Hyperpolarisation 13C Pyruvate-MRI et FDG-PET dans un seul examen pour le pronostic de la cardiomyopathie ischémique (FDG PET-HP MRI)

1. Étude justifiée et signification 1.1. La cardiomyopathie ischémique et le besoin d'approches d'imagerie avancées cardiomyopathie ischémique (ICM) sont un trouble progressif caractérisé par un dysfonctionnement myocardique en raison de la réduction de la perfusion de Coronaire, le plus souvent causée par la maladie de l'artère coronaire sous-jacente (CAD) ou l'infarcction précédente du myocarde (MI). Le pronostic de l'ICM reste pauvre, avec des taux élevés de morbidité et de mortalité malgré les progrès des thérapies pharmacologiques, interventionnelles et chirurgicales. Un défi clinique majeur dans la gestion de l'ICM est l'évaluation précise et complète de la viabilité du myocarde et de la fonction métabolique pour guider les stratégies de revascularisation appropriées. Les techniques d'imagerie traditionnelles, notamment l'imagerie par résonance magnétique cardiaque améliorée par le gadolinium (LGE-CMR), la tomodensitométrie en émission à photon unique (SPECT) et l'échocardiographie de stress à la dobutamine, fournissent des informations structurelles et fonctionnelles mais sont limitées dans leur capacité à évaluer dynamiquement des altérations métaboliques qui précèdent les dommages myocardiques irréversibles.

   1.2. Limitations des modalités d'imagerie actuelles dans l'évaluation de la viabilité et du métabolisme Les approches d'imagerie non invasives existantes pour l'évaluation de la viabilité myocardique reposent principalement sur les marqueurs anatomiques de la fibrose, de la réserve contractile ou du métabolisme statique du glucose, nécessitant de multiples sessions d'imagerie avec des modélités différentes. Ces approches posent plusieurs limitations, notamment des résultats discordants entre les techniques d'imagerie, l'augmentation du fardeau des patients en raison de plusieurs rendez-vous et des retards dans les décisions de traitement. Plus important encore, l'absence d'une stratégie d'imagerie intégrée limite la capacité d'évaluer les adaptations métaboliques en temps réel qui peuvent prédire le potentiel de récupération du myocarde après la révélarisation.

   1.3. La justification d'une approche combinée d'imagerie IRM HP-13C et FDG-PET L'étude proposée cherche à surmonter ces limites en utilisant une nouvelle méthode d'imagerie métabolique intégrée combinant une imagerie magnétique hyperpolarisée 13C-pyruvate (HP-13C-MRI) et [¹⁸f] Tomographie par émission de positrons fluorodésoxyglucose (FDG-PET) en un seul examen. HP-13C-MRI fournit des informations de flux métabolique en temps réel, permettant une visualisation directe de l'utilisation du substrat et du métabolisme oxydatif, tandis que le FDG-PET permet la quantification de l'absorption du glucose et de l'évaluation de la viabilité. En acquérant simultanément les données métaboliques, viabilité et des fonctions de fonction mécanique, cette approche hybride a le potentiel de transformer le paradigme diagnostique de la cardiomyopathie ischémique.

2. Objectifs et hypothèses de l'étude 2.1. Objectif principal L'objectif principal de cette étude est de déterminer si l'imagerie simultanée HP-13C-MRI et FDG-PET peut améliorer l'évaluation de la viabilité myocardique et de la fonction métabolique dans la cardiomyopathie ischémique par rapport aux approches d'imagerie standard actuelles.

   2.2. Objectifs secondaires

   Les objectifs secondaires comprennent:

   2.2.1. Établir un métabolisme myocardique de base, la viabilité et les paramètres de la fonction mécanique chez des sujets sains en utilisant HP-13C-MRI et FDG-PET combinés pour servir de référence pour les cohortes des patients ultérieures.

   2.2.2. Évaluer les anomalies métaboliques chez les patients préopératoires atteints de cardiomyopathie ischémique et une faible fraction d'éjection ventriculaire gauche (LEVE) pour corréler l'activité métabolique avec la gravité des maladies cliniques et les résultats de revascularisation.

   2.2.3. Effectuer une évaluation longitudinale du métabolisme et de la fonction du myocarde après une revascularisation chirurgicale pour déterminer la valeur prédictive de l'imagerie métabolique de base pour la récupération myocardique post-chirurgicale.

   2.3. Hypothèse primaire Il est émis l'hypothèse que l'acquisition simultanée de données métaboliques et de viabilité via HP-13C-MRI et FDG-PET dans une seule session d'imagerie fournira une précision de diagnostic supérieure et une valeur pronostique pour la cardiomyopathie ischémique par rapport aux techniques d'imagerie standard effectuées séparément.

   2.4. Hypothèses secondaires 2.4.1. Chez les individus en bonne santé ayant une fonction myocardique normale, HP-13C-MRI et FDG-PET établiront des schémas de flux métaboliques normaux, qui diffèrent considérablement de ceux observés chez les patients atteints de cardiomyopathie ischémique.

