大動脈拡張と破裂の予測 (DilAo)

1. 研究の目的 この研究の目的は、大動脈拡張の予後パラメータを調査することです。 より具体的には、急速な大動脈拡張のリスクが高い患者を特定するために使用できる予後画像パラメーターを特定することであり、画像方法によって集中的に追跡する必要があります。

2.サブトライアル

1. 臨床研究 1 研究の第 1 段階の目的は、拡張した大動脈に特徴的な 4D MRI フロー パラメータを特定することであり、大動脈拡張または素因を持つ患者の将来の予後を評価するために使用される可能性があります。
2. 臨床研究 2 研究の第 2 段階では、特定されたフロー パラメーターを臨床イメージング フォローアップで使用して、実際の大動脈拡張を予測するパラメーターを見つけ出し、将来的により集中的なイメージングを行う患者を選択するために使用できるようにすることを目的としています。
3. 研究 3 - 大動脈の分子病理学、組織学および遺伝学 研究のこの部分の目的は、大動脈拡張の素因を持つ患者の大動脈の分子生物学、組織学、弾性および遺伝学の違いを見つけることです。 特に、結合組織や血管平滑筋層の形成に影響を与える細胞因子を研究します。

3. 方法

1. 患者集団 すべての患者と健康なボランティアは、研究のために書面によるインフォームド コンセントを提供します。 北サボ病院地区の倫理委員会は、試験の承認を与えました。

研究 1 研究の第 1 段階には、クオピオ大学病院 (KUH) 放射線科でルーチンの大動脈 MRI が予定されている、解剖学的または機能的な BAV または大動脈拡張の素因となるその他の疾患を有する 20 人の患者が含まれます。 4D フロー MRI は通常の 2D MRI の直後に行われ、撮影時間が約 20 分延長されます。 20 の健康な自発的なコントロールは、研究グループと部門の職員から募集され、同様の画像処理手順がスケジュールされます。 この 1 回限りの画像データから分析される主なパラメーターは、流れのピーク流速と偏心、流れの渦度、壁せん断応力です。 また、大動脈の剛性とジオメトリに関連するパラメーターは、この研究で決定されます。 患者と健常対照者との間の 4D フロー MRI パラメータの比較が行われます。また、4D フロー パラメータは、試験患者と健常対照者の両方で従来の 2D フロー パラメータと比較されます。

研究２ フォローアップ研究のために、最初の研究患者の場合と同じ方法で１００人の患者を募集する。 包含基準は次のとおりです。成人（年齢> 18歳）、以前に大動脈拡張が記録されている、解剖学的または機能的なBAVまたはその他の遺伝性疾患が記録されており、大動脈拡張のリスクが増加している、MRIの禁忌がない。 同様の大動脈 MRI は、臨床研究 1 中と同様に実行されます。 ただし、最初の MRI から 6 か月後、および 5 年間は毎年、フォローアップ イメージングが行われます。 最初のスタディと同じ 4D および 2D フロー パラメータが分析されます。 大動脈拡張の程度と、4D (および 2D) フロー パラメータと大動脈の寸法との相関関係に特別な関心が寄せられます。

臨床パラメータ 外来診療所を訪れるすべての患者は、臨床検査を受けます（聴診、心不全の臨床徴候、肝腫大、末梢浮腫、動脈雑音）。 12誘導心電図検査と基本的な検査分析（ヘモグロビン、ヘマトクリット、ナトリウム、カリウム、クレアチニン、脳ナトリウム利尿ペプチド）が行われます。 患者の書面による許可を得て、将来の分析のために追加の血液チューブを保存し、患者にこのサンプルの目的について通知します。

心エコー検査 経胸壁心エコー検査は、通常の臨床方法を使用して行われます。 大動脈弁の解剖学と大動脈の寸法に特に関心があります。 心臓症状の他の徴候も登録されます。 心室の寸法および体積パラメータ、ならびに心室の収縮および拡張機能が評価される。

大動脈 MRI 磁気共鳴血管造影と 2D 血流測定 大動脈の静的画像は、ECG および呼吸同期 3D SSFP (定常状態自由パーセッション) シーケンスで行われます [Kawel et al 2012]。 画像スタックは矢状面で取得され、血流の軸に垂直な画像を取得するために MPR ワークステーションで処理されます。 大動脈の直径は、外壁から外壁まで測定されます。 大動脈の最大直径が決定され、ルーチンとして、大動脈の直径は 8 つの所定のレベルで測定されます。

4D 位相差 MRI MRI 位相差により大動脈の血流を計測します。 測定は、インターリーブ方式で 3 次元のフロー重み付け勾配を使用する場合と使用しない場合のイメージング パルス シーケンスを繰り返すことによって行われます。 イメージング パラメータは、まもなく 4D MRI フロー測定コンセンサス ステートメント [Dyverfelt 2015] に従って設定されます: < 2.5x2.5x2.5 mm3 の分解能、30 ms の時間分解能 (異なる心位相におけるフローの時間分解能)、レトロスペクティブ ECG 同期および呼吸運動補償、エルンスト角に近い角度の反転、および大動脈で予想される最大流量よりも 10% 高い最大流量になるように流量重み付け勾配振幅。 イメージング ボリュームは、心筋の頂点のレベルで大動脈弁、大動脈弓、および下行大動脈をカバーします。 バックグラウンド位相オフセット、勾配の不完全性、および位相ラップからの寄与を最小限に抑えるために、データは前処理されます。

