Südame magnetresonantstomograafia: ülevaade arenguprogrammeerimisest ja selle tagajärgedest vananemisele, 2. osa

Palun võtke ühendustoscar.xiao@wecistanche.comrohkem informatsiooni

Kodade CMR-uuringuid on enamasti rakendatud vasaku aatriumi (LA) puhul. LA toimib mahuandurina, mis kodade venitamise kaudu pärsib vasopressiini sekretsiooni, muutes seega RAS-i. Vasopressiini toimet vahendavad mitmed füsioloogilised mehhanismid, sealhulgas arteriaalse vererõhu tõus, tsentraalne veremaht, tsentraalne venoosne rõhk ja sümpaatilise barorefleksi sättepunkti muutmine.41 Samal ajal vallandab vasaku kodade venitamine natriureetiliste peptiidide vabanemise, mis vähendavad süsteemset veresoonte resistentsust, vähendavad tsentraalset venoosset rõhku ja suurendada naatriumi eritumist neerude kaudu.42 Seega ei ole üllatav, et LA suuruse muutused võivad olla LV täiturõhu püsiva tõusu biomarkeriks, eriti patsientidel, kellel on säilinud väljutusfraktsioon, mida komplitseerib hüpertensioon.43CMR-iga saadud mõõdud hõlmavad maksimaalset/minimaalset LA mahtu, LA kogu tühjendusmahtu ja -fraktsiooni, passiivset LA tühjendusmahtu ja -fraktsiooni, aktiivset LA tühjendusmahtu ja -fraktsiooni ning kanali mahtu.mis on cistancheOn näidatud, et muutused LA mahus, indekseerituna müokardi massiga, on üldiselt seotud diastoolse funktsiooniga normaalses populatsioonis, kuigi see võib sõltuvalt uuritavast populatsioonist ennustada spetsiifilisemaid probleeme.44 Parema kodade (RA) mahtudel on ka on uuritud CMR-iga seoses kroonilise südamepuudulikkuse ja pulmonaalse hüpertensiooniga. Kodade kuvamise mõõtmiste kasulikkust südamefüsioloogias, mida on muutnud loommudelite arenguprogrammeerimine, ei ole veel uuritud ja see on arenev uurimisvaldkond.

Müokardi remodelleerimine on arengu programmeerimise tunnusjoon, mis on kindlaks tehtud ehhokardiograafia abil lootel ja imikutel. I7 "Sfäärilisuse indeksit" kasutatakse ehhokardiograafias vatsakeste remodelleerumise indikaatorina. Tavaliselt arvutatakse ehhokardiograafia uuringutes sfäärilisuse indeks ligikaudselt. Kuna CMR-i kasutatakse vatsakeste täismahtude mõõtmiseks, saab kasutada 3D-sfäärilisuse indeksit, mis on vatsakese ruumala ja sfääri raadiuse vatsakese pikkuse suhe.

Lisateabe saamiseks klõpsake siin

Lisaks saab CMR-i kasutada müokardi deformatsiooni hindamiseks. Keskseina kihis asuvad müokiud ümbritsevad südant, samas kui pikisuunalised kiud endokardiaalses ja epikardiaalses kihis tõmbavad südant tipust põhjani. Kompleksne liikumine kontraktsiooni ajal hõlmab jõude, mis toimivad piki parempoolset spiraali sub-endokardis, kuid vasakpoolses spiraalis sub-epikardis. Tekkinud deformatsiooni või "pingeid" saab lahutada komponentideks kolmes suunas: teljesuunaline, ümbermõõt ja pikisuunaline. Pingutus määratakse algse pikkuse suhtes mõõtmeteta protsendina. Deformatsioonikiirus ehk deformatsioonikiirus on kiiruse ruumiline tuletis ja sellel on pöördsekundite ühikud. Esialgne meetod kasutas niinimetatud kudede märgistamise meetodit, mille puhul spetsiaalne järjestus "rikub" magnettuumi nii, et nullsignaali jooned ladestuvad ja neid jälgitakse kogu südametsükli jooksul.45,46 Hiljutine uuendus, CMR-funktsioon. jälgimine, hindab anatoomilisi elemente, mis erinevad müokardi servadel piki kambri seina/endokardi ja epikardi subepikardi piire. RV ja LV süstoolset ja diastoolset funktsiooni saab iseloomustada pinge ja deformatsiooni kiiruse, samuti müokardi torsiooni ja diastoolse tagasilöögi abil. Müokardi tüve parameetrid CMR-uuringutest annavad kontraktiilse düsfunktsiooni tundlikumaid ja varasemaid markereid kui väljutusfraktsioon.47 Joonisel 2 on toodud näited müokardi tunnuste jälgimisel kinopiltidelt saadud andmetest. Mõõdetud parameetrid hõlmavad ventrikulaarseid radiaalseid (joonis 2a, c, e), ring- ja pikisuunalisi pingeid (joonis 2b, d, f), pingekiirusi, kiirusi ja nihkeid. Saadaval on mitu kaubanduslikult saadavat pilditöötluspaketti koos funktsioonide jälgimise funktsiooniga.48Müokardi pinge hindamiseks on kasutatud ka täppide jälgimise ehhokardiograafiat. Kuid kajatäppide tulemused ei vasta otseselt MRI tulemustele. See võib olla tingitud kajatäppide loomupärasest tundlikkusest müra suhtes ja/või meetodi suhteliselt halvast külglahutusvõimest.49

