Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Beoordeling van myocardiale fibrose en oedeem in de linker ventrikel bij atriumfibrilleren met behulp van cardiovasculaire MRI

50 weergaven

⸱

DOI:

10.3791/71491

⸱

21 augustus 2026

 ,  , 
1Radiology Department, China-Japan Union Hospital of Jilin University

In dit artikel

Samenvatting

Dit protocol beschrijft een gestandaardiseerde, alles-in-één cardiovasculaire magnetische resonantie (CMR)-procedure voor het karakteriseren van de structuur, functie en myocardiale weefseleigenschappen van het linkeratrium en het linkerventrikel bij patiënten met atriumfibrilleren (AF). Het omvat de voorbereiding van de patiënt, de beeldverwerving en de nabewerking, samen met representatieve beeldbevindingen bij patiënten met AF.

Samenvatting

De progressieve vergrijzing van de bevolking heeft geleid tot een gestage stijging van de incidentie van atriumfibrilleren (AF), waardoor het beheer van de prognose op lange termijn een steeds belangrijker klinisch aandachtspunt is geworden. Naast het vormen van een vicieuze cirkel met progressieve atriale dysfunctie, bevordert AF nadelige remodellering en functionele beperking van de ventrikels, waardoor het risico op hartfalen toeneemt. Cardiale MRI (CMR), als de gouden standaard voor het evalueren van de hartfunctie, kan niet alleen functionele afwijkingen van de atria en ventrikels nauwkeurig beoordelen, maar dankzij kwantitatieve assessmenttechnieken, waaronder T1-mapping, T2-mapping en de extracellulaire volumefractie (ECV), is ook een vroege en precieze kwantificering van ventrikulaire myocardpathologie mogelijk. Het hoofddoel van deze studie is het bieden van een uitgebreide beoordeling van het linkeratrium en de linkerventrikel bij patiënten met AF met behulp van een one-stop CMR-protocol gebaseerd op multiparametrische kwantitatieve myocardanalyse, om betrouwbare gegevens te leveren voor klinische behandelbeslissingen, preoperatieve beoordeling en langetermijnfollow-up.

Inleiding

Atriumfibrilleren (AF), de meest voorkomende vorm van aanhoudende aritmie, vertoont een gestaag stijgende incidentie1. Deze progressieve aandoening begint doorgaans met structurele en functionele ontregeling van het linker atrium (LA) en leidt uiteindelijk tot dilatatie van de linker ventrikel (LV) en een verslechterde systolische en diastolische functie, waarbij de aandoening meestal evolueert van een paroxysmale naar een persistente vorm2. AF wordt gekenmerkt door structurele, elektrische en contractiele remodellering van het atrium. Het is ook geassocieerd met systemische inflammatie en diffuse fibrose, wat uiteindelijk ook leidt tot fibrotische en inflammatoire veranderingen in de ventrikel3. Een groeiende hoeveelheid bewijs wijst erop dat myocardiale fibrose en inflammatie nauw verbonden zijn met de pathogenese van AF4. Pathologische studies hebben bevestigd dat patiënten met AF diffuse myocardiale fibrose van de linker ventrikel vertonen5.

Cardiovasculaire magnetische resonantie (CMR) biedt multi-parameter, multi-planaire en multi-sequentie beeldvorming, waardoor een uitgebreide evaluatie van de structuur, functie, bloedstroom en weefselkenmerken van het hart mogelijk is. De klinische toepasbaarheid hiervan krijgt steeds meer aandacht. Conventionele beeldvormingstechnieken (late gadolinium-verbetering en T2WI) zijn grotendeels kwalitatief of semi-kwantitatief en zijn nuttig voor het evalueren van focale myocardlaesies. Ze hebben echter aanzienlijke beperkingen bij diffuse laesies en vroege micro-laesies6. Kwantitatieve CMR-technieken (T1-mapping, T2-mapping en ECV) hebben dit tekort effectief opgelost. T1- en T2-mapping zijn inherente eigenschappen van het weefsel en vertegenwoordigen respectievelijk de longitudinale en transversale relaxatietijden van het weefsel. De extracellulaire volumefractie (ECV) verwijst naar het percentage van het volume van de extracellulaire matrix in het totale myocardvolume7. Theoretisch gezien heeft normaal myocardweefsel vaste waarden voor T1-mapping, T2-mapping en ECV onder dezelfde omstandigheden. In ziektebeelden treden pathologische veranderingen op in de myocardcellen en/of de interstitiële matrix, waardoor deze waarden dienovereenkomstig veranderen. T1-mapping, T2-mapping en ECV via CMR maken een kwantitatieve beoordeling van myocardfibrose en ontsteking mogelijk8,9.

