Questo protocollo descrive una procedura standardizzata e unificata di risonanza magnetica cardiovascolare (CMR) per la caratterizzazione della struttura, della funzione e delle proprietà tissutali miocardiche dell'atrio sinistro e del ventricolo sinistro in pazienti con fibrillazione atriale (AF). Il protocollo comprende la preparazione del paziente, l'acquisizione delle immagini e il post-processing, insieme a risultati rappresentativi delle immagini ottenute in pazienti con AF.
Articolo metodologico
Valutazione della fibrosi e dell'edema miocardici del ventricolo sinistro nella fibrillazione atriale mediante risonanza magnetica cardiovascolare
In questo articolo
Sommario
Abstract
L'invecchiamento progressivo della popolazione ha determinato un aumento costante dell'incidenza della fibrillazione atriale (AF), rendendo la gestione della sua prognosi a lungo termine una questione clinica sempre più importante. Oltre a formare un circolo vizioso con il progressivo deterioramento della funzione atriale, la AF favorisce un rimodellamento avverso e un danno funzionale dei ventricoli, aumentando così il rischio di scompenso cardiaco. La risonanza magnetica cardiovascolare (CMR), considerata lo standard di riferimento per la valutazione della funzione cardiaca, non solo permette di valutare con precisione le alterazioni funzionali degli atri e dei ventricoli, ma le sue tecniche di valutazione quantitativa, tra cui il T1 mapping, il T2 mapping e la frazione del volume extracellulare (ECV), consentono una quantificazione precoce e accurata della patologia miocardica ventricolare. L'obiettivo principale di questo studio è fornire una valutazione completa dell'atrio sinistro e del ventricolo sinistro nei pazienti con AF mediante un protocollo CMR unico basato su un'analisi miocardica quantitativa multiparametrica, offrendo dati affidabili per le decisioni terapeutiche cliniche, la valutazione preoperatoria e il follow-up a lungo termine.
Introduzione
La fibrillazione atriale (FA), la forma più comune di aritmia sostenuta, sta aumentando costantemente in termini di incidenza1. Questo disturbo progressivo inizia tipicamente con un'alterazione strutturale e funzionale dell'atrio sinistro (AS) e porta infine a dilatazione del ventricolo sinistro (VS) e a compromissione della funzione sistolica e diastolica, evolvendo comunemente da una forma parossistica a una forma persistente2. La FA è caratterizzata da rimodellamento strutturale, elettrico e contrattile dell'atrio. È inoltre associata a infiammazione sistemica e fibrosi diffusa, che alla fine determinano anche alterazioni fibrotiche e infiammatorie nel ventricolo3. Un numero crescente di evidenze indica che la fibrosi miocardica e l'infiammazione sono strettamente correlate alla patogenesi della FA4. Studi patologici hanno confermato che i pazienti con FA presentano fibrosi miocardica diffusa del ventricolo sinistro5.
La risonanza magnetica cardiovascolare (CMR) offre un'immagine multi-parametrica, multi-piano e multi-sequenza, consentendo una valutazione completa della struttura cardiaca, della funzione, del flusso ematico e delle caratteristiche tissutali. Il suo valore applicativo clinico sta ricevendo un'attenzione sempre maggiore. Le tecniche di imaging convenzionali (potenziamento tardivo con gadolinio e T2WI) sono principalmente qualitative o semi-quantitative e risultano utili per la valutazione di lesioni miocardiche focali. Tuttavia, presentano limitazioni significative nelle lesioni diffuse e nelle microlesioni precoci6. Le tecniche quantitative di CMR (mappatura T1, mappatura T2 e ECV) hanno efficacemente risolto questa carenza. La mappatura T1 e T2 rappresentano proprietà intrinseche del tessuto, corrispondenti rispettivamente ai tempi di rilassamento longitudinale e trasversale del tessuto. La frazione del volume extracellulare (ECV) indica la percentuale del volume della matrice extracellulare rispetto al volume totale del miocardio7. Teoricamente, un tessuto miocardico normale presenta valori fissi di mappatura T1, mappatura T2 ed ECV nelle stesse condizioni. In condizioni patologiche, si verificano alterazioni patologiche nelle cellule miocardiche e/o nella matrice interstiziale, e questi valori cambiano di conseguenza. La mappatura T1, la mappatura T2 e l'ECV della CMR permettono una valutazione quantitativa della fibrosi e dell'infiammazione miocardica8,9.
