Linker ventrikel afmetingen en dikte door cardiovasculaire magnetische resonantie: vergelijking met transthoracale echocardiografie

Abstracte

Inleiding

een nauwkeurige en reproduceerbare kwantificering van de linkerventrikelstructuur (LV) is belangrijk voor de diagnose en monitoring van ziekteprogressie, voor het tijdstip van interventie en voor het onderscheiden van de prognose.1-3 LV kamergrootte en wanddikte vertegenwoordigen de determinanten van de besluitvorming in verschillende klinische richtlijnen.1,4,5 meting van deze kritische parameters door transthoracale echocardiografie (tte) in de parasternale long-axis (LAX) weergave wordt ondersteund door geaccepteerde conventies (figuur 1),6,7 terwijl cardiovasculaire magnetische resonantie (CMR) een gestandaardiseerde benadering van klinische routine ontbeert. Dit is een belangrijke leemte, aangezien CMR is uitgegroeid tot het onderzoek van de keuze in de beoordeling van cardiomyopathieën.8-12 door de nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid van de metingen van LV-volumes en-massa is CMR superieur aan TTE en wordt zij beschouwd als de referentiestandaard voor de bepaling van LV-volume en-massa.Ondanks de erkende waarde ondergaat de meerderheid van de cardiale patiënten nog steeds tte-studies in hun primaire of follow-up beoordeling om de grootte van de holte en de wanddikte af te leiden in omstandigheden waar de kamergrootte het beslissende element van klinische behandeling blijft. Tot op heden is in geen enkel onderzoek onderzocht of CMR-afgeleide LV-kamerafmetingen en wanddikte kunnen worden vergeleken, noch of het verwisselbaar gebruik van de twee modaliteiten bij seriële beoordelingen mogelijk is. In tegenstelling tot echocardiografie, CMR mist een algemene consensus over hoe het beste en meest reproduceerbaar verkrijgen van de parameters, die lijken op echocardiografische metingen het dichtst. Tussen verschillende centra zijn de twee meest gebruikte benaderingen om LV-diameter en wanddikte te bepalen gebaseerd op een basale short-axis (SAX) slice15,16 of op een 3-kamer (3-CH) view (Figuur 2), de laatste intuïtief een analoge keuze aan de parasternale LAX view. In deze studie hebben we onderzocht of CMR-afgeleide kamerafmetingen en wanddikte overeenkomen met TTE en ook of de keuze van basaal SAXSLICE of de 3-CH weergave in CMR de resultaten binnen en tussen onafhankelijke waarnemers beïnvloedt. Daarnaast wilden we verduidelijken of de overeenkomst tussen de twee modaliteiten en de twee benaderingen consistent is in groepen met verschillende holteafmetingen of LV-wanddikte.

methoden

dit is een retrospectieve analyse van twee centra van beeldvormingsgegevens van proefpersonen die worden gepresenteerd voor onderzoeken naar bekende of vermoede hart-en vaatziekten. In totaal werden 101 Kaukasische volwassenen in de dataset opgenomen, waarvan 67 mannen waren (gemiddelde leeftijd 62 ± 9 jaar). Alleen proefpersonen die zowel TTE-als CMR-onderzoeken ondergingen met een tijdsinterval van niet meer dan 1 maand (mediaan van 7,3 dagen tussen de twee onderzoeken) werden opgenomen om de vergelijkbaarheid van de metingen tussen de twee modaliteiten te waarborgen. Om de invloed van de vorm en grootte van de LV-kamer te onderzoeken gebruikten we de bovengrens van normaal zoals gedefinieerd door de tte-cut-offwaardes7 om een normale groep te vormen (n = 44), een groep met verwijde LV-holte en een groep met verhoogde LV-wanddikte . Groepen waren samengesteld uit niet-verwante proefpersonen. Aanvullende criteria voor de normale groep waren de lage pretest waarschijnlijkheid van cardiovasculaire ziekte en de afwezigheid van myocardiale late gadoliniumversterking. Voor de beoordeling van de reproduceerbaarheid van de Interstudie ondergingen subgroepen van normale proefpersonen (n = 12), patiënten met verwijde holte (n = 6) en patiënten met een verhoogde wanddikte van de LV (n = 5) een tweede CMR-onderzoek, in willekeurige volgorde en met een minimaal tijdsinterval tussen elk onderzoek (intervallen van 60-90 minuten). Uitsluitingscriteria waren de algemeen aanvaarde contra-indicaties voor CMR (implanteerbare hulpmiddelen, cerebrale aneurysma clips, cochleaire implantaten en ernstige claustrofobie) en onvoldoende beeldkwaliteit door ofwel modaliteit als gevolg van de aanwezigheid van aritmieën of het onvermogen om voldoende adem in te houden. Alle proefpersonen ondergingen een rusttijd van 10 minuten in rugligging vóór elke beeldverwerving met beide modaliteit. Voor deze studie werd goedkeuring verkregen van de institutionele ethische commissie en alle proefpersonen kregen schriftelijke geïnformeerde toestemming.

