Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC 4qnPpC8w3HK36VPKSCFfh4f S0066-782X2021000600919 abc.20190782 10.36660/abc.20190782 Artigo Original Estratificação da Insuficiência Cardíaca Clínica através do Mapa T1 Nativo: Experiência de um Serviço de Referência 0000-0003-1386-9090 Marques Thiago dos Santos Silva 1 Fernandes André Maurício de Souza 2 0000-0002-3053-3583 Dantas Roberto Nery Júnior 1 Biederman Robert W. 3 Melo Ana Paula Marques de Oliveira 4 0000-0002-2161-3696 Aras Roque 5 Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina Hospital das Clínicas São Paulo SP Brasil Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP - Brasil Universidade Federal da Bahia Faculdade de Medicina de Bahia Salvador BA Brasil Universidade Federal da Bahia - Faculdade de Medicina de Bahia, Salvador, BA - Brasil Allegheny General Hospital Pittsburgh Pennsylvania EUA Allegheny General Hospital, Pittsburgh, Pennsylvania - EUA Hospital Heliópolis São Paulo SP Brasil Hospital Heliópolis, São Paulo, SP - Brasil Hospital Universitário Professor Edgard Santos Salvador BA Brasil Hospital Universitário Professor Edgard Santos, Salvador, BA - Brasil Correspondência: Thiago dos Santos Silva Marques • Rua Leonor Calmon, 74, Ed. Principe de Lyon, Apt 1202. CEP 40296-210, Cidade Jardim, Salvador, BA - Brasil E-mail: thiago.ssm@hotmail.com

Contribuição dos Autores

Concepção e desenho da pesquisa: Marques TSS, Fernandes AMS, Dantas Júnior RN, Aras R; Obtenção de dados, Análise e interpretação dos dados e Análise estatística: Marques TSS, Melo APMO; Redação do manuscrito: Marques TSS; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Fernandes AMS, Dantas Júnior RN, Biederman RW, Aras R.

Potencial Conflito de Interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

 17 05 2021 05 2021 116 5 919 925 12 05 2019 08 03 2020 15 04 2020 This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License Resumo Fundamento:

Fibrose cardíaca difusa é fator importante na avaliação prognóstica dos pacientes com disfunção ventricular. Mapeamento T1 nativo pela ressonância magnética cardíaca (RMC) apresenta elevada sensibilidade e é considerado preditor independente de mortalidade por todas as causas e desenvolvimento de insuficiência cardíaca (IC) nos pacientes com cardiomiopatia.

 Objetivos:

Avaliar aplicabilidade da avaliação com mapa T1 nativo em pacientes com IC em um hospital de referência de cardiologia e sua associação com parâmetros estruturais e perfil funcional.

 Métodos:

Estudo transversal com pacientes adultos com IC classes funcionais NYHA I e II, isquêmicos e não isquêmicos, acompanhados em hospital de referência, que realizaram RMC. Os valores de T1 nativo foram analisados em relação a parâmetros estruturais, comorbidades, etiologia e categorização da IC pela fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE). Análises foram realizadas com nível de significância de 5%.

 Resultados:

Analisados 134 pacientes. Valores de T1 nativo elevados foram encontrados em pacientes com maior dilatação (1004,9 vs 1042,7ms, p=0,001), volume (1021,3 vs 1050,3ms, p<0,01) e disfunção ventricular (1010,1 vs 1053,4ms, p<0,001), mesmo quando analisados isoladamente os não isquêmicos. Pacientes classificados com IC com fração de ejeção reduzida apresentaram maiores valores T1 em relação aos com IC e fração de ejeção preservada (ICFEP) (992,7 vs 1054,1ms, p<0,001). Dos com ICFEP, 55,2% apresentavam T1 elevado.

 Conclusões:

Mapeamento T1 por RMC é factível para avaliação da IC clínica. Houve associação direta entre maior valor nativo de T1 e menor fração de ejeção, maiores diâmetros e volumes do VE, independentemente da etiologia da IC.

 Palavras-chave Insuficiência Cardíaca Cardiomiopatia Dilatada Disfunção Ventricular Esquerda Fibrose Diagnóstico por Imagem Cardiomiopatia Chagásica Espectroscopia de Ressonância Magnética/métodos Introdução

Fibrose cardíaca tornou-se fator importante na avaliação prognóstica dos pacientes com disfunção ventricular, sendo considerada como uma das consequências do remodelamento patológico do ventrículo esquerdo (VE),1 que desempenha um marcante papel na resposta do miocárdio à lesão. Quando em excesso leva à progressão da insuficiência cardíaca (IC) e pior prognóstico.2 Métodos de imagem não invasivos para avaliação quantitativa, em um estágio inicial, da presença e extensão da fibrose miocárdica são necessários para melhor estratificação de risco de IC e para monitorar os efeitos do tratamento.3

Ressonância magnética cardíaca (RMC), considerada ferramenta eficaz para avaliar a morfologia e função miocárdica, bem como alterações teciduais,4–7 surgiu como uma modalidade não invasiva de primeira linha para investigação de etiologia e prognóstico em pacientes com disfunção miocárdica.8,9 O mapeamento T1 nativo é um método rápido e sem contraste que visa detectar alterações miocárdicas difusas, em uma variedade de condições cardíacas. Apresenta ampla sensibilidade comprovada para alterações patológicas, incluindo detecção de edema miocárdico, infarto, isquemia, cardiomiopatias e fibrose difusa.10–14 Portanto, o mapeamento T1 nativo é um método de imagem alternativo para avaliação da área cardíaca de risco.15

Estudo observacional multicêntrico evidenciou que o T1 nativo mostrou ser melhor preditor expressivo de piores desfechos na cardiomiopatia dilatada (CMD) do que os parâmetros clínicos clássicos, mostrando que T1 nativo foi o mais forte preditor independente de mortalidade por todas as causas e desenvolvimento de IC.16,17 A gravidade de doença difusa, avaliada pelo mapa T1 nativo, pode ser fisiopatologicamente um parâmetro mais relevante, pois está diretamente relacionada à progressão da doença e à capacidade funcional do miocárdio remanescente. A natureza contínua dos valores de T1 corresponde bem à taxa de eventos clínicos: quanto maior o T1 nativo, maior o risco de eventos adversos e vice-versa. Esses achados permitem refinar a abordagem atual de estratificação de risco em pacientes com cardiomiopatias, principalmente na CMD.17

Nosso estudo objetiva avaliar a aplicabilidade da avaliação com mapa T1 nativo em pacientes com IC em um hospital de referência de cardiologia e sua associação com parâmetros estruturais e perfil funcional destes pacientes.

 Métodos Estudo e Amostra

Foram incluídos pacientes acompanhados no ambulatório de IC do Hospital Ana Nery, Salvador, Bahia, que consecutivamente foram encaminhados para realização de RMC como parte do cuidado clínico e diagnóstico no período compreendido entre os anos de 2012 e 2016.

Foram selecionados, de forma consecutiva, pacientes com idade ≥ 18 anos com diagnóstico de IC, de acordo com critérios de Framingham e/ou Boston, conforme Diretriz Brasileira de Insuficiência Cardíaca Crônica e Aguda, com classes funcionais I e II pela New York Heart Association (NYHA), com ao menos IC diastólica tipo II definida pelo ecocardiograma transtorácico, de diversas etiologias, divididas em isquêmicas ou não isquêmicas, definição essa baseada na documentação de infarto do miocárdio (IM) prévio, pela presença de realce tardio pelo gadolínio (RTG) subendocárdico ou transmural (respeitando território coronariano) na RMC e/ou presença de isquemia por algum método diagnóstico. Em relação à cardiomiopatia chagásica, foi considerado o diagnóstico na presença de sorologia positiva e após exclusão de isquemia.

