Artykuł metodologiczny

Szacowanie obustronnej funkcji przedsionków za pomocą śledzenia cech rezonansu magnetycznego układu krążenia u pacjentów z napadowym migotaniem przedsionków

3.1K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/63598

⸱

20 lipca 2022

 ,  ,  ,  , 
1Radiology Department, China-Japan Union Hospital of Jilin University, 2Cardiology Department, China-Japan Union Hospital of Jilin University

* These authors contributed equally

W tym artykule

Podsumowanie

Funkcja przedsionków jest związana z odkształceniem i szybkością odkształcania. W tym badaniu zastosowano technikę śledzenia cech rezonansu magnetycznego serca (CMR-FT) w celu ilościowego określenia globalnego i segmentowego naprężenia podłużnego lewego i prawego przedsionka oraz szybkości odkształcania u osób z napadowym migotaniem przedsionków.

Streszczenie

Migotanie przedsionków (AF) jest najczęstszą formą arytmii. Przebudowa przedsionków jest uważana za najbardziej krytyczny mechanizm obecności i rozwoju migotania przedsionków. Ponadto przebudowa przedsionków może prowadzić do powiększenia i dysfunkcji lewego przedsionka (LA), co skutkuje zakrzepicą i niewydolnością serca. Zmiany funkcjonalne w odkształceniu i szybkości odkształcania lewego przedsionka występują przed zmianami strukturalnymi i są ściśle związane z przebudową strukturalną i zwłóknieniem lewego przedsionka. Parametry te są czułymi biomarkerami funkcji przedsionków. Śledzenie cech rezonansu magnetycznego serca (CMR-FT) to nowatorska, nieinwazyjna technika przetwarzania końcowego, która może ocenić odkształcenie lewego przedsionka i szybkość odkształcania. CMR-FT został wykorzystany w tym badaniu do oceny obustronnego odkształcania przedsionka u osób z napadowym migotaniem przedsionków. Modyfikacje w każdym szczepie segmentowym oceniano za pomocą analizy segmentowej. CMR-FT jest zalecany do nieinwazyjnych ocen w klinicznej ocenie szczepu przedsionków wśród istniejących technik obrazowania szczepów. Co więcej, jest to elastyczny pomiar parametrów o dobrej odtwarzalności, wysokiej rozdzielczości tkanek miękkich i przetwarzaniu końcowym opartym na standardowych obrazach długoosiowych o zrównoważonej stabilnej precyzji w stanie ustalonym (bSSFP) bez konieczności akwizycji nowej sekwencji.

Wprowadzenie

Migotanie przedsionków (AF) jest najczęstszą tachyarytmią, a jej częstość występowania wzrasta wraz z wiekiem1. Według badań, przebudowa przedsionków jest ściśle związana z rozwojem migotania przedsionków i może nasilać efekt kardiomiopatii przedsionkowej2. Funkcja lewego przedsionka (LA) jest kluczowym wskaźnikiem i biomarkerem subklinicznych zaburzeń serca3. Funkcja LA może zapewnić istotną wartość diagnostyczną odzwierciedlającą dysfunkcję rozkurczową4 oraz określić początek, przebieg i rokowanie migotania przedsionków (AF)5.

Funkcję przedsionkową można podzielić na funkcje zbiornika, przewodu i pompy wspomagającej, odpowiadające skurczowi komorowemu, wczesnemu rozkurczowi i późnemu rozkurczowi. Funkcja zbiornika odpowiada przedsionkowi odbierającemu przepływ krwi z żyły płucnej do maksymalnej objętości, gdy komora jest w skurczu3. Podczas wczesnego rozkurczu komory zastawka przedsionkowo-komorowa otwiera się, dzięki czemu przedsionek może służyć jako kanał przepływu krwi z przedsionków do komory3. Po wejściu do późnego rozkurczu, przedsionek agresywnie kurczy się podczas fazy pompy wspomagającej, aby zakończyć napełnianie komór3. Nieregularna morfologia i funkcja komór może bezpośrednio powodować zmiany w krążeniu przedsionkowym. Ocena zmian w tej funkcji jest niezbędna do zrozumienia mechanizmu fizjologii i hemodynamiki całego serca. Ponadto powiększenie lewego przedsionka wiąże się ze złym rokowaniem w przypadku różnych chorób sercowo-naczyniowych6. Markery morfologiczne są mniej wrażliwe na dysfunkcję komór i przedsionków niż wskaźniki obciążenia funkcjonalnego. Wcześniejsze badania wykazały, że zmiany w odkształceniu i szybkości odkształcenia lewego przedsionka zachodzą przed zmianami strukturalnymi, ściśle związanymi z przebudową strukturalną i zwłóknieniem mięśnia sercowego w lewym przedsionku7,8.

