Análisis de la función diastólica del ventrículo izquierdo mediante resonancia magnética

doi:10.1016/j.rx.2011.09.018

Radiología

Volume 54, Issue 4, July–August 2012, Pages 295-305

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Resumen

La insuficiencia cardíaca no siempre es debida a una alteración sistólica, y una disfunción diastólica puede explicar muchos casos de insuficiencia cardíaca con función sistólica normal. La función diastólica depende de la capacidad de llenado del ventrículo izquierdo para garantizar un volumen latido normal. Se mide rutinariamente con la ecocardiografía transtorácica, ya que se trata de una prueba no invasiva y de gran accesibilidad. La resonancia magnética (RM), utilizando secuencias de flujo, muestra una buena concordancia con la ecocardiografía, analizando la función diastólica de forma práctica, a través del flujo en la válvula mitral y las venas pulmonares. En este sentido, el análisis de la función diastólica debería añadirse como parte de un examen rutinario de RM cardíaca.

Abstract

Heart failure is not always due to an alteration in systolic function, and a diastolic dysfunction could explain many cases of heart failure with a normal systolic function. Diastolic function depends on the left ventricular filling capacity to ensure a normal stroke volume. It is routinely measured with transthoracic echocardiography, as it is an easily accessible non-invasive test. The MRI, using flow sequences, shows good agreement with the echocardiography, analysing the diastolic function in a practical way, by the flow into the mitral valve and pulmonary veins. In this sense, the analysis of diastolic function should be added as part of a routine cardiac MR examination.

Section snippets

Introducción

La función cardíaca depende básicamente de un mecanismo de bomba donde se recibe la sangre a baja presión durante la diástole y se expulsa a alta presión durante la sístole. Cuando un paciente tiene una insuficiencia cardíaca solemos entender que tiene un gasto cardíaco bajo y que la fracción de eyección (FE) está disminuida¹. Sin embargo, la insuficiencia cardíaca se define como un «síndrome fisiopatológico, provocado por un trastorno cardíaco, que causa una incapacidad de llenar o bombear

Aspectos fisiológicos de la diástole

La diástole ventricular tiene 4 fases definidas (fig. 1):

Relajación isovolumétrica: es un momento donde el ventrículo se relaja, estando las válvulas cerradas. Se produce una caída rápida de la presión intraventricular, pero manteniéndose los volúmenes sin cambios. Es similar a un efecto de succión.
Llenado ventricular rápido: la caída de presión intraventricular provoca la apertura de la válvula mitral y se produce un paso rápido de sangre y llenado del ventrículo izquierdo. En condiciones

Entidades que provocan una alteración de la función diastólica

La disfunción diastólica puede deberse a múltiples enfermedades cardíacas o sistémicas. Las causas más frecuentes son la hipertensión arterial, la isquemia miocárdica y la miocardiopatía hipertrófica13, 14, 15, 16.

La hipertensión arterial es uno de los factores que más influye en la función diastólica y el fallo cardíaco. El aumento de la resistencia vascular sistémica condiciona una dificultad al vaciamiento del VI, lo que provoca un aumento de la rigidez del ventrículo y posteriormente

Patrones de disfunción diastólica

Con las gráficas obtenidas del flujo transmitral y de las venas pulmonares podemos valorar las alteraciones en la función diastólica que pueden clasificarse de la siguiente manera (fig. 6)19, 21:

Limitaciones

La medición de la función diastólica basada en el cálculo de las curvas de velocidad del flujo transmitral y de las venas pulmonares tiene limitaciones que es necesario conocer, ya que depende de la compliance y relajación del VI, las presiones de llenado del VI, la precarga, las valvulopatías, el ritmo cardíaco y arritmias. Las limitaciones más importantes ocurren en casos de disminución de la precarga (o aumento de la postcarga) ya que provocará una disminución de la onda E y puede