Todos os pacientes realizavam exames de rotina no ambulatório de IC, como radiografia de tórax, teste de caminhada e eletrocardiograma, associado a avaliação de uma equipe multiprofissional. Todos pacientes eram acompanhados no serviço de IC da unidade e faziam uso de terapia medicamentosa otimizada, associada ou não à reabilitação cardíaca pela equipe multidisciplinar, conforme critério clínico do médico assistente.

O trabalho foi aprovado pelo Comitê de Ética e Pesquisa da instituição, como subprojeto do trabalho principal: “Características dos pacientes submetidos à ressonância magnética cardiovascular em um hospital de referência”.

 Protocolo de Aquisição e Avaliação de Exames de RMC

Todos os exames de RMC foram realizados em um scanner de corpo inteiro Avanto de 1,5 T (Siemens Medical Solutions, Alemanha) usando uma bobina cardíaca de 8 canais. Imagens em varredura foram realizadas para obter sequências cine SSFP em duas, três e quatro câmaras, além do eixo curto. As imagens de cine foram adquiridas durante apneia expiratória (20 quadros por ciclo cardíaco com cortes de 8mm de espessura, FOV 300, matriz 208 Åx 80, BW 925 KHz/pixel). Para análise da função do VE, o eixo curto foi composto de um mínimo de 8 e um máximo de 12 cortes, com 8 mm de espessura e 2 mm de intervalo.

Imagens de mapa T1 nativo foram realizadas sem injeção de contraste através de corte em porção média do VE através da sequência Modified Look-Locker Inversion recovery (MOLLI), com acoplamento eletrocardiográfico, 250 a 360 mm de FOV; 192 × 122 a 192 × 183 de tamanho da matriz. Espessura do corte de 6-8 mm; 2,2 / 1,1ms ≈ TR / TE, ângulo de viragem de 35 °; Fator GRAPPA = 2; 17 batimentos cardíacos (que coletam 3 + 3 + 5 amostras). Como a utilização de contraste nos estudos não fazia parte do protocolo e esteve reservado a critério clínico, não foi realizado o cálculo de volume extracelular (VEC) e mapa T1 pós contraste.

O valor de normalidade do T1 nativo, para nossa amostra, foi obtido previamente através de um estudo piloto com pacientes sem comorbidades e coração estruturalmente normal da mesma instituição/scanner, como recomendado pela Society for Cardiovascular Magnetic Resonance (SCMR).18 Segundo resultado dessa avaliação, o valor médio de normalidade considerado para o T1 miocárdico nativo foi de 983,46 ± 34,38 ms.

Todos os exames foram analisados através do software cvi42 (Circle Cardiovascular Imaging Inc., Calgary, Canada) por especialista em imagem cardiovascular com mais de 5 anos de experiência. Após delineamento de bordos endocárdicos e epicárdicos no eixo curto do VE, em sístole e diástole máximas, foram quantificadas variáveis funcionais como fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE), diâmetro diastólico final do ventrículo esquerdo (DDFVE), volume diastólico final do ventrículo esquerdo (VDFVE), massa cardíaca (indexados para superfície corpórea), avaliados conforme valores de referência em RMC recomendados.19 Para cálculo do mapa T1 nativo, os bordos dos traçados foram realizados de forma estreita com intuito de evitar ao máximo contaminação com a cavidade ventricular ou com gordura epicárdica, e de forma a evitar áreas com realce tardio miocárdico identificável visivelmente (Figura 1). Os exames foram analisados por um único profissional experiente.

Cálculo do mapa T1 nativo. Fonte: Marques, 2019.

Os valores de T1 miocárdico nativo obtidos foram analisados em relação às comorbidades clínicas, parâmetros estruturais, etiologia e categorização da IC. A IC foi categorizada em: 1) FEVE reduzida (IC de fração de ejeção reduzida – ICFER: < 40%); 2) FEVE limítrofe (IC de fração de ejeção limítrofe – ICFEL: 40 a 49%); e 3) FEVE preservada (IC de fração de ejeção preservada – ICFEP: ≥ 50%) (20,21).

 Análise Estatística

Os dados coletados foram descritos através de médias e desvio padrão para as variáveis contínuas de distribuição normal; e medianas e intervalo interquartílico para as de distribuição não normal. As variáveis categóricas foram descritas em números absolutos e porcentagens. A normalidade das variáveis foi testada através do teste de Kolmogorov-Smirnov. Foram realizados testes estatísticos, conforme o tipo de variável e a normalidade da distribuição: teste t de Student não pareado, teste de Mann Whitney e teste do qui-quadrado. Valores de p inferiores a 0,05 foram considerados estatisticamente significativos. A análise estatística foi realizada utilizando o software SSPS (versão 22.0).

 Resultados

Foram incluídos 134 pacientes no período de janeiro de 2014 a dezembro de 2016. Houve uma predominância de pacientes do sexo masculino, FEVE reduzida e diâmetros/volumes cavitários aumentados (Tabela 1). Pacientes não isquêmicos foram maioria, num total de 95 indivíduos (70,9%). Houve presença de realce tardio em 56 pacientes dos 95 com miocardiopatia não isquêmica (59%), com predomínio de realce mesocárdico e multifocal. Dentre os pacientes com miocardiopatia isquêmica, 34 pacientes (87%) apresentaram realce tardio, em sua maioria transmural.

Características clínicas e funcionais da amostra
Características gerais n (134)
Idade (anos) (DP) 50,2 (14,0)
Sexo masculino (%) 94 (70,1%)
Etiologia não-isquêmica 95 (70,9%)
Átrio esquerdo (cm) (DP) 3,9 (0,8)
Septo interventricular (cm) (DP) 0,8 (0,2)
Parede posterior (cm) (DP) 0,7 (0,2)
FEVD (%) (DP) 39,6 (15,9)
FEVE (%) (DP) 34,4 (17,9)
DDFVE (cm) (DP) 6,4 (1,2)
DSFVE (cm) (DP) 5,1 (1,6)
VDFVE (ml) (DP) 215,1 (96,2)
VDFVE indexado (ml/m2) (DP) 116,7 (51,9)
VSFVE (ml) (DP) 150,9 (93,7)
VSFVE indexado (ml/m2) (DP) 82,5 (52,3)
MC (g) (IQ) 88,5 (73,7; 114,0)
MC indexada (g/m2) (IQ) 49,0 (40,0; 62,5)
Hipertensão arterial 53 (39,6%)
Diabetes 21 (15,7%)
Doença coronária 33 (24,6%)
Doença renal crônica 13 (9,7%)
Tabagismo 20 (14,9%
Chagas 13 (9,7%)
Dislipidemia 7 (5,2%)

FEVE: Fração de ejeção do ventrículo esquerdo; FEVD: Fração de ejeção do ventrículo direito; DDFVE: Diâmetro diastólico final do ventrículo esquerdo; DSFVE: Diâmetro sistólico final do ventrículo esquerdo; VDFVE: Volume diastólico final do ventrículo esquerdo; VSFVE: Volume sistólico final do ventrículo esquerdo; MC: Massa cardíaca; DP: Desvio padrão; IQ: Intervalo interquartílico.

 Fonte: Marques, 2019. Não esta nas referências

Valores de T1 miocárdico nativo elevados, quando analisado em relação ao VE, foram encontrados em pacientes com maior dilatação (p=0,007), maiores volumes ventriculares (p<0,01) e disfunção ventricular (p <0,001) (Tabela 2). Numa avaliação adicional de forma dicotomizada, considerando-se essas mesmas variáveis funcionais, manteve-se associação do valor do T1 miocárdico nativo, conforme exposto na Tabela 3. Quando realizada a análise de subgrupo dos pacientes não isquêmicos, as mesmas associações encontradas permaneceram presentes (Tabelas 3 e 4). Houve adequada concordância intraobservador na detecção de valores T1 elevados (Kappa 0,82; p = 0,001).

