Oxygen-forstærket magnetisk resonansbilleddannelse (OE-MRI) af hjertet: en gennemførlighedsundersøgelse (OE-MRI)

Bestemmelse af tilstedeværelsen og sværhedsgraden af ​​myokardieiskæmi er et nøglemål i effektiv behandling af koronararteriesygdom (CAD). Ubehandlet iskæmi er en vigtig determinant for uønskede udfald, og fordelene ved iskæmi-drevet revaskularisering er velkendte.1

Anatomiske forekomster af koronararteriesygdom er dårligt prædiktive for myokardieiskæmi.1 2 Derfor bruges samtidig vurdering af den funktionelle sværhedsgrad af koronarstenose til at vejlede revaskularisering.3 I de kliniske omgivelser er en række billeddannelsesmetoder tilgængelige, herunder nukleare teknikker, ekkokardiografi og kardiovaskulær magnetisk resonans (CMR). Sådanne modaliteter vurderer flow heterogenitet og kontraktile abnormiteter, men disse tjener som surrogater af myokardieiskæmi: iskæmi i sig selv måles ikke. Ydermere er disse funktionelle billeddannelsesmodaliteter afhængige af brugen af ​​eksogene kontrastmidler, som, omend små, indebærer yderligere risici og kan være kontraindiceret i visse populationer.

Blodets iltniveauafhængig (BOLD) billeddannelse udnytter hæmoglobins iboende paramagnetiske egenskaber.4 Overgangen fra diamagnetisk oxyhæmoglobin til paramagnetisk deoxyhæmoglobin inducerer magnetiske følsomhedsforskelle, hvilket resulterer i en ændring i magnetisk resonanssignalintensitet og derved generere iltafhængig kontrast. Således giver BOLD billeddannelse indsigt i myokardievævsiltning. Da hypoksi er initiatoren til den iskæmiske kaskade, er vurdering af regional myokardieiltning med BOLD-billeddannelse blevet antaget til at afspejle mere direkte ubalancen mellem iltforsyning og -efterspørgsel og være følsom for påvisning af CAD. Indledende evaluering af BOLD-billeddannelse til detektering af CAD har faktisk givet lovende resultater.5-7 Ydermere har BOLD givet patologisk indsigt i andre myokardiepatologier. Myokardieperfusion (blodgennemstrømning) kan adskilles fra iltning, dvs. hypoperfusion er ikke nødvendigvis i forhold til vævshypoksi. For eksempel kan myokardiets iltbehov nedreguleres i dvale myokardium og kan opreguleres ved hypertrofisk kardiomyopati (HCM) på grund af de øgede omkostninger ved energimetabolisme. Hos HCM-mutationsbærere uden venstre ventrikulær hypertrofi påviste Karamitsos et al normal myokardieperfusionsreserve, men unormal myokardieiltning under stress, muligvis forklaret med det faktum, at sarkomer-genmutationer øger energiomkostningerne ved sammentrækning før starten af ​​hypertrofi.8

BOLD billeddannelse er dog forbundet med en række ulemper. For det første, da FED-signalet afspejler deoxyhæmoglobin, som er begrænset til blodkar, afspejler det ikke rigtigt vævsiltstatus.9 For det andet er FED-signalet også afhængigt af kargeometri, ændringer i blodgennemstrømning og blodvolumen, som dermed kan forvirre signalet.9 Endelig er de CMR-teknikker, der bruges til at måle BOLD-signalet (T2* af T2), ikke kvantitative, da en ændring i T2* eller T2 ikke kan relateres til en ændring i partialtrykket af oxygen (PO2). I stedet foretages semikvantitative målinger ved hjælp af signalintensitet og antages at afspejle iltning.

Oxygen-forstærket magnetisk resonansbilleddannelse (OE-MRI) overvinder potentielt disse begrænsninger. Ilt selv har paramagnetiske egenskaber; det øger protonens længdeafslapningshastighed (R1) af vand, der indeholder opløst oxygen.10 Den målte ændring i R1 (= 1/T1, hvor T1-relaksationstiden er en iboende magnetisk egenskab for alle væv), induceret af indånding af oxygen, er direkte proportional med ændringen i PO2. I OE-MRI måles ændringen i R1 ved vejrtrækning forhøjede koncentrationer af oxygen. Fordelene ved OE-MRI frem for BOLD er derfor, at den er følsom over for iltning af væv, den er ikke afhængig af ændringer i blodgennemstrømning og volumen, og den er virkelig kvantitativ, da ændringen i R1 er direkte proportional med ændringen i PO2. Det giver således potentielt et kvantitativt mål for myokardieiltning. OE-MRI er blevet brugt til at vurdere iltning af lungevæv,11 solid tumor-iltning12 og til at vurdere placenta-iltning hos gravide kvinder13 på konventionelle kliniske MR-scannere med meget opmuntrende resultater.

OE-MRI er ikke blevet anvendt i hjertet. Vi antager, at OE-MRI vil tillade ikke-invasiv, ikke-ioniserende og kvantitativ vurdering af myokardievævsiltning, som er fri for eksogent kontrastmiddel. Hvis dette er tilfældet, vil OE-MRI tilbyde et enormt potentiale i forhold til diagnosticering og håndtering af CAD, og ​​i forhold til at give patofysiologisk indsigt i hjertesygdomme.