Hiperpolarizado 13C Piruvato-RI e FDG-PET Em um único exame para o prognóstico da cardiomiopatia isquêmica (FDG PET-HP MRI)

1. Estude a lógica e o significado 1.1. A cardiomiopatia isquêmica e a necessidade de abordagens avançadas de imagens em cardiomiopatia isquêmica (ICM) são um distúrbio progressivo caracterizado por disfunção miocárdica devido à redução da perfusão coronariana, mais comumente causada por doença arterial coronariana subjacente (CAD) ou infarto miocárdico anterior (MI). O prognóstico do ICM permanece ruim, com altas taxas de morbimortalidade, apesar dos avanços nas terapias farmacológicas, intervencionistas e cirúrgicas. Um grande desafio clínico no gerenciamento do ICM é a avaliação precisa e abrangente da viabilidade do miocárdio e da função metabólica para orientar as estratégias de revascularização apropriadas. Técnicas de imagem tradicionais, incluindo ressonância magnética cardíaca com gadolínio tardio (LGE-CMR), tomografia computadorizada de emissão de fóton único (SPECT) e ecocardiografia de estresse de Dobutamina, fornece informações estruturais e funcionais, mas são limitadas em sua capacidade de avaliar dinamicamente as alterações metabólicas Isso precede o dano irreversível do miocárdio.

   1.2. Limitações das modalidades atuais de imagem na avaliação de abordagens de imagens não invasivas de viabilidade e metabolismo para avaliação de viabilidade do miocárdio dependem principalmente de marcadores anatômicos de fibrose, reserva contrátil ou metabolismo estático da glicose, exigindo múltiplas sessões de imagem com diferentes modalidades. Essas abordagens apresentam várias limitações, incluindo resultados discordantes entre técnicas de imagem, aumento da carga do paciente devido a múltiplas consultas e atrasos nas decisões de tratamento. Mais importante, a falta de uma estratégia de imagem integrada limita a capacidade de avaliar as adaptações metabólicas em tempo real que podem prever o potencial de recuperação do miocárdio após a revascularização.

   1.3. A lógica para uma abordagem combinada de imagens de ressonância magnética e FDG-PET HP-13C, o estudo proposto, busca superar essas limitações empregando um novo método de imagem metabólica integrada que combina hiperpolarizada ressonância magnética de 13c-piruvato (HP-13C-MRI) e [⁸f] Tomografia por emissão de pósitrons de fluorodeoxiglucose (FDG-PET) em um único exame. O HP-13C-MRI fornece informações de fluxo metabólico em tempo real, permitindo a visualização direta da utilização do substrato e o metabolismo oxidativo, enquanto o FDG-PET permite a quantificação da captação de glicose e avaliação de viabilidade. Ao adquirir simultaneamente dados de função metabólica, de viabilidade e mecânicos, essa abordagem híbrida tem o potencial de transformar o paradigma diagnóstico da cardiomiopatia isquêmica.

2. Objetivos do estudo e hipóteses 2.1. Objetivo Primário O objetivo principal deste estudo é determinar se a imagem simultânea de HP-13C-MRI e FDG-PET pode melhorar a avaliação da viabilidade do miocárdio e da função metabólica na cardiomiopatia isquêmica em comparação com as abordagens padrão de imagem padrão.

   2.2. Objetivos secundários

   Os objetivos secundários incluem:

   2.2.1. Estabelecendo parâmetros basais do metabolismo do miocárdio, viabilidade e função mecânica em indivíduos saudáveis ​​usando HP-13C-RI e FDG-PET combinados para servir como referência para as coortes de pacientes subsequentes.

   2.2.2. Avaliando anormalidades metabólicas em pacientes pré -operatórios com cardiomiopatia isquêmica e baixa fração de ejeção ventricular esquerda (FEVF) para correlacionar a atividade metabólica com a gravidade da doença clínica e os resultados da revascularização.

   2.2.3. Conduzindo uma avaliação longitudinal do metabolismo e função do miocárdio após revascularização cirúrgica para determinar o valor preditivo da imagem metabólica da linha de base para a recuperação miocárdica pós-cirúrgica.

   2.3. Hipótese primária É levantada a hipótese de que a aquisição simultânea de dados metabólicos e de viabilidade via HP-13C-RI e FDG-PET em uma única sessão de imagem fornecerá precisão diagnóstica superior e valor prognóstico para a cardiomiomiopatia isquêmica em comparação com as técnicas de imagem padrão realizadas separadamente.

   2.4. Hipóteses secundárias 2.4.1. Em indivíduos saudáveis ​​com função miocárdica normal, HP-13C-RI e FDG-PET estabelecerão padrões normais de fluxo metabólico, o que diferirá significativamente dos observados em pacientes com cardiomiopatia isquêmica.