Avaliação do mapa T1 miocárdico nativo com parâmetros funcionais
T1 normal (ms) T1 elevado (ms) p
FEVE (%) (DP) 50,27 (16,3) 31,26 (16,5) <0,001*
DDFVE (cm) (DP) 5,74 (1,2) 6,55 (1,2) 0,007*
DSFVE (cm) (DP) 3,95 (1,42) 5,32 (1,5) <0,001*
VDFVE (ml) (IQ) 167,9 (62,5) 224,3 (99,1) 0,001*
VDFVE indexado (ml/m2) (DP) 89,8 (31,1) 122,0 (53,7) 0,001*
VSFVE (ml) (DP) 91,5 (60,2) 162,6 (94,8) 0,001*
VSFVE indexado (ml/m2) (DP) 47,9 (30,9) 89,3 (53,1) 0,001*
Massa (g) (IQ) 81,0 (66,0; 99,2) 89,5 (77,0; 119,5) 0,05†
Massa indexada (g/m2) (IQ) 41,5 (36,5; 52,5) 50,0 (40,5; 62,7) 0,025†

FEVE: Fração de ejeção do ventrículo esquerdo; DDFVE: Diâmetro diastólico final do ventrículo esquerdo; DSFVE: Diâmetro sistólico final do ventrículo esquerdo; VDFVE: Volume diastólico final do ventrículo esquerdo; VSFVE: Volume sistólico final do ventrículo esquerdo; MC: massa cardíaca; DP: desvio padrão; IQ: intervalo interquartílico.

Teste T de student.

Teste de Mann-Whitney

 Fonte: Marques, 2019. Não está nas referências Avaliação do valor T1 miocárdico nativo com parâmetros funcionais na amostra geral e não isquêmicos
Geral Não Isquêmicos
T1 (ms) p T1 (ms) p
FEVE (%) (DP) >35% 1010,1 (46,6) <0,001 1008,9 (43,7) <0,001
<35% 1053,4 (48,1) 1052,1 (48,1)
DDFVE (cm) (DP) Normal 1004,9 (48,1) 0,001 1010,8 (39,9) 0,03
Dilatado 1042,7 (50,4) 1038,3 (53,4)
DSFVE (cm) (DP) Normal 989,0 (43,7) <0,001 994,2 (37,7) 0,001
Dilatado 1043,8 (49,0) 1040,3 (51,1)
VDFVE indexado (ml/m2) (DP) Normal 1021,3 (49,3) 0,001 1015,5 (46,0) 0,001
Aumentado 1050,4 (50,8) 1049,2 (52,4)
VSFVE indexado (ml/m2) (DP) Normal 1000,7 (48,3) <0,001 999,8 (42,5) <0,001
Aumentado 1048,5 (47,3) 1046,2 (49,5)

FEVE: Fração de ejeção do ventrículo esquerdo; DDFVE: Diâmetro diastólico final do ventrículo esquerdo; DSFVE: Diâmetro sistólico final do ventrículo esquerdo; VDFVE: Volume diastólico final do ventrículo esquerdo; VSFVE: Volume sistólico final do ventrículo esquerdo; DP: desvio padrão. Teste T de student.

 Fonte: Marques, 2019. Não está nas referências Avaliação do mapa T1 miocárdico nativo com parâmetros funcionais nos pacientes não isquêmicos
T1 normal (ms) T1 elevado (ms) p
FEVE (%) (DP) 48,9 (16,6) 32,3 (17,9) 0,001*
DDFVE (cm) (DP) 5,9 (1,2) 6,6 (1,4) 0,035*
DSFVE (cm) (DP) 4,0 (1,5) 5,4 (1,7) 0,002*
VDFVE (ml) (IQ) 173,7 (66,8) 236,5 (112,8) 0,003*
VDFVE indexado (ml/m2) (DP) 92,2 (30,6) 122,7 (60,9) 0,001*
VSFVE (ml) (DP) 97,7 (63,3) 170,5 (107,9) <0,001*
VSFVE indexado (ml/m2) (DP) 50,1 (31,2) 93,0 (60,2) <0,001*
Massa (g) (IQ) 84,5 (66,7; 99,2) 91,0 (77,0; 129,0) 0,06†
Massa indexada (g/m2) (IQ) 42,0 (37,7; 52,5) 56,2 (42,0; 95,0) 0,02†

FEVE: Fração de ejeção do ventrículo esquerdo; DDFVE: Diâmetro diastólico final do ventrículo esquerdo; DSFVE: Diâmetro sistólico final do ventrículo esquerdo; VDFVE: Volume diastólico final do ventrículo esquerdo; VSFVE: Volume sistólico final do ventrículo esquerdo; MC: massa cardíaca; DP: desvio padrão; IQ: intervalo interquartílico.

Teste T de student.

Teste de Mann-Whitney.

 Fonte: Marques, 2019. Não está nas referências

Quando analisado o T1 miocárdico nativo em relação ao perfil da IC, classificada conforme a FEVE, observou-se um maior valor T1 nos pacientes com FEVE < 35% (p < 0,001) (Tabela 5). Houve diferença significativa entre os grupos, com T1 mais elevado, quando comparado ICFER com ICFEL (p=0,004); e com ICFEP (p<0,001); assim como quando comparado ICFEL com ICFEP (p=0,02). Dos pacientes com ICFEP, 55,2% já apresentavam T1 elevado. Quando analisado em relação aos diâmetros e volumes cavitários, observados maiores valores nos pacientes com ICFER e ICFEL quando comparados com os ICFEP (p<0,01).

Avaliação do mapa T1 miocárdico nativo com classificação de IC
N T1 normal (ms) T1 elevado (ms) p
ICFER 84 5 (6%) 79 (94%) < 0,001*
ICFEL 21 4 (19%) 17 (81%)
ICFEP 29 13 (45%) 16 (55%)

ICFER: Insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida; ICFEL: Insuficiência cardíaca com fração de ejeção limítrofe; ICFEP: Insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada.

Teste de qui-quadrado.

 Fonte: Marques, 2019.Não está nas referências

Quanto à etiologia da IC, foi observado que, independente da etiologia, há alta porcentagem de pacientes com T1 nativo elevado (89,7% nos isquêmicos e 81,1% nos não isquêmicos), com um maior valor T1 nos isquêmicos em relação aos não isquêmicos (p=0,004). Analisando especificamente o grupo de não isquêmicos, 13 pacientes tinham diagnóstico de cardiomiopatia chagásica, todos apresentam T1 nativo elevado (1077,1 ± 61,1ms) associado a FEVE reduzida (27,6 ± 16,8%), elevados DDFVE (7,1 ± 1,5cm), DSFVE (6,1 ± 1,7cm), VDFVE indexado (146,7 ± 52,3 ml/m2) e VSFVE indexado (112,7 ± 54,1 ml/m2).

Dentre as comorbidades clínicas avaliadas, observa-se associação estatística de maiores valores de T1, acima da faixa de normalidade, nos pacientes tabagistas (p=0,032). (Tabela 6)

Avaliação do mapa T1 miocárdico nativo com comorbidades clínicas
T1 normal T1 elevado p
Hipertensão arterial (%) 9 (17,0%) 44 (83,0%) 0,88
Diabetes (%) 1 (4,8%) 20 (95,2%) 0,11
Doença coronária (%) 4 (12,1%) 29 (87,9%) 0,44
Doença renal crônica (%) 0 (0%) 13 (100%) 0,09
Tabagismo (%) 0 (0%) 20 (100%) 0,03
Chagas (%) 1 (7,1%) 13 (92,9%) 0,09
Dislipidemia (%) 1 (14,3%) 6 (85,7%) 0,87

Teste de qui-quadrado.

 Fonte: Marques, 2019. Não está nas referências Discussão

O presente estudo demonstra que, além de o Mapeamento T1 ser factível na prática clínica, existe associação do T1 miocárdico nativo com disfunção miocárdica, expressa por uma menor FEVE e maiores volumes e diâmetros intracavitários, independentemente da etiologia da cardiomiopatia.