cistanche võib vananemisvastane

CMR also can be used to assess the focal or diffuse expansion of the myocardial extracellular space, which may result from prior infarction, infection, or other causes of tissue composition derangement. Hematocrit (hct) should be gathered on the same day as the MRI examination as it can fluctuate. Following administration of intravascular gadolinium contrast agent and a time delay (>10 min), saab fokaalset armistumist / rakuvälise ruumi laienemist otse visualiseerida ja kvantifitseerida. Difuusse rakuvälise ruumi laienemise hindamiseks tuleb mõõta müokardi pikisuunalist lõdvestusaega (71) ja vere 71 ühikut vatsakese luumenis (joonis 3a, b). Üldise protokolli kohaselt mõõdetakse müokardi Tl uuesti ~10 min pärast gadoliiniumi kontrastaine manustamist. Nende andmekogumite ja patsiendi põhjal saab müokardi koe ekstratsellulaarse mahu (ECV) arvutada kui müokardi ECV=(1-kuum) × △ Tlveri) (△ Tlmüokard). ECV leiti, et olla otseselt seotud vananemisega seotud müokardi fibroosiga suures inimuuringus.51 Arvatakse, et difuusne müokardi fibroos on üks arenguprogrammidest tingitud vatsakeste funktsiooni halvenemisega seotud haigusseisundeid. Näide müokardi Tl muutumisest ~10 minutit pärast Gd infusioon paaviani südamesse on näidatud joonisel. Müotsüütide orientatsiooni ja lehtede funktsiooni hindamiseks saab kasutada täiustatud lähenemisviisi, difusioonitensor CMR-i (DT-CMR), kuid see on tehniliselt keeruline meetod. 52Uued lähenemisviisid, mis ühendavad parema ruumilise ja nurga eraldusvõime koos suurema skaneerimiskiiruse ja suurema kattega võib võimaldada DT-CMR-ist saada lähitulevikus rutiinseks uurimisvahendiks. Müokardi kudede proovide võtmise võimsus lahkamisel arenguprogrammeerimise loommudelites võib kasutada selliste tunnuste nagu fibroos korreleerimiseks koestruktuuri in vivo kujutistega.14

MRI on kasulik ka lihaskoe ja rasva eristamiseks, muutes selle kasulikuks müokardi rasvainfiltratsiooni tuvastamiseks. Epikardi rasv ja perikardi rasvumine, mis on levinud insuliiniresistentsusega patsientidel, on seostatud mitmete kardiovaskulaarsete seisunditega.Vananemisvastane cistanche3 Suurenenud perikardi rasva ladestumist, mõõdetuna CMR-iga, on teatatud isastel IUGR-paavianidel, kuid mitte emastel 5-6 aasta vanuselt (inimese ekvivalent 20-24 aastat).54 Mahuliselt lokaliseeritud magnetresonantsspektroskoopiat (MRS) saab kasutada kasutatakse müokardis oleva rasva hulga määramiseks (joonis 4a), kuigi protsess on aeganõudvam ja tehnoloogiliselt nõudlikum. Joonisel 4 on kujutatud vesinik-1 CMR spektri näide, mis on saadud paaviani südame vatsakestevahelisest vaheseinast. Pange tähele, et triglütseriidi piike on kolm (joonis 4b). Kuid südamelihase müofiberi keeruliste orientatsioonide tõttu mõõdab MRS kogu rasva ega suuda veel eristada intra- ja ekstratsellulaarseid lipiide, millel võib olla erinev metaboolne päritolu.

CMR-i saab kasutada ka verevoolu mõõtmiseks, kuigi mitte sama ajalise eraldusvõimega, mida pakub Doppleri ehhokardiograafia. Faasikontrastset MRI-d saab kasutada verevoolu kiiruse mõõtmiseks suurtes veresoontes või väiksemates arterites, seostades MRI signaali faasimuutust verest vere asendi muutusega. Kuna pildilõike saab paigutada paindlikult ja täpselt, saab CMR pakkuda täpseid südame väljundi ja koronaarverevoolu mõõtmisi.3758 CMR-i kasutatakse aordi vastavuse ja mitraalklapi läbiva voolu määramiseks. Aordi venitatavust saab arvutada distaalse laskuva aordi ristlõikepindala mõõtmiste põhjal südame tasandil, mis on tehtud ES ja ED.57Distensitavus on defineeritud kui aordi pindala osaline vähenemine jagatuna süstoolse ja diastoolse vahelise erinevusega. vererõhk. Farmatseutilisi aineid, nagu dobutamiini ja adenosiini, saab infundeerida CMR-i ajal, et hinnata müokardi perfusiooni vasodilatatsiooni ajal ja müokardi funktsiooni südame stressi ajal.594D voolu MRI ühendab kolmemõõtmelise ruumilise kodeeringu kombineerituna kolmesuunalise kiirusega kodeeritud faasikontrastsusega MRI-ga, mis võimaldab teha Kvanditatiivse MRI-d. keeruliste kolmesuunaliste verevoolu mustrite visualiseerimine vaskulaarsetes struktuurides ja kogu veresoonte territooriumil, nagu süda, külgnev aort ja koronaararterid.60 Need lähenemisviisid võimaldavad hinnata südame jõudlust füsioloogilistes tingimustes, mis tavaliselt esinevad suureneva töökoormuse korral.

Kardiovaskulaarse magnetresonantsi ühing (SCMR) on välja töötanud ekspertide konsensusaruande, milles hinnatakse tõendeid CMR-st tuletatud kardiovaskulaarsete parameetrite täpsuse ja täpsuse kohta.FI Kuigi neid parameetreid võeti arvesse haiguse diagnoosimise ja raskusastme hindamise kontekstis, selgitatakse aruandes kaasaegse kvantitatiivse CMR tugevad ja nõrgad küljed. SCMR-i aruandes esitatud andmed on koondatud ja kokku võetud tabelis 1.

