Coronary MR angiography at 3T during diastole and systole

PURPOSE: To investigate the impact of end-systolic imaging on quality of right coronary magnetic resonance angiography (MRA) in comparison to diastolic and to study the effect of RR interval variability on image quality. MATERIALS AND METHODS: The right coronary artery (RCA) of 10 normal volunteers was imaged at 3T using parallel imaging (sensitivity encoding [SENSE]). Navigator-gated three-dimensional (3D) gradient echo was used three times: 1) end-systolic short acquisition (SS): 35-msec window; 2) diastolic short (DS): middiastolic acquisition using 35-msec window; and 3) diastolic long (DL): 75-msec diastolic acquisition window. Vectorcardiogram (VCG) data was used to analyze RR variability. Vessel sharpness, length, and diameter were compared to each other and correlated with RR variability. Blinded qualitative image scores of the images were compared. RESULTS: Quantitative and qualitative parameters were not significantly different and showed no significant correlation with RR variability. CONCLUSION: Imaging the RCA at 3T during the end-systolic rest period using SENSE is possible without significant detrimental effect on image quality. Breaking away from the standard of imaging only during diastole can potentially improve image quality in tachycardic patients or used for simultaneous imaging during both periods in a single scan.

Phase-sensitive dual-inversion recovery for accelerated carotid vessel wall imaging.

OBJECTIVES: Dual-inversion recovery (DIR) is widely used for magnetic resonance vessel wall imaging. However, optimal contrast may be difficult to obtain and is subject to RR variability. Furthermore, DIR imaging is time-inefficient and multislice acquisitions may lead to prolonged scanning times. Therefore, an extension of phase-sensitive (PS) DIR is proposed for carotid vessel wall imaging. METHODS: The statistical distribution of the phase signal after DIR is probed to segment carotid lumens and suppress their residual blood signal. The proposed PS-DIR technique was characterized over a broad range of inversion times. Multislice imaging was then implemented by interleaving the acquisition of 3 slices after DIR. Quantitative evaluation was then performed in healthy adult subjects and compared with conventional DIR imaging. RESULTS: Single-slice PS-DIR provided effective blood-signal suppression over a wide range of inversion times, enhancing wall-lumen contrast and vessel wall conspicuity for carotid arteries. Multislice PS-DIR imaging with effective blood-signal suppression is enabled. CONCLUSIONS: A variant of the PS-DIR method has successfully been implemented and tested for carotid vessel wall imaging. This technique removes timing constraints related to inversion recovery, enhances wall-lumen contrast, and enables a 3-fold increase in volumetric coverage at no extra cost in scanning time.

The JAK2/STAT3 pathway in the embryonic chick heart submitted to anoxia, reoxygenation and oxidant stress