A RMC permite a detecção de fibrose miocárdica difusa através do mapeamento T1 nativo e com alta concordância com a biópsia miocárdica.6 Um estudo recente publicado com 637 pacientes com CMD não isquêmica demonstrou que a presença de fibrose por mapeamento T1 nativo está relacionada ao desfecho combinado de mortalidade por todas as causas de IC (p <0,001), e na análise multivariada, é considerado como um preditor independente para esses desfechos (IC 1,06-1,15, p <0,001).16 Estudo prévio validou o uso do mapeamento T1 para confirmação de fibrose com excelente correlação (R = 0,95, p <0,001) entre o exame de RMC e a histologia, mas quando analisado comparando com o RTG, este último foi menos acurado na avaliação da fibrose intersticial difusa.6 Assim, o mapeamento T1 nativo do miocárdio é um método de imagem que permite detectar a presença de fibrose com maior precocidade que o RTG, que pode ser relacionada a um pior prognóstico.22

Entre as etiologias, no Brasil, há uma característica distinta em relação à prevalência e importância da doença de Chagas.23,24 No presente estudo, houve uma prevalência de 9,7% de cardiomiopatia Chagásica, que representa 13,7% dos pacientes não isquêmicos. Todos pacientes chagásicos tiveram valores nativos de T1 elevados, sendo observado um maior T1 nativo associado com menor FEVE, maior DDVE e VDFVE quando comparado com os demais não isquêmicos com T1 elevado, mas sem significância estatística. Estudos anteriores menores evidenciaram uma associação estatisticamente significativa (p<0,001) entre a presença de fibrose com piores desfechos nesses pacientes, principalmente relacionada a eventos arrítmicos.23,24 Em estudo anterior foi demonstrado que a probabilidade de taquicardia ventricular (TV) foi maior na presença de fibrose transmural por realce tardio, sendo um preditor de TV clínica (RR 4,1, p= 0,04).23

Há limitações que devem ser destacadas principalmente relacionadas ao modelo transversal do estudo. O tamanho da amostra foi limitado, o que impede a validação adequada das conclusões encontradas. Algumas patologias adicionais podem levar a alterações do T1, incluindo fibrose miocárdica difusa por outras causas, edema, inflamação e doenças infiltrativas. Como não foi realizado estudo de mapa T1 pós-contraste, o cálculo e avaliação do VEC não foi possível, o que não reduz a importância dos achados, uma vez que o T1 nativo demonstrou na literatura ser comparável ao VEC na quantificação de colágeno demonstrado histologicamente.25 Apesar de ter sido realizado e analisado de acordo com recomendações prévias, como o mapeamento T1 é um método relativamente novo, ainda requer padronização metodológica.26

 Conclusões

A utilização do mapa T1 miocárdico nativo é factível para avaliação da IC clínica, com correlação significativa a um pior perfil funcional. Houve associação direta entre maior valor nativo de T1 e piores parâmetros clínicos e funcionais, dentre eles uma menor fração de ejeção, diâmetros e volumes maiores do VE, independentemente da etiologia da cardiomiopatia. É importante ressaltar que, em pacientes com cardiopatia chagásica, patologia prevalente no Brasil, a mesma associação foi observada.

Fontes de Financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação Acadêmica

Este artigo é parte de dissertação de Mestrado de Thiago dos Santos Silva Marques pela Universidade Federal da Bahia.

Aprovação Ética e Consentimento Informado

Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética do Hospital Ana Nery sob o número de protocolo 171.522. Todos os procedimentos envolvidos nesse estudo estão de acordo com a Declaração de Helsinki de 1975, atualizada em 2013.

 Agradecimentos

Agradeço aos Prof. Dr. Roque Aras, Prof. Dr. André Maurício Fernandes, Dr. Roberto Nery e Dr. Robert Biederman pelo apoio, orientação e revisão do projeto e texto final do artigo. Agradeço a Ana Paula Marques pela ajuda na análise dos dados e construção da base de dados.