Studi hanno dimostrato che le tecniche quantitative di risonanza magnetica cardiaca (CMR) sono significativamente influenzate da fattori quali il produttore dell'apparecchiatura di scansione, la forza del campo magnetico e persino la sequenza utilizzata; pertanto, si raccomanda di stabilire valori di riferimento normali adatti al singolo centro, basati su diversi apparecchi, forze di campo e sequenze7. Studi10 hanno mostrato che i valori normali globali di riferimento per T1 e T2 su un risonatore magnetico a 3,0 T erano rispettivamente di 1193 ms ± 34 ms e 36 ms ± 2,5 ms. Un'altra meta-analisi11 su T1 nativo ed ECV nella popolazione sana ha evidenziato che la media aggregata del T1 nativo era di 976 msec (intervallo di confidenza [CI] al 95%: 969 ms, 983 ms) a 1,5 T e di 1159 ms (CI al 95%: 1143 ms, 1175 ms) a 3,0 T; la media aggregata dell'ECV era del 25,9% a 1,5 T (CI al 95%: 25,5%, 26,3%) e a 3,0 T (CI al 95%: 25,4%, 26,5%). È stata riportata una relazione lineare inversa tra il tempo di T1 nativo post-contrasto del miocardio del ventricolo sinistro (LV) e il grado complessivo di fibrosi miocardica12,13. La mappatura del T1 del ventricolo sinistro può fungere da indicatore quantitativo dell'aumento della fibrosi miocardica in pazienti affetti da cardiomiopatia ipertrofica14, cardiomiopatia dilatativa non ischemica15 e infarto miocardico acuto o cronico16. Altri studi hanno inoltre dimostrato che la fibrosi interstiziale miocardica del ventricolo sinistro nei pazienti con fibrillazione atriale (AF) è strettamente correlata a disfunzione cardiaca17,18 e che i pazienti con AF presentano valori di mappatura T1 e T2 più elevati rispetto ai soggetti senza AF19. Lo studio attuale ha analizzato in modo quantitativo la funzione atriale e ventricolare, insieme alle caratteristiche tissutali (mappatura T1, mappatura T2 ed ECV), in pazienti con AF, fornendo dati quantitativi completi utili per orientare le strategie terapeutiche.
Protocollo
Lo studio ha arruolato pazienti consecutivi con fibrillazione atriale parossistica sottoposti a esame di risonanza magnetica cardiaca presso l'Ospedale China-Japan Union dell'Università di Jilin tra gennaio 2024 e settembre 2025. Lo studio è stato approvato dal Comitato Etico dell'Ospedale China-Japan Union dell'Università di Jilin (numero di approvazione: 2021092704) ed è stato condotto in conformità con la Dichiarazione di Helsinki. La riservatezza dei dati dei pazienti è stata rigorosamente mantenuta durante tutta la ricerca.
1. Preparazione prima della scansione
- Registrare accuratamente la frequenza cardiaca, la pressione sanguigna, il peso e l'altezza.
- Escludere controindicazioni alla risonanza magnetica (MRI), tra cui insufficienza renale, dispositivi elettronici cardiaci impiantati, altri dispositivi metallici impiantati nel corpo, impianti cocleari, ecc.
- Spiegare le precauzioni necessarie prima dell'esame e istruire il partecipante a rimanere immobile per tutta la durata della scansione.
- Istruire il partecipante a trattenere il respiro alla fine dell'espirazione e a mantenere un'ampiezza respiratoria costante in modo che la posizione di imaging risulti riproducibile tra le diverse acquisizioni.
2. Scansione di RMC
NOTA: eseguire tutti gli esami di RMC su un sistema di RMC da 3,0 T dotato di una bobina superficiale cardiovascolare a matrice in fase dedicata e di un'unità di sincronizzazione ECG compatibile con la risonanza magnetica.
- Imaging cine cardiaco
- Acquisire immagini cine mediante una sequenza di precessione libera a stato stazionario bilanciata (bSSFP) durante un'apnea in fine espirazione, utilizzando la sincronizzazione retrospettiva all'ECG.
- Includere tre proiezioni assiali lunghe standard (viste a 2, 3 e 4 camere) insieme a 12–14 fette assiali corte che coprono l'intero ventricolo, e ricostruire 25 fotogrammi per ciclo cardiaco.
- Utilizzare i seguenti parametri principali di scansione: matrice 216 × 256, FOV 340 mm × 340 mm, TR 3,0 ms, TE 1,7 ms, angolo di flip 45°–55°, risoluzione temporale 30–55 ms, spessore della fetta 8 mm e intervallo tra le fette 2 mm.
- Potenziamento tardivo del gadolinio (LGE)
- Utilizzare una sequenza bidimensionale di recupero inversione sensibile alla fase con rapida eccitazione a piccolo angolo.
- Iniettare l'agente di contrasto a base di gadolinio (GBCA) attraverso la vena cubitale media a un flusso di 2 mL/s e a una dose di 0,2 mmol/kg. Assicurarsi che il flusso non sia troppo rapido, poiché ciò potrebbe causare fuoriuscita dell'agente di contrasto. Acquisire le immagini LGE 10–15 minuti dopo l'iniezione del GBCA.
- Includere le viste assiali corte del ventricolo sinistro e le viste a 2 e 4 camere. Utilizzare i seguenti parametri principali di scansione: TR 4,1 ms, TE 1,6 ms, TI 300 ms, angolo di flip 20°, FOV 260 mm × 350 mm, matrice 130 × 256 e spessore della fetta 8 mm.
- Mappatura T1 pre-contrasto
- Acquisire mappe T1 native utilizzando la sequenza modificata di recupero inversione Look-Locker (MOLLI) basata su SSFP reale corretta per il movimento.
