Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Оценка фиброза и отека миокарда левого желудочка при фибрилляции предсердий с помощью сердечно-сосудистого магнитного резонанса

50 просмотров

⸱

DOI:

10.3791/71491

⸱

21 августа 2026 г.

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

В этой статье

Краткое содержание

В данном протоколе описывается стандартизированная комплексная процедура сердечно-сосудистой магнитно-резонансной томографии (CMR) для характеристики структуры, функции и свойств ткани миокарда левого предсердия и левого желудочка у пациентов с фибрилляцией предсердий (AF). Протокол охватывает подготовку пациента, сбор изображений и постобработку, а также приводит репрезентативные результаты визуализации у пациентов с AF.

Аннотация

Постепенное старение населения привело к устойчивому росту заболеваемости фибрилляцией предсердий (ФП), в связи с чем контроль долгосрочного прогноза этого заболевания становится все более важной клинической задачей. Помимо формирования порочного круга с прогрессирующей дисфункцией предсердий, ФП способствует неблагоприятному ремоделированию и функциональным нарушениям желудочков, что повышает риск развития сердечной недостаточности. Магнитно-резонансная томография сердца (МРТ сердца), являясь золотым стандартом оценки сердечной функции, позволяет не только точно определить функциональные нарушения предсердий и желудочков, но и благодаря методам количественной оценки, включая T1-картирование, T2-картирование и определение фракции внеклеточного объема (ECV), обеспечить раннюю и точную количественную оценку патологии миокарда желудочков. Основная цель данного исследования — провести комплексную оценку левого предсердия и левого желудочка у пациентов с ФП с использованием единого протокола МРТ сердца на основе мультипараметрического количественного анализа миокарда, что позволит получить надежные данные для принятия клинических решений по лечению, предоперационной оценки и долгосрочного наблюдения.

Введение

Фибрилляция предсердий (ФП), наиболее распространенная форма устойчивой аритмии, характеризуется неуклонным ростом заболеваемости1. Это прогрессирующее заболевание обычно начинается со структурных и функциональных нарушений левого предсердия (ЛП) и в конечном итоге приводит к дилатации левого желудочка (ЛЖ), а также к нарушению систолической и диастолической функций, при этом заболевание часто эволюционирует из пароксизмальной формы в персистирующую2. ФП характеризуется структурным, электрическим и сократительным ремоделированием предсердий. Она также сопровождается системным воспалением и диффузным фиброзом, что со временем приводит к возникновению фиброзных и воспалительных изменений и в желудочке3. Растущий объем данных свидетельствует о том, что фиброз и воспаление миокарда тесно связаны с патогенезом ФП4. Патологоанатомические исследования подтвердили, что у пациентов с ФП наблюдается диффузный фиброз миокарда левого желудочка5.

Сердечно-сосудистый магнитный резонанс (ССМР) обеспечивает многопараметрическую, многоплоскостную и многопоследовательностную визуализацию, что позволяет проводить комплексную оценку структуры, функции, кровотока и характеристик тканей сердца. Ценность его клинического применения привлекает все больше внимания. Традиционные методы визуализации (позднее усиление гадолинием и T2-взвешенные изображения) в основном являются качественными или полуколичественными и полезны для оценки очаговых поражений миокарда. Однако они имеют значительные ограничения при диффузных поражениях и ранних микропоражениях6. Количественные методы ССМР (T1-картирование, T2-картирование и ECV) эффективно устранили этот недостаток. T1- и T2-картирование отражают внутренние свойства ткани, представляя собой время продольной и поперечной релаксации ткани соответственно. Доля внеклеточного объема (ECV) представляет собой процент объема внеклеточного матрикса в общем объеме миокарда7. Теоретически, нормальная ткань миокарда имеет фиксированные значения T1, T2-картирования и ECV при одинаковых условиях. При патологических состояниях в клетках миокарда и/или в интерстициальном матриксе происходят изменения, и эти значения также соответственно меняются. T1-картирование, T2-картирование и ECV при ССМР позволяют проводить количественную оценку фиброза и воспаления миокарда8,9.