CMR parameetrite normväärtused

Nagu ülalpool kirjeldatud, võib kvantitatiivne CMR anda palju andmeid mitte ainult kambri suuruse ja funktsiooni, vaid ka südame piirkondliku funktsiooni, verevoolu ja koe koostise kohta. Hiljutises avaldatud andmete ülevaates on loetletud erinevatest CMR-tehnikatest ja pulsijärjestustest tuletatud normatiivsete südamefüsioloogiliste parameetrite kontrollväärtused ja mõjutegurid, nagu vanus ja sugu.62

Hiljutises uuringus, milles osales 800 täiskasvanud Ühendkuningriigis osalejat, hinnati tervete kaukaasia briti osalejate CMR-andmeid, et määrata LV, RV, LA ja RA struktuuri ja funktsiooni võrdlusväärtused ja ebanormaalsed vahemikud.63 Nende andmete Bland-Altmanni analüüsid näitasid, et LV ja RV lõpp-diastoolne maht, lõpp-süstoolne maht ja insuldi maht ning LA ja RA maksimaalne maht ja insuldi maht, suurepärane vaatlejavaheline ja -sisene kokkulepe. Teises uuringus kirjeldati samu kardiovaskulaarseid parameetreid CMR-i puhul, kuid see keskendus enam kui 400 tervele kaukaasiast pärit osalejale vanuses 18–36 aastat.64 Kasutades nii klassisiseseid korrelatsioonikordajaid (ICC) kui ka Bland-Altmani meetodit, näitasid need uurijad, et LV ja RV EDV-l on nihked 2,3 ml või sellega võrdne, LA ja RA EDV nihked<6.5 ml,="" and="" all="" had="" icc="" values="" △of="" 0.92.="" two="" other="" investigations="" have="" aimed="" to="" establish="" normative="" ranges="" for="" ra="" and="" la="" structural="" and="" functional="" parameters="" normalized="" for="" independent="" influences="" such="" as="" age,="" sex,="" and="" bsa.="" one="" studied="" 120="" asymptomatic="" medical="" workers="" in="" great="" britain="" s="" and="" the="" other="" assessed="" 115="" healthy="" children="" and="" adolescents="" in="" germany.66,67="" the="" latter="" study="" found="" high="" interobserver="" and="" inter-examination="" agreement="" by="" the="" bland-altman="" method,="" even="" for="" pediatric="" subjects.="" bsa-indexed="" normative="" cardiac="" functional="" data="" by="" age="" group="" reported="" from="" these="" studies="" have="" been="" compiled="" in="" tables="" 2-4.="" the="" studies="" cited="" above,="" primarily="" report="" data="" from="" north="" american="" and="" european="" caucasian="" cohorts.="" a="" direct="" comparison="" between="" four="" american="" ethnicities="" (caucasian,="" hispanic,="" african-american,="" and="" asian-american)showed="" that="" asian-american="" participants,="" in="" general,="" had="" lower="" values="" for="" mass="" and="" volumes="" than="" other="" ethnic="" groups="" even="" when="" adjusted="" for="" bsa.="">cistanche benefícios68 Hiljutises samas rühmas tehtud uuringus leiti, et ka LA maht oli Hiina-Ameerika isikutel väiksem isegi pärast allomeetrilist indekseerimist.69 Põhjalik uuring 20-69-aastaste Singapuri hiinlaste (n=180) kohta leiti väiksemad südamemahud (LV EDV:128±28 vs.146ml;RVEDV:143±35vs.162ml) ja väiksema LV massi (76±22 vs.116 g). Need erinevused püsisid pärast BSA normaliseerimist, kuid nagu kaukaaslastel, leiti vatsakeste mahu ja vanuse vahel negatiivseid korrelatsioone ilma seosteta LV massi ja vanuse vahel. W Vaja on täiendavaid uuringuid, et mõista normaalse südame struktuuri ja funktsiooni normatiivset vanusega seotud varieeruvust erinevates etnilistes rühmades.

MRI tissue parameters also have been measured by CMR. The MRI relaxation times, T1, T2, and T2*can be determined in the myocardium using specialized pulse sequences that measure the changes in the CMR signal with changes in acquisition timing parameters.71 Relaxation measurements require multiple rescans using different timing parameters in order to derive the relaxation times from the signal intensity versus time curves via nonlinear regression as shown in Fig. 3c. Tl increases with the magnetic field strength used for MRI, but also is associated biologically with disease states that lead to fibrosis, edema, and amyloid deposition. TI is reduced by the administration of a gadolinium-based contrast agent (Gd), which briefly is retained in the interstitial space.7 making measurements before and after Gd, the ECV can be determined and used as a biomarker for myocardial fibrosis (Fig. 3). A study conducted at 3 Tesla in a cohort(n=76) of asymptomatic volunteers 20-90 years of age-reported native myocardial 7I and ECV, but not T2, were significantly greater in age-matched women than in men.23 In addition, 71 and ECVincreased with increasing age. However, in children (aged 9-18) 71 did not change with age but was significantly correlated (r=0.448,p-0.005)with body mass index(BMI).4 Although apposite interobserver variability has been reported for myocardial TI measurements with ICC>0.90,75 mitmekeskuseliste uuringute puhul on hea tava tõendada, et Tl-i vastendamise meetod kasutab standardiseeritud hankimise ja järeltöötluse lähenemisviisi.76

Uuringutes on hinnatud ka T2-d, mis suureneb koos veesisaldusega müokardi kudedes, nagu ka müokardi turse korral. Teadaolevalt väheneb T2 vanuse kasvades märkimisväärselt. R Seotud parameetri, müokardi T2* vähenemist on seostatud raua ladestumisega, mis viitab talasseemiale lastel.77 Kanaembrüote kõrgetasemeline (7) uuring näitas, et T2 südames ja teistes organites vähenes embrüonaalse arengu ajal. . Poola uuringus, milles osales 41 tervet 9-18-aastast last, leiti, et müokardi T2 on naistel oluliselt kõrgem (44,6±4,2 vs.40,4±3,8p=0.002) kui meestel. 4 Erinevate vanuserühmade normväärtused 71, 72 ja T2* on loetletud tabelis 5.

