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Articolo metodologico

Valutazione della fibrosi e dell'edema miocardici del ventricolo sinistro nella fibrillazione atriale mediante risonanza magnetica cardiovascolare

72 visualizzazioni

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DOI:

10.3791/71491

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21 agosto 2026

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In questo articolo

Sommario

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.

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.

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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

  1. Registrare accuratamente la frequenza cardiaca, la pressione sanguigna, il peso e l'altezza.
  2. Escludere controindicazioni alla risonanza magnetica (MRI), tra cui insufficienza renale, dispositivi elettronici cardiaci impiantati, altri dispositivi metallici impiantati nel corpo, impianti cocleari, ecc.
  3. Spiegare le precauzioni necessarie prima dell'esame e istruire il partecipante a rimanere immobile per tutta la durata della scansione.
  4. 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.

  1. Imaging cine cardiaco
    1. 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.
    2. 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.
    3. 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.
  2. Potenziamento tardivo del gadolinio (LGE)
    1. Utilizzare una sequenza bidimensionale di recupero inversione sensibile alla fase con rapida eccitazione a piccolo angolo.
    2. 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.
    3. 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.
  3. Mappatura T1 pre-contrasto
    1. Acquisire mappe T1 native utilizzando la sequenza modificata di recupero inversione Look-Locker (MOLLI) basata su SSFP reale corretta per il movimento.
    2. Scansionare tre fette assiali corte del ventricolo sinistro (segmenti basale, medio e apicale).
    3. 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.
  4. Mappatura T1 post-contrasto
    1. 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.
  5. Mappatura T2 nativa
    1. 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.
    2. Scansionare tre fette assiali corte del ventricolo sinistro corrispondenti a quelle utilizzate per la mappatura T1.
    3. 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.

  1. Analizzare i volumi e le funzioni dell'atrio sinistro e dei ventricoli bilaterali.
    1. Volumi e funzioni ventricolari bilaterali
      1. Utilizzare il modulo Function SAX (analisi della funzione ventricolare mediante immagini in asse corto) per analizzare la funzione ventricolare bilaterale.
      2. 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.
      3. 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.
    2. Volumi e funzioni dell'atrio sinistro
      1. 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.
      2. 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).
      3. 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
  2. Analisi quantitativa della mappatura T1
    1. 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.
  3. Analisi quantitativa della mappatura T2
    1. 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.

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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 campio...

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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...

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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.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Software di analisi cvi42 per CMRCircle Cardiovascular Imaging (Canada)www.circlecvi.comPost-elaborazione delle immagini, funzione ventricolare, deformazione atriale, mappatura T1/T2 e analisi dell'ECV
Bobina superficiale phased-array cardiaca dedicataSiemens Healthineerswww.siemens-healthineers.comBobina superficiale per imaging cardiaco
Agente di contrasto a base di gadolinio (GBCA)Produttore non specificatoN/AAgente di contrasto endovenoso per imaging LGE e mappatura T1 post-contrasto
IBM SPSS Statistics versione 29IBMwww.ibm.com/products/spss-statisticsAnalisi statistica
Sistema di risonanza magnetica MAGNETOM Spectra 3,0 TSiemens Healthineerswww.siemens-healthineers.comScanner di risonanza magnetica cardiovascolare a 3,0 T
Unità di sincronizzazione elettrocardiografica (ECG) compatibile con RMSiemens Healthineerswww.siemens-healthineers.comSincronizzazione ECG durante l'acquisizione di CMR

Riferimenti

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