vänster ventrikulär kammarmått och väggtjocklek med kardiovaskulär magnetisk resonans: jämförelse med transthoracic ekokardiografi

Abstrakt

introduktion

en noggrann och reproducerbar kvantifiering av vänster ventrikulär (LV) struktur är viktig för diagnos och övervakning av sjukdomsprogression, för tidpunkt för intervention och för diskriminering av prognos.1-3 LV kammarstorlek och väggtjocklek representerar bestämningsfaktorerna för beslutsfattandet i flera kliniska riktlinjer.1,4,5 mätning av dessa kritiska parametrar genom transthoracic ekokardiografi (TTE) i parasternal långaxel (LAX) vy stöds av accepterade konventioner (Figur 1),6,7 medan kardiovaskulär magnetisk resonans (CMR) saknar ett standardiserat tillvägagångssätt för klinisk rutin. Detta är ett viktigt gap, eftersom CMR har blivit undersökningen av valet vid bedömning av kardiomyopatier.8-12 på grund av dess noggrannhet och reproducerbarhet av mätningarna av LV-volymer och massa är CMR överlägsen TTE och betraktas som referensstandard för bestämning av LV-volym och massa.13,14 trots sitt erkända värde genomgår majoriteten av hjärtpatienterna fortfarande tte-studier i sin primära eller uppföljningsbedömning för att härleda kavitetsstorlek och väggtjocklek under förhållanden där kammarstorlek förblir det avgörande elementet i klinisk hantering. Hittills, ingen studie undersökte om CMR-härledda lv-kammardimensioner och väggtjocklek kan jämföras eller möjliggöra utbytbar användning av de två metoderna i seriebedömningar. Till skillnad från ekokardiografi saknar CMR en allmän konsensus om hur man bäst och mest reproducerbart får parametrarna, som liknar ekokardiografiska mätningar närmast. Bland olika centra är de två vanligaste metoderna för att bestämma lv-diameter och väggtjocklek baserade på en basal kortaxel (SAX) skiva15,16 eller på en 3-kammare (3-CH) vy (Figur 2), den senare intuitivt ett analogt val till parasternal LAXVY. I denna studie undersökte vi om CMR-härledda kammardimensioner och väggtjocklek motsvarar TTE och även om valet av basal SAXSKIVA eller 3-CH-vyn i CMR påverkar resultaten inom och mellan oberoende observatörer. Dessutom ville vi klargöra om överenskommelsen mellan de två metoderna och de två tillvägagångssätten är konsekvent i grupper med olika kavitetsdimensioner eller LV-väggtjocklek.

metoder

Detta är en två-center retrospektiv analys av bilddata från personer som presenterar för undersökningar av känd eller misstänkt hjärt-kärlsjukdom. Totalt 101 kaukasiska vuxna inkluderades i datasetet, varav 67 var män (medelålder 62 sek 9 år). Endast försökspersoner som genomgick både tte-och CMR-studier med högst 1 månaders tidsintervall (median på 7, 3 dagar mellan de två studierna) inkluderades för att säkerställa jämförbarheten av mätningarna mellan de två metoderna. För att undersöka påverkan av LV-kammarens form och storlek använde vi de övre gränserna för normal enligt definitionen av tte-avstängningsvärden7 för att bilda en normal grupp (n = 44), en grupp med dilaterad LV-hålighet och en grupp med ökad lv-väggtjocklek . Grupperna bestod av orelaterade ämnen. Ytterligare kriterier för den normala gruppen var den lågprovade sannolikheten för CV-sjukdom och frånvaron av myokardiell sen gadoliniumförbättring. För bedömning av Reproducerbarhet mellan studier genomgick undergrupper av normala försökspersoner (n = 12), patienter med dilaterad hålighet (n = 6) och patienter med ökad lv-väggtjocklek (n = 5) en andra CMR-studie, i slumpmässig ordning och med ett minimalt tidsintervall mellan varje studie (60-90 min intervall). Uteslutningskriterier var de allmänt accepterade kontraindikationerna mot CMR (implanterbara enheter, cerebrala aneurysmklämmor, cochleära implantat och svår klaustrofobi) och otillräcklig bildkvalitet genom antingen modalitet på grund av närvaron av arytmier eller oförmåga att adekvat hålla andan. Alla ämnen genomgick en 10 min liggande vila före något bildförvärv med antingen modalitet. Institutional ethics committee godkännande erhölls för denna studie och alla ämnen gav skriftligt informerat samtycke.