Studies hebben aangetoond dat kwantitatieve CMR-technieken significant werden beïnvloed door factoren zoals de fabrikant van de scanapparatuur, de veldsterkte en zelfs de sequentie, waardoor het wordt aanbevolen om normale referentiewaarden vast te stellen die geschikt zijn voor dit centrum op basis van verschillende apparatuur, veldsterktes en sequenties7. Studies10 hebben aangetoond dat de normale globale T1- en T2-referentiewaarden op een 3.0T MR-scanner respectievelijk 1193 ms ± 34 ms en 36 ms ± 2.5 ms waren. Een andere meta-analyse11 naar native T1 en ECV in de normale populatie toonde aan dat het gepoelde gemiddelde van native T1 976 msec (95% betrouwbaarheidsinterval [CI]: 969 ms, 983 ms) was bij 1.5 T en 1159 ms (95% CI: 1143 ms, 1175 ms) bij 3.0 T; het gepoelde gemiddelde van ECV was 25.9% bij 1.5 T (95% CI: 25.5%, 26.3%) en 3.0 T (95% CI: 25.4%, 26.5%). Er is een inverse lineair verband gerapporteerd tussen de post-contrast native T1-tijd van het LV-myocardium en de totale mate van myocardiale fibrose12,13. LV T1-mapping kan dienen als een kwantitatieve indicator van verhoogde myocardiale fibrose bij patiënten met hypertrofische cardiomyopathie14, niet-ischemische gedilateerde cardiomyopathie15 en acuut of chronisch myocardinfarct16. Studies hebben verder aangetoond dat LV myocardiale interstitiële fibrose bij patiënten met AF nauw gerelateerd is aan hartdisfunctie17,18, en dat patiënten met AF hogere T1- en T2-mappingwaarden vertonen dan patiënten zonder AF19. De huidige studie analyseerde kwantitatief de atriale en ventriculaire functie, samen met weefselkenmerken (T1-mapping, T2-mapping en ECV), bij patiënten met AF, om uitgebreide kwantitatieve gegevens te verschaffen ter ondersteuning van behandelstrategieën.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Voor deze studie werden opeenvolgende patiënten met paroxysmale atriumfibrillatie geïncludeerd die tussen januari 2024 en september 2025 een CMR-onderzoek ondergingen in het China-Japan Union Hospital van de Jilin University. De studie werd goedgekeurd door de ethische commissie van het China-Japan Union Hospital van de Jilin University (goedkeuringsnummer: 2021092704) en werd uitgevoerd in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki. De vertrouwelijkheid van de patiëntgegevens werd gedurende het gehele onderzoek strikt gewaarborgd.

1. Voorbereiding voor het scannen

  1. Registreer nauwkeurig de hartslag, bloeddruk, het gewicht en de lengte.
  2. Sluit contra-indicaties voor magnetische resonantie-beeldvorming (MRI) uit, waaronder nierinsufficiëntie, geïmplanteerde elektronische hartapparatuur, andere geïmplanteerde metalen voorwerpen in het lichaam, cochleaire implantaten, enz.
  3. Leg de relevante voorzorgsmaatregelen vóór het onderzoek uit en instrueer de deelnemer om gedurende de gehele scan stil te blijven liggen.
  4. Instrueer de deelnemer om de adem vast te houden aan het einde van de uitademing en een consistente ademhalingsamplitude te handhaven, zodat de beeldvormingspositie reproduceerbaar blijft over de verschillende acquisities.