Südame arengut varases lapsepõlves on uuritud ka CMR abil. Enamik neist uuringutest on keskendunud kaasasündinud südamehaigustega imikutele, nagu avatud arterioosjuha (PDA) ja enneaegsetele imikutele. Äärmiselt noorte isikutega läbiviidud uuringutes indekseeritakse südame mõõtmete mõõtmised tavaliselt kehakaaluga. Uuringus, mis näitas head vaatlejatevahelist kokkulepet, olid indekseeritud südameparameetrid oluliselt suuremad 16 PL A imikute rühmas võrreldes 29 kontrollrühma imikuga. Need parameetrid hõlmasid LV löögimahtu (2,81±0,83 vs. 1,82±0,29 ml/kg,p<0.001),end-diastolic volume="" (3.38±1.34="" vs.2.47±0.38ml/kg,p="0.001),and" lv="" mass(2.46±0.59=""><0.001).however, there="" were="" no="" significant="" differences="" in="" ejection="" fraction="" or="" fractional="" thickening="" between="" the="" two="" groups.="" currently,="" studies="" of="" rv="" function="" and="" structure="" in="" infants="" have="" not="" demonstrated="" adequate="">

CMR-i kasutati südame väljundi ning trikuspidaal- ja mitraallaine E/A trans-mitraallainekujude mõõtmiseks Doppleri abil keskmiselt 30.4 rasedusnädalal (95 protsendi vahemik 28.4-32.7) ja seejärel. uuesti keskmise vanusega 10,0 aastat (95 protsendi vahemik 9.4-11.7) 547 isikul.80 Need uurijad leidsid, et nabaarteri kõrgem resistentsus kolmandal trimestril oli seotud kõrgema lapseea RVEF-iga (p<0.05), but="" not="" with="" other="" cardiac="" outcomes.="" the="" third-trimester="" umbilical="" artery="" to="" cerebral="" artery="" pulsatility="" index="" ratio="" was="" not="" associated="" with="" childhood="" cardiac="" outcomes.="">Cistanche ekstrakti kiirgusvastane toimeSuurem kolmanda trimestri loote LV väljund oli seotud madalama lapsepõlve LV EF ja suurema LV massi ja mahu suhtega (p<05). third-trimester="" fetal="" rv="" output="" was="" not="" associated="" with="" childhood="" cardiac="" outcomes.="" a="" higher="" third-trimester="" fetal="" tricuspid="" valve="" e/a="" mitral="" waveform="" ratio="" was="" associated="" with="" higher="" childhood="" rv=""><>

Tasapinnalise faasikontrastse MRI kiiruse mõõtmisi on kasutatud vasaku ja parema vatsakese väljundi hindamiseks enneaegsetel ja enneaegsetel vastsündinutel vastsündinute osakonnas.81 PA pulsilaine kiirused, mõõdetuna lastel (vanuses 9-12-aastased), kasutades kiirusega kodeeritud MRI-d, on osutunud reprodutseeritavaks ja piisavalt tundlikuks, et tuvastada erinevusi PA vastavuses normoksia ja hüpoksia vahel.82 Hiljuti on lastel iseloomustatud ka CMR-st tuletatud pikisuunalise, radiaalse ja perimeetri deformatsiooni mõõtmisi.

CMR-i arendusprogrammeerimise fenotüübid

Kvantitatiivne CMR loote südames, sealhulgas südamefunktsioon, verevool ja vere hapnikuga varustamine, on aktiivse arengu valdkond. Loote südametes nõutavat kõrget eraldusvõimet võib segada vajadus vältida ema keha muudest osadest pärit artefaktide aliasingut. Peamine tehniline väljakutse on aga tegeleda erinevate liikumisartefaktide allikatega, mis hõlmavad ema südame- ja hingamisliikumist, loote südame liikumist ja loote keha liikumist. Sellised uuendused nagu meetriliselt optimeeritud värav, isevärav ja MRI-ga ühilduva loote südamemonitooringu riistvara arendamine võimaldavad loote CMR-i liikumise suhtes paremini taluda, võimaldades seeläbi loote südame ja sellega seotud veresoonte kõrge eraldusvõimega dünaamilist kujutist.84 Füsioloogilise liikumise piisava kontrolli korral on loote vatsakeste mahu mõõtmine lammaste mudelis osutunud väga usaldusväärseks.85 4D-kinomeetodite väljatöötamine, kasutades ülikiirendatud dünaamilist MRI-d koos tükist mahuni rekonstrueerimisega, võib jäädvustada loote südame liigutusi reaalselt. -aeg.{10}} 4D-voolu CMR-i kasutamine on valideeritud tsentraalse vereringe loote veresoonte ja nende šuntide vahetuks mõõtmiseks emakasisese lamba mudelis.87 Samuti on T2 relaksomeetria mõõtmisi kasutatud lammaste loote puhul. mudelid vere hapnikusisalduse kvantifitseerimiseks CMR abil ja nende valideerimiseks veregaasi analüsaatori mõõtmiste suhtes.88 Neid meetodeid on kasutatud südamefunktsiooni hindamiseks hilise algusega IUGR hu uuringus. meeslooted, mille väärtused on indekseeritud hinnangulise loote kaaluga. IUGR-is leiti normaalsete lootega võrreldes vähenenud nabaveeni ja kopsu verevool koos kõrgema õõnesveeni suurenenud vooluga.89 Samuti olid IUGR-i loodetel oluliselt madalamad vere T2 väärtused, hapniku kohaletoimetamine ja hapnikutarbimine. Usaldusväärsete CMR-meetodite väljatöötamine loote hemodünaamika ja morfomeetria hindamiseks annab usaldusväärsemaid andmeid IUGR-i arengu mõistmiseks emakas ja võimaldab IUGR-i paremat klassifitseerimist raseduse varases staadiumis.