SUMMARYAim: The embryonic/fetal heart is highly sensitive to oxygenation level and a transient uteroplacental hypoperfusion can lead to oxyradicals overproduction. Information about the molecular mechanisms underlying ischemia-reperfusion (I-R) injury in the developing heart is lacking. The Janus Kinase 2 / Signal Transducer and Activator of Transcription 3 (JAK2/STAT3) pathway, required for cardiogenesis and involved in protection of the adult heart against I-R, could also play a key role in the response of the fetal myocardium to transient oxygen deprivation. The aim of the study was to characterize the involvement of JAK2/STAT3 pathway and its interaction with other signalling pathways in the developing heart transiently submitted to anoxia. Furthermore, the response of the embryonic heart to an exogenous oxidant stress (H2O2) in comparison to reoxygenation-induced endogenous oxyradicals has been investigated.Methods: Hearts isolated from 4-day-old chick embryos were submitted to anoxia (30min) and reoxygenation (80min) with or without the antioxidant MPG, the JAK2/STAT3 inhibitor AG490 or exposed to H202 (50|iM-lmM). The time course of phosphorylation of STAT3atyr0Sine7 and Reperfusion Injury Salvage Kinase (RISK) proteins (PI3K, Akt, GSK3B, Glycogen Synthase and ERK2) was determined in homogenate" and in enriched nuclear and cytoplasmic fractions. The STAT3 DNA-binding was determined by EMSA and the expression of STAT3 specific target genes by RT-PCR. The chrono-, dromo- and inotropic disturbances were also investigated by ECG and mechanical recordings.Results: Phosphorylation of STATSaP (P-Tyr STAT3a) was increased by reoxygenation and reduced by MPG or AG490. STAT3 and GSK36 were detected both in nuclear and cytoplasmic fractions while PI3K, Akt, GS and ERK2 were restricted to cytoplasm. Reoxygenation led to nuclear accumulation of STAT3 but unexpectedly without DNA- binding. AG490 decreased the reoxygenation-induced phosphorylation of STABa^, Akt, GS and ERK2 and phosphorylation/inhibition of GSK3B in the nucleus, exclusively. Inhibition of JAK2/STAT3 delayed recovery of atrial rate, worsened RR. variability and prolonged arrhythmias compared to control hearts. Cardiac activity was altered only at concentrations >500μΜ of H2O2. Moreover, ImM of H2O2 suppressed atrial activity in 45% of the hearts, atrioventricular conduction in 66% and augmented P-Tyr STAT3awhich led to an increase in the DNA-binding but no change in the expression of three STAT3 specific target genes (iNOS, MnSOD, Cox-2).Conclusion: In the developing heart, besides its nuclear translocation without transcriptional activity, ROS-activated STAT3a can rapidly interact with RISK proteins present in nucleus and cytoplasm and reduce the anoxia-reoxygenation-induced arrhythmias. Moreover, the embryonic heart is highly resistant to H2O2 and the atrial region is the less affected. The role of JAK2/STAT3 in the response to reoxygenation-induced oxyradicals is different from the response to strong exogenous oxidant stress where STAT3 DNA-binding activity is increased. Such findings provide a first step in understanding the modulation of signalling cascades in the fetal heart submitted to transient intrauterine oxygen deprivation.RESUMEIntroduction: Le coeur embryonnaire et foetal est très sensible au manque d'oxygène et une