Laurynas Miščikas1, Aleksandra Kubiliūtė1, Martynas Bučnius2
1 Faculty of Medicine, Medical Academy, Lithuanian University of Health Sciences, Kaunas, Lithuania
2 Department of Cardiology, Medical Academy, Lithuanian University of Health Sciences, Kaunas, Lithuania
Abstract
Background. Over the past two decades, cardiac magnetic resonance imaging (CMR) has been rapidly evolving and has now become the gold standard method for evaluation of cardiac chamber volumes and ejection fraction. Moreover, CMR is a valuable diagnostic tool for the characterization of cardiac tissue. Despite its diagnostic capabilities, CMR is still in development.
Objectives. The aim of this article is to review innovations in CMR imaging as well as recent clinical trials.
Methods. A systemic review of literature was performed using databases: Pubmed, ClincalKey and ScienceDirect. Certain keywords were used to find relevant medical publications of the latest years.
Conclusion. Recent technological advances and large clinical trials have promoted changes in diagnostic algorithms of various diseases and increased its role in cardiac imaging. Novel CMR techniques, such as T1 and T2 mapping, enable to quantitively visualize cardiac tissue disturbances such as infiltration, fibrosis or edema. Myocardial functional changes can be detected with even more precise methods using myocardial strain analysis. Moreover, artificial intelligence has been actively developed in the imaging field, including CMR, and it is believed to become an important part of everyday practice.
Keywords: cardiac magnetic resonance imaging, T1 mapping, T2 mapping, myocardial strains, artificial intelligence.
https://doi.org/10.53453/ms.2021.06.16
Journal of Medical Sciences. Jun 30, 2021 - Volume 9 | Issue 5. Electronic - ISSN: 2345-0592
163
Medical Sciences 2021 Vol. 9 (5), p. 163-174, https://doi.org/10.53453/ms.2021.06.16
Cardiac magnetic resonance imaging: recent advances and
future directions
Laurynas Miščikas
1
, Aleksandra Kubiliūtė
1
, Martynas Bučnius
2
1
Faculty of Medicine, Medical Academy, Lithuanian University of Health Sciences, Kaunas, Lithuania
2
Department of Cardiology, Medical Academy, Lithuanian University of Health Sciences, Kaunas,
Lithuania
Abstract
Background. Over the past two decades, cardiac magnetic resonance imaging (CMR) has been rapidly
evolving and has now become the gold standard method for evaluation of cardiac chamber volumes and
ejection fraction. Moreover, CMR is a valuable diagnostic tool for the characterization of cardiac tissue.
Despite its diagnostic capabilities, CMR is still in development.
Objectives. The aim of this article is to review innovations in CMR imaging as well as recent clinical trials.
Methods. A systemic review of literature was performed using databases: Pubmed, ClincalKey and
ScienceDirect. Certain keywords were used to find relevant medical publications of the latest years.
Conclusion. Recent technological advances and large clinical trials have promoted changes in diagnostic
algorithms of various diseases and increased its role in cardiac imaging. Novel CMR techniques, such as
T1 and T2 mapping, enable to quantitively visualize cardiac tissue disturbances such as infiltration, fibrosis
or edema. Myocardial functional changes can be detected with even more precise methods using myocardial
strain analysis. Moreover, artificial intelligence has been actively developed in the imaging field, including
CMR, and it is believed to become an important part of everyday practice.
Keywords: cardiac magnetic resonance imaging, T1 mapping, T2 mapping, myocardial strains, artificial
intelligence.
Journal of Medical Sciences. Jun 30, 2021 - Volume 9 | Issue 5. Electronic - ISSN: 2345-0592
164
Širdies magnetinio rezonanso tyrimas: naujovės ir ateities
perspektyvos
Laurynas Miščikas
1
, Aleksandra Kubiliūtė
1
, Martynas Bučnius
2
1
Medicinos fakultetas, Medicinos akademija, Lietuvos Sveikatos Mokslų Universitetas, Kaunas, Lietuva
2
Kardiologijos klinika, Medicinos akademija, Lietuvos Sveikatos Mokslų Universitetas, Kaunas, Lietuva
Santrauka
Įvadas. Per pastaruosius du dešimtmečius širdies magnetinio rezonanso tyrimas (ŠMRT) buvo sparčiai
tobulinimas ir tapo svarbiu diagnostikos instrumentu kasdienėje kardiologijos praktikoje. ŠMRT yra
neinvazinis tyrimo metodas, kurio pagalba galima tiksliai išmatuoti širdies ertmių tūrius, įvertinti miokardo
funkciją bei charakterizuoti širdies audinius. Nepaisant plačių ŠMRT diagnostikos galimybių, šis tyrimo
metodas yra toliau tobulinamas.
Tikslas. Apžvelgti naujoves ŠMRT srityje bei pristatyti naujausius didelių imčių klinikinius tyrimus.
Metodai. Literatūros apžvalga buvo atlikta naudojantis duomenų bazėmis: PubMed, ClinicalKey,
ScienceDirect. Paieškai buvo naudojami specifiniai raktiniai žodžiai. Peržiūrėjus aktualiausias publikacijas
buvo atrinkti, autorių nuomone, geriausiai temą atskleidžiantys straipsniai ir atlikta jų literatūros analizė.
Išvados. Technologinės inovacijos ir naujausi klinikiniai tyrimai leido išplėsti ŠMRT panaudojimo
galimybes bei sustiprinti šio tyrimo vaidmenį daugelio širdies ir kraujagyslių sistemos ligų diagnostikoje.