CMR on näidanud, et väike suurus gestatsiooniea (SGA) sünnihetkel oli seotud väiksema LV ja RV lõpp-diastoolse mahuga võrreldes praeguse BSA-ga, kuid suurema LV massi ja mahu suhtega (p<0.05). children="" in="" the="" larger="" quartile="" at="" birth="" who="" grow="" taller="" and="" leaner="" in="" childhood="" have="" larger="" hearts="" relative="" to="" bsa.="" in="" contrast,="" children="" in="" the="" lower="" quartile="" of="" rv="" and="" lv="" end-diastolic="" volume="" and="" lv="" mass="" were="" smaller="" at="" birth="" and="" became="" shorter="" and="" heavier="" in="" childhood=""><0.05). both="" fetal="" and="" childhood="" growth="" were="" independently="" associated="" with="" childhood="" rv="" and="" lv="" end-diastolic="" volume="" and="" lv="">

CMR-uuringus, milles osales 29 IUGR-ga loodet võrreldes 127 erinevate kaasasündinud südamehaigustega lootega, olid IUGR-i looted suurte arterite transpositsiooniga (p=0.03) ja aordi koarktatsiooniga (p{) oluliselt raskemad kui looted. {4}}.02), kuid olulisi loote kehakaalu erinevusi IUGR ja teiste kaasasündinud südamehaiguste vahel ei olnud. Sama rühm uuris 14 IUGR-i ja 26 mitte-IUGR-ga loodet 35. rasedusnädalal, kasutades MRI-d, teatades, et IUGR-i loodetel oli madalam nabaveen (p<004)and pulmonary="" blood="" flow=""><0.01) and="" higher="" superior="" vena="" cava=""><0.0001).89the latter="" change="" is="" exemplary="" of="" the="" classical="" preferential="" delivery="" of="" blood="" to="" pre-ductal="" vascular="" beds="" in="" the="" presence="" of="" intrauterine="">

Hiljutine uuring, milles osales 34 enneaegset imikut ja 10 perioodilist kontrolli, teatas suuremast CMR-i kaaluindekseeritud LV massist ja suuremast kaaluindekseeritud diastoolse lõppmahust perioodiliselt korrigeeritud vanuses (p<0.05 for="" all="" preterm="" gestations).93="" independent="" associations="" of="" increased="" term-corrected="" age="" lv="" myocardial="" wall="" thickness="" were="" (false="" discovery="" rate=""><0.05): degree="" of="" prematurity,="" antenatal="" glucocorticoid="" administration,="" and="" a="" requirement="" for="">48h sünnitusjärgne hingamise tugi. Mahu, geomeetria, müokardi massi ja seina paksuse põhikomponentide analüüs näitas statistilisi erinevusi kõigi enneaegsete imikute vahel enneaegselt korrigeeritud vanuses ja kontrollrühmas.93 Emakasisene kasvupiirang, mis on tingitud ema toitumise ja südame tervise vähenemisest paavianide järglastel. arenguprogrammeerimisel tuleb arvestada järglaste liigi ja soo erinevustega. Laborirottide tavaline katsemudel on polütokosne altricial liik. Seega on emadel palju suurem toitainekoormus ning lootetel ja vastsündinutel on erinev arengutrajektoor kui monotoossetel, enneaegsetel imetajatel, näiteks inimestel. "4 Sel põhjusel on välja töötatud ja iseloomustatud paavianimudel, mis on ahviline, välja töötatud ja iseloomustatud.95 Molekulaarseid tehnikaid kasutati, et hinnata funktsionaalseid, biokeemilisi ja epigeneetilisi mehhanisme ja interaktsioone südames, mis tulenevad ema alatoitumise ja rasvumise väljakutsest. ületoitumine.14,15

CMR-i on selles IUGR paavianimudelis laialdaselt kasutatud, et uurida CV muutusi, mis tulenevad sekundaarsest kuni mõõduka (30 protsenti) MNR-i arenguprogrammist raseduse ja imetamise ajal. Järglastel olid häiritud nii LV kui ka RV funktsioonid, sealhulgas vähenenud väljutusfraktsioonid, vatsakeste lühenemine ja suurenenud kambri maht.38.96 Joonis 5 illustreerib erinevusi BSA-ga normaliseeritud LV mahu-aja kõverates, mis saadi CMR abil võrreldes südametsükli kontrolli ja IUGR-ga. paavianid, eristatakse soo järgi. Tulemused rõhutasid, et MNR mõjutas RV funktsiooni drastilisemalt kui LV funktsioon. RV funktsiooni kahjustuse raskusaste võib olla tingitud suurenenud kopsuresistentsusest, mis on tingitud loote kopsualveolarisatsiooni vähenemisest ja kopsuveresoonte tihedusest, mis leiti IUCGRi lambamudelis.97 Kuigi neid andmeid on tõlgendatud nii, et need viitavad kasvupiirangule. jäljendab südame kiirenenud vananemist, kõige olulisem leid oli nende muutuste koosmõju ja sünergiline mõju üldise südame-veresoonkonna tervise ohustamisele.

CMR-i abil saab hinnata ka südame morfoloogia ja funktsiooni muutusi, mis on eeldatavasti seotud laiemate kardiovaskulaarsete tunnustega. Distaalne laskuv indekseeritud aordi ristlõige ja aordi laienemine vähenesid samadel IUGR-paavianidel. Joonisel 6 on kujutatud, kuidas suurenenud süstoolse 3D-sfäärilisuse indeks (3DSI) korreleerus märkimisväärselt aordi vähenenud venitatavusega (r=0.35, p=0.048). Diastoolne 3DSI oli samuti olulises ja negatiivses korrelatsioonis aordi venitatavusega (r=0.36, p=0.044). Ultraheli abil on noortel täiskasvanud IUGR-paavianidel tuvastatud ka täiendavaid muutusi une-, õlavarre- ja niudearterite suuruses, venitavuses ja verevoolu mustrites.99

Biventrikulaarsed muutused tähistavad täheldatud leidude põhikomponente. LV-s on müokardi kontraktsiooni kahjustus. Teiste emade kehva toitumise loommudelite uuringute põhjal võib nõrgenenud kontraktsioon olla tingitud kardiomüotsüütide arvu vähenemisest, 100 101 kardiomüotsüütide ebaküpsusest, 102 103 ebanormaalsest kaltsiumi käitlemisest104 ja/või sarkomeeride düsfunktsioonist. 105 Selle kontraktiilse jõu vähenemise korral on MRI-ga näha lõpp-süstoolse mahu suurenemist ilma lõpp-diastoolse mahu oluliste muutusteta, mille tulemuseks on insuldi mahu ja südame väljundi vähenemine. Vähenenud seina paksenemise fraktsioon ja vähenenud pöörlemise suund viitavad koos süstoolse funktsiooni langusele. Suurenenud lõppsüstoolse mahu tõttu on LV täitmine raskendatud, mis väljendub maksimaalse ja keskmise täitumisfunktsiooni märgatavas languses.