hypoperfusion utéroplacentaire transitoire peut conduire à une surproduction d'espèces radicalaires (ROS). Dans le coeur en développement les mécanismes moléculaires impliqués en situation d'ischémie-reperfusion (I-R) ne sont pas connus. La voie de signalisation JAK2/STAT3 (Janus Kinase 2 / Signal Transducer and Activator of Transcription 3), impliquée aussi bien dans la cardiogenèse précoce que dans la protection du coeur adulte contre l'I-R, pourrait jouer un rôle clé dans la réponse du myocarde foetal à un déficit en oxygène. Cette étude a permis d'étudier le rôle de la voie JAK2/STAT3 et son interaction avec d'autres voies de signalisation dans un modèle de coeur embryonnaire soumis à un épisode anoxique. En outre, les effets du stress oxydant endogène provoqué par la réoxygénation ont été comparés à ceux du stress oxydatif exogène induit par du peroxyde d'hydrogène (H2O2).Méthodes: Des coeurs isolés d'embryons de poulet âgés de 4 jours ont été soumis à une anoxie (30min) suivie d'une réoxygénation (80min) en présence ou non de l'antioxydant MPG et de l'inhibiteur de JAK2/STAT3 AG490 ou exposés à de 1Ή202 (50μΜ-1πιΜ). L'évolution temporelle de la phosphorylation de 8ΤΑΤ3α*ΓΟδίη6705 (P-Tyr STAT3a) et celle de la phosphorylation des protéines de la voie RISK (Reperfusion Injury Salvage Kinase: PI3K, Akt, GSK3B, glycogène synthase GS et ERK2) ont été déterminés dans l'homogénat et dans les fractions nucléaire et cytopiasmique du myocarde. La liaison de STAT3 à l'ADN a été déterminée par EMSA et l'expression de gènes cibles de STAT3 (iNOS, MnSOD, Cox2) par RT-PCR. Les effets chrono-, dromo- et inotropes ont été déterminés par les enregistrements de l'ECG et de l'activité contractile ventriculaire.Résultats: STAT3 et GSK3B étaient présents dans les fractions nucléaire et cytopiasmique tandis que PI3K, Akt, GS et ERK2 n'étaient détectées que dans la fraction cytopiasmique. L'augmentation de P-Tyr STAT3a provoquée par la réoxygénation était significativement réduite par le MPG ou PAG490. La réoxygénation entraînait l'accumulation nucléaire de STAT3, mais étonnamment sans liaison avec l'ADN. A la réoxygénation TAG490 diminuait la phosphorylation d'Akt, GS et ERK2 ainsi que celle de GSK36 mais exclusivement dans la fraction nucléaire. L'inhibition de JAK2/STAT3 retardait également la récupération du rythme cardiaque et prolongeait la durée des arythmies. L'activité cardiaque n'était perturbée par de ΓΗ2Ο2 qu'à des concentrations >500μΜ. A ImM, ΓΗ2Ο2 supprimait l'activité auriculaire dans 45% des coeurs et la conduction auriculo-ventriculaire dans 66% et augmentait la formation de P-Tyr STAT3a et sa liaison à l'ADN sans modifier l'expression des gènes cibles.Conclusion: Les ROS produits par l'anoxie-réoxygénation activent STAT3a qui subit une translocation dans le noyau sans se lier à l'ADN et interagit rapidement avec des protéines de la voie RISK dans les compartiments nucléaire et cytopiasmique du coeur embryonnaire. Ce dernier, en particulier au niveau des oreillettes, se révèle très résistant au puissant stress oxydatif de l'H202 qui se différencie du stress lié à la réoxygénation en favorisant la liaison de STAT3 à l'ADN. Ces résultats originaux permettent une meilleure compréhension des mécanismes qui peuvent améliorer la récupération du coeur en développement après un épisode hypoxique intra-utérin.

