Risonanza magnetica cardiaca per la valutazione di un trombo cardiaco sospetto: tecniche convenzionali ed emergenti

Riepilogo

L'obiettivo di questo articolo è descrivere come la risonanza magnetica cardiaca può essere utilizzata per la valutazione e la diagnosi di un sospetto trombo cardiaco. Il metodo presentato descriverà l'acquisizione dei dati, nonché il protocollo pre-procedura e post-procedura.

Abstract

Presentiamo il protocollo convenzionale di risonanza magnetica cardiaca (CMR) per valutare un sospetto trombo ed evidenziare le tecniche emergenti. La comparsa di una massa su determinate sequenze di risonanza magnetica (MR) può aiutare a differenziare un trombo da diagnosi concorrenti come un tumore. Le caratteristiche del segnale T1 e T2 di un trombo sono correlate all'evoluzione delle proprietà dell'emoglobina. Un trombo in genere non migliora dopo la somministrazione del contrasto, che aiuta anche la differenziazione da un tumore. Sottolineiamo anche il ruolo emergente della mappatura T1 nella valutazione di un trombo, che può aggiungere un altro livello di supporto nella diagnosi. Prima di qualsiasi esame di CMR, lo screening e le interviste dei pazienti sono fondamentali per garantire la sicurezza e ottimizzare il comfort del paziente. Comunicazione efficace durante l'esame tra il tecnologo e il paziente promuove una corretta tecnica di trattenere il respiro e immagini di qualità superiore. La post-elaborazione volumetrica e la segnalazione strutturata sono utili per garantire che il radiologo risponda alle domande dei servizi di ordinazione e comunichi questi risultati in modo efficace. La valutazione ottimale della sicurezza pre-MR, l'esecuzione dell'esame CMR e l'elaborazione e la segnalazione post-esame consentono la fornitura di un servizio radiologico di alta qualità nella valutazione di un sospetto trombo cardiaco.

Introduzione

L'imaging a risonanza magnetica cardiaca (CMR) è un'importante modalità diagnostica per la valutazione della funzione cardiovascolare e della patologia. I progressi tecnologici consentono una riduzione dei tempi di acquisizione, una migliore risoluzione spaziale e temporale, nonché una caratterizzazione dei tessuti di qualità superiore. Questi progressi sono particolarmente utili nella valutazione delle masse cardiache.

L'ecocardiografia rimane la modalità di imaging della prima linea per la valutazione iniziale delle masse cardiache, in particolare per quanto riguarda la localizzazione di massa, la morfologia e l'impatto fisiologico. Tuttavia, l'ecocardiografia è limitata da una scarsa caratterizzazione dei tessuti, da un campo visivo limitato e dalla qualità dell'immagine dipendente dall'operatore. La tomografia computerizzata cardiaca (TC) è spesso utilizzata come modalità di imaging di seconda linea per la valutazione delle masse cardiache. I vantaggi della TC cardiaca rispetto ad altre modalità includono un'eccellente risoluzione spaziale e una capacità superiore nel rilevamento delle calcificazioni. Lo svantaggio principale della TC cardiaca è l'esposizione del paziente alle radiazioni ionizzanti. Ulteriori limitazioni includono una risoluzione temporale ridotta e una risoluzione del contrasto dei tessuti molli. La CMR sta emergendo come uno strumento prezioso nella caratterizzazione delle masse cardiache rilevate sull'ecocardiografia o sulla TC, rispetto alla TC, la CMR non espone i pazienti a radiazioni ionizzanti. Inoltre, il CMR può essere utile nel trattamento e nella pianificazione chirurgica^1,2.