Võitlust LV täita võib veelgi ohustada rakuväline fibroos, mida on varem täheldatud loote paaviani müokardis ja nagu on kirjeldatud ka teistes mudelites.14.106 36 dilatatiivse kardiomüopaatiaga (DCM) patsiendiga hõlmatud uuringus uuriti, mil määral saab kasutada natiivset müokardi 71. et iseloomustada kollageeni mahufraktsiooni mõõtmist histoloogia põhjal.107Need uurijad leidsid, et natiivne müokardi Tl väärtus oli märkimisväärselt ja positiivses korrelatsioonis biopsiaga tõestatud kollageeni mahufraktsiooniga (r=0.77,p).<01). we="" have="" measured="" native="" myocardial="" 71="" to="" be="" significantly="" greater="" in="" iugr="" baboons="" (1033="" +93ms)than="" in="" controls(905+93ms,p="0.001),">

IUGR-i tagajärjel tekkinud LV süstoolse ja diastoolse funktsiooni kõrvalekalded võivad tuleneda varasemates aruannetes käsitletud kardiomüotsüütide muutustest. Suhet RV ja LV düsfunktsiooni vahel on skemaatiliselt kujutatud joonisel 8. RV kokkutõmbumisjõud nõrgenes nagu vasakul, mida toetas nii seina paksenemise kui ka pikisuunalise lühenemise vähenemine, mida täheldati MRI-s. LV lõpp-süstoolne maht suurenes ning RV insuldi maht ja südame väljund vähenesid. Kahtlustatakse katset suurendada väljutusfunktsiooni lõpp-diastoolse mahu kerge suurenemise näol. Sellegipoolest takistab ebapiisava väljutamise tõttu suurenenud lõppsüstoolne maht RV täitmist, vähendades nii keskmist kui ka varajast täitumismäära. Kuigi LV sfäärilisuse suurenemise põhjal eeldatakse vähenenud sfäärilisuse indekseid, ei ole sellist erinevust näha. See leid tähistab tõenäoliselt samaaegset RV ummikuid. Oluline on see, et vastsündinute täituvuse kahjustus võib kopsurõhu suurenemise tõttu veelgi halvendada RV väljutamist.108 Need leiud on kooskõlas koronaartäidise kahjustusega ja diastoolse rõhu tõenäolise tõusu tõttu võib kahtlustada kerget hüpoksiat.

Mehaanilisel tasandil süvendab ühe vatsakeste kambri kokkutõmbumise nõrgenemine teist, kuna tavaliselt sõltub südame pikisuunaline lühenemisjõud nii mitraal- kui ka trikuspidaalrõnga samaaegsest tõmbest. Vaheseina liialdatud liikumist LV suunas süstooli ajal, mis tavaliselt moodustab vaid ~10 protsenti RV löögimahust, tõlgendatakse katsena normaliseerida LV väljutust, mis võib takistada RV väljutamist. Vähenenud LV süstoolne funktsioon põhjustab ka RV väljundi nõrgenemist vatsakeste vastastikuse sõltuvuse tõttu.cistanche herbaRV funktsiooni selgem langus võrreldes LV-ga näitab, et esineb RV düsfunktsiooni esmane komponent, mis võib osaliselt tuleneda muutustest kopsusüsteemis. Piisavate eelnevate uuringute puudumise tõttu tuleb siiski veel uurida RV müokardi seisundit ja selle seost kopsuarteri düsfunktsiooniga.

IUGR paaviani mudelis näitasid suured süsteemsed arterid piirkondlikke lahknevaid leide. MRI näitas, et laskuva rindkere aordi suurus ja venitatavus on vähenenud. Need langused vähendasid aordi Windkesseli funktsiooni ja tekitasid muret kriitiliste elundite diastoolse perfusiooni pärast. Eelkõige on koronaarperfusioon tõenäoliselt kahjustatud, arvestades selle valdavalt diastoolset täitumust. Lisaks näitas laskuva aordi vähenenud suurus ja venitatavus koos sarnaste muutustega alajäsemete arterites, mis tuvastati ultraheliga, süsteemse järelkoormuse tõusu, mis aitas kaasa LV düsfunktsioonile. Erinevad loomkatsed on seotud elastiinisisalduse vähenemisega ja ka rakuvälise struktuuri muutustega10, 11, mis on kaasa aidanud täheldatud muutustele. Kraniaalselt suunatud veresoontes ei ole aga näha ei suuruse ega venitavuse erinevust. Selle asemel näib üldine unearteri verevool säilinud või isegi suurenenud lõpp-süstoolse ja diastoolse voolukiiruse kerge suurenemise tõttu. See leidude kogum meenutab verevoolu ümberjaotamise jõupingutusi, mis teadaolevalt esinevad loote hüpoksia ajal osana "aju säästvast" efektist. Selle analoogia järgi oleks verevoolu muutus perinataalses elus põhjustanud veresoonkonna erineva kasvu hemodünaamiliste mõjude kaudu, mis püsivad täiskasvanueas. Samuti võivad esineda täiendavad kõhu- ja vaagnapiirkonna veresooned, mis võivad mõjutada teisi organsüsteeme.

IUGR paavianimudelis oli emastel järglastel suurenenud üldkolesterool, madala tihedusega lipoproteiinid ja nahaalune rasv. Need muutused isastel järglastel puudusid, kuigi isasloomade MRI näitas perikardi rasvade ladestumise suurenemist.54 IUGR-is esinevad metaboolsed häired tuvastatakse perikardi lipiidide kogunemise ja seerumi kolesteroolitaseme seksuaalselt dimorfse suurenemise näol. Need tõusud olid kerged, eriti võrreldes täheldatud südamemuutuste ulatusega. Siiski võib perikardi lipiidide sisalduse suurenemine, kui seda ei ravita, põhjustada lokaalseid lipotoksilisi toimeid hilisemas elu jooksul. Seerumi kolesteroolitaseme tõus võib kaasa aidata koronaararterite ateroskleroosi tekkele.