Development of cardiovascular magnetic resonance imaging techniques for improved characterization of atherosclerotic disease

Atherosclerosis is a chronic cardiovascular disease that involves the thicken¬ing of the artery walls as well as the formation of plaques (lesions) causing the narrowing of the lumens, in vessels such as the aorta, the coronary and the carotid arteries. Magnetic resonance imaging (MRI) is a promising modality for the assessment of atherosclerosis, as it is a non-invasive and patient-friendly procedure that does not use ionizing radiation. MRI offers high soft tissue con¬trast already without the need of intravenous contrast media; while modifica¬tion of the MR pulse sequences allows for further adjustment of the contrast for specific diagnostic needs. As such, MRI can create angiographic images of the vessel lumens to assess stenoses at the late stage of the disease, as well as blood flow-suppressed images for the early investigation of the vessel wall and the characterization of the atherosclerotic plaques. However, despite the great technical progress that occurred over the past two decades, MRI is intrinsically a low sensitive technique and some limitations still exist in terms of accuracy and performance. A major challenge for coronary artery imaging is respiratory motion. State- of-the-art diaphragmatic navigators rely on an indirect measure of motion, per¬form a ID correction, and have long and unpredictable scan time. In response, self-navigation (SM) strategies have recently been introduced that offer 100% scan efficiency and increased ease of use. SN detects respiratory motion di¬rectly from the image data obtained at the level of the heart, and retrospectively corrects the same data before final image reconstruction. Thus, SN holds po-tential for multi-dimensional motion compensation. To this regard, this thesis presents novel SN methods that estimate 2D and 3D motion parameters from aliased sub-images that are obtained from the same raw data composing the final image. Combination of all corrected sub-images produces a final image with reduced motion artifacts for the visualization of the coronaries. The first study (section 2.2, 2D Self-Navigation with Compressed Sensing) consists of a method for 2D translational motion compensation. Here, the use of com- pressed sensing (CS) reconstruction is proposed and investigated to support motion detection by reducing aliasing artifacts. In healthy human subjects, CS demonstrated an improvement in motion detection accuracy with simula¬tions on in vivo data, while improved coronary artery visualization was demon¬strated on in vivo free-breathing acquisitions. However, the motion of the heart induced by respiration has been shown to occur in three dimensions and to be more complex than a simple translation. Therefore, the second study (section 2.3,3D Self-Navigation) consists of a method for 3D affine motion correction rather than 2D only. Here, different techniques were adopted to reduce background signal contribution in respiratory motion tracking, as this can be adversely affected by the static tissue that surrounds the heart. The proposed method demonstrated to improve conspicuity and vi¬sualization of coronary arteries in healthy and cardiovascular disease patient cohorts in comparison to a conventional ID SN method. In the third study (section 2.4, 3D Self-Navigation with Compressed Sensing), the same tracking methods were used to obtain sub-images sorted according to the respiratory position. Then, instead of motion correction, a compressed sensing reconstruction was performed on all sorted sub-image data. This process ex¬ploits the consistency of the sorted data to reduce aliasing artifacts such that the sub-image corresponding to the end-expiratory phase can directly be used to visualize the coronaries. In a healthy volunteer cohort, this strategy improved conspicuity and visualization of the coronary arteries when compared to a con¬ventional ID SN method. For the visualization of the vessel wall and atherosclerotic plaques, the state- of-the-art dual inversion recovery (DIR) technique is able to suppress the signal coming from flowing blood and provide positive wall-lumen contrast. How¬ever, optimal contrast may be difficult to obtain and is subject to RR variability. Furthermore, DIR imaging is time-inefficient and multislice acquisitions may lead to prolonged scanning times. In response and as a fourth study of this thesis (chapter 3, Vessel Wall MRI of the Carotid Arteries), a phase-sensitive DIR method has been implemented and tested in the carotid arteries of a healthy volunteer cohort. By exploiting the phase information of images acquired after DIR, the proposed phase-sensitive method enhances wall-lumen contrast while widens the window of opportunity for image acquisition. As a result, a 3-fold increase in volumetric coverage is obtained at no extra cost in scanning time, while image quality is improved. In conclusion, this thesis presented novel methods to address some of the main challenges for MRI of atherosclerosis: the suppression of motion and flow artifacts for improved visualization of vessel lumens, walls and plaques. Such methods showed to significantly improve image quality in human healthy sub¬jects, as well as scan efficiency and ease-of-use of MRI. Extensive validation is now warranted