Исследования показали, что на методы количественной МРТ сердца (CMR) существенное влияние оказывают такие факторы, как производитель сканирующего оборудования, напряженность магнитного поля и даже используемая последовательность; в связи с этим рекомендуется устанавливать нормальные референсные значения для конкретного центра с учетом различных типов оборудования, напряженности поля и последовательностей7. Исследования10 показали, что нормальные глобальные референсные значения T1 и T2 на МР-сканере 3.0T составили 1193 ms ± 34 ms и 36 ms ± 2.5 ms соответственно. Другой метаанализ11 нативного T1 и объема внеклеточного пространства (ECV) в здоровой популяции показал, что объединенное среднее значение нативного T1 составило 976 msec (95% доверительный интервал [CI]: 969 ms, 983 ms) при 1.5 T и 1159 ms (95% CI: 1143 ms, 1175 ms) при 3.0 T; объединенное среднее значение ECV составило 25.9% при 1.5 T (95% CI: 25.5%, 26.3%) и 3.0 T (95% CI: 25.4%, 26.5%). Была отмечена обратная линейная зависимость между временем нативного T1 миокарда левого желудочка (ЛЖ) после введения контрастного вещества и общей степенью фиброза миокарда12,13. T1-картирование ЛЖ может служить количественным показателем усиления фиброза миокарда у пациентов с гипертрофической кардиомиопатией14, неишемической дилатационной кардиомиопатией15, а также острым или хроническим инфарктом миокарда16. Дальнейшие исследования показали, что интерстициальный фиброз миокарда ЛЖ у пациентов с фибрилляцией предсердий (ФП) тесно связан с сердечной дисфункцией17,18, и что у пациентов с ФП наблюдаются более высокие значения T1- и T2-картирования, чем у пациентов без ФП19. В настоящем исследовании был проведен количественный анализ функции предсердий и желудочков, а также характеристик тканей (T1-картирование, T2-картирование и ECV) у пациентов с ФП, что позволило получить комплексные количественные данные для определения стратегий лечения.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

В данное исследование были включены пациенты с пароксизмальной фибрилляцией предсердий, последовательно проходившие МРТ сердца в Китайско-Японском объединенном госпитале Университета Цзилиня в период с января 2024 по сентябрь 2025 года. Исследование было одобрено комитетом по этике Китайско-Японского объединенного госпиталя Университета Цзилиня (номер одобрения: 2021092704) и проводилось в соответствии с Хельсинкской декларацией. Конфиденциальность данных пациентов строго соблюдалась на протяжении всего исследования.

1. Подготовка перед сканированием

  1. Точно зафиксируйте частоту сердечных сокращений, артериальное давление, массу и рост тела.
  2. Исключите противопоказания к магнитно-резонансной томографии (МРТ), включая почечную недостаточность, имплантированные электронные сердечные устройства, другие имплантированные в организм металлические устройства, кохлеарные имплантаты и т. д.
  3. Разъясните необходимые меры предосторожности перед обследованием и проинструктируйте участника о необходимости оставаться неподвижным на протяжении всего сканирования.
  4. Попросите участника задержать дыхание в конце выдоха и поддерживать постоянную амплитуду дыхания, чтобы положение при визуализации было воспроизводимым при всех сеансах получения данных.

2. МРТ сердца

ПРИМЕЧАНИЕ: Все исследования МРС следует проводить на системе МРС 3.0 T, оснащенной специальной фазированной поверхностной катушкой для сердца и совместимым с МР блоком ЭКГ-синхронизации.

