허혈성 심근 병증의 예후에 대한 단일 검사에서 과분극 13C 피루 베이트 -MRI 및 FDG-PET (FDG PET-HP MRI)

1. 연구 이론적 및 중요성 연구 1.1. 허혈성 심근 병증 및 진행성 영상 접근법의 필요성 허혈 심근 병증 (ICM)은 관상 동맥 관류 감소로 인한 심근 기능 장애가 특징 인 진보적 인 장애, 가장 일반적으로 관상 동맥 성서 질환 (CAD) 또는 이전의 심근 불신 (MI)에 의해 발생하는 진보적 장애이다. ICM의 예후는 약리학 적, 중재 적 및 외과 적 요법의 발전에도 불구하고 이환율과 사망률이 높고 나쁘다. ICM 관리의 주요 임상 과제는 적절한 혈관 재생 전략을 안내하기위한 심근 생존력 및 대사 기능에 대한 정확하고 포괄적 인 평가입니다. 후기 가돌리늄 강화 심장 자기 공명 영상 (LGE-CMR), 단일 광자 방출 컴퓨터 단층 촬영 (SPECT) 및도 부타민 스트레스 심 초음파를 포함한 전통적인 이미징 기술은 구조적 및 기능적 통찰력을 제공하지만 대사 변호사를 동적으로 평가하는 능력은 제한적입니다. 이는 돌이킬 수없는 심근 손상보다 우선합니다.

   1.2. 심근 생존력 평가를위한 기존의 비 침습적 영상 접근법을 평가하는 현재 영상화 방식의 한계는 주로 섬유증, 수축 예비 또는 정적 포도당 대사의 해부학 적 마커에 의존하여 다른 양식을 가진 다중 영상 세션을 요구합니다. 이러한 접근법은 영상 기술, 여러 약속으로 인한 환자 부담 증가 및 치료 결정 지연을 포함하여 몇 가지 제한 사항을 제시합니다. 더 중요한 것은, 통합 이미징 전략의 부재는 심근 회복 잠재적 재방체화 후에 실시간 대사 적응을 평가하는 능력을 제한한다.

   1.3. 결합 된 HP-13C MRI 및 FDG-PET 이미징 접근법에 대한 이론적 근거는 제안 된 연구는 과분극 13C 피루 베이트 자기 공명 영상 (HP-13C-MRI) 및 [¹⁸F]를 결합한 새로운 통합 대사 영상 방법을 사용하여 이러한 한계를 극복하려고합니다. 단일 검사에서 플루오로드 옥시 글루코스 양전자 방출 단층 촬영 (FDG-PET). HP-13C-MRI는 실시간 대사 플럭스 정보를 제공하여 기질 활용 및 산화 신진 대사의 직접적인 시각화를 허용하는 반면, FDG-PET은 포도당 흡수 및 생존력 평가의 정량화를 가능하게한다. 대사, 생존력 및 기계적 기능 데이터를 동시에 획득함으로써,이 하이브리드 접근법은 허혈성 심근 병증에 대한 진단 패러다임을 변형시킬 가능성이있다.

2. 연구 목표와 가설 2.1. 이 연구의 주요 목표는 동시 HP-13C-MRI 및 FDG-PET 이미징이 현재 표준 이미징 접근법과 비교하여 허혈성 심근 병증에서 심근 생존력 및 대사 기능의 평가를 향상시킬 수 있는지 여부를 결정하는 것입니다.

   2.2. 이차 목표

   보조 목표는 다음과 같습니다.

   2.2.1. HP-13C-MRI 및 FDG-PET을 사용하여 건강한 대상체에서 기준선 심근 대사, 생존력 및 기계적 기능 파라미터를 확립하여 후속 환자 코호트를위한 기준으로서 작용한다.

   2.2.2. 허혈성 심근 병증 및 낮은 좌심실 배출 분율 (LVEF)을 가진 수술 전 환자에서 대사 이상을 평가하여 임상 질환 심각도 및 혈관 재생 결과와 대사 활동을 상관시킵니다.

   2.2.3. 수술 후 심근 회복을위한 기준선 대사 영상의 예측 값을 결정하기 위해 외과 적 혈관 재생 후 심근 대사 및 기능의 종단 평가를 수행합니다.

   2.3. 1 차 가설 단일 이미징 세션에서 HP-13C-MRI 및 FDG-PET를 통한 대사 및 생존력 데이터의 동시 획득은 별도로 수행 된 표준 이미징 기술에 비해 허혈성 심근 병증에 대한 우수한 진단 정확도 및 예후 값을 제공 할 것이라는 가설을 세웠다.

   2.4. 이차 가설 2.4.1. 정상적인 심근 기능을 가진 건강한 개인에서, HP-13C-MRI 및 FDG-PET는 정상적인 대사 플럭스 패턴을 확립 할 것이며, 이는 허혈성 심근 병증 환자에서 관찰 된 것과 유의하게 다를 것이다.