 Referências Mann DL Barger PM Burkhoff D Myocardial Recovery and the Failing Heart J Am Coll Cardiol 2012 60 24 2465 2472 1. Mann DL, Barger PM, Burkhoff D. Myocardial Recovery and the Failing Heart. J Am Coll Cardiol. 2012;60(24):2465–72. Brown RD Ambler SK Mitchell MD Long CS The Cardiac fibrolast: Therapeutic Target in Myocardial Remodeling and Failure Annu Rev Pharmacol Toxicol 2005 45 1 657 687 2. Brown RD, Ambler SK, Mitchell MD, Long CS. The Cardiac fibrolast: Therapeutic Target in Myocardial Remodeling and Failure. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 2005;45(1):657–87. Chen R Abendschein D Goldstein T Yin Q Muccigrosso D O’Connor R A non-contrast CMR index for assessing myocardial fibrosis Magn Reson Imaging 2017 42 69 73 3. Chen R, Abendschein D, Goldstein T, Yin Q, Muccigrosso D, O’Connor R, et al. A non-contrast CMR index for assessing myocardial fibrosis. Magn Reson Imaging. 2017;42:69–73. Vitorino RR Nacif MS Ressonância magnética cardíaca na cardiomiopatia dilatada : atualidades Rev Bras Clin Med 2011 9 3 225 233 4. Vitorino RR, Nacif MS. Ressonância magnética cardíaca na cardiomiopatia dilatada : atualidades. Rev Bras Clin Med. 2011;9(3):225-33. Hombach V Merkle N Torzewski J Kraus JM Kunze M Zimmermann O Electrocardiographic and cardiac magnetic resonance imaging parameters as predictors of a worse outcome in patients with idiopathic dilated cardiomyopathy Eur Heart J 2009 30 16 2011 2018 5. Hombach V, Merkle N, Torzewski J, Kraus JM, Kunze M, Zimmermann O, et al. Electrocardiographic and cardiac magnetic resonance imaging parameters as predictors of a worse outcome in patients with idiopathic dilated cardiomyopathy. Eur Heart J. 2009;30(16):2011–8. Iles LM Ellims AH Llewellyn H Hare JL Kaye DM McLean CA Histological validation of cardiac magnetic resonance analysis of regional and diffuse interstitial myocardial fibrosis Eur Heart J Cardiovasc Imaging 2015 16 1 14 22 6. Iles LM, Ellims AH, Llewellyn H, Hare JL, Kaye DM, McLean CA, et al. Histological validation of cardiac magnetic resonance analysis of regional and diffuse interstitial myocardial fibrosis. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2015;16(1):14–22. Abdel-Aty H Friedrich MG Magnetic resonance of cardiomyopathies and myocarditis Kwong RY Cardiovascular magnetic resonance imaging New Jersey Humana Press 2008 399 414 7. Abdel-Aty H, Friedrich MG. Magnetic resonance of cardiomyopathies and myocarditis. In: Kwong RY, (editor). Cardiovascular magnetic resonance imaging. New Jersey: Humana Press; 2008. p:399-414. Stirrat J White JA Wisenberg G Drangova M Gula L Skanes A Prediction of Arrhythmic Events in Ischemic and Dilated Cardiomyopathy Patients Referred for Implantable Cardiac Defibrillator Circ Cardiovasc Imaging 2012 5 4 448 456 8. Stirrat J, White JA, Wisenberg G, Drangova M, Gula L, Skanes A, et al. Prediction of Arrhythmic Events in Ischemic and Dilated Cardiomyopathy Patients Referred for Implantable Cardiac Defibrillator. Circ Cardiovasc Imaging. 2012;5(4):448–56. Yasuda S Kanzaki H Ogawa H Ishibashi-Ueda H Morita Y Yamada N Prognostic impact of blood pressure response plus gadolinium enhancement in dilated cardiomyopathy Heart 2015 101 10 774 780 9. Yasuda S, Kanzaki H, Ogawa H, Ishibashi-Ueda H, Morita Y, Yamada N, et al. Prognostic impact of blood pressure response plus gadolinium enhancement in dilated cardiomyopathy. Heart. 2015;101(10):774–80. Ferreira VM Piechnik SK Robson MD Neubauer S Karamitsos TD Myocardial tissue characterization by magnetic resonance imaging: Novel applications of T1 and T2 mapping J Thorac Imaging 2014 29 3 147 154 10. Ferreira VM, Piechnik SK, Robson MD, Neubauer S, Karamitsos TD. Myocardial tissue characterization by magnetic resonance imaging: Novel applications of T1 and T2 mapping. J Thorac Imaging. 2014;29(3):147–54. Moon JC Messroghli DR Kellman P Piechnik SK Robson MD Ugander M Myocardial T1 mapping and extracellular volume quantification: A Society for Cardiovascular Magnetic Resonance (SCMR) and CMR Working Group of the European Society of Cardiology consensus statement J Cardiovasc Magn Reson 2013 15 1 1 1 11. Moon JC, Messroghli DR, Kellman P, Piechnik SK, Robson MD, Ugander M, et al. Myocardial T1 mapping and extracellular volume quantification: A Society for Cardiovascular Magnetic Resonance (SCMR) and CMR Working Group of the European Society of Cardiology consensus statement. J Cardiovasc Magn Reson. 2013;15(1):1. Piechnik SK Ferreira VM Dall’Armellina E Cochlin LE Greiser A Neubauer S Shortened Modified Look-Locker Inversion recovery (ShMOLLI) for clinical myocardial T1-mapping at 1.5 and 3 T within a 9 heartbeat breathhold J Cardiovasc Magn Reson 2010 12 19 12 1 69 69 12. Piechnik SK, Ferreira VM, Dall’Armellina E, Cochlin LE, Greiser A, Neubauer S, et al. Shortened Modified Look-Locker Inversion recovery (ShMOLLI) for clinical myocardial T1-mapping at 1.5 and 3 T within a 9 heartbeat breathhold. J Cardiovasc Magn Reson. 2010 Dec 19;12(1):69. Whelan CJ Ntusi NB Neubauer S Karamitsos TD Myerson SG Ferreira VM Noncontrast T1 Mapping for the Diagnosis of Cardiac Amyloidosis JACC Cardiovasc Imaging 2013 6 4 488 497 13. Whelan CJ, Ntusi NB, Neubauer S, Karamitsos TD, Myerson SG, Ferreira VM, et al. Noncontrast T1 Mapping for the Diagnosis of Cardiac Amyloidosis. JACC Cardiovasc Imaging. 2013;6(4):488-97. Roujol S Reproducibility of Four T1 Mapping Sequences : A Head- Radiology 2014 272 3 683 689 14. Roujol S. Reproducibility of Four T1 Mapping Sequences : A Head-. Radiology. 2014;272(3):683–9. Muscogiuri G Suranyi P Schoepf UJ De Cecco CN Secinaro A Wichmann JL Cardiac Magnetic Resonance T1-Mapping of the Myocardium: Technical Background and Clinical Relevance J Thorac Imaging 2018 33 2 71 80 15. Muscogiuri G, Suranyi P, Schoepf UJ, De Cecco CN, Secinaro A, Wichmann JL, et al. Cardiac Magnetic Resonance T1-Mapping of the Myocardium: Technical Background and Clinical Relevance. J Thorac Imaging. 2018;33(2):71–80. Puntmann VO Carr-White G Jabbour A Yu CY Gebker R Kelle S T1-Mapping and Outcome in Nonischemic Cardiomyopathy All-Cause Mortality and Heart Failure JACC Cardiovasc Imaging 2016 9 1 40 50 16. Puntmann VO, Carr-White G, Jabbour A, Yu CY, Gebker R, Kelle S, et al. T1-Mapping and Outcome in Nonischemic Cardiomyopathy All-Cause Mortality and Heart Failure. JACC Cardiovasc Imaging. 2016;9(1):40–50. Satoh H Distribution of late gadolinium enhancement in various types of cardiomyopathies: Significance in differential diagnosis, clinical features and prognosis World J Cardiol 2014 6 7 585 585 17. Satoh H. Distribution of late gadolinium enhancement in various types of cardiomyopathies: Significance in differential diagnosis, clinical features and prognosis. World J Cardiol. 2014;6(7):585. Messroghli DR Moon JC Ferreira VM Grosse-Wortmann L He T Kellman P Clinical recommendations for cardiovascular magnetic resonance mapping of T1, T2, T2 and extracellular volume: A consensus statement by the Society for Cardiovascular Magnetic Resonance (SCMR) endorsed by the European Association for Cardiovascular Imagin J Cardiovasc Magn Reson 2017 19 1 1 24 18. Messroghli DR, Moon JC, Ferreira VM, Grosse-Wortmann L, He T, Kellman P, et al. Clinical recommendations for cardiovascular magnetic resonance mapping of T1, T2, T2 and extracellular volume: A consensus statement by the Society for Cardiovascular Magnetic Resonance (SCMR) endorsed by the European Association for Cardiovascular Imagin. J Cardiovasc Magn Reson. 2017;19(1):1–24. Kawel-boehm N Maceira A Valsangiacomo-buechel ER Vogel-claussen J Turkbey EB Williams R Normal values for cardiovascular magnetic resonance in adults and children J Cardiovasc Magn Reson 2015 17 1 29 29 19. Kawel-boehm N, Maceira A, Valsangiacomo-buechel ER, Vogel-claussen J, Turkbey EB, Williams R, et al. Normal values for cardiovascular magnetic resonance in adults and children. J Cardiovasc Magn Reson. 2015;17(1):29. Fontes-Carvalho R Insuficiência Cardíaca com Fração de Ejeção Preservada : Combater Equívocos para uma Nova Abordagem Arq Bras Cardiol 2011 96 6 504 514 20. Fontes-Carvalho R. Insuficiência Cardíaca com Fração de Ejeção Preservada : Combater Equívocos para uma Nova Abordagem. Arq Bras Cardiol. 2011;96(6):504–14. Ponikowski P Voors A 2016 Esc guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: The Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European society of cardiology (ESC): Developed with the special contribution Russ J Cardiol 2017 141 1 7 81 21. Ponikowski P, Voors A. 2016 Esc guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: The Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European society of cardiology (ESC): Developed with the special contribution. Russ J Cardiol. 2017;141(1):7–81. Liu JM Liu A Leal J McMillan F Francis J Greiser A Measurement of myocardial native T1 in cardiovascular diseases and norm in 1291 subjects J Cardiovasc Magn Reson 2017 19 1 1 10 22. Liu JM, Liu A, Leal J, McMillan F, Francis J, Greiser A, et al. Measurement of myocardial native T1 in cardiovascular diseases and norm in 1291 subjects. J Cardiovasc Magn Reson. 2017;19(1):1–10. Espinosa MM Cirenza C Szarf G Szejnfeld D Mello RP de Lima JAC Realce Tardio miocárdico por Ressonância Magnética Cardíaca pode identificar risco para Taquicardia Ventricular na Cardiopatia Chagásica Crônica Arq Bras Cardiol 2012 98 5 421 430 23. Espinosa MM, Cirenza C, Szarf G, Szejnfeld D, Mello RP de, Lima JAC, et al. Realce Tardio miocárdico por Ressonância Magnética Cardíaca pode identificar risco para Taquicardia Ventricular na Cardiopatia Chagásica Crônica. Arq Bras Cardiol. 2012;98(5):421–30. Senra T Ianni BM Costa ACP Mady C Martinelli M Filho Kalil R Filho Long-Term Prognostic Value of Myocardial Fibrosis in Patients With Chagas Cardiomyopathy J Am Coll Cardiol 2018 72 21 2577 2587 24. Senra T, Ianni BM, Costa ACP, Mady C, Martinelli-Filho M, Kalil-Filho R, et al. Long-Term Prognostic Value of Myocardial Fibrosis in Patients With Chagas Cardiomyopathy. J Am Coll Cardiol. 2018;72(21):2577–87. Nakamori S Dohi K Ishida M Goto Y Imanaka-yoshida K Omori T Native T1 Mapping and Extracellular Volume Mapping for the Assessment of Diffuse Myocardial Fibrosis in Dilated Cardiomyopathy JACC Cardiovasc Imaging 2018 11 1 48 59 25. Nakamori S, Dohi K, Ishida M, Goto Y, Imanaka-yoshida K, Omori T, et al. Native T1 Mapping and Extracellular Volume Mapping for the Assessment of Diffuse Myocardial Fibrosis in Dilated Cardiomyopathy. JACC Cardiovasc Imaging.2018;11(1):48-59. Fuad Jan M Jamil Tajik A Modern imaging techniques in cardiomyopathies Circ Res 2017 121 7 874 891 26. Fuad Jan M, Jamil Tajik A. Modern imaging techniques in cardiomyopathies. Circ Res. 2017;121(7):874–91. Original Article Clinical Heart Failure Stratification Through Native T1 Mapping: Experience of a Referral Service 0000-0003-1386-9090 Marques Thiago dos Santos Silva 1 Fernandes André Maurício de Souza 2 0000-0002-3053-3583 Dantas Roberto Nery Júnior 1 Biederman Robert W. 3 Melo Ana Paula Marques de Oliveira 4 0000-0002-2161-3696 Aras Roque 5 São Paulo SP Brazil Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP - Brazil Salvador BA Brazil Universidade Federal da Bahia - Faculdade de Medicina de Bahia, Salvador, BA - Brazil Pittsburgh Pennsylvania USA Allegheny General Hospital, Pittsburgh, Pennsylvania - USA São Paulo SP Brazil Hospital Heliópolis, São Paulo, SP - Brazil Salvador BA Brazil Hospital Universitário Professor Edgard Santos, Salvador, BA - Brazil Mailing Address: Thiago dos Santos Silva Marques • Rua Leonor Calmon, 74, Ed. Principe de Lyon, Apt 1202. Postal Code 40296-210, Cidade Jardim, Salvador, BA - Brazil E-mail: thiago.ssm@hotmail.com

