Оценка кислородных изменений в сердце с помощью магнитно-резонансной томографии сердечно-сосудистой системы

Будет использоваться новая чувствительная к T2 и T2* последовательность на основе SSFP, обеспечивающая хороший контраст BOLD. Он был разработан исследователями из Центра CMR Стивенсона и Северо-Западного университета Чикаго. Его основным преимуществом перед предыдущими чувствительными последовательностями BOLD является более низкая восприимчивость к артефактам движения.

МР-изображение выполняется с помощью коммерческого МР-сканера Siemens 1,5 T (Siemens Avanto). Для получения однородного магнитного поля в сочетании с нательной катушкой используется дополнительная нагрудная катушка. Настроены три проекции по короткой оси, представляющие базальные, срединные и апикальные срезы, которые используются на протяжении всего исследования. Если добровольца по какой-либо причине необходимо сдвинуть со своего места, будут предприняты попытки аналогичного просмотра по короткой оси.

Для улучшения и дальнейшего развития последовательности МРТ этот метод будет использоваться в модели наручной манжеты у здоровых добровольцев с использованием реактивной гиперемии, которую легче визуализировать, чем сердце. Интенсивность сигнала BOLD-MRI предплечья будет оцениваться в течение коротких 3 минут. длительная окклюзия плечевой манжеты и последующая реактивная гиперемия.

Основной интерес исследования представляет исследование сердца здоровых добровольцев, а также пациентов с подозрением на ишемическую болезнь сердца с помощью этого метода BOLD-MRI. Будет оцениваться интенсивность сигнала миокарда в покое и после различной стимуляции коронарного кровотока. Эти стимулы будут фармакологическими (аденозин), а также изменением артериального давления CO2 и O2.

Все испытуемые, у которых будут изменены дыхательные газы, сначала будут обследованы в лаборатории сосудистых исследований доктора М. Пулена. Там испытуемые будут ознакомлены с модифицированной системой форсирования в конце выдоха (MEFS) и будет оценена их индивидуальная реакция на изменения в дыхательных газах. Будет выполнен полный пробный прогон протокола дыхания, включая 2 анализа газов капиллярной крови. Во второй день испытуемые будут изучаться в комнате МРТ с регулируемой температурой в Центре CMR Стивенсона в состоянии голодания в течение предыдущих 4 часов. Это включает воздержание от кофеина и никотина в течение этих предшествующих 4 часов. Перед базовым сканированием из пальца будет взят образец капиллярной крови для анализа газов крови, гемоглобина и гематокрита. После этого волонтер будет подключен к MEFS. Затем будет выполнено базовое сканирование, включающее локализацию, видеосъемку, измерение потока в поперечном сечении коронарного синуса (CS) и BOLD MRI трех репрезентативных срезов по короткой оси. Затем будет начата внутривенная инфузия аденозина. Через 3 мин. МРТ будет повторяться. Через 5 мин. остальных будет записана другая базовая линия. Затем последовательно в два этапа повышают давление углекислого газа до 40 и 45 мм рт. После периода отдыха в течение 5 минут будет выполнено еще одно базовое сканирование. Затем парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе будет уменьшаться в 3 этапа, как описано в следующем параграфе, пока не будет достигнуто парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе 45 мм рт.ст. Это будет отражать насыщение артериальной крови кислородом примерно на 90, 85 и 80%. На каждом этапе будут выполняться BOLD MRI (3 осевых среза) и измерения потока в поперечном сечении CS. После 5 минут отдыха будет выполнено еще одно базовое сканирование. На протяжении всего эксперимента субъект будет подключен к METFS, и мы будем измерять вентиляцию легких, артериальное давление (неинвазивно), частоту сердечных сокращений (электрокардиограмма) и насыщение артериальной крови кислородом (пульсоксиметрия).

Анализ изображения: область интереса будет нарисована вокруг миокарда каждой короткой оси. Усредненная интенсивность сигнала оценивается и сравнивается с исходным уровнем после инфузии аденозина и при различных уровнях артериальной оксигенации и концентрации углекислого газа. Кроме того, будет проведен дифференциальный анализ субэндокарда и субэпикарда.

Коронарный кровоток в коронарном синусе будет рассчитываться с использованием фазово-контрастной МРТ. Этот метод был впервые описан ван Россумом, проверен на фантомах и исследованиях на животных и успешно использовался в исследованиях на людях. Из-за относительно небольшого диаметра CS абсолютные значения расхода могут быть неточными; поэтому будет рассчитано относительное изменение между различными уровнями гипоксии.

Конечные точки:

BOLD SI в миокарде определяется как усредненная интенсивность сигнала миокарда.

Относительный поток изменяется в CS по сравнению с исходным уровнем.