Viena iš pagrindinių pastarųjų metų naujovių – tai T1 ar T2 relaksacijos laikų žymėjimo sekos, kurios
leidžia detaliai vizualizuoti širdies audinių pokyčius, nulemtus infiltracijos, fibrozės ar edemos. Dar viena
inovacija vertinant miokardo funkcinius pokyčius – miokardo įtampos rodiklių nustatymas, kuris suteikia
galimybę aptikti ankstyvus širdies disfunkcijos požymius. Sparti dirbtinio intelekto pažanga vaizdinių
tyrimų srityje leidžia tikėtis, jog netolimoje ateityje jis taps neatsiejama klinikinės praktikos dalimi.
Raktiniai žodžiai: širdies magnetinis rezonansas, T1 relaksacijos laikų žymėjimas, T2 relaksacijos laikų
žymėjimas, miokardo įtampa, dirbtinis intelektas.
Journal of Medical Sciences. Jun 30, 2021 - Volume 9 | Issue 5. Electronic - ISSN: 2345-0592
165
Įžanga
Pastaraisiais metais širdies magnetinio
rezonanso tyrimas (ŠMRT) tapo svarbia
diagnostikos dalimi nustatant širdies ir
kraujagyslių sistemos (ŠKS) ligas. Šiuo metu
ŠMRT pripažintas „auksinio standarto“ metodu
neinvazyviam kairiojo ir dešiniojo skilvelio
tūrio matavimui bei kairiojo skilvelio išstūmimo
frakcijos (KSIF) nustatymui [1]. Taip pat, šis
vaizdinis tyrimas pasižymi didele skiriamąja
geba charakterizuojant širdies audinius bei
nustatant miokardo gyvybingumą, todėl gali
būti naudingas daugelio širdies ligų
diagnostikoje [2]. Naujausi didelių imčių
klinikiniai tyrimai padėjo tiksliau apibrėžti
ŠMRT vaidmenį širdies ir kraujagyslių ligų
diagnostiniuose algoritmuose bei šį tyrimo
metodą plačiau pritaikyti kasdienėje praktikoje.
Vienas iš pavyzdžių – 2019 m. Europos
kardiologų draugijos atnaujintos lėtinio
koronarinio sindromo diagnostikos gairės,
kuriose ŠMRT buvo įtrauktas į pradiniame
diagnostikos etape rekomenduojamų tyrimų
sąrašą [3]. Sparčiai tobulėjant technologijoms ir
programinei įrangai, į klinikinę praktiką
integruojami nauji tyrimo metodai ir technikos,
tokios kaip miokardo įtampos rodiklių
nustatymas ar T1 ir T2 relaksacijos laikų
žymėjimo sekos [4]. ŠMRT srityje toliau
aktyviai ieškoma inovatyvių sprendimų, o
vienas jų – dirbtinis intelektas, kuris, tikėtina,
kad atvers papildomas diagnostikos galimybes
ateityje bei išspręs dalį esamų ŠMRT trūkumų
[5].
Metodika
Literatūros paieškai buvo naudotos tarptautinės
duomenų bazės PubMed, ClinicalKey,
ScienceDirect. Paieškos metu naudoti raktiniai
žodžiai ir jų kombinacijos: širdies magnetinio
rezonanso tyrimas, inovacijos, dirbtinis
intelektas, diagnostikos naujovės. Atrinkti
autorių nuomone aktualiausi paskutinių 5 metų
straipsniai ir atlikta jų literatūros apžvalga. Taip
pat, apžvelgti naujausi didelių imčių klinikiniai
tyrimai, vykdyti pastarųjų 10 metų laikotarpyje.
Naujų ŠMRT metodų pritaikymas
klinikinėje praktikoje
Naujos ŠMRT technikos, tokios kaip T1 ar T2
relaksacijos laikų žymėjimo sekos, suteikia
galimybę vizualizuoti kiekybinius širdies
audinio pokyčius sergant įvairiomis ligomis. Šis
tyrimo metodas leidžia tiksliai nustatyti
intraląstelinius kardiomiocitų pokyčius, tokius
kaip geležies ar glikosfingolipidų sankaupos,
miokardo intersticiumo pokyčius, tokius kaip
amiloido infiltracija ar fibrozė, bei pokyčius,
apimančius tiek ląsteles, tiek intersticiumą (žr. 1
lentelę) [6]. Dar vienas pranašumas prieš
rutininius tyrimus T1, T2 ar T2* režimais yra
tai, jog miokardo pokyčiai gali būti aptikti
nepriklausomai nuo jų išplitimo laipsnio. Kitas į
klinikinę praktiką integruojamas metodas yra
miokardo įtampos rodiklių nustatymas, kuris
turi akivaizdžių pranašumų prieš KSIF nustatant
širdies funkciją [7]. KSIF – tai išvestinis dydis,
priklausomas nuo galinio sistolinio ir diastolinio
kairiojo skilvelio tūrių ir daugiausiai
atspindintis globalią sistolinę funkciją.
Nustatyta, kad KS funkcija labiausiai
Journal of Medical Sciences. Jun 30, 2021 - Volume 9 | Issue 5. Electronic - ISSN: 2345-0592
166
priklausoma nuo miokardo skaidulų pokyčių,
t.y. trumpėjimo, storėjimo ir rotacijos.
Miokardo deformavimosi rodikliai, tokie kaip
išilginė, apsukinė ir žiedinė įtampa, leidžia
nustatyti šiuos KS mechaniką atspindinčius
parametrus, todėl gali būti laikomas jautresniu
tyrimu vertinant širdies funkciją [8].
T1 relaksacijos laikų žymėjimo sekos (angl.
