Hiperpolarizados 13C piruvato-MRI y FDG-PET en un solo examen para el pronóstico de la miocardiopatía isquémica (FDG PET-HP MRI)

1. Justificación de estudio y significado 1.1. La miocardiopatía isquémica y la necesidad de enfoques de imagen avanzados de la miocardiopatía isquémica (ICM) es un trastorno progresivo caracterizado por la disfunción miocárdica debido a la perfusión coronaria reducida, más comúnmente causada por la enfermedad de la arteria coronaria subyacente (CAD) o la infarto de miocardio anterior (MI). El pronóstico de ICM sigue siendo pobre, con altas tasas de morbilidad y mortalidad a pesar de los avances en las terapias farmacológicas, intervencionistas y quirúrgicas. Un desafío clínico importante en la gestión de ICM es la evaluación precisa e integral de la viabilidad miocárdica y la función metabólica para guiar las estrategias de revascularización apropiadas. Técnicas de imagen tradicionales, incluidas la resonancia magnética cardíaca de gadolinio tardía (LGE-CMR), la tomografía computarizada de emisiones de un solo fotón (SPECT) y la ecocardiografía de estrés de dobutamina, proporcionan ideas estructurales y funcionales, pero son limitadas en su capacidad para evaluar dinámicamente alteraciones metabólicas Eso precede al daño miocárdico irreversible.

   1.2. Limitaciones de las modalidades de imágenes actuales en la evaluación de la viabilidad y el metabolismo Los enfoques de imágenes no invasivas existentes para la evaluación de la viabilidad miocárdica dependen principalmente de marcadores anatómicos de fibrosis, reserva contráctil o metabolismo de glucosa estática, lo que requiere múltiples sesiones de imágenes con diferentes modalidades. Estos enfoques plantean varias limitaciones, incluidos los resultados discordantes entre las técnicas de imagen, el aumento de la carga del paciente debido a múltiples citas y retrasos en las decisiones de tratamiento. Más importante aún, la falta de una estrategia de imagen integrada limita la capacidad de evaluar las adaptaciones metabólicas en tiempo real que pueden predecir el potencial de recuperación miocárdico después de la revascularización.

   1.3. La justificación de un enfoque combinado de imágenes HP-13C MRI y FDG-PET El estudio propuesto busca superar estas limitaciones mediante el empleo de un nuevo método de imagen metabólica integrada que combina imágenes de resonancia magnética hiperpolarizada 13c-piruvato (HP-13C-MRI) y [¹⁸F] Tomografía de emisión de positrones con fluorodeoxiglucosa (FDG-PET) en un solo examen. HP-13C-MRI proporciona información de flujo metabólico en tiempo real, lo que permite la visualización directa de la utilización del sustrato y el metabolismo oxidativo, mientras que FDG-PET permite la cuantificación de la absorción de glucosa y la evaluación de la viabilidad. Al adquirir simultáneamente los datos metabólicos, de viabilidad y de la función mecánica, este enfoque híbrido tiene el potencial de transformar el paradigma diagnóstico para la miocardiopatía isquémica.

2. Objetivos de estudio e hipótesis 2.1. Objetivo principal El objetivo principal de este estudio es determinar si las imágenes simultáneas HP-13C-MRI y FDG-PET pueden mejorar la evaluación de la viabilidad miocárdica y la función metabólica en la miocardiopatía isquémica en comparación con los enfoques de imágenes estándar actuales.

   2.2. Objetivos secundarios

   Los objetivos secundarios incluyen:

   2.2.1. Establecer el metabolismo miocárdico basal, la viabilidad y los parámetros de la función mecánica en sujetos sanos que utilizan HP-13C-MRI y FDG-PET combinados para servir como referencia para las cohortes de pacientes posteriores.

   2.2.2. Evaluar las anormalidades metabólicas en pacientes preoperatorios con miocardiopatía isquémica y baja fracción de eyección ventricular izquierda (FEVI) para correlacionar la actividad metabólica con la gravedad de la enfermedad clínica y los resultados de la revascularización.

   2.2.3. Realización de una evaluación longitudinal del metabolismo miocárdico y la función después de la revascularización quirúrgica para determinar el valor predictivo de las imágenes metabólicas basales para la recuperación miocárdica posquirúrgica.

   2.3. Hipótesis primaria Se plantea que la adquisición simultánea de datos metabólicos y de viabilidad a través de HP-13C-MRI y FDG-PET en una sola sesión de imágenes proporcionará una precisión diagnóstica superior y un valor pronóstico para la cardiomiopatía isquémica en comparación con las técnicas de imágenes estándar realizadas por separado.

   2.4. Hipótesis secundarias 2.4.1. En individuos sanos con función de miocardio normal, HP-13C-MRI y FDG-PET establecerán patrones de flujo metabólico normales, que diferirán significativamente de los observados en pacientes con miocardiopatía isquémica.

