JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicine

관상 동맥 미세혈관 기능 장애의 비침습적 평가를 위한 혈관 활성 호흡 기동을 사용한 산소 민감성 심장 MRI

Published: August 17, 2022
doi:
10.3791/64149
, ,
1Faculty of Medicine and Health Sciences,McGill University, 2Faulty of Medicine and Dentistry,University of Alberta, 3Departments of Medicine and Diagnostic Radiology,McGill University

Summary

혈관 활성 호흡 조작과 결합된 산소 민감성 심장 자기 공명 영상에 의한 미세혈관 기능 평가는 생체 내 심근 산소화의 급격한 동적 변화를 평가할 수 있는 능력에서 독보적이며, 따라서 관상 동맥 혈관 기능에 매우 중요한 진단 기법이 될 수 있습니다.

Abstract

산소 민감성 심장 자기 공명 영상(OS-CMR)은 조직 조영제의 내인성 소스로 디옥시헤모글로빈의 고유한 상자성 특성을 사용하는 진단 기술입니다. OS-CMR은 표준화된 혈관 활성 호흡 조작(과호흡 및 무호흡)과 함께 강력한 비약물적 혈관 운동 자극으로 사용되어 심근 산소 공급의 변화를 모니터링할 수 있습니다. 심장 주기 동안 및 혈관 활성 기동 전반에 걸쳐 이러한 변화를 정량화하면 관상 동맥 거대 혈관 및 미세 혈관 기능에 대한 마커를 제공할 수 있으므로 외인성, 정맥 내 조영제 또는 약리학적 스트레스 작용제의 필요성을 피할 수 있습니다.

OS-CMR은 혈액 산소화에 대한 T2* 가중 이미지의 잘 알려진 감도를 사용합니다. 수정된 표준 SSFP(Clinical Steady-State Free Precession) 시네 시퀀스를 사용하여 모든 심장 MRI 스캐너에서 산소 공급에 민감한 이미지를 획득할 수 있으므로 이 기술은 공급업체에 구애받지 않고 쉽게 구현할 수 있습니다. 혈관 활성 호흡 기동으로 우리는 120초의 자유 호흡, 60초의 페이스 과호흡, 최소 30초의 호기 호흡 참기로 구성된 4분 호흡 프로토콜을 적용합니다. 이 기동에 대한 심근 조직 산소화의 지역 및 전체 반응은 신호 강도 변화를 추적하여 평가할 수 있습니다. 호흡 유도 심근 산소 예비력(B-MORE)이라고 하는 과호흡 후 숨 참기의 초기 30초 동안의 변화는 건강한 사람과 다양한 병리학에서 연구되었습니다. 혈관 활성 조작으로 산소에 민감한 CMR 스캔을 수행하기 위한 자세한 프로토콜이 제공됩니다.

폐쇄성 관상동맥 협착증(INOCA)이 없는 유도성 허혈, 박출률이 보존된 심부전(HFpEF) 또는 심장 이식 후 미세혈관 기능 장애와 같이 아직 완전히 이해되지 않은 상태에서 미세혈관 기능 장애가 있는 환자에서 입증된 바와 같이, 이 접근법은 관상동맥 혈관 기능에 대한 독특하고 임상적으로 중요하며 보완적인 정보를 제공합니다.

Introduction

산소화에 민감한 심장 자기 공명 영상(OS-CMR)은 MR 조영제의 내인성 소스로 디옥시헤모글로빈의 고유한 상자성 특성을 사용합니다 1,2,3. 강력한 비약물적 혈관 운동 자극제로서 표준화된 혈관 활성 호흡 조작(과호흡 및 무호흡)과 함께 사용되는 OS-CMR은 혈관 기능의 표지자로서 심근 산소화의 변화를 모니터링할 수 있으므로 외인성, 정맥 조영제 또는 약리학적 스트레스 제제의 필요성을 피할 수 있습니다 4,5,6.