フロー パラメータ 4D フロー イメージから、いくつかの定量的パラメータが抽出されます。 主なパラメータは、大動脈内の流れの分布を表すパラメータです。つまり、ピーク流速と離心率、流れの渦度、および血管壁のせん断応力です。 さらに、大動脈弁の形状と大動脈弁の機能に関連するいくつかのパラメーターが記録されます。 フォローアップ中に、定量化されたパラメーターの変化と予後値が評価されます。

検証の目的で、4D フロー パラメータは、従来の 2D フロー シーケンスから抽出されたパラメータと比較されます。

臨床フォローアッププロトコル フォローアップ研究（研究2）のために募集された患者は、募集から半年後に大動脈MRIによって再スクリーニングされ、最初のフォローアップ訪問後、最大5年まで、または臨床フォローアップに従って毎年スケジュール。 大動脈拡張の状態がより集中的なフォローアップを示している場合は、使用されます。

統計分析 予後因子は、適切な多変量解析を使用して、フローパラメーターおよび関連因子を大動脈拡張の程度と比較することにより、統計的有意性についてテストされます。 統計的有意性は p < 0.05 に設定され、高い統計的有意性は p < 0.01 に設定されます。 データは、SPSS for Windows プログラムを使用して分析されます。

スタディ 3

3番目のサブトライアルでは、大動脈手術が予定されている重度の大動脈拡張を伴う20 + 100人の患者が登録されます。 ヒト大動脈サンプルは、除去された血管組織からルーチンの大動脈置換手術中に収集されます。 組織サンプルに加えて、遺伝子および分子分析のために血液サンプルが収集されます。 患者は、手術前に組織学的および血液サンプルの書面による許可を与えています。 切除後、サンプルはすぐに液体窒素 (凍結サンプル)、PFA-PBS (組織サンプル)、または細胞分離用の細胞培養培地 (内皮細胞、血管平滑筋細胞、線維芽細胞) に移されます。 凍結サンプルは-70 ° C で保存され、液体窒素で細胞を分離します。 組織学的サンプルは、パラフィンに処理され、パラフィン ブロックとして保存されます。 サンプルは最長 10 年間保管され、その後はバイオハザード廃棄物として破棄されます。 生データは、European Genome-phenome Archive (EGA) などの電子アーカイブに保存されます。

分析 大動脈サンプルの分子生物学と組織学は、RT-qPCR、免疫組織化学、および多光子顕微鏡イメージングによって調べられます。 関連遺伝子の発現。 TGF-β、VEGF ファミリー、COX-1 および 2、eNOS/Akt、および炎症誘発性サイトカインが研究されています。また、発現したすべての mRNA を同時に同定する RNA シーケンスを使用して、さまざまな患者グループ。 FBN1 遺伝子の配列が決定され、変異または欠失がないか調べられます。

大動脈血管壁のアーキテクチャと関連遺伝子の発現は、多光子顕微鏡と免疫組織化学によって視覚化されます。単離された細胞は、単一細胞分析に使用されます。これにより、一度に 1 つの生細胞とその分子イベントを研究でき、血管壁のさまざまな細胞の機能に関するまったく新しい情報が得られます。 得られたデータは、疾患と年齢が一致するグループに分けられ、心臓病の状態、大動脈の遺伝子発現、および大動脈の組織学の間の相関関係が検索されます。 データは、付録 1 に記載されている前臨床マウス研究、およびパラグラフ 3.4 に記載されているヒト大動脈 MRI 4D フロー イメージング研究とも関連付けられ、比較されます。

組織学的大動脈サンプルの生体力学 剛性や破壊強度などの生体力学的パラメータが大動脈サンプルから測定されます。 測定と分析は、東フィンランド大学の BBC グループと共同で行われます。 研究対象の患者グループの生体力学的パラメーターを比較し、多変量統計分析のパラメーターとして使用します。 結果はまた、比較され、組織学的および分子生物学の結果にリンクされます。

対照 正常組織と比較するためのサンプルは、クオピオ大学病院で手術を受けた 10 人の臓器提供者から収集されます。 サンプルは、大動脈患者で説明したように処理されます。

大動脈の数学的モデリング 20 人の患者の画像データは、大動脈の流れと壁応力の数学的シミュレーション モデリングのために JAMK 応用科学大学に匿名で送信されます。

4. コラボレーション 臨床研究は、クオピオ大学病院で、臨床心臓病科、心臓胸部外科 (心臓センター) および放射線科 (臨床画像センター) の各部門とともに多専門的に実施されます。 組織病理学的、分子的および遺伝学的研究は、東フィンランド大学 (UEF) の A I Virtanen Institute の分子科学部門で行われています。 生体力学的試験は、UEF の応用物理学科で実施されます。大動脈画像の数学的モデリングは、JAMK 応用科学大学で行われます。 取得した 4D MRI フローの結果は、クオピオ大学病院の基準に従って分析および検証されます。