T1 mapping)
T1 relaksacijos laikų žymėjimas yra kiekybinis
miokardo vertinimo metodas, kurio metu
nustatomi kiekvieno miokardo pikselio
relaksacijos laikai ir sudaromas gautų reikšmių
žemėlapis, kuris turi didelę diagnostinę vertę
[9]. Pastaraisiais dešimtmečiais fibrozės
židiniams nustatyti buvo naudojami vėlyvieji
gadoliniu sustiprinti vaizdai. Nors šis tyrimas
yra vertingas, jo pagalba galima aptikti tik gerai
išreikštas pažeidimo zonas, kuriose fibroziniai
procesai yra negrįžtami. Taip pat taikant šį
metodą būtina turėti sveiko miokardo zoną, kuri
galėtų būti referentiniu tašku ją lyginant su
pažeistais miokardo regionais. Dėl šios
priežasties difuziškai išplitę miokardo pakitimai
likdavo nediagnozuojami, tačiau T1 žemėlapiai
gali padėti aptinkant šiuos pokyčius [4]. T1
relaksacijos laikų žymėjimas prieš suleidžiant
kontrastinę medžiagą padeda nustatyti
ankstyvas amiloido sankaupas, kurios dar
nesukėlė akivaizdžių pokyčių vėlyvo gadolinio
kaupimo sekose. Išplitusi širdies audinio fibrozė
bei padidėjusios T1 reikšmės yra stebimos
dilatacine kardiomiopatija sergantiems
pacientams [10]. Priešingai, T1 reikšmių
sumažėjimas dėl glikosfingolipdų sankaupų yra
būdingas pacientams, sergantiems Anderson-
Fabry liga [10,11].
Atlikus T1 relaksacijos laikų žymėjimą prieš ir
po kontrastinės medžiagos suleidimo, atsiranda
galimybė apskaičiuoti ekstraląstelinio miokardo
tūrio (ELT) pasiskirstymo frakciją [10]. Dėl
miokardo fibrozės kontrastine medžiaga
sustiprintose sekose yra stebimi ženkliai
sutrumpėję T1 relaksacijos laikai, todėl ELT
apskaičiavimas suteikia galimybę diferencijuoti
fibrozinius pokyčius jautriau nei natyvinės T1
relaksacijos laikų žymėjimo sekos. Dėl šios
priežasties ELT gali būti laikomas savarankišku
miokardo fibrozės nustatymu metodu, turinčiu
prognostinę vertę širdies ir kraujagyslių
sistemos ligų diagnostikoje [12]. Tačiau
ekstraląstelinio tūrio kaip savarankiško
nepriklausomo prognostinio veiksnio, lemiančio
nepageidaujamas išeitis, patvirtinimui reikalingi
papildomi didelių imčių klinikiniai tyrimai.
Nors standartizacijos ir referentinių reikšmių
nustatymo trūkumas vis dar riboja T1
relaksacijos laikų žymėjimo sekų pritaikymą
kasdieninėje praktikoje, šis metodas palaipsniui
tampa vis dažnesne ŠMRT dalimi [4].
T2 relaksacijos laikų žymėjimo sekos (angl.
T2 mapping)
T2 relaksacijos laikų žymėjimas – tai dar vienas
perspektyvus tyrimo metodas, padedantis
jautriau nei įprastinės T2 sekos nustatyti
miokardo uždegiminius pokyčius bei edemą.
Daugėja įrodymų, jog T2 relaksacijos laikų
nustatymas gali aptikti ūmaus uždegimo
požymius miokardo zonose, kuriose įprastinio
T2 režimo vaizdai jo neaptinka [13]. Šie
pranašumai yra svarbūs ieškant optimalaus
neinvazinio tyrimo metodo miokardo
uždegiminiams pokyčiams nustatyti.
Dabartinėse diagnostikos gairėse šio tyrimo
Journal of Medical Sciences. Jun 30, 2021 - Volume 9 | Issue 5. Electronic - ISSN: 2345-0592
167
indikacijos yra ūmus miokarditas, sarkoidozė,
su miokardo infarktu susiję uždegiminiai
pokyčiai, priešvėžinių vaistų sukelto
kardiotoksiškumo nustatymas ir transplantuotos
širdies atmetimo reakcijos [10].
T2* relaksacijos laikų žymėjimų sekos (angl.
T2* mapping)
Talasemija – tai įgimta kraujo liga, kurią sukelia
hemoglobino grandinių sintezės sutrikimas, dėl
kurio vystosi hemolizinė anemija. Šių pacientų
gydymui reikalingos kraujo transfuzijos, kurios
ilgainiui gali sąlygoti geležies kaupimąsi
įvairiuose organuose, įskaitant širdį. Dėl to
dažniausios talasemija sergančių pacientų
mirties priežastys yra širdies nepakankamumas
bei širdies ritmo sutrikimai [14]. Tradiciniai
vaizdiniai tyrimo metodai turi ribotas galimybes
nustatyti šią ligą ankstyvose stadijose, nes
širdies audinio įtraukimas pastebimas tik
pasireiškus skilvelių funkcijos sutrikimams,
kurie yra vėlyvos ligos stadijos požymis. T2*
relaksacijos laikų žymėjimas leidžia aptikti ir
kiekybiškai nustatyti geležies sankaupas
ankstyvose ligos stadijose ir anksčiau pradėti
tinkamą gydymą [15].
T2* relaksacijos laikų žymėjimo sekos buvo
pradėtos naudoti aptinkant intramiokardines
hemoragijas, kurios tikėtina, jog gali tapti
svarbiu nepageidaujamas išeitis
prognozuojančiu žymeniu pacientams,
sergantiems ūminiu miokardo infarktu, tačiau
tam reikia papildomų klinikinių tyrimų [16].