숨 참기 및 과호흡을 포함한 호흡 조작은 혈관 운동을 변화시키는 매우 효과적인 혈관 활성 조치이며, 안전성과 단순성으로 인해 진단 절차의 일부로 제어된 내피 의존성 혈관 운동에 이상적입니다. 연구에 따르면 과호흡과 후속 호흡 참기를 결합할 때 추가 효과가 있는 것으로 나타났습니다4,7, 이러한 프로토콜 동안 혈관 수축(관련 혈액 이산화탄소 감소를 통해) 후 혈관 확장(혈액 이산화탄소 증가)이 뒤따릅니다. 따라서 건강한 혈관계는 심근 혈류의 강력한 증가와 함께 혈관 수축에서 혈관 확장에 이르기까지 전체 범위로 전환되며, 이는 다시 심근 산소 공급을 증가시켜 OS-CMR 이미지에서 관찰 가능한 신호 강도를 증가시킵니다. 또한 획득을 위해 cine 이미지를 사용하면 아데노신 주입과 비교할 때 더 나은 신호 대 잡음비로 심장 위상 분해 결과를 얻을 수 있습니다8.

호흡 조작은 관상 동맥 혈관 기능을 평가하는 데 사용할 수 있는 혈관 활성 변화를 유도하기 위한 약리학적 스트레스 인자를 대체할 수 있습니다. 이는 환자의 위험, 물류 노력 및 관련 비용을 줄일 뿐만 아니라 임상적으로 더 의미 있는 결과를 제공하는 데 도움이 됩니다. 아데노신과 같은 약리학적 스트레스 물질은 내피 의존성 반응을 유발하여 내피 기능 자체를 반영합니다. 지금까지 내피 기능에 대한 이러한 특이적 평가는 내피 의존성 혈관 확장제로서 아세틸콜린의 관상동맥 내 투여에 의해서만 가능했습니다. 그러나 이 시술은 매우 침습적이어서(2,9) 거의 시행되지 않는다.

직접적인 바이오마커에 대한 접근이 부족하기 때문에 여러 진단 기술은 외인성 조영제의 조직 흡수와 같은 대리 마커를 사용했습니다. 하나 또는 두 개의 정맥 주사 액세스 라인의 필요성, 중증 신장 질환 또는 방실 차단과 같은 금기 사항, 잠재적으로 심각한 부작용 관리 교육을 받은 직원의 물리적 존재의 필요성에 의해 제한됩니다10,11. 그러나 현재 관상동맥 기능 영상의 가장 중요한 한계는 대리표지자로서의 심근 관류가 혈관 기능 장애의 가장 중요한 다운스트림 결과인 심근 조직 산소화를 반영하지 않는다는 점이다2.

혈관 활성 호흡 기동을 통한 OS-CMR은 건강한 개인, 관상 동맥 질환(CAD) 환자의 대혈관 질환, 폐쇄성 수면 무호흡증(OSA) 환자의 미세혈관 기능 장애, 폐쇄성 수면 무호흡증(OSA), 폐쇄성 관상동맥 협착증(INOCA), 심장 이식 후 폐쇄성 관상동맥 협착증이 없는 허혈, 박출률이 보존된 심부전(HFpEF)4을 포함한 다양한 시나리오에서 혈관 기능을 평가하는 데 활용되었습니다. 7,12,13,14,15,16입니다. CAD 모집단에서, OS-CMR에서 유래한 호흡 유도 심근 산소화 예비력(B-MORE)에 대한 프로토콜은 심각한 협착증이 있는 관상동맥에 의해 관류되는 심근 영역에서 손상된 산소화 반응을 식별하는 데 안전하고 실현 가능하며 민감한 것으로 입증되었습니다13.

미세혈관 기능 장애에서 OS-CMR은 폐쇄성 수면 무호흡증 환자에서 지연된 심근 산소화 반응을 보여주었고, HFpEF 환자와 심장 이식 후 무딘 B-MORE가 발견되었다12,14,16. INOCA를 앓고 있는 여성의 경우, 호흡 조작이 비정상적으로 이질적인 심근 산소화 반응을 일으켜 OS-CMR15의 높은 공간 분해능의 이점을 강조합니다. 이 논문은 혈관 활성 호흡 조작으로 OS-CMR을 수행하기 위한 이론적 근거와 방법론을 검토하고 특히 내피 기능 장애와 관련된 미세혈관 기능 장애가 있는 환자 집단의 혈관 병태생리학 평가에서 OS-CMR의 임상적 유용성에 대해 논의합니다.