Wczesne oceny szczepu przedsionków opierały się głównie na echokardiograficznym śledzeniu plamek9,10. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego serca (CMR) może zapewnić lepszą rozdzielczość przestrzenną, kontrast tkankowy i bardziej precyzyjne odwzorowanie obwodu ściany przedsionka. Śledzenie cech rezonansu magnetycznego serca (CMR-FT) zostało wykorzystane do oceny obciążenia komór, a następnie zostało zastosowane do atrium3. Metoda ta stała się bardziej rozpowszechniona w monitorowaniu funkcji przedsionków. Badania wykazały, że funkcja lewego przedsionka jest niezależnym czynnikiem prognostycznym migotania przedsionków (AF), udaru mózgu i nawrotu migotania przedsionków po ablacji prądem o częstotliwości radiowej10,11,12,13,14,15. Podczas gdy ocena odkształcenia prawego przedsionka (RA) za pomocą rezonansu magnetycznego jest rzadkością, Esra i wsp. ujawnili, że funkcja zbiornika RA i pompy wspomagającej jest znacznie zmniejszona u osób z regularnym trzepotaniem przedsionków i migotaniem przedsionków (AF)16. Ponadto segmentowa analiza odkształceń może pomóc w badaniu zmian w regionalnej funkcji lub przebudowie przedsionków. Niniejsze badanie dostarcza technicznego protokołu dla CMR-FT lewego i prawego przedsionka oraz segmentowego odkształcenia i szybkości odkształcania.

Protokół

Niniejsza procedura badawcza ściśle przestrzega zasad ustalonych przez komisję etyki badań z udziałem ludzi w China-Japan Union Hospital Uniwersytetu w Jilin (nr 2021092704). Przed ablacją częstotliwości radiowej CMR było wymagane u wszystkich pacjentów z migotaniem przedsionków. W związku z tym nasze badanie nie stanowiło dodatkowego obciążenia dla pacjentów. Dodano sekwencje cine bSSFP dwujamowe prawej komory, co wydłużyło czas każdego badania o 2 min. Przed testem od każdego uczestnika uzyskano pisemną zgodę na udział w badaniu. Pacjenci, którzy odmówili wykonania dodatkowej sekwencji, zostali wykluczeni z eksperymentu. Wykluczono również pacjentów z niską jakością obrazu lub migotaniem przedsionków (AF) podczas badania.

1. Przygotowanie przed skanowaniem

  1. Sprawdź informacje o pacjencie: Dokładnie zmierzono tętno, ciśnienie krwi, masę ciała oraz wzrost pacjentów. Lekarz dyżurny opracowuje sekwencję wstępną w oparciu o historię choroby i inne badania uzupełniające, a następnie potwierdza szybkie korekty analizy w zależności od rzeczywistych okoliczności.
  2. Wyklucz pacjentów z przeciwwskazaniami do badania MRI, w tym z niewydolnością nerek z eGFR ≤ 30 mL/min/1.73 m2, wszczepionymi urządzeniami elektronicznymi do serca, wszczepionymi urządzeniami metalowymi, implantami ślimakowymi itp.
  3. Ułóż pacjenta w pozycji na plecach z głową uniesioną i ramionami wzdłuż ciała. Ze względu na czas trwania badania nie należy unosić kończyny górnej ponad głowę.
  4. Oczyść skórę i umieść elektrody zgodnie z instrukcjami producenta. Upewnij się, że niemetalowe elektrody do EKG są prawidłowo rozmieszczone na powierzchni przedniej ściany klatki piersiowej, aby uzyskać precyzyjny gating EKG. Dokładna fala R jest niezbędna do redukcji artefaktów CMR.
    UWAGA: Po podłączeniu elektrod EKG, zapis EKG pacjenta jest wyświetlany na komputerze w czasie rzeczywistym w celu pomiaru fali R. Jeśli fala R nie jest wystarczająco wyraźna, należy zmienić położenie elektrod na klatce piersiowej pacjenta.
  5. Umieść 16-kanałową cewkę sercową równolegle do górnej krawędzi łopatki. Upewnij się, że cewka znajduje się w linii z sercem i jest przesunięta w lewo.
  6. Poproś pacjentów o wstrzymanie oddechu na koniec wydechu i o zachowanie tej samej amplitudy ruchu oddechowego, aby zapewnić spójność pozycji skanowania. Czas wstrzymania oddechu wynosił 10-18 s. Pacjentom zapewniono odpowiednią ilość czasu na trening oddechowy. Podczas badania odnotowano tętno oraz czas wstrzymania oddechu.