1 lentelė. Klinikinis T1, T2 ir T2* relaksacijos laikų žymėjimo pritaikymas diagnozuojant miokardo
pokyčius.
Miokardo pokyčiai
T1
ELT
T2
T2*
Infiltracija
Geležies sankaupos
+
—
+
++
Amiloido sankaupos
++
++
—
—
Anderson-Fabry liga
++
—
+
—
Ūmus miokardo infarktas
Edema
++
+
++
—
Nekrozė
++
++
+
++
Hemoragijos
+
—
+
++
Fibrozė
Išplitusi
+
++
—
—
Lokali
+
++
—
—
ELT – ekstraląstelinis tūrio nustatymas, ++ - tyrimas naudingas, + - tyrimas galimai naudingas, — -
tyrimas nenaudingas arba jo reikšmė nežinoma.
Journal of Medical Sciences. Jun 30, 2021 - Volume 9 | Issue 5. Electronic - ISSN: 2345-0592
168
Miokardo įtampos rodiklių nustatymas
(angl. strain imaging)
Miokardo įtampos rodiklių nustatymas ŠMRT
metu – tai nauja diagnostinė technika, padedanti
atlikti detalesnį miokardo funkcijos vertinimą.
Klinikinėje praktikoje įprasta, jog širdies
funkcija yra vertinama atsižvelgiant į kairiojo
skilvelio išstūmimo frakciją, tačiau šis
parametras turi nemažai trūkumų, tokių kaip
neoptimalus atkuriamumas ar negebėjimas
įvertinti regioninių kairiojo skilvelio funkcijos
sutrikimų [7]. Miokardo deformavimosi
rodiklių pokyčiai leidžia aptikti besimptomį
kairiojo skilvelio funkcijos sutrikimą prieš
atsirandant akivaizdiems regioninės
kontrakcijos pokyčiams bei sumažėjant kairiojo
skilvelio išmetimo frakcijai [17]. Miokardo
įtampos rodikliai gali būti nustatyti keliais
skirtingais metodais, tačiau šiuo metu
klinikinėje praktikoje validuotas ir dažniausiai
naudojamas yra miokardo žymėjimas tinkleliu
(angl. CMR tagging) [18]. Klinikiniais tyrimais
buvo nustatyta, jog kairiojo skilelio įtampos
rodikliai, nustatyti vazodilatacinių preparatų
vartojimo metu, yra nepriklausomi žymenys,
galintys prognozuoti nepageidaujamų
kardiovaskulinių įvykių riziką [19]. Dabartinis
vykstančių klinikinių tyrimų tikslas yra
referentinių reikšmių nustatymas ir skirtingų
matavimo technikų, nustatančių miokardo
įtampą, palyginimas [4].
Diagnostinių miokardito kriterijų
atnaujinimas
Miokarditas – tai uždegiminė miokardo liga,
kuri dėl praeinančių krūtinės skausmų gali
imituoti ūminį koronarinį sindromą ar netgi
sukelti gyvybei pavojingas skilvelines aritmijas.
Viena pagrindinių miokardito diagnostikos
sudedamųjų dalių yra širdies magnetinio
rezonanso tyrimas, kurio metu nustatyti
pokyčiai ilgą laiką buvo interpretuojami
vadovaujantis 2009 metais nustatytais Lake
Louise kriterijais. Pagal šiuos kriterijus
miokardito diagnozės pagrindimui reikėjo
nustatyti bent du iš trijų būdingų požymių:
miokardo edemą T2 sekose, globalų ankstyvą
gadolinio kaupimą ar vieno regiono ne išeminio
pobūdžio pažaidą vėlyvo gadolinio kaupimo
vaizduose [20]. Tačiau buvo pastebėta, jog šie
diagnostiniai kriterijai daliai pacientų yra
nepakankamai jautrūs, o ankstyvo gadolinio
kaupimo vaizdų interpretacija yra sudėtinga
[21]. Dėl to Lake Louise diagnostiniai kriterijai
buvo dar kartą peržiūrėti ir patikslinti 2018
metais ir į juos buvo įtrauktos labiau
kompleksiškos T1 ir T2 relaksacijos laikų
žymėjimo sekos. Naujieji kriterijai yra
suskirstyti į pagrindinius ir papildomus, o
pagrindinius sudaro du kriterijai: pirmasis - tai
regioninis ar globalus T2 relaksacijos laikų ar
T2 signalo intensyvumo padidėjimas, antrasis -
ne išeminio pobūdžio pažaida su globaliu T1
relaksacijos laikų padidėjimu arba
ekstraląstelinio tūrio padidėjimu arba ne
išeminės pažaidos vaizdai vėlyvo gadolinio
kaupimo režime. Esant kiekvieno pagrindinio
kriterijaus po bent vieną požymį, reikšmingai
padidėja jų specifiškumas diagnozuojant ūmų
Journal of Medical Sciences. Jun 30, 2021 - Volume 9 | Issue 5. Electronic - ISSN: 2345-0592
169
miokarditą, o kurio nors vieno iš pagrindinių
kriterijų buvimas gali patvirtinti diagnozę esant
būdingam klinikiniam vaizdui. Papildomi šiuo
sutarimu nustatyti kriterijai apima perikardito
požymius, tokius kaip skystį perikarde ar
nenormalaus intensyvumo signalus T1, T2 ar
vėlyvo gadolinio kaupimo sekose [21].