Doppler-tisular

Como en la ecocardiografía, se coloca una ROI sobre el anillo mitral en el plano de cuatro cámaras. Se obtiene una curva con ondas negativas sobre la línea base, con una primera onda que se denominará E_a o e’, y una segunda onda A_a o a’²⁷. Esta medida también puede hacerse mediante RM, con las secuencias de contraste de fase, de forma similar a como se obtiene para el flujo transmitral y de las venas pulmonares. En esta caso, la ROI se coloca en el músculo miocárdico, normalmente usando un eje

Conclusión

La disfunción diastólica es una causa frecuente de insuficiencia cardíaca en ausencia de valvulopatía y con función sistólica normal. Se debe considerar como un proceso continuo que comienza con alteraciones de la relajación y progresa hasta estados restrictivos irreversibles. No todos los pacientes progresarán de esta manera tan lineal, ya que la detección en estadios iniciales, como puede ocurrir en pacientes hipertensos, puede facilitar su regresión con un tratamiento adecuado. Por ello, es

Autoría

1.
Responsable de la integridad del estudio: GCFP y RD.
2.
Concepción del estudio: GCFP, RD, JC y JSG.
3.
Diseño del estudio: GDFP, MCC y JSG.
4.
Obtención de los datos: GCFP, RD y JC.
5.
Análisis e interpretación de los datos: GCFP, JSG, JC y MCC.
6.
Tratamiento estadístico: GCFP, JC y JSG.
7.
Búsqueda bibliográfica: RD, GCFP y MCC.
8.
Redacción del trabajo: GCFP y MCC.
9.
Revisión crítica del manuscrito con aportaciones intelectualmente relevantes: MCC, JC y RD.
10.
Aprobación de la versión final: GCFP, RD, MCC, JC y JSG.

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.

