Використання серцево-магнітно-резонансної томографії для виявлення серцевих змін

Від Експериментально-клінічного дослідницького центру медичного факультету Charité Universitätsmedizin Berlin ДИСЕРТАЦІЯ Використання серцево-магнітно-резонансної томографії для виявлення серцевих змін при ожирінні для здобуття вченого ступеня Doctor medicinae (Dr. med.) Представлений на медичному факультеті Charité Universitätsmedizin Berlin Юліусом Саймоном Трабером з Гамбурга

серцево-магнітно-резонансної

Рецензент: 1. Проф. Д-р. мед. Й. Шульц-Менгер 2. Проф. Д-р. мед. М. Гутберле 3-й прив.-доз. Лікар. мед. П. Бернхардт Дата доктора: 30 листопада 2012 р. 2

Зміст 1 Вступ. 5 1.1 Надмірна вага, ожиріння та серце. 5 1.1.1 Визначення. 5 1.1.2 Епідеміологія та фактори ризику. 6 1.1.3 Етіопатогенез. 7 1.1.4 Наслідки для метаболізму. 7 1.1.5 Вплив на серце. 10 1.1.6 Стеатоз міокарда. 11 1.1.7 Діастолічна функція лівого шлуночка. 12 1.1.8 Варіанти втручання для зменшення маси тіла. 17 1.2 Магнітно-резонансна томографія (МРТ). 20 1.2.1 Переваги серцевої МРТ. 20 1.2.2 Основи МРТ. 21 1.2.3 Основи магнітно-резонансної спектроскопії (MRS). 27 2 Завдання/Завдання. 28 3 Методи. 28 3.1 Набір суб’єктів. 28 3.1.1 Дизайн дослідження B-SMART. 29 3.1.2 Дизайн дослідження AdipoHeart. 31 3.2 Робочі гіпотези. 32 3.3 Методологія апаратів. 32 3.3.1 МРТ серця: запис морфології та функції серця. 33 3.3.2 Кількісна оцінка жирової тканини. 42 3.3.3 1 H магнітно-резонансна спектроскопія (MRS). 43 3.3.4 Спіроергометрія. 44 3.3.5 Лабораторні аналізи. 45 3.3.6 Статистичний аналіз. 46 4 результати. 47 4.1 Базовий аналіз/аналіз поперечного перерізу. 47 4.1.1 Антропометрія та метаболізм. 47 4.1.2 Морфологія серця та систолічна функція лівого шлуночка. 52 4.1.3 Діастолічна функція лівого шлуночка. 52 4.1.4 Відкладення жиру та вміст тригліцеридів міокарда. 54 4.1.5 Кореляційний та регресійний аналізи. 55 3

4.2 Подальший аналіз/поздовжній аналіз. 59 4.2.1 Антропометрія та метаболізм. 61 4.2.2 Морфологія серця та систолічна функція лівого шлуночка. 62 4.2.3 Діастолічна функція лівого шлуночка. 63 4.2.4 Вміст тригліцеридів міокарда. 64 4.2.5 Кореляційний та регресійний аналізи. 65 5 Обговорення. 66 5.1 Обговорення результатів. 67 5.1.1 Антропометрія та метаболізм. 67 5.1.2 Морфологія серця та систолічна функція лівого шлуночка. 69 5.1.3 Діастолічна функція лівого шлуночка. 71 5.1.4 Вміст тригліцеридів міокарда. 75 5.2 Методологічні аспекти реєстрації серцевої функції. 77 5.3 Обмеження. 78 5.4 Висновок. 79 6 Резюме. 80 7 Бібліографія. 83 8 Резюме. 94 9 публікацій. 95 10 Декларація. 96 11 Подяка. 97 4

Аритмія або внутрішньосудинні втручання, керовані МРТ. 130 Швидкість і потік можуть бути визначені за допомогою спеціальних послідовностей ехо-градієнта з кодуванням швидкості у фазі сигналу. Тут використовувались наступні послідовності: Збалансована (b) ssfp послідовність (морфологія та функції серця) Т1-зважена послідовність TSE (кількісна оцінка жиру) 1 H послідовність одинарної воксельної спектроскопії (SVS) (спектроскопія) 1.3 Схематичне зображення Послідовність спін-ехо (Малюнок 1-12 з Магнітно-резонансного серцево-судинного резонансу 2010 131, з дозволу Elsevier Limited, Оксфорд, Великобританія) 1.4 Схематичне зображення послідовності TSE (Малюнок 1-15 з Серцево-судинного магнітного резонансу 2010 131, з дозволу Elsevier Limited, Оксфорд, Великобританія) 25

Центр клінічних досліджень Вольгарда або безпосередньо у навчальному відділі Центру клінічних досліджень імені Франца Вольгарда. Процедура B-SMART МР, метаболічна та лабораторна діагностика, а також спіроергометрія проводились до та після закінчення фази дієти. Крім того, щомісяця проводились контрольні візити, в яких збирали як анамнестичні, так і антропометричні дані. У таблиці 3.1 подано огляд курсу навчання. Відвідайте скринінг Базовий рівень V1 V2 V3 V4 V5 Місяць подальшого спостереження -0,5 0 1 2 3 4 5 6 Інформація/Згода X Критерії включення/виключення X X Демографічні дані; Випуск анкет X Супутні захворювання? X X X X X X X X X Нові події? XXXXXXX Фізичний статус XX Зріст X Вага, обхват талії XXXXXXXX Антропометрія XXX EKG XXX Вимірювання артеріального тиску, частоти серцевих скорочень XXXXXXXX Вихід щоденника харчування XXXX Аналіз харчування та рекомендації XXXX Основна лабораторія XXX Спеціальна лабораторія/Метаболічне профілювання XX Тест на толерантність до перорального глюкози XX Дослідження XX XXI XX XX століття XXM MRomet XXG Короткий огляд B-SMART: Вихідні та подальші візити були актуальними для збору даних 30