Transthoracic ekokardiografi

Transthoracic tvådimensionell (2D) ekokardiografi utfördes med användning av digitala kommersiella harmoniska avbildnings ultraljudssystem utrustade med en S3 3 MHz phased-array givare (Philips Ie33, Philips Medical Systems, Nederländerna, eller Vivid 7, General Electrics Healthcare Systems, USA) med patienten i vänster-lateral decubitus position och en upphöjd vänster arm. Bilder justerades för djup, fokusposition, bildhastighet och sektorstorlek för en optimal visning av strukturen av intresse. Bilder visades på det ekokardiografiska systemet och mätningar erhölls från inspelningar i det parasternal LAX akustiska fönstret direkt från 2D-bilderna. Slutdiastoliska och slut-systoliska ramar identifierades visuellt av ramar med den största och minsta LV-kaviteten. Mått mättes i LV – minoraxelplanet vid mitralkordae-nivån vid spetsarna på papillarmusklerna. LVIDd respektive LVIDs och väggtjocklekar(anteroseptal—IVSd och inferolateral—LVPWd) mättes vid end-diastol(d) respektive end-systole (s) och var i genomsnitt över tre på varandra följande hjärtcykler.

kardiovaskulär magnetisk resonansavbildning

CMR-studierna utfördes med patienten liggande med en standard klinisk 1, 5 Tesla-skanner (Philips Achieva CV, Best, Nederländerna). Efter standardiserad patientspecifik planering (som inkluderade pseudo 2 – och 4-kammarvyer) erhölls 17 volymetrisk kavitetsbedömning genom helhjärttäckning av gaplösa kortaxlade skivor (Figur 3). Därefter förvärvades cine-bilder av tre LAXVYER (4 -, 2-och 3-kammare (CH) – vy. Alla cine-bilder förvärvades med hjälp av en balanserad steady-state free precession sequence (SSFP) i kombination med parallell avbildning (Känslighetskodning, faktor 2) och retrospektiv gating användes under en mild expiratorisk andningshållning (TR/TE/flip-vinkel: 3.4 ms/1.7 ms/60 msk, rumslig upplösning 1.8 msk 1.8 msk 8 mm3).

All CMR-analys utfördes med kommersiellt tillgänglig programvara (ViewForum, Version 5.1, Philips Healthcare, Nederländerna). Endokardiella lv-gränser spårades manuellt vid end-diastol och end-systole. Papillarmusklerna inkluderades som en del av LV-kavitetsvolymen. Lv slutdiastoliska (EDV) och slut systoliska (ESV) volymer bestämdes med användning av Simpsons regel. Ejektionsfraktion (EF) beräknades som EDV–ESV/EDV. Alla volymetriska index normaliserades till kroppsytan. Lv kammare storlek och väggtjocklek dimensioner erhölls med användning av två CMR tillvägagångssätt:För intraobserver-och interobserver-reproducerbarhetsjämförelser utförde två oberoende observatörer alla mätningar, blinda för tidigare resultat eller fynd från andra utredare med minst >1 månad från varandra. Interstudy reproducerbarhet av CMR härledda åtgärder utfördes av en enda utredare avbildningsmetoder.