Author Contributions

Conception and design of the research: Marques TSS, Fernandes AMS, Dantas Júnior RN; Acquisition of data, Analysis and interpretation of the data and Statistical analysis: Marques TSS, Melo APMO; Writing of the manuscript: Marques TSS; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Fernandes AMS, Dantas Júnior RN, Biederman RW.

Potential Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

 Abstract Background:

Diffuse cardiac fibrosis is an important factor in the prognostic assessment of patients with ventricular dysfunction. Cardiovascular magnetic resonance imaging (CMR) native T1 mapping is highly sensitive and considered an independent predictor of all-cause mortality and heart failure (HF) development in patients with cardiomyopathy.

 Objectives:

To evaluate the feasibility of native T1 mapping assessment in patients with HF in a cardiology referral hospital and its association with structural parameters and functional profile.

 Methods:

Cross-sectional study with adult patients with HF NYHA functional classes I and II, ischemic and non-ischemic, followed in a referral hospital, who underwent CMR. Native T1 values were analyzed for structural parameters, comorbidities, etiology, and categorization of HF by left ventricular ejection fraction (LVEF). Analyses were performed with a significance level of 5%.

 Results:

Enrollment of 134 patients. Elevated native T1 values were found in patients with greater dilation (1004.9 vs 1042.7ms, p = 0.001), ventricular volumes (1021.3 vs 1050.3ms, p <0.01) and ventricular dysfunction (1010.1 vs 1053.4ms, p <0.001), also present when the non-ischemic group was analyzed separately. Patients classified as HF with reduced ejection fraction had higher T1 values than those with HF and preserved ejection fraction (HFPEF) (992.7 vs 1054.1ms, p <0.001). Of those with HFPEF, 55.2% had higher T1.

 Conclusions:

CMR T1 mapping is feasible for clinical HF evaluation. There was a direct association between higher native T1 values and lower ejection fraction, and with larger LV diameters and volumes, regardless of the etiology of HF.

 Keywords: Heart Failure Cardiomyopathy, Dilated Ventricular Dysfunction, Left Fibrosis Diagnosis Imaging Chagas Cardiomyopathy Magnetic Resonance Spectroscopy/methods Introduction

Cardiac fibrosis has become an important factor in the prognostic evaluation of patients with ventricular dysfunction, considered as one of the consequences of left ventricular (LV) pathological remodeling,1 which plays an important role in myocardial response to injury. Fibrotic tissue leads to progression of heart failure (HF) and worse prognosis.2 Noninvasive imaging methods for quantitative assessment at an early stage of the presence and extent of myocardial fibrosis are necessary to better stratify the risk of HF and to monitor the effects of treatment.3

Cardiovascular magnetic resonance imaging (CMR), considered an effective tool for evaluating myocardial morphology and function, as well as tissue changes,4–7 has emerged as a first-line, noninvasive modality for investigation of etiology and prognosis in patients with myocardial dysfunction.8,9 Native T1 mapping is a fast, non-contrast method that aims to detect diffuse myocardial changes in a variety of cardiac conditions. It has a wide sensitivity for pathological changes, including detection of myocardial edema, infarction, ischemia, cardiomyopathies and diffuse fibrosis.10–14 Therefore, native T1 mapping provides an alternative imaging method for assessing the cardiac area at risk.15

A multicenter observational study showed that native T1 was a better predictor of worse outcomes in dilated cardiomyopathy (DCM) than the classic clinical parameters, showing that native T1 was the strongest independent predictor of all-cause mortality and development of HF.16,17

The severity of diffuse disease, assessed by the T1 map, maybe a pathophysiologically relevant parameter, since it is directly related to the progression of the disease and to the functional capacity of the remaining myocardium. The continuous nature of T1 values corresponds accurately to the rate of clinical events: the higher the native T1, the greater the risk of adverse events. These findings allow us to refine the current approach to risk stratification in patients with cardiomyopathies, especially DCM.17

Our study aims to evaluate the feasibility of native T1 mapping assessment in patients with HF in a cardiology referral hospital and its association with structural parameters and the functional profile of these patients.

 Methods Study Population

Patients were included in the period between 2012 and 2016. They were followed up at the HF outpatient clinic at Hospital Ana Nery, Salvador, Bahia, who were consecutively referred for CMR as part of the clinical care and diagnosis.

Patients aged ≥ 18 years with a diagnosis of HF, according to Framingham and/or Boston criteria, according to the Brazilian Guideline for Chronic and Acute Heart Failure, with functional classes I and II by the New York Heart Association (NYHA), with at least type II diastolic HF defined by transthoracic echocardiogram were consecutively selected. Multiple HF etiologies were divided into ischemic or non-ischemic groups, based on the documentation of myocardial infarction (MI), ischemia by some diagnostic method or presence of ischemic (transmural or subendocardial, following a coronary territory) late gadolinium enhancement (LGE) in CMR. In relation to Chagas cardiomyopathy, the diagnosis was considered in the presence of positive serology and after exclusion of ischemia.

All patients underwent routine examinations at the HF outpatient clinic, such as chest radiography, walking test and electrocardiogram, associated with the evaluation of a multidisciplinary team. All patients were followed up at the unit's Heart Failure service and used optimized drug therapy, associated or not with cardiac rehabilitation by the multidisciplinary team, according to the clinical criteria of the attending physician.

The work was approved by the institution's Ethics and Research Committee, as a subproject of the main work entitled “Characteristics of patients submitted to cardiovascular magnetic resonance at a referral hospital”.

 CMR Exam Acquisition Protocol and Image Evaluation

All CMR examinations were performed on a 1.5T Avanto full body scanner (Siemens Medical Solutions, Germany) using an 8-channel heart coil. Acquired images were performed to obtain 2D cine balanced SSFP stacks in two, three and four chambers, in addition to the short axis. The cine images were acquired during expiratory apnea (20 frames per cardiac cycle with cuts of 8mm thickness, FOV 300, matrix 208 Åx 80, BW 925 KHz / pixel). For analysis of the left ventricular function, the short axis was composed of a minimum of 8 and a maximum of 12 cuts, 8 mm thick and 2 mm wide.

