Background: Cardiovascular Magnetic Resonance (CMR) is the primary imaging modality for the non-invasive myocardial tissue characterisation, and it is considered as the gold standard test for quantifying cardiac function, myocardial volumes, and mass. Up to now, most of the CMR studies in athletes were based on qualitative or semiquantitative techniques for detecting oedema and/or macroscopic fibrosis by T2-weighted or late gadolinium enhancement (LGE) sequences. Modern-day mapping techniques, allowing for precise, quantitative, and segmental characterization of the myocardial are significantly changing the clinical management in the patients with cardiac involvement. Thus, parametric imaging is aiming to close the gaps in diagnostic accuracy in trained subjects, as there are still various uncertainties in the differential diagnosis of the athlete’s heart with other cardiac diseases. Objectives: The aims of this study are: the comparison between T1 and T2 mapping values determined in an athletes’ population consecutively referred to our Institute for pathological suspects and the reference values calculated on 50 healthy volunteers in the same center; the comparison between parametric versus non-parametric techniques and the assessment of the correlation between CMR findings and clinical/instrumental characteristics in the above-mentioned study population. Materials and methods: We studied 50 athletes consecutively underwent CMR in our Institute for pathological suspects. T1 and T2 mapping values of the 50 athletes were compared to reference values calculated on 50 healthy volunteers in our centre. ECV values were compared with literature references. The correlation between parametric sequences (MOLLI and T2p-SSFP for T1 and T2 mapping, respectively) and non-parametric imaging (LGE, TIRM, steady state free precession (SSFP) cine sequences) findings was studied. We compared CMR findings with other instrumental data (ECG, ECG-Holter, ECG stress test), and we evaluated the correlation between Sars-CoV-2 infection versus parametric and non-parametric CMR findings. Furthermore, we assessed clinical, instrumental and CMR data stratified according to age (paediatrics versus adults). Results: Patients included were 43 (86%) males and 7 (14%) females, mean age was 26 ± 15 years (range 12-63). T1, T2 mapping and Extra Cellular Volume (ECV) values in our athlete’s cohort were predominantly normal. Regarding correlations between parametric and non-parametric findings, apparently parametric imaging does not give an advantage in trained subjects. ECV global values were pathological in all the subjects with positive LGE findings (p=0.015). T1 global had normal values in 98% (n=41) of patients with normal kinesis (p<0.001). LGE was present in 31 (79%) of the subjects with exercise induced ventricular arrythmias (p=0.026), while T2 ratio was pathological in 13 of them (81%, p=0.028). When at least one between ECG, ECG-Holter or EST was abnormal, ≥ 2 T2 mapping pathological segments were present in 55% of the patients (n=22, p=0.048), while T2 ratio was pathological in 13 of them (93%, p=0.028). Moreover, ECV was pathological in all patients who experienced COVID-19 prior to CMR examination. We did not find significant differences in the clinical, instrumental and CMR data stratified according to age group (pediatric versus adult athletes). Conclusion: This preliminary study shows that, besides morphological and functional alterations which can be found in the athlete’s heart, statistically significant correlation was found between segmental T2 mapping abnormal values and ECG, Holter or EST alterations. ECV pathological values shows a correlation with the presence of macroscopic fibrosis. Our results require further evaluation in a larger population and prospective data are raccomended.

