Caracterización del Parénquima Hepático Mediante Relaxometría por Resonancia Magnética Paramétrica T1 y T2

Aunque la biopsia hepática es el estándar actual para la caracterización histológica del parénquima hepático, este procedimiento invasivo tiene un riesgo significativo de hemorragia, potencialmente letal. Además, como la enfermedad hepática puede afectar al hígado de forma focal o heterogénea, los hallazgos histológicos pueden ser falsos negativos o no ser representativos. Modalidades de imagen no invasivas (p. La ecografía (US), la tomografía computarizada (CT) y la resonancia magnética (MRI), por otro lado, brindan información valiosa con respecto a la caracterización global y regional del tejido, y pueden ser de ayuda para guiar/dirigir la biopsia hepática. Además, en los últimos años los nuevos desarrollos han abierto la puerta a una mejor y más completa apreciación del estado del hígado. Una de ellas es la elastografía, que evalúa las propiedades mecánicas y viscoelásticas del hígado, lo que proporciona información valiosa con respecto a la rigidez (o elasticidad) del hígado y se utiliza para la estadificación precisa de la fibrosis hepática (1,2). Otro enfoque es la caracterización de tejidos utilizando el comportamiento de relajación del tejido hepático en un entorno magnético de alto campo ("relaxometria"). Como los tiempos de relajación son específicos del tejido, la patología focal o difusa puede alterarse (es decir, acortar o prolongar) los tiempos de relajación. Estas alteraciones se pueden utilizar para representar y cuantificar la gravedad de la enfermedad. En el campo de la imagen cardiaca, la relaxometría ha causado un cambio de paradigma, pero para la imagen del hígado, esto ha recibido un interés relativamente limitado hasta el momento. La más conocida es la relaxometría T2* que permite diagnosticar y hacer un seguimiento de los pacientes con hemocromatosis. Recientemente, algunos artículos han descrito el uso de relaxometría T1 y T1-rho para diagnosticar la congestión hepática en pacientes con Fontan y para describir la fibrosis hepática, respectivamente (3,4).

Como parte de un examen completo de resonancia magnética cardíaca, comenzamos a realizar rutinariamente relaxometría T1 y T2 del corazón en 2014. La técnica se validó frente a un fantoma estandarizado disponible comercialmente en un estudio internacional (5). En la práctica, el mapeo T1 y T2 incluye mediciones tanto en el eje corto cardiaco como en el eje largo horizontal antes y después de la administración intravenosa de quelatos de gadolinio comercialmente disponibles. Como en la dirección del eje corto cardíaco el hígado está parcialmente abarcado, utilizaremos estas imágenes para medir los tiempos de relajación T1 y T2 del hígado. Como todos los datos se almacenan en PACS, nuestro objetivo es reutilizar estos estudios de mapeo T1 y T2 para determinar la relajación T1 y T2 del hígado en condiciones normales.

En primer lugar, derivaremos de nuestra base de datos de resonancia magnética cardíaca un grupo representativo de estudios etiquetados como normales (es decir, hallazgos de resonancia magnética cardiaca normales). En el expediente médico del paciente se comprobarán los biomarcadores séricos de enfermedad hepática (ver más abajo), así como los hallazgos en la ecocardiografía (exclusión de insuficiencia cardíaca derecha, exclusión de insuficiencia tricuspídea grave), ecografía abdominal/tomografía computarizada (exclusión de enfermedad hepática, es decir, hemocromatosis, esteatosis, congestión hepática y cirrosis hepática). Solo se incluirán estudios de resonancia magnética si se excluye la enfermedad hepática. En un paso siguiente, se dibujará manualmente una región de interés representativa (> 100 píxeles) en una región que no incluya los vasos hepáticos. Estos análisis se realizarán en el mapa T1 pre y poscontraste, y en el mapa T2. El objetivo es determinar valores normales en al menos 100 sujetos, que permitan evaluar el impacto del envejecimiento y el género.

En segundo lugar, mediremos los valores T1 y T2 hepáticos en pacientes con diferentes formas de insuficiencia cardíaca derecha, y evaluaremos la relación entre los valores T1 y T2 hepáticos y los hallazgos en ecocardiografía, biomarcadores séricos y cateterismo cardíaco derecho indicativos de insuficiencia cardíaca derecha. Esta última información se recuperará del expediente médico del paciente. Al igual que en la insuficiencia cardiaca derecha, la presión de llenado aumenta en las venas cava y hepática, lo que provoca una congestión hepática. Es la hipótesis que en estas circunstancias los valores hepáticos de T1 y T2 están aumentados. Además, en las últimas etapas, cuando se inicia la fibrosis hepática y evoluciona hacia un hígado cirrótico cardíaco, suponemos un aumento de los valores de T1. El objetivo es evaluar si el T1 y/o T2 medio del parénquima hepático obtenido en la RM puede utilizarse como biomarcador de imagen de descompensación del corazón derecho. Dado que la enfermedad hepática concomitante (ver arriba) puede dificultar la interpretación correcta de nuestros hallazgos, es necesario excluir la enfermedad hepática preexistente. Para ello se utilizará un abordaje similar al de la población normal. La población objetivo de pacientes es triple. En primer lugar, los pacientes con hipertensión pulmonar con/sin evidencia de insuficiencia cardíaca derecha, que se sometieron a un cateterismo cardíaco derecho con mediciones de presión invasivas (si no están disponibles, se utilizarán estimaciones de presión arterial pulmonar en ecocardiografía transtorácica), y signos de insuficiencia cardíaca derecha en transtorácica. Se puede utilizar la ecocardiografía. En segundo lugar, los pacientes con miocardiopatía dilatada, definida como una fracción de eyección del VI < 35 % con y sin disfunción concomitante del ventrículo derecho (VD) (es decir, FE del VD < 35%). Tercero, pacientes con pericarditis constrictiva o pericarditis inflamatoria con fisiología constrictiva (es decir, aumento del acoplamiento/interdependencia ventricular relacionada con la respiración). Este grupo se comparará con un grupo de pacientes con pericarditis inflamatoria sin fisiología constrictiva (es decir, acoplamiento ventricular conservado).

En tercer lugar, para evaluar la reproducibilidad interobservada e intraobservada de los valores T1/T2 hepáticos, dos lectores realizarán las mediciones de forma independiente. Un lector repetirá las mediciones respetando un intervalo de una semana entre los análisis. Este grupo incluye 10 estudios seleccionados al azar en el grupo normal y 10 estudios en el grupo de pacientes. El análisis incluye la evaluación del coeficiente de correlación intraclase (ICC) y el coeficiente de variación (CoV).

Finalmente, como paso hacia un enfoque más automatizado, evaluaremos/desarrollaremos análisis de textura. Este enfoque matemático analiza patrones entre píxeles no visibles para el ojo humano y da como resultado "características" de la imagen que van más allá de la media (o mediana) y las desviaciones típicas. Ha demostrado ser una técnica robusta en muchas aplicaciones en el campo de la imagen médica, y lo más probable es que también sea útil para la imagen del hígado. El gran grupo de características de imágenes derivadas debe analizarse más a fondo utilizando enfoques de aprendizaje automático (con o sin otras lecturas clínicas). El aprendizaje automático de características junto con un diagnóstico ("objetivo") tiene el potencial de aumentar las puntuaciones de riesgo tradicionales con nuevos biomarcadores de imágenes. Enfoques de regularización basados ​​en, p. Se implementarán máquinas de vectores de soporte, bosques aleatorios o redes neuronales convolucionales (CNN).