- Scansionare tre fette assiali corte del ventricolo sinistro (segmenti basale, medio e apicale).
- Utilizzare i seguenti parametri principali di scansione: TR 2,8 ms, TE 1,18 ms, angolo di flip 35°, FOV 270 mm × 320 mm, matrice 144 × 256 e spessore della fetta 10 mm.
- Mappatura T1 post-contrasto
- Ripetere la mappatura T1 post-contrasto delle fette assiali corte precedentemente acquisite circa 15 minuti dopo l'iniezione endovenosa dell'agente di contrasto. Utilizzare gli stessi piani e parametri di scansione impiegati per la mappatura T1 pre-contrasto.
NOTA: Esaminare immediatamente ogni immagine di mappatura T1 durante l'esame e ripetere l'acquisizione senza indugio in caso di artefatti. Acquisire le mappe T1 pre- e post-contrasto nelle stesse posizioni delle fette. Assicurarsi che il miocardio nelle fette basale e apicale sia completamente e chiaramente visualizzato. Raccogliere un campione di sangue venoso nello stesso giorno prima dell'esame RM per determinare l'ematocrito.
- Ripetere la mappatura T1 post-contrasto delle fette assiali corte precedentemente acquisite circa 15 minuti dopo l'iniezione endovenosa dell'agente di contrasto. Utilizzare gli stessi piani e parametri di scansione impiegati per la mappatura T1 pre-contrasto.
- Mappatura T2 nativa
- Acquisire mappe T2 native utilizzando una sequenza SSFP basata su impulsi di preparazione T2. Utilizzare una modalità di acquisizione in singola apnea e attivare la correzione del movimento (MOCO) per ridurre gli artefatti dovuti alla pulsazione cardiaca e al movimento respiratorio.
- Scansionare tre fette assiali corte del ventricolo sinistro corrispondenti a quelle utilizzate per la mappatura T1.
- Utilizzare i seguenti parametri principali di scansione: TR 207,5 ms, TE 1,3 ms, angolo di flip 12°, FOV 360 mm × 360 mm, spessore della fetta 8 mm e matrice 256 × 166. Acquisire le immagini originali con tre diversi tempi di preparazione T2 (TET2P = 0 ms, 30 ms, 55 ms) e utilizzare queste immagini per il successivo adattamento al modello al fine di calcolare i valori T2 nativi.
3. Analisi delle immagini di RMC
NOTA: utilizzare il software di analisi cvi42 CMR per eseguire la post-elaborazione della CMR. Trasferire i dati di imaging al software di analisi della CMR.
- Analizzare i volumi e le funzioni dell'atrio sinistro e dei ventricoli bilaterali.
- Volumi e funzioni ventricolari bilaterali
- Utilizzare il modulo Function SAX (analisi della funzione ventricolare mediante immagini in asse corto) per analizzare la funzione ventricolare bilaterale.
- Selezionare le immagini cine in asse corto dei ventricoli e fare clic su Rileva contorni del VS/VD nelle fasi di fine diastole/fine sistole. Consentire al software di delineare automaticamente i margini endocardici ed epicardici del ventricolo sinistro e il margine endocardico del ventricolo destro. Regolare manualmente i contorni se la delimitazione automatica non è accurata.
- Ottenere i parametri funzionali biventricolari calcolati automaticamente, inclusi la frazione di eiezione del ventricolo sinistro (LVEF), il volume telediastolico del ventricolo sinistro (LVEDV), l'indice del volume telediastolico del ventricolo sinistro (LVEDVI), il volume telesistolico del ventricolo sinistro (LVESV), l'indice del volume telesistolico del ventricolo sinistro (LVESVI), la frazione di eiezione del ventricolo destro (RVEF), il volume telediastolico del ventricolo destro (RVEDV), l'indice del volume telediastolico del ventricolo destro (RVEDVI), il volume telesistolico del ventricolo destro (RVESV) e l'indice del volume telesistolico del ventricolo destro (RVESVI).
NOTA: Assicurarsi che la differenza tra i volumi sistolici del ventricolo sinistro e destro sia entro 5 mL.
- Volumi e funzioni dell'atrio sinistro
- Utilizzare il modulo Strain per misurare i volumi dell'atrio sinistro (LA) a partire dalle immagini cine del ventricolo sinistro nelle proiezioni a 2 e 4 camere. Delimitare manualmente i margini endocardici ed epicardici dell'atrio sinistro alla fine della sistole e alla fine della diastole. Escludere dalle delimitazioni le ostie delle vene polmonari e l'appendice atriale sinistra.
- Consentire al software di propagare automaticamente i contorni dell'atrio sinistro attraverso tutte le fasi cardiache e generare la curva del volume dell'atrio sinistro (LAV) (Figura 1). Identificare le tre fasi cardiache corrispondenti alla fine-sistole del ventricolo sinistro, alla diastole precoce prima della contrazione attiva dell'atrio sinistro e alla fine-diastole del ventricolo sinistro. Ottenere il volume massimo dell'atrio sinistro (Vmax), il volume dell'atrio sinistro pre-contrazione atriale (Vpre-a) e il volume minimo dell'atrio sinistro (Vmin).