La risonanza magnetica cardiaca (RMC) è la principale modalità di caratterizzazione tissutale del miocardio ed è considerata il gold standard per la valutazione di funzione cardiaca, volume e massa del miocardio. Ad oggi, la maggior parte degli studi di cardio-risonanza negli atleti si sono basati sulle tecniche qualitative e semiquantitative per rilevare edema e/o fibrosi macroscopica con sequenze T2 pesate o late gadolinium enhancement (LGE). Le tecniche di mapping moderne, consentendo una caratterizzazione precisa, quantitativa e segmentale del miocardico, stanno significativamente cambiando il management clinico nei pazienti con coinvolgimento cardiaco. Pertanto, l’imaging parametrico sta puntando a riempire le lacune nella precisione diagnostica nei soggetti sportivi, essendoci ancora diverse incertezze nella diagnosi differenziale tra il cuore d’atleta e altre patologie cardiache. Gli scopi di questo studio sono: la comparazione tra i valori di T1 e T2 mapping definiti in una popolazione di atleti consecutivamente indirizzati al nostro Istituto per sospetti patologici e i valori di riferimento calcolati su 50 volontari sani nello stesso centro; la comparazione tra tecniche parametriche e non-parametriche e la valutazione della correlazione reperti di CRM e caratteristiche cliniche/strumentali nella sopracitata popolazione di studio. Abbiamo studiato 50 pazienti che hanno svolto RMC consecutivamente nel nostro centro. I valori di T1 e T2 mapping dei 50 atleti sono stati confrontati ai valori di riferimento calcolati su 50 volontari sani nel nostro centro. I valori di ECV sono stati confrontati con riferimenti in letteratura. È stata studiata la correlazione tra i reperti delle sequenze parametriche (MOLLI e T2p-SSFP per il T1 e T2 mapping, rispettivamente) e dell’imaging non parametrico (LGE, TIRM, steady state free precession (SSFP)). Sono stati inoltre confrontati i reperti di RMC con i risultati di altre analisi strumentali (ECG, ECG-Holter, test da sforzo); è stata altresì valutata la correlazione tra l’infezione da Sars-CoV-2 rispetto ai reperti di RMC. Inoltre, abbiamo valutato i dati clinici, strumentali e di CRM stratificati in base all’età (pediatrici vs adulti). I pazienti inclusi erano 43 (86%) maschi e 7 femmine (14%), l’età media era 26 ± 15 anni (intervallo 12-63). I valori di T1, T2 mapping e volume extra cellulare (ECV) nella nostra coorte di atleti sono risultati prevalentemente normali. Riguardo la correlazione tra i reperti parametrici e non parametrici, apparentemente l’imaging parametrico sembra non dare un vantaggio nei soggetti sportivi. I valori di ECV erano patologici in tutti i soggetti con LGE positivo (p=0.015). Il T1 global aveva valori normali nel 98% (n=41) dei pazienti con cinesi normale (p<0.001). Il LGE era presente in 31 (79%) dei pazienti con aritmie indotte dall’esercizio fisico (p=0.026), mentre il T2 ratio era patologico in 13 di loro (81%, p=0.028). Quando almeno uno tra ECG, ECG-Holter o test da sforzo era anormale, erano presenti ≥ 2 segmenti patologici al T2 mapping nel 55% dei pazienti (n=22, p=0.048), mentre il T2 ratio era patologico in 13 di loro (93%, p=0.028). Inoltre, in tutti i pazienti che hanno avuto infezione da Sars-CoV-2 prima dell’esecuzione di RMC, l’ECV è risultato essere patologico. Non abbiamo trovato significative differenze nei dati clinici, strumentali e di CRM stratificati per gruppi di età (atleti pediatrici vs adulti) Questo studio preliminare mostra che, al di là delle alterazioni morfologiche e funzionali che possono essere riscontrate nel cuore dell’atleta, correlazioni statisticamente significative sono state trovate tra i valori anormali di T2 mapping segmentale e alterazioni dell’ECG, Holter o test da sforzo. I valori patologici dell’ECV mostrano una correlazione con la presenza di fibrosi macroscopica. I nostri risultati richiedono ulteriori rivalutazioni su una popolazione più gra

