Utilizarea tomografiei cu rezonanță magnetică cardiacă pentru a detecta modificările cardiace
De la Centrul de Cercetări Experimentale și Clinice al Facultății de Medicină Charité Universitätsmedizin Berlin DISSERTARE Utilizarea tomografiei cu rezonanță magnetică cardiacă pentru detectarea modificărilor cardiace în obezitate pentru obținerea diplomei academice Doctor medicinae (Dr. med.) Prezentat la Facultatea de Medicină Charité Universitätsmedizin Berlin de Julius Simon Traber din Hamburg
Recenzent: 1. Prof. Dr. med. J. Schulz-Menger 2. Prof. Dr. med. M. Gutberlet 3a Priv.-Doz. Dr. med. P. Bernhardt Data doctoratului: 30 noiembrie 2012 2
Cuprins 1 Introducere. 5 1.1 Excesul de greutate, obezitatea și inima. 5 1.1.1 Definiții. 5 1.1.2 Epidemiologie și factori de risc. 6 1.1.3 Etiopatogenie. 7 1.1.4 Consecințe asupra metabolismului. 7 1.1.5 Influența asupra inimii. 10 1.1.6 Steatoza miocardică. 11 1.1.7 Funcția diastolică a ventriculului stâng. 12 1.1.8 Opțiuni de intervenție pentru reducerea greutății corporale. 17 1.2 Tomografie prin rezonanță magnetică (MRT). 20 1.2.1 Avantajele RMN cardiac. 20 1.2.2 Bazele RMN. 21 1.2.3 Bazele spectroscopiei prin rezonanță magnetică (MRS). 27 2 Sarcină/Obiectiv. 28 3 Metode. 28 3.1 Recrutarea subiectului. 28 3.1.1 Proiectarea studiului B-SMART. 29 3.1.2 Proiectarea studiului AdipoHeart. 31 3.2 Ipoteze de lucru. 32 3.3 Metodologia aparatului. 32 3.3.1 RMN cardiac: înregistrarea morfologiei și funcției inimii. 33 3.3.2 Cuantificarea țesutului adipos. 42 3.3.3 Spectroscopie de rezonanță magnetică 1 H (MRS). 43 3.3.4 Spiroergometrie. 44 3.3.5 Analize de laborator. 45 3.3.6 Analize statistice. 46 4 rezultate. 47 4.1 Analiza de bază/transversală. 47 4.1.1 Antropometrie și metabolism. 47 4.1.2 Morfologia inimii și funcția sistolică a ventriculului stâng. 52 4.1.3 Funcția diastolică a ventriculului stâng. 52 4.1.4 Depozite de grăsime și conținut de trigliceride miocardice. 54 4.1.5 Analize de corelație și regresie. 55 3
4.2 Urmărire/analiză longitudinală. 59 4.2.1 Antropometrie și metabolism. 61 4.2.2 Morfologia inimii și funcția sistolică a ventriculului stâng. 62 4.2.3 Funcția diastolică a ventriculului stâng. 63 4.2.4 Conținutul trigliceridelor miocardice. 64 4.2.5 Analize de corelație și regresie. 65 5 Discuție. 66 5.1 Discutarea rezultatelor. 67 5.1.1 Antropometrie și metabolism. 67 5.1.2 Morfologia inimii și funcția sistolică a ventriculului stâng. 69 5.1.3 Funcția diastolică a ventriculului stâng. 71 5.1.4 Conținutul trigliceridelor miocardice. 75 5.2 Aspecte metodologice pentru înregistrarea funcției cardiace. 77 5.3 Limitări. 78 5.4 Concluzie. 79 6 Rezumat. 80 7 Bibliografie. 83 8 Curriculum Vitae. 94 9 publicații. 95 10 Declarație. 96 11 Mulțumiri. 97 4
Aritmie sau intervenții intravasculare ghidate de RMN. 130 Viteza și debitul pot fi cuantificate prin secvențe ecologice de gradient speciale cu codare a vitezei în faza de semnal. Următoarele secvențe au fost folosite aici: Secvență echilibrată (b) ssfp (morfologie și funcție a inimii) Secvență TSE ponderată T 1 (cuantificare grăsime) Secvență 1 H single voxel spectroscopy (SVS) (spectroscopie) 1.3 Reprezentare schematică a Secvența spin-ecou (Figura 1-12 din Cardiovascular Magnetic Resonance 2010 131, cu permisiunea Elsevier Limited, Oxford, Marea Britanie) 1.4 Reprezentarea schematică a secvenței EST (Figura 1-15 din Cardiovascular Magnetic Resonance 2010 131, cu permisiunea lui Elsevier Limitat, Oxford, Marea Britanie) 25
Centrul Volhard pentru Cercetări Clinice sau direct în departamentul de studii al Centrului Franz Volhard pentru Cercetări Clinice. Procedura B-SMART Diagnosticul RM, metabolic și de laborator, precum și spiroergometria au avut loc înainte și după încheierea fazei dietei. În plus, au fost efectuate vizite lunare de urmărire în care au fost colectate atât date anamnestice cât și antropometrice. Tabelul 3.1 oferă o prezentare generală a cursului de studiu. Vizitați ecranul de referință V1 V2 V3 V4 V5 Urmărire lună -0.5 0 1 2 3 4 5 6 Informații/Consimțământ X Criterii de includere/excludere X X Date demografice; Emiterea chestionarelor X Boli concomitente? X X X X X X X X Evenimente noi? XXXXXXXX Stare fizică XX Înălțime X Greutate, circumferința taliei XXXXXXXX Antropometrie XXX EKG XXX Măsurarea tensiunii arteriale, ritmului cardiac XXXXXXXX Rezultatul jurnalului nutrițional XXXX Analiză nutrițională și sfaturi XXXX Laborator de bază XXX Laborator special/Profil metabolic XX Test de toleranță orală la glucoză XX Măsurarea tensiunii arteriale 24 de ore XX Spiroergometrie XX Procedură XX MRT. B-SMART dintr-o privire: vizitele de bază și de urmărire au fost relevante pentru colectarea datelor 30