CMR-i tulevased rakendused südame programmeerimise uurimisel Südame MRI paindlikkus võimaldab tõlgendada IUGR-i patofüsioloogiaga seotud biomarkerite keerulisi koostoimeid, näiteks IUGR-i ja kiirendatud vananemise vahelist koosmõju. Sünnieelset programmeerimist seostatakse müokardi fibroosi tekkega, mis on suures osas tingitud epigeneetilistest protsessidest.14,15 Füsioloogilised trajektoorid muudetakse adaptiivse reaktsioonina, et säilitada loote edukas sünnitus. Siiski on kindlaid tõendeid selle kohta, et need varased kohanemised vähendavad inimese paindlikkust reageerida vanusega seotud muutustele südame-veresoonkonna struktuuris ja funktsioonis hilisemas elus. Ebasoodne ümberkujundamine on juurdunud düsfunktsionaalsetes parandusmehhanismides, mis kaitsevad südant edasiste vigastuste eest ja parandavad homöostaasi.112

Paaviani IUGR mudelis oleme määranud ulatusliku südame funktsionaalse fenotüübi algtasemel sedatsiooni all. Kahjuks ei ole meil veel mitmete muude väljakutsete puhul südamefunktsiooni uuritud. Inimestel ei ole puhkeseisundi südame funktsionaalsed mõõtmised alati korrelatsioonis stressi all saadud näitajatega. Näiteks vananemine nõrgendab LV väljutamist stressis, kuid mitte puhkeolekus, samas kui treeningtreening vähendab puhkeoleku väljutusfunktsiooni, mõjutamata stressi väärtusi. Südame MRI hinnanguid saab teha farmakoloogilise stressi ajal, kasutades näiteks dopamiini, mis peaks aitama paremini määratleda täheldatud leidude füsioloogilist mõju. Biomarkerid, nagu maksimaalne ümbermõõt, keskmine diastoolse pinge määr, kontraktiilne reserv ja müokardi verevool, on usaldusväärsed ning hea vaatlejasisese ja vaatlejasisese reprodutseeritavusega ning testi ja kordustesti usaldusväärsusega tervetel meestel farmakoloogiliselt indutseeritud stressi ajal ({{2} } aastat vanad)makaagid.113 Hetkel on ebaselge, millised muutused koes aitavad kaasa vatsakeste düsfunktsioonile, Kas varem loote südames nähtud LV rakuvälise ruumi laienemine püsib täiskasvanueas või toimub RV-s, pole veel kindlaks tehtud. Lisaks müokardi 71 relaksatsiooniaja mõõtmisele MRI abil saab südame difusioonitensori kujutist (DTI) kasutada müotsüütide arhitektuuri ja kiudude orientatsiooni uurimiseks, et tuvastada täpsemalt patoloogia olemasolu ja/või rakuvälise ruumi laienemine. Südame DTI võib samuti parandada meie arusaamist kodade rütmi ja pumbahäiretega seotud mehhanismidest ja struktuurilistest panustest. II4 Kuigi need on südame ja hingamisteede liikumise tõttu tehniliselt keerulised, parandavad uued kiirendatud DTI impulssjärjestused ja täiustatud kujutise rekonstrueerimise tehnoloogiad difusioon-CMR-i täpsust ja tõhusust. I15

Vähenenud RV väljutusfraktsioonide ja süsteemsete veresoonte muutuste leidmine MNR-i emade järglastel viitab kopsusüsteemi patofüsioloogiale, mis väärib uurimist, eriti seoses sündimisel toimuvate kiirete muutustega kopsuverevoolus. Loote lammastel on pärast ema alatoitlust teatatud müokardi fibroosi sagenemisest RV-s. I'6 Dünaamilise perfusiooni MRI abil saab kvantitatiivselt analüüsida piirkondlikku kopsuperfusiooni! maa võib selles ettevõtmises abiks olla. Samuti viitab aordi Windkesseli funktsiooni kahjustuse leidmine sellistele uuringutele nagu koronaararterite perfusiooni ja hapnikuga varustamise MRI hindamine, võttes arvesse ulatuslikku kirjandust IUGR-iga seotud südame isheemiatõve riski kohta.

MRI-d saab kasutada ka seotud mittekardiaalsete seisundite hindamiseks, mis on tihedalt seotud arengu programmeerimisega. Varajane ja püsiv leid on olnud idiopaatilise hüpertensiooni suurenenud levimus madala sünnikaaluga inimestel. See tähelepanek on viinud inim- ja loommudelite uuringuteni, mille eesmärk oli tuvastada seoseid CVD ja neeruhaiguste vahel. IUGR-i on seostatud neerurakkude suuruse ja arvu vähenemisega, mis omakorda on seotud neerufunktsiooni häirete ja süsteemse hüpertensiooni tekkega. Paaviani IUGR-mudelis leiti, et keskmise statsiooniga IUGR-i loote neerud näitasid geenide allareguleerimist RNA, DNA ja valkude biosünteesiga seotud radadel. Lisaks teatati rakusignaali ülekande, side ja transpordi ülesreguleerimisest. I20 Seega põhjustab isegi ema mõõduka globaalse toitainete piiramise väljakutse olulisi muutusi loote neeru geeniteedes. Neerude perfusiooni saab hinnata kvantitatiivselt, kasutades erinevaid MRI meetodeid, sealhulgas dünaamilist kontrastiga MRI, arteriaalse spin-märgistust ja difusiooniga kaalutud MRI-d. Veelgi enam, vere hapnikutasemest sõltuvat (BOLD) MRI-d, mis kasutab ära hapnikuvaba hemoglobiini paramagnetilist mõju MRI signaalile, saab kasutada kudede hapnikuga varustatuse kohta ülevaate saamiseks.123 Epidemioloogilised tõendid viitavad ka madalale sünnikaalule kui diabeedi väljakujunemise riskitegurile. . Seos CVD ja metaboolse haiguse vahel on hästi välja kujunenud ja seda on nimetatud metaboolseks sündroomiks. Metaboolse sündroomi viiest tunnusest kolm on seotud lipiidide funktsiooniga: tsentraalne rasvumine, kõrge seerumi triglütseriidide sisaldus ja madal seerumi kõrge tihedusega lipoproteiin. Ema rasvumist raseduse ajal on seostatud järglaste insuliiniresistentsuse suurenemisega inimestel. 24 IUGR-paaviani mudelis leiti, et MNR raseduse ja imetamise ajal programmeerib järglaste metaboolseid reaktsioone, sealhulgas insuliiniresistentsust ja rakkude reageerimisvõimet, mis panevad aluse üldisele fenotüübile, mis võib soodustada hilisemat elutüüpi -2 diabeeti. Kardiomüotsüütide lipiidide26 ja fosfori energeetika hindamiseks on välja töötatud I25MRS-meetodid, mida saab kasutada loote programmeerimise sünergilise mõju mõistmiseks südame-veresoonkonna funktsioonile ja ainevahetusele.

