Timing of myocardial contraction and relaxation mapped with high temporal resolution MRI tagging and 3-D strain analysis: detection of ventricular dyssynchrony and prediction of response to biventricular pacing

In dit project is onderzocht of het mogelijk is om te voorspellen welke patiënten gunstig zullen reageren op een CRT-behandeling. CRT (Cardiale Resynchronisatie Therapie) wordt toegepast bij mensen met hartfalen die een gebrekkige contractiefunctie hebben. Er wordt hierbij gebruik gemaakt van een bepaald type pacemaker dat zorgt voor resynchronisatie van de hartcontractie. De behandeling is echter kostbaar (meer dan € 10.000 per patiënt) en vereist de beschikbaarheid van drukbezette katheterisatiekamers. Van de 1200 patiënten die jaarlijks behandeld worden met CRT, blijkt de behandeling bij 30% niet succesvol.
Onderzocht is of ‘MRI myocardial tagging’ gebruikt kan worden bij de selectie van patiënten voor CRT. MRI kost circa € 350 per patiënt. Bij alle patiënten die voor een pacemaker in aanmerking kwamen, werd eerst het MRI tagging-onderzoek uitgevoerd. Het onderzoek heeft aangetoond dat beide beeldvormende technieken de selectie daadwerkelijk verbeteren, maar er is een langere follow-up met meer patiënten nodig om tot een definitieve conclusie te komen.

Producten

Titel: Integrated Quantitative Assessment of Systolic and Diastolic Mechanics of the Human Left Ventricle: Continued Circumferential Shortening during Untwisting
Titel: Integrated Quantitative Assessment of Systolic and Diastolic Strain and Torsion of the Human Left Ventricle
Titel: Dysfunction of the ventricular septum in patients with left bundle branch block; Assessment by high temporal resolution MR tissue tagging for analysis of left ventricular circumferential strain rate.
Titel: Myocardial Strain and Torsion Quantified by Cardiovascular Magnetic Resonance Tissue Tagging
Magazine: Journal of the American College of Cardiology
Titel: Dyssynchrony in peak circumferential strain predicts acute response to biventricular pacing