- Calcolare le frazioni di eiezione dell'atrio sinistro (LAEF), inclusa la LAEF totale (LAEFtotal), la LAEF passiva (LAEFpassive) e la LAEF attiva (LAEFactive), utilizzando le seguenti formule:
Formule di calcolo:
LAEF total＝ (Vmax－Vmin) /Vmax；
LAEF passive＝ (Vmax－Vpre-a) /Vmax；
LAEF active＝(Vpre-a－ V min) /Vpre-a
- Volumi e funzioni ventricolari bilaterali
- Analisi quantitativa della mappatura T1
- Utilizzare il modulo Tissue T1 per acquisire i valori di T1 pre- e post-contrasto. Delimitare manualmente i margini endocardici ed epicardici del ventricolo sinistro su ciascuna immagine pre- e post-contrasto. Fare clic su Crea mappa T1 per generare le mappe di T1 pre- e post-contrasto. Inserire il valore di ematocrito nel menu Opzioni T1 e fare clic su Crea mappa ECV per generare la mappa del volume extracellulare (ECV).
NOTA: Evitare di includere regioni che potrebbero alterare le misurazioni, come il pool ematico del ventricolo sinistro adiacente all'endocardio e il grasso pericardico adiacente all'epicardio.
- Utilizzare il modulo Tissue T1 per acquisire i valori di T1 pre- e post-contrasto. Delimitare manualmente i margini endocardici ed epicardici del ventricolo sinistro su ciascuna immagine pre- e post-contrasto. Fare clic su Crea mappa T1 per generare le mappe di T1 pre- e post-contrasto. Inserire il valore di ematocrito nel menu Opzioni T1 e fare clic su Crea mappa ECV per generare la mappa del volume extracellulare (ECV).
- Analisi quantitativa della mappatura T2
- Utilizzare il modulo Tissue T2 per acquisire le mappe T2 native. Delimitare manualmente i margini endocardici ed epicardici del ventricolo sinistro su ciascuna immagine. Fare clic su Crea mappa T2 per generare la mappa T2.
NOTA: Evitare di includere regioni che potrebbero alterare le misurazioni, come il pool ematico del ventricolo sinistro adiacente all'endocardio e il grasso pericardico adiacente all'epicardio.
- Utilizzare il modulo Tissue T2 per acquisire le mappe T2 native. Delimitare manualmente i margini endocardici ed epicardici del ventricolo sinistro su ciascuna immagine. Fare clic su Crea mappa T2 per generare la mappa T2.
Risultati
Analisi statistiche
Tutte le analisi sono state eseguite con SPSS 29. Per le informazioni di base e i parametri quantitativi della RMC, se gli indicatori seguivano una distribuzione normale, venivano espressi come media ± deviazione standard; se non seguivano una distribuzione normale, venivano rappresentati mediante mediana e intervallo interquartile. Il confronto tra dati numerici o dati di conteggio nei due gruppi è stato effettuato utilizzando il test t per campioni indipendenti o il test χ2. Un valore di P < 0,05 è stato considerato statisticamente significativo.
Caratteristiche tipiche di imaging della fibrillazione atriale
I risultati tipici della RMC nell'FA comprendono un'atrio sinistro dilatato con contrazione e rilasciamento atriali indeboliti e disincroni; occasionalmente si osserva una sottile linea di enhancement lungo la parete posteriore del tetto dell'AS. La funzione diastolica del VS è notevolmente compromessa e, nei casi più gravi, la funzione sistolica globale del VS può risultare ridotta. L'enhancement tardivo con gadolinio generalmente non mostra un enhancement ritardato significativo della parete del VS; tuttavia, in alcuni pazienti, i valori di mappatura T1 e T2 del VS e il valore di ECV sono elevati (Figura 2).
Risultati rappresentativi delle immagini e loro interpretazione
Tra gennaio 2024 e settembre 2025, sono stati sottoposti a screening 1376 pazienti sottoposti a risonanza magnetica presso il nostro ospedale, e alla fine sono stati inclusi nello studio 134 pazienti con fibrillazione atriale. I criteri di esclusione erano cardiomiopatia non ischemica (n = 23); infarto miocardico (confermato mediante esame di risonanza magnetica cardiaca) (n = 14); qualità dell'immagine non accettabile a causa di gravi artefatti nella risonanza magnetica cardiaca (n = 2); fibrillazione atriale persistente (n = 24) e fibrillazione atriale durante la risonanza magnetica cardiaca (n = 3). Alla fine, abbiamo arruolato 68 pazienti con fibrillazione atriale, costituendo il gruppo di fibrillazione atriale parossistica, e 34 soggetti con risultati normali alla risonanza magnetica cardiaca, costituendo il gruppo di controllo. Il diagramma del flusso di selezione dei pazienti della nostra analisi è mostrato in Figura 3.