2. CMR-scanning

OPMERKING: Voer alle CMR-onderzoeken uit op een 3.0 T CMR-systeem dat is uitgerust met een speciale cardiale phased-array oppervlaktespoel en een MR-compatibele elektrocardiografie (ECG) gating-unit.

  1. Cardiale cine-beeldvorming
    1. Verwerf cine-beelden met een balanced steady-state free precession (bSSFP)-sequentie tijdens een ademstopsituatie aan het einde van de uitademing met retrospectieve ECG-gating.
    2. Neem drie gestandaardiseerde long-axis views op (2-, 3- en 4-kamerbeelden) samen met 12–14 short-axis slices die de gehele ventrikel bestrijken, en reconstrueer 25 frames per hartcyclus.
    3. Gebruik de volgende belangrijkste scanparameters: matrix 216 × 256, FOV 340 mm × 340 mm, TR 3.0 ms, TE 1.7 ms, flip angle 45°–55°, temporele resolutie 30–55 ms, platedikte 8 mm en slice gap 2 mm.
  2. Late gadolinium enhancement (LGE)
    1. Gebruik een tweedimensionale phase-sensitive inversion recovery rapid small-angle excitation-sequentie.
    2. Injecteer het gadoliniumhoudende contrastmiddel (GBCA) via de vena mediana cubiti met een stroomsnelheid van 2 mL/s en een dosis van 0.2 mmol/kg. Zorg ervoor dat de stroomsnelheid niet te hoog is, omdat dit contrastmiddellekkage kan veroorzaken. Verwerf LGE-beelden 10–15 min na de GBCA-injectie.
    3. Neem LV short-axis en 2- en 4-kamerbeelden op. Gebruik de volgende belangrijkste scanparameters: TR 4.1 ms, TE 1.6 ms, TI 300 ms, flip angle 20°, FOV 260 mm × 350 mm, matrix 130 × 256 en platedikte 8 mm.
  3. Pre-contrast T1-mapping
    1. Verwerf native T1-maps met de motion-corrected spin-echo real steady-state free precession (SSFP)-gebaseerde modified Look-Locker inversion recovery (MOLLI)-sequentie.
    2. Scan drie LV short-axis slices (basale, mid- en apicale segmenten).
    3. Gebruik de volgende belangrijkste scanparameters: TR 2.8 ms, TE 1.18 ms, flip angle 35°, FOV 270 mm × 320 mm, matrix 144 × 256 en platedikte 10 mm.
  4. Post-contrast T1-mapping
    1. Herhaal de post-contrast T1-mapping van de eerder verworven short-axis slices ongeveer 15 min na intraveneuze injectie van het contrastmiddel. Gebruik dezelfde scanvlakken en parameters als die voor de pre-contrast T1-mapping zijn gebruikt.
      ​OPMERKING: Beoordeel elk T1-mappingbeeld onmiddellijk tijdens het onderzoek en herhaal de acquisitie zonder vertraging als er artefacten aanwezig zijn. Verwerf pre- en post-contrast T1-maps op identieke slice-locaties. Zorg ervoor dat het myocard in de basale en apicale slices volledig en duidelijk wordt weergegeven. Neem op dezelfde dag vóór het MR-onderzoek veneus bloed af om het hematocriet te bepalen.
  5. Native T2-mapping
    1. Verwerf native T2-maps met de steady-state free precession (SSFP)-sequentie gebaseerd op T2-preparatiepulsen. Gebruik een acquisitiemodus met een enkele ademstop en schakel bewegingscorrectie (MOCO) in om cardiale pulsatie- en respiratoire bewegingsartefacten te verminderen.
    2. Scan drie LV short-axis slices die overeenkomen met die voor de T1-mapping.
    3. Gebruik de volgende belangrijkste scanparameters: TR 207.5 ms, TE 1.3 ms, flip angle 12°, FOV 360 mm × 360 mm, platedikte 8 mm en matrix 256 × 166. Verwerf de originele beelden met drie verschillende T2-preparatietijden (TET2P = 0 ms, 30 ms, 55 ms) en gebruik deze beelden voor de daaropvolgende fitting om de native T2-waarden te berekenen.