1. Basal SAXSKIVA: omedelbart basal till spetsarna på papillarmusklerna och

2. 3-ch-vy: i lv-minoraxelplanet vid mitralkordae-nivån basal till spetsarna på papillarmusklerna.

statistisk analys

avvikelser från normalitet upptäcktes med Kolmogorov–Smirnov-testet. Jämförelser mellan de tre grupperna, två modaliteter och två CMR-tillvägagångssätt utfördes med användning av parat och oparat t-test och envägsanalys av varians, beroende på vad som är lämpligt. Avtal mellan två metoder, olika observatörer och upprepade mätningar av en enda observatör bestämdes av linjära regressioner, medelskillnader (bias), 95% konfidensintervall och relativa skillnader (medelskillnad mellan två tekniker/mätningar i procent av deras medelvärde) enligt metoderna för Bland och Altman.18 A P < 0,05 ansågs statistiskt signifikant. Värden redovisas som medelvärde för SD.

resultat

grupperna var likartade för ålder, kön, kroppsmassindex och hjärtfrekvens (Tabell 1). Jämfört med den normala gruppen hade personer med onormal kammare och LV-väggtjocklek höjt blodtryck och LV-massindex.

medelvärden för LV-kammarens storlek och väggtjocklek och medelskillnaderna mellan modaliteter visas i Tabell 2. Genomsnittlig lv-kammarstorlek och IVSd var signifikant större när de erhölls i SAX från tte och CMR 3-CH-vy (P < 0,05 för alla). Avtalet med TTE var större för CMR 3-CH visningsvärden än basal SAX skiva. Variabiliteten hos upprepade mätningar var större för SAX än 3-CH-vymätningarna (tabell 3). Mätningens repeterbarhet mellan studier var större i 3-CH-vy för alla tre grupperna.

diskussion

vår jämförelse av TTE-och CMR-härledda lv-kammardimensioner och väggtjocklek visar ett bra avtal mellan de två metoderna. Vi visar vidare att CMR-mätningar erhållna från 3-CH-vyn visar bättre överensstämmelse med ekokardiografiska mätningar och är mer reproducerbara än de som erhållits från basalsaxskivan. Vi föreslår att CMR 3-CH-vyn kan fungera som en utbytbar analog till parasternal LAXVY erhållen med TTE för kvantifiering av LV-kavitetsdimensioner och väggtjocklek, oavsett kavitetsstorlek eller väggtjocklek.

överenskommelse mellan TTE och CMR och mätningens Reproducerbarhet var i allmänhet bättre för 3-CH-metoden och det finns flera skäl att förklara detta resultat. Det mest uppenbara är likheten mellan parasternal LAXVY av TTE och CMR 3-CH-vyn på grund av orienteringen (planeringen) av landmärkestrukturerna, inklusive aorta-och mitralventilen och LV-spetsen (Figur 3). Förutom korrespondensen av synpunkterna ger detta också visualisering av de nästan identiska myokardväggarna. I 3-CH-vyn underlättas valet av basalsegment som ingår i mätningarna ytterligare genom analog mätkonvention. Visualisering av den inferolaterala papillarmuskeln i den längsgående orienteringen avslöjar initieringspunkten för mitralkordaen, vilket dessutom är användbart för att definiera planet för lv-minoraxeln. Tvärtom är identifieringen av motsvarande SAXSKIVA vid nivån av mitralkordae den största fallgropen för basalsaxinriktningen och den troliga källan till låg interobserver /intraobserver och reproducerbarhet mellan studier eftersom flera olika skivor felaktigt kan väljas för SAXPLAN där mätningarna utförs (Figur 2). Detta kan kontrolleras för genom samtidig inspektion av andra avbildningsplan som 3-CH-vyn. En ytterligare nackdel är att flera provtagningsplatser kan väljas inom SAXSKIVAN för att mäta väggtjockleken.19,20 slutligen kan skev planering av SAX stack leda till sneda snitt, vilket leder till överskattning av LV väggtjocklek. I vår studie motsvarar IVSd-mätningarna i 3-CH-vyn de som erhållits av TTE och är i allmänhet mindre än att använda basalsaxvyn, medan värdena för LVPWd är oskiljbara mellan modaliteter och tillvägagångssätt (figurerna 2 och 3).