Native T1 mapping images were performed without contrast injection in the mid-section of the LV through the Modified Look-Locker Inversion recovery (MOLLI) sequence, with electrocardiographic gating, 250 to 360 mm FOV; 192 × 122 to 192 × 183 matrix size. Slice thickness of 6-8 mm; 2.2 / 1.1ms ≈ TR / TE, flip angle 35°; Factor GRAPPA = 2; 17 heartbeats (collecting 3 + 3 + 5 samples). Due to the protocol used in the study, the calculation of extracellular volume (ECV) and post-contrast T1 mapping were not performed, since the use of contrast was optional and indicated only when necessary according to clinical evaluation.

The normal native myocardial T1 value for our sample was previously obtained through a pilot study with patients without comorbidities and structurally normal hearts, of the same institution / scanner, as recommended by Society for Cardiovascular Magnetic Resonance (SCMR).18 According to this evaluation, the average normal value considered for native myocardial T1 was 983.46 ± 34.38 ms.

All the exams were analyzed through the software cvi42 (Circle Cardiovascular Imaging Inc., Calgary, Canada) by a cardiovascular imaging specialist with more than 5 years of experience. After all the contours were drawn in the endocardial and epicardial borders of the LV short axis, in end systole and diastole, all functional variables were quantified, such as left ventricular ejection fraction (LVEF), left ventricular end-diastolic diameter (LVEDD), left ventricular end-diastolic (LVEDV) and end-systolic (LVESV) volumes and myocardial mass, all indexed to the body surface, according to recommended CMR reference values.19 To calculate the native T1 map, the edges of the tracings were made narrowly in order to avoid maximum contamination with the ventricular cavity or with epicardial fat, and in order to avoid areas with visibly identifiable late myocardial enhancement (Figure 1). The exams were analyzed by a single experienced professional.

Native T1 mapping calculation. Source: Marques, 2019.

Native T1 values obtained were analyzed in relation to clinical comorbidities, structural parameters, etiology and HF categorization. HF was categorized into: 1) HFrEF (heart failure with reduced EF), EF<40%; 2) HFmrEF (heart failure with mid-range EF), EF 40-49% and; 3) HFpEF (heart failure with preserved EF), EF ≥ 50%.20,21

 Statistical Analysis

The collected data was described through averages and standard deviation for normal distribution variables; and median and interquartile range for the others. Categorical variables were described in absolute numbers and percentages. Variable normality was tested using the Kolmogorov-Smirnov. Statistical tests were performed according to the type of variable and distribution normality: unpaired Student's t-test, Mann Whitney test and chi-square test. P values less than 0.05 were considered statistically significant. Statistical analysis was performed using SSPS software (version 22.0).

 Results

We included 134 patients from January 2014 to December 2016. There was a predominance of male patients, reduced LVEF, and increased cavity diameters/volumes (Table 1). Non-ischemic patients were the majority, in a total of 95 individuals (70.9%). There was late enhancement in 56 patients out of 95 with non-ischemic cardiomyopathy (59%), with a predominance of mesocardial and multifocal enhancement. Among patients with ischemic cardiomyopathy, 34 patients (87%) had delayed enhancement, most of them transmural.

Population's clinical and functional characteristics
General features n (134)
Age (years) (SD) 50.2 (14.0)
Male gender (%) 94 (70.1%)
Non-ischemic etiology 95 (70,9%)
Left atrium (cm) (SD) 3,9 (0,8)
Interventricular septum (cm) (SD) 0,8 (0,2)
Posterior wall (cm) (SD) 0,7 (0,2)
RVEF (%) (SD) 39,6 (15,9)
LVEF (%) (SD) 34.4 (17.9)
LVEDD (cm) (SD) 6.4 (1.2)
LVESD (cm) (SD) 5.1 (1.6)
LVEDV (ml) (SD) 215.1 (96.2)
LVEDV index (ml/m2) (SD) 116.7 (51.9)
LVESV (ml) (SD) 150.9 (93.7)
LVESV index (ml/m2) (SD) 82.5 (52.3)
MM (g) (IR) 88.5 (73,7; 114,0)
MM index (g) (IR) 49.0 (40,0; 62,5)
Hypertension 53 (39.6%)
Diabetes 21 (15.7%)
Coronary artery disease 33 (24.6%)
Chronic renal failure 13 (9.7%)
Smoking 20 (14.9%)
Chagas Disease 13 (9.7%)
Dyslipidemia 7 (5.2%)

RVEF: right ventricular ejection fraction; LVEF: left ventricular ejection fraction; LVEDD: Left ventricular end-diastolic diameter; LVESD: left ventricular end-systolic diameter; MM: myocardial mass; LVEDV: left ventricular end-diastolic volume; LVESV: left ventricular end-systolic volume; SD: standard deviation; IR: interquartile range.

 Source: Marques, 2019

Elevated native myocardial T1 values, when analyzed in relation to the left ventricle, were found in patients with greater dilation (p = 0.007), larger ventricular volumes (p <0.01) and ventricular dysfunction (p <0.001) (Table 2). In an additional dichotomized evaluation, considering these same functional variables, the associations of the native myocardial T1 value were maintained, as shown in Table 3. When the subgroup analysis of non-ischemic patients was performed, the same associations found remained present (Tables 3 and 4). There was adequate intraobserver agreement in detecting elevated T1 values (Kappa 0.82; p = 0.001).

Evaluation of native T1 values with functional parameters
Normal T1 (ms) Abnormal T1 (ms) p
LVEF (%) (SD) 50.27 (16.3) 31.26 (16.5) <0.001*
LVEDD (cm) (SD) 5.74 (1.2) 6.55 (1.2) 0.007*
LVESD (cm) (SD) 3.95 (1.42) 5.32 (1.5) <0.001*
LVEDV (ml) (SD) 155.0 (83.5) 200.0 (107.5) 0.001*
LVEDV index (ml/m2) (SD) 85.5 (47.0) 109.0 (49.8) 0.001*
LVESV (ml) (SD) 79.0 (72.3) 147.5 (102.8) 0.001*
LVESV index (ml/m2) (SD) 40.5 (36.0) 82.5 (57.5) 0.001*
MM (g) (IR) 81.0 (66.0; 99.2) 89.5 (77,0; 119.5) 0.05†
MM index (g/m2) (IR) 41.5 (36.5; 52.5) 50.0 (40.5; 62.7) 0.025†

LVEF: left ventricular ejection fraction; LVEDD: Left ventricular end-diastolic diameter; LVESD: left ventricular end-systolic diameter; MM: myocardial mass; LVEDV: left ventricular end-diastolic volume; LVESV: left ventricular end-systolic volume; SD: standard deviation; IR: interquartile range.

Student's T test.

Mann-Whitney test.

 Source: Marques, 2019. Evaluation of native myocardial T1 values with functional parameters in the general and non-ischemic population
General Non-Ischemic
T1 (ms) p T1 (ms) p
LVEF (%) (SD) >35% 1010.1 (46.6) <0.001 1008.9 (43.7) <0.001
<35% 1053.4 (48.1) 1052.1 (48.1)
LVEDD (cm) (SD) Normal 1004.9 (48.1) 0.001 1010.8 (39.9) 0.03
Dilated 1042.7 (50.4) 1038.3 (53.4)
LVESD (cm) (SD) Normal 989.0 (43.7) <0.001 994.2 (37.7) 0.001
Dilated 1043.8 (49.0) 1040.3 (51.1)
LVEDV index (ml/m2) (SD) Normal 1021.3 (49.3) 0.001 1015.5 (46.0) 0.001
Increased 1050.4 (50.8) 1049.2 (52.4)
LVESV index (ml/m2) (SD) Normal 1000.7 (48.3) <0.001 999.8 (42.5) <0.001
Increased 1048.5 (47.3) 1046.2 (49.5)

LVEF: left ventricular ejection fraction; LVEDD: left ventricular end-diastolic diameter; LVESD: left ventricular end-systolic diameter; LVEDV: left ventricular end-diastolic volume; LVESV: left ventricular end-systolic volume; SD: standard deviation;

Student's T test.