Kuid kõiki CMR-i võimalusi, mis võiksid paljastada uut teavet IUGR-i südameveresoonkonna kohta, ei ole veel ulatuslikult rakendatud. Kvantitatiivseid protseduure südame füsioloogia hindamiseks, mis on saadaval ja kliiniliselt valideeritud, ei ole veel kasutatud normaalse ja erineva arengu aluseks olevate protsesside paremaks mõistmiseks. Praegused uuringud on piirdunud tehnoloogiatega, mis on uurinud ainult kõige elementaarsemat kardiovaskulaarse arengu programmeerimisega seotud füsioloogiat.

Kokkuvõtteks võib öelda, et südame MRI hõlmab meetodeid, mis on suures osas mitteinvasiivsed ja kergesti ülekantavad närilistelt primaatide mudelitele inimuuringutesse. Inimeste uuringud, mis on paralleelsed loommudelite uuringutega, on nüüd võimalikud ja arvestades kaalukaid tõendeid selle kohta, et sünnieelsed väljakutsed põhjustavad hilisemas elus CVD ja neil on südame enneaegse vananemise tunnused, kiirendab saadud teave meie arusaamist arengu programmeerimise mehhanismist ja programmeerimine - vananemise interaktsioonid hilisemas elus CVD alguses. Loommudelite põhjal tuvastatud MRI biomarkereid saab kombineerida kudede ja rakkude biomarkerite teabega, et võimaldada riskirühma kuuluvate isikute varasemat tuvastamist ning hinnata ravivajadusi ja ravivastust. Ideaalis viivad saadud teadmised selle haavatava elanikkonna parema kliinilise juhtimiseni. Loommudelite uurimise tugevusteks on katsealuste homogeensus ja suurem kontroll keskkonna- ja geneetiliste segaduste üle. Loomkatsed annavad meile ka võimaluse rakendada suuremat invasiivsust ja sagedasemat kordamist kogu elu jooksul ning suurema paindlikkuse terapeutiliste uuringute jaoks. MRI potentsiaali täielikuks ärakasutamiseks tuleb aga standardiseeritud protokolle rakendada suuremate inimpopulatsioonide puhul, et iseloomustada CV tervise ja haiguste tegelikku olemust. Mõnes biomeditsiini valdkonnas, eriti neuroteaduses, on inimese normaalsete ja ebanormaalsete fenotüüpide määratlemiseks laialdaselt kasutatud MRI-d. Human Connectome Project (https://www.humanconnectome.org), mille on asutanud USA riiklikud tervishoiuinstituudid, on rahvusvaheline ja mitut institutsiooni hõlmav programm, mis kasutab täiustatud MRI tehnoloogiaid enam kui 1200 teema uurimiseks, keskendudes erinevatele protsessidele. ja inimese ajuga seotud patoloogiad, eriti need, mis on seotud vananemisega. Teised sarnase ulatusega riiklikud ja rahvusvahelised projektid hõlmavad Saksamaa 1000BRAINSi uuringut ja Ühendkuningriigi biopanka. Hiljuti asutati Lifespan Human Connectome Project in Development, laiaulatuslik uuring aju ühenduvuse kohta enam kui 1300 subjektil vanuses 5-21 aastat,28 ja Ühendkuningriigi Kings College'i projekt Lifespan Developing Human Connectome viib läbi MRI inimese aju ühenduvus 1500 katsealusel, kelle rasedusjärgne vanus oli vahemikus 20 kuni 44 nädalat. (https://www.humanconnectome.org/study/lifespandeveloping-human-connectome-project).

MRI kasutamine aju varase arenguga seotud muutuste mõistmise parandamiseks on oluline, kuna aju mikrostruktuuri, mikrostruktuuri ja hemodünaamika muutusi on dokumenteeritud ka hilise algusega IUGR-iga inimlootetel ja imikutel.89,129,130

Siiski ei ole veel korraldatud jõupingutusi loote südame arengu hindamiseks CMR-iga. Kuigi CMR-ist on saanud USl3I ja Hollandi südame-aju uuringu Framinghami südameuuringu oluline komponent, on need megaprojektid B2 keskendunud peamiselt erinevate patoloogiatega täiskasvanutele, arvestamata nende varajast arengulugu. Selleks, et mõista täielikult südame-veresoonkonna haiguste arengu programmeerimise seadeid ja tagajärgi reaalses maailmas, tuleks läbi viia suurem rahvusvaheline inimuuring, mis kasutab südame MRI-d CV arengu uurimiseks, sealhulgas sünnieelselt. Sellise jõupingutuse tulemused koos täiustatud omics-testidega edendaksid IUGR-i selge kliinilise määratluse otsimist. Lisaks annaksid saadud andmed hulgaliselt teavet, mis lisaks allopaatilisele meditsiinile ei anna teavet ka ennetava meditsiini kohta. ja rahvatervist kogu maailmas.

See artikkel on välja võetud J Dev Orig Health Dis-ist. Autori käsikiri; saadaval PMC 2021 1. oktoobril.