호흡 강화 산소 민감 MRI의 생리학적 맥락
정상적인 생리적 조건에서 산소 요구량의 증가는 혈류량 증가를 통한 산소 공급의 증가와 일치하여 국소 디옥시헤모글로빈 농도의 변화가 없습니다. 대조적으로, 유도된 혈관 확장은 산소 요구량의 변화 없이 산소가 공급된 혈액의 “과도한” 유입을 초래합니다. 결과적으로, 더 많은 조직 헤모글로빈에 산소가 공급되고, 따라서 디옥시헤모글로빈이 적어지고, OS-CMR 신호 강도가 상대적으로 증가한다 4,17. 혈관 기능이 저하되면 심근 혈류를 증가시키기 위해 변화된 신진대사 요구나 자극에 적절하게 반응할 수 없습니다.

혈관 수축을 유발하는 과호흡 속도 또는 이산화탄소 매개 혈관 확장을 유도하는 긴 호흡 참기와 같이 혈관 운동을 유도하는 자극의 설정에서 손상된 혈관 운동 활동은 다른 영역에 비해 국소 디옥시헤모글로빈 농도의 상대적 증가를 초래하고 결과적으로 OS-CMR 신호 강도의 변화를 감소시킵니다. 유발성 허혈의 설정에서, 손상된 혈관 기능은 심외막 관상동맥 협착증이 없는 경우에도 심근 혈류의 국소적 증가에 의해 충족되지 않는 국소 수요 증가를 초래할 것입니다. OS-CMR 이미지에서 디옥시헤모글로빈 농도의 순 국소 증가는 국소 신호 강도 2,18,19,20의 감소로 이어집니다.

관상동맥 미세혈관 기능 장애 환자에서 내피 의존성 및 비의존성 혈관 확장제(아데노신 포함)에 대한 반응으로 약화된 혈관 평활근 이완이 입증되었습니다 21,22,23,24,25,26,27. 내피 독립적 기능 장애는 미세혈관 비대 또는 주변 심근 병리로 인한 구조적 이상으로 인해 발생하는 것으로 생각됩니다. 대조적으로, 내피 기능 장애는 부적절한 혈관 수축 및 손상된(내피 의존성) 혈관 이완을 초래하며, 이는 전형적으로 혈관 벽에서 산화질소 생체 활성의 손실에 의해 야기된다(21,28). 내피 기능 장애는 고콜레스테롤혈증, 고혈압, 당뇨병, CAD, 폐쇄성 수면 무호흡증, INOCA 및 HF 23,24,28,29,30,31,32를 포함한 여러 심혈관 질환의 발병과 관련이 있습니다. 사실, 내피 기능 장애는 관상동맥 죽상동맥경화증의 가장 초기 증상이다33. 내피 기능의 이미징은 심혈관 질환 상태 23,29,30,31,34,35에서 심오한 예후를 나타내는 심혈관 부작용 및 장기 결과의 중요한 예측 인자로서의 역할을 감안할 때 매우 강력한 잠재력을 가지고 있습니다.

관류 영상과 달리, 과호흡 후 숨 참기 동안 심근 산소화의 상대적 증가로 정의되는 호흡 유도 심근 산소화 예비력(B-MORE)은 이러한 혈관 활성 유발 요인이 전역 또는 지역 산소화 자체에 미치는 결과를 시각화할 수 있습니다 2,36. 따라서 혈관 기능의 정확한 다운스트림 마커로서, B-MORE는 혈관 기능 장애뿐만 아니라 실제 유도성 허혈도 식별할 수 있으며, 이는 더 심각한 국소 관류 또는 산소화 문제를 나타낸다18,19,37. 이는 OS-CMR이 심근 조직의 상당 부분을 차지하는 심근의 모세관계에 풍부한 탈산소화된 헤모글로빈의 상대적 감소를 시각화하는 능력을 통해 달성된다(24).

