発作性心房細動患者における心血管磁気共鳴特徴追跡による両側心房機能の推定
2022年7月20日
心房機能はひずみとひずみ速度に関連しています。この研究では、心臓磁気共鳴機能追跡(CMR-FT)技術を使用して、発作性心房細動のある個人の左右の心房のグローバルおよびセグメント縦方向のひずみとひずみ速度を定量化しました。
試験的リモデリングは、心房細動の最も重要なメカニズムと考えられています。左心房ひずみの機能変化は、左心房の構造リモデリングや心筋線維症と密接に関連する構造変化の前に起こります。心臓磁気共鳴特徴追跡は、左心房ひずみとひずみ速度を高精度かつ再現性で評価できる新しい非侵襲的後処理技術です。
心房拡張期および収縮期の心内膜および心外膜は、心房緊張を検査しながら手動で画定されなければならない。適切なフェーズを選択するように注意する必要があります。CMRFTは、再現性が高く、軟部組織の分解能が高く、新しい配列取得を必要としない柔軟なパラメータ測定であるため、心房株の臨床評価に適しています。
患者の洞調律の心臓磁気共鳴スキャンから始めます。3平面位置推定法を使用して、長軸のシネ画像と短軸を見つけます。これを行うには、心臓の横方向、矢状状、冠状スライスの直交マルチスライスローカライザーを取得します。
横方向の画像から心室の中央にある横スライスまたは位置決め線を選択して、2室ローカライザーを取得します。中隔に平行で左心室の頂点を通る横方向の画像にスライスを垂直に設定します。次に、心臓の頂点と僧帽弁の中心を通ってスライスを2室ローカライザー上に垂直に配置し、4室ローカライザーを取得します。
短軸ローカライザを得るには、2つのチャンバーローカライザ上の長軸に対して直角に4つのチャンバーローカライザ上の隔壁に垂直なスライスを配置する。ローカライザーに基づいて、標準ビューを生成します。これを行うには、自動的に表示されるスライスを使用して、4 つのチャンバー ビューを取得します。
左心室の中心から短軸ローカライザーの中隔に垂直に配置し、[適用]をクリックします。4室ビューで、短軸ローカライザー上の左心室の中心に調整した中隔に平行にスライスを配置し、2チャンバービューを取得します。スライスを大動脈の中心と左心房の短軸ローカライザーに配置することで、3チャンバービューを取得します。
スライスが4つのチャンバービューでLVの頂点を通過することを確認します。短軸ビューを収集するには、スライスを中隔上に垂直に配置し、4つのチャンバービューで僧帽弁輪と平行に配置します。次に、左心室の頂点と2つのチャンバービューの僧帽弁輪の中心との間の接続線上にスライスを垂直に配置します。
次に、スライスを中隔に平行に配置し、左心室を部分に切断することなく、短軸図上の右心室の中心にスライスをずらすことによって、右心室の2室ビューを取得する。3つのテスラMRスキャナーでレトロスペクティブECGゲートバランス定常状態自由精度シーケンスを使用して、両方の心室の2チャンバービューと4チャンバービュー、3チャンバービュー、および左心室のショートアクセスビューのCMRシネシーケンスをキャプチャします。心室機能分析を実行するには、paxをクリックします。
患者IDを入力し、現在の患者を検索して画像を見つけ、検索をクリックして画像を心臓血管後処理ワークステーションに転送します。関数マルチプレイヤーモジュールを使用します。心室のショートアクセスシネを選択し、EDESフェーズでLVRV輪郭を検出して、心室機能を分析します。
左心房機能解析を進めるには、組織追跡機能追跡モジュールを使用して、4室、3室、2室のCine CMR画像で左心房容積と左心室の緊張を測定します。左心房収縮期および拡張期の終わりに、心内膜および心外膜の左心房境界を手動で輪郭化し、肺静脈および左心房付属器をLA輪郭から除外する。コンター化が完了したら、ROIシリーズのセグメント番号選択キーが6と表示されていることを確認します。
クリックしてくださいひずみ分析を実行して、心周期全体で画面上のピクセルを自動的に追跡します。左心房容積と時間曲線、全体的およびセグメント的なひずみ、ひずみ速度の自動計算を確実にします。右心房機能解析を実行するには、4室および2室の右心室Cine CMR画像を備えた組織追跡機能追跡モジュールを使用して、適切な心房の体積と株を取得します。
右心房収縮期と拡張期の端にある心内膜と心外膜の右心房の境界を手動で輪郭を描きます。大静脈と右心房付属器をアウトラインから除外します。右心房機能解析を完了するには、左心房機能解析中に以前に実証された機能を取得します。
CMRスキャン研究では、243人のMRIスキャンが評価され、CMRイメージングによる心房細動の71人の患者が研究のために募集されました。除外基準に基づいて、洞調律を伴うMRIスキャンを許可された発作性心房細動の21人の患者が研究のために選択されました。対照群は、CMRが正常な19人の年齢および性別が一致した個人で構成されていました。
これらの患者では、左右の心房機能のパラメータと左右の心室機能の標準特性を調べました。心房ひずみパラメータには、リザーバ導管およびブースターポンプ相の縦ひずみおよびひずみ速度が含まれていました。4室と2室のセグメントひずみパラメータ分析では、心房細動群の貯留層期における左右の心房の全体的な縦ひずみは対照群よりも有意に低いことが示されました。
4室および2室のビューでは、左心房の各セグメントの縦方向のひずみは対照群よりも有意に低かった。適切な段階を選択し、心房付属器が心房輪郭から除外されるように注意する必要があります。オペレーターは、経験に基づいて心房と拡張期を推定する必要があります。
右心室2室と2長軸シネの追加されたシネシーケンスは、右心房機能の結果を単一の長軸よりも正確にします。
概要
この研究では、発作性心房細動を持つ個人における心房機能と歪みの関係を心臓磁気共鳴特徴追跡（CMR-FT）を用いて調査します。研究は左心房と右心房の全般的および区画別の縦方向の歪みと歪み率の定量化に焦点を当てています。
主要な研究要素
科学の分野
- 心臓病学
- 心臓イメージング
- 心房細動
背景
- 心房リモデリングは心房細動における重要なメカニズムです。
- 左心房の歪みの機能的変化は構造的変化に先立ちます。
- CMR-FTは心房の歪みを評価するための非侵襲的技術です。
- 正確な歪み分析のために内膜と外膜の手動境界線引きが必要です。
研究の目的
- 発作性心房細動患者の左心房と右心房の歪みと歪み率を定量化すること。
- 患者と対照群間での心房歪みパラメータを比較すること。
- 臨床環境でのCMR-FTの正確性と再現性を評価すること。
使用した方法
- 洞調律の患者のCMRスキャン。
- 収縮期と拡張期の心房境界の手動輪郭描画。
- CMR画像を用いた左心房と右心房の体積と歪みの分析。
- 心房細動患者と対照群間での歪みパラメータの比較。
主要な結果
- 貯留期の全般的縦方向の歪みは、心房細動群で対照群と比較して有意に低かった。
- 区画別の歪み分析は、心房細動患者の左心房でより低い値を示した。
- 右心房の歪みパラメータも評価および比較された。
- 正確な結果を得るためには、撮像フェーズの慎重な選択が重要である。
結論
- CMR-FTは心房細動患者の心房歪みを効果的に定量化します。
- 心房歪みの機能的変化は、構造的リモデリングに先立って検出できます。