   2.4.2. 허혈성 심근 병증이있는 수술 전 환자의 경우, HP-13C-MRI를 통해 검출 된 대사성 탈선은 FDG-PET에서 국소 포도당 섭취와 관련이 있으며 가역적 기능 장애가있는 심근 세그먼트에 대한 통찰력을 제공합니다.

   2.4.3. CABG 후 추적 관찰 영상은 생존 가능한 심근 세그먼트의 대사 개선을 입증하여, 수술 전 대사 영상화의 잠재 혈관 화 후 심근 회복을위한 예측 도구로서 확인한다.

3. 연구 설계 및 방법론 3.1. 연구 유형 및 설계 동시 이미징을 위해 하이브리드 PET-MR 스캐너를 사용하는 전향 적, 단일 중심의 비 맹렬한 번역 연구 연구입니다.

   3.2. 연구 인구 및 그룹 할당

   총 12 명의 인간 피험자가 등록되어 세 그룹으로 계층화됩니다.

   3.2.1. 기준선 대사 및 생존력 기준 값을 확립하기 위해 정상적인 LVEF (> 50%)를 가진 개인으로 구성된 건강한 대조군 (n = 6).

   3.2.2. CABG (CABG)가 진행되는 LVEF (<35%)가 감소 된 환자로 구성된 CABG 전 허혈성 심근 병증 그룹 (n = 6).

   3.2.3. CABG 후 추적 관찰 그룹 (4-6 개월에 n = 6, 10-12 개월에 n = 6)은 대사 회복을 평가하기 위해 수술 후 후속 이미징을 겪고있는 것과 동일한 사전 CABG 코호트로 구성되어 있습니다.

   3.3. 연구 절차 3.3.1. 모든 참가자는 하이브리드 PET-MR 스캐너를 사용하여 단일 세션에서 HP-13C-MRI 및 FDG-PET과 관련된 하나 또는 두 개의 이미징 세션을 겪게됩니다.

   3.3.2. 참가자는 젖산, 피루 베이트, 트리글리세리드, 인슐린 및 포도당을 포함한 주요 대사 바이오 마커를 측정하기 위해 영상 전후에 혈액 샘플링을받습니다.

   3.3.3. 심 초음파 검사, Spect 심근 관류 영상 및 침습성 관상 동맥 조영술을 포함한 임상 심장 영상 데이터는 대사 영상 소견과의 상관 관계에 대해 수집됩니다.

   3.4. 이미징 프로토콜 3.4.1. 과분극 13C 피루 베이트 MRI 획득 3.4.1.1. 과분극 화 된 [1-13C] 피루 베이트는 동적으로 주사 될 것이며, 대사 중간체 (중탄산염 및 젖산염)로의 실시간 전환이 측정 될 것이다.

   3.4.1.2. 심장-게이팅 된 13C 이미징 서열은 산화 대사의 세그먼트 변화에 중점을 둔 심근 대사 플럭스를 정량화하는데 사용될 것이다.

   3.4.2. FDG-PET 획득 3.4.2.1. FDG 흡수는 심근 생존력 및 지역 포도당 대사를 평가하기 위해 측정 될 것입니다.

   3.4.2.2. 대사 활성은 허혈성 및 비 허혈성 심근 영역에서 비교 될 것이다.

4. 데이터 분석 및 통계적 고려 사항 4.1. 1 차 통계 분석 4.1.1. HP-13C MRI 및 FDG-PET 데이터는 MATLAB 기반 재구성 및 분석 파이프 라인을 사용하여 분석됩니다.

   4.1.2. 중탄산염 대 랙타이트 비율 및 심근 FDG 흡수를 포함한 정량적 대사 파라미터는 연구 그룹에서 비교 될 것이다.

   4.1.3. 통계적 유의성은 짝을 이루지 않은 t- 검정 (α = 0.05, 2 그룹 비교를위한 원 꼬리) 및 다중 그룹 비교를위한 ANOVA/2 방향 ANOVA.

   4.2. 샘플 크기 정당화 4.2.1. 12 명의 피험자 (24 개 영상 세션)의 샘플 크기는 타당성에 기초하고 작은 코호트에서 HP-13C MRI와의 상당한 대사 차이를 보여주는 이전 연구에 기초합니다.

   4.2.2. 전력 계산은이 샘플 크기가 α = 0.05에서 1.0 및 80% 전력의 추정 효과 크기로 심근 대사 매개 변수의 임상 적으로 관련된 차이를 감지하기에 충분할 것이라고 제안합니다.

5. 안전 및 위험 고려 사항 5.1. 방사선 노출 5.1.1. 결합 된 HP-13C MRI 및 FDG-PET 프로토콜은 허용 가능한 진단 한계 내에서 ~ 10.5 MSV의 방사선 노출을 초래할 것입니다.

5.1.2. 방사선 노출은 기관 및 규제 지침을 준수하도록 모니터링됩니다.

5.2. 부작용 이벤트 모니터링 5.2.1. 피험자는 지속적인 ECG 및 혈압 모니터링을 통해 영상 중에 면밀히 모니터링됩니다.

5.2.2. 모든 부작용은 기관 안전 프로토콜에 따라보고되고 관리됩니다.