ŠMRT saugumo reikalavimų pokyčiai
pacientams, turintiems širdies stimuliatorių
Ilgėjant vidutinei numatomai gyvenimo trukmei
ir daugėjant pacientų su implantuojamais širdies
prietaisais, poreikis atrasti tikslų bei saugų
vaizdinį tyrimą šių pacientų priežiūrai didėja.
Daug metų buvo įprasta, jog pacientams,
turintiems implantuotus širdies prietaisus,
ŠMRT buvo kontraindikuotinas dėl įvairių
pranešimų, susijusių su rimtomis
komplikacijomis ar prietaisų perkaitimu [22].
Dalis implantų, tokių kaip stentai ar dirbtiniai
vožtuvai, nekelia saugumo klausimų atliekant
ŠMRT, tačiau implantuoti prietaisai, tokie kaip
širdies stimuliatoriai ar kardioverteriai-
defibriliatroriai, pasižymi sudėtingesne
konstrukcija ir reikalauja visapusiško ir
nuoseklaus medicinos komandos pasiruošimo
prieš ŠMRT. Verta pabrėžti, jog dabartiniai
implantuojami širdies prietaisai nebėra laikomi
absoliučia ŠMRT kontraindikacija [23]. Naujos
kartos širdies stimuliatoriai turi tinkamus
techninius parametrus, leidžiančius užtikrinti
paciento saugumą ŠMRT metu net pacientams,
kurie yra visiškai priklausomi nuo
stimuliatoriaus veiklos. Nepriklausomai nuo
stimuliatoriaus tipo ir kartos, prieš atliekant
ŠMRT šiems pacientams reikalinga kardiologo
– elektrofiziologo konsultacija ir tinkamo
režimo suprogramavimas. Tam tikrais atvejais,
laikantis visų saugumo protokolų, ŠMRT gali
būti atliekamas ir pacientams su senesnės kartos
stimuliatoriais. Dėl artimos erdvinės padėties
širdžiai stimuliatoriai ar kiti širdies prietaisai
lemia artefaktų atsiradimą ir prastesnę vaizdų
kokybę. Gautų vaizdų kokybės pagerinimui
mokslininkai tobulina ŠMRT sekas ir technikas,
leidžiančias sumažinti artefaktų daromą įtaką
[24]. Visgi, ŠMRT šiuo metu vis dar turėtų būti
laikomas rezerviniu tyrimo metodu toms
situacijoms, kai jo atlikimui yra aiškios
indikacijos, o reikiamos informacijos negalima
gauti kitais vaizdo tyrimais [25].
Pagrindiniai paskutinių metų ŠMRT
klinikiniai tyrimai
CE-MARC ir CE-MARC 2
2012 metais buvo publikuotas CE-MARC
perspektyvinis klinikinis tyrimas, į kurį buvo
įtraukti 752 pacientai su įtariama krūtinės
angina ir bent vienu ŠKS rizikos veiksniu. Šio
tyrimo metu pacientams buvo atliekami
skirtingi širdies vaizdiniai tyrimai, įskaitant
adenozino krūvio ŠMRT, vieno fotono emisijos
kompiuterinę tomografiją (SPECT) ir vainikinių
arterijų angiografiją. Jo metu neinvaziniai
tyrimo metodai buvo lyginami tarpusavyje bei
su invazine vainikinių arterijų angiografija.
Buvo nustatyta, jog ŠMRT jautrumas
(atitinkamai 86,5% ir 66,5%) diagnozuojant
kliniškai svarbią vainikinių arterijų ligą) buvo
statistiškai reikšmingai didesnis nei SPECT
[26]. CE-MARC 2 - tai atsitiktinių imčių
klinikinis tyrimas, kuris buvo atliktas siekiant
išsiaiškinti, ar ŠMRT gali būti pranašesnis ir
Journal of Medical Sciences. Jun 30, 2021 - Volume 9 | Issue 5. Electronic - ISSN: 2345-0592
170
lemti mažesnį perteklinių angiografijų skaičių
lyginant su rutininiu pacientų ištyrimu. 1202
krūtinės anginos simptomus jaučiantys pacientai
buvo atsitiktinai suskirstyti į 3 grupes: įprastinio
ištyrimo (pagal britų NICE algoritmą), ŠMRT ir
miokardo perfuzijos scintigrafijos tyrimo.
Nustatyta, kad kardiovaskulinių komplikacijų
dažnis tarp grupių reikšmingai nesiskyrė, tačiau
pacientams, buvusiems ŠMRT ar miokardo
perfuzijos scintigrafijos tyrimo grupėje,
nereikalingų vainikinių arterijų angiografijų
dažnis (7,5% ir 7,1%) buvo reikšmingai
mažesnis nei įprasto ištyrimo grupėje (28,8%)
[27].
STRATEGY
Tai 2016 metais paskelbtas perspektyvinis
stebėjimo tyrimas, kurio metu buvo lyginamos
artimosios ir tolimosios išeitys atliekant
kompiuterinės tomografijos vainikinių arterijų
angiografiją (KTA) ir krūvio ŠMRT
pacientams, anamnezėje turėjusiems vainikinių
arterijų revaskuliarizaciją ir pakartotinai
besiskundžiantiems krūtinės skausmu. Iš viso į
šį tyrimą buvo įtraukti 600 pacientų, kurie buvo
sekami apie dvejus metus dėl įvairių ŠKS
komplikacijų. Lyginant su KTA, pacientams,
kurie buvo ištirti krūvio ŠMRT, buvo stebimas
reikšmingai mažesnis papildomai atliktų
neinvazinių tyrimų (atitinkamai 17% ir 28%) bei
invazinių procedūrų (20% ir 31%) dažnis ir
buvo užfiksuota statistiškai reikšmingai mažiau
sunkių širdies ir kraujagyslių sistemos
komplikacijų (atitinkamai 5% ir 10%). Šis
klinikinis tyrimas leidžia daryti prielaidą, kad
krūvio ŠMRT, lyginant su KTA, turėtų būti
laikomas tikslesniu metodu tiriant pacientus su
ankstesne revaskuliarizacija anamnezėje ir
pakartotinai atsiradusiais krūtinės ploto
skausmais [28].