transthoracale echocardiografie

transthoracale tweedimensionale (2D) echocardiografie werd uitgevoerd met behulp van digitale commerciële harmonische beeldvormende ultrasone systemen uitgerust met een S3 3 MHz phased-array transducer (Philips IE33, Philips Medical Systems, Nederland, of Vivid 7, General Electrics Healthcare Systems, USA) met de patiënt in de linker-laterale decubitus positie en een verhoogde linkerarm. Beelden werden aangepast voor diepte, scherpstelling, framesnelheid en sectorgrootte voor een optimale weergave van de structuur van belang. Beelden werden weergegeven op het echocardiografisch systeem en metingen werden verkregen van opnames in het parasternale LAX akoestische venster direct uit de 2D-beelden. End-diastolische en end-systolische frames werden visueel geïdentificeerd door frames met de grootste en de kleinste LV-holte. Afmetingen werden gemeten in het LV minor asvlak op het niveau van de mitrale chordae aan de toppen van de papillaire spieren. LVIDd en LVIDs, respectievelijk en wanddiktes(anteroseptaal—IVSd en inferolaterale—LVPWd) werden gemeten aan respectievelijk end-diastol(d) en end-systole (s), en werden gemiddeld over drie opeenvolgende hartcycli.

Cardiovascular magnetic resonance imaging

de CMR-onderzoeken werden uitgevoerd met een standaard klinische 1,5 Tesla-scanner (Philips Achieva CV, Best, Nederland). Na gestandaardiseerde patiëntspecifieke planning (met pseudo – 2-en 4-kameraanzichten) werd 17 volumetrische holtebeoordeling verkregen door volledige hartdekking van gaploze korte-asschijfjes (Figuur 3). Daarna werden cine-beelden van drie lakse views (4-, 2 – en 3-kamer (CH) uitzicht verkregen. Alle cine-beelden werden verkregen met behulp van een evenwichtige steady-state vrije precessie sequentie (SSFP) in combinatie met parallelle beeldvorming (Gevoeligheidscodering, factor 2) en retrospectieve gating werd gebruikt tijdens een zachte expiratoire adem-hold (TR/te/flip-hoek: 3,4 ms/1,7 ms/60°, ruimtelijke resolutie 1,8 × 1.8 × 8 mm3).

alle CMR-analyses werden uitgevoerd met commercieel beschikbare software (ViewForum, versie 5.1, Philips Healthcare, Nederland). Endocardiale LV grenzen werden handmatig getraceerd op end-diastole en end-systole. De papillaire spieren werden opgenomen als onderdeel van het LV-holtevolume. LV end-diastolic (EDV) en end-systolic (ESV) volumes werden bepaald met behulp van Simpson ‘ s regel. Ejectiefractie (EF) werd berekend als EDV–ESV/EDV. Alle volumetrische indices werden genormaliseerd naar het lichaamsoppervlak. LV kamergrootte en wanddikte afmetingen werden verkregen met behulp van twee CMR benaderingen:Voor vergelijkingen van de reproduceerbaarheid tussen intraobserver en interobserver voerden twee onafhankelijke waarnemers alle metingen uit, geblindeerd op eerdere resultaten of bevindingen van andere onderzoekers met een tussenpoos van ten minste >1 maand. Interstudie reproduceerbaarheid van CMR afgeleide metingen werd uitgevoerd door één enkele onderzoeker beeldvormingsmodaliteiten.

