Συγκριτική αξιολόγηση in vitro της λειτουργίας διαφόρων τύπων προσθετικών βαλβίδων μιτροειδούς με τη χρήση νεότερων απεικονιστικών τεχνικών
Authors: Μαραγιάννης Δημήτριος 
Published: September 2021

Εισαγωγή: Η ενδελεχής αναίμακτη εκτίμηση της λειτουργίας των προσθετικών βαλβίδων μιτροειδούς αποτελεί ιδιαίτερη πρόκληση για τον κλινικό καρδιολόγο. Περιγράφηκε η κατασκευή και ο λειτουργικός έλεγχος ενός κυκλώματος παλμικής ροής που αποτελείται από υλικά συμβατά με τον μαγνητικό τομογράφο για την in vitro αξιολόγηση της λειτουργίας προσθετικών βαλβίδων μιτροειδούς με σύγχρονες απεικονιστικές μεθόδους. Παρουσιάστηκε μια νέα μέθοδος υπολογισμού της λειτουργικής επιφάνειας στομίου βασιζόμενη σε δεδομένα με τις ακολουθίες παλμών phase contrast και με την μέθοδο 4D Flow MRI. Η αποτελεσματικότητα των νέων αυτών μεθόδων συγκρίθηκε με την Doppler μέθοδο και με in vitro μεθόδους αναφοράς. Μέθοδοι: Τρεις φυσιολογικά λειτουργούσες προσθετικές βαλβίδες μιτροειδούς, δύο βιοπροσθετικές βαλβίδες Medtronic Mosaic και Hancock II, μεγέθη 31 mm, και μία μηχανική βαλβίδα Open Pivot, μέγεθος 31 mm, αντίστοιχα, τοποθετήθηκαν διαδοχικά στον ειδικά διαμορφωμένο θάλαμο απεικόνισης του πειραματικού μοντέλου και ακολούθησε απεικόνισή τους με την φασματική Doppler υπερηχοκαρδιογραφία, την τρισδιάστατη υπερηχοκαρδιογραφία με το έγχρωμο Doppler καθώς και με την μαγνητική τομογραφία καρδιάς, χρησιμοποιώντας τρία σενάρια διαστολικού όγκου ροής (70, 90, 110 ml/παλμό) στην καρδιακή συχνότητα των 70 παλμών/λεπτό (bpm). Mετρήθηκαν η διαστολική επιφάνεια στομίου ροής με τις μεθόδους Doppler (Doppler-EOA), τρισδιάστατη υπερηχοκαρδιογραφία με το έγχρωμο Doppler (3D-CDOA) και μαγνητική τομογραφία καρδιάς με την μέθοδο της πλανημέτρησης με τις ακολουθίες παλμών SSFP (ΑOA) και τις ακολουθίες παλμών phase contrast (PC-MROA), σε όλες τις συνθήκες ροής και για τους τρεις τύπους βαλβίδων, και ακολούθησε συγκριτική αξιολόγηση. Στην συνέχεια, τέσσερεις φυσιολογικά λειτουργούσες βιοπροσθετικές βαλβίδες (μεγέθη 27, 29, 31, 33 mm) και τέσσερεις βιοπροσθετικές βαλβίδες με στένωση (μεγέθη 27 και 29 mm, με ήπια και με σημαντική στένωση, αντίστοιχα) εκτιμήθηκαν αρχικά με την φασματική Doppler υπερηχοκαρδιογραφία και ακολούθως με απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού, χρησιμοποιώντας τα ίδια τρία σενάρια όγκου διαστολικής ροής ανά παλμό (70, 90, 110 ml/παλμό) στην καρδιακή συχνότητα των 70 παλμών/λεπτό (bpm). Υπολογίστηκε η επιφάνεια λειτουργικού στομίου χρησιμοποιώντας τις ακολουθίες παλμών phase contrast (PC-EOA) με διαίρεση του διαστολικού όγκου ροής με το υπολογιζόμενο PC-TVI. Τέλος, τέσσερεις προς μελέτη φυσιολογικά λειτουργούσες βιοπροσθετικές βαλβίδες (μεγέθη 27, 29, 31, 33 mm, αντίστοιχα) αξιολογήθηκαν με απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού μελέτης ροής τεσσάρων διαστάσεων (4D Flow MRI), χρησιμοποιώντας όμοια σενάρια όγκου διαστολικής ροής (70, 90, 110 ml/παλμό) στην καρδιακή συχνότητα των 70 παλμών/λεπτό (bpm). Υπολογίστηκε η επιφάνεια λειτουργικού στομίου 4D Flow-EOA με διαίρεση του διαστολικού όγκου ροής με το υπολογιζόμενο 4D Flow-TVI. Συγκρίθηκαν οι PC-EOA, 4D Flow-EOA με την επιφάνεια