Tutti i dati di RMC sono stati trasferiti a una workstation per l'elaborazione post-cardiovascolare e analizzati da due radiologi, ciascuno con oltre 5 anni di esperienza nell'elaborazione post-cardiovascolare. Le misurazioni dei due osservatori sono state mediate e i casi con discrepanze significative sono stati misurati nuovamente. Studi precedenti7 hanno dimostrato che l'analisi quantitativa della RMC presenta una buona ripetibilità. Pertanto, in questo studio, le valutazioni della coerenza inter-osservatore e intra-osservatore non sono state effettuate.
Le caratteristiche di base e i parametri di RMC nei gruppi con FA e di controllo sono riassunti nella Tabella 1 e nella Tabella 2.
Figura 1: Post-elaborazione del volume e della funzione dell’atrio sinistro mediante risonanza magnetica cardiovascolare. (A) Contorni endocardici dell’atrio sinistro tracciati alla fine della sistole e della diastole atriale sulle immagini cine a quattro camere e a due camere per l’analisi del volume e della funzione atriale sinistra. (B) Curve rappresentative del volume atriale sinistro in funzione del tempo. La linea verde rappresenta la curva del volume epicardico, mentre la linea rossa rappresenta la curva del volume endocardico. Abbreviazioni: Vmax, volume massimo dell’atrio sinistro; Vmin, volume minimo dell’atrio sinistro; Vpre-a, volume dell’atrio sinistro immediatamente prima della contrazione atriale. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 2: Risultati rappresentativi di risonanza magnetica cardiovascolare in un uomo di 65 anni con fibrillazione atriale. Immagini cine a quattro camere (A) e a due camere (B) che mostrano un ingrandimento dell'atrio sinistro. (C) Immagine di enhancement tardivo con gadolinio che evidenzia un enhancement lineare del tetto dell'atrio sinistro e del setto interatriale. (D,E) Mappe di T1 nativo e di T2 che mostrano valori entro la norma. (F) Mappa del volume extracellulare (ECV) che mostra un aumento dell'ECV, indicativo di fibrosi e infiammazione miocardica. Se la fibrosi e l'infiammazione miocardica non sono state confermate istologicamente o mediante un altro standard di riferimento, si consiglia di sostituire "indicativo di" con "suggeritivo di" o "compatibile con", poiché i soli reperti di imaging non possono stabilire in modo definitivo questi processi patologici. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 3: Diagramma di flusso della selezione dei pazienti. Abbreviazioni: CMR, risonanza magnetica cardiovascolare; AF, fibrillazione atriale. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
| Caratteristiche alla baseline | Gruppo FA | Gruppo di controllo | P-value |
| (n = 68) | (n = 34) | ||
| Età (anni) | 63,37±16,16 | 36,31±15,33 | <0,0001* |
| Sesso (maschi, %) | 38, 55,88% | 18, 52,94% | 0,231 |
| BMI (kg/m2) | 26,38±5,13 | 25,62±3,14 | 0,742 |
| Ipertensione (n, %) | 16, 23,53% | 0,0 | - |
| Diabete (n, %) | 19, 27,94% | 4, 11,76% | <0,05* |
| CHD (n, %) | 18, 26,47% | 0, 0 | - |
| Bloccanti del calcio (n, %) | 23, 33,82% | 0, 0 | - |
| Betabloccanti (n, %) | 40, 58,82% | 0, 0 | - |
| Farmaci sul sistema renina–angiotensina (n, %) | 16, 23,53% | 0, 0 | - |
| Farmaco antiaritmico (n, %) | 35, 51,47% | 0, 0 | - |
| I dati sono espressi come media ± deviazione standard. FA, fibrillazione atriale; BMI, indice di massa corporea; CHD, malattia coronarica; *: P<0,05. | |||
Tabella 1: Caratteristiche basali dei gruppi con fibrillazione atriale e di controllo.