1. basale SAX slice: onmiddellijk basaal aan de uiteinden van de papillaire spieren en

2. 3-CH zicht: in het LV minor asvlak op de mitrale chordae niveau basaal tot de toppen van de papillaire spieren.

statistische analyse

afwijkingen van de normaliteit werden gedetecteerd met behulp van de Kolmogorov–Smirnov-test. Vergelijkingen tussen de drie groepen, twee modaliteiten en twee CMR-benaderingen werden uitgevoerd met behulp van gepaarde en niet-gepaarde t-test en eenrichtingsanalyse van variantie, indien van toepassing. Overeenkomsten tussen twee methoden, verschillende waarnemers en herhaalde metingen van een enkele waarnemer werden bepaald door lineaire regressies, gemiddelde verschillen (bias), 95% betrouwbaarheidsinterval en relatieve verschillen (gemiddeld verschil van twee technieken/metingen als percentage van hun gemiddelde waarde) volgens de methoden van Bland en Altman.Een P < 0,05 werd statistisch significant geacht. De waarden worden gerapporteerd als gemiddelde ± SD.

resultaten

groepen waren vergelijkbaar voor leeftijd, geslacht, body mass index en hartslag (Tabel 1). In vergelijking met de normale groep hadden proefpersonen met een abnormale kamer-en LV-wanddikte een verhoogde bloeddruk en LV-mass index.

gemiddelde waarden van LV kamergrootte en wanddikte en de gemiddelde verschillen tussen modaliteiten zijn weergegeven in Tabel 2. De gemiddelde LV-kamergrootte en IVSd waren significant groter wanneer verkregen in SAX uit TTE en CMR 3-CH weergave (p < 0,05 voor alle). Overeenkomst met TTE was groter voor CMR 3-CH weergave waarden dan basale SAX slice. De variabiliteit van herhaalde metingen was groter voor SAX dan bij de 3-CH-metingen (Tabel 3). Voor alle drie de groepen was de herhaalbaarheid van de metingen in de Interstudie groter in 3-CH-weergave.

discussie

onze vergelijking van tte en CMR-afgeleide LV kamer afmetingen en wanddikte toont een goede overeenkomst tussen de twee modaliteiten. Verder tonen we aan dat CMR metingen verkregen uit de 3-CH view beter overeenkomen met echocardiografische metingen en reproduceerbaar zijn dan die verkregen uit de basale SAX slice. Wij stellen voor dat de CMR 3-CH view kan dienen als een uitwisselbaar analoog aan de parasternale LAX view verkregen met TTE voor kwantificering van LV holte afmetingen en wanddikte, ongeacht de grootte van de holte of wanddikte.

overeenstemming tussen tte en CMR en de reproduceerbaarheid van metingen waren over het algemeen beter voor de 3-CH-benadering en er zijn verschillende redenen om deze bevinding te verklaren. De meest voor de hand liggende is de overeenkomst tussen de parasternale LAX view door TTE en de CMR 3-CH view als gevolg van de oriëntatie (planning) van de landmark structuren, met inbegrip van de aorta en mitralisklep en LV apex (Figuur 3). Naast de overeenstemming van de standpunten, biedt dit ook voor visualisatie van de bijna identieke myocardiale wanden. In de 3-CH weergave wordt de keuze van de basale segmenten in de metingen verder vergemakkelijkt door analoge conventie van metingen. Visualisatie van de onvruchtbare papillaire spier in de longitudinale oriëntatie onthult het initiatiepunt van de mitrale chordae, die bovendien nuttig is om het vlak van de LV minor as te definiëren. In tegendeel, identificatie van de overeenkomstige Sax slice op het niveau van de mitrale chordae is de belangrijkste valkuil van de basale Sax benadering en de waarschijnlijke bron van de lage interobserver /intraobserver en Interstudie reproduceerbaarheid aangezien verschillende plakjes ten onrechte kunnen worden gekozen voor SAX vlak waar de metingen worden uitgevoerd (Figuur 2). Dit kan worden gecontroleerd door gelijktijdige inspectie van andere beeldvormende vlakken zoals de 3-CH weergave. Een bijkomend nadeel is dat er binnen de sax-plak meerdere bemonsteringsplaatsen kunnen worden gekozen om de wanddikte te meten.19,20 ten slotte, scheef planning van Sax stapel kan leiden tot schuine sneden, wat leidt tot overschatting van LV wanddikte. In onze studie komen de IVSd metingen in de 3-CH weergave overeen met die verkregen door TTE, en zijn over het algemeen kleiner dan het gebruik van de basale SAX view, terwijl de waarden voor LVPWd niet te onderscheiden zijn tussen modaliteiten en benaderingen (figuren 2 en 3).

