Ocena płynu w klatce piersiowej za pomocą rezonansu magnetycznego z kontrastem i bioimpedancji

Niewydolność serca jest poważnym problemem zdrowotnym, który dotyka 6,5 ​​miliona ludzi w Europie i 200 000 w Holandii. Niewydolność serca charakteryzuje się częstymi i często kosztownymi hospitalizacjami. Większość hospitalizacji z powodu ostrej niewydolności serca spowodowana jest przekrwieniem płuc, a nie zespołem małego rzutu serca. Przekrwienie jest jednym z celów klinicznych dla obecnych podejść terapeutycznych. Dlatego ocena stanu nawodnienia ma kluczowe znaczenie dla rozpoznania, postępowania, stratyfikacji i obserwacji pacjentów z HF.

Istniejące narzędzia diagnostyczne HF:

Przekrwienie zwykle ocenia się na podstawie objawów klinicznych, takich jak duszność, obrzęk, rzężenia i rozdęcie żył szyjnych. Opracowano wyniki półilościowe, które można wykorzystać do obserwacji odpowiedzi na terapię HF. Jednak wyniki te oferują ograniczoną wartość dodaną kliniczną ze względu na brak akceptowalnej odtwarzalności, swoistości i czułości.

Teoria rozcieńczenia wskaźnika i analiza kinetyczna bolusa:

Ocena przekrwienia jest możliwa poprzez analizę kinetyczną bolusa odpowiedniego wskaźnika. Testy krążenia oparte na tej zasadzie są dobrze znaną techniką diagnozowania niewydolności serca. Niższy rzut serca (CO) i duża objętość krwi w płucach powodują wydłużenie czasu krążenia.

Korzystając z teorii rozcieńczenia wskaźnika, analiza kinetyczna bolusa może zapewnić pomiar objętości bezwzględnej. Objętość między miejscem wstrzyknięcia a miejscem wykrywania lub między różnymi miejscami wykrywania można uzyskać, mnożąc różnicę średniego czasu przejścia wskaźnika między dwoma miejscami i natężeniem przepływu systemu rozcieńczania. Ponadto, w przypadku wycieku wskaźnika z membrany podczas procesu rozcieńczania, parametry kinetyczne, takie jak skośność krzywej rozcieńczenia wskaźnika, mogą wskazywać na stan membrany. Metodę stosowano w zasadzie za pomocą angiografii radionuklidowej. Głównymi ograniczeniami były obciążenia dla pacjenta wynikające ze stosowania znaczników radioaktywnych oraz ograniczenie metody do naczyń, gdyż nie nadawała się do zastosowania w przypadku dużej puli krwi, jaką są komory serca. Inne wskaźniki, takie jak barwniki lub zimna sól fizjologiczna, wymagają cewnikowania naczyń centralnych, inwazyjnej procedury, która powoduje poważne dodatkowe ryzyko dla pacjenta.

DCE-MRI umożliwia minimalnie inwazyjny pomiar krzywych rozcieńczenia wskaźnika, z korzyścią płynącą z jednoczesnego pobierania próbek w różnych jamach serca. DCE-MRI został zaproponowany i zatwierdzony in vitro do pomiaru objętości. Jest to minimalnie inwazyjna procedura, która może skorzystać z automatycznych technik przetwarzania końcowego.

Mała dawka gadolinu (Gd-CA) jest stosowana w celu zapewnienia liniowości między otrzymanym sygnałem MRI a stężeniem Gd-CA, dla teorii rozcieńczenia wskaźnika. Ten bolus jest znacznie mniejszy niż normalnie stosowany w standardowych protokołach MRI, co minimalizuje ryzyko powikłań związanych z Gd-CA.

W porównaniu z podobnymi podejściami w angiografii rezonansu magnetycznego, DCE-MRI zapewnia rozdzielczość pojedynczego uderzenia serca. Aby uzyskać parametry fizjologiczne, wymagany jest krótki czas przetwarzania końcowego, ponieważ dostępne są zautomatyzowane procedury przetwarzania obrazu i dopasowania.