in patient populations to ascertain their diagnostic perfor¬mance. Eventually, these methods may bring the use of atherosclerosis MRI closer to the clinical practice. Résumé L'athérosclérose est une maladie cardiovasculaire chronique qui implique le épaississement de la paroi des artères, ainsi que la formation de plaques (lé¬sions) provoquant le rétrécissement des lumières, dans des vaisseaux tels que l'aorte, les coronaires et les artères carotides. L'imagerie par résonance magné¬tique (IRM) est une modalité prometteuse pour l'évaluation de l'athérosclérose, car il s'agit d'une procédure non-invasive et conviviale pour les patients, qui n'utilise pas des rayonnements ionisants. L'IRM offre un contraste des tissus mous très élevé sans avoir besoin de médias de contraste intraveineux, tan¬dis que la modification des séquences d'impulsions de RM permet en outre le réglage du contraste pour des besoins diagnostiques spécifiques. À ce titre, l'IRM peut créer des images angiographiques des lumières des vaisseaux pour évaluer les sténoses à la fin du stade de la maladie, ainsi que des images avec suppression du flux sanguin pour une première enquête des parois des vais¬seaux et une caractérisation des plaques d'athérosclérose. Cependant, malgré les grands progrès techniques qui ont eu lieu au cours des deux dernières dé¬cennies, l'IRM est une technique peu sensible et certaines limitations existent encore en termes de précision et de performance. Un des principaux défis pour l'imagerie de l'artère coronaire est le mou¬vement respiratoire. Les navigateurs diaphragmatiques de pointe comptent sur une mesure indirecte de mouvement, effectuent une correction 1D, et ont un temps d'acquisition long et imprévisible. En réponse, les stratégies d'auto- navigation (self-navigation: SN) ont été introduites récemment et offrent 100% d'efficacité d'acquisition et une meilleure facilité d'utilisation. Les SN détectent le mouvement respiratoire directement à partir des données brutes de l'image obtenue au niveau du coeur, et rétrospectivement corrigent ces mêmes données avant la reconstruction finale de l'image. Ainsi, les SN détiennent un poten¬tiel pour une compensation multidimensionnelle du mouvement. A cet égard, cette thèse présente de nouvelles méthodes SN qui estiment les paramètres de mouvement 2D et 3D à partir de sous-images qui sont obtenues à partir des mêmes données brutes qui composent l'image finale. La combinaison de toutes les sous-images corrigées produit une image finale pour la visualisation des coronaires ou les artefacts du mouvement sont réduits. La première étude (section 2.2,2D Self-Navigation with Compressed Sensing) traite d'une méthode pour une compensation 2D de mouvement de translation. Ici, on étudie l'utilisation de la reconstruction d'acquisition comprimée (compressed sensing: CS) pour soutenir la détection de mouvement en réduisant les artefacts de sous-échantillonnage. Chez des sujets humains sains, CS a démontré une amélioration de la précision de la détection de mouvement avec des simula¬tions sur des données in vivo, tandis que la visualisation de l'artère coronaire sur des acquisitions de respiration libre in vivo a aussi été améliorée. Pourtant, le mouvement du coeur induite par la respiration se produit en trois dimensions et il est plus complexe qu'un simple déplacement. Par conséquent, la deuxième étude (section 2.3, 3D Self-Navigation) traite d'une méthode de cor¬rection du mouvement 3D plutôt que 2D uniquement. Ici, différentes tech¬niques ont été adoptées pour réduire la contribution du signal du fond dans le suivi de mouvement respiratoire, qui peut être influencé négativement par le tissu statique qui entoure le coeur. La méthode proposée a démontré une amélioration, par rapport à la procédure classique SN de correction 1D, de la visualisation des artères coronaires dans le groupe de sujets sains et des pa¬tients avec maladies cardio-vasculaires. Dans la troisième étude (section 2.4,3D Self-Navigation with Compressed Sensing), les mêmes méthodes de suivi ont été utilisées pour obtenir des sous-images triées selon la position respiratoire. Au lieu de la correction du mouvement, une reconstruction de CS a été réalisée sur toutes les sous-images triées. Cette procédure exploite la cohérence des données pour réduire les artefacts de sous- échantillonnage de telle sorte que la sous-image correspondant à la phase de fin d'expiration peut directement être utilisée pour visualiser les coronaires. Dans un échantillon de volontaires en bonne santé, cette stratégie a amélioré la netteté et la visualisation des artères coronaires par rapport à une méthode classique SN ID. Pour la visualisation des parois des vaisseaux et de plaques d'athérosclérose, la technique de pointe avec double récupération d'inversion (DIR) est capa¬ble de supprimer le signal provenant du sang et de fournir un contraste posi¬tif entre la paroi et la lumière. Pourtant, il est difficile d'obtenir un contraste optimal car cela est soumis à la variabilité du rythme cardiaque. Par ailleurs, l'imagerie DIR est inefficace du point de vue du temps et les acquisitions "mul- tislice" peuvent conduire à des temps de scan prolongés. En réponse à ce prob¬lème et comme quatrième étude de cette thèse (chapitre 3, Vessel Wall MRI of the Carotid Arteries), une méthode de DIR phase-sensitive a été implémenté et testé

