Szívmágneses rezonancia tomográfia használata a szív változásainak kimutatására

Az Orvostudományi Kar Kísérleti és Klinikai Kutatóközpontjától Charité Universitätsmedizin Berlin ÉRTEKEZÉS ÉRTEKEZÉS Szívmágneses rezonancia képalkotás használata az elhízásban bekövetkezett szívbeli változások detektálására a Doctor Medicinae (Dr. med.) Tudományos fokozat megszerzéséhez.

használata

Lektor: 1. Prof. Dr. med. J. Schulz-Menger 2. Prof. Dr. med. M. Gutberlet 3. Priv.-Doz. Dr. med. P. Bernhardt A doktori fokozat dátuma: 2012. november 30. 2

Tartalom 1 Bevezetés. 5 1.1 Túlsúly, elhízás és a szív. 5 1.1.1 Fogalommeghatározások. 5 1.1.2 Epidemiológia és kockázati tényezők. 6 1.1.3 Etiopatogenezis. 7 1.1.4 Az anyagcserére gyakorolt ​​következmények. 7 1.1.5 A szívre gyakorolt ​​hatás. 10 1.1.6 Miokardiális steatosis. 11 1.1.7 Bal kamrai diasztolés funkció. 12 1.1.8 Beavatkozási lehetőségek a testsúly csökkentésére. 17 1.2 Mágneses rezonancia tomográfia (MRT). 20 1.2.1 A szív MRI előnyei. 20 1.2.2 Az MRI alapjai. 21 1.2.3 A mágneses rezonancia spektroszkópia (MRS) alapjai. 27 2 Feladat/Cél. 28 3 Módszerek. 28 3.1 Tantárgyfelvétel. 28 3.1.1 B-SMART tanulmányterv. 29 3.1.2 AdipoHeart tanulmányterv. 31 3.2 Munkahipotézisek. 32 3.3 A készülék módszertana. 33 3.3.1 Szív MRI: a szív morfológiájának és működésének rögzítése. 33 3.3.2 A zsírszövet mennyiségi meghatározása. 42 3.3.3 1 H mágneses rezonancia spektroszkópia (MRS). 43 3.3.4 Spiroergometria. 44 3.3.5 Laboratóriumi elemzések. 45 3.3.6 Statisztikai elemzések. 46 4 eredmény. 47 4.1 Kiindulási/keresztmetszeti elemzés. 47 4.1.1 Antropometria és anyagcsere. 47 4.1.2 A szív morfológiája és a bal kamra szisztolés működése. 52 4.1.3 Bal kamrai diasztolés funkció. 52 4.1.4 Zsírraktárak és szívizom trigliceridtartalom. 54 4.1.5 Korrelációs és regressziós elemzések. 55 3

4.2 Követés/longitudinális elemzés. 59 4.2.1 Antropometria és anyagcsere. 61 4.2.2 A szív morfológiája és a bal kamra szisztolés működése. 62 4.2.3 Bal kamrai diasztolés funkció. 63 4.2.4 A szívizom trigliceridtartalma. 64 4.2.5 Korrelációs és regressziós elemzések. 65 5 Megbeszélés. 66 5.1 Az eredmények megbeszélése. 67 5.1.1 Antropometria és anyagcsere. 67 5.1.2 A szív morfológiája és a bal kamra szisztolés működése. 69 5.1.3 Bal kamrai diasztolés funkció. 71 5.1.4 A szívizom trigliceridtartalma. 75 5.2 A szívműködés rögzítésének módszertani szempontjai. 77 5.3 Korlátozások. 78 5.4 Következtetés. 79 6 Összegzés. 80 7 Irodalomjegyzék. 83 8 Önéletrajz. 94 9 publikáció. 95 10 Nyilatkozat. 96 11 Köszönetnyilvánítás. 97 4

