Hodnocení změn kyslíku v srdci pomocí kardio-vaskulárního zobrazování magnetickou rezonancí

Bude použita nová citlivá sekvence T2 a T2* založená na SSFP, která poskytuje dobrý kontrast BOLD. Byl vyvinut výzkumníky ze Stephenson CMR Center a Northwestern University of Chicago. Jeho hlavní výhodou oproti předchozím BOLD citlivým sekvencím je jeho nižší náchylnost k pohybovým artefaktům.

MR zobrazování se provádí komerčním 1,5 T Siemens MR skenerem (Siemens Avanto). Pro získání homogenního magnetického pole se v kombinaci s tělesnou cívkou používá přídavná povrchová hrudní cívka. Jsou nastaveny tři pohledy na krátké ose představující bazální, střední a apikální řezy, které se používají v průběhu studie. Pokud musí být dobrovolník z jakéhokoli důvodu přemístěn ze své pozice, pokusíme se o podobné pohledy na krátkou osu.

Za účelem zlepšení a dalšího rozvoje MRI sekvence bude tato technika použita v modelu pažní manžety u zdravých dobrovolníků s využitím reaktivní hyperémie, která je snadněji zobrazitelná než srdce. Intenzita signálu BOLD-MRI na předloktí bude vyhodnocena během krátké 3 min. přetrvávající okluze manžety horní paže a následující reaktivní hyperémie.

Hlavním zájmem studie je vyšetření srdce zdravých dobrovolníků i pacientů s podezřením na ICHS touto BOLD-MRI technikou. Bude hodnocena intenzita signálu myokardu v klidu a po různé stimulaci koronárního průtoku. Tyto stimuly budou farmakologické (adenosin) a také změny arteriálního tlaku CO2 a O2.

Všechny subjekty, u kterých dojde ke změnám v jejich dýchacích plynech, budou nejprve vyšetřeny v vaskulární výzkumné laboratoři Dr. M. Poulina. Zde budou subjekty seznámeny s modifikovaným end-tidal forcing systémem (MEFS) a bude hodnocena jejich individuální reakce na změny dýchacích plynů. Bude proveden kompletní suchý běh dýchacího protokolu včetně 2 analýzy kapilárních krevních plynů. Druhý den budou subjekty studovány v místnosti pro skenování MR s řízenou teplotou v Stephenson CMR Center ve stavu nalačno po předchozí 4 hodiny. To zahrnuje zdržet se kofeinu a nikotinu v těchto předchozích 4 hodinách. Před základním skenováním bude odebrán vzorek kapilární krve z prstu pro analýzu krevních plynů, hemoglobinu a hematokritu. Poté bude dobrovolník připojen k MEFS. Poté bude provedeno základní skenování zahrnující lokalizaci, filmové zobrazení, měření příčného řezu koronárním sinusem (CS) a BOLD MRI tří reprezentativních řezů s krátkou osou. Poté bude zahájena intravenózní infuze adenosinu. Po 3 min. MR skenování se bude opakovat. Po 5 min. klidu bude zaznamenána další základní linie. Poté se postupně tlak oxidu uhličitého zvýší ve dvou krocích na 40 a 45 mmHg. Po 5 minutách klidu bude provedeno další základní skenování. Poté bude parciální tlak kyslíku vdechovaného vzduchu snižován ve 3 krocích, jak je popsáno v následujícím odstavci, dokud není dosaženo parciálního tlaku kyslíku vdechovaného vzduchu 45 mmHg. To bude odrážet saturaci arteriálního kyslíku přibližně 90, 85 a 80 %. V každém kroku bude provedeno TUČNÉ MRI (3 axiální řezy) a měření příčného řezu CS. Po 5 minutách klidu bude provedeno další základní skenování. Po celou dobu experimentu bude subjekt napojen na METFS a budeme měřit ventilaci, krevní tlak (neinvazivně), srdeční frekvenci (elektrokardiogram) a saturaci arteriálního kyslíku (pulzní oxymetrie).

Analýza obrazu: Oblast zájmu bude nakreslena kolem myokardu každé krátké osy. Průměrná intenzita signálu je hodnocena a porovnávána s výchozí hodnotou po infuzi adenosinu a při různých úrovních arteriální oxygenace a koncentrace oxidu uhličitého. Dále bude provedena diferenciální analýza subendokardu a subepikardu.

Koronární průtok v koronárním sinu bude vypočítán pomocí MRI s fázovým kontrastem. Tato technika byla poprvé popsána van Rossumem, ověřena ve fantomových studiích a studiích na zvířatech a úspěšně použita ve studiích s lidskými pacienty. Kvůli relativně malému průměru CS nemusí být absolutní hodnoty průtoku příliš přesné; proto bude vypočtena relativní změna mezi různými úrovněmi hypoxie.

Koncové body:

TUČNÉ SI v myokardu definované jako průměrná intenzita signálu myokardu.

Relativní změny průtoku v CS vůči základní linii.