Segmental quantitative T1 and T2 mapping by cardiac magnetic resonance in competitive athletes: comparison with healthy subjects

FERRIGATO, FEDERICO
2021/2022

Abstract

Background: Cardiovascular Magnetic Resonance (CMR) is the primary imaging modality for the non-invasive myocardial tissue characterisation, and it is considered as the gold standard test for quantifying cardiac function, myocardial volumes, and mass. Up to now, most of the CMR studies in athletes were based on qualitative or semiquantitative techniques for detecting oedema and/or macroscopic fibrosis by T2-weighted or late gadolinium enhancement (LGE) sequences. Modern-day mapping techniques, allowing for precise, quantitative, and segmental characterization of the myocardial are significantly changing the clinical management in the patients with cardiac involvement. Thus, parametric imaging is aiming to close the gaps in diagnostic accuracy in trained subjects, as there are still various uncertainties in the differential diagnosis of the athlete’s heart with other cardiac diseases. Objectives: The aims of this study are: the comparison between T1 and T2 mapping values determined in an athletes’ population consecutively referred to our Institute for pathological suspects and the reference values calculated on 50 healthy volunteers in the same center; the comparison between parametric versus non-parametric techniques and the assessment of the correlation between CMR findings and clinical/instrumental characteristics in the above-mentioned study population. Materials and methods: We studied 50 athletes consecutively underwent CMR in our Institute for pathological suspects. T1 and T2 mapping values of the 50 athletes were compared to reference values calculated on 50 healthy volunteers in our centre. ECV values were compared with literature references. The correlation between parametric sequences (MOLLI and T2p-SSFP for T1 and T2 mapping, respectively) and non-parametric imaging (LGE, TIRM, steady state free precession (SSFP) cine sequences) findings was studied. We compared CMR findings with other instrumental data (ECG, ECG-Holter, ECG stress test), and we evaluated the correlation between Sars-CoV-2 infection versus parametric and non-parametric CMR findings. Furthermore, we assessed clinical, instrumental and CMR data stratified according to age (paediatrics versus adults). Results: Patients included were 43 (86%) males and 7 (14%) females, mean age was 26 ± 15 years (range 12-63). T1, T2 mapping and Extra Cellular Volume (ECV) values in our athlete’s cohort were predominantly normal. Regarding correlations between parametric and non-parametric findings, apparently parametric imaging does not give an advantage in trained subjects. ECV global values were pathological in all the subjects with positive LGE findings (p=0.015). T1 global had normal values in 98% (n=41) of patients with normal kinesis (p<0.001). LGE was present in 31 (79%) of the subjects with exercise induced ventricular arrythmias (p=0.026), while T2 ratio was pathological in 13 of them (81%, p=0.028). When at least one between ECG, ECG-Holter or EST was abnormal, ≥ 2 T2 mapping pathological segments were present in 55% of the patients (n=22, p=0.048), while T2 ratio was pathological in 13 of them (93%, p=0.028). Moreover, ECV was pathological in all patients who experienced COVID-19 prior to CMR examination. We did not find significant differences in the clinical, instrumental and CMR data stratified according to age group (pediatric versus adult athletes). Conclusion: This preliminary study shows that, besides morphological and functional alterations which can be found in the athlete’s heart, statistically significant correlation was found between segmental T2 mapping abnormal values and ECG, Holter or EST alterations. ECV pathological values shows a correlation with the presence of macroscopic fibrosis. Our results require further evaluation in a larger population and prospective data are raccomended.
