Orak hücre anemili hastalarda miyokardiyal fibrozisin ve kardiyak fonksiyonların mrg ile degerlendirilmesi
Assessment of myocardial fibrosis and cardiac function in patients with sickle cell anemia using cardiac mri
Yazar: SERHAT BAŞARAN
Danışman: PROF. DR. KAAN ESEN
Mersin Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Radyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine

Özet:
Orak Hücre Anemili Hastalarda Miyokardiyal Fibrozisin ve Kardiyak Fonksiyonların MRG İle Degerlendirilmesi
Orak hücre anemisi (OHA) vasküler mikroçevredeki çeşitli stres faktörlerinin etkisiyle sferik ve rijit bir hal alan anormal hemoglobin (HbS)'e sahip eritrositler ile karakterize otozomal resesif geçişli genetik bir hastalıktır. Kronik hemoliz ve birçok organda tekrarlayan iskemi-reperfüzyon hasarı hastalığın temel patofizyolojisini oluşturmaktadır. OHA ilişkili kardiyak hastalık ise genç erişkinlerde mortalite ve morbiditenin en önemli sebeplerindendir. Tekrarlayan mikrovasküler oklüzyonlar iskemi ve miyokardiyal fibrozis ile sonuçlanır. Kronik anemi; kronik artmış kalp debisine, ventriküler duvar stresine ve dilatasyona yol açar. Kronik inflamasyon ve buna bağlı biyokimyasal süreçler miyokardiyal fibrozis ve kardiyak fonksiyonlarda bozulmaya katkıda bulunur. Tanımlandığı şekliye intrinsik ve ekstrinsik faktörler diyastolik disfonksiyonla sonuçlanır. Bunun yanında benzer şekilde vazooklüzyon sonucu ortaya çıkan iskemi-sekestrasyon gibi süreçler, kronik hemoliz ya da tedavi sürecinin bir sonucu olarak ortaya çıkan demir birikimi karaciğer fibrozisi ile sonuçlanabilmektedir.
Bu çalışmada OHA'lı hastalarda miyokardiyal fibrozisi ve karaciğer parankim anormalliklerini haritalama teknikleri ile tespit etmeyi ve transmitral akım ile kardiyak fonksiyonları değerlendirmeyi amaçladık. Otuz iki orak hücre hastası ve 12 sağlıklı gönüllü prospektif olarak değerlendirildi. Hasta grupta native T1-T2 ve post-kontrast T1 harita görüntüler ile hem hasta hem kontrol grupta native T1-T2-T2* haritalar oluşturuldu. Ayrıca diyastolik disfonksiyonu değerlendirmek amacıyla transmitral akım eğrileri elde edildi ve sol atriyum hacim ölçümleri yapıldı.
Hasta ve kontrol gruplarında miyokardiyal T1 relaksasyon zamanı arasında istatiksel olarak anlamlı fark saptandı (p=0,002). Hasta grupta ortalama T1 değeri 1030,91 ms kontrol grupta 1000,33 ms idi. Hasta grupta miyokardiyal ECV (extracellular volume-ekstraselüler hacim) 31,73±3,1 olarak ölçüldü ve literatür ile kıyaslandığında yüksekti (p<0,0001). Elde edilen transmitral akım eğrileri ve sol atriyum hacim ölçümleri ile yapılan değerlendirmede OHA'lı hasta grubunda 15 kişide (%46.8) diyastolik disfonksiyon saptandı. Bunların 10 tanesi tip 3 paterndeydi. Miyokardiyal T2* değeri 39,25±5.9 ms ölçüldü. Karaciğer parankiminden T2* haritalama ile yapılan ölçümlerde 16 hastada çeşitli derecelerde demir birikimi saptandı. Demir birikiminin T1 değerlerini etkilemesi sebebiyle bu hastalar dışlanarak yapılan ölçümlerde elde edilen karaciğer T1 relaksasyon zamanı 626,56±61,45 ms olarak saptandı ve kontrol grupta bu değer 537,8±29'du. Yine karaciğerde demir birikimi olmayan grupta karaciğer ECV değeri 40,4±7,24 saptandı. Demir birikimi olmayan grupta hem karaciğer T1 hem karaciğer ECV değerleri kontrol gruplar ile kıyaslandığında istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde yüksekti (p=0,000 ve p=0,000). Ek olarak miyokardiyal ECV ile karaciğer ECV değeri arasında orta derecede pozitif korelasyon saptandı (p=0,019 r=0,413).