Większość badań koncentruje się wyłącznie na krzywej wzmocnienia lewej komory (LV). Pomija to układ rozcieńczeń krzywej wzmocnienia prawej komory (RV), a tym samym stan hemodynamiczny miejsca wstrzyknięcia względem drzewa krążenia RV. Większość badań koncentruje się tylko na odległości między szczytami. Podejście polegające na dopasowaniu krzywej oparte na modelu prowadzi do dokładniejszych wyników, nie ograniczających się do częstotliwości próbkowania obrazowania; co może prowadzić do dalszej oceny dodatkowych parametrów, prawdopodobnie związanych z krążeniem płucnym i jego wynaczynieniem.

Wykazano, że czas pasażu płucnego (PTT) mierzony za pomocą DCE-MRI jest dobrą miarą obciążenia wstępnego i ciśnienia napełniania LV. PTT zostało przedłużone i skorelowane z alternatywnymi pośrednimi środkami zatorów komunikacyjnych. Pozanaczyniową wodę w płucach (EVLW) można obecnie ocenić za pomocą prześwietlenia klatki piersiowej, inwazyjnej termodylucji lub komet ultradźwiękowych. Kinetyka bolusa oparta na DCE-MRI oferuje potencjalną metodę ilościowego oznaczania EVLW, ponieważ wiadomo, że ze względu na swoją masę cząsteczkową Gd-CA wynaczyniają z krążenia płucnego.

Pomiary oparte na impedancji:

Alternatywne podejście do ilościowego oznaczania płynów w klatce piersiowej opiera się na pomiarach impedancji przezklatkowej. Pomiary te można wykonywać nieinwazyjnie iw sposób ciągły, co sprawia, że ​​jest to potencjalnie interesujące narzędzie do monitorowania w praktyce klinicznej, umożliwiające śledzenie trendu redystrybucji płynów w kierunku przekrwienia płuc. Wcześniejsze dowody wykazały, że spadek impedancji klatki piersiowej przewiduje konieczność hospitalizacji pacjentów z HF.

Spektroskopia bioimpedancyjna (BIS) to technika pomiaru impedancji metodą spektroskopii wieloczęstotliwościowej. Wszystkie pomiary oparte na impedancji ograniczają się do zmian objętości i dlatego wymagają indywidualnej kalibracji w celu uzyskania dokładnych objętości bezwzględnych. Co więcej, kilka cech związanych z pacjentem, takich jak otyłość, wzrost i charakterystyka płuc, może również zmieniać parametry wynikające z impedancji. Dlatego też, ze względu na wynikającą z tego dużą zmienność międzyosobniczą i wewnątrzosobniczą, istotne są jedynie względne zmiany w czasie. Wykazano, że impedancja jest wrażliwa na przemieszczanie się płynu w odpowiedzi na manewry posturalne.

DCE-MRI i BIS dostarczają informacji uzupełniających. Strategia monitorowania oparta na MRI na początku badania i późniejszej obserwacji za pomocą BIS spełniłaby wymagania dotyczące klinicznie użytecznej techniki pomiarowej, która pozwala wiarygodnie monitorować przejście do przekrwienia krążeniowo-oddechowego, nawet zanim pojawią się objawy kliniczne.

Cel badania:

W tym badaniu badacze mają na celu zbadanie, czy zmiany objętości wewnątrz klatki piersiowej można wiarygodnie określić ilościowo za pomocą pomiarów DCE-MRI i BIS. Badacze wysuwają hipotezę, że taką zmianę w dystrybucji płynu w klatce piersiowej wywołaną prowokacją płynową można wykryć w minimalnie inwazyjny sposób za pomocą DCE-MRI i BIS, przy czym wyniki obu technik pomiarowych są zgodne.