| Parametri di RMC | gruppo FA | Gruppo di controllo | P-valore |
| (n = 68) | (n = 34) | ||
| FEVS (%) | 48.72±15.52 | 61.09±4.96 | <0.0001* |
| VTDs (ml) | 149.69±49.30 | 134.58±25.47 | 0.052 |
| LVEDVI (ml/m²)2) | 81.68±22.20 | 75.66±11.53 | 0.085 |
| VTSX (ml) | 80.54±51.00 | 52.23±11.18 | 0.0001* |
| LVESVI (ml/m²)2) | 43.53±24.08 | 29.46±5.94 | <0.0001* |
| LAEFtotale (%) | 50.61±14.50 | 64.27±6.76 | <0.0001* |
| LAEFpassivo (%) | 26.08±9.42 | 32.28±9.33 | 0.003 |
| LAEFattivo (%) | 33.87±13.84 | 47.07±8.51 | <0.0001* |
| FEVD(%) | 49.65±14.10 | 57.04±4.79 | 0.0003* |
| RVEDV (mm3) | 143.11±42.49 | 143.96±30.15 | 0.911 |
| RVEDVI (ml/m²)2) | 78.05±19.13 | 80.77±13.34 | 0.421 |
| VFSRV (ml) | 73.47±39.83 | 62.10±15.72 | 0.051 |
| RVESVI (ml/m²)2) | 40.05±17.92 | 34.81±7.42 | 0.048 |
| LV T1 (ms) | 1221.81±83.28 | 1203.25±69.09 | 0.253 |
| LV T2 (ms) | 42.76±3.50 | 41.31±4.13 | 0.108 |
| LV ECV (%) | 31.67±4.75 | 30.78±2.56 | 0.241 |
| I dati rappresentano la media ± deviazione standard. CMR, risonanza magnetica cardiovascolare; AF, fibrillazione atriale; LVEF, frazione di eiezione del ventricolo sinistro; LVEDV, volume telediastolico del ventricolo sinistro; LVEDVI, indice del volume telediastolico del ventricolo sinistro; LVESV, volume tesisistolico del ventricolo sinistro; LVESVI, indice del volume tesisistolico del ventricolo sinistro; LAEFtotale, frazione di eiezione atriale sinistra totale; LAEFpassiva, frazione di eiezione atriale sinistra passiva; LAEFattiva, frazione di eiezione atriale sinistra attiva; RVEF, frazione di eiezione del ventricolo destro; RVEDV, volume telediastolico del ventricolo destro; RVEDVI, indice del volume telediastolico del ventricolo destro; RVESV, volume tesisistolico del ventricolo destro; RVESVI, indice del volume tesisistolico del ventricolo destro; ECV, frazione del volume extracellulare. *:P<0.05. | |||
Tabella 2: Parametri di base della risonanza magnetica cardiovascolare nei gruppi con fibrillazione atriale e di controllo.
Discussione
La fibrillazione atriale (FA) è tra le aritmie più comuni e la sua base patologica principale è ampiamente riconosciuta come rimodellamento strutturale, elettrico e funzionale dell'atrio sinistro. Per questo motivo, l'attenzione si è tradizionalmente concentrata sui cambiamenti strutturali e funzionali dell'atrio. La principale conseguenza avversa della FA è l'insorgenza di una nuova insufficienza cardiaca o l'aggravamento di un'insufficienza cardiaca preesistente, un processo che potrebbe essere meccanicamente collegato alla fibrosi interstiziale e all'infiammazione del ventricolo sinistro20. Poiché la disfunzione diastolica ventricolare può essere reversibile nelle fasi iniziali dell'aritmia21, l'identificazione precoce e non invasiva della fibrosi miocardica e dell'infiammazione riveste un'importanza notevole. La mappatura T1, la mappatura T2 e il volume extracellulare (ECV) derivato dalla risonanza magnetica cardiaca (CMR) consentono una valutazione quantitativa della fibrosi e dell'infiammazione miocardiche8,9 ed è stato riportato un rapporto lineare inverso tra il tempo T1 nativo post-contrasto del miocardio del ventricolo sinistro e il grado complessivo di fibrosi miocardica12,13. Grazie alla possibilità di un esame completo in un unico passaggio, la CMR fornisce informazioni esaustive sulla struttura, sulla funzione e sulle caratteristiche tissutali miocardiche sia dell'atrio che del ventricolo, offrendo così condizioni favorevoli per un trattamento personalizzato e una valutazione prognostica nei pazienti con FA.
Sebbene la relazione tra fibrillazione atriale (FA) e fibrosi ed edema miocardici, e la direzione di causalità tra questi fattori, non sia ancora stata chiarita, la fibrosi e l'edema miocardici sono riconosciuti come predittori indipendenti di eventi avversi nella FA22,23. Nello studio attuale, la FE del VE, la FE del VD, la FE dell’AEtotale e la FE dell’AEattiva sono risultate significativamente più basse nel gruppo FA rispetto al gruppo di controllo (p < 0,05), in accordo con studi precedenti. Al contrario, i valori di T1 nativa, mappatura T2 ed ECV non hanno mostrato differenze significative tra i gruppi, risultato che si discosta da alcuni studi precedenti. Tale discrepanza potrebbe riflettere la ridotta numerosità campionaria e il conseguente rischio di bias di selezione, nonché la possibilità che la maggior parte dei pazienti non avesse ancora sviluppato una patologia strutturale, mostrando invece soltanto alterazioni funzionali, potenzialmente reversibili. In particolare, nelle analisi individuali, i pazienti con disfunzione atriale e ventricolare più grave hanno mostrato valori elevati di T1, mappatura T2 ed ECV. L'inclusione della mappatura T1, della mappatura T2 e dell'ECV nella valutazione clinica dei pazienti con FA è pertanto probabilmente in grado di fornire dati più affidabili per una valutazione prognostica e un trattamento personalizzato.
Durante l'esame di RMC, la frequenza cardiaca e il ritmo del paziente devono essere controllati, poiché la comparsa di FA può degradare la qualità dell'immagine e influenzare i risultati delle misurazioni. Le acquisizioni della mappatura T1 pre- e post-contrasto devono essere effettuate in posizioni di slice costanti, e il miocardio nelle slice basali e apicali deve essere visualizzato completamente e con chiarezza. L'emocrito deve essere determinato nello stesso giorno, prima dell'esame RM.