Un trombo è la massa cardiaca più comune. I luoghi più comuni per i trombi cardiaci sono l'atrio sinistro e l'appendice atriale lasciata, specialmente nell'impostazione della fibrillazione atriale o di un ventricolo sinistro disfunzionale^1,3. La diagnosi di trombo è importante per la prevenzione di eventi embolici e per stabilire la necessità di anticoagulazione. CMR può aiutare a determinare l'acuità di un trombo. Il trombo acuto dimostra in genere l'intensità del segnale media t1 e T2 rispetto al miocardio a causa di elevate quantità di emoglobina ossigenata. L'aumento del contenuto di metemoglobina nel trombo subacuto determina una minore intensità del segnale ponderata T1 e un'intensità del segnale media o aumentata aT2. Con un trombo cronico, la methemoglobina e l'acqua vengono sostituite con tessuto fibroso che porta alla diminuzione dell'intensità del segnale t1- e T2^1,2,3.

La composizione avascolare dà un trombo cardiaco caratteristiche intrinseche del tessuto che possono essere sfruttate a contrasto migliorato CMR, per aiutare nella differenziazione di un trombo da altri tumori cardiaci⁴. Un trombo organizzato non migliora mentre le vere lesioni cardiache migliorano l'imaging post-contrasto a causa della presenza di vascolarizzazione intratutale³. L'imaging perfusione arterioso consente la valutazione in tempo reale della vascolarizzazione all'interno di una massa ed è fondamentale per differenziare un trombo da un tumore. La perfusione all'interno di una massa può anche essere utile nella delineazione di un trombo blando da un trombo tumorale. L'imaging Cine offre vantaggi rispetto ad altre modalità che possono essere soggette a artefatto di movimento, e la risoluzione temporale fornita dall'imaging perfusione gated in tempo reale aumenta la sensibilità nel rilevamento del miglioramento⁵.

La mappatura T1 è una tecnica MR che consente tempi di rilassamento T1 auto-contrasto pre-contrasto e il calcolo del volume extracellulare post-contrasto per rilevare alterazioni patologiche nel tessuto. Aggiungendo una dimensione quantitativa al CMR, la mappatura T1 può aiutare a differenziare vari processi di malattia dal miocardio normale. Un'applicazione emergente è la caratterizzazione delle masse cardiache e la delineazione delle masse dai trombi cardiaci. Studi precedenti effettuati su uno scanner Aera XQ da 1,5 T hanno riportato tempi di rilassamento T1 nativi di un recente trombo (911 x 177 ms) e un trombo cronico (1.169 x 107 ms)⁶. Altri tempi di rilassamento T1 nativi pertinenti includono il lipoma (278 x 29 ms), le calcificazioni (621 - 218 ms), il melanoma (736 ms) e il miocardio normale (950 x 21 ms). Questi dati suggeriscono che la mappatura T1 può aggiungere informazioni quantitative a un esame non a contrasto che, nell'impostazione della controindicazione al gadolinio IV, potrebbe essere estremamente utile^6,7.

Il CMR potenziato dal contrasto è stato ben convalidato per il rilevamento di un trombo ventricolare sinistro. È stato dimostrato che fornisce la sensibilità e la specificità più elevate (88% e 99%, rispettivamente) per il rilevamento di un trombo ventricolare sinistro rispetto all'ecocardiotransagocico (23% e 96%, rispettivamente) e transesofagea (40% e 96%, rispettivamente) ecocardiografia ⁸. Attualmente, non esistono studi su larga scala che convalidano l'utilità della CMR per la valutazione di un trombo in altre camere del cuore³.

Nonostante i numerosi vantaggi della CMR rispetto ad altre modalità di imaging per la valutazione delle masse cardiache, ci sono anche limitazioni. La CMR, come la TC cardiaca, si basa su gating elettrocardiografico. Ciò può causare la degradazione dell'artefatto e dell'immagine nei pazienti con aritmie significative. La qualità dell'immagine può anche essere degradata durante la scansione dei pazienti che hanno difficoltà a rispettare i requisiti di trattenere l'respiro. Tuttavia, tempi di acquisizione più rapidi e tecniche di gating respiratorio consentono immagini di qualità durante la respirazione libera. La presenza di alcuni dispositivi impiantati è una controindicazione per la CMR e rappresenta uno svantaggio principale, anche se il numero di dispositivi impiantabili compatibili con la MR sta aumentando^{di 1,2}.

