Kardiovaskulær MR og effekt av trening hos pasienter med hjertesvikt

Abstract

Bakgrunn: De siste årene har MR gjort store fremskritt når det gjelder vevskarakteristikk av myokard. Forskning har vist at interstitiell (diffus) fibrose er en sentral bidragsyter i utviklingen av hjertesvikt. T1-mapping av myokard er en ny teknikk innen MR, som lettere detekterer interstitiell fibrose. Vi har forsøkt å bruke denne teknikken til å avdekke endring i graden av interstitiell fibrose hos pasienter med hjertesvikt som har gjennomført et program med videobasert hjemmetrening. Sekundært har vi også undersøkt om dette betyr noe for hjertets funksjon.

Metode: Prosjektet er et randomisert, kontrollert rehabiliteringsprosjekt som opprinnelig inkluderte 69 pasienter med stabil hjertesvikt ved St. Olavs Hospital. Pasientene er randomisert 1:1 til trening eller kontrollgruppe. Intervensjonsgruppen gjennomførte et tre måneders treningsprogram. Begge gruppene gjennomgikk en MR-undersøkelse ved baseline og etter ett års oppfølging. Kun 25 av de 69 deltagerne gjennomførte to MR-undersøkelser. Alle MR-undersøkelsene er gjennomført med en 3-Tesla maskin. Protokollen inkluderte hjertefunksjonsopptak i 4 plan og kontrastserier, samt T1-mapping med bruk av en MOLLI (Modified Look Locker Inversion Recovery)-sekvens. Deltagerne er i tillegg sammenlignet med en frisk referansegruppe ved baseline.

Resultater: Det var ingen statistisk signifikant forskjell mellom intervensjons- og kontrollgruppen ved baseline. Ved ett års kontrollene forelå det heller ingen signifikant forskjell mellom endepunktene for gruppene. Vi fant grensesignifikante verdier for høyre ventrikkels ESV (endesystolisk volum, p=0,06) og EF (ejeksjonsfraksjon, p=0,09). Ved sammenligning av (gjennomsnittlig) endring i intervensjons- og kontrollgruppa etter ett år, fant vi signifikante forskjeller for nativ T1 (p=0,03) og høyre ventrikkels EF (p=0,01), i tillegg til grensesignifikant reduksjon av høyre ventrikkels SV (slagvolum, p=0,09).

Konklusjon: I studien fant vi ingen statistisk signifikant forskjell i endepunkter mellom intervensjons- og kontrollgruppen etter ett års oppfølging. Ved analyse av endringer mellom første og andre MR, fremkom signifikante forskjeller for høyre ventrikkels EF og native T1-verdier for venstre ventrikkels myokard. Signifikansen av funnene er likevel svært usikre, da antallet deltagere er lavt og homogeniteten i målingene er stor. Ytterligere forskning er derfor nødvendig for å detektere endring i graden av fibrose og hjertefunksjon hos pasienter med hjertesvikt etter strukturert hjemmetrening.

Background and objective: Recent years have seen great advances within the field of tissue characterization using MRI. Studies have revealed interstitial fibrosis to be an important contributor to the development of heart failure. T1-mapping of the myocardium is a newly developed technique of MR-imaging that facilitates the detection of interstitial fibrosis. Using this technique, we have attempted to determine change in the degree of interstitial fibrosis in a group of patients with heart failure, that have completed a program of home-based exercise training. As a secondary endpoint, we have also investigated heart function.

Method: The project is a randomized, controlled rehabilitation project, that originally included 69 participants diagnosed with stable heart failure at St. Olavs Hospital. The participants were randomized 1:1 to either an exercise training intervention group or a control group. The exercise training comprised 12 weeks of a structured exercise program. Both groups underwent one MR-scan at inclusion, and one after a year of follow-up. Of the 69 participants originally included in the study, only 25 underwent both MR-scans. All MRI was done using a 3-tesla machine. The protocol included heart function-series in 4 planes, as well as contrast-series and T1-mapping using a MOLLI (Modified Look Locker Inversion Recovery)-sequence. The data was in addition compared to that of a healthy reference group at baseline.

Results: No statistically significant difference was detected between the intervention group and the control group at baseline. Analyzing endpoints, it was still impossible to detect a statistically significant difference between the two groups after a year of follow-up. We found differences close to statistical significance for right ventricle ESV (end-systolic volume, p=0,06) and EF (ejection fraction, p=0,09). By comparing (means of) changes in the measurements during the year of follow-up, we detected statistically significant differences between the groups for native T1 (p=0,03) and right ventricle EF (p=0,01). We also detected changes close to statistical significance for right ventricle SV (stroke volume, p=0,09).

Conclusion: No statistically significant difference in measured endpoints was detected between the intervention group and the control group after a year of follow-up. Analyzing changes in the measurements between the first and the second MRI-scan detected statistically significant differences between the groups for right ventricle EF and T1-values in left ventricle myocardium. The clinical significance of these findings is unreliable, however, as the number of participants in small and the homogeneity of the measurements is considerable. Further studies are needed to ascertain whether the degree of interstitial fibrosis in patients with heart failure can be changed by structured exercise training.