λειτουργικού στομίου, που είχε υπολογιστεί με την Doppler υπερηχοκαρδιογραφία. Αποτελέσματα: Οι μετρήσεις του διαστολικού όγκου ροής (DFV) με τις ακολουθίες παλμών phase contrast έδειξαν στατιστικά σημαντική συσχέτιση (r = 0,99, p < 0,0001) κατά την σύγκρισή τους με τις μετρήσεις από τα υψηλής ακρίβειας ροόμετρα, για όλους τους τύπους βαλβίδων και όλες τις συνθήκες ροής. Η μελέτη ανάλυσης διακύμανσης, two way ANOVA, έδειξε ότι οι μετρήσεις της διαστολικής επιφάνειας στομίου 3D-CDOA, ΑOA και PC-MROA με την χρήση των απεικονιστικών μεθόδων δεν παρουσίασαν στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ τους (p = NS), ωστόσο η λειτουργική επιφάνεια στομίου με την Doppler μέθοδο ήταν μικρότερη από τις μετρήσεις που προέκυψαν με τις cine MRI, PC-CMR ή την τρισδιάστατη υπερηχοκαρδιογραφία με το έγχρωμο Doppler (p < 0,001). Η μέγιστη διαστολική ταχύτητα ροής και το ολοκλήρωμα των στιγμιαίων μέγιστων ταχυτήτων διαστολικής ροής - χρόνου (TVI) με την μέθοδο PC-CMR έδειξαν πολύ καλή συσχέτιση με τις τιμές από το συνεχές Doppler (r = 0,99, p < 0,001 και r = 0,99, p < 0,001, αντίστοιχα). Κατά την σύγκρισή της με την επιφάνεια λειτουργικού στομίου Doppler-EOΑ, η επιφάνεια λειτουργικού στομίου PC-EOA έδειξε στατιστικά σημαντική συσχέτιση (r = 0,99, p < 0,001), με την τελευταία (PC-EOA) να παρουσιάζει τιμές λίγο μεγαλύτερες σε σχέση με αυτή του Doppler-EOA (bias 0,13 cm2), με διάστημα εμπιστοσύνης 95%, που κυμαινόταν μεταξύ -0,2 και 0,5 cm2 με την ανάλυση Bland – Altman. Η επιφάνεια λειτουργικού στομίου βάσει του υπολογισμού της με την 4D Flow MRI ανέδειξε στατιστικά σημαντική συσχέτιση προς τον αντίστοιχο υπολογισμό της με την μέθοδο Doppler (r = 0,985, p < 0,001), και η μέση διαφορά που προέκυψε μεταξύ των δύο μεθόδων ήταν -0,1 ± 0,05 cm2. Το υπολογιζόμενο TVI συσχετίστηκε άριστα με το αντίστοιχο υπολογιζόμενο βάσει της μεθόδου Doppler-TVI (r = 0,99, p < 0,001 και μέση διαφορά 3,2 ± 1,97 cm).Συμπεράσματα: Με την δημιουργία του κυκλώματος παλμικής ροής διερευνήθηκαν και καθορίστηκαν οι επιμέρους περιπτώσεις κατά τις οποίες μια συγκεκριμένη αναίμακτη απεικονιστική μέθοδος υπερέχει ή παρουσιάζει αδυναμίες έναντι άλλων για την εκτίμηση των προσθετικών βαλβίδων μιτροειδούς. Έγινε περιγραφή μιας νέας μεθόδου για την αξιολόγηση των προσθετικών βαλβίδων μιτροειδούς, η οποία βασίστηκε σε μετρήσεις του διαβαλβιδικού όγκου ροής και του ολοκληρώματος των ταχυτήτων ροής - χρόνου που προήλθαν από τις ακολουθίες παλμών phase contrast. Ο υπολογισμός της επιφάνειας του λειτουργικού στομίου με τις ακολουθίες παλμών phase contrast αποδείχθηκε ακριβής για την εκτίμηση των βιοπροσθετικών βαλβίδων μιτροειδούς, τόσο αυτών με φυσιολογική λειτουργία όσο και αυτών με στένωση, και συνεπώς αναδείχθηκε μια σημαντική νέα παράμετρος αξιολόγησης της λειτουργίας των βαλβίδων όταν η μέθοδος Doppler δεν είναι αξιόπιστη ή όταν παρουσιάζονται τεχνικές δυσκολίες κατά την απεικόνιση. Ο υπολογισμός της επιφάνειας του λειτουργικού στομίου με την 4D Flow MRI έδειξε υψηλή συμφωνία με τις μετρήσεις της Doppler μεθόδου, καταδεικνύοντας την δυνατότητα της 4D Flow MRI στην εκτίμηση της λειτουργίας των βιοπροσθετικών βαλβίδων μιτροειδούς.