiciel de suivi de caractéristiques pour l'analyse de la déformation.
- Suivi automatisé des structures anatomiques tout au long du cycle cardiaque.
- Validation de la technique à l'aide de fantômes artificiels.
Résultats principaux
- La technique de suivi des caractéristiques présente une bonne corrélation avec les logiciels d'imagerie marquée existants.
- L'analyse de la déformation peut être effectuée sans imagerie supplémentaire.
- Les résultats montrent une grande précision dans la mesure de la déformation circonférentielle.
- Des cas cliniques mettent en évidence des différences significatives de déformation entre divers groupes de patients.
Conclusions
- La technique de suivi des caractéristiques est une méthode fiable pour évaluer la déformation myocardique.
- Elle simplifie le processus d'analyse de la déformation dans les contextes cliniques.
- Cette méthode pourrait améliorer l'évaluation du dysfonctionnement cardiaque.
Questions fréquemment posées
Pertinence industrielle pour les cadres
L'évaluation quantitative de la déformation myocardique par le suivi des caractéristiques en IRM cardiaque permet une détection plus précoce et plus sensible d'un dysfonctionnement contractile que la fraction d'éjection seule. Cette méthode fiable et rapide soutient la recherche translationnelle et le tri des projets en fournissant des biomarqueurs fonctionnels reproductibles et indépendants de la modalité d'imagerie. Son automatisation et sa compatibilité avec les protocoles d'imagerie standards facilitent son intégration à grande échelle dans les voies de découverte et précliniques.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Découverte précoce et validation de cibles
- Permet une quantification objective de la déformation myocardique pour la validation de cibles fonctionnelles.
- Facilite la réduction des risques mécanistiques en distinguant des modifications contractiles subtiles avant une dysfonction manifeste.
- Renforce la fiabilité prédictive des modèles d'efficacité et de sécurité cardiaques.
Tests et développement de dosages
- Prépare des lectures d'imagerie cardiaque validées pour le criblage de composés en aval.
- Standardise la mesure de la déformation entre les études, améliorant la reproductibilité et la comparabilité des tests.
- Permet une extraction rapide et automatisée de paramètres quantitatifs pour des flux de criblage évolutifs.
Recherche translationnelle et préclinique
- Aligne les biomarqueurs d'imagerie avec des critères d'évaluation cardiaques pertinents pour la maladie, assurant une continuité translationnelle.
- Permet une progression ajustée au risque en fournissant des mesures sensibles et quantitatives de la fonction cardiaque.
- Facilite la comparabilité entre différentes modalités, renforçant l'intégration des données précliniques et cliniques.
Intégration des pipelines et des flux de travail
L'analyse par déformation basée sur le suivi des caractéristiques s'applique de la phase de découverte précoce à la validation préclinique, en soutenant la vérification des hypothèses, la réduction des risques mécanistiques et le développement de biomarqueurs translationnels.
- Biologie de la découverte : Fournit des paramètres quantitatifs et reproductibles de déformation pour des études cardiaques fondées sur des hypothèses.
- Écrantage : Fournit des lectures standardisées et automatisées pour l'évaluation de composés et le profilage de sécurité.
- Analyse : Produit des données de vitesse, de déplacement et de déformation permettant des comparaisons statistiques solides entre différentes conditions.
- Recherche translationnelle : Établit un lien entre les critères d'imagerie précliniques et cliniques, soutenant la continuité des biomarqueurs.
- Réutilisation en entreprise : Adaptable à plusieurs modalités d'imagerie, permettant une application étendue à l'ensemble du portefeuille.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans les modèles cardiaques.
- Valeur opérationnelle : Simplifie l'analyse grâce à l'automatisation, réduisant le temps et la variabilité manuelle.
- Valeur stratégique : Améliore les décisions d'engagement ou de rejet et l'allocation des capitaux en fournissant des critères d'évaluation quantitatifs sensibles.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque et une comparabilité entre études pour les actifs cardiaques.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Requiert une expertise en imagerie cardiaque et en analyse quantitative.
- Nécessite un accès à un équipement d'IRM et à un logiciel de suivi de points caractéristiques compatible.
- Exige une standardisation interéquipes des protocoles d'imagerie et des paramètres d'analyse.
- Adaptable à divers systèmes modèles et modalités d'imagerie moyennant une validation appropriée.
- Dépend d'une résolution spatiale suffisante pour une précision optimale ; la résolution temporelle est moins critique au-dessus du seuil.