2. Skanowanie CMR

  1. Zastosuj metodę lokalizacji w trzech płaszczyznach, aby wyznaczyć obrazy cine w osi długiej [widoki dwu-, trzy- i czterojamowe lewej komory (LV)] oraz w osi krótkiej komory (tj. obejmujące całą LV). Proces pozycjonowania przedstawiono na Rysunku 1.
    1. Wykonaj ortogonalne lokalizatory wielowarstwowe w przekrojach poprzecznym, strzałkowym i czołowym serca (Rysunek 1A).
    2. Uzyskaj lokalizator dwujamowy, wybierając z obrazów poprzecznych przekrój poprzeczny na wysokości środka komory. Ustaw warstwę pionowo na obrazie poprzecznym, równolegle do przegrody i przechodzącą przez wierzchołek LV (Rysunek 1B).
    3. Wykonaj lokalizator czterojamowy, ustawiając warstwę pionowo na lokalizatorze dwujamowym, tak aby przechodziła przez wierzchołek serca i środek zastawki mitralnej (Rysunek 1C).
    4. Wykonaj lokalizator osi krótkiej, ustawiając warstwę pionowo na lokalizatorach czterojamowym i dwujamowym. Warstwa ta powinna być prostopadła do przegrody na lokalizatorze czterojamowym i pod kątem prostym do osi długiej na lokalizatorze dwujamowym (Rysunek 1D).
  2. Na podstawie powyższych lokalizatorów wygeneruj następujące standardowe widoki.
    1. Uzyskaj widok czterojamowy. Automatycznie pojawi się warstwa (linia pozycjonowania); następnie ustaw ją przez środek LV i pionowo względem przegrody na lokalizatorze osi krótkiej. Umieść warstwę przez wierzchołek serca i dostosuj ją do środka zastawki mitralnej na lokalizatorze dwujamowym, aby uzyskać widok czterojamowy. Kliknij Apply, aby zatwierdzić widok czterojamowy (Rysunek 1E).
    2. Uzyskaj widok dwujamowy. Na lokalizatorach osi krótkiej ustaw warstwę równolegle do przegrody i dostosuj ją do środka LV. Na widoku czterojamowym umieść warstwę równolegle do przegrody i przechodzącą przez wierzchołek LV (Rysunek 1F).
    3. Uzyskaj widok trzyjamowy: Ustaw warstwę przez środek aorty i lewego przedsionka na lokalizatorach osi krótkiej. Upewnij się, że warstwa przechodzi przez wierzchołek LV na widoku czterojamowym (Rysunek 1G).
    4. Uzyskaj widoki osi krótkiej. Ustaw warstwy pionowo względem przegrody i równolegle do pierścienia zastawki mitralnej na widoku czterojamowym. Następnie rozmieść warstwy pionowo wzdłuż linii łączącej wierzchołek LV ze środkiem pierścienia zastawki mitralnej na widoku dwujamowym (Rysunek 1H).
  3. Uzyskaj widok dwujamowy prawej komory (RV), ustawiając warstwę równolegle do przegrody i przesuwając ją na środek RV na widoku osi krótkiej. Ustaw warstwę równolegle do przegrody na widoku czterojamowym, a następnie przesuń ją na środek RV. Nie należy przecinać LV na części (Rysunek 1I).
  4. Wykonaj sekwencje cine CMR w widokach dwu- i czterojamowych lewej i prawej komory, widoku trzyjamowym lewej komory oraz widoku osi krótkiej lewej komory, stosując sekwencję bSSFP z retrospektywnym bramkowaniem EKG na skanerze MR 3.0-T.
    1. Użyj następujących głównych ustawień parametrów: macierz = 192 x 192, pole widzenia (FOV) = 340 mm x 340 mm, czas repetycji (TR) = 3.0 ms, czas echa (TE) = 1.7 ms, kąt odchylenia (FA) = 45°-55°, rozdzielczość czasowa = 30-55 ms, grubość warstwy = 8 mm oraz przerwa między warstwami = 2 mm.
      UWAGA: Wszyscy pacjenci powinni znajdować się w rytmie zatokowym podczas obrazowania CMR.

