Rintakehän nesteen arviointi kontrastitehosteella magneettikuvauksella ja bioimpedanssilla

HF on merkittävä terveysongelma, joka vaikuttaa 6,5 ​​miljoonaan ihmiseen Euroopassa ja 200 000:een Alankomaissa. HF:lle on ominaista toistuvat ja usein kalliit sairaalahoidot. Suurin osa akuutin sydämen vajaatoiminnan takia sairaalahoidoista johtuu pikemminkin keuhkojen tukkoisuudesta kuin alhaisesta sydämen minuuttitilavuusoireyhtymästä. Ruuhkat ovat yksi nykyisten hoitomenetelmien kliinisistä kohteista. Siksi nestetilan arviointi on ratkaisevan tärkeää HF-potilaiden diagnosoinnissa, hoidossa, kerrostumisessa ja seurannassa.

Nykyiset HF-diagnostiikkatyökalut:

Ruuhkaa arvioidaan yleensä kliinisten oireiden, kuten hengenahdistus, turvotus, kohinat ja kaulalaskimon turvotus, perusteella. Semi-kvantitatiiviset pisteet on kehitetty, joita voidaan käyttää HF-hoidon vasteen seurantaan. Nämä pisteet tarjoavat kuitenkin rajallista kliinistä lisäarvoa, koska niiltä puuttuu hyväksyttävä toistettavuus, spesifisyys ja herkkyys.

Indikaattorilaimennusteoria ja boluksen kineettinen analyysi:

Ruuhkan arviointi on mahdollista sopivan indikaattorin boluksen kineettisellä analyysillä. Tähän periaatteeseen perustuvat verenkiertotestit ovat hyvin tunnettuja tekniikoita sydämen vajaatoiminnan diagnosoimiseksi. Pienempi sydämen minuuttitilavuus (CO) ja suuret keuhkojen verimäärät pidentävät verenkiertoaikoja.

Indikaattorilaimennusteoriaa käyttämällä boluksen kineettinen analyysi voi antaa absoluuttisen tilavuuden mittauksen. Injektio- ja detektiokohdan välinen tilavuus tai eri havaintokohtien välinen tilavuus voidaan saada kertomalla indikaattorin keskimääräisen kulkuajan ero näiden kahden kohdan välillä ja laimennusjärjestelmän virtausnopeudella. Lisäksi, jos indikaattori vuotaa kalvosta laimennusprosessin aikana, kineettiset parametrit, kuten indikaattorin laimennuskäyrän vinous, voivat osoittaa kalvon tilan. Menetelmää sovellettiin periaatteessa radionuklidiangiografialla. Tärkeimmät rajoitukset olivat potilaalle aiheutuva taakka radioaktiivisten merkkiaineiden käytöstä ja menetelmän rajoittuminen verisuoniin, koska sitä ei sovellettu suureen veripooliin, kuten sydämen kammioihin. Muut indikaattorit, kuten väriaineet tai kylmä suolaliuos, edellyttävät keskussuonen katetrointia, invasiivista toimenpidettä, joka aiheuttaa vakavia lisäriskejä potilaalle.

DCE-MRI mahdollistaa minimaalisesti invasiivisen indikaattorilaimennuskäyrien mittaamisen, minkä etuna on samanaikainen näytteenotto eri sydänkammioista. DCE-MRI on ehdotettu ja validoitu in vitro tilavuuden mittaamiseen. Se on minimaalisesti invasiivinen toimenpide, joka saattaa hyötyä automaattisista jälkikäsittelytekniikoista.

Pientä annosta gadoliinia (Gd-CA) käytetään varmistamaan saadun MRI-signaalin ja Gd-CA-pitoisuuden välinen lineaarisuus indikaattorilaimennusteoriassa. Tämä bolus on paljon pienempi kuin tavallisesti standardi MRI-protokollassa käytetty, mikä minimoi Gd-CA:han liittyvien komplikaatioiden riskin.

Verrattuna samankaltaisiin magneettiresonanssiangiografian menetelmiin, DCE-MRI tarjoaa yhden sydämen lyönnin resoluution. Fysiologisten parametrien johtamiseen tarvitaan lyhyt jälkikäsittelyaika, koska käytettävissä on automaattisia kuvankäsittely- ja sovitusrutiineja.

