SC

Science translational medicine

2026-03-25

Kwantyfikacja zużycia tlenu przez mięsień sercowy i jego efektywności za pomocą kardiologicznego MRI z rozdzielczością ruchu

Quantifying myocardial oxygen consumption and efficiency with motion-resolved cardiac MRI.

Huang Li-Ting, Yang Chia-Chi, Wang Guan, Zhang Henghui, Zhang Ranran, Ho Hao, Malagi Archana, Huang Yuheng, Li Xinqi, Yoosefian Ghazal, Zhang Xinheng, Long Ziyang, Bi Xiaoming, Wei Janet, Kwan Alan C, Nelson Michael D, Merz C Noel Bairey, Berman Daniel, Christodoulou Anthony, Li Debiao, Dharmakumar Rohan, Yang Hsin-Jung

Recenzja AI

Cel badania

Celem badania było opracowanie nieinwazyjnej metody kwantyfikacji zużycia tlenu przez mięsień sercowy za pomocą MRI, co ma kluczowe znaczenie dla oceny zdrowia serca.

Metoda

Zastosowano nowatorskie podejście do kardiologicznego MRI, które umożliwia szybkie i samokalibrujące się pomiary oksymetrii zatoki wieńcowej, pozwalając na ocenę zużycia tlenu przez całe serce w ciągu 3 minut.

Wyniki

Metoda została zoptymalizowana i zwalidowana w modelu świńskim oraz wykazała możliwość kwantyfikacji zużycia tlenu i efektywności tlenu w mięśniu sercowym u pacjentów z i bez niewydolności serca po zawale mięśnia sercowego.

Znaczenie dla praktyki

Podejście to może znacząco ułatwić wczesne wykrywanie chorób serca, wspierać personalizację terapii oraz rozwój nowych terapii kardiometabolicznych, co jest istotne w kontekście rosnącej liczby przypadków niewydolności serca w Polsce.

Abstrakt oryginalny

Relentless mechanical work of the heart is powered by continuous oxygen consumption. How the heart uses oxygen is a defining feature of its health. Invasive studies have established that impaired oxygen consumption by the myocardium predicts contractile dysfunction and adverse outcomes. Despite its importance, noninvasive quantification of myocardial oxygen use remains limited. Magnetic resonance imaging (MRI) signal is known to be sensitive to blood oxygenation and has the potential to quantify myocardial oxygen consumption noninvasively, without exogenous contrast agents and free of ionizing radiation. However, its clinical translation has been impeded by the need for complex biophysical calibration, vulnerability to imaging artifacts and consistent vital motions, and the requirement of lengthy acquisition times. Here, we introduce a rapid, self-calibrated cardiac MRI framework that overcomes these barriers through high-resolution, motion-resolved coronary sinus oximetry, which can quantify myocardial oxygen extraction of the whole heart within 3 minutes. We optimized the imaging parameters via numerical simulations and validated them against invasive coronary sinus catheterization in a porcine model. We combined the method with clinical MRI sequences and demonstrated the feasibility of quantifying myocardial oxygen consumption and myocardial oxygen efficiency in patients with and without heart failure secondary to myocardial infarction in a single institution. This needle-free approach establishes a practical framework for noninvasive characterization of myocardial oxygen metabolism. It holds the potential to facilitate early disease detection, inform personalized therapeutic strategies, and guide the development of cardiometabolic therapies aimed at addressing the ongoing heart failure epidemic.

Źródło

SC

Science translational medicine

2026-03-25

DOI: 10.1126/scitranslmed.ady6269

PMID: 41880521

PubMed Pełny tekst

Autorzy (22)

Huang Li-TingYang Chia-ChiWang GuanZhang HenghuiZhang RanranHo HaoMalagi ArchanaHuang YuhengLi XinqiYoosefian GhazalZhang XinhengLong ZiyangBi XiaomingWei JanetKwan Alan CNelson Michael DMerz C Noel BaireyBerman DanielChristodoulou AnthonyLi DebiaoDharmakumar RohanYang Hsin-Jung
StartSzukaj