kvantifiering av hjärtkammarstorlek, ventrikulär massa och funktion rankas bland de mest kliniskt viktiga och mest efterfrågade uppgifterna för ekokardiografi.1-7 av dessa har CMR etablerat och standardiserat bedömning för LV volym och massa, och på grund av dess tredimensionalitet, hög noggrannhet och reproducerbarhet betraktas CMR som referensstandard för dessa två parametrar.21,22 i klinisk praxis förblir emellertid ekokardiografi den dominerande första linjens bildmodalitet vid bedömning av kammarstorlek och struktur, trots välkända nackdelar inklusive den ibland inkonsekventa bildkvaliteten och variationen i vyer som erhållits med TTE som är starkt beroende av akustiska fönster och sonografens färdigheter. Detta begränsar också för förvärv av enkla parametrar, såsom kammarstorlek och väggtjocklek. Ökad tillgänglighet av CMR och bredare integration i den kliniska rutinen skiftade förekomsten av kliniska remisser från medfödd och vaskulär sjukdom mot bedömningen av kardiomyopatier.8,23 för att minska multiplikation av bildstudier är det därför avgörande att jämföra parametrarna över multimodaliteter och upprätta standardiserade enhetliga konventioner för bildförvärv och efterbehandling.17 vi har visat att CMR inte bara är mycket reproducerbar för bedömning av LV-kammarmått och väggtjocklek utan kan också utföras på samma sätt som de ekokardiografiska standarderna vilket resulterar i jämförbara och utbytbara nummer. Ytterligare studier behövs för att fastställa huruvida CMR-härledda kammardimensioner ger ett livskraftigt verktyg för seriell användning med avseende på tidpunkten för intervention till övergripande prognos för sjukdom. Dessutom är det fortfarande okänt om dimensioner ger ett verkligt mervärde när de läggs till volymerna och vissa nya kriterier, såsom närvaron av sen gadoliniumförbättring9 för att vägleda patienternas hantering, för att motivera en övergång från ekokardiografi till CMR för vidare uppföljning och beslutsfattande.

begränsningar

eftersom CMR ger konsekvent god bildkvalitet hos majoriteten av patienterna valde vi målmedvetet att undersöka fall med god bildkvalitet med båda metoderna vilket eliminerar potentiella tekniska skäl för våra resultat. Dålig bildkvalitet (t.ex. patientens oförmåga att hålla jämna steg med andningstid och närvaro av arytmier) och långsamt rörande blod hos patienter med hjärtsvikt (vilket gör endokardiell gränsdetektering svår) kan dock bidra till skillnader i mätningar mellan modaliteter.4-6 trots en ganska stor grupp av ämnen och tvåcenteranalysmetoden är den stora begränsningen av den aktuella studien den enda leverantören CMR-dataset. Båda centren har ett enhetligt tillvägagångssätt för förvärvs-och efterbehandlingsanalysen, eftersom 3-CH CMR-vyn är noggrant planerad att likna parasternal LAX-vyn, vilket belyser vikten av standardiserade rutiner för planering, efterbehandling och rapportering.17,21 ytterligare ansträngningar behövs för att standardisera dessa rutiner för andra hjärtstrukturer och även inom en miljö med flera leverantörer.

slutsatser

vi visar ett bra avtal mellan CMR och TTE för att erhålla lv-kavitetsstorlek och väggtjocklek. Vi föreslår vidare att en CMR-metod med en 3-CH-vy är överlägsen att använda en basal SAXSKIVA för att leverera dessa mätningar mer reproducerbart och närmare TTE.

bekräftelse

vi vill erkänna röntgenbilderna vid det tyska Hjärtinstitutet, Janina Rebakowski, Corinna Else och Gudrun Grosser, och Lorna Smith och Stephen Sinclair från King’ s College London och Eliane Cunliffe från Cardiovascular investigations, St Thomas ’ Hospital London, för deras högkvalitativa CMR-och TTE-undersökningar.

intressekonflikt: ingen deklarerad.