Vurdering af iltændringer i hjertet med kardiovaskulær magnetisk resonansbilleddannelse

En ny SSFP-baseret T2- og T2*-følsom sekvens, som giver god BOLD-kontrast, vil blive brugt. Det blev udviklet af forskere ved Stephenson CMR Center og Northwestern University of Chicago. Dens største fordel i forhold til tidligere BOLD-følsomme sekvenser er dens lavere modtagelighed for bevægelsesartefakter.

MR-billeddannelse udføres med en kommerciel 1,5 T Siemens MR-scanner (Siemens Avanto). For at opnå et homogent magnetfelt anvendes en ekstra overfladebrystspole i kombination med kropsspolen. Tre kortaksebilleder, der repræsenterer basale, midterste og apikale skiver, er sat op og bruges gennem hele undersøgelsen. Hvis den frivillige af en eller anden grund skal flyttes fra sin stilling, vil lignende kortaksevisninger blive forsøgt.

For at forbedre og videreudvikle MR-sekvensen vil teknikken blive brugt i en arm-manchet model hos raske frivillige, ved hjælp af reaktiv hyperæmi, som er lettere at afbilde end hjertet. BOLD-MRI-signalintensiteten af ​​underarmen vil blive vurderet i løbet af en kort, 3 min. varig okklusion af overarm-manchet og følgende reaktive hyperæmi.

Studiets hovedinteresse er undersøgelse af hjertet hos raske frivillige såvel som patienter med mistanke om koronar hjertesygdom med denne BOLD-MRI teknik. Myokardiets signalintensitet i hvile og efter forskellig koronar flowstimulering vil blive vurderet. Disse stimuli vil være farmakologiske (adenosin) såvel som ændringer i arterielt CO2- og O2-tryk.

Alle forsøgspersoner, der vil gennemgå ændringer i deres åndedrætsgasser, vil først blive undersøgt i Dr. M. Poulins vaskulære forskningslaboratorium. Der vil forsøgspersonerne blive fortrolige med det modificerede end-tidal forcering-system (MEFS), og deres individuelle respons på ændringer i åndedrætsgasser vil blive vurderet. En komplet tør-run af vejrtrækningsprotokollen vil blive udført inklusive 2 kapillærblodgasanalyse. På en anden dag vil forsøgspersoner blive undersøgt i det temperaturkontrollerede MR-scanningsrum på Stephenson CMR Center i fastende tilstand i de foregående 4 timer. Dette inkluderer afstå fra koffein og nikotin i de foregående 4 timer. Inden baseline-scanning udtages kapillærblod fra fingeren til blodgas-, hæmoglobin- og hæmatokritanalyse. Herefter vil den frivillige blive tilsluttet MEFS. En baseline-scanning vil derefter blive udført, der omfatter lokalisering, biografisk billeddannelse, tværsnitsflowmåling af coronary sinus (CS) og BOLD MRI af tre repræsentative kortaksede skiver. Derefter påbegyndes en intravenøs adenosin-infusion. Efter 3 min. MR-scanning vil blive gentaget. Efter 5 min. af hvile vil en anden baseline blive registreret. Derefter vil kuldioxidtrykket successivt øges i to trin til 40 og 45 mmHg. Efter en hvileperiode på 5 minutter udføres endnu en baseline-scanning. Derefter vil iltpartialtrykket af den indåndede luft blive reduceret i 3 trin som beskrevet i det følgende afsnit, indtil et inspiratorisk iltpartialtryk på 45 mmHg er opnået. Dette vil afspejle en arteriel iltmætning på ca. 90, 85 og 80 %. Ved hvert trin udføres BOLD MRI (3 aksiale skiver) og tværsnitsflowmålinger af CS. Efter 5 minutters hvile udføres endnu en baseline-scanning. Under eksperimentet vil forsøgspersonen være forbundet med METFS, og vi vil måle ventilation, blodtryk (non-invasiv), hjertefrekvens (elektrokardiogram) og arteriel iltmætning (pulsoximetri).

Billedanalyse: Et område af interesse vil blive tegnet rundt om myokardiet på hver korte akse. Den gennemsnitlige signalintensitet vurderes og sammenlignes med baseline efter adenosin-infusion og ved de forskellige niveauer af arteriel iltning og kuldioxidkoncentration. Derudover vil der blive udført differentiel analyse for subendocardium og subepicardium.

Koronar flow i coronary sinus vil blive beregnet ved hjælp af fasekontrast MRI. Denne teknik blev først beskrevet af van Rossum, valideret i fantomer og dyreforsøg og med succes brugt i humane patientundersøgelser. På grund af den relativt lille diameter af CS er absolutte flowværdier muligvis ikke særlig nøjagtige; derfor vil den relative ændring mellem forskellige niveauer af hypoxi blive beregnet.

Slutpunkter:

FED SI i myokardiet defineret som den gennemsnitlige signalintensitet af myokardiet.

Relative flowændringer i CS til baseline.