Caracterização do Parênquima Hepático Utilizando Relaxometria de Ressonância Magnética Paramétrica T1 e T2

Embora a biópsia hepática seja o padrão atual para caracterização histológica do parênquima hepático, esse procedimento invasivo apresenta risco significativo de sangramento potencialmente letal. Além disso, como a doença hepática pode afetar o fígado de forma focal ou heterogênea, os achados histológicos podem ser falsos negativos ou não representativos. Modalidades de imagem não invasivas (por exemplo, ultrassom (US), tomografia computadorizada (TC) e ressonância magnética (MRI), por outro lado, fornecem informações valiosas em relação à caracterização global e regional do tecido e podem ser úteis na orientação/direcionamento da biópsia hepática. Além disso, nos últimos anos, novos desenvolvimentos abriram as portas para uma avaliação melhor e mais abrangente do estado do fígado. Uma delas é a elastografia que avalia as propriedades mecânicas e viscoelásticas do fígado, fornecendo assim informações valiosas com relação à rigidez (ou elasticidade) do fígado e pode ser usada para o estadiamento preciso da fibrose hepática (1,2). Outra abordagem é a caracterização do tecido usando o comportamento de relaxamento do tecido hepático em um ambiente magnético de alto campo ('relaxometria'). Como os tempos de relaxamento são específicos do tecido, a patologia focal ou difusa pode alterar (ou seja, encurtar ou prolongar) os tempos de relaxamento. Essas alterações podem ser usadas para descrever e quantificar a gravidade da doença. No campo da imagem cardíaca, a relaxometria causou uma mudança de paradigma, mas para a imagem do fígado, isso recebeu um interesse relativamente limitado até agora. A mais conhecida é a relaxometria T2* que permite diagnosticar e acompanhar pacientes com hemocromatose. Recentemente, alguns artigos descreveram o uso da relaxometria T1 e T1-rho para diagnosticar a congestão hepática em pacientes com Fontan e para descrever a fibrose hepática, respectivamente (3,4).

Como parte de um exame de ressonância magnética cardíaca abrangente, começamos a realizar rotineiramente relaxometria T1 e T2 do coração em 2014. A técnica foi validada contra um fantoma padronizado e disponível comercialmente em um estudo internacional (5). Praticamente, o mapeamento de T1 e T2 inclui medições no eixo cardíaco curto e no eixo longo horizontal antes e depois da administração intravenosa de quelatos de gadolínio disponíveis comercialmente. Como na direção do eixo curto cardíaco o fígado é parcialmente englobado, usaremos essas imagens para medir os tempos de relaxamento T1 e T2 do fígado. Como todos os dados são armazenados no PACS, nosso objetivo é reutilizar esses estudos de mapeamento T1 e T2 para determinar o relaxamento T1 e T2 do fígado em condições normais.

Em primeiro lugar, derivaremos de nosso banco de dados de ressonância magnética cardíaca um grupo representativo de estudos rotulados como normais (ou seja, achados normais de RM cardíaca). No prontuário do paciente serão verificados os biomarcadores séricos para doença hepática (ver abaixo), bem como os achados da ecocardiografia (exclusão de insuficiência cardíaca direita, exclusão de insuficiência tricúspide grave), ultrassonografia abdominal / tomografia computadorizada (exclusão de doença hepática, ou seja, hemocromatose, esteatose, congestão hepática e cirrose hepática). Apenas estudos de ressonância magnética serão incluídos se a doença hepática for excluída. Em uma próxima etapa, uma região representativa de interesse será desenhada manualmente (> 100 pixels) em uma região que não inclui os vasos do fígado. Essas análises serão realizadas no mapa T1 pré e pós-contraste e no mapa T2. O objetivo é determinar valores normais em pelo menos 100 indivíduos, permitindo avaliar o impacto do envelhecimento e do gênero.

Em segundo lugar, mediremos os valores de T1 e T2 do fígado em pacientes com diferentes formas de insuficiência cardíaca direita e avaliaremos a relação entre os valores de T1 e T2 do fígado e os achados da ecocardiografia, biomarcadores séricos e cateterismo cardíaco direito indicativo de insuficiência cardíaca direita. Esta última informação será recuperada do prontuário médico do paciente. Como na insuficiência cardíaca direita, a pressão de enchimento aumenta nas veias cava e hepática, causando congestão hepática. É a hipótese de que nestas circunstâncias os valores hepáticos de T1 e T2 estejam aumentados. Além disso, nos estágios posteriores, quando a fibrose hepática se inicia e evolui para um fígado cirrótico cardíaco, hipotetizamos valores aumentados de T1. O objetivo é avaliar se a média de T1 e/ou T2 do parênquima hepático obtida na RM pode ser utilizada como biomarcador de imagem da descompensação do coração direito. Como a doença hepática concomitante (ver acima) pode dificultar a interpretação correta de nossos achados, a doença hepática pré-existente precisa ser excluída. Para isso, será utilizada uma abordagem semelhante à da população normal. A população-alvo de pacientes é triplicada. Primeiro, pacientes com hipertensão pulmonar com/sem evidência de insuficiência cardíaca direita, submetidos a cateterismo cardíaco direito com medidas invasivas de pressão (se não disponível, serão usadas estimativas de pressão arterial pulmonar em ecocardiografia transtorácica) e sinais de insuficiência cardíaca direita em transtorácica ecocardiografia pode ser usada. Segundo, pacientes com cardiomiopatia dilatada, definida como fração de ejeção do VE < 35% com e sem disfunção concomitante do ventrículo direito (VD) (i.e. FE do VD < 35%). Terceiro, pacientes com pericardite constritiva ou pericardite inflamatória com fisiologia constritiva (i.e. aumento do acoplamento/interdependência ventricular relacionada com a respiração). Este grupo será comparado a um grupo de pacientes com pericardite inflamatória sem fisiologia constritiva (isto é, acoplamento ventricular preservado).

Em terceiro lugar, para avaliar a reprodutibilidade inter e intraobservada dos valores T1/T2 do fígado, as medições serão realizadas por dois leitores que realizam as medições independentemente. Um leitor repetirá as medições respeitando o intervalo de uma semana entre as análises. Este grupo envolve 10 estudos selecionados aleatoriamente no grupo normal e 10 estudos no grupo de pacientes. A análise inclui a avaliação do coeficiente de correlação intraclasse (ICC) e do coeficiente de variação (CoV).

Finalmente, como passo para uma abordagem mais automatizada, iremos avaliar/desenvolver a análise de textura. Essa abordagem matemática analisa padrões entre pixels não visíveis ao olho humano e resulta em 'características' da imagem que vão além da média (ou mediana) e desvios típicos. Mostrou ser uma técnica robusta em muitas aplicações no campo da imagiologia médica e, muito provavelmente, também será útil para imagiologia do fígado. O grande grupo de recursos de imagem derivados precisa ser analisado posteriormente usando abordagens de aprendizado de máquina (com/sem outras leituras clínicas). O aprendizado de máquina de recursos acoplado a um diagnóstico ('alvo') tem o potencial de aumentar as pontuações de risco tradicionais com novos biomarcadores de imagem. Abordagens de regularização baseadas, por exemplo, máquinas de vetores de suporte, florestas aleatórias ou redes neurais convolucionais (CNNs) serão implementadas.