- これらの知見は心房細動の臨床評価と管理に影響を与える可能性があります。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Quantitative assessment of bilateral atrial function using CMR feature tracking enables early detection of functional remodeling in paroxysmal atrial fibrillation, supporting mechanistic de-risking and target validation in cardiovascular drug discovery. High-resolution, reproducible strain and strain rate measurements provide predictive confidence for translational biomarker development and portfolio triage. Integrating these non-invasive imaging biomarkers into discovery-stage workflows enhances risk-adjusted decision-making for atrial disease-modifying therapies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of atrial remodeling mechanisms through sensitive strain and strain rate biomarkers.
- Supports biological de-risking by quantifying functional changes preceding structural remodeling.
- Facilitates predictive confidence in target engagement and disease relevance for atrial fibrillation programs.
Screening & Assay Development
- Provides validated, quantitative readouts for functional assessment in preclinical and translational models.
- Standardizes atrial function measurement, improving reproducibility across studies and platforms.
- Enables scalable, non-invasive evaluation of candidate interventions on atrial strain dynamics.
Translational & Preclinical Research
- Aligns imaging biomarkers with disease-relevant endpoints for preclinical-to-clinical continuity.
- Supports risk-adjusted advancement by linking functional imaging outputs to translational biomarker strategies.
- Improves mechanistic de-risking by distinguishing functional from structural atrial changes.
Pipeline & Workflow Integration
CMR feature tracking integrates into the discovery-to-preclinical continuum as a quantitative imaging biomarker platform for atrial function assessment in cardiovascular R&D.
- Discovery Biology: Enables hypothesis testing on atrial remodeling and functional target validation.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative strain and strain rate outputs for assay readiness.
- Analytics: Provides segmental and global measurements to compare intervention effects and disease states.
- Translational Research: Bridges preclinical findings with clinical imaging endpoints for biomarker alignment.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, non-invasive imaging workflow adaptable across cardiovascular models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in atrial disease research.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of functional imaging outputs.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and improves capital efficiency by enabling early risk assessment.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of cardiovascular assets targeting atrial remodeling.
Implementation Considerations
- Requires expertise in cardiac imaging and manual contouring of atrial borders for accurate analysis.
- Needs access to high-field MRI scanners and advanced post-processing workstations.
- Demands cross-team standardization of imaging protocols and analysis criteria.
- Adaptation across species or disease models may require protocol optimization.
- Operator-dependent steps and phase selection can impact reproducibility and data quality.