3. Analiza funkcji komór i przedsionków

  1. Analiza funkcji komór
    1. Kliknij PACS, następnie wprowadź Patient ID i użyj funkcji Search Current Patient , aby znaleźć obrazy. Następnie kliknij Retrieve, aby przenieść obrazy na stację roboczą do postprocessingu sercowo-naczyniowego. Użyj modułu Function Multiplanar (analiza funkcji komór w trybie wielopłaszczyznowym) do analizy funkcji komór.
    2. Wybierz obraz cine komory w osi krótkiej i kliknij Detect LV/RV Contours at ED/ES Phases.
      UWAGA: Kontury komór w fazie końca rozkurczu (ED) i końca skurczu (ES), wsierdzia oraz osierdzia są obecne we wszystkich przekrojach i są obrysowywane automatycznie. Jama LV obejmuje drogi odpływu z komory. Jeśli automatyczna identyfikacja nie jest dokładna, należy ją skorygować ręcznie. Stacja robocza do postprocessingu sercowo-naczyniowego automatycznie oblicza frakcję wyrzutową lewej komory (LVEF), objętość końcoworozkurczową lewej komory (LVEDV), objętość końcowoskurczową lewej komory (LVESV), wskaźnik objętości końcoworozkurczowej lewej komory (LVEDVI), wskaźnik objętości końcowoskurczowej lewej komory (LVESVI), frakcję wyrzutową prawej komory (RVEF), objętość końcoworozkurczową prawej komory (RVEDV), objętość końcowoskurczową prawej komory (RVESV), wskaźnik objętości końcoworozkurczowej prawej komory (RVEDVI) oraz wskaźnik objętości końcowoskurczowej prawej komory (RVESVI).
  2. Analiza funkcji lewego przedsionka
    1. Użyj modułu Tissue Tracking (Feature Tracking), aby zmierzyć objętości i odkształcenia LA w obrazach cine CMR lewej komory (LV) w widokach czterech-, trzech- i dwujamowym.
    2. Ręcznie obrysuj granice wsierdzia i osierdzia lewego przedsionka (LA) w końcowej fazie skurczu i rozkurczu lewego przedsionka (Ryc. 2).
    3. Wyklucz żyły płucne i uszko lewego przedsionka z obrysu LA.
    4. Po zakończeniu obrysowywania upewnij się, że ROI Series (Segment number selection key) wyświetla wartość 6 (obrazy cine CMR LV w widokach czterojamowym i dwujamowym są podzielone na sześć segmentów).
    5. Kliknij przycisk Perform Strain Analysis, aby oprogramowanie automatycznie śledziło piksele na ekranie podczas całego cyklu serca (25 klatek/cykl serca).
    6. Upewnij się, że oprogramowanie automatycznie oblicza krzywe objętość/czas lewego przedsionka, odkształcenie globalne i segmentowe oraz szybkość odkształcenia.
    7. Użyj krzywych objętość/czas, aby uzyskać maksymalną objętość lewego przedsionka (LAVmax), aktywną objętość przedsionkową przedskurczową we wczesnej fazie rozkurczu lewej komory (LAVpre-A) oraz minimalną objętość lewego przedsionka (LAVmin). Oblicz całkowitą, bierną i aktywną frakcję opróżniania (EF) LA w następujący sposób19:
      Wzór LAEF, równanie analizy równowagi statycznej, zastosowanie w matematyce edukacyjnej.
      Równanie równowagi statycznej, LAEF bierna, analiza wzoru, diagram edukacyjno-badawczy.
      Wzór LAEF, obliczanie frakcji opróżniania lewego przedsionka, równanie matematyczne dla badań serca.
    8. Wyznacz szczytowe globalne odkształcenie podłużne w skurczu (Sls) oraz odkształcenie aktywne (Sla) z krzywej odkształcenia lewego przedsionka (Ryc. 2) i oblicz różnicę między Sls a Sla jako odkształcenie bierne (Sle)19.
    9. Z krzywej szybkości odkształcenia wyznacz szczytową szybkość odkształcenia lewego przedsionka w skurczu lewej komory (SRs) (wartość szczytowa pierwszej dodatniej fali na krzywej), szczytową szybkość odkształcenia we wczesnej fazie rozkurczu lewej komory (SRe) (wartość szczytowa pierwszej ujemnej fali na krzywej) oraz szczytową szybkość odkształcenia w późnej fazie rozkurczu lewej komory (SRa) (drugi szczyt ujemnej fali na krzywej)19 (Ryc. 2).
  3. Analiza funkcji prawego przedsionka
    1. Wyznacz objętości i odkształcenia prawego przedsionka za pomocą modułu Tissue Tracking (Feature Tracking) w oparciu o obrazy cine CMR prawej komory (RV) w widokach czterojamowym i dwujamowym.
    2. Ręcznie obrysuj granice wsierdzia i osierdzia prawego przedsionka (RA) w końcowej fazie skurczu i rozkurczu prawego przedsionka (Ryc. 3).
    3. Wyklucz żyły główne i uszko prawego przedsionka z obrysu RA.
    4. Kolejne kroki były takie same jak w punktach 3.2.4 i 3.2.6.
    5. Wyznacz parametry funkcjonalne prawego przedsionka, stosując kroki 3.2.3 i 3.2.5.

Wyniki

Od lipca 2020 do sierpnia 2021 roku oceniono 243 osoby poddawane badaniom MRI w naszym szpitalu, z czego ostatecznie do badania zakwalifikowano 71 pacjentów z AF, u których wykonano obrazowanie CMR. Pacjentów wykluczono na podstawie następujących kryteriów: nieischemiczna kardiomiopatia potwierdzona badaniem CMR, taka jak kardiomiopatia przerostowa, kardiomiopatia rozstrzeniowa i amyloidoza mięśnia sercowego (n = 11); zawał mięśnia sercowego (n = 8); nieodpowiednia jakość obrazu z powodu silnych artefaktów CMR w obrazowaniu cine (n = 2); utrwalone AF (n = 23) oraz AF podczas badania CMR (n = 6). Ostatecznie do badania wybrano 21 pacjentów z napadowym AF, u których badanie MRI wykonano w rytmie zatokowym. Grupa kontrolna składała się z 19 osób o dopasowanym wieku i płci z prawidłowym wynikiem CMR. Tabela 1 podsumowuje podstawowe dane demograficzne pacjentów z napadowym AF oraz grupy kontrolnej.