Nell'analisi della funzione ventricolare, la differenza nel volume sistolico tra ventricolo sinistro e destro deve essere mantenuta entro 5 mL. Nell'analisi della funzione e della morfologia atriale, il contorno dell'atrio sinistro deve escludere le ostie delle vene polmonari e l'appendice atriale sinistra per garantire la riproducibilità. Nell'analisi delle mappe di T1 e T2, è necessario evitare regioni che potrebbero alterare la misurazione, come il pool ematico del ventricolo sinistro (adiacente all'endocardio) e il grasso pericardico (adiacente all'epicardio). In presenza di artefatti, i contorni devono essere tracciati in modo da escludere le regioni interessate e preservare l'affidabilità del risultato complessivo.
Possono sorgere diversi problemi pratici durante l'acquisizione e la post-elaborazione, e prevederli migliora la qualità dei dati. Durante l'esame di RMC, monitorare la frequenza cardiaca e il ritmo del paziente, poiché un episodio di fibrillazione atriale durante la scansione degrada la qualità delle immagini e introduce errori nei valori di mappatura. Quando il ritmo è irregolare, utilizzare il rifiuto dell'aritmia o il trigger in tempo reale e, laddove clinicamente appropriato, rimandare l'acquisizione della mappatura fino al raggiungimento del controllo della frequenza. Acquisire le mappe di T1 pre- e post-contrasto in posizioni identiche delle sezioni e assicurarsi che il miocardio basale e apicale sia completamente e nitidamente visualizzato, ripetendo qualsiasi sezione compromessa da movimenti fuori piano. Ottenere l'emocrito nello stesso giorno e prima dell'esame, poiché un'emocrito non sincronizzato temporalmente è una causa comune di valori errati di ECV.
Oltre agli artefatti dell'immagine, gli errori comuni includono apnee incomplete, effetti di fuori risonanza e di suscettibilità nelle vicinanze della parete posterolaterale e delle vene cardiache, una correzione del movimento inaccurata ed errori nella ricostruzione della mappa in linea. Ridurre il fallimento dell'apnea addestrando il paziente e utilizzando sequenze corrette per il movimento; sospettare il fuori risonanza quando i valori regionali di T1 o T2 si discostano bruscamente dai segmenti adiacenti, e ripetere l'acquisizione dopo aver effettuato lo shim quando necessario. Durante il post-processing, verificare che la propagazione automatica dei contorni non si sia spostata tra fette o fasi, correggere la contaminazione da volume parziale derivante dal pool ematico e dal grasso pericardico, e confermare che l'ematocrito e i valori di T1 del pool ematico nativo/dopo contrasto inseriti nel calcolo dell'ECV siano coerenti tra loro.
Quando si analizza la funzione ventricolare, mantenere la differenza nel volume sistolico tra ventricolo sinistro e destro entro 5 mL come controllo di coerenza interna. Quando si analizzano la funzione e la morfologia atriale, escludere le ostie delle vene polmonari e l'appendice atriale sinistra dal contorno dell'atrio sinistro per garantire riproducibilità. Quando si analizzano le mappe T1 e T2, evitare le regioni che potrebbero alterare la misurazione, come il compartimento ematico del ventricolo sinistro adiacente all'endocardio e il grasso pericardico adiacente all'epicardio. In presenza di artefatti residui, tracciare contorni che escludano le regioni interessate preservando l'affidabilità del risultato complessivo.
La tecnica di mappatura CMR presenta limitazioni tecniche intrinseche indipendenti dal disegno di questo studio. I valori assoluti di T1, T2 ed ECV sono sensibili alla forza del campo magnetico, al produttore, all'implementazione della sequenza d'impulso e al software di post-elaborazione; pertanto, gli intervalli di riferimento non sono direttamente trasferibili tra diverse piattaforme e sono necessari valori normali specifici per ciascun sito. Il T1 nativo e l'ECV riflettono una combinazione di fibrosi diffusa, edema ed espansione dello spazio extracellulare, piuttosto che un singolo processo tissutale, il che ne limita la specificità patologica. Inoltre, la mappatura ha una risoluzione spaziale finita ed è soggetta a effetti di volume parziale nella sottile parete atriale, rendendo la caratterizzazione del tessuto atriale più complessa rispetto a quella del tessuto ventricolare. Infine, la quantificazione dell'ECV dipende da una cinetica del mezzo di contrasto stabile e da un ematocrito misurato con accuratezza temporale; la sua precisione può risultare ridotta in pazienti con funzionalità renale alterata o emodinamica modificata.