OS-CMR 시퀀스
OS-CMR 영상에 사용되는 자기공명영상(MRI) 시퀀스는 두 개의 단축 슬라이스에서 획득된 전향적 게이트, 수정, 균형, 정상 상태, 자유 세차운동(bSSFP) 시퀀스입니다. 이 bSSFP 염기서열은 심장 MRI를 수행하는 모든 MRI 스캐너에서 사용할 수 있는(수정 가능한) 표준 임상 염기서열로, 이 기술은 공급업체에 구애받지 않고 쉽게 구현할 수 있습니다. 일반 bSSFP 시네 시퀀스에서 에코 시간, 반복 시간 및 플립 각도를 수정하여 결과 신호 강도를 BOLD 효과에 민감하게 하여 산소화에 민감한 시퀀스를 생성합니다. T2-준비된 bSSFP 판독인 이 접근법은 BOLD 이미징(38)에 사용된 이전의 그래디언트 에코 기술과 비교할 때 더 높은 신호 대 노이즈 비율, 더 높은 이미지 품질 및 더 빠른 스캔 시간으로 산소화에 민감한 이미지를 획득하는 데 적합한 것으로 이전에 나타났습니다. 이 접근법으로 호흡 강화 OS-CMR을 수행하면 매우 경미한 부작용과 함께 적용할 수 있습니다(표 1). 주목할 점은 참가자의 90% 이상이 충분히 긴 호흡 참기 시간 4,12,13,16으로 이 프로토콜을 완료한다는 것입니다.

Protocol

혈관 활성 호흡 조작과 함께 OS-CMR을 사용하는 모든 MRI 스캔은 현지 기관 지침에 따라 수행해야 합니다. 아래에 요약된 프로토콜은 여러 기관 인간 연구 윤리 위원회에서 승인한 연구에서 사용되었습니다. 이 프로토콜과 원고에 설명된 모든 인간 참가자 데이터 및 결과에 대해 서면 동의를 얻었습니다. 1. 광범위한 개요 관심 있는 연구 모집단에 따라 포함 ?…

Representative Results

B-MORE 해석혈관 활성 호흡 기동과 함께 OS-CMR을 활용한 이전에 발표된 연구에서, 전체 또는 지역 B-MORE는 호흡 참기의 첫 번째 수축기 말단 이미지를 15초, 30초, 45초 등에 가장 가까운 수축기 말기 이미지와 비교하여 계산되었습니다. 심장 주기의 수축기 말기는 여러 가지 이유로 선택되었습니다. 수축기 말기 영상은 판독기 간에 식별되는 가장 일관된 단계로, 심근에 가장 많은 수의 ?…

Discussion

이미 확립된 연구 또는 임상 MRI 프로토콜에 표준화된 혈관 활성 호흡 조작을 통한 OS-CMR 획득을 추가하면 전체 스캔에 시간이 거의 추가되지 않습니다. 이 짧은 추가를 통해 근본적인 거대 및 미세 혈관 기능에 대한 정보를 얻을 수 있습니다(그림 2). 내피 기능 장애의 중요한 결과는 혈관이 생리적 자극에 반응할 수 없다는 것인데, 이는 심장의 비정상적인 흐름 매개 이완을 ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 논문 및 방법론 검토는 McGill University Health Centre의 Courtois CMR Research Group 전체 팀에 의해 가능했습니다. 이 원고에 대한 참가자의 스캔과 피드백에 대해 MRI 기술자인 Maggie Leo와 Sylvie Gelineau에게 특별한 감사를 드립니다.