MR-INFORM
Tai daugiacentrinis klinikinis tyrimas, kuriame
buvo lyginamas krūvio ŠMRT ir invazinis
frakcinės tėkmės rezervo (FTR) tyrimo
tikslumas nustatant revaskuliarizacijos poreikį
pacientams, sergantiems stabilia krūtines angina
bei turintiems du ir daugiau ŠKS rizikos
veiksnių ar teigiamą bėgimo takelio testą. 918
pacientų atsitiktinai buvo įtraukiami į vieną iš
dviejų tiriamųjų grupių. ŠMRT grupėje
nustatytas revaskuliarizacijos atlikimo kriterijus
buvo reikšminga miokardo išemija (>6 proc.
miokardo), o FTR grupėje revaskuliarizacija
buvo rekomenduojama pacientams, kurių
FTR≤0,8. Tyrimo metu nustatyta, kad ŠMRT
grupėje vainikinių arterijų revaskuliariziacijų
dažnis buvo reikšmingai mažesnis nei FTR
grupėje (35,7% ir 45%), o rimtų ŠKS
komplikacijų dažnis po vienerių metų
statistiškai nesiskyrė (3,6% ir 3,7%). Šie
rezultatai parodė, jog krūvio ŠMRT turėtų būti
laikomas lygiaverčiu tyrimo metodu invaziniam
FTR tyrimui nustatant vainikinių arterijų
revaskuliarizacijos poreikį [29].
Dirbtinio intelekto pritaikymas naudojant
ŠMRT
Dirbtinis intelektas vaizdinių tyrimų srityje
sparčiai tobulėja ir vis dažniau yra įtraukiamas į
klinikinę praktiką. Nenuostabu, kad
mokslininkai skiria didelį dėmesį dirbtinio
intelekto tobulinimui širdies magnetinio
rezonanso srityje. Dalis egzistuojančių dirbtinio
intelekto algoritmų jau yra patvirtinti JAV
Journal of Medical Sciences. Jun 30, 2021 - Volume 9 | Issue 5. Electronic - ISSN: 2345-0592
171
maisto ir vaistų administracijos (FDA) [30].
Dabartiniai algoritmai gali pagelbėti ne tik
sprendimų priėmime, bet ir vaizdų gavimo ar
atkūrimo srityse, rizikos vertinime. Nors
dirbtinio intelekto suteikiamų pranašumų nauda
dar turi būti įrodyta, tačiau akivaizdu, jog
kompiuterinių algoritmų įtraukimas į klinikinę
praktiką gali pagreitinti ir palengvinti
kasdieninių užduočių atlikimą [31]. Be abejo,
dirbtinio intelekto vystytojams tenka susidurti
su rimtais iššūkiais, susijusiais su didelės
vaizdinių tyrimų bazės reikalingumu ir iš to
kylančiais teisiniais bei etiniais klausimais [5].
Šiuo metu ŠMRT srityje dirbtinis intelektas gali
būti pritaikomas atliekant tūrinę ir funkcinę
širdies kamerų analizę, taip sumažinant
pasikartojančio mechaninio darbo krūvį bei
netikslumus, atsirandančius dėl skirtingų
tiriančiųjų interpretacijų [32]. Klinikinių tyrimų
duomenimis, dirbtinio intelekto algoritmai ne
blogiau nei specialistai atlieka automatinę
segmentaciją bei tai padaro per trumpesnį laiko
periodą (atitinkamai per 0,07 min ir 13 min)
[33]. Šiuo metu kompiuterinės programos
suteikia galimybę išmatuoti ir įvertinti ne tik
skilvelius, bet ir regioninę miokardo fibrozę bei
randėjimą [34]. Taip pat tikimasi, jog netolimoje
ateityje dirbtinis intelektas, panaudodamas
vaizdinius tyrimus ir klinikinę informaciją,
padės tiksliau įvertinti individualią pacientų
riziką ir prognozuoti atsaką į taikomą gydymą,
pavyzdžiui, širdies darbą resinchronizuojančią
terapiją [35].
Apibendrinimas
Širdies vaizdiniai tyrimai užima vis svarbesnę
vietą širdies ir kraujagyslių sistemos ligų
diagnostikoje, o širdies magnetinio rezonanso
tyrimas jau yra tapęs pirmo pasirinkimo metodu
nustatant širdies ertmių tūrius ir funkciją. Naujai
vystomi tyrimo metodai, tokie kaip T1 ir T2
relaksacijos laikų žymėjimas ar miokardo
įtampos nustatymas, atveria naujas galimybes
diferencijuojant miokardo pokyčius ir detaliai
nustatant širdies funkcijos rodiklius. Nors
naujovės, įskaitant dirbtinį intelektą, ŠMRT
srityje palaipsniui skinasi kelią į klinikinę
praktiką, šių metodų diagnostinės svarbos ir
referentinių normų nustatymui reikalingi
papildomi klinikiniai tyrimai.
Literatūra
1. Salerno M, Sharif B, Arheden H, Kumar A,
Axel L, Li D, et al. Recent Advances in
Cardiovascular Magnetic Resonance. Circ
Cardiovasc Imaging. 2017 Jun 1;10(6).
