T2* MR イメージングを使用した心不全患者の心筋鉄沈着の評価 (CHFIRONMR)

序章

心不全 (HF) は、構造的または機能的な心疾患に起因する複雑な臨床症候群であり、心室が血液で充満または駆出する能力が損なわれます。 台湾では、人口の高齢化と、急性心筋梗塞やその他のさまざまな心臓病を呈する患者の生存率の増加により、心不全が蔓延しています。 報告された 5 年および 10 年死亡率は、LVEF が損なわれている患者の 14% および 48.2% に対して、LVEF が保存されている患者のそれぞれ 14.1% および 24.4% の範囲でした。

心不全の診断は、心不全に典型的な症状、心不全に典型的な徴候、および心臓の構造的または機能的異常の客観的な証拠に基づいています。 心臓の無症候性の構造的または機能的異常 (心筋リモデリング) は通常、進行性疾患であり、症候性心不全の前兆と見なされます。 したがって、適切で予防的な治療を導くために、根底にある病因と原因の早期診断を常に求めなければなりません。

心筋への鉄沈着は進行性の心機能障害を引き起こし、輸血依存性貧血の主要な死因であると考えられています。 心臓内の鉄沈着を評価するために使用されてきた心内膜心筋生検は危険であり、許容できないサンプリングのばらつきがあります。 非侵襲的 MR スキャンは、現在、心筋の鉄負荷を評価するために信頼性が高く正確であることが示されているイメージング方法です。 MR 横緩和時間 T2 * のアプリケーションは、心臓の鉄濃度の定量的評価に成功裏に実証されています。

目的 このプロジェクトの目的は、心不全 (HF) 患者の心筋鉄沈着を評価することです。 心筋への鉄の沈着は、輸血依存性血液疾患ではなく、他の原因によって誘発された心不全患者に見られると予想されます。 この縦断的研究では、心筋鉄沈着の存在と重症度、コースに沿った変動を分析し、心不全患者の臨床転帰と相関させようとします。

方法 これは、心筋の鉄沈着に焦点を当てた、ヒトを対象とした 3 年間のプロジェクトです。 心内膜心筋生検を使用した心筋鉄の直接測定は危険であり、許容できないサンプリングのばらつきがあります。 したがって、非侵襲性のため、このプロジェクトでは MR T2* イメージングが選択され、T2* 値は心筋の鉄過剰症の重症度と定量的に相関します。

この研究の選択基準は次のとおりです。（1）基隆長庚記念病院で診断された心不全患者。 (2) 患者は 20 歳以上 70 歳以下でなければなりません。 (3) 患者は心不全センターで標準的な治療を受け、フォローアップする意思がある必要があります。 (4)患者がインフォームドコンセントを与えることができる必要があります。 除外基準は次のとおりです。（1）治療に準拠していない、またはフォローアップにアクセスできないと判断された患者。 (2) 閉所恐怖症、心臓ペースメーカー、金属インプラントなどの MR スキャンの禁忌がある患者、または精神状態のために MRI 検査に協力できない患者。 (3)重度の腎機能障害(糸球体濾過量が30mL/min/1.73m2未満); (4) 妊娠中または授乳中。 (5)開心術の既往。 適格な患者の医療記録は、研究の質を確保するために、登録前にプロジェクト合同会議で特定され、一元的にレビューされます。

1. 1年次計画 1年次は横断研究です。 T2 * イメージングを使用することにより、正常な被験者の心筋鉄沈着の重症度と、正常または障害のある駆出率 (EF) で回復中の安定した HF 患者の重症度を比較することを目的としています。 合計60人の被験者が登録され、EFが正常な治療済みHF患者のグループ（n = 20）、EF障害のある治療済みHF患者のグループ（n = 20）、および対照群（n = 20）。 対照群は、以前に記録された心疾患のない、年齢と性別が一致した正常なボランティアで構成されています。 この部分では、心不全患者グループと正常グループの T2* 値を比較するために、2 サンプル t 等値検定を検討し、サンプル サイズを選択して、臨床的に意味のある差を検出するための 80% 検出力を達成することができます。有意性 α=0.05。 G*Power 3.1.4 ソフトウェア 4 を使用して、初年度の調査に必要なサンプル サイズを計算します。 効果サイズ 0.74、有意水準 α=0.05、検出力 0.8 の 2 つの独立サンプル t 検定では、合計 60 人の参加者 (各グループに 20 人) のサンプルが必要です。 小規模なパイロット研究によると、臨床的に意味のある効果量は 0.74 に設定されています。
2. 2年目、3年目 2年目、3年目は40名の前向き縦断研究を予定しています。 登録された患者は、発症時、治療後 6 か月および 1 年の 3 つの時点で心臓 MR T2* イメージングで評価され、このプロジェクトの終了まで追跡されます (1.5 ~ 3 年間の追跡)。 したがって、2 年目と 3 年目に合計 120 の MR スキャンが実行されます。 心筋鉄沈着の存在と重症度は、疾患の経過、患者の生化学データ、および臨床転帰と相関します。