   2.4.2. Chez les patients préopératoires atteints de cardiomyopathie ischémique, les dérangements métaboliques détectés via HP-13C-MRI seront en corrélation avec l'absorption régionale du glucose sur FDG-PET et fourniront un aperçu des segments myocardiques avec une dysfonction réversible.

   2.4.3. L'imagerie de suivi post-CABG démontrera l'amélioration métabolique des segments myocardiques viables, confirmant le potentiel de l'imagerie métabolique préopératoire comme outil prédictif pour la récupération myocardique post-révascularisation.

3. Conception et méthodologie de l'étude 3.1. Type d'étude et conception Il s'agit d'une étude de recherche translationnelle non liée à un centre unique et monocytoresque utilisant un scanner PET-MR hybride pour l'imagerie simultanée.

   3.2. Population d'étude et allocation de groupe

   Un total de 12 sujets humains seront inscrits, stratifiés en trois groupes:

   3.2.1. Groupe témoin sain (n = 6) composé d'individus atteints de LVEF normal (> 50%) pour établir des valeurs de référence métaboliques et de viabilité de base.

   3.2.2. Groupe de cardiomyopathie ischémique pré-CABG (n = 6) composé de patients atteints de LVEF réduite (<35%) subissant une greffe de pontage coronarien planifiée (CABG).

   3.2.3. Groupe de suivi post-CABG (n = 6 à 4 à 6 mois, n = 6 à 10-12 mois) consistant en la même cohorte pré-CABG subissant une imagerie de suivi post-chirurgicale pour évaluer la récupération métabolique.

   3.3. Procédures d'étude 3.3.1. Tous les participants subiront une ou deux séances d'imagerie impliquant HP-13C-MRI et FDG-PET en une seule session à l'aide d'un scanner PET-MR hybride.

   3.3.2. Les participants subiront un échantillonnage de sang avant et après l'imagerie pour mesurer les principaux biomarqueurs métaboliques, notamment le lactate, le pyruvate, les triglycérides, l'insuline et le glucose.

   3.3.3. Les données d'imagerie cardiaque cliniques, y compris l'échocardiographie, l'imagerie de perfusion myocardique SPECT et l'angiographie coronaire invasive, seront collectées pour corrélation avec les résultats de l'imagerie métabolique.

   3.4. Protocole d'imagerie 3.4.1. Hyperpolarisé acquisition de l'IRM pyruvate 13C 3.4.1.1. Le pyruvate hyperpolarisé [1-13C] sera injecté dynamiquement et la conversion en temps réel en intermédiaires métaboliques (bicarbonate et lactate) sera mesurée.

   3.4.1.2. Des séquences d'imagerie 13C à fidélisation cardiaque seront utilisées pour quantifier le flux métabolique myocardique, en se concentrant sur les variations segmentaires du métabolisme oxydatif.

   3.4.2. FDG-PET Acquisition 3.4.2.1. L'absorption du FDG sera mesurée pour évaluer la viabilité myocardique et le métabolisme régional du glucose.

   3.4.2.2. L'activité métabolique sera comparée dans les régions myocardiques ischémiques et non ischémiques.

4. Analyse des données et considérations statistiques 4.1. Analyse statistique primaire 4.1.1. Les données IRM et FDG-PET HP-13C seront analysées à l'aide de pipelines de reconstruction et d'analyse basés sur MATLAB.

   4.1.2. Les paramètres métaboliques quantitatifs, y compris le rapport bicarbonate / lactate et l'absorption du FDG myocardique, seront comparés entre les groupes d'étude.

   4.1.3. La signification statistique sera déterminée à l'aide d'un test t non apparié (α = 0,05, unilatéral) pour les comparaisons en deux groupes et ANOVA / ANOVA 2 voies pour les comparaisons multi-groupes.

   4.2. Justification de la taille de l'échantillon 4.2.1. La taille de l'échantillon de 12 sujets (24 séances d'imagerie) est basée sur la faisabilité et des études antérieures démontrant des différences métaboliques significatives avec l'IRM HP-13C dans de petites cohortes.

   4.2.2. Les calculs de puissance suggèrent que cet échantillon sera suffisant pour détecter les différences cliniquement pertinentes dans les paramètres métaboliques myocardiques avec une taille d'effet estimée de 1,0 et 80% de puissance à α = 0,05.

5. Considérations de sécurité et de risque 5.1. Exposition aux rayonnements 5.1.1. Le protocole IRM HP-13C et FDG-PET combiné entraînera une exposition aux radiations de ~ 10,5 MSV, dans des limites de diagnostic acceptables.

5.1.2. L'exposition aux radiations sera surveillée pour se conformer aux directives institutionnelles et réglementaires.

5.2. Surveillance des événements indésirables 5.2.1. Les sujets seront étroitement surveillés pendant l'imagerie, avec une surveillance continue de l'ECG et de la pression artérielle.

5.2.2. Tout événement indésirable sera signalé et géré conformément à des protocoles de sécurité institutionnels.