Predicción de dilatación y ruptura aórtica (DilAo)

1. Propósito del estudio El propósito de este estudio es explorar los parámetros pronósticos para la dilatación aórtica. Más específicamente, se trata de identificar parámetros de diagnóstico por imágenes que podrían usarse para identificar pacientes con alto riesgo de dilatación aórtica rápida y deben ser objeto de un seguimiento intensivo mediante métodos de diagnóstico por imágenes.

2. Subensayos

1. Estudio clínico 1 El objetivo de la primera fase del estudio tiene como objetivo identificar los parámetros de flujo de resonancia magnética 4D que son característicos de la aorta dilatada y podrían usarse para evaluar el pronóstico futuro en pacientes con dilatación aórtica o factores predisponentes.
2. Estudio clínico 2 La segunda fase del estudio tiene como objetivo utilizar los parámetros de flujo identificados en el seguimiento de imágenes clínicas para descubrir qué parámetros predicen la dilatación aórtica en la vida real y, por lo tanto, podrían usarse para seleccionar pacientes para imágenes más intensivas en el futuro.
3. Estudio 3 - Patología molecular, histología y genética de la aorta El objetivo de esta parte del estudio es descubrir las diferencias en biología molecular, histología, elasticidad y genética de la aorta en pacientes que tienen factores predisponentes para la dilatación aórtica. En particular, se estudiarán los factores celulares que influyen en la formación del tejido conectivo y la capa de músculo liso vascular.

3. Métodos

1. Población de pacientes Todos los pacientes y voluntarios sanos darán su consentimiento informado por escrito para el estudio. El Comité de Ética del distrito hospitalario del norte de Savo ha dado su aprobación para el ensayo.

Estudio 1 La primera fase del estudio incluirá a veinte pacientes con BAV anatómica o funcional u otra enfermedad que predispone a la dilatación de la aorta programados para una resonancia magnética aórtica de rutina en el Departamento de Radiología del Hospital Universitario de Kuopio (KUH). La resonancia magnética de flujo 4D se realizará justo después de la resonancia magnética 2D de rutina y extenderá el tiempo de obtención de imágenes aproximadamente 20 minutos. Se reclutarán veinte controles voluntarios sanos del grupo de investigación y personal del departamento y se programarán para el procedimiento de imagen similar. Los principales parámetros analizados a partir de estos datos de imágenes únicos son la velocidad máxima del flujo y la excentricidad del flujo, la vorticidad del flujo y el esfuerzo cortante de la pared. Además, en este estudio se determinarán los parámetros relacionados con la rigidez y la geometría aórtica. Se realizará una comparación de los parámetros de resonancia magnética de flujo 4D entre los pacientes y los controles sanos, los parámetros de flujo 4D también se compararán con los parámetros de flujo 2D convencionales tanto en los pacientes del estudio como en los controles sanos.

Estudio 2 Para el estudio de seguimiento se reclutarán 100 pacientes de la misma manera que en el caso de los primeros pacientes del estudio. Los criterios de inclusión serán: adulto (edad > 18 años), dilatación aórtica previamente documentada, VAB anatómica o funcional documentada u otro trastorno hereditario, que cause un mayor riesgo de dilatación aórtica, sin contraindicación para la RM. Se realizará una resonancia magnética aórtica similar a la del estudio clínico 1. Sin embargo, las imágenes de seguimiento se realizarán después de 6 meses desde la primera resonancia magnética y anualmente durante 5 años. Se analizarán los mismos parámetros de flujo 4D y 2D que en el primer estudio. El interés especial será el grado de dilatación aórtica y la correlación entre los parámetros de flujo 4D (y 2D) con las dimensiones aórticas.

Parámetros clínicos Todos los pacientes que acudan a la consulta externa tendrán un examen clínico (auscultación, signos clínicos de insuficiencia cardíaca, hepatomegalia, edema periférico, soplos arteriales). Se realizará electrocardiograma de 12 derivaciones y análisis básicos de laboratorio (hemoglobina, hematocrito, sodio, potasio, creatinina, péptido natriurético cerebral). Con el permiso por escrito del paciente, se guardará un tubo adicional de sangre para futuros análisis y se informará al paciente sobre el propósito de esta muestra.