In sintesi, sequenze CMR specifiche possono essere utilizzate per sviluppare un protocollo di imaging MR dedicato per la valutazione di un sospetto trombo cardiaco. Il metodo qui presentato fornirà istruzioni per l'acquisizione dei dati CMR per la valutazione di un sospetto trombo. Verranno discussi lo screening pre-procedura, la selezione della sequenza, la risoluzione dei problemi, la post-elaborazione, l'analisi volumetrica e la generazione di report.

Protocollo

Il seguente protocollo segue le linee guida cliniche dipartimentali ed è aderente alle linee guida etiche dell'istituzione per la ricerca umana.

1. Prepararsi per l'acquisizione dei dati MRI

1. Condurre uno screening di sicurezza.
   1. Valutare per la compromissione renale⁸.
      1. Evitare il contrasto del gadolinio nei pazienti con malattia renale cronica allo stadio 4 o 5 (tasso di filtrazione galomelare stimato <30 mL/min/1,71 m²) non in caso di dialisi cronica, pazienti con malattia renale allo stadio finale in dialisi cronica e pazienti con sospetta lesione renale acuta dovuta a preoccupazioni per la NSF.
   2. Determinare la necessità per la sedazione⁹.
      NOT: Sedazione moderata o anestesia generale consente il completamento dell'esame per i pazienti affetti da ansia o claustrofobia o pazienti pediatrici.
      1. Somministrare una compressa di lorazepam fino a 1 mg per via orale prima della scansione per i pazienti con claustrofobia. Guida o funzionamento dei macchinari dopo la somministrazione del farmaco è controindicato.
   3. Valutare i dispositivi impiantati⁹.
      1. Eseguire un'attenta revisione della storia e della sicurezza del paziente per identificare i dispositivi impiantati che possono essere pericolosi nell'ambiente CMR o creare artefatto di immagine.
      2. Determinare la compatibilità MR dei dispositivi impiantati dal paziente. Ogni caso viene esaminato per individuare rischi e benefici. Il personale adeguato deve essere presente durante l'esame se il CMR deve essere eseguito in pazienti con dispositivi non sicuri per la RM.
      3. Ottenere radiografie per assistere con lo screening, in particolare radiografie orbitali quando c'è possibile storia di frammenti metallici all'interno dell'occhio. Eseguire radiografie posteriori-anteriori con gli occhi in alto, gli occhi verso il basso, e una vista laterale.
2. Fornire le istruzioni per il paziente.
   1. Fornire istruzioni di respirazione¹⁰.
      1. Eseguire il respiro trattenendo alla scadenza finale come riproducibilità è superiore rispetto a tratti di respiro inspiratori. Per la CMR, utilizzare il tipico comando di aspiratura: "respirare, espirare, smettere di respirare".
      2. Fornire al paziente le cuffie collegate al microfono tecnico in modo che i comandi possano essere trasmessi in modo efficiente.
      3. Eseguire il protocollo di respirazione libera quando il paziente non è in grado di trattenere l'esame a causa di sedazione o condizione medica. I protocolli di respirazione libera aumentano il numero di medie (eccitazioni) fino a 4 e consentono un'adeguata acquisizione di immagini a respirazione libera. I protocolli di respirazione gratuiti possono essere selezionati dalle tipiche librerie degli esami dello scanner.
3. Configurazione monitoraggio fisiologico¹⁰.
   1. Posizionare l'elettrocardiogramma (ECG) conduce in posizioni ottimali sul torace sinistro e confermare un adeguato segnale ECG.
4. Posizionare il paziente sullo scanner MRI.
   1. Assicurarsi che venga scelta una dimensione appropriata della bobina di superficie per massimizzare il rapporto segnale-rumore sul cuore. Spesso viene selezionata una bobina cardiaca dedicata per prestazioni ottimali. Il segnale al rumore è direttamente correlato alla qualità dell'immagine ed è visivamente evidente durante la scansione
   2. Ridurre il campo visivo per mantenere un'adeguata risoluzione spaziale. FOV viene modificato direttamente nelle impostazioni dello scanner e dipende dalle dimensioni del paziente

2. Acquisire i dati RM [RM cardiaca senza e con IV Contrast Limited] Focused Scan per valutare il potenziale trombo cardiaco

NOT: Le sequenze di scansione di base vengono spesso caricate dal tecnico della risonanza magnetica dalle librerie di scansione presenti in ogni scanner MRI. La prescrizione e gli orientamenti standard della scansione cardiaca sono considerati attività operative di routine per i tecnologi della risonanza magnetica.