 Evaluation of native myocardial T1 values with functional parameters in non-ischemic patients
Normal T1 (ms) Abnormal T1 (ms) p
LVEF (%) (SD) 48.9 (16.6) 32.3 (17.9) 0.001*
LVEDD (cm) (SD) 5.9 (1.2) 6.6 (1.4) 0.035*
LVESD (cm) (SD) 4.0 (1.5) 5.4 (1.7) 0.002*
LVEDV (ml) (SD) 173.7 (66.8) 236.5 (112.8) 0.003*
LVEDV index (ml/m2) (SD) 92.2 (30.6) 122.7 (60.9) 0.001*
LVESV (ml) (SD) 97.7 (63.3) 170.5 (107.9) <0.001*
LVESV index (ml/m2) (SD) 50.1 (31.2) 93.0 (60.2) <0.001*
MM (g) (IR) 84.5 (66.7; 99.2) 91.0 (77.0; 129.0) 0.06†
MM index (g/m2) (IR) 42.0 (37.7; 52.5) 56.2 (42.0; 95.0) 0.02†

LVEF: left ventricular ejection fraction; LVEDD: left ventricular end-diastolic diameter; LVESD: left ventricular end-systolic diameter; MM: myocardial mass; LVEDV: left ventricular end-diastolic volume; LVESV: left ventricular end-systolic volume; SD: standard deviation; IR: interquartile range.

Student's T test.

Mann-Whitney test.

 Source: Marques, 2019

When analyzing native myocardial T1 in relation to the HF profile, classified according to LVEF, a higher T1 value was observed in patients with LVEF <35% (p <0.001) (Table 5). There was a significant difference between the groups, with higher T1, when comparing HFrEF with HFmrEF (p = 0.004); and with HFpEF (p <0.001); as compared to HFmrEF with HFpEF (p = 0.02). Of the patients with HFpEF, 55.2% already had elevated T1. When analyzed in relation to diameters and cavity volumes, higher values were observed in patients with HFrEF and HFmrEF when compared with HFpEF (p <0.01).

Association of native T1 values with heart failure classification
N Normal T1 (ms) High T1 (ms) p
HFrEF 84 5 (6%) 79 (94%) < 0.001
HFmrEF 21 4 (19%) 17 (81%)
HFpEF 29 13 (45%) 16 (55%)

HFrEF: heart failure with reduced ejection fraction; HFmrEF: heart failure middle range ejection fraction; HFpEF: heart failure with preserved ejection fraction.

chi-square test

 Source: Marques, 2019

Considering HF etiology, regardless of etiology, there was a high percentage of patients with elevated native T1 (89.7% in ischemic and 81.1% in non-ischemic), with a higher T1 value in ischemic patients compared to non-ischemic (p = 0.004). Specifically analyzing the non-ischemic group, 13 patients were diagnosed with Chagas cardiomyopathy, all presenting elevated native T1 (1077.1 ± 61.1ms) associated with reduced LVEF (27.6 ± 16.8%), high LVEDD (7.1 ± 1.5cm), LVESD (6.1 ± 1.7cm), indexed LVEDV (146.7 ± 52.3 ml/m2) and indexed LVESV (112.7 ± 54.1 ml/m2).

Among the comorbidities evaluated, there was a statistical association of higher T1 values, above the normal range, in smokers (p = 0.032). (Table 6)

Native T1 values association with clinical comorbidities
Normal T1 Abnormal T1 p
Hypertension (%) 9 (17.0%) 44 (83.0%) 0.88
Diabetes (%) 1 (4.8%) 20 (95.2%) 0.11
Coronary artery disease (%) 4 (12.1%) 29 (87.9%) 0.44
Chronic renal failure (%) 0 (0%) 13 (100%) 0.09
Smoking (%) 0 (0%) 20 (100%) 0.03
Chagas Disease (%) 1 (7.1%) 13 (92.9%) 0.09
Dyslipidemia (%) 1 (14.3%) 6 (85.7%) 0.87

chi-square test.

 Source: Marques, 2019 Discussion

The present study demonstrates CMR native T1 mapping feasibility in clinical practice with an association with myocardial dysfunction, expressed by lower LVEF and larger ventricular volumes and diameters, regardless of the etiology of the cardiomyopathy.

CMR allows the detection of diffuse myocardial fibrosis through T1 mapping, with high agreement with myocardial biopsy.6 A recently published study of 637 non-ischemic DCM patients demonstrated that the presence of fibrosis by native T1 mapping is related to the combined outcome of all-cause mortality and HF (p <0.001), and in the multivariate analysis, it is considered an independent predictor for these outcomes (CI 1.06-1.15, p <0.001).16 A previous study validated the use of T1 mapping to confirm fibrosis, with an excellent correlation (R = 0.95, p <0.001) between CMR examination and histology, and when analyzed in comparison with LGE, the latter was less accurate in the evaluation of diffuse interstitial fibrosis.6 Thus, native T1 mapping is an imaging method that allows the detection of fibrosis with greater precocity than the LGE, which is related to a worse prognosis.22

Among the etiologies in Brazil, there is a distinct characteristic regarding the prevalence and importance of Chagas disease.23,24 In the present study, there was a prevalence of 9.7% of Chagas cardiomyopathy, which represents 13.7% of non-ischemic patients. All these patients had elevated native T1 values, with a higher observed native T1 associated with lower LVEF, higher LVEDD and LVEDV when compared to the other non-ischemic T1-elevated patients, but without statistical significance. Fewer previous studies have shown a statistically significant association (p <0.001) between the presence of fibrosis with worse outcomes in these patients, mainly related to arrhythmic events.23,24 In a previous study, the risk of ventricular tachycardia (VT) was higher in the presence of transmural fibrosis by LGE, being a predictor of clinical VT (RR 4.1, p = 0.04).23

There are some limitations worth noting, mainly related to the cross-sectional model of the study. The sample size was limited, which precludes proper validation of the results. Some additional pathologies may lead to T1 changes, including diffuse myocardial fibrosis from other causes, edema, inflammation, and infiltrative diseases. As no post-contrast T1 mapping study was performed, the calculation and evaluation of the ECV was not possible, which does not reduce the importance of the findings, since native T1 has been shown in the literature to be comparable to ECV in quantification of histologically demonstrated collagen.25 Although it was performed and analyzed according to previous recommendations, as T1 mapping is a relatively new method, it still requires methodological standardization.26

 Conclusions

Native myocardial T1 mapping is feasible for clinical HF assessment, with significant correlation to worse functional profiles. There was a direct association between a higher native T1 value and worse clinical and functional parameters, including a lower ejection fraction, larger LV diameters and volumes, regardless of the etiology of cardiomyopathy. Importantly, in patients with Chagas heart disease, a pathology prevalent in Brazil, the same association was observed.

Sources of Funding

There were no external funding sources for this study.

Study Association

This article is part of the thesis of master submitted by Thiago dos Santos Silva Marques, from Universidade Federal da Bahia.

Ethics Approval and Consent to Participate

This study was approved by the Ethics Committee of the Hospital Ana Nery under the protocol number 171.522. All the procedures in this study were in accordance with the 1975 Helsinki Declaration, updated in 2013.

 Acknowledgment

I thank Prof. Dr. Roque Aras, Prof. Dr. André Maurício Fernandes, Dr. Roberto Nery and Dr. Robert Biederman for the support, guidance and review of the project and the final text of the article. I thank Ana Paula Marques for her help in analyzing the data and building the database.