Wszystkie obrazy CMR zostały przesłane na stację roboczą do postprocessingu kardiologicznego w celu analizy przez dwóch radiologów z ponad 5-letnim doświadczeniem w zakresie postprocessingu. Dwaj radiolodzy uśrednili dane i dokonali ponownych pomiarów w przypadkach wystąpienia istotnych różnic. Oprócz standardowych parametrów funkcji lewej i prawej komory, zbadano parametry funkcji lewego i prawego przedsionka. Parametry odkształcenia (strain) przedsionków obejmowały odkształcenie podłużne oraz szybkość odkształcenia (strain rate) w fazach rezerwuarowej, przewodzącej i pompy wspomagającej (Rysunek 2 i Rysunek 3). Poza globalnym odkształceniem podłużnym, przeprowadzono analizę segmentową (6 segmentów) parametrów odkształcenia w rzutach czterojamowym i dwujamowym, aby ocenić wpływ AF na podłużne odkształcenie przedsionka w poszczególnych segmentach. Wyniki wykazały, że globalne odkształcenie podłużne lewego i prawego przedsionka w fazie rezerwuarowej w grupie AF było istotnie niższe niż w grupie kontrolnej (Rysunek 4). W rzutach czterojamowym i dwujamowym odkształcenie podłużne każdego segmentu lewego przedsionka w fazie rezerwuarowej było istotnie niższe niż w grupie kontrolnej (Rysunek 5).

Skany MRI przedstawiające anatomię serca; wiele widoków w skali szarości do analizy klinicznej.
Rysunek 1: Ilustracja lokalizacji w trzech płaszczyznach. (A) Ortogonalne lokalizatory wielowarstwowe; (B) Pozycjonowanie i lokalizator dwujamowy; (C) Pozycjonowanie i lokalizator czterojamowy; (D) Pozycja warstwy i lokalizator w osi krótkiej; (E) Pozycjonowanie i widok czterojamowy; (F) Pozycjonowanie i widok dwujamowy; (G) Pozycjonowanie i widok trójjamowy; (H) Pozycjonowanie i widok w osi krótkiej; (I) Pozycjonowanie i widok dwujamowy prawej komory. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Analiza MRI serca z zaznaczonymi jamami serca, panele A-F; G-H przedstawiają wykresy odkształcenia dla badania funkcji.
Rysunek 2: Pomiary podłużnego odkształcenia (strain) i szybkości odkształcenia (strain rate) lewego przedsionka z wykorzystaniem techniki feature tracking w CMR na obrazach cine CMR w widoku czterojamowym, trzyjamowym i dwujamowym. (A-F) Śledzenie granic endokardium i epikardium lewego przedsionka pod koniec rozkurczu i skurczu na obrazach cine CMR w widoku czterojamowym, trzyjamowym i dwujamowym. (G-H) Krzywe odkształcenia i szybkości odkształcenia lewego przedsionka reprezentują trzy funkcje LA: funkcję rezerwuarową przedsionka (Sls: szczytowe globalne odkształcenie podłużne w skurczu; SRs: szybkość odkształcenia w skurczu), funkcję przewodową (Sle: odkształcenie bierne; SRe: wczesna rozkurczowa szybkość odkształcenia przedsionka) oraz funkcję pompy wspomagającej (Sla: odkształcenie czynne; SRa: późna rozkurczowa szybkość odkształcenia przedsionka). Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.

Analiza MRI serca z odkształceniem mięśnia sercowego, przedstawiająca naniesione kontury serca i wykresy odkształcenia.
Rycina 3: Pomiary podłużnego odkształcenia (strain) i szybkości odkształcenia (strain rate) prawego przedsionka z wykorzystaniem techniki feature tracking w CMR na podstawie obrazów cine CMR w rzucie czterojamowym i dwujamowym. (A-D) Śledzenie granic endokardium i epikardium prawego przedsionka w końcowej fazie rozkurczu i skurczu na obrazach cine CMR w rzucie czterojamowym i dwujamowym. (E-F) Krzywe odkształcenia i szybkości odkształcenia prawego przedsionka reprezentują trzy funkcje RA: funkcję rezerwuarową przedsionka (Sls: szczytowe globalne odkształcenie podłużne w skurczu; SRs: szybkość odkształcenia w skurczu), funkcję przewodzącą (Sle: odkształcenie pasywne; SRe: wczesna szybkość odkształcenia przedsionka w rozkurczu) oraz funkcję pompy wspomagającej (Sla: odkształcenie aktywne; SRa: późna szybkość odkształcenia przedsionka w rozkurczu). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Wykres słupkowy porównujący procentowe wartości odkształcenia w grupach NON AF i AF; zaznaczono istotność P<0.05.
Rycina 4: Porównanie globalnego odkształcenia podłużnego lewego i prawego przedsionka w grupach AF i kontrolnej podczas fazy rezerwuarowej. (A) Globalne odkształcenie podłużne lewego przedsionka podczas fazy rezerwuarowej w grupie AF było istotnie niższe niż w grupie kontrolnej (53.17% vs 33.59%, P < 0.05). (B) Globalne odkształcenie podłużne prawego przedsionka podczas fazy rezerwuarowej w grupie AF było istotnie niższe niż w grupie kontrolnej (49.99% vs 38.08%, P < 0.05). AF: migotanie przedsionków. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.