Ecocardiografía La ecocardiografía transtorácica se realizará utilizando métodos clínicos de rutina. Se prestará especial interés a la anatomía de la válvula aórtica y las dimensiones aórticas. También se registrarán otros signos de manifestaciones cardíacas. Se evaluarán las dimensiones ventriculares y los parámetros volumétricos, así como la función sistólica y diastólica ventricular.

Resonancia magnética de la aorta Angiografía por resonancia magnética y mediciones de flujo 2D La imagen estática de la aorta se realiza con una secuencia SSFP (percesión libre de estado estacionario) 3D sincronizada con ECG y respiración [Kawel et al 2012]. La pila de imágenes se obtiene en un plano sagital y se procesa en la estación de trabajo MPR para obtener imágenes perpendiculares al eje del flujo sanguíneo. El diámetro de la aorta se mide de pared exterior a pared exterior. Se determina el diámetro más ancho de la aorta y, como rutina, se mide el diámetro de la aorta en 8 niveles predeterminados.

IRM de contraste de fase 4D El flujo sanguíneo en la aorta se medirá en función del contraste de fase de la IRM. La medición se realizará repitiendo la secuencia de pulsos de imágenes sin y con gradientes de ponderación de flujo para tres dimensiones de manera intercalada y la medición. Los parámetros de imagen se establecerán de acuerdo con la declaración de consenso de medición de flujo de resonancia magnética 4D [Dyverfelt 2015] en breve: resolución de < 2,5x2,5x2,5 mm3, resolución temporal de 30 ms (resolución de tiempo en el flujo en diferentes fases cardíacas), sincronización retrospectiva de ECG y compensación del movimiento respiratorio, invierta el ángulo cerca del ángulo de Ernst y la amplitud del gradiente de ponderación del flujo para que el flujo máximo sea un 10 % más alto que el índice de flujo máximo esperado en la aorta. El volumen de imágenes cubrirá la válvula aórtica, el arco aórtico y la aorta descendente al nivel del vértice del miocardio. Los datos se procesarán previamente para minimizar la contribución de las compensaciones de fase de fondo, las imperfecciones de gradiente y los ajustes de fase.

Parámetros de flujo De las imágenes de flujo 4D, se extraerán varios parámetros cuantitativos. Los parámetros principales son los que describen la distribución del flujo en la aorta, es decir, la velocidad máxima del flujo y la excentricidad, la vorticidad del flujo y la tensión de cizallamiento en las paredes del vaso. Además, se registrarán varios parámetros relacionados con la rigidez aórtica y la geometría y función de la válvula aórtica. Durante el seguimiento se evaluarán los cambios y el valor pronóstico de los parámetros cuantificados.

En el propósito de la validación, los parámetros de flujo 4D se compararán con los parámetros extraídos de las secuencias de flujo 2D convencionales.

Protocolo de seguimiento clínico Los pacientes reclutados para el estudio de seguimiento (estudio 2) serán reevaluados mediante resonancia magnética aórtica después de medio año desde el reclutamiento y anualmente después de la primera visita de seguimiento hasta cinco años o según el seguimiento clínico cronograma. Si el estado de la dilatación aórtica indica un seguimiento más intensivo se utilizará.

Análisis estadísticos Se evaluará la significación estadística de los factores pronósticos comparando los parámetros de flujo y los factores asociados con el grado de dilatación aórtica mediante el uso de un análisis multivariado apropiado. La significancia estadística se establecerá en p<0,05 y la significancia estadística alta en p<0,01. Los datos se analizarán utilizando el programa SPSS para Windows.