2. Karamitsos TD, Arvanitaki A, Karvounis
H, Neubauer S, Ferreira VM. STATE-OF-
THE-ART REVIEW Myocardial Tissue
Characterization and Fibrosis by Imaging.
2020;
3. Neumann FJ, Sechtem U, Banning AP,
Bonaros N, Bueno H, Bugiardini R, et al.
2019 ESC Guidelines for the diagnosis and
management of chronic coronary
syndromes. Vol. 41, European Heart
Journal. Oxford University Press; 2020. p.
407–77.
4. Seetharam K, Lerakis S. Cardiac magnetic
resonance imaging: The future is bright
[version 1; peer review: 2 approved]. Vol.
8, F1000Research. F1000 Research Ltd;
2019.
5. Dey D, Slomka PJ, Leeson P, Comaniciu D,
Shrestha S, Sengupta PP, et al. Artificial
Intelligence in Cardiovascular Imaging:
Journal of Medical Sciences. Jun 30, 2021 - Volume 9 | Issue 5. Electronic - ISSN: 2345-0592
172
JACC State-of-the-Art Review. Vol. 73,
Journal of the American College of
Cardiology. Elsevier USA; 2019. p. 1317–
35.
6. Messroghli DR, Moon JC, Ferreira VM,
Grosse-Wortmann L, He T, Kellman P, et
al. Clinical recommendations for
cardiovascular magnetic resonance
mapping of T1, T2, T2 and extracellular
volume: A consensus statement by the
Society for Cardiovascular Magnetic
Resonance (SCMR) endorsed by the
European Association for Cardiovascular
Imagin. Vol. 19, Journal of Cardiovascular
Magnetic Resonance. BioMed Central Ltd.;
2017. p. 75.
7. Konstam MA, Abboud FM. Ejection
Fraction: Misunderstood and Overrated
(Changing the Paradigm in Categorizing
Heart Failure). Circulation. 2017 Feb
21;135(8):717–9.
8. Harbo MB, Nordén ES, Narula J, Sjaastad I,
Espe EKS. Quantifying left ventricular
function in heart failure: What makes a
clinically valuable parameter? Vol. 63,
Progress in Cardiovascular Diseases. W.B.
Saunders; 2020. p. 552–60.
9. Taylor AJ, Salerno M, Dharmakumar R,
Jerosch-Herold M. T1 Mapping Basic
Techniques and Clinical Applications. Vol.
9, JACC: Cardiovascular Imaging. Elsevier
Inc.; 2016. p. 67–81.
10. Busse A, Rajagopal R, Yücel S, Beller E,
Öner A, Streckenbach F, et al. Der
Radiologe Cardiac MRI-Update 2020.
Radiologe. 2020;2020(1):33–40.
11. Everett RJ, Stirrat CG, Semple SIR, Newby
DE, Dweck MR, Mirsadraee S. Assessment
of myocardial fibrosis with T1 mapping
MRI. Vol. 71, Clinical Radiology. W.B.
Saunders Ltd; 2016. p. 768–78.
12. Haaf P, Garg P, Messroghli DR, Broadbent
DA, Greenwood JP, Plein S. Cardiac T1
Mapping and Extracellular Volume (ECV)
in clinical practice: A comprehensive
review. Vol. 18, Journal of Cardiovascular
Magnetic Resonance. BioMed Central Ltd.;
2016. p. 1–12.
13. Lota AS, Gatehouse PD, Mohiaddin RH. T2
mapping and T2* imaging in heart failure.
Vol. 22, Heart Failure Reviews. Springer
New York LLC; 2017. p. 431–40.
14. Kremastinos DT, Farmakis D, Aessopos A,
Hahalis G, Hamodraka E, Tsiapras D, et al.
β-thalassemia cardiomyopathy: History,
present considerations, and future
perspectives. Circ Hear Fail. 2010
May;3(3):451–8.
15. Triadyaksa P, Oudkerk M, Sijens PE.
Cardiac T
2
* mapping: Techniques and
clinical applications. J Magn Reson
Imaging. 2020 Nov 14;52(5):1340–51.
16. Carrick D, Haig C, Ahmed N, McEntegart
M, Petrie MC, Eteiba H, et al. Myocardial
hemorrhage after acute reperfused ST-
segment-elevation myocardial infarction:
Relation to microvascular obstruction and
prognostic significance. Circ Cardiovasc
Imaging. 2016 Jan 1;9(1).
17. Pedrizzetti G, Claus P, Kilner PJ, Nagel E.
Principles of cardiovascular magnetic
resonance feature tracking and
echocardiographic speckle tracking for
informed clinical use. Vol. 18, Journal of
Cardiovascular Magnetic Resonance.
BioMed Central Ltd.; 2016. p. 51.
18. Scatteia A, Baritussio A, Bucciarelli-Ducci
C. Strain imaging using cardiac magnetic
Journal of Medical Sciences. Jun 30, 2021 - Volume 9 | Issue 5. Electronic - ISSN: 2345-0592
173
resonance. Vol. 22, Heart Failure Reviews.
Springer New York LLC; 2017. p. 465–76.
19. Romano S, Romer B, Evans K, Trybula M,
Shenoy C, Kwong RY, et al. Prognostic
Implications of Blunted Feature-Tracking
Global Longitudinal Strain During
Vasodilator Cardiovascular Magnetic
Resonance Stress Imaging. JACC
Cardiovasc Imaging. 2020 Jan 1;13(1):58–
65.