Materials

balanced SSFP MRI sequence Any To modify to create the OS-CMR sequence
DICOM/ Imaging Viewer Any Best if the viewer has the ability for quantitative measurements (i.e., Area19 prototype software)
Magnetic Resonance Imaging scanner Any 3 Tesla or 1.5 Tesla
Metronome Any Set to 30 breaths per minute. To use if manually communicating breathing maneuver instructions to participants.
Speaker system Any To communicate breathing maneuver instrucitons to participants through
Stopwatch Any To use if manually communicating breathing maneuver instructions to participants
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ogawa, S., Lee, T. M., Kay, A. R., Tank, D. W. Brain magnetic resonance imaging with contrast dependent on blood oxygenation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 87 (24), 9868-9872 (1990).
  2. Friedrich, M. G., Karamitsos, T. D. Oxygenation-sensitive cardiovascular magnetic resonance. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 15, 43 (2013).
  3. Guensch, D. P., et al. The blood oxygen level dependent (BOLD) effect of in-vitro myoglobin and hemoglobin. Scientific Reports. 11 (1), 11464 (2021).
  4. Guensch, D. P., et al. Breathing manoeuvre-dependent changes in myocardial oxygenation in healthy humans. European Heart Journal – Cardiovascular Imaging. 15 (4), 409-414 (2014).
  5. Fischer, K., Guensch, D. P., Shie, N., Lebel, J., Friedrich, M. G. Breathing maneuvers as a vasoactive stimulus for detecting inducible myocardial ischemia – An experimental cardiovascular magnetic resonance study. PloS One. 11 (10), 0164524 (2016).
  6. Friedrich, M. G. Tracking myocardial oxygenation over a breath hold with blood oxygen level−dependent MRI: A radically different approach to study ischemia. Radiology. 294 (3), 546-547 (2020).
  7. Teixeira, T., Nadeshalingam, G., Fischer, K., Marcotte, F., Friedrich, M. G. Breathing maneuvers as a coronary vasodilator for myocardial perfusion imaging. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 44 (4), 947-955 (2016).
  8. Fischer, K., Guensch, D. P., Friedrich, M. G. Response of myocardial oxygenation to breathing manoeuvres and adenosine infusion. European Heart Journal Cardiovascular Imaging. 16 (4), 395-401 (2015).
  9. Ong, P., Athanasiadis, A., Sechtem, U. Intracoronary acetylcholine provocation testing for assessment of coronary vasomotor disorders. Journal of Visualized Experiments. (114), e54295 (2016).
  10. Voigtländer, T., et al. The adverse events and hemodynamic effects of adenosine-based cardiac MRI. Korean Journal of Radiology. 12 (4), 424-430 (2011).
  11. Tsang, K. H., Chan, W. S. W., Shiu, C. K., Chan, M. K. The safety and tolerability of adenosine as a pharmacological stressor in stress perfusion cardiac magnetic resonance imaging in the Chinese population. Hong Kong Medical Journal. 21 (6), 524-527 (2015).
  12. Roubille, F., Fischer, K., Guensch, D. P., Tardif, J. -. C., Friedrich, M. G. Impact of hyperventilation and apnea on myocardial oxygenation in patients with obstructive sleep apnea – An oxygenation-sensitive CMR study. Journal of Cardiology. 69 (2), 489-494 (2017).
  13. Fischer, K., et al. Feasibility of cardiovascular magnetic resonance to detect oxygenation deficits in patients with multi-vessel coronary artery disease triggered by breathing maneuvers. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 20 (1), 31 (2018).
  14. Iannino, N., et al. Myocardial vascular function assessed by dynamic oxygenation-sensitive cardiac magnetic resonance imaging long-term following cardiac transplantation. Transplantation. 105 (6), 1347-1355 (2021).
  15. Elharram, M., et al. Regional heterogeneity in the coronary vascular response in women with chest pain and nonobstructive coronary artery disease. Circulation. 143 (7), 764-766 (2021).
  16. Fischer, K., et al. Insights into myocardial oxygenation and cardiovascular magnetic resonance tissue biomarkers in heart failure with preserved ejection fraction. Circulation: Heart Failure. 15 (4), 008903 (2022).