Étude de la sensibilité baroréceptive en sommeil et à l’éveil dans l’insomnie primaire chronique

L’insomnie, une condition fréquemment retrouvée dans la population, se caractérise d’abord par une difficulté à initier ou à maintenir le sommeil et/ou par des éveils précoces le matin ou encore par un sommeil non-réparateur. Lorsqu’elle n’est pas accompagnée par des troubles psychiatriques ou médicaux ou un autre trouble de sommeil et qu’elle perdure plus de 6 mois on parle alors d’insomnie primaire chronique. Selon certains, cette condition serait associée à un état d’hyperéveil caractérisé par une augmentation de l’activité autonome sympathique durant le sommeil et l’éveil. Le baroréflexe est un important mécanisme de contrôle à court terme des fluctuations de la tension artérielle (TA) et de la fréquence cardiaque agissant sur le cœur et les vaisseaux sanguins par l’entremise du système nerveux autonome. On appelle sensibilité baroréceptive (SBR) la capacité du baroréflexe de réagir et de contrôler les fluctuations de TA en modulant le rythme cardiaque. De manière générale, la SBR serait augmentée durant la nuit par rapport à la journée. Aussi, il semblerait que le baroréflexe soit impliqué dans le phénomène de baisse physiologique de la TA pendant la nuit. Or, des données de notre laboratoire ont démontré une augmentation de la TA systolique au cours de la nuit ainsi qu’une atténuation de la baisse nocturne de TA systolique chez des sujets avec insomnie primaire chronique comparé à des témoins bons dormeurs. De plus, il a été démontré que le baroréflexe était altéré de façon précoce dans plusieurs troubles cardiovasculaires et dans l’hypertension artérielle. Or, il semblerait que l’insomnie soit accompagnée d’un risque accru de développement de l’hypertension artérielle. Ces études semblent aller dans le sens d’une altération des mécanismes de régulation de la TA dans l’insomnie. Par ailleurs, une réduction de la SBR serait aussi impliquée dans des états associés à une augmentation de l’activité autonome sympathique. Ainsi, nous nous sommes demandé si le baroréflexe pouvait constituer un des mécanismes de contrôle de la TA qui serait altéré dans l’insomnie et pourrait être impliqué dans l’augmentation de l’activité sympathique qui semble accompagner l’insomnie. Jusqu’à présent, le baroréflexe reste inexploré dans l’insomnie. L’objectif principal de ce mémoire était d’évaluer de façon non-invasive la SBR à l’éveil et en sommeil chez 11 sujets atteints d’insomnie primaire chronique comparé à 11 témoins bons dormeurs. L’évaluation du baroréflexe a été effectuée de façon spontanée par la méthode de l’analyse en séquence et par le calcul du coefficient alpha obtenu par l’analyse spectrale croisée de l’intervalle RR et de la TA systolique. De façon concomitante, les paramètres de la variabilité de l’intervalle RR en sommeil et à l’éveil ont aussi été comparés chez ces mêmes sujets. Aucune différence significative n’a été notée au niveau des index de la SBR entre le groupe d’insomniaques et celui des bons dormeurs, à l’éveil ou en sommeil. Cependant, on observe des valeurs légèrement plus faibles de la SBR chez les insomniaques ayant mal dormi (efficacité de sommeil (ES) < 85%) comparés aux insomniaques ayant bien dormi (ES≥ 85%) à la nuit expérimentale durant l’éveil et en sommeil. Par ailleurs, aucune différence n’a été notée entre le groupe d’insomniaques et celui des bons dormeurs au niveau des paramètres de la variabilité RR considérés (intervalle RR, PNN50, LF et HF en valeurs normalisées). En effet, les insomniaques tout comme les bons dormeurs semblent présenter une variation normale de l’activité autonome en sommeil, telle que représentée par les paramètres de la variabilité RR. Ces résultats préliminaires semblent suggérer que les mécanismes du baroréflexe sont préservés chez les sujets atteints d’insomnie primaire chronique tels que diagnostiqués de manière subjective. Cependant, il est possible qu’une altération des mécanismes du baroréflexe ne se révèle chez les insomniaques que lorsque les critères objectifs d’une mauvaise nuit de sommeil sont présents.

Evaluation du systeme nerveux autonome dans l'hypertension arterielle essentielle

