Магнитно-резонансная томография в диагностике нарушений эластических свойств стенки аорты и ее гемодинамики

Актуальность. Жесткость сосудистой стенки – важный предиктор сердечно-сосудистых заболеваний. Биомеханические показатели сосудистой стенки изменяются не только у пациентов с генетическими нарушениями соединительной ткани. Это значит, что, независимо от этиологии, выявление прогрессивной потери аортальной эластичности на ранних этапах имеет большую клиническую значимость для предотвращения развития грозных осложнений. Оценка биомеханических параметров аорты с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) является новым уровнем визуализации заболеваний аорты, позволяющим совершенствовать хирургическую тактику и предупреждать развитие осложнений. Ряд определяемых при МРТ аорты биомеханических и гемодинамических параметров демонстрирует процесс ремоделирования ее стенки, поэтому их анализ дает возможность разработать алгоритм ранней диагностики аневризмы и угрозы возникновения острого аортального синдрома.

Цель: с помощью данных МРТ аорты оценить ее биомеханические параметры и гемодинамику на дои послеоперационном этапах и их влияние на возникновение осложнений и рецидивов в отдаленном периоде.

Материал и методы. В период с 2020 по 2023 гг. В РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского проспективно была выполнена МРТ аорты 107 пациентам с диагнозами «аневризма восходящей аорты» (55 человек: 48 (87%) мужчин и 7 (13%) женщин, средний возраст 79,4±14,91 года) и «расслоение аорты I и III типов по De Bakey, хроническая стадия» (52 пациента: 44 (85%) мужчины и 8 (15%) женщин, средний возраст 54,32±10,41 года). Исследование проводилось до и после операции.

Результаты. При количественном анализе полученных данных у обследуемых пациентов в послеоперационном периоде наблюдалось снижение эластических свойств стенки аорты в виде растяжимости (0,4 [0,34; 0,54] %/мм рт. ст. в группе с аневризмой; 0,5 [0,25; 0,55] %/мм рт. ст. в группе с расслоением) и увеличение показателя жесткости в виде модуля Юнга (0,6 [0,38; 0,68] мПа в группе с аневризмой; 0,5 [0,39; 0,83] мПа в группе с расслоением). По результатам оценки гемодинамических изменений в группе с расслоением после операции продемонстрировано значительное увеличение показателей максимальной скорости в нисходящей аорте (78,6 [66,24; 130,78] см/с) и градиента давления на уровне чревного ствола (2,1 [1,76; 6,84] мм рт. ст.). При оценке параметра скорости пульсовой волны в обеих группах отмечены высокие значения с тенденцией к увеличению после выполнения хирургического лечения (в группе аневризмы 7,7 [5,7; 20,3] см/с до операции против 8,7 [6,5; 10,65] см/с после операции; в группе расслоения 9,7 [6,8; 12,9] против 12,7 [7,7; 15,7] см/с соответственно).

Заключение. Мониторинг общей гемодинамики и паттернов кровотока совместно с оценкой эластичности стенки аорты позволит выявлять пациентов с пограничной дилатацией аорты. При этом особый интерес вызывают исследования протезированного сегмента аорты. Полученные данные гемодинамических изменений, возникающих на границе протезированного и нативного сегментов оперированной аорты, могут подтвердить и обосновать развитие осложнения в виде надрыва интимы по дистальному краю стента-графта (distal stent graft-induced new entry, dSINE).

1. Jannasz I, Sondej T, Targowski T, et al. Pulse wave velocity – a useful tool in assessing the stiffness of the arteries. Pol Merkur Lekarski. 2019; 46(276): 257–62 (in Polish).

2. Mani P, Reyaldeen R, Xu B. Multimodality imaging assessment of bicuspid aortic valve disease, thoracic aortic ectasia, and thoracic aortic aneurysmal disease. Cardiovasc Diagn Ther. 2021; 11(3): 896–910. https://doi.org/10.21037/cdt-20-279.

3. Rodríguez-Palomares JF, Dux-Santoy L, Guala A, et al. Aortic flow patterns and wall shear stress maps by 4D-flow cardiovascular magnetic resonance in the assessment of aortic dilatation in bicuspid aortic valve disease. J Cardiovasc Magn Reson. 2018; 20(1): 28. https://doi.org/10.1186/s12968-018-0451-1.

4. McClure R, Brogly SB, Lajkosz K, et al. Epidemiology and management of thoracic aortic dissections and thoracic aortic aneurysms in Ontario, Canada: a population-based study. J Thorac Cardiovasc Surg. 2018; 155(6): 2254–64.e4. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2017.11.105.

5. Anfinogenova ND, Sinitsyn VE, Kozlov BN, et al. Existing and emerging approaches to risk assessment in patients with ascending thoracic aortic dilatation. J Imaging. 2022; 8(10): 280. https://doi.org/10.3390/jimaging8100280.

6. Hiratzka LF, Bakris GL, Beckman JA. 2010 ACCF/AHA/AATS/ ACR/ASA/SCA/SCAI/SIR/STS/SVM Guidelines for the diagnosis and management of patients with thoracic aortic disease: a report of the American College of Cardiology Foundation/ American Heart Association Task Force on Practice Guidelines, American Association for Thoracic Surgery, American College of Radiology, American Stroke Association, Society of Cardiovascular Anesthesiologists, Society for Cardiovascular Angiography and Interventions, Society of Interventional Radiology, Society of Thoracic Surgeons, and Society for Vascular Medicine. Circulation. 2010; 121(13): e266–369. https://doi.org/10.1161/CIR.0b013e3181d4739e.