Dipartimento di Medicina - DIMED
2021
Segmental quantitative T1 and T2 mapping by cardiac magnetic resonance in competitive athletes: comparison with healthy subjects
La risonanza magnetica cardiaca (RMC) è la principale modalità di caratterizzazione tissutale del miocardio ed è considerata il gold standard per la valutazione di funzione cardiaca, volume e massa del miocardio. Ad oggi, la maggior parte degli studi di cardio-risonanza negli atleti si sono basati sulle tecniche qualitative e semiquantitative per rilevare edema e/o fibrosi macroscopica con sequenze T2 pesate o late gadolinium enhancement (LGE). Le tecniche di mapping moderne, consentendo una caratterizzazione precisa, quantitativa e segmentale del miocardico, stanno significativamente cambiando il management clinico nei pazienti con coinvolgimento cardiaco. Pertanto, l’imaging parametrico sta puntando a riempire le lacune nella precisione diagnostica nei soggetti sportivi, essendoci ancora diverse incertezze nella diagnosi differenziale tra il cuore d’atleta e altre patologie cardiache. Gli scopi di questo studio sono: la comparazione tra i valori di T1 e T2 mapping definiti in una popolazione di atleti consecutivamente indirizzati al nostro Istituto per sospetti patologici e i valori di riferimento calcolati su 50 volontari sani nello stesso centro; la comparazione tra tecniche parametriche e non-parametriche e la valutazione della correlazione reperti di CRM e caratteristiche cliniche/strumentali nella sopracitata popolazione di studio. Abbiamo studiato 50 pazienti che hanno svolto RMC consecutivamente nel nostro centro. I valori di T1 e T2 mapping dei 50 atleti sono stati confrontati ai valori di riferimento calcolati su 50 volontari sani nel nostro centro. I valori di ECV sono stati confrontati con riferimenti in letteratura. È stata studiata la correlazione tra i reperti delle sequenze parametriche (MOLLI e T2p-SSFP per il T1 e T2 mapping, rispettivamente) e dell’imaging non parametrico (LGE, TIRM, steady state free precession (SSFP)). Sono stati inoltre confrontati i reperti di RMC con i risultati di altre analisi strumentali (ECG, ECG-Holter, test da sforzo); è stata altresì valutata la correlazione tra l’infezione da Sars-CoV-2 rispetto ai reperti di RMC. Inoltre, abbiamo valutato i dati clinici, strumentali e di CRM stratificati in base all’età (pediatrici vs adulti). I pazienti inclusi erano 43 (86%) maschi e 7 femmine (14%), l’età media era 26 ± 15 anni (intervallo 12-63). I valori di T1, T2 mapping e volume extra cellulare (ECV) nella nostra coorte di atleti sono risultati prevalentemente normali. Riguardo la correlazione tra i reperti parametrici e non parametrici, apparentemente l’imaging parametrico sembra non dare un vantaggio nei soggetti sportivi. I valori di ECV erano patologici in tutti i soggetti con LGE positivo (p=0.015). Il T1 global aveva valori normali nel 98% (n=41) dei pazienti con cinesi normale (p<0.001). Il LGE era presente in 31 (79%) dei pazienti con aritmie indotte dall’esercizio fisico (p=0.026), mentre il T2 ratio era patologico in 13 di loro (81%, p=0.028). Quando almeno uno tra ECG, ECG-Holter o test da sforzo era anormale, erano presenti ≥ 2 segmenti patologici al T2 mapping nel 55% dei pazienti (n=22, p=0.048), mentre il T2 ratio era patologico in 13 di loro (93%, p=0.028). Inoltre, in tutti i pazienti che hanno avuto infezione da Sars-CoV-2 prima dell’esecuzione di RMC, l’ECV è risultato essere patologico. Non abbiamo trovato significative differenze nei dati clinici, strumentali e di CRM stratificati per gruppi di età (atleti pediatrici vs adulti) Questo studio preliminare mostra che, al di là delle alterazioni morfologiche e funzionali che possono essere riscontrate nel cuore dell’atleta, correlazioni statisticamente significative sono state trovate tra i valori anormali di T2 mapping segmentale e alterazioni dell’ECG, Holter o test da sforzo. I valori patologici dell’ECV mostrano una correlazione con la presenza di fibrosi macroscopica. I nostri risultati richiedono ulteriori rivalutazioni su una popolazione più gra
T1 mapping
T2 mapping
competitive athletes
PEPE, ALESSIA
LUPI, AMALIA
Lauree magistrali a ciclo unico
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.12608/34064