L’analyse spectrale de la fréquence cardiaque, de la pression artérielle systolique, de la pression artérielle diastolique ainsi que de la respiration par la transformée de Fourier rapide, est considérée comme une technique non invasive pour la détermination de l’activité du système nerveux autonome (SNA). Dans une population de sujets normaux volontaires, nous avons obtenu à l’état basal, des oscillations de basses fréquences (0,05-0,15Hz) reliées au système nerveux sympathique autonome et des oscillations de hautes fréquences (0,2Hz) représentant sur les intervalles entre chaque ondes R de l’électrocardiogramme (RR), l’arythmie sinusale respiratoire correspondant à une activité vagale. Nous avons comparé les tests de stimulation du système nerveux sympathique autonome déclenché par le passage de la position de repos (en décubitus dorsal), à la position orthostatique volontaire et le passage de la position de repos à la position orthostatique avec la table basculante à 60o. Nous avons également comparé un groupe normotendu à un groupe hypertendu qui a été soumis au passage du repos à l’orthostation volontaire et pour lesquels nous avons évalué la sensibilité du baroréflexe et la réponse sympathique par la mesure des catécholamines circulantes. Dans un groupe de sujets ayant une hypertension artérielle essentielle, nous avons évalué l’effet de la thérapie hypotensive, par le Trandolapril qui est un Inhibiteur de l’enzyme de conversion (IEC) de l`angiotensine. Dans ce groupe hypertendu, nous avons procédé, en plus de la stimulation sympathique par l’orthostation volontaire, à un exercice isométrique de trois minutes à 30 % de la force maximale. Nous avons également complété notre évaluation par la mesure de la densité de récepteurs ß2 adrénergiques sur lymphocytes et par la mesure des indices de contractilité à l’aide de l’échocardiographie en M mode. Les résultats ont montré, dans les groupes normaux volontaires, dans les deux types de stimulation du système nerveux sympathique par la position orthostatique, une augmentation significative des catécholamines plasmatiques avec une augmentation de la fréquence cardiaque et des basses fréquences de RR, confirmant ainsi que l’on est en état de stimulation sympathique. On observe en même temps une diminution significative des hautes fréquences de RR, suggérant un retrait vagal lors de cette stimulation. On a observé au test de la table basculante six cas d’hypotension orthostatique. On a comparé la position orthostatique volontaire entre le groupe de sujets normaux et le groupe de sujets hypertendus. L’analyse spectrale croisée de RR et de la pression artérielle systolique a permis d’évaluer dans l’hypertension artérielle (HTA), essentielle une sensibilité du baroréflexe atténuée, accompagnée d’une réactivité vagale réduite en présence d’une activité et d’une réactivité sympathique augmentées suggérant une altération sympathovagale dans l’HTA. Dans le groupe de sujets hypertendus traités (Trandolapril 2mg/jour), nous avons identifié un groupe de répondeurs au traitement par le Trandolapril et un groupe de non répondeurs à ce type de thérapie anti-hypertensive. Le groupe répondeur avait un profil hyper-adrénergique avec une hyper-réactivité sympathique, une fréquence cardiaque et des pressions artérielles diastolique et systolique plus élevées au repos. Dans le groupe total traité au Trandolapril, la densité des récepteurs ß2 adrénergiques a doublé, après thérapie, alors que la réactivité des basses fréquences obtenues à l’analyse spectrale a augmenté. Nous avons montré dans notre étude qu’un IECA a pu inhiber le mécanisme facilitateur de l’angII sur les terminaisons nerveuses sympathiques et a permis ainsi de réduire l’hyperactivité sympathique et le mécanisme de « down regulation » des récepteurs ß2 adrénergiques rendant ainsi l’expression de l’influence du SNA post synaptique plus efficace. Dans l’ensemble de nos protocoles cliniques, par l’utilisation de l’analyse spectrale des signaux RR, de la pression artérielle systolique,de la pression artérielle diastolique et de la respiration, nous avons montré que cette technique non invasive permet de décrire et de mieux comprendre les mécanismes physiologiques, physiopathologiques et pharmacologiques reliés au système nerveux autonome et à l’hypertension artérielle essentielle.

Diltiazem como alternativa ao betabloqueador na angiotomografia de artérias coronárias

FUNDAMENTO: A redução da frequência cardíaca (FC) na angiografia por tomografia das artérias coronarianas (ATCCor) é fundamental para a qualidade de imagem. A eficácia dos bloqueadores de cálcio como alternativas para pacientes com contraindicações aos betabloqueadores não foi definida. OBJETIVOS: Comparar a eficácia na redução da FC e variabilidade RR do metoprolol e diltiazem na ATCCor. MÉTODOS: Estudo prospectivo, randomizado, aberto, incluiu pacientes com indicação clínica de ATCCor, em ritmo sinusal, com FC>70bpm e sem uso de agentes que interferissem com a FC. Cinquenta pacientes foram randomizados para grupos: metoprolol IV 5-15 mg ou até FC≤60 bpm(M), e diltiazem IV 0,25-0,60mg/kg ou até FC≤60 bpm (D). Pressão arterial (PA) e FC foram aferidas na condição basal, 1min, 3min e 5min após agentes, na aquisição e após ATCCor. RESULTADOS: A redução da FC em valores absolutos foi maior no grupo M que no grupo D (1, 3, 5min, aquisição e pós-exame). A redução percentual da FC foi significativamente maior no grupo M apenas no 1 min e 3 min após início dos agentes. Não houve diferença no 5 min, durante a aquisição e após exame. A variabilidade RR percentual do grupo D foi estatisticamente menor do que a do grupo M durante a aquisição (variabilidade RR/ FC média da aquisição). Um único caso de BAV, 2:1 Mobitz I, revertido espontaneamente ocorreu (grupo D). CONCLUSÃO: Concluímos que o diltiazem é uma alternativa eficaz e segura aos betabloqueadores na redução da FC na realização de angiografia por tomografia computadorizada das artérias coronarianas. (Arq Bras Cardiol. 2012; [online].ahead print, PP.0-0)