1. Ottieni lo spin-echo veloce ponderato Scout T1, incluso lo stack di localizzazione transassiale¹.
   NOT: Questo costituisce la prima scansione per ogni esame di risonanza magnetica e consente di prescrivere ulteriori sequenze utilizzando la localizzazione spaziale.
2. Ottenere il sangue luminoso, cine SSFP gradient-echo – stack assiale con copertura cardiaca completa. Questa sequenza offre la delimitazione di massa più coerente e la correlazione con altri studi di radiologia.
   1. Ottenere piani ad asse corto, 2 camere, 3 camere e 4 camere in base alle esigenze a seconda delle indicazioni cliniche. Le prescrizioni di piani di scansione sono discusse in dettaglio in Boegart¹¹.
      NOT: Queste acquisizioni non dipendono dagli effetti di flusso che consentono un breve TR, migliorano la risoluzione temporale e consentono la determinazione della mobilità di un trombo. SSFP fornisce un elevato SNR e CNR a causa delle proprietà di contrasto intrinseche tra miocardio e pozza di sangue.
3. Eseguire il modulo di caratterizzazione dei tessuti^1,2,3,11,12.
   1. Ottenere il recupero tripla inversione di sangue nero.
      NOT: Ciò fornisce un'eccellente risoluzione di contrasto per determinare le dimensioni e l'estensione della massa. È utile per caratterizzare l'edema miocardico associato alla massa o alla componente cistica di massa e nel rilevare il grasso all'interno della massa.
      1. Ottenere il recupero di doppia inversione nel sangue nero se c'è il vantaggio di un segnale di grasso luminoso. Questa viene eseguita come sequenza separata disponibile nella maggior parte delle librerie di sequenze di scanner CMR in cui il pool sanguigno e il segnale del miocardio vengono annullati mentre il grasso rimane luminoso.
4. Eseguire il modulo perfusione arteriosa del primo passaggio^1,2,3,11,12.
   1. Ottenere immagini volumetriche a contrasto volumetrico ponderate t1; il piano assiale è spesso più universale per la visualizzazione di massa.
      1. Iniziare l'imaging durante la somministrazione del contrasto di 0,05–0,1 mmol/kg iniettato a 3-4 mL/s.
      2. Immagine fino a quando il contrasto passa attraverso il myocardio LV (40-50 battiti cardiaci).
         NOT: Un tumore vascolare migliora durante le sequenze di perfusione mentre un trombo non migliora.
5. Eseguire il modulo di fattibilità ritardata post gadolinio^1,2,3,11,12.
   1. Ottenere il recupero dell'inversione sensibile alla fase (PSIR), (10 min dopo l'iniezione) fette da 6 a 8 mm con tempo di inversione impostato su trombo null, per differenziare il trombo dal tumore o delineare il trombo circostante o associato al tumore.
      1. Impostare la scansione "time to inversion" (TI time) che cambia in tempo reale in base alla cinetica del gadolinio e in genere è impostata su 200-450 ms a 1,5 T; 300-550 ms a 3 T. Impostare un nuovo tempo TI nello scanner per ogni sequenza PSIR, che di solito è superiore al tempo precedente in base alla cinezia di gadolinio.
         NOT: L'imaging seriale può essere eseguito per distinguere il nucleo necrotico del tumore ipoperso dal trombo. Questa operazione viene eseguita ripetendo la sequenza PSIR in più punti temporali per valutare la cinia del gadolinio con la regione di preoccupazione.
6. Valutare la possibilità di ottenere sequenze emergenti^{13,14,15,16,17,18,19}.
   1. Ottenere il mapping T1 nativo (più protocolli disponibili).
      NOT: Ad esempio, usa una lettura del recupero per inversione a colpo singolo con uno schema 5(3)3: inversione seguita da 5 heartbeat di acquisizione, 3 heartbeat di recupero, un'inversione aggiuntiva seguita da 3 heartbeat.
   2. Ottenere la mappatura T1 post contrasto (frazione volume extracellulare).
      NOT: Post contrasto Volume extracellulare (ECV) rappresenta una misura a base di gadolinio delle dimensioni dello spazio extracellulare che riflette principalmente la malattia interstiziale. L'ECV viene calcolato confrontando i cambiamenti nella rilassibilità del miocardio e del bacino sanguigno prima e seguendo la somministrazione dell'agente di contrasto IV. Il siero ematocrite è necessario per calcolare l'ECV.
   3. Ottenere il mapping T2.
      NOT: La mappatura T2 può essere derivata dalla sequenza SSFP preparata a sangue luminoso T2. L'applicazione accurata della mappatura T2 richiede un intervallo di riferimento per il normale segnale T2w; tuttavia, una grande variabilità interpaziente del segnale T2 miocardio può influenzare l'interpretazione dei risultati.
   4. Ottenere un'acquisizione di eco gradiente viziato 3D innescato cardiaco denominato 3D-QALAS (quantificazione 3D).
      NOT: Questa sequenza utilizza una sequenza di acquisizione look-locker interfogliata con preparazione T2 e ha dimostrato di essere un'opzione fattibile per la mappatura miocardiale T1 e T2 in una sola presa di respiro.