Wykres słupkowy porównujący wartości odsetka odkształcenia w warunkach NON AF i AF dla próbek od S1 do S6.
Rysunek 5: Porównanie odkształcenia podłużnego lewego przedsionka w widokach czterojamowym i dwujamowym z podziałem na sześć segmentów. (A) Odkształcenia podłużne lewego przedsionka w widoku czterojamowym z sześcioma segmentami w fazie rezerwuarowej były znacząco niższe niż w grupie kontrolnej. (B) Odkształcenia podłużne lewego przedsionka w widoku dwujamowym z sześcioma segmentami w fazie rezerwuarowej były znacząco niższe niż w grupie kontrolnej w fazie rezerwuarowej. AF = migotanie przedsionków. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Tabela 1: Informacje wyjściowe dla grup AF i kontrolnej. Kliknij tutaj, aby pobrać tę tabelę.

Dyskusja

Śledzenie cech rezonansu magnetycznego serca (CMR-FT) jest najczęściej wykorzystywaną technologią MR do analizy obciążenia mięśnia sercowego, ponieważ jest szybkie, proste i wydajne. Mierząc przemieszczenie i prędkość przemieszczenia między dwoma miejscami serca, szybkość odkształcania uzyskana przez CMR-FT może być wykorzystana do określenia funkcji przedsionków. Szczep jest przedstawiany w procentach, wskazując proporcjonalną krzywiznę mięśnia sercowego18.

Odkształcenie odzwierciedla zdolność mięśnia sercowego do odkształcania, podczas gdy odkształcanie się szybkości odkształcania mięśnia sercowego. Krzywa naprężenia szybko rozszerzała się podczas skurczu komorowego, aby osiągnąć szczyt, co oznacza maksymalne zniekształcenie mięśnia sercowego podczas rozkurczu przedsionków. Ze względu na rozszerzanie się mięśnia sercowego przedsionków, krzywa szybkości odkształcania wygenerowała falę dodatnią. W tym czasie zadaniem przedsionka jest utrzymanie powrotnego przepływu krwi, co wskazuje na rozkurczową funkcję przedsionka. Następnie zastawki mitralne lub trójdzielne otworzyły się we wczesnym rozkurczu komory, a krew szybko napłynęła do komory. W tym czasie objętość przedsionków i deformacja mięśnia sercowego zmniejszyły się, a krzywa odkształcenia szybko spadła, aby wejść w fazę plateau. Krzywa szybkości odkształcania wygenerowała pierwszą falę ujemną, a przedsionek służył jako droga przepływu krwi żylnej do komory. Przedsionek jest zwężony, aby pompować krew do komory podczas późnego rozkurczu komory, a włókna mięśnia sercowego są obkurczone. Deformacja mięśnia sercowego krzywej szybkości odkształcania zmniejszyła się do poziomu wyjściowego i rozwinęła się druga fala ujemna. Pod koniec tej fazy kubatura atrium została zmniejszona do minimalnego poziomu19,20.

Niedawno potwierdzono, że czynność przedsionków jest niezależnym predyktorem migotania przedsionków, udaru mózgu i nawrotu migotania przedsionków po ablacji 10,11,12,13,14,15. W bezobjawowej grupie wieloetnicznej Habibi i wsp. odkryli, że większe objętości LA oraz zmniejszone bierne i całkowite frakcje opróżniające LA są skorelowane z wyższym ryzykiem wystąpienia AF21 o nowym początku. Badanie wykazało, że cechy wolumetryczne i funkcjonalne LA są niezależnie związane z występowaniem migotania przedsionków u starszych pacjentów z czynnikami ryzyka udarumózgu 22. Habibi i wsp. odkryli, że przedoperacyjny szczep LA jest niższy u pacjentów z nawrotem po ablacji3. Co więcej, Inoue i wsp. zbadali również wyjściowy MR 169 pacjentów z migotaniem przedsionków, którzy przeszli ablację prądem o częstotliwości radiowej i odkryli, że historia udaru/przemijającego epizodu niedokrwiennego była związana z poważnie upośledzoną funkcją rezerwuaru LA7. Nawet u pacjentów z niskimi wynikami CHADS2 zmniejszony szczep LA jest nadal potencjalnie czułym markerem zwiększonego ryzyka udaru mózgu lub przemijającego ataku niedokrwiennego15.

Wyniki te są zgodne z naszymi ustaleniami, że szczep w LA i RZS jest zmniejszony u pacjentów z migotaniem przedsionków. U pacjentów z migotaniem przedsionków napięcie w każdym segmencie przedsionka jest zmniejszone, co pokazuje, że wszystkie segmenty są zaangażowane w przebudowę przedsionków. Potrzebne są dalsze badania, aby ustalić, czy rozkład obciążenia w przedsionku różni się u pacjentów z różnymi chorobami serca. W ramach przygotowań do badania CMR należy zwrócić szczególną uwagę na trening oddechowy pacjenta. Ponieważ obrazy są wykonywane pod koniec fazy wydechowej, należy użyć tego samego zakresu oddechów, aby zapewnić prawidłowe umiejscowienie. Przed badaniem pacjent powinien być ustawiony w odpowiedniej pozycji, aby uniknąć zmiany pozycji z powodu przemieszczenia.

