혈관 활성 호흡 조작과 결합된 산소 민감성 심장 자기 공명 영상에 의한 미세혈관 기능 평가는 생체 내 심근 산소화의 급격한 동적 변화를 평가할 수 있는 능력에서 독보적이며, 따라서 관상 동맥 혈관 기능에 매우 중요한 진단 기법이 될 수 있습니다.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
방법 논문
관상 동맥 미세혈관 기능 장애의 비침습적 평가를 위한 혈관 활성 호흡 기동을 사용한 산소 민감성 심장 MRI
이 논문에서
정오 공지
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
요약
초록
산소 민감성 심장 자기 공명 영상(OS-CMR)은 조직 조영제의 내인성 소스로 디옥시헤모글로빈의 고유한 상자성 특성을 사용하는 진단 기술입니다. OS-CMR은 표준화된 혈관 활성 호흡 조작(과호흡 및 무호흡)과 함께 강력한 비약물적 혈관 운동 자극으로 사용되어 심근 산소 공급의 변화를 모니터링할 수 있습니다. 심장 주기 동안 및 혈관 활성 기동 전반에 걸쳐 이러한 변화를 정량화하면 관상 동맥 거대 혈관 및 미세 혈관 기능에 대한 마커를 제공할 수 있으므로 외인성, 정맥 내 조영제 또는 약리학적 스트레스 작용제의 필요성을 피할 수 있습니다.
OS-CMR은 혈액 산소화에 대한 T2* 가중 이미지의 잘 알려진 감도를 사용합니다. 수정된 표준 SSFP(Clinical Steady-State Free Precession) 시네 시퀀스를 사용하여 모든 심장 MRI 스캐너에서 산소 공급에 민감한 이미지를 획득할 수 있으므로 이 기술은 공급업체에 구애받지 않고 쉽게 구현할 수 있습니다. 혈관 활성 호흡 기동으로 우리는 120초의 자유 호흡, 60초의 페이스 과호흡, 최소 30초의 호기 호흡 참기로 구성된 4분 호흡 프로토콜을 적용합니다. 이 기동에 대한 심근 조직 산소화의 지역 및 전체 반응은 신호 강도 변화를 추적하여 평가할 수 있습니다. 호흡 유도 심근 산소 예비력(B-MORE)이라고 하는 과호흡 후 숨 참기의 초기 30초 동안의 변화는 건강한 사람과 다양한 병리학에서 연구되었습니다. 혈관 활성 조작으로 산소에 민감한 CMR 스캔을 수행하기 위한 자세한 프로토콜이 제공됩니다.
폐쇄성 관상동맥 협착증(INOCA)이 없는 유도성 허혈, 박출률이 보존된 심부전(HFpEF) 또는 심장 이식 후 미세혈관 기능 장애와 같이 아직 완전히 이해되지 않은 상태에서 미세혈관 기능 장애가 있는 환자에서 입증된 바와 같이, 이 접근법은 관상동맥 혈관 기능에 대한 독특하고 임상적으로 중요하며 보완적인 정보를 제공합니다.
서론
산소화에 민감한 심장 자기 공명 영상(OS-CMR)은 MR 조영제의 내인성 소스로 디옥시헤모글로빈의 고유한 상자성 특성을 사용합니다 1,2,3. 강력한 비약물적 혈관 운동 자극제로서 표준화된 혈관 활성 호흡 조작(과호흡 및 무호흡)과 함께 사용되는 OS-CMR은 혈관 기능의 표지자로서 심근 산소화의 변화를 모니터링할 수 있으므로 외인성, 정맥 조영제 또는 약리학적 스트레스 제제의 필요성을 피할 수 있습니다 4,5,6.
숨 참기 및 과호흡을 포함한 호흡 조작은 혈관 운동을 변화시키는 매우 효과적인 혈관 활성 조치이며, 안전성과 단순성으로 인해 진단 절차의 일부로 제어된 내피 의존성 혈관 운동에 이상적입니다. 연구에 따르면 과호흡과 후속 호흡 참기를 결합할 때 추가 효과가 있는 것으로 나타났습니다4,7, 이러한 ....
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
프로토콜
혈관 활성 호흡 조작과 함께 OS-CMR을 사용하는 모든 MRI 스캔은 현지 기관 지침에 따라 수행해야 합니다. 아래에 요약된 프로토콜은 여러 기관 인간 연구 윤리 위원회에서 승인한 연구에서 사용되었습니다. 이 프로토콜과 원고에 설명된 모든 인간 참가자 데이터 및 결과에 대해 서면 동의를 얻었습니다.
1. 광범위한 개요
- 관심 있는 연구 모집단에 따라 포함 및 제외 기준을 변경합니다. 혈관 활성 호흡 기동 프로토콜이 있는 OS-CMR에 대해 다음과 같은 일반적이고 일반적인 제외 기준을 사용하십시오: 일반적인 MRI 금기 사항(예: 심박 조율기 또는 제세동기와 같은 MRI 호환 부적합 장치, 이식된 재료 또는 이물질), MRI 전 12시간 동안 카페인 또는 혈관 활성 약물 섭취 및 연령<18세).