3. Analisi dei dati RM

1. Eseguire la post-elaborazione^2,20.
   1. Utilizzare un software approvato dalla FDA per l'elaborazione dei dati come parte del sistema di risonanza magnetica o su una workstation separata.
      NOT: La post-elaborazione viene eseguita o supervisionata dal medico della risonanza magnetica cardiaca e adeguatamente documentata nel rapporto.
2. Valutare le camere ventricolari.
   1. Eseguire l'analisi visiva della funzione globale e segmentale e del movimento della parete. Cercare eventuali anomalie di movimento della parete in tutti i piani ottenuti.
   2. Eseguire l'analisi quantitativa dei volumi ventricolari e degli spessori delle pareti. Assicurarsi che non vi sia alcun ispessimento anormale (>13 mm) o assottigliamento del miocardio ventricolare sinistro, che potrebbe suggerire una patologia sottostante.
3. Valutare l'imaging ponderato T2.
   1. Analizza visivamente per rilevare o escludere regioni di maggiore intensità del segnale miocardico che indicano l'edema. Per la valutazione del trombo cardiaco, il trombo può avere una maggiore intensità del segnale T2w nel periodo di tempo subacuto e bassa intensità del segnale T2w nel periodo di tempo cronico.
   2. Eseguire l'analisi semi-quantitativa dei rapporti di intensità del segnale T2, se necessario. Utilizzando il software di archiviazione e comunicazione delle immagini (PACS, Picture) su una parte del miocardio LV e confronta il segnale LV T2 con il ROI muscolare scheletrico. Questo può essere utile per escludere la miocardite.
4. Valutare l'imaging perfusione.
   1. Eseguire analisi visive per identificare le regioni di ipoperfusione relativa. Nella valutazione del trombo cardiaco, la massa in questione viene attentamente analizzata per qualsiasi segnale aumentato post contrasto interno, il che suggerirebbe contro il trombo e significherebbe la presenza di tumore vascolare.
5. Valutare l'imaging di miglioramento del gadolinio tardivo (LGE) all'interno del miocardio e di eventuali masse sospette.
   1. Eseguire analisi visive per valutare la presenza e il modello di LGE. Non sono previste regioni solide di LGE interno all'interno di un trombo. Tuttavia, un sottile componente lineare di LGE può essere visto lungo il margine esterno del trombo.
   2. Eseguire l'analisi visiva della posizione e dell'estensione di LGE.
   3. Eseguire l'analisi quantitativa con la mappatura T1. Viene utilizzato il software di post-elaborazione. Le sequenze corrette dal movimento vengono utilizzate per l'analisi. Disegna una regione di interesse sulla massa di interesse e sulle regioni miocardiche di preoccupazione e registra i tempi di rilassamento T1 pertinenti.
      NOT: Questo è potenzialmente utile per distinguere un trombo da un tumore, fornendo la valutazione quantitativa dei tempi di rilassamento T1 pre-contrasto.
6. Generare il report^20,21.
   1. Includere informazioni generali sullo studio.
      1. Documentare il sito di studio, le informazioni sullo scanner, tra cui il produttore e il modello, la forza del campo e la piattaforma software.
      2. Documentare i dati demografici dei pazienti.
