Valutazione del fluido toracico mediante risonanza magnetica con mezzo di contrasto e bioimpedenza

L'insufficienza cardiaca è un grave problema di salute che colpisce 6,5 milioni di persone in Europa e 200.000 nei Paesi Bassi. Lo scompenso cardiaco è caratterizzato da ricoveri frequenti e spesso costosi. La maggior parte dei ricoveri per insufficienza cardiaca acuta è dovuta alla congestione polmonare piuttosto che alla sindrome da bassa gittata cardiaca. La congestione è uno degli obiettivi clinici per gli attuali approcci terapeutici. Pertanto, la valutazione dello stato dei fluidi è cruciale per la diagnosi, la gestione, la stratificazione e il follow-up dei pazienti con scompenso cardiaco.

Strumenti diagnostici HF esistenti:

La congestione è solitamente valutata da segni clinici come dispnea, edema, rantoli e distensione venosa giugulare. Sono stati sviluppati punteggi semi-quantitativi, che possono essere utilizzati per il follow-up della risposta alla terapia per scompenso cardiaco. Tuttavia, questi punteggi offrono un valore clinico aggiunto limitato a causa della mancanza di riproducibilità, specificità e sensibilità accettabili.

Teoria della diluizione dell'indicatore e analisi della cinetica del bolo:

La valutazione della congestione è possibile mediante l'analisi cinetica di un bolo di un indicatore adatto. I test di circolazione basati su questo principio sono tecniche ben note per diagnosticare l'insufficienza cardiaca. La gittata cardiaca (CO) inferiore e i volumi ematici polmonari elevati determinano un prolungamento dei tempi di circolazione.

Utilizzando la teoria della diluizione dell'indicatore, l'analisi cinetica del bolo può fornire la misurazione del volume assoluto. Il volume tra sito di iniezione e sito di rilevamento o tra diversi siti di rilevamento può essere ottenuto moltiplicando la differenza nel tempo medio di transito dell'indicatore tra i due siti e la portata del sistema di diluizione. Inoltre, nel caso in cui l'indicatore fuoriesca da una membrana durante il processo di diluizione, parametri cinetici come l'asimmetria della curva di diluizione dell'indicatore possono indicare lo stato della membrana. Il metodo è stato in linea di principio applicato mediante angiografia con radionuclidi. Le principali limitazioni erano l'onere per il paziente dovuto all'uso di traccianti radioattivi e la limitazione del metodo ai vasi, in quanto non era applicabile per un grande pool di sangue come i ventricoli cardiaci. Altri indicatori come i coloranti o la soluzione salina fredda richiedono il cateterismo del vaso centrale, una procedura invasiva che comporta gravi rischi aggiuntivi per il paziente.

La DCE-MRI consente la misurazione minimamente invasiva delle curve di diluizione dell'indicatore, con il vantaggio del campionamento simultaneo nelle diverse camere cardiache. La DCE-MRI è stata proposta e convalidata in vitro per la misurazione del volume. È una procedura minimamente invasiva che può trarre vantaggio dalle tecniche di post-elaborazione automatizzate.

Una piccola dose di gadolinio (Gd-CA) viene utilizzata per garantire la linearità tra il segnale MRI ottenuto e la concentrazione di Gd-CA, per la teoria della diluizione dell'indicatore. Questo bolo è molto più piccolo di quello normalmente utilizzato per i protocolli MRI standard, questo riduce al minimo il rischio di complicanze associate a Gd-CA.

Rispetto ad approcci simili nell'angiografia con risonanza magnetica, la DCE-MRI fornisce la risoluzione del singolo battito cardiaco. È necessario un breve tempo di post-elaborazione per derivare i parametri fisiologici poiché sono disponibili procedure automatizzate di elaborazione e adattamento delle immagini.

La maggior parte degli studi si concentra solo sulla curva di miglioramento del ventricolo sinistro (LV). Ciò trascura il sistema di diluizione della curva di miglioramento del ventricolo destro (RV) e quindi lo stato emodinamico del sito di iniezione all'albero circolatorio RV. La maggior parte degli studi si concentra solo sulla distanza tra i picchi. Un approccio di adattamento della curva basato su modello porta a risultati più accurati, non limitati alla frequenza di campionamento dell'imaging; che può portare a un'ulteriore stima di parametri aggiuntivi, possibilmente correlati alla circolazione polmonare e al suo stravaso.

Il tempo di transito polmonare (PTT) misurato mediante DCE-MRI ha dimostrato di essere una buona misura del precarico e della pressione di riempimento del ventricolo sinistro. Il PTT è stato prolungato e correlato con misure alternative di congestione indiretta. L'acqua polmonare extravascolare (EVLW) attualmente può essere valutata mediante radiografia del torace, termodiluizione invasiva o comete a ultrasuoni. La cinetica del bolo basata su DCE-MRI offre un metodo potenziale per la quantificazione di EVLW poiché, a causa del loro peso molecolare, è noto che i Gd-CA si estendono dalla circolazione polmonare.

Misure basate sull'impedenza:

Un approccio alternativo per quantificare i fluidi toracici si basa sulle misurazioni dell'impedenza transtoracica. Queste misurazioni possono essere eseguite in modo non invasivo e continuo, il che rende questo strumento di monitoraggio potenzialmente interessante per la pratica clinica per seguire l'andamento della ridistribuzione dei fluidi verso la congestione polmonare. Precedenti evidenze hanno dimostrato che una diminuzione dell'impedenza toracica anticipa la necessità di ricovero nei pazienti con scompenso cardiaco.

La spettroscopia di bioimpedenza (BIS) è una tecnica di misurazione dell'impedenza mediante spettroscopia multifrequenza. Tutte le misurazioni basate sull'impedenza sono limitate alle variazioni di volume e pertanto necessitano di una calibrazione individuale per produrre volumi assoluti accurati. Inoltre, diverse caratteristiche correlate al paziente, come l'adiposità, l'altezza e le caratteristiche polmonari possono anche alterare i parametri derivati ​​dall'impedenza. Pertanto, a causa dell'elevata variabilità inter e intra-soggetto risultante, solo i cambiamenti relativi nel tempo sono significativi. È stato dimostrato che l'impedenza è sensibile allo spostamento dei fluidi in risposta alle manovre posturali.

DCE-MRI e BIS forniscono informazioni complementari. Una strategia di monitoraggio basata sulla risonanza magnetica al basale e un follow-up consecutivo con BIS soddisferebbe i requisiti per una tecnica di misurazione clinicamente utile che consenta di monitorare in modo affidabile la transizione verso la congestione cardiopolmonare anche prima che siano presenti i segni clinici.

Obiettivo dello studio:

In questo studio gli investigatori mirano a indagare se i cambiamenti nei volumi intratoracici possono essere quantificati in modo affidabile mediante misurazioni DCE-MRI e BIS. Gli investigatori ipotizzano che tale cambiamento nella distribuzione del fluido toracico indotto dalle sfide fluide possa essere rilevato in modo minimamente invasivo mediante DCE-MRI e BIS, con accordo tra i risultati delle due tecniche di misurazione.