Podczas badania CMR należy unikać artefaktów związanych z ruchem i podatnością, ponieważ artefakty prowadzące do niejasnych granic łatwo wpływają na ścianę przedsionka. W szczególności artefakty podatności powinny być starannie brane pod uwagę podczas badania artefaktów komorowych i przedsionkowych (szczególnie w przypadku 3,0T MR). Kontrolowanie tętna i rytmu pacjenta jest również niezbędne, ponieważ nieprawidłowy rytm uniemożliwi dostępność wartości odkształcenia. Wprowadziliśmy sekwencję cine w prawej komorze dwukomorowej, aby poprawić dokładność analizy funkcjonalnej prawego przedsionka, ponieważ konieczna była analiza funkcji obu przedsionków. Jest to szczególny aspekt obecnej metodologii w porównaniu ze zwykłymi skanami. Wsierdzie i nasierdzie rozkurczu i skurczu przedsionków muszą być ręcznie odgraniczone podczas badania szczepu przedsionków. W tym momencie należy zwrócić uwagę na wybór odpowiedniej fazy i upewnić się, że uszek przedsionka jest wyłączony z konturu przedsionka. Operator musi oszacować koniec rozkurczu przedsionków na podstawie doświadczenia, a spośród 25 ramek cyklu pracy serca należy wybrać fazę o największej objętości przedsionków. Aby uzyskać średnią wartość, należy przeprowadzić dwa obliczenia. Rozgraniczenie wsierdzia i nasierdzia należy wykonać ponownie, jeśli zaobserwuje się znaczną rozbieżność między nimi.

Echokardiograficzne śledzenie plamek, znakowanie rezonansem magnetycznym i CMR-FT są powszechnymi podejściami do szczepów. Koncepcje echokardiograficznego śledzenia plamek są podobne do tych stosowanych w technologii CMR-FT. Niemniej jednak skuteczność tej techniki wymaga poprawy ze względu na ograniczenia, takie jak niska rozdzielczość przestrzenna, słabe okno akustyczne ultradźwięków i odtwarzalność23. Złotym standardem w przypadku szczepu mięśnia sercowego jest procedura znakowania MR, która jest wysoce wiarygodna. Jednak pozyskiwanie zdjęć i obróbka końcowa to trudne i czasochłonne procesy. Ponieważ ściana przedsionka jest cienka, podejście to nie jest obecnie stosowane w analizie odkształceń przedsionków. Dodatkowe sekwencje nie są wymagane do opracowania technologii CMR-FT. Dzięki obrazom filmowym o wysokiej rozdzielczości przestrzennej i prostym procesom przetwarzania końcowego można go wykorzystać do oceny globalnych i segmentowych szczepów mięśnia sercowego24. Ponadto badania wykazały, że parametry szczepu rejestrowane przez CMR-FT są zgodne z MR Tagging, potwierdzając niezawodność technologii CMR-FT23,24. Ponadto obecnie dostępny jest szereg narzędzi do post-processingu CMR-FT. W rezultacie, dane dotyczące szczepów mogą się znacznie różnić między badaniami ze względu na brak spójnego wzorca referencyjnego. Wymagane są dodatkowe badania na dużych próbach, wieloośrodkowe i zaktualizowane oprogramowanie do przetwarzania końcowego, aby zapewnić odpowiedni standard odniesienia.

Obecnie technologia CMR-FT jest wykorzystywana w badaniach funkcji przedsionków. Badania mechanistyczne są pilnie potrzebne, aby poszerzyć naszą wiedzę na temat kardiomiopatii przedsionkowej w praktyce klinicznej. W związku z tym odkształcenie/szybkość odkształcenia przedsionków jako biomarker obrazowania przedsionków będzie odgrywać kluczową rolę w przewidywaniu, diagnozowaniu i ocenie prognostycznej migotania przedsionków (AF).

Oświadczenia

Autorzy nie mają do zadeklarowania konfliktu interesów.

Podziękowania

Nie dotyczy.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Obrazowanie układu sercowo-naczyniowego kołaCVI42
MAGNETOM Spectra 3.0TSiemens
(Kanada)