Estudio 3

El tercer subensayo incluirá a 20+100 pacientes con dilatación aórtica severa programados para operación aórtica. Las muestras de aorta humana se recolectan durante la cirugía de reemplazo de aorta de rutina a partir del tejido vascular extraído. Además de las muestras de tejido, se recogerá una muestra de sangre para análisis genético y molecular. Los pacientes han dado su permiso por escrito para las muestras histológicas y de sangre antes de la operación. Después de la resección, las muestras se transfieren inmediatamente a nitrógeno líquido (muestras congeladas), PFA-PBS (muestras histológicas) o al medio de cultivo celular para el aislamiento celular (células endoteliales, células del músculo liso vascular, fibroblastos). Las muestras congeladas se almacenan a -70 °C y las células aisladas en nitrógeno líquido. Las muestras histológicas se procesarán en parafina y se almacenarán como bloques de parafina. Las muestras se almacenarán hasta 10 años, y después de lo cual se destruirán como desechos de riesgo biológico. Los datos sin procesar se almacenarán en un archivo eléctrico como el Archivo Europeo del Genoma y el Fenómeno (EGA).

Análisis La biología molecular y la histología de las muestras de aorta se examinan mediante RT-qPCR, inmunohistoquímica y microscopía multifotónica. Expresión de genes relevantes, p. Se estudian TGF-β, la familia VEGF, COX-1 y 2, eNOS/Akt y citocinas proinflamatorias, y también se puede usar la secuenciación de ARN, que identifica todos los ARNm expresados ​​simultáneamente, para encontrar diferencias en la expresión de todos los genes aórticos entre diferentes grupos de pacientes. Se secuencia el gen FBN1 y se buscan mutaciones o deleciones.

La arquitectura de la pared del vaso de la aorta y la expresión de genes relevantes se visualizan mediante microscopía multifotónica e inmunohistoquímica. Las células aisladas se utilizan para el análisis de células individuales, que permite estudiar una célula viva y sus eventos moleculares a la vez, y brinda información totalmente nueva sobre las funciones de diferentes células en la pared del vaso. Los datos obtenidos se dividen en grupos de coincidencia de enfermedad y edad, y se buscarán las correlaciones entre el estado de la enfermedad cardíaca, la expresión génica aórtica y la histología aórtica. Los datos también se conectarán y compararán con el estudio preclínico en ratones descrito en el Apéndice 1, y el estudio de imágenes de flujo 4D por resonancia magnética de aorta humana descrito en el párrafo 3.4.

Biomecánica de muestras histológicas de aorta Los parámetros biomecánicos, como la rigidez y la resistencia al fallo, se medirán a partir de las muestras de aorta. Las mediciones y el análisis se realizarán en colaboración con el grupo de la BBC en la Universidad del Este de Finlandia. Los parámetros biomecánicos en los grupos de pacientes estudiados se compararán y utilizarán como parámetro en análisis estadísticos multivariantes. Los resultados también se compararán y vincularán con los hallazgos de la biología molecular e histológica.

Controles Se recolectarán muestras para compararlas con el tejido normal de 10 donantes de órganos operados en el Hospital Universitario de Kuopio. Las muestras se manejarán como se describe en pacientes aórticos.

Modelado matemático de la aorta Los datos de imágenes de 20 pacientes se enviarán de forma anónima a la Universidad de Ciencias Aplicadas JAMK para el modelado de simulación matemática del flujo aórtico y la tensión de la pared.

4. Colaboración El estudio clínico se lleva a cabo de forma multiprofesional en el Hospital Universitario de Kuopio junto con los departamentos de cardiología clínica, cirugía cardiotorácica (Centro del Corazón) y radiología (Centro de Imágenes Clínicas). Los estudios histopatológicos, moleculares y genéticos se realizan en el Departamento de Ciencias Moleculares del Instituto AI Virtanen de la Universidad de Finlandia Oriental (UEF). Las pruebas biomecánicas se realizarán en el Departamento de Física Aplicada de la UEF. El modelado matemático de las imágenes aórticas se realizará en la Universidad de Ciencias Aplicadas JAMK. Los resultados de flujo de resonancia magnética 4D adquiridos se analizarán y validarán de acuerdo con los estándares del Hospital Universitario de Kuopio.