Evaluación del depósito de hierro en el miocardio en pacientes con insuficiencia cardíaca utilizando imágenes de RM T2* (CHFIRONMR)

Introducción

La insuficiencia cardíaca (IC) es un síndrome clínico complejo que resulta de cualquier trastorno cardíaco estructural o funcional que afecta la capacidad del ventrículo para llenarse o expulsar sangre. En Taiwán, la IC es una epidemia creciente, debido al envejecimiento de la población y al aumento de la supervivencia de los pacientes que presentan infarto agudo de miocardio y otras enfermedades cardíacas. La mortalidad informada a los 5 y 10 años osciló entre el 14 % y el 48,2 % en aquellos con FEVI alterada versus el 14,1 % y el 24,4 % en aquellos con FEVI conservada, respectivamente.

El diagnóstico de insuficiencia cardíaca se basa en síntomas típicos de insuficiencia cardíaca y signos típicos de insuficiencia cardíaca y una evidencia objetiva de anomalía estructural o funcional del corazón. Las anomalías estructurales o funcionales asintomáticas del corazón (remodelación miocárdica) suelen ser trastornos progresivos y se consideran precursores de insuficiencia cardíaca sintomática. Por lo tanto, siempre se debe buscar el diagnóstico precoz de la etiología y la causa subyacente para orientar un tratamiento adecuado y preventivo.

El depósito de hierro en el miocardio conduce a una disfunción cardíaca progresiva y se cree que es una de las principales causas de muerte en la anemia dependiente de transfusiones. La biopsia endomiocárdica, que se ha utilizado para evaluar el depósito de hierro en el corazón, es riesgosa y tiene una variabilidad de muestreo inaceptable. La RM no invasiva es actualmente el método de imagen que ha demostrado ser fiable y preciso para evaluar la carga de hierro del miocardio. La aplicación de los tiempos de relajación transversal T2* de la RM se ha demostrado con éxito para la evaluación cuantitativa de la concentración de hierro en el corazón.

Propósito El objetivo de este proyecto es evaluar el depósito de hierro miocárdico en pacientes con insuficiencia cardíaca (IC). Se espera encontrar depósitos de hierro en el miocardio en pacientes con insuficiencia cardíaca inducida por otra causa en lugar de un trastorno hematológico dependiente de transfusiones. En este estudio longitudinal, intentaremos analizar la presencia y la gravedad del depósito de hierro en el miocardio, la variación a lo largo del curso y la correlación con el resultado clínico en pacientes con IC.

Métodos Este es un proyecto de 3 años sobre sujetos humanos centrado en el depósito de hierro en el miocardio. La medición directa del hierro miocárdico mediante biopsia endomiocárdica es riesgosa y tiene una variabilidad de muestreo inaceptable. Por lo tanto, la imagen MR T2* se elige en este proyecto debido a que no es invasiva y el valor de T2* se correlaciona cuantitativamente con la gravedad de la sobrecarga de hierro del miocardio.

Los criterios de inclusión para este estudio son: (1) pacientes con insuficiencia cardíaca diagnosticados en el Keelung Chang Gung Memorial Hospital; (2) los pacientes deben tener ≥ 20 y ≤ 70 años de edad; (3) los pacientes deben estar dispuestos a someterse a un tratamiento estándar y seguimiento en el Centro de Insuficiencia Cardíaca; (4) los pacientes deben poder dar su consentimiento informado. Los criterios de exclusión son: (1) pacientes que se considera que no cumplen con el tratamiento o no son accesibles para el seguimiento; (2) pacientes con contraindicaciones para la resonancia magnética, como claustrofobia, marcapasos cardíaco, implantes metálicos o que no pueden cooperar para el estudio de resonancia magnética debido al estado mental; (3) deterioro grave de la función renal (tasa de filtración glomerular inferior a 30 ml/min/1,73 m2); (4) embarazada o amamantando; (5) antecedentes de cirugía a corazón abierto. Los registros médicos de los pacientes elegibles se identificarán y revisarán centralmente en la reunión conjunta del proyecto antes de la inscripción para garantizar la calidad del estudio.

1. Plan del primer año El primer año es un estudio transversal. Mediante el uso de imágenes T2*, nuestro objetivo es comparar la gravedad del depósito de hierro en el miocardio de sujetos normales y la de pacientes con IC estable en recuperación con fracción de eyección (FE) normal o deteriorada. Se inscribirán un total de 60 sujetos, con un grupo de pacientes con IC tratados con FE normal (n=20), un grupo de pacientes con IC tratados con FE alterada (n=20) y un grupo de control (n=20). El grupo de control consta de voluntarios normales de la misma edad y sexo sin enfermedad cardiaca previamente documentada. En esta parte, para comparar el valor T2* del grupo de pacientes con IC y el grupo normal, se considerará la prueba de igualdad t de dos muestras y se puede elegir el tamaño de la muestra para lograr un poder del 80% para detectar una diferencia clínicamente significativa al nivel de significancia α=0.05. El G*Power 3.1.4 El software 4 se utiliza para calcular el tamaño de muestra necesario para el estudio del primer año. La prueba t de dos muestras independientes con un tamaño del efecto de 0,74, un nivel de significación α=0,05 y una potencia de 0,8 requiere una muestra total de 60 participantes (20 para cada grupo). El tamaño del efecto clínicamente significativo se establece en 0,74 según nuestros pequeños estudios piloto.
2. 2do y 3er año En el 2do y 3er año, se planea un estudio longitudinal prospectivo de 40 sujetos. Los pacientes inscritos serán evaluados con imágenes cardiacas MR T2* en tres momentos, es decir, el inicio de la enfermedad, 6 meses y un año después del tratamiento, y se les hará un seguimiento hasta el final de este proyecto (seguimiento de 1,5 a 3 años). Por lo tanto, en total se realizarán 120 exploraciones por RM en el segundo y tercer año. La presencia y la gravedad del depósito de hierro en el miocardio se correlacionarán con el curso de la enfermedad, los datos bioquímicos del paciente y el resultado clínico.