Verslagen


Eindverslag

ACHTERGROND Voor een doelmatige behandeling van patiënten met hartfalen is het van groot belang om de oorzaak van het falen in een vroeg stadium te onderkennen. Patiënten met systolisch falen (een gebrekkige contractiefunctie) kunnen baat hebben bij resynchronisatie van de hartcontractie met een speciale pacemaker. Dit type pacemaker wordt aangeduid met de term ‘’biventriculaire pacemaker’’, omdat er een stimulatie-electrode ligt in zowel linker als rechter hartkamer. De behandeling wordt genoemd: ‘’Cardiale resynchronisatie therapie’’ of CRT. Deze therapie is kostbaar (meer dan Euro 10000 per patiënt), en vereist beschikbaarheid van druk-bezette catheterisatiekamers. De respons op deze therapie is echter onzeker, want deze is sterk afhankelijk van de mate van asynchronie in de contractie van de linker ventrikel, en tevens van de positie van de pacemakerdraden in de ventrikels. MRI myocardial tagging is een niet-invasieve techniek om de contractie van het myocardium te meten, en vormt daarmee een mogelijke methode om asynchrone contractie op te sporen, en om te voorspellen welke patiënten gunstig zullen responderen op de CRT. ONDERZOEKSVRAGEN a. Kan door middel van MRI tagging bij hartfalen-patiënten worden gedetecteerd of er asynchronie in de hartspiercontractie optreedt? b. Kan op basis van de mechanische asynchronie, zoals gemeten met MRI tagging, worden voorspeld of de patiënten baat zullen hebben bij resynchronisatie van de hartcontractie middels een pacemaker? c. Is de asynchronie zoals gemeten met MRI tagging, vergelijkbaar met de asynchronie zoals gemeten met echocardiografie? INCLUSIE Geïncludeerd zijn 52 evalueerbare patiënten met hartfalen, die in aanmerking kwamen voor resynchronisatie van de hartspiercontractie. Bij al deze patiënten is uitgevoerd: MRI myocardial tagging in een separaat onderzoek in de MRI scanner; Optimale plaatsing van een biventriculaire pacemaker tijdens hartcatheterisatie; Meting van de respons op deze pacemaker door met een druksensor in de linkerhartkamer de toename in drukopbouw ( dP/dt ) te meten. Voor een subset van 13 patiënten is naast het MRI tagging onderzoek ook een 3D echo onderzoek verricht om de asynchronie ook met deze nieuwe echomethode te meten. METHODEN De onderzoeksvorm is een experimenteel onderzoek met patiënten, waarbij het effect van een interventie (cardiale resynchronisatie door pacing) wordt gemeten. Uitkomst is de procentuele toename in maximale drukopbouw in de linker hartkamer (% dP/dtmax). De methoden van MRI tagging, biventriculaire stimulatie en data analysis zijn gedetailleerd beschreven in het artikel van Russel et al. (J Magn Res Imaging 26: 1452-60, 2007), dat als bijlage is toegevoegd. In dit artikel staat ook de statistische analyse: ‘’ Door middel van univariate regressieanalyse is de corrrelatie bepaald tussen QRS breedte, en MRI-bepaalde asynchrony en heterogeniteit in contractie enerzijds, en de response op pacing (toename in drukopbouw) anderzijds. Met multivariate analyse is ook getoetst welke combinatie van twee parameters de beste predictie gaf van de respons op pacing. De significantie wordt dan bepaald van de toevoeging van de tweede parameter aan de eerste.” Economische evaluatie: De CRT therapie is niet succesvol in 30% van de patiënten die met deze dure therapie worden behandeld. De kosten bedragen minimaal Euro 10000 per patiënt, en met 800 CRT behandelingen in Nederland per jaar, betekent dit dat in 240 patiënten de kosten van Euro 2400000 worden verspild zonder enig positief effect. Als deze kosten uitgespaard kunnen worden, dan kan het beschikbare geld worden besteed aan die patiënten die er wel baat bij hebben; het overblijvende geld kan dan besteed worden aan andere vormen van behandeling. RESULTATEN: zie aparte sectie. CONCLUSIE In deze studie is aangetoond dat zowel MRI- als 3D echo-maten een toegevoegde waarde hebben bij de voorselectie van patiënten die behandeld kunnen worden met cardiale resync
samenvatting ZonMW project 945-05-016 achtergrond Voor een doelmatige behandeling van hartfalen patienten is het van groot belang om de oorzaak van het falen in een vroeg stadium te onderkennen. Patienten met systolisch falen (een gebrekkige contractiefunctie) kunnen baat hebben bij resynchronisatie van de hartcontractie met een speciale pacemaker. De respons op deze therapie is echter onzeker, want deze is sterk afhankelijk van de mate van asynchronie in de contractie van de linker ventrikel, en tevens van de positie van de pacemakerdraad in deze ventrikel. Wanneer echter patienten vooral lijden aan diastolisch falen (de hartspier kan zich niet goed ontspannen, en dus niet goed vullen) is een andere behandeling nodig. Er is echter geen methode om deze diastolische functie goed te meten. doel / vraagstelling Doel van dit project is het meten van de contractie en relaxatie van de hartspier over de gehele hartcyclus. Dit is mogelijk middels MRI markering van de hartspier met magnetische lijnen ('tagging'). Op basis van afbeeldingen van de contractie kan dan (a)synchronie in beeld worden gebracht zodat die patienten worden herkend die baat zullen hebben bij een pacemaker. Afbeeldingen van de relaxatiefase geven aan of de patient mogelijk vooral lijdt aan diastolisch falen, zodat een andere behandeling ingezet kan worden. studie-opzet Bij alle patienten die voor een pacemaker in aanmerking komen, wordt eerst vooraf het MRI tagging onderzoek uitgevoerd. Achteraf kan dan worden vastgesteld of de mate van asynchronie in de hartcontractie inderdaad voorspelt welke patienten baat hebben bij de resynchronisatie. studiepopulatie 50 opeenvolgende hartfalen patienten die voor resynchronisatie middels een pacemaker in aanmerking komen. interventie Alle patienten krijgen eerst het MRI tagging onderzoek, en daarna de pacemaker. uitkomstmaten De effectiviteit van de pacemaker wordt bepaald door het meten van de drukopbouw in de linker ventrikel, en de arbeid die deze ventrikel per slag kan leveren. Tevens wordt later de verbetering in de kwaliteit van het leven gemeten. data-analyse Achteraf wordt dan getoetst of patienten die op de MRI beelden veel asynchronie in contractie vertoonden, ook inderdaad die patienten waren die baat hadden bij de resynchronisatie. economische evaluatie De kosten van resynchronisatie middels de genoemde pacemaker bedragen 10000 Euro per patient; het is dus van groot belang deze kosten alleen te besteden aan die patienten die er baat bij hebben. Het uitgespaarde geld kan dan beter worden benut om ook andere groepen hartpatienten tijdig te behandelen. tijdplanning Inclusie van 50 patienten over 2 jaar.

Kenmerken

Projectnummer:
94505016
Looptijd: 100%
2005
2008
Gerelateerde programma's:
Gerelateerde subsidieronde:
Projectleider en penvoerder:
Dr. J.T. Marcus
Verantwoordelijke organisatie:
Amsterdam UMC - locatie VUmc