Aritmia vagy MRI-vezérelt intravaszkuláris beavatkozások. 130 A sebesség és az áramlás számszerűsíthető speciális gradiens echo szekvenciákkal, a jel fázisában sebesség kódolással. A következő szekvenciákat alkalmaztuk itt: Kiegyensúlyozott (b) ssfp szekvencia (szív morfológiája és működése) T 1 súlyozott TSE szekvencia (zsír mennyiségi meghatározása) 1 H egyvoxel spektroszkópia (SVS) szekvencia (spektroszkópia) 1.3. Spin-echo szekvencia (1-12. Ábra: Cardiovascular Magnetic Resonance 2010 131, Elsevier Limited, Oxford, Egyesült Királyság engedélyével) 1.4 A TSE szekvencia sematikus ábrázolása (1-15. Ábra: Cardiovascular Magnetic Resonance 2010 131, Elsevier engedélyével) Limited, Oxford, Egyesült Királyság) 25

Volhard Klinikai Kutatóközpont vagy közvetlenül a Franz Volhard Klinikai Kutató Központ Tanulmányi Osztályán. B-SMART eljárás Az MR, az anyagcsere és a laboratóriumi diagnosztika, valamint a spiroergometria a diéta szakasz befejezése előtt és után történt. Ezenkívül havi utóellenőrzéseket is végeztek, amelyek során mind anamnesztikus, mind antropometrikus adatokat gyűjtöttek. A 3.1. Táblázat áttekintést nyújt a tanulmányok menetéről. Látogasson el a Vetítés szűrővizsgálatra: V1 V2 V3 V4 V5 Követési hónap -0,5 0 1 2 3 4 5 6 Információ/Hozzájárulás X Beépítési/kizárási kritériumok X X Demográfiai adatok; Kérdőívek kiadása X Kísérő betegségek? X X X X X X X X X Új események? XXXXXXX Fizikai állapot XX Magasság X Súly, derékkörfogat XXXXXXXX Antropometria XXX EKG XXX Vérnyomás, pulzus mérése XXXXXXXX Táplálkozási napló kiadása XXXX Táplálkozási elemzések és tanácsok XXXX Alaplaboratórium XXX Speciális laboratórium/Metabolikus profilozás XX Orális glükóz tolerancia teszt XX 24 órás vérnyomásmérés XX Spiroergometria XX XX. B-SMART áttekintés: Az alapszint és az utólagos látogatások relevánsak voltak az adatgyűjtés szempontjából 30

3.2 Szívképszerzés (lásd a szöveget a magyarázatokhoz) 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: keresztirányú sík (alap lokalizátor) függőleges hosszú tengely (2CV lokalizátor) vízszintes hosszú tengely (4CV lokalizátor) rövid tengely kamrai közép kamra ( SAX lokalizátor) 2CV végdiasztolés (cine) 4CV végdiasztolés (cine) 3CV végdiasztolés (cine) rövid tengelyes kamrai közép kamra (cine) 35

Különböző releváns paramétereket határoztak meg a diasztolés funkció meghatározásához. Ennek alapja a 2CV, 3CV és 4CV filmfelvételeinek értékelése volt. 3,4 4CV (balra): LV hossza (fehér) és endocardialis kontúr (piros); LA hosszúság (sárga) és endokardiális kontúr (barna); Jobb pitvari endokardiális kontúr (ibolya) 3,5 2CV (jobbra): Az LV endokardiális kontúr utólagos feldolgozását és kiértékelését egy külső munkaállomáson végeztük. A képértékeléshez QMass 7.1, Medis N.V., Leiden, Hollandia. Itt a 2CV és a 4CV endokardiális kontúrjai a diasztolés fázisokban (

15 ms) a szívciklus félig automatikusan (lásd 3.4., 3.5. És 3.6. Ábra). Ezt minden fázis esetében az LV alap és a csúcs manuális megjelölésével, valamint az ezt követő automatikus kontúrfelismeréssel végezték az értékelő szoftver segítségével. Ezt szemrevételezés és szükség esetén a kontúrok korrigálása követte. A szoftver a kétfedelű 142 hosszútengelyes módszerrel kiszámította a megfelelő kamrai térfogatot. 38