3.2 Achiziția imaginii inimii (a se vedea textul pentru explicații) 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: plan transversal (localizator de bază) ax lung vertical (localizator 2CV) ax lung orizontal (localizator 4CV) ax scurt ventricular mediu ( Localizator SAX) 2CV end-diastolic (Cine) 4CV end-diastolic (Cine) 3CV end-diastolic (Cine) Axa scurtă ventriculară mijlocie (Cine) 35
Au fost determinați diferiți parametri relevanți pentru a determina funcția diastolică. Baza a fost evaluarea înregistrărilor cinematografice ale 2CV, 3CV și 4CV. 3.4 4CV (stânga): lungimea VS (alb) și conturul endocardic (roșu); Lungimea LA (galben) și contur endocardic (maro); Conturul endocardic atrial drept (violet) 3,5 2CV (dreapta): Postprocesarea și evaluarea conturului endocardic VD au fost efectuate pe o stație de lucru externă. QMass 7.1, Medis N.V., Leiden, Olanda a fost utilizat pentru evaluarea imaginii. Aici contururile endocardice în 2CV și 4CV în fazele diastolice (
15 ms) ale ciclului cardiac sunt trasate semi-automat (vezi figurile 3.4, 3.5 și 3.6). Acest lucru a fost făcut pentru fiecare fază prin marcarea manuală a bazei LV și a vârfului, precum și detectarea automată a conturului ulterioară de către software-ul de evaluare. Aceasta a fost urmată de o verificare vizuală și, dacă este necesar, de corectarea contururilor. Software-ul a calculat volumul ventricular respectiv folosind metoda axei longitudinale biplane 142. 38
3,6 4CV în diferite faze ale diastolei: volumele LV au fost înregistrate prin desenarea conturului endocardic (roșu) .Pentru o evaluare matematică ulterioară, datele timp-volum au fost importate în OriginPro 8.0, OriginLab Corporation, Northampton, Massachusetts, SUA și afișate grafic. Evident, perechile de date incorecte au fost eliminate manual. Curba timp-volum a fost apoi netezită folosind metoda Savitzky-Golay. Ratele maxime de umplere în timpul diastolei timpurii (PFRe) și contracția atrială (PFRa) au fost determinate utilizând panta asociată a graficului. 39
110 100 90 Volum1 (ml) 80 70 60 50 40 300 400 500 600 700 800 900 1000 Timp1 (ms) 3.7 Curba timp-volum pentru diastola ventriculului stâng: Secțiunea mov reprezintă PFRe, PFRa Um verde în analogie cu Ecocardiografie pentru a obține debitele maxime respective (E sau A), debitul a fost împărțit la zona de deschidere a valvei mitrale (MOA). Aceasta a fost măsurată diastolic timpuriu, în momentul deschiderii maxime a valvei mitrale, în planul de tăiere al axei inimii scurte, cu cea mai mică deschidere vizuală. Pentru a compensa debitul cauzat de mecanismul nivelului supapei, elementul timp-volum asociat a fost îndepărtat. 3.8 Planimetria valvei mitrale (roșu) 40
Volumul LA a fost apoi legat de suprafața corpului (BSA) (LAVI). 146 3.3.2 Cuantificarea țesutului adipos Țesutul adipos pericardic În primul rând, zona de la diafragmă la bifurcația pulmonară și de la peretele toracic la aorta descendentă a fost extrasă din pachetul de straturi transversale. Ulterior, volumul de grăsime pericardic a fost cuantificat prin segmentare pe baza limitelor de intensitate (MASS Research Version, Medis N.V., Leiden, Olanda). 3.10 Cuantificarea volumului de grăsime pericardică Țesutul de grăsime abdominală A T 1 secvență de ecou gradient ponderat cu suprimare a apei (TR 80 ms, TE 6.11 ms, matrice 512 512, FOV 500 500 mm, grosime felie 10 mm, decalaj 10 mm). În timpul reținerii repetate a respirației, felii transversale au fost luate de la diafragmă la simfiză. Cuantificarea țesutului adipos visceral și subcutanat a fost realizată prin segmentarea semiautomatică a imaginii utilizând un algoritm de recunoaștere a conturului (Vitom, Universitatea din Duisburg-Essen, Germania). 42
Reproductibilitatea inter-studiu a MTG a fost de 0,01% (interval de încredere de 95%: - 0,05% - 0,06%). 148 3.12 Determinarea MTG: mai sus, poziționarea voxelului (dreptunghi roșu) în septul interventricular pentru spectroscopie MR 1-lipidă; sub spectrul asociat fără (stânga) și cu (dreapta) suprimarea apei; săgeata indică semnalul grupului de metilen TGL (vezi 148) 3.3.4 Spiroergometrie Subiecții testului au finalizat un test de efort pas cu pas pe un ergometru de bicicletă (VIAsprint 150P, Ergoline, Bitz, Germania) până când cel puțin unul dintre criteriile de exercițiu enumerate mai jos a fost îndeplinit sau clinic Au apărut condiții de reziliere. Expunerea a avut loc într-o cameră cu aer condiționat (la 21-22 C constant) la două ore după ce a luat un mic dejun standardizat (