7. Erbel R, Aboyans V, Boileau C, et al. 2014 ESC guidelines on the diagnosis and treatment of aortic diseases: document covering acute and chronic aortic diseases of the thoracic and abdominal aorta of the adult. The Task Force for the Diagnosis and Treatment of Aortic Diseases of the European Society of Cardiology (ESC). Eur Heart J. 2014; 35(41): 2873–926. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehu281.

8. Borger MA, Fedak PWM, Stephens EH, et al. The American Association for Thoracic Surgery consensus guidelines on bicuspid aortic valve-related aortopathy: full online-only version. J Thorac Cardiovasc Surg. 2018; 156(2): e41–74. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2018.02.115.

9. Kim JB, Spotnitz M, Lindsay ME, et al. Risk of aortic dissection in the moderately dilated ascending aorta. J Am Coll Cardiol. 2016; 11(68): 1209–19. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2016.06.025.

10. Ziganshin BA, Zafar MA, Elefteriades JA. Descending threshold for ascending aortic aneurysmectomy: is it time for a “left-shift” in guidelines? J Thorac Cardiovasc Surg. 2018; 157(1): 37–42. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2018.07.114.

11. Catapano F, Pambianchi G, Cundari G, et al. 4D flow imaging of the thoracic aorta: is there an added clinical value? Cardiovasc Diagn Ther. 2020; 10(4): 1068–89. https://doi.org/10.21037/cdt-20-452.

12. Malta D, Petersen KS, Johnson C, et al. High sodium intake increases blood pressure and risk of kidney disease. From the Science of Salt: a regularly updated systematic review of salt and health outcomes (August 2016 to March 2017). J Clin Hypertens (Greenwich). 2018; 20(12): 1654–65. https://doi.org/10.1111/jch.13408.

13. Harloff A, Mirzaee H, Lodemann T, et al. Determination of aortic stiffness using 4D flow cardiovascular magnetic resonance – a population-based study. J Cardiovasc Magn Reson. 2018; 20(1): 43. https://doi.org/10.1186/s12968-018-0461-z.

14. Ebel S, Dufke J, Köhler B, et al. Comparison of two accelerated 4D-flow sequences for aortic flow quantification. Sci Rep. 2019; 9: 8643. https://doi.org/10.1038/s41598-019-45196-x.

15. Condemi F, Campisi S, Viallon M, et al. Relationship between ascending thoracic aortic aneurysms hemodynamics and biomechanical properties. IEEE Trans Biomed Eng. 2020; 67(4): 949–56. https://doi.org/10.1109/TBME.2019.2924955.

16. Kawel-Boehm N, Hetzel SJ, Ambale-Venkatesh B, et al. Reference ranges (“normal values”) for cardiovascular magnetic resonance (CMR) in adults and children: 2020 update. J Cardiovasc Magn Reson. 2020; 22(1): 8. https://doi.org/10.1186/s12968-020-00683-3.

17. Бриль К.Р., Ховрин В.В. Магнитно-резонансная томография в оценке критериев жeсткости стенки аорты. Digital Diagnostics. 2022; 3(S1): 10–11. https://doi.org/10.17816/DD105655. https://doi.org/10.17816/DD105655.]

18. Soulat G, McCarthy P, Markl M. 4D flow with MRI. Annu Rev Biomed Eng. 2020; 22: 103–26. https://doi.org/10.1146/annurev-bioeng-100219-110055.

19. Бриль К.Р., Пронкин А.А., Галян Т.Н. и др. Перспективы метода магнитно-резонансной томографии для оценки биоэластической функции стенки аорты. Радиология – практика. 2023; 1: 40–51. https://doi.org/10.52560/2713-0118-2023-1-40-51. https://doi.org/10.52560/2713-0118-2023-1-40-51.]

20. Скрипник А.Ю., Фокин В.А., Мирончук Р.Р. и др. Оценка эластических характеристик стенки восходящего отдела аорты при помощи компьютерно-томографической ангиографии в режиме электрокардиографической синхронизации с расширенной постпроцессорной обработкой данных. Российский кардиологический журнал. 2019; 12: 48–54. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2019-12-48-54. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2019-12-48-54.]

21. Усов В.Ю., Игнатенко Г.А., Берген Т.А. и др. Вычислительная оценка механоэластических свойств и парамагнитного контрастного усиления стенки восходящей аорты при остром инфаркте и некоронарных повреждениях миокарда, по данным динамической ЭКГ-синхронизированной МР-томографии (МР- эластометрии). Трансляционная медицина. 2021; 8(6): 43–58. https://doi.org/10.18705/2311-4495-2021-6-43-58. https://doi.org/10.18705/2311-4495-2021-6-43-58.]

22. Hrabak-Paar M, Kircher A, Al Sayari S, et al. Variability of MRI aortic stiffness measurements in a multicenter clinical trial setting: intraobserver, interobserver, and intracenter variability of pulse wave velocity and aortic strain measurement. Radiol Cardiothorac Imaging. 2020; 2(2): e190090. https://doi.org/10.1148/ryct.2020190090.

23. Westerhof N, Lankhaar JW, Westerhof BE. The arterial Windkessel. Med Biol Eng Comput. 2009; 47(2): 131–41. https://doi.org/10.1007/s11517-008-0359-2.

24. Singh С, Wang X, Morsi Y, Wong CS. Importance of stent-graft design for aortic arch aneurysm repair. AIMS Bioengineering. 2017; 14(1): 133–50. https://doi.org/10.3934/bioeng.2017.1.133.