3,6 4CV a diasztolé különféle fázisaiban: az LV-mennyiségeket az endokardiális kontúr (piros) rajzolásával rögzítettük. A további matematikai értékeléshez az idő-térfogat adatait az OriginPro 8.0, az OriginLab Corporation, Northampton, Massachusetts, USA-ba importáltuk és grafikusan jelenítettük meg. Nyilvánvalóan helytelen adatpárokat távolítottak el manuálisan. Ezután az idő-térfogat görbét a Savitzky-Golay módszerrel kiegyenlítettük. A korai diasztolé (PFRe) és a pitvari összehúzódás (PFRa) során a maximális töltési sebességet a grafikon kapcsolódó meredekségével határoztuk meg. 39

110 100 90 Térfogat1 (ml) 80 70 60 50 40 300 400 500 600 700 800 900 900 1000 Idő (ms) 3,7 A bal kamra diasztoléjának idő-térfogat görbéje: A lila szakasz a PFRe-t, a zöld PFRa Um a Echokardiográfia a megfelelő maximális áramlási sebesség (E és A) elérése érdekében az áramlást elosztottuk a mitrális szelep nyitási területével (MOA). Ezt a mitralis szelep maximális kinyílásakor korai diasztolés állapotban mértük a vizuálisan legkisebb nyílással rendelkező rövid szívtengely vágási síkjában. A szelepszint-mechanizmus okozta áramlás kompenzálásához a hozzá tartozó idő-térfogat elemet eltávolították. 3.8 A mitralis szelep planimetriája (piros) 40

Az LA térfogatot ezután a testfelülethez (BSA) (LAVI) viszonyítottuk. 146 3.3.2 Zsírszövet mennyiségi meghatározása Perikardiális zsírszövet Először a rekeszizomból csomagoltuk ki a rekeszizomtól a tüdő bifurkációjáig és a mellkasfalától a leszálló aortáig terjedő területet. Ezt követően a perikardiális zsírmennyiséget az intenzitáskorlátok alapján történő szegmentálással számszerűsítettük (MASS Research Version, Medis N.V., Leiden, Hollandia). 3.10 A perikardiális zsírmennyiség számszerűsítése A hasi zsírszövet A T 1 súlyozott gradiens visszhang szekvencia vízelnyomással (TR 80 ms, TE 6.11 ms, 512 512 mátrix, FOV 500 500 mm, szeletvastagság 10 mm, rés 10 mm). Az ismételt lélegzet-visszatartás során keresztirányú szeleteket vittek a membránból a szimfízisbe. A zsigeri és a szubkután zsírszövet mennyiségi meghatározását félautomata képszegmentálással végeztük kontúrfelismerő algoritmus alkalmazásával (Vitom, Duisburg-Essen Egyetem, Németország). 42

Az MTG vizsgálatok közötti reprodukálhatósága 0,01% (95% konfidencia intervallum: - 0,05% - 0,06%). 148 3.12 Az MTG meghatározása: fent, a voxel (piros téglalap) elhelyezése az interventricularis septumban 1 H lipid MR spektroszkópia céljából; a megfelelő spektrum alatt (bal) és (jobb) vízelnyomás nélkül; a nyíl a TGL metiléncsoport jelére mutat (lásd: 148.) 3.3.4 Spiroergometria A tesztalanyok lépésről-lépésre edzést teszteltek kerékpár-ergométeren (VIAsprint 150P, Ergoline, Bitz, Németország), amíg az alább felsorolt ​​gyakorlási kritériumok közül legalább egy nem teljesült vagy klinikai jellegű volt Felmondási feltételek léptek fel. Az expozíciót egy teljesen légkondicionált helyiségben (állandó 21–22 ° C hőmérsékleten) két órával a standard reggeli elfogyasztása után (