MRI 画像とデータ解析

心臓MRIは、虚血病巣を特定し、心筋の生存能力を評価するために、HF被験者にガドリニウムベースのMR造影剤を静脈内投与する3-T MRIスキャナーで実行されます。 すべての被験者について、以前に報告されたように (12)、左心室 (LV) の短軸シネ定常状態自由歳差運動画像を使用して、Simpson ディスク加算法で EF を計算します。 LV 心内膜境界線は、拡張末期と収縮末期の両方で得られた各短軸画像で半自動トレースされ、各スライスの心室腔領域が決定されます。 各画像スライスのトレースの面積にスライス間隔 (スライスの厚さと画像のギャップ) を掛けて、そのスライスのボリュームを決定します。 スライスのボリュームを合計して、LV ボリュームを決定します。 LVEF は、次の式を使用して、拡張末期容積 (EDV) と収縮末期容積 (ESV) によって決定できます。

LVEF = 1 回拍出量 (EDV - ESV) ÷ EDV ………………………………………………. (1)

心筋の鉄は、T2 * (1/R2 *) を測定することによって定量化されました。これは、組織の鉄濃度に反比例して変化することが示されている MR 緩和パラメーターです。 この手法は、高い再現性と相互 MRI スキャナー契約を持っています。 MRI測定は、新しいパルスシーケンス（Multi Echo GRE、WIP 732、Siemens）を備えた3-T臨床MRIスキャナー（Skyra、Siemens AG）を使用して実行されます。 心筋 T2* は、1 回の息止めマルチエコー法を使用して評価されます。 簡単に言えば、LV の単一の 10 mm 厚の短軸中心室スライスは、単一の息止めで標準的なシミングを使用して 8 エコー時間で取得されます。 分析のために、関心のある全層領域が心室中隔で選択されます。 この領域の信号強度は、社内で設計されたソフトウェア (CMRtools、心臓血管イメージング ソリューション、ロンドン、英国) を使用して、各画像について測定されます。

統計分析計画 記述統計は、研究対象のすべての特性について計算されます。 連続データの場合、2 つの独立したサンプルの t 検定を使用して 2 つのグループ間の T2* 値の差を検定し、分散分析 (ANOVA) の方法を使用して 3 つ以上のグループ間の差を評価します。 Mann-Whitney U または Kruskal-Wallis H のノンパラメトリック法を使用して、正規分布に従わない小さなサンプル サイズまたは連続変数の 2 つ以上のグループを比較します。 ピアソンのカイ 2 乗検定を使用して、変数間の関連性を評価します。 スピアマンのロー テストは、MRI によって測定された LVEF と T2 * 値を関連付けるために使用されます。

予想される問題と困難

このプロジェクトには臨床画像とフォローアップが含まれるため、克服すべき大きなハードルの 1 つは患者の収集です。 さまざまな部門の研究者と患者の適切な操作の緊密な調整のために、ワークフローとデータの完全性を保証するために、社内の研究アシスタントが必要です。

高磁場での T2* は大幅に減少し、その定量は B0 の不均一性の増加に対して脆弱であるため、3T では特に困難です。したがって、これらの課題を克服するために、放射線科医と MR 物理学者の献身的で学際的なチームを統合します。

電界の不均一性や感受性アーチファクトなど、高電界強度の 3 テスラ システムに伴う技術的課題を解決する。 2 次シミング (ウォーター ピーク線幅、4.7 Hz) は、3 テスラ MR システムで 1 次シミング (16.5 Hz) および反復シミング (18 Hz) よりも優れていることが証明されており、このプロジェクトでは補正を改善するために適用されます。空気と組織の感受性の違い。

機器の使用 MR T2* イメージング研究は、基隆長庚記念病院の 3 テスラ Siemens Skyra MR システムで実施されます。 1年目は60回、2年目と3年目は120回のスキャンがあります。 合計で 180 の MR スキャンが 3 年間にわたって配置されます。 1 年間に 45 週間の稼働があるとすると、平均して 1 週間に 1.3 回のスキャンが行われます。 各心臓 MR 検査には、2 つのスキャン スロット (約 2 時間) と後処理時間が必要であり、1 スロットとして課金されます。 スキャナーの占有時間は、放射線科の MRI 規則で承認されています。