Rispetto all'ecocardiografia, che rimane la metodica di imaging di prima linea per la FA, la RMC presenta diversi svantaggi pratici intrinseci nonostante la sua superiore qualità delle immagini, caratterizzazione tissutale e riproducibilità. L'esame richiede molto più tempo, necessitando tipicamente da 30 a 60 minuti di tempo sul lettino, insieme a ripetute apnee e sincronizzazione elettrocardiografica, mentre un ecocardiogramma mirato può essere completato in pochi minuti al letto del paziente. Il ridotto diametro del tunnel, il rumore acustico e l'immobilità prolungata influiscono negativamente sull'esperienza soggettiva del paziente e sono mal tollerati da pazienti claustrofobici, dispnoici o gravemente malati; inoltre, la qualità delle immagini è particolarmente compromessa da intervalli RR irregolari durante la FA. La RMC è anche più costosa, meno diffusa e non portatile, ed è controindicata o limitata nei pazienti con determinati dispositivi impiantati, grave compromissione renale che esclude la somministrazione di gadolinio, o incapacità di mantenere le apnee. Questi limiti indicano che la RMC è meglio utilizzata come metodica complementare, risolutiva di problemi specifici, per una caratterizzazione tissutale personalizzata, piuttosto che come sostituto di routine dell'ecocardiografia nella popolazione generale di pazienti con FA.
Un punto di forza fondamentale di questo protocollo è che integra la valutazione della caratterizzazione strutturale, funzionale e tissutale di entrambi gli atri e dei ventricoli in un unico esame di RMC completo, migliorando l'efficienza del flusso di lavoro grazie all'evitare studi di imaging ripetuti o complementari. L'acquisizione segue una sequenza standardizzata e riproducibile, e l'utilizzo di un software dedicato per il post-processing, per la delimitazione dei contorni, la propagazione semiautomatica dei contorni e la generazione in linea delle mappe riduce la dipendenza dall'operatore e abbrevia i tempi di analisi. La collocazione standardizzata delle regioni di interesse e i controlli di coerenza interna descritti in precedenza migliorano ulteriormente la riproducibilità inter- ed intra-osservatore. Poiché il flusso di lavoro si basa su sequenze di mappatura ampiamente disponibili e su software di analisi commerciali, esso può essere facilmente trasferito ad altri centri una volta stabiliti i valori di riferimento specifici per ciascun sito.
In prospettiva, questo protocollo offre diverse possibilità per applicazioni future e sviluppi metodologici. Sono necessari studi prospettici, adeguatamente potenziati e multicentrici, con intervalli di riferimento standardizzati, per chiarire la relazione temporale e causale tra fibrillazione atriale (AF) e fibrosi miocardica ed edema, e per verificare se il mappaggio seriale possa monitorare il rimodellamento inverso dopo terapie di controllo del ritmo o ablazione catetere. La combinazione del mappaggio ventricolare con un dedicato mappaggio atriale T1, l'enhancement tardivo con gadolinio e l'analisi della deformazione potrebbe migliorare la stratificazione del rischio individualizzata, mentre tecniche emergenti come il mappaggio senza apnea, corretto per i movimenti e accelerato, potrebbero ampliare l'applicabilità ai pazienti incapaci di mantenere apnee. L'integrazione di tecniche di segmentazione basate sull'apprendimento automatico e di controlli di qualità automatizzati probabilmente migliorerà ulteriormente la riproducibilità e l'efficienza, favorendo l'inclusione del mappaggio mediante risonanza magnetica cardiaca (CMR) nella gestione routinaria e personalizzata dei pazienti con fibrillazione atriale.
In conclusione, ci si aspetta che la valutazione completa e accurata sia delle atria che dei ventricoli offerta dalla risonanza magnetica cardiaca svolga un ruolo importante nella predizione, diagnosi e valutazione prognostica individualizzata della fibrillazione atriale.
Dichiarazioni
Gli autori dichiarano di non avere conflitti di interessi.
Ringraziamenti
Questa ricerca è stata finanziata dal Progetto di Innovazione in Scienze della Salute e Tecnologia della Commissione Sanitaria Provinciale del Jilin (numero della sovvenzione 2020J044). Il finanziatore non ha avuto alcun ruolo nella progettazione, esecuzione o redazione dello studio.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Software di analisi cvi42 per CMR | Circle Cardiovascular Imaging (Canada) | www.circlecvi.com | Post-elaborazione delle immagini, funzione ventricolare, deformazione atriale, mappatura T1/T2 e analisi dell'ECV |
| Bobina superficiale phased-array cardiaca dedicata | Siemens Healthineers | www.siemens-healthineers.com | Bobina superficiale per imaging cardiaco |
| Agente di contrasto a base di gadolinio (GBCA) | Produttore non specificato | N/A | Agente di contrasto endovenoso per imaging LGE e mappatura T1 post-contrasto |
| IBM SPSS Statistics versione 29 | IBM | www.ibm.com/products/spss-statistics | Analisi statistica |
| Sistema di risonanza magnetica MAGNETOM Spectra 3,0 T | Siemens Healthineers | www.siemens-healthineers.com | Scanner di risonanza magnetica cardiovascolare a 3,0 T |
| Unità di sincronizzazione elettrocardiografica (ECG) compatibile con RM | Siemens Healthineers | www.siemens-healthineers.com | Sincronizzazione ECG durante l'acquisizione di CMR |
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