   2.4.2. Em pacientes pré-operatórios com cardiomiopatia isquêmica, as perturbações metabólicas detectadas via HP-13C-RI se correlacionam com a captação regional de glicose no FDG-PET e fornecerá informações sobre os segmentos do miocárdio com disfunção reversível.

   2.4.3. A imagem de acompanhamento pós-CABG demonstrará melhora metabólica em segmentos miocárdicos viáveis, confirmando o potencial da imagem metabólica pré-operatória como uma ferramenta preditiva para a recuperação miocárdica pós-revascularização.

3. Desenho e Metodologia do Estudo 3.1. Tipo e design do estudo Este é um estudo de pesquisa translacional prospectiva, de centro único e não cego, empregando um scanner de PET-MR híbrido para imagens simultâneas.

   3.2. Estudo população e alocação de grupo

   Um total de 12 indivíduos humanos será inscrito, estratificado em três grupos:

   3.2.1. Grupo de controle saudável (n = 6) que consiste em indivíduos com FEVE normal (> 50%) para estabelecer valores de referência metabólica e de viabilidade da linha de base.

   3.2.2. O grupo de cardiomiopatia isquêmica pré-CABG (n = 6) que consiste em pacientes com FEVE reduzida (<35%) submetidos a enxertos planejados da artéria coronária de bypass (CRM).

   3.2.3. Grupo de acompanhamento pós-CABG (n = 6 aos 4-6 meses, n = 6 aos 10-12 meses) consistindo da mesma coorte pré-CABG submetida a imagens de acompanhamento pós-cirúrgica para avaliar a recuperação metabólica.

   3.3. Procedimentos de estudo 3.3.1. Todos os participantes passarão por uma ou duas sessões de imagem envolvendo HP-13C-RI e FDG-PET em uma única sessão usando um scanner PET-MR híbrido.

   3.3.2. Os participantes passarão por amostragem de sangue antes e após a imagem para medir os principais biomarcadores metabólicos, incluindo lactato, piruvato, triglicerídeos, insulina e glicose.

   3.3.3. Dados clínicos de imagem cardíaca, incluindo ecocardiografia, imagens de perfusão miocárdica espetacular e angiografia coronariana invasiva, serão coletadas para correlação com achados de imagem metabólica.

   3.4. Protocolo de imagem 3.4.1. Aquisição hiperpolarizada de 13C de piruvato de piruvato 3.4.1.1. O piruvato hiperpolarizado [1-13C] será injetado dinamicamente e a conversão em tempo real em intermediários metabólicos (bicarbonato e lactato) será medida.

   3.4.1.2. As sequências de imagem 13C de decapagem cardíaca serão usadas para quantificar o fluxo metabólico do miocárdio, concentrando-se em variações segmentares no metabolismo oxidativo.

   3.4.2. Aquisição do FDG-PET 3.4.2.1. A captação de FDG será medida para avaliar a viabilidade do miocárdio e o metabolismo regional da glicose.

   3.4.2.2. A atividade metabólica será comparada em regiões miocárdicas isquêmicas e não isquêmicas.

4. Análise de dados e considerações estatísticas 4.1. Análise Estatística Primária 4.1.1. Os dados de ressonância magnética e FDG-PET HP-13C serão analisados ​​usando pipelines de reconstrução e análise baseados em MATLAB.

   4.1.2. Parâmetros metabólicos quantitativos, incluindo razão bicarbonato / lactato e captação de FDG do miocárdio, serão comparados entre os grupos de estudo.

   4.1.3. A significância estatística será determinada usando um teste t não pareado (α = 0,05, uniformizado) para comparações de dois grupos e ANOVA/ANOVA de 2 vias para comparações de vários grupos.

   4.2. Justificação do tamanho da amostra 4.2.1. O tamanho da amostra de 12 indivíduos (24 sessões de imagem) é baseado em viabilidade e estudos anteriores demonstrando diferenças metabólicas significativas com a ressonância magnética de HP-13C em pequenas coortes.

   4.2.2. Os cálculos de potência sugerem que esse tamanho de amostra será suficiente para detectar diferenças clinicamente relevantes nos parâmetros metabólicos do miocárdio com um tamanho estimado de efeito de 1,0 e 80% de potência em α = 0,05.

5. Considerações de segurança e risco 5.1. Exposição à radiação 5.1.1. O protocolo combinado de ressonância magnética e FDG-PET HP-13C resultará em uma exposição à radiação de ~ 10,5 mSV, dentro de limites de diagnóstico aceitáveis.

5.1.2. A exposição à radiação será monitorada para cumprir as diretrizes institucionais e regulatórias.

5.2. Monitoramento de eventos adversos 5.2.1. Os indivíduos serão monitorados de perto durante a imagem, com ECG contínuo e monitoramento da pressão arterial.

5.2.2. Quaisquer eventos adversos serão relatados e gerenciados de acordo com os protocolos de segurança institucional.