kwantificering van cardiale kamergrootte, ventriculaire massa en functie behoort tot de klinisch belangrijkste en meest gevraagde taken van echocardiografie.1-7 van deze, CMR heeft vastgesteld en gestandaardiseerde beoordeling voor LV volume en massa, en vanwege zijn driedimensionaliteit, hoge nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid, CMR wordt beschouwd als de referentiestandaard voor deze twee parameters.21,22 in de klinische praktijk blijft echocardiografie echter de belangrijkste eerstelijns beeldvormingsmodaliteit bij de beoordeling van de grootte en structuur van de kamer, ondanks bekende nadelen, waaronder de soms inconsistente beeldkwaliteit en variabiliteit van visies verkregen met TTE, die sterk afhankelijk is van akoestische vensters en de vaardigheden van de sonograaf. Dit is ook beperkend voor het verkrijgen van eenvoudige parameters, zoals kamergrootte en wanddikte. De toenemende beschikbaarheid van CMR en een bredere integratie in de klinische routine verplaatsten de prevalentie van klinische verwijzingen van congenitale en vasculaire aandoeningen naar de beoordeling van cardiomyopathieën.8,23 om de vermenigvuldiging van beeldvormingsstudies te verminderen, is het daarom cruciaal om de parameters over multimodaliteiten te vergelijken en gestandaardiseerde uniforme conventies voor beeldverwerving en nabewerking vast te stellen.17 we hebben aangetoond, dat CMR is niet alleen zeer reproduceerbaar voor de beoordeling van LV kamer afmetingen en wanddikte, maar kan ook worden uitgevoerd vergelijkbaar met de echocardiografische normen resulterend in vergelijkbare en verwisselbare nummers. Verder onderzoek is nodig om vast te stellen of CMR-afgeleide kamerafmetingen een bruikbaar hulpmiddel zijn voor serieel gebruik met betrekking tot het tijdstip van interventie voor de algehele prognose van de ziekte. Bovendien is het nog onbekend of dimensies een echte toegevoegde waarde bieden wanneer ze worden toegevoegd aan de volumes en of bepaalde nieuwe criteria, zoals de aanwezigheid van late gadoliniumversterking9 bij de begeleiding van de patiënten, een overstap rechtvaardigen van echocardiografie naar CMR voor verdere follow-up en besluitvorming.

beperkingen

omdat CMR consistent een goede beeldkwaliteit biedt bij de meerderheid van de patiënten, kozen we er doelbewust voor om gevallen met een goede beeldkwaliteit met beide modaliteiten te onderzoeken, waardoor mogelijke technische redenen voor onze bevindingen werden geëlimineerd. Slechte beeldkwaliteit (bijvoorbeeld het onvermogen van de patiënt om de adempauze bij te houden en de aanwezigheid van aritmieën) en langzaam bewegend bloed bij patiënten met hartfalen (waardoor endocardiale grensdetectie moeilijk is) kunnen echter bijdragen tot verschillen in metingen tussen de modaliteiten.4-6 ondanks een redelijk grote groep proefpersonen en de twee-centra analyse benadering, de belangrijkste beperking van de huidige studie is de single-vendor CMR dataset. Beide centra hebben een uniforme benadering van de acquisitie en post-processing analyse als de 3-CH CMR view is zorgvuldig gepland om te lijken op de parasternal LAX view, benadrukken het belang van gestandaardiseerde routines voor planning, post-processing en rapportage.17,21 verdere inspanningen zijn nodig om deze routines te standaardiseren voor andere cardiale structuren en ook binnen een multi-vendor omgeving.

conclusies

we tonen een goede overeenkomst tussen CMR en TTE bij het verkrijgen van LV-holtegrootte en wanddikte. Verder stellen we voor dat een CMR benadering met behulp van een 3-CH view superieur is aan het gebruik van een basale SAX slice Om deze metingen meer reproduceerbaar en dichter bij TTE te leveren.Wij willen de radiografen van het Duitse Hartinstituut, Janina Rebakowski, Corinna Else en Gudrun Grosser, Lorna Smith en Stephen Sinclair van King’ s College London, en Eliane Cunliffe van Cardiovascular investigations, St Thomas ‘ Hospital London, bedanken voor hun hoogwaardige CMR-en TTE-onderzoeken.

belangenconflict: geen gedeclareerd.