3. CMR-beeldanalyse

OPMERKING: Gebruik de cvi42 CMR-analysesoftware voor de CMR-nabewerking. Overdraag de beeldgegevens naar de CMR-analysesoftware.

  1. Analyseer de volumes en functies van het linkeratrium en beide ventrikels.
    1. Bilaterale ventriculaire volumes en functies
      1. Gebruik de Function SAX-module (analyse van de ventriculaire functie met short-axis beelden) om de bilaterale ventriculaire functie te analyseren.
      2. Selecteer de ventriculaire short-axis cine-beelden en klik op Detect LV/RV Contours at ED/ES Phases. Laat de software automatisch de endocardiale en epicardiale grenzen van het linkerventrikel en de endocardiale grens van het rechterventrikel schetsen. Pas de contouren handmatig aan als de automatische afbakening onnauwkeurig is.
      3. Verkrijg de automatisch berekende biventriculaire functionele parameters, waaronder de ejectiefractie van het linkerventrikel (LVEF), het eind-diastolisch volume van het linkerventrikel (LVEDV), de index van het eind-diastolisch volume van het linkerventrikel (LVEDVI), het eind-systolisch volume van het linkerventrikel (LVESV), de index van het eind-systolisch volume van het linkerventrikel (LVESVI), de ejectiefractie van het rechterventrikel (RVEF), het eind-diastolisch volume van het rechterventrikel (RVEDV), de index van het eind-diastolisch volume van het rechterventrikel (RVEDVI), het eind-systolisch volume van het rechterventrikel (RVESV) en de index van het eind-systolisch volume van het rechterventrikel (RVESVI).
        ​OPMERKING: Zorg ervoor dat het verschil tussen de slagvolumes van het linker- en rechterventrikel binnen de 5 mL ligt.
    2. Volumes en functies van het linkeratrium
      1. Gebruik de Strain-module om de volumes van het linkeratrium (LA) te meten op basis van de LV 2- en 4-kamer cine-beelden. Schets handmatig de endocardiale en epicardiale grenzen van het LA bij de eind-systole en eind-diastole. Sluit de ostia van de longaders en het linker atriumoor uit van de contouren.
      2. Laat de software de LA-contouren automatisch propageren over alle hartfasen en genereer de LA-volumecurve (LAV) (Figuur 1). Identificeer de drie hartfasen die overeenkomen met de eind-LV-systole, de vroege diastole vóór de actieve LA-contractie en de eind-LV-diastole. Bepaal het maximale LA-volume (Vmax), het LA-volume vóór de atriale contractie (Vpre-a) en het minimale LA-volume (Vmin).
      3. Bereken de ejectiefracties van het linkeratrium (LAEF), waaronder de totale LAEF (LAEFtotal), de passieve LAEF (LAEFpassive) en de actieve LAEF (LAEFactive), met behulp van de volgende formules:
        Berekeningsformules:
        LAEF total＝ (Vmax－Vmin) /Vmax；
        LAEF passive＝ (Vmax－Vpre-a) /Vmax；
        LAEF active＝(Vpre-a－ V min) /Vpre-a
  2. Kwantitatieve analyse van T1-mapping
    1. Gebruik de Tissue T1-module om pre- en post-contrast T1-waarden te verkrijgen. Schets handmatig de endocardiale en epicardiale grenzen van het linkerventrikel op elk pre- en post-contrast beeld. Klik op Create T1 Map om de pre- en post-contrast T1-kaarten te genereren. Voer de hematocrietwaarde in het T1 Options-menu in en klik op Create ECV Map om de extracellulaire volumekaart (ECV) te genereren.
      OPMERKING: Vermijd het includeren van regio's die de metingen kunnen beïnvloeden, zoals de bloedpool van het LV grenzend aan het endocardium en pericardiaal vet grenzend aan het epicardium.
  3. Kwantitatieve analyse van T2-mapping
    1. Gebruik de Tissue T2-module om native T2-kaarten te verkrijgen. Schets handmatig de endocardiale en epicardiale grenzen van het linkerventrikel op elk beeld. Klik op Create T2 Map om de T2-kaart te genereren.
      OPMERKING: Vermijd het includeren van regio's die de metingen kunnen beïnvloeden, zoals de bloedpool van het LV grenzend aan het endocardium en pericardiaal vet grenzend aan het epicardium.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Statistische analyses