Imágenes de resonancia magnética y análisis de datos

La resonancia magnética cardíaca se realizará en un escáner de resonancia magnética 3-T con administración intravenosa de medio de contraste de RM a base de gadolinio para los sujetos con IC, con el fin de identificar cualquier foco de isquemia y evaluar la viabilidad del miocardio. Para todos los sujetos de prueba, la FE se calculará con el método de suma de disco de Simpson utilizando imágenes de precesión libre de estado estacionario de cine de eje corto del ventrículo izquierdo (LV) como se informó anteriormente (12). Los bordes endocárdicos del VI se trazarán semiautomáticamente en cada imagen de eje corto obtenida tanto al final de la diástole como al final de la sístole para determinar el área de la cavidad ventricular para cada corte. El área del trazado para cada corte de imagen se multiplicará por el intervalo de corte (grosor del corte más espacio entre la imagen) para determinar el volumen de ese corte. Los volúmenes de los cortes se sumarán para determinar un volumen LV. La FEVI se puede determinar mediante el volumen diastólico final (EDV) y el volumen sistólico final (ESV) utilizando la siguiente ecuación:

FEVI = volumen sistólico (EDV - ESV) ÷ EDV ………………………………………………. (1)

El hierro en el miocardio se cuantificó midiendo T2* (1/R2*), un parámetro de relajación de la RM que se ha demostrado que varía inversamente con la concentración de hierro en los tejidos. Esta técnica tiene alta reproducibilidad y concordancia entre escáneres de resonancia magnética. Las mediciones de resonancia magnética se realizarán utilizando un escáner de resonancia magnética clínica 3-T (Skyra, Siemens AG) con una nueva secuencia de pulso (Multi Echo GRE, WIP 732, Siemens). El T2* miocárdico se evaluará con el uso de una única técnica multieco de apnea. En resumen, se adquirirá un solo corte del ventrículo izquierdo en el eje corto de 10 mm de espesor en 8 tiempos de eco con calce estándar en una sola apnea. Para el análisis, se elegirá una región de interés de espesor completo en el tabique interventricular. La intensidad de la señal de esta región se medirá para cada imagen con el uso de un software diseñado internamente (CMRtools, Cardiovascular Imaging Solutions, Londres, Reino Unido).

Plan de análisis estadístico Se calcularán estadísticas descriptivas para todas las características de los sujetos de estudio. Para datos continuos, se usará la prueba t de dos muestras independientes para probar la diferencia del valor T2* entre dos grupos, y se usarán métodos de análisis de varianza (ANOVA) para evaluar la diferencia entre 3 o más grupos. Los métodos no paramétricos de Mann-Whitney U o Kruskal-Wallis H se utilizarán para comparar dos o más grupos para tamaños de muestra pequeños o variables continuas que no sigan la distribución normal. Se utilizará la prueba chi-cuadrado de Pearson para evaluar la asociación entre variables. Se utilizará la prueba rho de Spearman para correlacionar la FEVI y el valor T2* medido por resonancia magnética.

Problemas y dificultades esperados

Uno de los grandes obstáculos a superar es la recolección de pacientes porque este proyecto involucra imágenes clínicas y seguimiento. Para la estrecha coordinación de los investigadores en varios departamentos y el buen funcionamiento de los pacientes, necesitamos un asistente de investigación interno para garantizar el flujo de trabajo y la integridad de los datos.

Debido a que T2* en campo alto disminuye sustancialmente y su cuantificación es vulnerable a una mayor falta de homogeneidad de B0, es especialmente desafiante a 3T. Por lo tanto, integraremos un equipo interdisciplinario y comprometido de radiólogos y físicos de RM para superar estos desafíos.

Para resolver los desafíos técnicos acompañados de los sistemas de 3 Tesla de alta intensidad de campo, como la falta de homogeneidad del campo y el artefacto de susceptibilidad. Se ha demostrado que el calce de segundo orden (ancho de línea de pico de agua, 4,7 Hz) en un sistema de RM de 3 Tesla es mejor que el calce de primer orden (16,5 Hz) y el calce iterativo (18 Hz) y se aplicará en este proyecto para mejorar la corrección de las diferencias de susceptibilidad del aire y de los tejidos.

Uso de instrumentos El estudio de imágenes MR T2* se realizará en un sistema de RM Siemens Skyra de 3 Tesla en el Keelung Chang Gung Memorial Hospital. Habrá 60 exploraciones en el primer año y 120 exploraciones en los años 2 y 3. En total, se organizarán 180 exploraciones por RM durante 3 años. Dadas 45 semanas laborales por año, en promedio habrá 1,3 escaneos por semana. Cada estudio de RM cardíaca requerirá 2 intervalos de exploración (alrededor de 2 horas) más tiempo de posprocesamiento, y se cobrará como un solo intervalo. La ocupación del tiempo del escáner está aprobada bajo la regulación de MRI del Departamento de Radiología.