      3. Documentare l'ID paziente, il sesso e la data di nascita.
      4. Documentare il medico di riferimento e il servizio.
   2. Includere le informazioni sulle prestazioni dello studio.
      1. Documentare la data e l'ora dell'esame, il personale coinvolto, l'indicazione per l'esame e l'elenco delle sequenze utilizzate.
      2. Documentare la storia del paziente e i fattori di rischio.
      3. Documentare l'altezza, il peso, la frequenza cardiaca e l'interpretazione dell'elettrocardiogramma.
      4. Documentare l'agente di contrasto somministrato, il percorso e la dose.
      5. Documentare l'importo, il tipo, il percorso e la dose di sedazione, se applicabile.
   3. Segnalare le caratteristiche di imaging cardiovascolare.
      1. Descrivere la dimensione e la funzione cardiache in base a una valutazione qualitativa e quantitativa.
         1. Segnalare la massa cardiaca e descrivere la posizione, le relazioni anatomiche, la dimensione tridimensionale e la morfologia.
         2. Segnalare le caratteristiche del segnale di massa t1 e T2 della massa. Classicamente, un trombo avrà bassi segnali T1 e T2. Tuttavia, il segnale T2w può variare con l'età dei prodotti ematici.
         3. Segnalare il primo modello di perfusione di passaggio della massa. Il trombo non deve avere perfusione interna.
         4. Segnalare il modello di miglioramento del tardo gadolinio della massa. Il trombo in genere non ha LGE interno, ma può avere un sottile segnale LGE lineare intorno alla periferia.
         5. Segnalare il movimento di massa sull'imaging cine e il suo effetto sulla contrattilità miocardiale.
         6. Fornire dichiarazioni conclusive che sintetizzano i risultati in un'impressione completa

Risultati

Il protocollo CMR progettato per la valutazione e la diagnosi del trombo cardiaco comprende lo screening e la preparazione del paziente, l'acquisizione di dati che utilizza sequenze specifiche, la post-elaborazione dei dati e la generazione di report. Caratteristiche specifiche del segnale in determinate sequenze possono dedurre con alta precisione la diagnosi di un trombo cardiaco e differenziarle dalla diagnosi concorrente di un tumore cardiaco. La tabella 1 evidenzia l...

Discussione

Con la crescente qualità e la frequenza dell'imaging diagnostico, non è raro scoprire masse cardiache accidentali quando si esegue l'imaging per indicazioni non correlate. I pazienti con masse cardiache sono spesso asintomatici e, se presenti, i sintomi sono in genere aspecifici.

La diagnosi di trombo cardiaco è importante non solo per differenziare il trombo da tumori cardiaci benigni o maligni, ma anche per determinare la necessità di anticoagulazione e prevenzione di eventi embolici

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
MRI Scanner	Siemens Healthcare Erlangen, Germany	Magnetom Aera 1.5 Tesla	MRI scanner that will be used for the demonstration
Post processing software	Medis The Netherlands	Qmass software	post processing software for ventricular volumetric and T1 mapping analysis
Scanner processing software	Siemens Healthcare Erlangen, Germany	Myomaps	Scanner sequence package and post processing software