  1. Кинематографическая визуализация сердца
    1. Получите кинематографические изображения с использованием последовательности сбалансированного стационарного свободного прецессионного состояния (bSSFP) на задержке дыхания в конце выдоха с ретроспективной синхронизацией по ЭКГ.
    2. Выполните три стандартных просмотра по длинной оси (2-, 3- и 4-камерные позиции), а также 12–14 срезов по короткой оси, охватывающих весь желудочек; реконструируйте 25 кадров на один сердечный цикл.
    3. Используйте следующие основные параметры сканирования: матрица 216 × 256, FOV 340 mm × 340 mm, TR 3.0 ms, TE 1.7 ms, угол отклонения 45°–55°, временное разрешение 30–55 ms, толщина среза 8 mm и интервал между срезами 2 mm.
  2. Отсроченное усиление гадолинием (LGE)
    1. Используйте двухмерную фазочувствительную последовательность с инверсией-восстановлением и быстрым возбуждением под малым углом.
    2. Введите гадолинийсодержащий контрастный агент (GBCA) через срединную локтевую вену со скоростью потока 2 mL/s и дозой 0.2 mmol/kg. Следите за тем, чтобы скорость введения не была слишком высокой, так как это может вызвать утечку контрастного вещества. Получите LGE-изображения через 10–15 min после введения GBCA.
    3. Выполните просмотры ЛЖ по короткой оси, а также в 2- и 4-камерных позициях. Используйте следующие основные параметры сканирования: TR 4.1 ms, TE 1.6 ms, TI 300 ms, угол отклонения 20°, FOV 260 mm × 350 mm, матрица 130 × 256 и толщина среза 8 mm.
  3. Т1-картирование до контрастирования
    1. Получите нативные Т1-карты, используя модифицированную последовательность Look-Locker с инверсией-восстановлением на основе спин-эхо и стационарного свободного прецессионного состояния (SSFP) с коррекцией движения.
    2. Сканируйте три среза ЛЖ по короткой оси (базальный, средний и апикальный сегменты).
    3. Используйте следующие основные параметры сканирования: TR 2.8 ms, TE 1.18 ms, угол отклонения 35°, FOV 270 mm × 320 mm, матрица 144 × 256 и толщина среза 10 mm.
  4. Т1-картирование после контрастирования
    1. Повторите Т1-картирование после контрастирования для ранее полученных срезов по короткой оси примерно через 15 min после внутривенного введения контрастного вещества. Используйте те же плоскости сканирования и параметры, что и при Т1-картировании до контрастирования.
      ​ПРИМЕЧАНИЕ: Сразу проверяйте каждое изображение Т1-картирования во время исследования и без промедления повторяйте получение данных при наличии артефактов. Получайте Т1-карты до и после контрастирования в идентичных положениях срезов. Убедитесь, что миокард в базальных и апикальных срезах отображен полностью и четко. Соберите кровь из вены в тот же день перед МР-исследованием для определения гематокрита.
  5. Нативное Т2-картирование
    1. Получите нативные Т2-карты, используя последовательность стационарного свободного прецессионного состояния (SSFP) на основе Т2-подготовительных импульсов. Используйте режим сбора данных на одной задержке дыхания и активируйте коррекцию движения (MOCO) для уменьшения артефактов от пульсации сердца и дыхания.
    2. Сканируйте три среза ЛЖ по короткой оси, соответствующих тем, что использовались для Т1-картирования.
    3. Используйте следующие основные параметры сканирования: TR 207.5 ms, TE 1.3 ms, угол отклонения 12°, FOV 360 mm × 360 mm, толщина среза 8 mm и матрица 256 × 166. Получите исходные изображения с тремя различными временами Т2-подготовки (TET2P = 0 ms, 30 ms, 55 ms) и используйте эти изображения для последующей аппроксимации с целью расчета значений нативного Т2.

3. Анализ изображений МРТ сердца

ПРИМЕЧАНИЕ: Для проведения постобработки данных МРС сердца используйте программное обеспечение для анализа cvi42 CMR. Перенесите данные визуализации в программу для анализа МРС сердца.

