Evaluating the natural evolution of myocardial stiffness in aging, sex differences, and through menopause transition in women, using a free-breathing magnetic resonance elastography approach

使用自由呼吸磁共振弹性成像方法评估衰老、性别差异以及女性更年期过渡过程中心肌僵硬度的自然演变

基本信息

  • 批准号:
    10583713
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 55.38万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-01-01 至 2027-12-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT While cardiovascular disease (CVD) is the leading cause of death in men and women, substantial sex differences exist in disease prevalence and prognosis. A key impact of menopause is risk of future CVD. Post-menopausal women are twice as likely to have heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) and heart failure hospitalization rates disproportionately increase in women as they age. We hypothesize that a key contributor to this trend are hormonal changes during menopausal transition which accelerate myocardial stiffening. The impact of menopausal transition on myocardial stiffness is unknown. If understood, new disease prevention and therapy monitory strategies with significant potential for long-term benefits could be investigated. Elevated myocardial stiffness, a precursor of several CVDs, can go undetected prior to heart failure symptoms from diastolic dysfunction because left ventricular (LV) ejection fraction is preserved, and absolute LV chamber stiffness is not routinely measured. Current quantitative stiffness measurements require ex vivo mechanical testing or invasive pressure-volume measurements, hampering their adoption as practical clinical biomarkers. This proposal’s objective are to 1) establish a baseline for normal stiffness values during natural aging through menopausal transition and 2) identify sex as a biological variable. To accomplish these goals, we will develop a free breathing 3D non-invasive cardiac magnetic resonance elastography (cMRE) technique to measure myocardial stiffness. The technological advances in this study will make myocardial stiffness imaging in heart failure patients with dyspnea more reliably, regional, and enable quantitative cross-sectional and longitudinal monitoring of myocardial stiffness. Our preliminary data shows that LV myocardial stiffness increases significantly in healthy women, but not men, after the age of 50, which corresponds to the average age of menopausal transition. If cMRE can be used to detect elevated myocardial stiffening during menopausal transition and prior to the development of diastolic disfunction, the monitoring of current and new preventive interventions prior to heart failure symptoms will be made possible. To accomplish these objectives, we will: • Develop a 3D, free-breathing cMRE application. • Retrospectively bin cMRE data for multiple 3D MRE volumes that vary during the cardiac cycle. • Validate cMRE in static and pulsatile realistic cardiac phantoms. • Identify a clinical and technically feasible acquisition durations in a normal volunteer pilot study. • Evaluate the influence of natural aging, sex, and menopausal transition on myocardial stiffness. The natural evolution of myocardial stiffness in natural aging, in relation to sex-biases, and throughout menopausal transition will be evaluated using a newly developed and implemented free breathing non-invasive quantitative cMRE approach, which may have significant implications for the prevention of heart failure.
项目概要/摘要 虽然心血管疾病 (CVD) 是男性和女性死亡的主要原因,但性别差异巨大 绝经期的一个关键影响是未来发生 CVD 的风险。 女性患射血分数保留型心力衰竭 (HFpEF) 和心力衰竭的可能性是女性的两倍 我们认为,随着年龄的增长,女性的住院率不成比例地增加。 这种趋势是绝经过渡期间荷尔蒙变化加速心肌僵硬的影响。 更年期过渡对心肌僵硬的影响尚不清楚,如果了解的话,新的疾病预防和治疗。 可以研究具有长期效益的巨大潜力的治疗监测策略。 心肌僵硬度升高是多种心血管疾病的先兆,在出现心力衰竭症状之前可能未被发现。 舒张功能障碍,因为左心室 (LV) 射血分数得以保留,并且绝对 LV 室僵硬度 目前的定量刚度测量需要离体机械测试或 有创压力体积测量,阻碍了它们作为实用的临床生物标志物的采用。 该提案的目标是 1) 通过以下方式建立自然老化期间正常刚度值的基线 更年期过渡和 2) 将性别视为生物变量 为了实现这些目标,我们将开发一个免费的。 呼吸 3D 无创心脏磁共振弹性成像 (cMRE) 技术测量心肌 这项研究的技术进步将使心力衰竭患者的心肌硬度成像。 更可靠地、区域性地对呼吸困难进行定量横断面和纵向监测 我们的初步数据表明,健康人的左心室心肌硬度显着增加。 50 岁之后女性(而非男性)更年期过渡期的平均年龄。 可用于检测绝经过渡期间和发生之前的心肌僵硬程度升高 舒张功能不全,在心力衰竭症状出现之前监测当前和新的预防性干预措施将 为了实现这些目标,我们将: • 开发3D、自由呼吸的cMRE 应用程序。 • 回顾性地对心动周期中变化的多个3D MRE 体积的cMRE 数据进行分类。 • 在静态和脉动真实心脏模型中验证cMRE。 • 在正常志愿者试点研究中确定临床和技术上可行的采集持续时间。 • 评估自然衰老、性别和绝经过渡对心肌僵硬度的影响。 自然衰老过程中心肌僵硬度的自然演变,与性别偏见相关,以及整个绝经期 将使用新开发和实施的自由呼吸非侵入性定量方法来评估过渡 cMRE 方法可能对预防心力衰竭具有重大意义。

项目成果

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