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Machine learning-based classification of cardiac relaxation impairment using sarcomere length and intracellular calcium transients
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Impaired relaxation of cardiomyocytes leads to diastolic dysfunction in the left ventricle. Relaxation velocity is regulated in part by intracellular calcium ( ${Ca}^{2 +}$ ) cycling, and slower outflux of ${Ca}^{2 +}$ during diastole translates to reduced relaxation velocity of sarcomeres. Sarcomere length transient and intracellular calcium kinetics are integral parts of characterizing the relaxation behavior of the myocardium. However, a classifier tool that can separate normal cells from cells with impaired relaxation using sarcomere length transient and/or calcium kinetics remains to be developed. In this work, we employed nine different classifiers to classify normal and impaired cells, using ex-vivo measurements of sarcomere kinematics and intracellular calcium kinetics data. The cells were isolated from wild-type mice (referred to as normal) and transgenic mice expressing impaired left ventricular relaxation (referred to as impaired). We utilized sarcomere length transient data with a total of n $=$ 126 cells (n $=$ 60 normal cells and n $=$ 66 impaired cells) and intracellular calcium cycling measurements with a total of n $=$ 116 cells (n $=$ 57 normal cells and n $=$ 59 impaired cells) from normal and impaired cardiomyocytes as inputs to machine learning (ML) models for classification. We trained all ML classifiers with cross-validation method separately using both sets of input features, and compared their performance metrics. The performance of classifiers on test data showed that our soft voting classifier outperformed all other individual classifiers on both sets of input features, with 0.94 and 0.95 area under the receiver operating characteristic curves for sarcomere length transient and calcium transient, respectively, while multilayer perceptron achieved comparable scores of 0.93 and 0.95, respectively. However, the performance of decision tree, and extreme gradient boosting was found to be dependent on the set of input features used for training. Our findings highlight the importance of selecting appropriate input features and classifiers for the accurate classification of normal and impaired cells. Layer-wise relevance propagation (LRP) analysis demonstrated that the time to 50% contraction of the sarcomere had the highest relevance score for sarcomere length transient, whereas time to 50% decay of calcium had the highest relevance score for calcium transient input features. Despite the limited dataset, our study demonstrated satisfactory accuracy, suggesting that the algorithm can be used to classify relaxation behavior in cardiomyocytes when the potential relaxation impairment of the cells is unknown.
Structured reports for cardiac MRI
2022, Radiologia
El informe radiológico es la tarjeta de presentación del radiólogo en cuanto que categoriza la calidad y el buen quehacer de la profesión y es el inicio en tanto se llegue al diagnóstico y al desenlace con la solución de la enfermedad. Es necesario un buen informe en la RM cardíaca para buscar un lenguaje común y entendible con el médico que sugiere la prueba. También para que se unifique la forma de informar disponiendo de un formato con estructura homogénea y similar. Es importante no realizar únicamente un informe descriptivo, donde sólo se reflejen medidas, sino que debe tener una opinión. Por tanto, no es sólo lo que veo o mido, sino también que significa y que causa tiene.
The radiology report is the radiologist's calling card in the sense that it represents the quality and best practice of the profession; moreover, it represents the beginning of the resolution of the patient's problem in the sense that it points to the diagnosis. A good report of a cardiac MRI study must be written in terms that are helpful for the physician who requested the test. A structured report following a standard pattern is useful. It is important to go beyond a merely descriptive report that only states measurements—radiologists also need to interpret the findings and state their opinions. In other words, they need to write about not only what they see or measure, but also what these findings mean and what is causing them.
Association between ventricular filling patterns and the extent of late enhancement on magnetic resonance imaging in patients with hypertrophic cardiomyopathy
2017, Radiologia
Explorar mediante resonancia magnética cardíaca la relación entre las curvas de llenado ventricular y la extensión del realce tardío (RT) en pacientes con miocardiopatía hipertrófica.
Se incluyeron de forma retrospectiva pacientes consecutivos con sospecha y/o diagnóstico de miocardiopatía hipertrófica, y un grupo control de pacientes pareados según sexo y edad en quienes se realizó una resonancia magnética cardíaca con valoración de RT. Entre otras determinaciones, se evaluaron mediante secuencias cine: tasa de llenado pico, tiempo a la primera tasa de llenado pico y tasa de llenado pico normalizada al volumen de llenado.
De los 40 pacientes con miocardiopatía hipertrófica, 29 (73%) presentaron RT. Se evidenciaron diferencias significativas respecto a la tasa de llenado pico normalizada (RT positivo 4,9 ± 1,6, vs. RT negativo 5,8 ± 2,2, vs. control 6,3 ± 1,5, p = 0,008) y al tiempo a la tasa de llenado pico (540,6 ± 89,7 ms, vs. 505,5 ± 99,3 ms, vs. 486,9 ± 86,3 ms, p = 0,02). Al estratificar la población en tercios según la tasa de llenado pico normalizada al volumen de llenado se registraron diferencias significativas entre los grupos respecto a la edad (p = 0,002), espesor parietal medio (p = 0,036), masa miocárdica (p = 0,046) y dimensiones auriculares, mientras que no se observaron diferencias significativas respecto al RT.
En pacientes con miocardiopatía hipertrófica encontramos una asociación significativa entre patrones de llenado ventricular y edad, espesores parietales y dimensiones auriculares, mientras que no se identificó una relación significativa con la extensión del RT.