- 먼저, OS 획득을 획득하기 전에 표준 임상 로컬라이저 스카우트와 심실 구조 및 기능 이미지를 획득합니다. bSSFP 장축 시네 이미지를 사용하여 OS 획득의 슬라이스 위치 지정을 계획합니다.
참고: 표준화된 임상 CMR 프로토콜에 대한 검토는 다른 곳에 설명되어 있습니다39. - 기준선 숨 참기
- 첫 번째 OS-C....
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
결과
B-MORE 해석
혈관 활성 호흡 기동과 함께 OS-CMR을 활용한 이전에 발표된 연구에서, 전체 또는 지역 B-MORE는 호흡 참기의 첫 번째 수축기 말단 이미지를 15초, 30초, 45초 등에 가장 가까운 수축기 말기 이미지와 비교하여 계산되었습니다. 심장 주기의 수축기 말기는 여러 가지 이유로 선택되었습니다. 수축기 말기 영상은 판독기 간에 식별되는 가장 일관된 단계로, 심근에 가장 많은 수의 픽셀을 포함하고, 일반적으로 참가자 심박수와 무관하게 거의 동일한 트리거 시간에 발생하며, 획득 시 항상 존재합니다(반면, 이완기 말단은 심박수가 변할 수 있는 숨 참기 동안 전향적으로 게이트된 영상에 표시되지 않을 수 있음).
생리학적 관점에서 볼 때, 숨 참기의 0초와 30초 시점은 다음과 같은 이유로 특별히 선택되었습니다. 시간 0초(또는 호흡 참기의 첫 번째 수축기 말단 이미지)는 "스트레스"(60초의 과호흡) 기간 후의 신호 강도를 평가한 .......
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
토론
이미 확립된 연구 또는 임상 MRI 프로토콜에 표준화된 혈관 활성 호흡 조작을 통한 OS-CMR 획득을 추가하면 전체 스캔에 시간이 거의 추가되지 않습니다. 이 짧은 추가를 통해 근본적인 거대 및 미세 혈관 기능에 대한 정보를 얻을 수 있습니다(그림 2). 내피 기능 장애의 중요한 결과는 혈관이 생리적 자극에 반응할 수 없다는 것인데, 이는 심장의 비정상적인 흐름 매개 이완을 통해 초기에 입증되었다43. 내피 의존성 혈관 활성 호흡 조작이 포함된 OS-CMR은 혈관 활성 호흡 조작 중 심근 산소 공급을 직접 모니터링할 수 있으며 외인성 조영제 및 약리학적 혈관 활성 스트레스 작용제의 필요성을 우회합니다. 과호흡 및 무호흡은 내피를 통해 재현 가능하고 측정 가능한 혈관 반응을 유발하므로 미세혈관 기능을 평가하기 위한 다른 방법보다 더 생리학적 모델을 제공할 수 있습니다.
혈관 활성 호흡.......
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
공개 사항
MGF는 미국 특허 번호 14/419,877: 심장 질환 마커로서의 심근 산소화 변화 유도 및 측정; 미국 특허 제15/483,712호: 혈관 기능에 대한 마커로서 조직 내의 산소화 변화를 측정하는 단계; 미국 특허 제10,653,394호: 혈관 기능 - 지속을 위한 마커로서 조직에서의 산소화 변화를 측정하는 단계; 및 캐나다 특허 CA2020/051776: 대담한 CMR 이미지를 활용한 혈관 기능의 바이오마커를 결정하기 위한 방법 및 장치. EH는 국제 특허 CA2020/051776: 굵은 CMR 이미지를 활용한 혈관 기능의 바이오마커 결정 방법 및 장치(Method and apparatus for determining biomarkers of vascular function using bold CMR images)의 보유자로 등재되어 있습니다.
감사의 글
이 논문 및 방법론 검토는 McGill University Health Centre의 Courtois CMR Research Group 전체 팀에 의해 가능했습니다. 이 원고에 대한 참가자의 스캔과 피드백에 대해 MRI 기술자인 Maggie Leo와 Sylvie Gelineau에게 특별한 감사를 드립니다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 균형 잡힌 SSFP MRI 시퀀스 | Any | OS-CMR 시퀀스를 생성하도록 수정하려면 | |
| DICOM/ 이미징 뷰어 | 뷰어 | 가 정량적 측정 기능이 있는 경우 가장 좋습니다(즉, Area19 프로토타입 소프트웨어)자기 | |
| 분당 30회 호흡으로 설정합니다. 참가자에게 호흡 동작 지침을 수동으로 전달하는 경우 사용합니다. | |||
| 스피커 시스템 | Any | 통해 참가자에게 호흡 동작 지침을 전달 | |
| Any | 참가자에게 호흡 동작 지침을 수동으로 전달하는 경우 사용합니다 |
참고문헌
- Ogawa, S., Lee, T. M., Kay, A. R., Tank, D. W. Brain magnetic resonance imaging with contrast dependent on blood oxygenation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 87 (24), 9868-9872 (1990).
- Friedrich, M. G., Karamitsos, T. D.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재인쇄 및 허가
정오
Formal Correction: Erratum: Oxygenation-sensitive Cardiac MRI with Vasoactive Breathing Maneuvers for the Non-invasive Assessment of Coronary Microvascular Dysfunction
Posted by JoVE Editors on 1/01/1970. Citeable Link.
This corrects the article 10.3791/64149