   2.4.2. En pacientes preoperatorios con miocardiopatía isquémica, los trastornos metabólicos detectados a través de HP-13C-MRI se correlacionarán con la absorción regional de glucosa en FDG-PET y proporcionarán información sobre segmentos miocárdicos con disfunción reversible.

   2.4.3. Las imágenes de seguimiento posteriores a CABG demostrarán una mejora metabólica en segmentos miocárdicos viables, confirmando el potencial de las imágenes metabólicas preoperatorias como una herramienta predictiva para la recuperación miocárdica posterior a la revascularización.

3. Diseño y metodología del estudio 3.1. Tipo de estudio y diseño Este es un estudio de investigación traduccional prospectivo, de un solo centro y no cegado que emplea un escáner híbrido de MR PET para imágenes simultáneas.

   3.2. Estudiar la población y la asignación de grupos

   Se inscribirán un total de 12 sujetos humanos, estratificados en tres grupos:

   3.2.1. Grupo de control sano (n = 6) que consiste en individuos con FEVI normal (> 50%) para establecer valores de referencia metabólicos y de viabilidad de referencia.

   3.2.2. Grupo de miocardiopatía isquémica previa a Cabg (n = 6) que consiste en pacientes con FEVI reducida (<35%) sometido a injerto de derivación coronaria planificada (CABG).

   3.2.3. Grupo de seguimiento posterior a CABG (n = 6 a 4-6 meses, n = 6 a los 10-12 meses) que consiste en la misma cohorte previa a la cable que se someten a imágenes de seguimiento posquirúrgicas para evaluar la recuperación metabólica.

   3.3. Procedimientos de estudio 3.3.1. Todos los participantes se someterán a una o dos sesiones de imágenes que involucran HP-13C-MRI y FDG-PET en una sola sesión utilizando un escáner híbrido PET-MR.

   3.3.2. Los participantes se someterán a un muestreo de sangre antes y después de las imágenes para medir biomarcadores metabólicos clave, incluidos lactato, piruvato, triglicéridos, insulina y glucosa.

   3.3.3. Los datos clínicos de imágenes cardíacas, incluida la ecocardiografía, las imágenes de perfusión miocárdica SPECT y la angiografía coronaria invasiva, se recopilarán para la correlación con los hallazgos de imágenes metabólicas.

   3.4. Protocolo de imagen 3.4.1. Adquisición de resonancia magnética de piruvato 13c hiperpolarizada 3.4.1.1. El piruvato hiperpolarizado [1-13C] se inyectará dinámicamente, y se medirá la conversión en tiempo real a intermedios metabólicos (bicarbonato y lactato).

   3.4.1.2. Se utilizarán secuencias de imágenes de 13c conignas cardíacas para cuantificar el flujo metabólico miocárdico, centrándose en las variaciones segmentarias en el metabolismo oxidativo.

   3.4.2. Adquisición de FDG-PET 3.4.2.1. La absorción de FDG se medirá para evaluar la viabilidad miocárdica y el metabolismo regional de la glucosa.

   3.4.2.2. La actividad metabólica se comparará en regiones miocárdicas isquémicas y no isquémicas.

4. Análisis de datos y consideraciones estadísticas 4.1. Análisis estadístico primario 4.1.1. Los datos HP-13C MRI y FDG-PET se analizarán utilizando tuberías de análisis y análisis basadas en MATLAB.

   4.1.2. Los parámetros metabólicos cuantitativos, incluida la relación bicarbonato-lactato y la absorción de FDG miocárdico, se compararán entre los grupos de estudio.

   4.1.3. La significación estadística se determinará utilizando una prueba t no apareada (α = 0.05, una cola) para comparaciones de dos grupos y ANOVA ANOVA/2 vías para comparaciones de grupos múltiples.

   4.2. Justificación del tamaño de la muestra 4.2.1. El tamaño de la muestra de 12 sujetos (24 sesiones de imágenes) se basa en la viabilidad y los estudios previos que demuestran diferencias metabólicas significativas con la resonancia magnética HP-13C en pequeñas cohortes.

   4.2.2. Los cálculos de potencia sugieren que este tamaño de muestra será suficiente para detectar diferencias clínicamente relevantes en los parámetros metabólicos miocárdicos con un tamaño de efecto estimado de 1.0 y 80% de potencia a α = 0.05.

5. Consideraciones de seguridad y riesgo 5.1. Exposición a la radiación 5.1.1. El protocolo combinado de MRI y FDG-PET HP-13C dará como resultado una exposición de radiación de ~ 10.5 msV, dentro de los límites de diagnóstico aceptables.

5.1.2. La exposición a la radiación se monitoreará para cumplir con las pautas institucionales y regulatorias.

5.2. Monitoreo de eventos adversos 5.2.1. Los sujetos serán monitoreados de cerca durante las imágenes, con Monitoreo continuo de ECG y presión arterial.

5.2.2. Cualquier evento adverso se informará y gestionará de acuerdo con los protocolos de seguridad institucional.