Alle analyses werden uitgevoerd met SPSS 29. Voor de basisinformatie en de kwantitatieve parameters van CMR werden indicatoren die een normale verdeling volgden uitgedrukt als gemiddelde ± standaarddeviatie; indicatoren die geen normale verdeling volgden, werden weergegeven als mediaan en interkwartielafstand. De vergelijking van meetgegevens of telgegevens tussen de twee groepen werd uitgevoerd met de t-test voor twee onafhankelijke steekproeven...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Atriale fibrillatie (AF) behoort tot de meest voorkomende aritmieën, en de belangrijkste pathologische basis hiervan is algemeen erkend als structurele, elektrische en functionele remodellering van het linkeratrium. Om deze reden is de aandacht traditioneel gericht op structurele en functionele veranderingen van het atrium. Het belangrijkste nadelige gevolg van AF is de inductie van nieuw hartfalen of de verergering van reeds bestaand hartfalen, een proces dat mechanistisch gekoppeld kan zijn aan interstitiële fibrose en...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs verklaren dat er geen belangenverstrengeling is.

Dankbetuigingen

Dit onderzoek werd gefinancierd door het Health Science and Technology Innovation Project van de Jilin Provincial Health Commission (beurznummer 2020J044). De financier heeft geen rol gespeeld in het ontwerp, de uitvoering of de rapportage van de studie.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
cvi42 CMR-analysesoftwareCircle Cardiovascular Imaging (Canada)www.circlecvi.comBeeldbewerking, ventriculaire functie, atriale strain, T1/T2-mapping en ECV-analyse
Speciale cardiale phased-array oppervlaktespoelSiemens Healthineerswww.siemens-healthineers.comOppervlaktespoel voor cardiale beeldvorming
Gadoliniumhoudend contrastmiddel (GBCA)Fabrikant niet gespecificeerdN/AIntraveneus contrastmiddel voor LGE-beeldvorming en T1-mapping na contrasttoediening
IBM SPSS Statistics versie 29IBMwww.ibm.com/products/spss-statisticsStatistische analyse
MAGNETOM Spectra 3.0 T Magnetic Resonance Imaging-systeemSiemens Healthineerswww.siemens-healthineers.com3.0 T cardiovasculaire MRI-scanner
MR-compatibele elektrocardiografie (ECG) gating-unitSiemens Healthineerswww.siemens-healthineers.comECG-gating tijdens CMR-acquisitie