3.2 Отримання зображення серця (див. Пояснення до тексту) 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: поперечна площина (базовий локалізатор) вертикальна довга вісь (локалізатор 2CV) горизонтальна довга вісь (локалізатор 4CV) коротка вісь середньошлуночкова ( SAX локалізатор) 2CV кінцевий діастолічний (кіно) 4CV кінцевий діастолічний (кіну) 3CV кінцевий діастолічний (кіну) коротка вісь середньошлуночковий (кіну) 35

Для визначення діастолічної функції були визначені різні відповідні параметри. Основою для цього стала оцінка записів кінофільмів 2CV, 3CV та 4CV. 3,4 4CV (зліва): довжина LV (біла) та контур ендокарда (червоний); Довжина LA (жовта) та контур ендокарда (коричнева); Ендокардіальний контур правого передсердя (фіолетовий) 3,5 2CV (праворуч): Пост-обробка ендокардіального контуру ЛШ та оцінка проводились на зовнішній робочій станції. Для оцінки зображення використовували QMass 7.1, Medis N.V., Лейден, Нідерланди. Тут контури ендокарда в 2CV і 4CV в діастолічній фазі (

15 мс) серцевого циклу вводиться напівавтоматично (див. Малюнки 3.4, 3.5 та 3.6). Це було зроблено для кожної фази шляхом ручного маркування основи НН та вершини та подальшого автоматичного виявлення контуру програмним забезпеченням для оцінки. Далі слідував візуальний контроль і, при необхідності, корекція контурів. Програмне забезпечення розрахувало відповідний обсяг шлуночків за допомогою двопланового методу довгоосі 142. 38

3.6 4CV в різні фази діастоли: Обсяги LV реєстрували, малюючи контур ендокарда (червоним) .Для подальшої математичної оцінки дані про обсяг часу імпортували в OriginPro 8.0, OriginLab Corporation, Northampton, Massachusetts, USA і відображали графічно. Очевидно, неправильні пари даних були видалені вручну. Потім крива часу та обсягу була згладжена методом Савіцкі-Голея. Максимальні швидкості заповнення під час ранньої діастоли (PFRe) та скорочення передсердь (PFRa) визначали, використовуючи відповідний нахил графіка. 39

110 100 90 Об'єм 1 (мл) 80 70 60 50 40 300 400 500 600 700 800 900 1000 Час1 (мс) 3,7 Крива часу і об'єму для діастоли лівого шлуночка: фіолетовий зріз представляє PFRe, зелений PFRa Um за аналогією з Ехокардіографічно для отримання відповідних максимальних швидкостей потоку (Е і А) потік поділяли на область відкриття мітрального клапана (МОА). Це вимірювали на початку діастоліки, на момент максимального відкриття мітрального клапана, в площині різання короткої осі серця з візуально найменшим отвором. Щоб компенсувати витрату, спричинену механізмом рівня клапана, відповідний елемент обсягу часу був видалений. 3.8 Планіметрія мітрального клапана (червона) 40

Тоді об'єм LA був пов'язаний з площею поверхні тіла (BSA) (LAVI). 146 3.3.2 Кількісна оцінка жирової тканини Перикардіальна жирова тканина Спочатку ділянку від діафрагми до легеневої біфуркації та від грудної стінки до низхідної аорти витягували з пакету поперечного шару. Згодом об’єм жиру в перикарді визначався кількісно шляхом сегментації на основі обмежень інтенсивності (MASS Research Version, Medis N.V., Leiden, Netherlands). 3.10 Кількісне визначення обсягу жиру перикарда Жирова тканина черевної порожнини Градієнтна ехо-послідовність, зважена Т 1, з придушенням води (TR 80 мс, TE 6,11 мс, матриця 512 512, FOV 500 500 мм, товщина зрізу 10 мм, зазор 10 мм). Під час повторних затримок дихання поперечні зрізи відводили від діафрагми до симфізу. Кількісне визначення вісцеральної та підшкірної жирової тканини проводили методом напівавтоматичної сегментації зображень за допомогою алгоритму розпізнавання контурів (Вітом, Університет Дуйсбург-Ессен, Німеччина). 42

Відтворюваність MTG між дослідженнями становила 0,01% (95% довірчий інтервал: - 0,05% - 0,06%). 148 3.12 Визначення MTG: вище, позиціонування вокселя (червоного прямокутника) в міжшлуночковій перегородці для 1-ліпідної МР-спектроскопії; нижче відповідного спектра без (ліворуч) та з (праворуч) водопоглинання; стрілка вказує на сигнал метиленової групи TGL (див. 148) 3.3.4 Спіроергометрія Випробовувані проходили покроковий тест фізичних вправ на велоергометрі (VIAsprint 150P, Ergoline, Bitz, Німеччина), доки не було виконано хоча б один із перелічених нижче критеріїв фізичних вправ або клінічні Виникли умови припинення. Витримка проводилася в кімнаті з кондиціонером (при постійній температурі 21-22 ° C) через дві години після прийняття стандартного сніданку (