  1. Проведите анализ объемов и функций левого предсердия и обоих желудочков.
    1. Объемы и функции обоих желудочков
      1. Используйте модуль Function SAX (анализ функции желудочков по изображениям короткой оси) для оценки функции обоих желудочков.
      2. Выберите cine-изображения желудочков в короткой оси и нажмите Detect LV/RV Contours at ED/ES Phases. Позвольте программному обеспечению автоматически определить эндокардиальную и эпикардиальную границы левого желудочка, а также эндокардиальную границу правого желудочка. При необходимости вручную скорректируйте контуры, если автоматическое определение выполнено неточно.
      3. Получите автоматически рассчитанные функциональные параметры обоих желудочков, включая фракцию выброса левого желудочка (LVEF), конечно-диастолический объем левого желудочка (LVEDV), индекс конечно-диастолического объема левого желудочка (LVEDVI), конечно-систолический объем левого желудочка (LVESV), индекс конечно-систолического объема левого желудочка (LVESVI), фракцию выброса правого желудочка (RVEF), конечно-диастолический объем правого желудочка (RVEDV), индекс конечно-диастолического объема правого желудочка (RVEDVI), конечно-систолический объем правого желудочка (RVESV) и индекс конечно-систолического объема правого желудочка (RVESVI).
        ​ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что разница между ударными объемами левого и правого желудочков не превышает 5 mL.
    2. Объемы и функции левого предсердия
      1. Используйте модуль Strain для измерения объемов левого предсердия (LA) по cine-изображениям ЛЖ в 2-камерной и 4-камерной проекциях. Вручную определите эндокардиальную и эпикардиальную границы LA в конце систолы и конце диастолы. Исключите из контуров устья легочных вен и ушко левого предсердия.
      2. Позвольте программе автоматически распространить контуры LA на все фазы сердечного цикла и построить кривую объема LA (LAV) (Рисунок 1). Определите три фазы сердечного цикла, соответствующие концу систолы ЛЖ, ранней диастоле до активного сокращения LA и концу диастолы ЛЖ. Определите максимальный объем LA (Vmax), объем LA перед сокращением предсердия (Vpre-a) и минимальный объем LA (Vmin).
      3. Рассчитайте фракции выброса левого предсердия (LAEF), включая общую LAEF (LAEFtotal), пассивную LAEF (LAEFpassive) и активную LAEF (LAEFactive), используя следующие формулы:
        Формулы расчета:
        LAEF total＝ (Vmax－Vmin) /Vmax；
        LAEF passive＝ (Vmax－Vpre-a) /Vmax；
        LAEF active＝(Vpre-a－ V min) /Vpre-a
  2. Количественный анализ T1-картирования
    1. Используйте модуль Tissue T1 для получения значений T1 до и после введения контраста. Вручную определите эндокардиальную и эпикардиальную границы левого желудочка на каждом изображении до и после контрастирования. Нажмите Create T1 Map для генерации T1-карт до и после контрастирования. Введите значение гематокрита в меню T1 Options и нажмите Create ECV Map для построения карты внеклеточного объема (ECV).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Избегайте включения областей, которые могут исказить результаты измерений, таких как пул крови в ЛЖ, прилегающий к эндокарду, и перикардиальный жир, прилегающий к эпикарду.
  3. Количественный анализ T2-картирования
    1. Используйте модуль Tissue T2 для получения нативных T2-карт. Вручную определите эндокардиальную и эпикардиальную границы левого желудочка на каждом изображении. Нажмите Create T2 Map для генерации T2-карты.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Избегайте включения областей, которые могут исказить результаты измерений, таких как пул крови в ЛЖ, прилегающий к эндокарду, и перикардиальный жир, прилегающий к эпикарду.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Статистический анализ

Все анализы были выполнены с помощью SPSS 29. Для исходных данных и количественных параметров МРТ сердца, если показатели имели нормальное распределение, они выражались как среднее значение ± стандартное отклонение; если распределение не было нормальным, они представлялись в виде медианы и межквартильного размаха. Сравнение данных измерений или количественных данных между двумя группами проводилось с использованием t-критерия для двух независимых...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Фибрилляция предсердий (ФП) входит в число наиболее распространенных аритмий, и общеизвестно, что ее основной патологической основой является структурное, электрическое и функциональное ремоделирование левого предсердия. По этой причине внимание традиционно было сосредоточено на структурных и функциональных изменениях предсердия. Основным неблагоприятным последствием ФП является развитие новой сердечной недостаточности или обострение уже имеющейся, что может быть механистически связано с интерстициальным фиброзом и воспа...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Данное исследование было профинансировано проектом по инновациям в области медицинских наук и технологий Комиссии здравоохранения провинции Цзилинь (номер гранта 2020J044). Спонсор не принимал участия в разработке, проведении или представлении результатов исследования.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Программное обеспечение для анализа CMR cvi42Circle Cardiovascular Imaging (Canada)www.circlecvi.comПостпроцессинг изображений, оценка функции желудочков, деформация предсердий, T1/T2-картирование и анализ ECV
Специализированная фазированная поверхностная катушка для сердцаSiemens Healthineerswww.siemens-healthineers.comПоверхностная катушка для визуализации сердца
Гадолинийсодержащий контрастный агент (GBCA)Производитель не указанN/AВнутривенный контрастный агент для LGE-визуализации и постконтрастного T1-картирования
IBM SPSS Statistics версия 29IBMwww.ibm.com/products/spss-statisticsСтатистический анализ
Система магнитно-резонансной томографии MAGNETOM Spectra 3.0 TSiemens Healthineerswww.siemens-healthineers.comМРТ-сканер для сердечно-сосудистой системы 3.0 T
МР-совместимый блок синхронизации по электрокардиограмме (ЭКГ)Siemens Healthineerswww.siemens-healthineers.comЭКГ-синхронизация во время сбора данных CMR

Ссылки

  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.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Отек миокардаоценка левого желудочкаТ1-картированиеТ2-картированиевнеклеточный объемремоделирование желудочковфункция сердца
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.