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 magnetica cardiaca necessita de um metodo simples e robusto para a avaliacao da funcao diastolica que pode ser feito com sequencias protocolares de rotina. Objetivo:: Desenvolver e validar a avaliacao volumetrica da funcao diastolica atraves de um modelo tridimensional (3D) com utilizacao de imagens de ressonância magnetica cardiaca (RMC) e comparar os resultados obtidos com este modelo com os obtidos por ecocardiografia. Metodos:: Os participantes do estudo assinaram um termo de consentimento e foram incluidos se tivessem sido submetidos no mesmo dia tanto a ecocardiografia quanto a cine RMC com precessao livre no estado estacionario (steady-state free precession, SSFP). Pontos-guia foram utilizados no anel mitral septal e lateral para definir a velocidade de estiramento no inicio da diastole (E'), enquanto curvas de volume-tempo do modelo 3D foram utilizadas para avaliar os parâmetros de enchimento diastolico. Foram determinadas a correlacao entre a RMC 3D e a ecocardiografia, alem da acuracia da RMC em classificar o grau de funcao diastolica. Resultados:: Ao todo, 102 sujeitos foram incluidos no estudo. A razao E/A pela RMC esteve positivamente associada com a razao E/A obtida pela ecocardiografia (r = 0,71, p < 0,0001). Estiveram positivamente associadas a velocidade de relaxamento diastolico inicial ao Doppler tecidual e a velocidade de relaxamento longitudinal de deslocamento do anel mitral lateral (p = 0,007), bem como a razao 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 desaceleracao (TD) foram capazes de predizer a disfuncao diastolica (areas sob a curva [AUCs] = 0,70 e 0,72, respectivamente). Alem disso, a razao E/E' lateral mostrou boa utilidade para a identificacao da disfuncao diastolica (AUC = 0,80). No geral, a ecocardiografia e a RMC apresentaram excelente concordância interobservador e intraobservador (coeficiente de correlacao intraclasse 0,72 - 0,97). Conclusao:: Uma modelagem 3D de imagens padroes de cine RMC foi capaz de identificar os individuos do estudo com funcao diastolica reduzida e mostrou uma boa reprodutibilidade, sugerindo ter potencial na avaliacao rotineira da funcao diastolica por RMC.