Useimmat tutkimukset keskittyvät vain vasemman kammion (LV) tehostuskäyrään. Tämä jättää huomiotta oikean kammion (RV) tehostuskäyrän laimennusjärjestelmän ja siten pistoskohdan hemodynaamisen tilan RV-verenkiertopuuhun. Suurin osa tutkimuksista keskittyy vain huippujen väliseen etäisyyteen. Malliin perustuva käyränsovitustapa johtaa tarkempiin tuloksiin, ei rajoitu kuvantamisen näytteenottotaajuuteen; mikä voi johtaa lisäparametrien arvioimiseen, jotka mahdollisesti liittyvät keuhkojen verenkiertoon ja sen ekstravasaatioon.

DCE-MRI:llä mitatun keuhkojen läpikulkuajan (PTT) on osoitettu olevan hyvä esikuormituksen ja LV-täyttöpaineen mitta. PTT:tä pidennettiin ja se korreloi vaihtoehtoisten epäsuorien ruuhkatoimien kanssa. Ekstravaskulaarista keuhkovettä (EVLW) voidaan tällä hetkellä arvioida rintakehän röntgenkuvauksella, invasiivisella lämpölaimennuksella tai ultraäänikomeetoilla. DCE-MRI-pohjainen boluskinetiikka tarjoaa potentiaalisen menetelmän EVLW:n kvantifiointiin, koska molekyylipainonsa vuoksi Gd-CA:iden tiedetään poistuvan keuhkoverenkierrosta.

Impedanssiin perustuvat mittaukset:

Vaihtoehtoinen lähestymistapa rintakehän nesteiden kvantifiointiin perustuu transthorakaalisen impedanssin mittauksiin. Nämä mittaukset voidaan suorittaa noninvasiivisina ja jatkuvina, mikä tekee tästä potentiaalisen mielenkiintoisen seurantatyökalun kliiniselle käytännölle nesteen uudelleenjakautumisen suuntauksen seuraamiseksi kohti keuhkojen kongestiota. Aiemmat todisteet ovat osoittaneet, että rintakehän impedanssin lasku ennakoi HF-potilaiden sairaalahoidon tarvetta.

Bioimpedanssispektroskopia (BIS) on monitaajuusspektroskopia impedanssin mittaustekniikka. Kaikki impedanssiin perustuvat mittaukset rajoittuvat tilavuuden muutoksiin ja vaativat siksi yksilöllisen kalibroinnin tarkkojen absoluuttisten tilavuuksien tuottamiseksi. Lisäksi useat potilaaseen liittyvät ominaisuudet, kuten rasvaisuus, pituus ja keuhkojen ominaisuudet, voivat myös muuttaa impedanssista johdettuja parametreja. Tästä johtuen suuresta koehenkilöiden välisestä ja sisäisestä vaihtelusta johtuen vain suhteelliset muutokset ajan myötä ovat merkittäviä. Impedanssin on osoitettu olevan herkkä nesteen siirtymiselle vastauksena asentoliikkeeseen.

DCE-MRI ja BIS tarjoavat täydentäviä tietoja. Seurantastrategia, joka perustuu MRI-tutkimukseen lähtötilanteessa ja peräkkäiseen BIS-seurantaan, täyttäisi kliinisesti käyttökelpoisen mittaustekniikan vaatimukset, jonka avulla voidaan luotettavasti seurata siirtymistä kardiopulmonaaliseen kongestioon jo ennen kliinisten oireiden ilmaantumista.

Tutkimuksen tavoite:

Tässä tutkimuksessa tutkijat pyrkivät selvittämään, voidaanko rintakehänsisäisten tilavuuksien muutokset kvantifioida luotettavasti DCE-MRI- ja BIS-mittauksilla. Tutkijat olettavat, että tällainen nestehaasteiden aiheuttama muutos rintakehän nesteen jakautumisessa voidaan havaita minimaalisesti invasiivisella tavalla DCE-MRI:llä ja BIS:llä, kahden mittaustekniikan tulosten välillä.