Bibliografia

  1. Habibi, M., et al. MD1 Short- and long-term associations of atrial fibrillation catheter ablation with left atrial structure and function: A cardiac magnetic resonance study. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 32 (2), 316-324 (2021).
  2. Tsang, T. S., Barnes, M. E., Gersh, B. J., Bailey, K. R., Seward, J. B. Left atrial volume as a morphophysiologic expression of left ventricular diastolic dysfunction and relation to cardiovascular risk burden. American Journal of Cardiology. 90 (12), 1284-1289 (2002).
  3. Inoue, Y. Y., et al. Quantitative tissue-tracking cardiac magnetic resonance (CMR) of left atrial deformation and the risk of stroke in patients with atrial fibrillation. Journal of the American Heart Association. 4 (4), 001844(2015).
  4. Singh, A., Addetia, K., Maffessanti, F., Mor-Avi, V., Lang, R. M. LA strain for categorization of LV diastolic dysfunction. JACC Cardiovascular Imaging. 10 (7), 735-743 (2017).
  5. Rodriguez, C. J., et al. Atrial fibrillation incidence and risk factors in relation to race-ethnicity and the population attributable fraction of atrial fibrillation risk factors: the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis. Annals of Epidemiology. 25 (2), 71-76 (2015).
  6. Burstein, B., Nattel, S. Atrial fibrosis: mechanisms and clinical relevance in atrial fibrillation. Journal of the American College Cardiology. 51 (8), 802-809 (2008).
  7. Douglas, P. S. The left atrium-a biomarker of chronic diastolic dysfunction and cardiovascular disease risk. Journal of the American College Cardiology. 42 (7), 1206-1207 (2003).
  8. Rosenberg, M. A., Manning, W. J. Diastolic dysfunction and risk of atrial fibrillation: a mechanistic appraisal. Circulation. 126 (19), 2353-2362 (2012).
  9. Schaaf, M., et al. Left atrial remodelling assessed by 2D and 3D echocardiography identifies paroxysmal atrial fibrillation. European Heart Journal Cardiovascular Imaging. 18 (1), 46-53 (2017).
  10. Sarvari, S. I., et al. Strain echocardiographic assessment of left atrial function predicts recurrence of atrial fibrillation. European Heart Journal Cardiovascular Imaging. 17 (6), 660-667 (2016).
  11. Hubert, A., et al. Atrial function is altered in lone paroxysmal atrial fibrillation in male endurance veteran athletes. European Heart Journal Cardiovascular Imaging. 19 (2), 145-153 (2018).
  12. Kuppahally, S. S., et al. Left atrial strain and strain rate in patients with paroxysmal and persistent atrial fibrillation: Relationship to left atrial structural remodeling detected by delayed-enhancement MRI. Circulation Cardiovascular Imaging. 3 (3), 231-239 (2010).
  13. Kosmala, W., et al. Incremental value of left atrial structural and functional characteristics for prediction of atrial fibrillation in patients receiving cardiac pacing. Circulation Cardiovascular Imaging. 8 (4), 002942(2015).
  14. Obokata, M., et al. Left atrial strain provides incremental value for embolism risk stratification over CHA(2)DS(2)-VASc score and indicates prognostic impact in patients with atrial fibrillation. Journal of American Society Echocardiography. 27 (2), 709-716 (2014).
  15. Azemi, T., Rabdiya, V. M., Ayirala, S. R., McCullough, L. D., Silverman, D. I. Left atrial strain is reduced in patients with atrial fibrillation, stroke or TIA, and low risk CHADS(2) scores. Journal of American Society Echocardiography. 25 (12), 1327-1332 (2012).
  16. Ipek, E. G., et al. Cardiac magnetic resonance-derived right atrial functional analysis in patients with atrial fibrillation and typical atrial flutter. Journal of Interventional Cardiac Electrophysiology. 59 (2), 381-391 (2020).
  17. Kowallick, J. T., et al. Quantification of left atrial strain and strain rate using cardiovascular magnetic resonance myocardial feature tracking: a feasibility study[J/OL. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 16 (1), 60(2014).
  18. Peters, D. C., Lamy, J., Sinusas, A. J., Baldassarre, L. A. Left atrial evaluation by cardiovascular magnetic resonance: sensitive and unique biomarkers. European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 23 (1), 14-30 (2021).
  19. Buss, S. J., et al. Assessment of myocardial deformation with cardiac magnetic resonance strain imaging improves risk stratification in patients with dilated cardiomyopathy. European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 16 (3), 307-315 (2015).
  20. Huber, A. T., et al. Cardiac MR strain: A noninvasive biomarker of fibrofatty remodeling of the left atrial myocardium. Radiology. 286 (1), 83-92 (2018).
  21. Habibi, M., et al. Cardiac magnetic resonance-Measured left atrial volume and function and incident atrial fibrillation results from MESA (Multi-ethnic study of atherosclerosis). Circulation Cardiovascular Imaging. 9 (8), (2016).
  22. Bertelsen, L., et al. Left atrial volume and function assessed by cardiac magnetic resonance imaging are maker of subclinical atrial fibrillation as detected by continuous monitoring. Europace. 22 (5), 724-731 (2020).
  23. Claus, P., Omar, A. M. S., Pedrizzetti, G., Sengupta, P. P., Nagel, E. Tissue tracking technology for assessing cardiac mechanics: Principles, normal values, and clinical applications. JACC Cardiovascular Imaging. 8 (12), 1444-1460 (2015).
  24. van Everdingen, W. M., et al. Comparison of strain imaging techniques in CRT candidates: CMR tagging, CMR feature tracking and speckle tracking echocardiography. International Journal of Cardiovascular Imaging. 34 (3), 443-456 (2018).

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Rezonans magnetyczny sercaodkształcenie lewego przedsionkaszybkość odkształceniasegmentowa analiza odkształceniaobrazowanie cine CMRprzebudowa przedsionkafunkcja komór
Szacowanie obustronnej funkcji przedsionków za pomocą śledzenia cech rezonansu magnetycznego układu krążenia u pacjentów z napadowym migotaniem przedsionków
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.