To explore the relationship between ventricular filling curves and the extent of late enhancement on cardiac magnetic resonance imaging (MRI) in patients with hypertrophic cardiomyopathy.
We retrospectively included consecutive patients with suspected and/or confirmed hypertrophic cardiomyopathy and a control group of patients matched for age and sex who underwent cardiac MRI with evaluation of late enhancement. Among other determinations, we evaluated the following parameters on cine sequences: peak filling rate, time to the first peak filling rate, and filling rate normalized to the filling volume.
Late enhancement was observed in 29 (73%) of the 40 patients with hypertrophic cardiomyopathy. The normalized peak filling rate was significantly lower in patients with late enhancement (4.9 ± 1.6 in those with hypertrophic cardiomyopathy positive for late enhancement vs. 5.8 ± 2.2 in those with hypertrophic cardiomyopathy negative for late enhancement vs. 6.3 ± 1.5 in controls, p = 0.008) and the time to peak filling was longer in patients with late enhancement (540.6 ± 89.7 ms vs. 505.5 ± 99.3 ms in those with hypertrophic cardiomyopathy negative for late enhancement vs. 486.9 ± 86.3 ms in controls, p = 0.02). When the population was stratified into three groups in function of the normalized peak filling rate, significant differences were observed among groups for age (p = 0.002), mean wall thickness (p = 0.036), and myocardial mass (p = 0.046) and atrial dimensions, whereas no significant differences with respect to late enhancement were seen.
In patients with hypertrophic cardiomyopathy, we found a significant association between ventricular filling patterns and age, wall thicknesses, and atrial dimensions, but not with the extent of late enhancement.
Detecting left ventricular impaired relaxation in cardiac MRI using moving mesh correspondences
2016, Computer Methods and Programs in Biomedicine
Citation Excerpt :
They relax the need for geometric assumptions and afford an excellent image quality. Some CMR studies relied on phase contrast for the evaluation of the diastolic function [15–18,11]. In another study, a finite element based technique is used to estimate the diastolic dysfunction using tagged CMR images [19].
Anatomical cine cardiovascular magnetic resonance (CMR) imaging is widely used to assess the systolic cardiac function because of its high soft tissue contrast. Assessment of diastolic LV function has not regularly been performed due the complex and time consuming procedures. This study presents a semi-automated assessment of the left ventricular (LV) diastolic function using anatomical short-axis cine CMR images. The proposed method is based on three main steps: (1) non-rigid registration, which yields a sequence of endocardial boundary points over the cardiac cycle based on a user-provided contour on the first frame; (2) LV volume and filling rate computations over the cardiac cycle; and (3) automated detection of the peak values of early (E) and late ventricular (A) filling waves. In 47 patients cine CMR imaging and Doppler-echocardiographic imaging were performed. CMR measurements of peak values of the E and A waves as well as the deceleration time were compared with the corresponding values obtained in Doppler-Echocardiography. For the E/A ratio the proposed algorithm for CMR yielded a Cohen's kappa measure of 0.70 and a Gwet's AC1 coefficient of 0.70. Conclusion: Semi-automated assessment of the left ventricular (LV) diastolic function using anatomical short-axis cine CMR images provides mitral inflow measurements comparable to Doppler-Echocardiography.
Left ventricular systolic function: How to understand it and analyze it
2014, Radiologia
En los estudios de resonancia magnética cardíaca, la función sistólica del ventrículo izquierdo suele calcularse automáticamente. Entender cómo se obtiene cada parámetro de la función y el por qué de las diferencias que pueden existir entre los valores obtenidos con dos técnicas, por ejemplo ecografía y resonancia magnética, es fundamental para comprenderlas e interpretarlas adecuadamente. En este artículo se detalla el análisis habitual de la función sistólica desde un punto de vista cuantitativo y cualitativo, y se explican otros métodos que no requieren un software específico. Hemos diseñado (y lo aportamos para que pueda usarse libremente) un fichero que, empleando el programa Microsoft Excel^®, permite analizar la función sistólica sencilla e intuitivamente.
In cardiac magnetic resonance imaging studies, left ventricular systolic function is usually calculated automatically. To understand and interpret parameters of left ventricular systolic function correctly, it is fundamental to understand how each parameter is obtained and why values obtained with different techniques, for example, ultrasonography and magnetic resonance imaging, can differ. This article provides details about the usual analysis of systolic function from the quantitative and qualitative points of view; it also explains other methods that do not require specific software. Moreover, we provide a file that we designed for use with Microsoft Excel^® to enable simple, intuitive analysis of systolic function. Readers can use this file freely.
On the importance of fundamental computational fluid dynamics toward a robust and reliable model of left atrial flows
2024, International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering

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Introducción

Aspectos fisiológicos de la diástole

Entidades que provocan una alteración de la función diastólica

Patrones de disfunción diastólica

Limitaciones

Doppler-tisular

Conclusión

Autoría

Conflicto de intereses

J Am Coll Cardiol

Cardiol Clin

Prog Cardiovasc Dis

Am Heart J

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J Cardiovasc Magn Reson

J Am Coll Cardiol

Am J Cardiol

J Am Coll Cardiol

J Am Coll Cardiol

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