Zobrazování srdce pomocí magnetické rezonance (OE-MRI) pomocí kyslíku: Studie proveditelnosti (OE-MRI)

Stanovení přítomnosti a závažnosti ischemie myokardu je klíčovým cílem účinné léčby onemocnění koronárních tepen (CAD). Neléčená ischémie je důležitým determinantem nepříznivého výsledku a přínosy revaskularizace řízené ischemií jsou dobře známy.1

Anatomické projevy ischemické choroby srdeční špatně predikují ischemii myokardu.1 2 Proto se pro revaskularizaci používá souběžné hodnocení funkční závažnosti koronární stenózy.3 V klinickém prostředí je k dispozici řada zobrazovacích metod, včetně nukleárních technik, echokardiografie a kardiovaskulární magnetické rezonance (CMR). Tyto modality hodnotí heterogenitu toku a kontraktilní abnormality, ale tyto slouží jako náhrady za ischemii myokardu: ischemie jako taková se neměří. Kromě toho tyto funkční zobrazovací modality spoléhají na použití exogenních kontrastních látek, které, i když malé, s sebou nesou další rizika a mohou být u určitých populací kontraindikovány.

Zobrazování závislé na hladině kyslíku v krvi (BOLD) využívá inherentních paramagnetických vlastností hemoglobinu.4 Přechod z diamagnetického oxyhemoglobinu na paramagnetický deoxyhemoglobin indukuje rozdíly v magnetické susceptibilitě, což vede ke změně intenzity signálu magnetické rezonance a tím ke generování kontrastu závislého na kyslíku. Zobrazování BOLD tak poskytuje pohled na okysličení tkáně myokardu. Vzhledem k tomu, že hypoxie je iniciátorem ischemické kaskády, předpokládá se, že hodnocení regionální oxygenace myokardu zobrazením BOLD odráží příměji nerovnováhu mezi nabídkou a potřebou kyslíku a je citlivé pro detekci ICHS. Počáteční hodnocení BOLD zobrazování pro detekci CAD skutečně přineslo slibné výsledky.5-7 Kromě toho BOLD poskytl patologický pohled na další myokardiální patologie. Perfuze myokardu (průtok krve) může být oddělena od oxygenace, tj. hypoperfuze nemusí nutně odpovídat hypoxii tkáně. Například spotřeba kyslíku v myokardu může být snížena u hibernujícího myokardu a může být zvýšena u hypertrofické kardiomyopatie (HCM) kvůli zvýšeným nákladům na energetický metabolismus. U nositelů mutace HCM bez hypertrofie levé komory prokázali Karamitsos et al normální perfuzní rezervu myokardu, ale abnormální okysličení myokardu během stresu, pravděpodobně vysvětlované skutečností, že mutace genu sarkomery zvyšují energetické náklady kontrakce před nástupem hypertrofie.8

Zobrazování BOLD je však spojeno s řadou nevýhod. Za prvé, protože signál BOLD odráží deoxyhemoglobin, který je omezen na krevní cévy, neodráží skutečně stav kyslíku v tkáni.9 Za druhé, signál TUČNÝ také závisí na geometrii cévy, změnách průtoku krve a objemu krve, které tak mohou signál zmást.9 Konečně, techniky CMR používané k měření signálu BOLD (T2* z T2) nejsou kvantitativní, protože změna v T2* nebo T2 nemůže souviset se změnou parciálního tlaku kyslíku (PO2). Místo toho se semikvantitativní měření provádějí pomocí intenzity signálu a předpokládá se, že odrážejí okysličení.

Zobrazování magnetickou rezonancí zesílenou kyslíkem (OE-MRI) potenciálně překonává tato omezení. Samotný kyslík má paramagnetické vlastnosti; zvyšuje rychlost protonové longitudinální relaxace (R1) vody obsahující rozpuštěný kyslík.10 Naměřená změna R1 (= 1/T1, kde relaxační čas T1 je inherentní magnetickou vlastností všech tkání) vyvolaná dýcháním kyslíku je přímo úměrná změně PO2. Při OE-MRI se měří změna R1 při dýchání zvýšených koncentrací kyslíku. Výhody OE-MRI oproti BOLD tedy spočívají v tom, že je citlivá na okysličení tkání, není závislá na změnách průtoku a objemu krve a je skutečně kvantitativní, protože změna R1 je přímo úměrná změně PO2. Potenciálně tedy nabízí kvantitativní měření oxygenace myokardu. OE-MRI se používá k hodnocení oxygenace plicní tkáně,11 oxygenace solidních nádorů12 a hodnocení placentární oxygenace u těhotných žen13 na konvenčních klinických MRI skenerech s velmi povzbudivými výsledky.

OE-MRI nebyla aplikována v srdci. Předpokládáme, že OE-MRI umožní neinvazivní, neionizující a kvantitativní hodnocení oxygenace tkáně myokardu, která je bez exogenní kontrastní látky. Pokud je tomu tak, OE-MRI nabídne obrovský potenciál z hlediska diagnostiky a léčby ICHS a z hlediska poskytování patofyziologického náhledu na srdeční onemocnění.