Elde ettiğimiz veriler ışığında, OHA'lı hasta grubunda miyokardiyal T1 ve ECV değerlerinde kontrol gruplarına kıyasla istatistiksel olarak anlamlı bir artış saptanmış olup bu artış OHA ilişkili kardiyak hastalığın miyokardiyal fibrozis ile ilişkili olabileceğini ortaya koymuştur. Hiçbir hastada kardiyak demir birikimi saptanmaması kardiyak hastalığın demir birikimi olmadan ortaya çıktığını düşündürmektedir. Elde edilen transmitral akım eğrileri ve sol atriyum hacim ölçümleri ile OHA'lı hasta grubunda diyastolik disfonksiyon geliştiği gösterilmiş ve tip 3 patern ile kuvvetli ilişki ortaya konmuştur. Ek olarak OHA'lı hasta grubunda karaciğer T1 ve ECV değerlerinde kontrol gruplarına kıyasla istatiksel olarak anlamlı artış saptanmış bu da bize OHA hastalarında miyokardiyal fibrozise ek olarak karaciğer fibrozisinin de geliştiğini göstermiştir. Sonuç olarak parametrik haritalama yöntemleri ile hem miyokardiyal fibrozisi hem karaciğer fibrozisini T1 relaksasyon zamanı ve ECV ölçümlerini kullanarak ortaya koyan, aynı zamanda T2* haritalama ile demir birikimi hakkında bilgi veren ve kardiyak fonksiyonları değerlendirmemize olanak sağlayan kardiyak MRG radyasyon içermemesi nedeniyle OHA tanılı hastalarda rutin takipte kullanılabilecek bir görüntüleme yöntemidir.

Abstract:
Assessment of Myocardial Fibrosis and Cardiac Function in Patients with Sickle Cell Anemia Using Cardiac MRI
Sickle cell anemia (SCA) is an autosomal recessive genetic disease characterized by abnormal hemoglobin (HbS) in red blood cells, which become spherical and rigid under the influence of various stress factors. Chronic hemolysis and recurrent ischemia-reperfusion injury in multiple organs constitute the fundamental pathophysiology of the disease. Sickle cell anemia-related cardiac disease is a major cause of mortality and morbidity in young adults. Recurrent microvascular occlusions result in ischemia and myocardial fibrosis. Chronic anemia leads to increased cardiac output, ventricular wall stress, and dilatation. Chronic inflammation and related biochemical processes contribute to myocardial fibrosis and impaired cardiac functions. Both intrinsic and extrinsic factors contribute to diastolic dysfunction. Additionally, processes such as ischemia-reperfusion resulting from vaso-occlusion, chronic hemolysis, or iron accumulation as a consequence of treatment can lead to liver fibrosis. In this study, we aimed to detect myocardial fibrosis and liver parenchymal abnormalities in SCA patients using mapping techniques and to assess cardiac functions using transmitral flow. Thirty-two SCA patients and 12 healthy volunteers were prospectively evaluated. Native T1-T2 and post-contrast T1 map images were created for both patient and control groups, along with native T1-T2-T2* maps for all participants. Transmitral flow curves and left atrial (LA) volume measurements were performed to assess diastolic dysfunction.
Statistically significant differences were found in myocardial T1 relaxation times between patient and control groups (p=0.002), with mean T1 values of 1030.91 ms in the patient group and 1000.33 ms in the control group. Myocardial extracellular volume (ECV) was measured as 31.73±3.1 in the patient group, which was higher when compared to the literature (p<0.0001). Diastolic dysfunction was observed in 15 patients (46.8%) in the SCA patient group based on the obtained transmitral flow curves and LA volume measurements, 10 of which were exhibiting a type 3 pattern. Myocardial T2* value was measured as 39.25±5.9. Measurements of iron accumulation in the liver parenchyma using T2* mapping revealed various degrees of iron accumulation in 16 patients. Since iron accumulation affects T1 measurements, these patients were excluded, and liver T1 relaxation time was determined as 626.56±61.45, compared to 537.8±29 in the control group. Furthermore, in the group without liver iron accumulation, both liver T1 value and liver ECV showed a statistically significant increase when compared to the control groups (p=0.000 and p=0.000, respectively). Additionally, we found a moderate positive correlation between myocardial ECV and liver ECV values.
In light of the obtained data, there was a statistically significant increase in myocardial T1 and ECV values in the SCA patient group compared to the control groups, indicating an association between SCA-related cardiac disease and myocardial fibrosis. The absence of cardiac iron accumulation in any patient suggests that cardiac disease occurs without iron accumulation. Moreover, a statistically significant increase in liver T1 and ECV values in the SCA patient group compared to the control groups indicates the development of liver fibrosis in addition to myocardial fibrosis in SCA patients. In conclusion, cardiac magnetic resonance imaging (MRI) with parametric mapping techniques is an important modality for routine follow-up in SCA patients, providing information on both myocardial and liver fibrosis through T1 relaxation time and ECV measurements, as well as insights into iron accumulation through T2* mapping and assessment of cardiac functions.