Ocena zmian tlenu w sercu za pomocą rezonansu magnetycznego układu sercowo-naczyniowego

Zastosowana zostanie nowa czuła sekwencja T2 i T2* oparta na SSFP, która zapewnia dobry kontrast BOLD. Został opracowany przez naukowców ze Stephenson CMR Center i Northwestern University of Chicago. Jego główną zaletą w porównaniu z poprzednimi czułymi sekwencjami BOLD jest mniejsza podatność na artefakty ruchu.

Obrazowanie MR przeprowadza się za pomocą komercyjnego skanera MR Siemens 1,5 T (Siemens Avanto). W celu uzyskania jednorodnego pola magnetycznego w połączeniu z cewką na ciało stosuje się dodatkową cewkę na klatkę piersiową. Ustawiono trzy widoki w osi krótkiej reprezentujące przekroje podstawowe, środkowe i wierzchołkowe, które były używane w całym badaniu. Jeśli z jakiegokolwiek powodu ochotnik musi zostać przeniesiony ze swojej pozycji, zostaną wykonane podobne projekcje w krótkiej osi.

W celu ulepszenia i dalszego rozwoju sekwencji MRI technika ta zostanie zastosowana w modelu z mankietami u zdrowych ochotników, z wykorzystaniem przekrwienia reaktywnego, które jest łatwiejsze do zobrazowania niż serce. Intensywność sygnału BOLD-MRI przedramienia zostanie oceniona w ciągu krótkich, 3 min. trwałe zatkanie mankietu ramienia i następujące po nim odczynowe przekrwienie.

Głównym obszarem zainteresowania pracy jest badanie serca zdrowych ochotników oraz pacjentów z podejrzeniem choroby niedokrwiennej serca tą techniką BOLD-MRI. Oceniona zostanie intensywność sygnału mięśnia sercowego w spoczynku i po różnych stymulacjach przepływu wieńcowego. Bodźcami tymi będą bodźce farmakologiczne (adenozyna) oraz zmiany ciśnienia tętniczego CO2 i O2.

Wszyscy badani, u których nastąpi zmiana gazów oddechowych, zostaną najpierw zbadani w laboratorium badań naczyniowych dr M. Poulina. Tam badani zostaną zapoznani ze zmodyfikowanym systemem wymuszania końcowo-wydechowego (MEFS) oraz oceniona zostanie ich indywidualna reakcja na zmiany gazów oddechowych. Przeprowadzony zostanie pełny przebieg próbny protokołu oddychania, w tym 2 gazometrie krwi włośniczkowej. Drugiego dnia badani będą badani w pomieszczeniu do skanowania MR z kontrolowaną temperaturą w Stephenson CMR Center na czczo przez ostatnie 4 godziny. Obejmuje to powstrzymanie się od kofeiny i nikotyny w ciągu ostatnich 4 godzin. Przed skanowaniem linii podstawowej z palca zostanie pobrana próbka krwi włośniczkowej w celu wykonania gazometrii, analizy hemoglobiny i hematokrytu. Następnie wolontariusz zostanie podłączony do MEFS. Następnie zostanie przeprowadzone podstawowe skanowanie obejmujące lokalizację, obrazowanie kinematograficzne, pomiar przepływu w przekroju poprzecznym zatoki wieńcowej (CS) i BOLD MRI trzech reprezentatywnych przekrojów w osi krótkiej. Następnie rozpocznie się dożylny wlew adenozyny. po 3 minutach Badanie MR zostanie powtórzone. po 5 minutach odpoczynku zostanie zarejestrowana kolejna linia bazowa. Następnie ciśnienie dwutlenku węgla będzie sukcesywnie zwiększane w dwóch krokach do 40 i 45 mmHg. Po okresie spoczynku trwającym 5 minut zostanie wykonane kolejne skanowanie linii bazowej. Następnie ciśnienie parcjalne tlenu we wdychanym powietrzu zostanie zmniejszone w 3 krokach, jak opisano w następnym akapicie, aż do osiągnięcia ciśnienia parcjalnego tlenu wdechowego równego 45 mmHg. Odzwierciedla to nasycenie krwi tętniczej tlenem na poziomie około 90, 85 i 80%. Na każdym etapie zostanie wykonany BOLD MRI (3 przekroje osiowe) i pomiary przepływu w przekroju poprzecznym CS. Po 5 minutach odpoczynku zostanie wykonane kolejne skanowanie linii bazowej. Podczas eksperymentu badany będzie podłączony do METFS i będziemy mierzyć wentylację, ciśnienie krwi (nieinwazyjne), tętno (elektrokardiogram) i nasycenie krwi tętniczej tlenem (pulsoksymetria).

Analiza obrazu: Obszar zainteresowania zostanie narysowany wokół mięśnia sercowego każdej krótkiej osi. Uśrednione natężenie sygnału ocenia się i porównuje z wartością wyjściową po wlewie adenozyny i przy różnych poziomach utlenowania krwi tętniczej i stężenia dwutlenku węgla. Dodatkowo zostanie przeprowadzona analiza różnicowa podwsierdziowa i podnasierdziowa.

Przepływ wieńcowy w zatoce wieńcowej zostanie obliczony za pomocą MRI z kontrastem fazowym. Technika ta została po raz pierwszy opisana przez van Rossuma, potwierdzona w badaniach na fantomach i zwierzętach oraz z powodzeniem stosowana w badaniach na ludziach. Ze względu na stosunkowo małą średnicę CS, bezwzględne wartości przepływu mogą nie być bardzo dokładne; dlatego zostanie obliczona względna zmiana między różnymi poziomami niedotlenienia.

Punkty końcowe:

BOLD SI w mięśniu sercowym zdefiniowany jako uśredniona intensywność sygnału mięśnia sercowego.

Względne zmiany przepływu w CS do linii bazowej.