20. Kotanidis CP, Bazmpani MA, Haidich AB,
Karvounis C, Antoniades C, Karamitsos
TD. Diagnostic Accuracy of Cardiovascular
Magnetic Resonance in Acute Myocarditis:
A Systematic Review and Meta-Analysis.
JACC Cardiovasc Imaging. 2018 Nov
1;11(11):1583–90.
21. Ferreira VM, Schulz-Menger J, Holmvang
G, Kramer CM, Carbone I, Sechtem U, et
al. Cardiovascular Magnetic Resonance in
Nonischemic Myocardial Inflammation:
Expert Recommendations. Vol. 72, Journal
of the American College of Cardiology.
Elsevier USA; 2018. p. 3158–76.
22. Gopalakrishnan PP, Gevenosky L,
Biederman RWW. Feasibility of MRI in
Patients with Non-Pacemaker/Defibrillator
Metallic Devices and Abandoned Leads. J
Biomed Sci Eng. 2021;14(03):83–93.
23. Indik JH, Gimbel JR, Abe H, Alkmim-
Teixeira R, Birgersdotter-Green U, Clarke
GD, et al. 2017 HRS expert consensus
statement on magnetic resonance imaging
and radiation exposure in patients with
cardiovascular implantable electronic
devices. Hear Rhythm. 2017 Jul
1;14(7):e97–153.
24. Klein-Wiele O, Garmer M, Busch M,
Mateiescu S, Urbien R, Barbone G, et al.
Cardiovascular magnetic resonance in
patients with magnetic resonance
conditional pacemaker systems at 1.5 T:
influence of pacemaker related artifacts on
image quality including first pass perfusion,
aortic and mitral valve assessment, flow
measurement, short tau inversion recovery
and T1-weighted imaging. Vol. 33,
International Journal of Cardiovascular
Imaging. Springer Netherlands; 2017. p.
383–94.
25. Raphael CE, Vassiliou V, Alpendurada F,
Prasad SK, Pennell DJ, Mohiaddin RH.
Clinical value of cardiovascular magnetic
resonance in patients with MR-conditional
pacemakers. Eur Heart J Cardiovasc
Imaging. 2016 Oct 1;17(10):1178–85.
26. Greenwood JP, Maredia N, Younger JF,
Brown JM, Nixon J, Everett CC, et al.
Cardiovascular magnetic resonance and
single-photon emission computed
tomography for diagnosis of coronary heart
disease (CE-MARC): A prospective trial.
Lancet. 2012 Feb 4;379(9814):453–60.
27. Greenwood JP, Ripley DP, Berry C,
McCann GP, Plein S, Bucciarelli-Ducci C,
et al. Effect of care guided by
cardiovascular magnetic resonance,
myocardial perfusion scintigraphy, or NICE
guidelines on subsequent unnecessary
angiography rates :The CE-MARC 2
randomized clinical trial. JAMA - J Am
Med Assoc. 2016 Sep 13;316(10):1051–60.
28. Pontone G, Andreini D, Guaricci AI, Rota
C, Guglielmo M, Mushtaq S, et al. The
STRATEGY Study (Stress Cardiac
Magnetic Resonance Versus Computed
Tomography Coronary Angiography for the
Management of Symptomatic
Journal of Medical Sciences. Jun 30, 2021 - Volume 9 | Issue 5. Electronic - ISSN: 2345-0592
174
Revascularized Patients): Resources and
Outcomes Impact. Circ Cardiovasc
Imaging. 2016 Oct 1;9(10).
29. Nagel E, Greenwood JP, McCann GP,
Bettencourt N, Shah AM, Hussain ST, et al.
Magnetic Resonance Perfusion or
Fractional Flow Reserve in Coronary
Disease. N Engl J Med. 2019 Jun
20;380(25):2418–28.
30. Petersen SE, Abdulkareem M, Leiner T.
Artificial Intelligence Will Transform
Cardiac Imaging—Opportunities and
Challenges. Vol. 6, Frontiers in
Cardiovascular Medicine. Frontiers Media
S.A.; 2019. p. 133.
31. Seetharam K, Shrestha S, Sengupta PP.
Artificial Intelligence in Cardiovascular
Medicine. Vol. 21, Current Treatment
Options in Cardiovascular Medicine.
Springer Healthcare; 2019. p. 1–14.
32. Winther HB, Hundt C, Schmidt B, Czerner
C, Bauersachs J, Wacker F, et al. ν-net:
Deep Learning for Generalized
Biventricular Mass and Function
Parameters Using Multicenter Cardiac MRI
Data. Vol. 11, JACC: Cardiovascular
Imaging. Elsevier Inc.; 2018. p. 1036–8.
33. Bhuva AN, Bai W, Lau C, Davies RH, Ye
Y, Bulluck H, et al. A Multicenter, Scan-
Rescan, Human and Machine Learning
CMR Study to Test Generalizability and
Precision in Imaging Biomarker Analysis.
Circ Cardiovasc Imaging. 2019 Oct
1;12(10).
34. Moccia S, Banali R, Martini C, Muscogiuri
G, Pontone G, Pepi M, et al. Development
and testing of a deep learning-based strategy
for scar segmentation on CMR-LGE
images. Magn Reson Mater Physics, Biol
Med. 2019 Apr 10;32(2):187–95.
35. Peressutti D, Sinclair M, Bai W, Jackson T,
Ruijsink J, Nordsletten D, et al. A
framework for combining a motion atlas
with non-motion information to learn
clinically useful biomarkers: Application to
cardiac resynchronisation therapy response
prediction. Med Image Anal. 2017 Jan
1;35:669–84.