  17. Li, D., Dhawale, P., Rubin, P. J., Haacke, E. M., Gropler, R. J. Myocardial signal response to dipyridamole and dobutamine: demonstration of the BOLD effect using a double-echo gradient-echo sequence. Magnetic Resonance in Medicine. 36 (1), 16-20 (1996).
  18. Arnold, J. R., et al. Myocardial oxygenation in coronary artery disease: insights from blood oxygen level-dependent magnetic resonance imaging at 3 tesla. Journal of the American College of Cardiology. 59 (22), 1954-1964 (2012).
  19. Karamitsos, T. D., et al. Relationship between regional myocardial oxygenation and perfusion in patients with coronary artery disease: Insights from cardiovascular magnetic resonance and positron emission tomography. Circulation: Cardiovascular Imaging. 3 (1), 32-40 (2010).
  20. Friedrich, M. G., Niendorf, T., Schulz-Menger, J., Gross, C. M., Dietz, R. Blood oxygen level-dependent magnetic resonance imaging in patients with stress-induced angina. Circulation. 108 (18), 2219-2223 (2003).
  21. Cai, H., Harrison, D. G. Endothelial dysfunction in cardiovascular diseases: The role of oxidant stress. Circulation Research. 87 (10), 840-844 (2000).
  22. Kothawade, K., Bairey Merz, C. N. Microvascular coronary dysfunction in women: Pathophysiology, diagnosis, and management. Current Problems in Cardiology. 36 (8), 291-318 (2011).
  23. Gimbrone, M. A., García-Cardeña, G. Endothelial cell dysfunction and the pathobiology of atherosclerosis. Circulation Research. 118 (4), 620-636 (2016).
  24. Vancheri, F., Longo, G., Vancheri, S., Henein, M. Coronary microvascular dysfunction. Journal of Clinical Medicine. 9 (9), 2880 (2020).
  25. Camici, P. G., Crea, F. Coronary microvascular dysfunction. The New England Journal of Medicine. 356 (8), 830-840 (2007).
  26. Ford, T. J., et al. Assessment of vascular dysfunction in patients without obstructive coronary artery disease: Why, how, and when. JACC: Cardiovascular Interventions. 13 (16), 1847-1864 (2020).
  27. Taqueti, V. R., Di Carli, M. F. Coronary microvascular disease pathogenic mechanisms and therapeutic options: JACC state-of-the-art review. Journal of the American College of Cardiology. 72 (21), 2625-2641 (2018).
  28. Budhiraja, R., Parthasarathy, S., Quan, S. F. Endothelial dysfunction in obstructive sleep apnea. Journal of Clinical Sleep Medicine. 3 (4), 409-415 (2007).
  29. Sena, C. M., Pereira, A. M., Seiça, R. Endothelial dysfunction – A major mediator of diabetic vascular disease. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Molecular Basis of Disease. 1832 (12), 2216-2231 (2013).
  30. Vanhoutte, P. M., Shimokawa, H., Feletou, M., Tang, E. H. C. Endothelial dysfunction and vascular disease – A 30th anniversary update. Acta Physiologica. 219 (1), 22-96 (2017).
  31. Juni, R. P., Duckers, H. J., Vanhoutte, P. M., Virmani, R., Moens, A. L. Oxidative stress and pathological changes after coronary artery interventions. Journal of the American College of Cardiology. 61 (14), 1471-1481 (2013).
  32. Simsek, E. C., et al. Endothelial dysfunction in patients with myocardial ischemia or infarction and nonobstructive coronary arteries. Journal of Clinical Ultrasound. 49 (4), 334-340 (2021).
  33. Stillman, A. E., et al. Imaging the myocardial ischemic cascade. The International Journal of Cardiovascular Imaging. 34 (8), 1249-1263 (2018).
  34. Fischer, D., et al. Endothelial dysfunction in patients with chronic heart failure is independently associated with increased incidence of hospitalization, cardiac transplantation, or death. European Heart Journal. 26 (1), 65-69 (2005).
  35. Hurst, T., Olson, T. H., Olson, L. E., Appleton, C. P. Cardiac syndrome X and endothelial dysfunction: New concepts in prognosis and treatment. The American Journal of Medicine. 119 (7), 560-566 (2006).