Referenties

  1. Lippi G, Sanchis-Gomar F, Cervellin G. Global epidemiology of atrial fibrillation: an increasing epidemic and public health challenge. Int J Stroke. 2021;16(2):217-221.
  2. Kato T, Yamashita T, Sagara K, et al. Progressive nature of paroxysmal atrial fibrillation: observations from a 14-year follow-up study. Circ J. 2004;68(6):568-572.
  3. Dzeshka MS, Lip GYH, Snezhitskiy V, et al. Cardiac fibrosis in patients with atrial fibrillation: mechanisms and clinical implications. J Am Coll Cardiol. 2015;66(8):943-959.
  4. Oikonomou E, Zografos T, Papamikroulis GA, et al. Biomarkers in atrial fibrillation and heart failure. Curr Med Chem. 2019;26(5):873-887.
  5. Frustaci A, Caldarulo M, Buffon A, et al. Cardiac biopsy in patients with "primary" atrial fibrillation: histologic evidence of occult myocardial diseases. Chest. 1991;100(2):303-306.
  6. Flett AS, Hayward MP, Ashworth MT, et al. Equilibrium contrast cardiovascular magnetic resonance for the measurement of diffuse myocardial fibrosis: preliminary validation in humans. Circulation. 2010;122(2):138-144.
  7. Messroghli DR, Moon JC, Ferreira VM, et al. Clinical recommendations for cardiovascular magnetic resonance mapping of T1, T2, T2* and extracellular volume: a consensus statement by the Society for Cardiovascular Magnetic Resonance (SCMR) endorsed by the European Association for Cardiovascular Imaging (EACVI). J Cardiovasc Magn Reson. 2017;19(1):75.
  8. Robinson AA, Chow K, Salerno M. Myocardial T1 and extracellular volume measurement: underlying concepts and technical considerations. JACC Cardiovasc Imaging. 2019;12(11 Pt 2):2332-2344.
  9. O'Brien AT, Gil KE, Varghese J, et al. T2 mapping in myocardial disease: a comprehensive review. J Cardiovasc Magn Reson. 2022;24(1):33.
  10. Xu Z, Li W, Wang J, et al. Reference ranges of myocardial T1 and T2 mapping in healthy Chinese adults: a multicenter 3T cardiovascular magnetic resonance study. J Cardiovasc Magn Reson. 2023;25(1):64.
  11. Gottbrecht M, Kramer CM, Salerno M. Native T1 and extracellular volume measurements by cardiac MRI in healthy adults: a meta-analysis. Radiology. 2019;290(2):317-326.
  12. Iles L, Pfluger H, Phrommintikul A, et al. Evaluation of diffuse myocardial fibrosis in heart failure with cardiac magnetic resonance contrast-enhanced T1 mapping. J Am Coll Cardiol. 2008;52(19):1574-1580.
  13. Sibley CT, Noureldin RA, Gai N, et al. T1 mapping in cardiomyopathy at cardiac MR: comparison with endomyocardial biopsy. Radiology. 2012;265(3):724-732.
  14. Amano Y, Takayama M, Kumita S. Contrast-enhanced myocardial T1-weighted scout (Look-Locker) imaging for the detection of myocardial damage in hypertrophic cardiomyopathy. J Magn Reson Imaging. 2009;30(4):778-784.
  15. Han Y, Peters DC, Dokhan B, Manning WJ. Shorter difference between myocardium and blood optimal inversion time suggests diffuse fibrosis in dilated cardiomyopathy. J Magn Reson Imaging. 2009;30(5):967-972.
  16. Messroghli DR, Walters K, Plein S, et al. Myocardial T1 mapping: application to patients with acute and chronic myocardial infarction. Magn Reson Med. 2007;58(1):34-40.
  17. Ling LH, Kistler PM, Ellims AH, et al. Diffuse ventricular fibrosis in atrial fibrillation: noninvasive evaluation and relationships with aging and systolic dysfunction. J Am Coll Cardiol. 2012;60(23):2402-2408.
  18. McLellan AJA, Ling LH, Azzopardi S, et al. Diffuse ventricular fibrosis measured by T1 mapping on cardiac MRI predicts success of catheter ablation for atrial fibrillation. Circ Arrhythm Electrophysiol. 2014;7(5):834-840.
  19. Treiber JM, Sebastian JS, Backhaus SJ, et al. Atrial fibrillation is linked to increased left ventricular fibrosis and inflammation measured by CMR with prognostic implications. Int J Cardiovasc Imaging. 2026;42:799-808.
  20. Sossalla S, Pabel S, Knierim M, et al. Effects of atrial fibrillation on the human ventricle. Circ Res. 2022;130(7):994-1010.
  21. Sossalla S, Vollmann D. Arrhythmia-induced cardiomyopathy. Dtsch Arztebl Int. 2018;115(19):335-341.
  22. Marrouche NF, Brachmann J, Andresen D, et al. Catheter ablation for atrial fibrillation with heart failure. N Engl J Med. 2018;378(5):417-427.
  23. Prabhu S, Taylor AJ, Costello BT, et al. Catheter ablation versus medical rate control in atrial fibrillation and systolic dysfunction: the CAMERA-MRI study. J Am Coll Cardiol. 2017;70(16):1949-1961.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Tags

Myocardiaal oedeembeoordeling van de linker ventrikelT1-mappingT2-mappingextracellulair volumeventriculaire remodelleringhartfunctie
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.