Магнитно-резонансная томография (OE-MRI) сердца с усилением кислорода: технико-экономическое обоснование (OE-MRI)

Определение наличия и тяжести ишемии миокарда является ключевой целью эффективного лечения ишемической болезни сердца (ИБС). Отсутствие лечения ишемии является важной детерминантой неблагоприятного исхода, и преимущества реваскуляризации, вызванной ишемией, хорошо известны1.

Анатомические проявления ишемической болезни сердца плохо предсказывают ишемию миокарда. 1 2 Поэтому одновременная оценка функциональной тяжести коронарного стеноза используется для определения направления реваскуляризации. 3 В клинических условиях доступен ряд методов визуализации, включая ядерные методы, эхокардиографию и кардиоваскулярный магнитный резонанс (CMR). Такие методы оценивают неоднородность кровотока и сократительные нарушения, но они служат заменителями ишемии миокарда: ишемия как таковая не измеряется. Кроме того, эти методы функциональной визуализации основаны на использовании экзогенных контрастных веществ, которые, хотя и невелики, несут дополнительные риски и могут быть противопоказаны в определенных группах населения.

Визуализация, зависящая от уровня кислорода в крови (BOLD), использует врожденные парамагнитные свойства гемоглобина.4 Переход от диамагнитного оксигемоглобина к парамагнитному дезоксигемоглобину вызывает различия в магнитной восприимчивости, что приводит к изменению интенсивности магнитно-резонансного сигнала и, таким образом, создает кислородозависимый контраст. Таким образом, BOLD-визуализация дает представление об оксигенации ткани миокарда. Поскольку гипоксия является инициатором ишемического каскада, было высказано предположение, что оценка регионарной оксигенации миокарда с помощью BOLD-визуализации более непосредственно отражает дисбаланс между подачей и потребностью кислорода и является чувствительной для выявления ИБС. Действительно, первоначальная оценка изображений BOLD для выявления ИБС дала многообещающие результаты.5-7 Кроме того, BOLD обеспечил патологическое понимание других патологий миокарда. Перфузия миокарда (кровоток) может быть отделена от оксигенации, т. е. гипоперфузия не обязательно соизмерима с тканевой гипоксией. Например, потребность миокарда в кислороде может снижаться в гибернирующем миокарде и повышаться при гипертрофической кардиомиопатии (ГКМП) из-за увеличения затрат на энергетический обмен. У носителей мутации HCM без гипертрофии левого желудочка Karamitsos et al. продемонстрировали нормальный перфузионный резерв миокарда, но аномальную оксигенацию миокарда во время стресса, что, возможно, объясняется тем фактом, что мутации гена саркомера увеличивают затраты энергии на сокращение до начала гипертрофии.8

Однако BOLD-визуализация связана с рядом недостатков. Во-первых, поскольку ЖИРНЫЙ сигнал отражает дезоксигемоглобин, который ограничен кровеносными сосудами, он на самом деле не отражает кислородный статус тканей.9 Во-вторых, ЖИРНЫЙ сигнал также зависит от геометрии сосуда, изменений кровотока и объема крови, что, таким образом, может исказить сигнал.9 Наконец, методы CMR, используемые для измерения ЖИРНОГО сигнала (T2* от T2), не являются количественными, поскольку изменение T2* или T2 не может быть связано с изменением парциального давления кислорода (PO2). Вместо этого полуколичественные измерения выполняются с использованием интенсивности сигнала и, как предполагается, отражают оксигенацию.

Магнитно-резонансная томография с кислородным усилением (OE-MRI) потенциально преодолевает эти ограничения. Сам по себе кислород обладает парамагнитными свойствами; он увеличивает скорость продольной релаксации протонов (R1) воды, содержащей растворенный кислород.10 Измеренное изменение R1 (= 1/T1, где время релаксации T1 является неотъемлемым магнитным свойством всех тканей), вызванное вдыханием кислорода, прямо пропорционально изменению PO2. В ОЭ-МРТ измеряют изменение R1 при дыхании повышенными концентрациями кислорода. Таким образом, преимущества OE-MRI по сравнению с BOLD заключаются в том, что он чувствителен к оксигенации тканей, не зависит от изменений кровотока и объема и является действительно количественным, поскольку изменение R1 прямо пропорционально изменению PO2. Таким образом, он потенциально предлагает количественную меру оксигенации миокарда. OE-MRI использовалась для оценки оксигенации легочной ткани11, оксигенации солидных опухолей12 и для оценки оксигенации плаценты у беременных женщин13 на обычных клинических МРТ-сканерах с очень обнадеживающими результатами.

OE-MRI не применялась в сердце. Мы предполагаем, что OE-MRI позволит проводить неинвазивную, неионизирующую и количественную оценку оксигенации ткани миокарда, которая не требует экзогенного контрастного вещества. Если это так, OE-MRI предлагает огромный потенциал с точки зрения диагностики и лечения ИБС, а также с точки зрения обеспечения патофизиологического понимания сердечных заболеваний.