Three-Dimensional Volumetric Assessment of Diastolic Function by Cardiac Magnetic Resonance Imaging: The Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA)

Background: Cardiac Magnetic Resonance is in need of a simple and robust method for diastolic function assessment that can be done with routine protocol sequences. Objective: To develop and validate a three-dimensional (3D) model-based volumetric assessment of diastolic function using cardiac magnetic resonance (CMR) imaging and compare the results obtained with the model with those obtained by echocardiography. Methods: The study participants provided written informed consent and were included if having undergone both echocardiography and cine steady-state free precession (SSFP) CMR on the same day. Guide points at the septal and lateral mitral annulus were used to define the early longitudinal relaxation rate (E'), while a time-volume curve from the 3D model was used to assess diastolic filling parameters. We determined the correlation between 3D CMR and echocardiography and the accuracy of CMR in classifying the diastolic function grade. Results: The study included 102 subjects. The E/A ratio by CMR was positively associated with the E/A ratio by echocardiography (r = 0.71, p < 0.0001). The early diastolic relaxation velocity by tissue Doppler and longitudinal relaxation rate for the lateral mitral annulus displacement were positively associated (p = 0.007), as were the ratio between Doppler E/e' and CMR E/E' (p = 0.01). CMR-determined normalized peak E (NE) and deceleration time (DT) were able to predict diastolic dysfunction (areas under the curve [AUCs] = 0.70 and 0.72, respectively). In addition, the lateral E/E' ratio showed good utility in identifying diastolic dysfunction (AUC = 0.80). Overall, echocardiography and CMR interobserver and intraobserver agreements were excellent (intraclass correlation coefficient range 0.72 - 0.97). Conclusion: 3D modeling of standard cine CMR images was able to identify study subjects with reduced diastolic function and showed good reproducibility, suggesting a potential for a routine diastolic function assessment by CMR. Fundamento: A ressonância magnética cardíaca necessita de um método simples e robusto para a avaliação da função diastólica que pode ser feito com sequências protocolares de rotina. Objetivo: Desenvolver e validar a avaliação volumétrica da função diastólica através de um modelo tridimensional (3D) com utilização de imagens de ressonância magnética cardíaca (RMC) e comparar os resultados obtidos com este modelo com os obtidos por ecocardiografia. Métodos: Os participantes do estudo assinaram um termo de consentimento e foram incluídos se tivessem sido submetidos no mesmo dia tanto à ecocardiografia quanto à cine RMC com precessão livre no estado estacionário (steady-state free precession, SSFP). Pontos-guia foram utilizados no anel mitral septal e lateral para definir a velocidade de estiramento no início da diástole (E'), enquanto curvas de volume-tempo do modelo 3D foram utilizadas para avaliar os parâmetros de enchimento diastólico. Foram determinadas a correlação entre a RMC 3D e a ecocardiografia, além da acurácia da RMC em classificar o grau de função diastólica. Resultados: Ao todo, 102 sujeitos foram incluídos no estudo. A razão E/A pela RMC esteve positivamente associada com a razão E/A obtida pela ecocardiografia (r = 0,71, p < 0,0001). Estiveram positivamente associadas a velocidade de relaxamento diastólico inicial ao Doppler tecidual e a velocidade de relaxamento longitudinal de deslocamento do anel mitral lateral (p = 0,007), bem como a razão entre E/e' por Doppler e E/E' pela RMC (p = 0,01). A velocidade normalizada de pico de enchimento (EM) determinada pela RMC e o tempo de desaceleração (TD) foram capazes de predizer a disfunção diastólica (áreas sob a curva [AUCs] = 0,70 e 0,72, respectivamente). Além disso, a razão E/E' lateral mostrou boa utilidade para a identificação da disfunção diastólica (AUC = 0,80). No geral, a ecocardiografia e a RMC apresentaram excelente concordância interobservador e intraobservador (coeficiente de correlação intraclasse 0,72 - 0,97). Conclusão: Uma modelagem 3D de imagens padrões de cine RMC foi capaz de identificar os indivíduos do estudo com função diastólica reduzida e mostrou uma boa reprodutibilidade, sugerindo ter potencial na avaliação rotineira da função diastólica por RMC.