  36. Bauer, W. R., et al. Theory of the BOLD effect in the capillary region: An analytical approach for the determination of T*2 in the capillary network of myocardium. Magnetic Resonance in Medicine. 41 (1), 51-62 (1999).
  37. Manka, R., et al. BOLD cardiovascular magnetic resonance at 3.0 tesla in myocardial ischemia. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 12 (1), 54 (2010).
  38. Dharmakumar, R., Qi, X., Hong, J., Wright, G. A. Detecting microcirculatory changes in blood oxygen state with steady-state free precession imaging. Magnetic Resonance in Medicine. 55 (6), 1372-1380 (2006).
  39. Kramer, C. M., et al. Standardized cardiovascular magnetic resonance imaging (CMR) protocols: 2020 update. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 22 (1), 17 (2020).
  40. Expert Panel on MR Safety et al. ACR guidance document on MR safe practices: 2013. Journal of Magnetic Resonance Imaging: JMRI. 37 (3), 501-530 (2013).
  41. Macey, P. M., Kumar, R., Ogren, J. A., Woo, M. A., Harper, R. M. Global brain blood-oxygen level responses to autonomic challenges in obstructive sleep apnea. PLoS One. 9 (8), 105261 (2014).
  42. Cerqueira, M. D., et al. Standardized myocardial segmentation and nomenclature for tomographic imaging of the heart. Circulation. 105 (4), 539-542 (2002).
  43. Hayoz, D., et al. Flow-mediated arterial dilation is abnormal in congestive heart failure. Circulation. 87 (6), 92-96 (1993).
  44. Hillier, E., Friedrich, M. G. The potential of oxygenation-sensitive CMR in heart failure. Current Heart Failure Reports. 18 (5), 304-314 (2021).
  45. Hawkins, S. M., et al. Hyperventilation-induced heart rate response as a potential marker for cardiovascular disease. Scientific Reports. 9 (1), 17887 (2019).
  46. Dass, S., et al. No evidence of myocardial oxygen deprivation in nonischemic heart failure. Circulation: Heart Failure. 8 (6), 1088-1093 (2015).
  47. Endemann, D. H., Schiffrin, E. L. Endothelial dysfunction. Journal of the American Society of Nephrology. 15 (8), 1983-1992 (2004).
  48. Costanzo, M. R., et al. The International Society of Heart and Lung Transplantation Guidelines for the care of heart transplant recipients. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 29 (8), 914-956 (2010).
  49. Lanza, G. A. Cardiac syndrome X: A critical overview and future perspectives. Heart. 93 (2), 159-166 (2007).
  50. Gould, K. L., Johnson, N. P. Coronary physiology beyond coronary flow reserve in microvascular angina: JACC state-of-the-art review. Journal of the American College of Cardiology. 72 (21), 2642-2662 (2018).
  51. Guensch, D. P., Nadeshalingam, G., Fischer, K., Stalder, A. F., Friedrich, M. G. The impact of hematocrit on oxygenation-sensitive cardiovascular magnetic resonance. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 18 (1), 42 (2016).
  52. Dharmakumar, R., et al. Assessment of regional myocardial oxygenation changes in the presence of coronary artery stenosis with balanced SSFP imaging at 3.0T: Theory and experimental evaluation in canines. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 27 (5), 1037-1045 (2008).
  53. Hillier, E., Benovoy, M., Friedrich, M. A fully automated post-processing tool identifies a reduced global myocardial oxygenation reserve in patients with ischemia and no obstructive coronary artery stenosis when compared to patients with significant CAD. SCMR 25th Annual Scientific Sessions. , (2022).

Tags

Keywords: Oxygenation-sensitive Cardiac MRIVasoactive Breathing ManeuversCoronary Microvascular DysfunctionEndogenous Contrast AgentDeoxyhemoglobinNon-coronary IschemiaHyperventilationBreath HoldBreathing ManeuverBSSFP Sequence
check_url/64149?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Hillier, E., Covone, J., Friedrich, M. G. Oxygenation-sensitive Cardiac MRI with Vasoactive Breathing Maneuvers for the Non-invasive Assessment of Coronary Microvascular Dysfunction. J. Vis. Exp. (186), e64149, doi:10.3791/64149 (2022).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image