Použitie segmentácie MR obrazov pre zvýšenie presnosti merania energetického metabolizmu srdca

Riešitelia: Ladislav Valkovič, Iveta Pajanová

 

Meranie srdcového metabolizmu je do veľkej miery stále závislé od skúseností operátora merania i vyhodnocovateľa, keďže posun meracej mriežky či výber nesprávneho srdcového voxla zvyšujú nepresnosť merania, čo je jedným z dôvodov prečo nie je táto sľubná technika využívaná v klinickej praxi. Preto sme na zvýšenie presnosti merania srdcového metabolizmu implementovali rekonštrukčnú techniku SLAM, ktorá využíva segmentáciu MR obrazu. Ukázali sme, že SLAM rekonštrukcia dát je plne nezávislá od polohy meracej mriežky a v prípade dobrej segmentácie i od vyhodnocovateľa. Segmentácia sa dá ďalej automatizovať, čomu sa budeme venovať v budúcnosti. SLAM taktiež zvyšuje signál šum a spoľahlivosť fitovacieho algoritmu, takže predstavuje významný krok k používaniu merania metabolizmu v praxi.

Význam merania metabolizmu srdca bol opäť demonštrovaný v klinickej štúdii na 41 pacientoch s diabetom druhého typu kde liečba pomocou lieku „liraglutide“ viedla k zvýšeniu energetických zásob srdca ako i prekrveniu srdca a celkovému stavu pacientov.

 

Obr. 1: Variabilita stanovenia srdcového metabolizmu (PCr/ATP) jednotlivými rekonštrukčnými technikami pri posune meracej mriežky pozdĺž osi y. Priemerné PCr/ATP je zobrazený nad grafmi a tie isté merania sú spojené. SLAM (B) i pri posunutej segmentácii vykazuje značne nižšiu variabilitu ako bežná MRS rekonštrukcia (A). V prípade, že je SLAM segmentácia správna (obrázok dole vľavo) tak je výsledok úplne nezávislý na polohe meracej matice (C).

 

Projekty: APVV-21-0299, VEGA 2/0004/23

Zahraničný partner: Oxford Centre for Clinical Magnetic Resonance Research, John Radcliffe Hospital, Headington, Oxford, UK

Podpísaná zmluva o vedeckej spolupráci 14. X. 2021

Publikácie za rok 2024: 

• TYLER, A. – HUNDERTMARK, M.J. – MILLER, J.J. – RIDER, O. – TYLER, D.J. – VALKOVIČ, Ladislav. Compartment-based reconstruction of acquisition-weighted 31P cardiac MRSI reduces sensitivity to cardiac motion and scan planning. In Frontiers in Physiology, 2024, vol. 14, art. no. 1325458. ISSN 1664-042X. (3.2 – IF2023) Q2
• AXFORD, A. – PAJANOVÁ, Iveta – WATSON, W.D. – TYLER, A. – XAVIER, R. – MÓZES, F.E. – RIDER, O.J. – TYLER, D.J. – VALKOVIČ, Ladislav. Measurement of creatine-kinase (CK) reaction rates in the human heart using compartmentalized 31P MRS at 3 T. In Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine: Book of Abstracts ESMRMB 2024 Online 40th Annual Scientific Meeting, 2024, vol. 37, p. S352. ISSN 0968-5243
• CHOWDHARY, A. – THIRUNAVUKARASU, S. – JOSEPH, T. – JEX, N. – KOTHA, S. – GIANNOUDI, M. – PROCTER, H. – CASH, L. – AKKAYA, S. – BROADBENT, D. – XUE, H. – SWOBODA, P. – VALKOVIČ, Ladislav – KELLMAN, P. – PLEIN, S. – RIDER, O.J. – NEUBAUER, S. – GREENWOOD, J.P. – LEVELT, E. Liraglutide improves myocardial perfusion and energetics and exercise tolerance in patients with type 2 diabetes. In Journal of the American College of Cardiology, 2024, vol. 84, no. 6, p. 540-557. ISSN 0735-1097. (21.7 – IF2023) Q1
• SMISETH, O.A. – RIDER, O.- CVIJIC, M. – VALKOVIČ, Ladislav – REMME, E.W. – VOIGT, J.-U. Myocardial strain imaging: : Theory, Current Practice, and the Future In JACC : Cardiovascular Imaging, 2024. ISSN 1936-878X. (12.8 – IF2023) Q1