Effect of oscillatory breathing on the variability of the RR Intervals and its prognostic importance in individuals with left ventricular global systolic dysfunction

OBJECTIVE: To assess the effect of the oscillatory breathing on the variability of RR intervals (VRR) and on prognostic significance after one year follow-up in subjects with left ventricular global systolic dysfunction. METHODS: We studied 76 subjects, whose age ranged from 40 to 80 years, paired for age and gender, divided into two groups: group I - 34 healthy subjects; group II - 42 subjects with left ventricular global systolic dysfunction (ejection fraction < 0.40). The ECG signals were acquired during 600s in supine position, and analyzed the variation of the thoracic amplitude and the VRR. Clinical and V-RR variables were applied into a logistic multivariate model to foretell survival after one year follow-up. RESULTS: Oscillatory breathing was detected in 35.7% of subjects in vigil state of group II, with a concentration of the spectral power in the very low frequency band, and was independent of the presence of diabetes, functional class, ejection fraction, cause of ventricular dysfunction and survival after one year follow-up. In the logistic regression model, ejection fraction was the only independent variable to predict survival. CONCLUSION: 1) Oscillatory breathing pattern is frequent during wakefulness in the left ventricular global systolic dysfunction and concentrates spectral power in the very low band of V-RR; 2) it does not relate to severity and cause of left ventricular dysfunction; 3) ejection fraction is the only independent predictive variable for survival in this group of subjects.

Comparison of Polar(®) RS800G3(™) heart rate monitor with Polar(®) S810i(™) and electrocardiogram to obtain the series of RR intervals and analysis of heart rate variability at rest

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Variabilidade da frequência cardíaca após treinamento concorrente : comparação entre homens e mulheres de meia-idade = Heart rate variability after concurrent training : comparison between middle-aged men and women

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

First stars XIII. Two extremely metal-poor RR Lyrae stars

Context. The chemical composition of extremely metal-poor stars (EMP stars; [Fe/H] < similar to -3) is a unique tracer of early nucleosynthesis in the Galaxy. As such stars are rare, we wish to find classes of luminous stars which can be studied at high spectral resolution. Aims. We aim to determine the detailed chemical composition of the two EMP stars CS 30317-056 and CS 22881-039, originally thought to be red horizontal-branch (RHB) stars, and compare it to earlier results for EMP stars as well as to nucleosynthesis yields from various supernova (SN) models. In the analysis, we discovered that our targets are in fact the two most metal-poor RR Lyrae stars known. Methods. Our detailed abundance analysis, taking into account the variability of the stars, is based on VLT/UVES spectra (R similar or equal to 43 000) and 1D LTE OSMARCS model atmospheres and synthetic spectra. For comparison with SN models we also estimate NLTE corrections for a number of elements. Results. We derive LTE abundances for the 16 elements O, Na, Mg, Al, Si, S, Ca, Sc, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Sr and Ba, in good agreement with earlier values for EMP dwarf, giant and RHB stars. Li and C are not detected in either star. NLTE abundance corrections are newly calculated for O and Mg and taken from the literature for other elements. The resulting abundance pattern is best matched by model yields for supernova explosions with high energy and/or significant asphericity effects. Conclusions. Our results indicate that, except for Li and C, the surface composition of EMP RR Lyr stars is not significantly affected by mass loss, mixing or diffusion processes; hence, EMP RR Lyr stars should also be useful tracers of the chemical evolution of the early Galactic halo. The observed abundance ratios indicate that these stars were born from an ISM polluted by energetic, massive (25-40 M(circle dot)) and/or aspherical supernovae, but the NLTE corrections for Sc and certain other elements do play a role in the choice of model.

Effects of progressive exercise during phase I cardiac rehabilitation on the heart rate variability of patients with acute myocardial infarction

Purpose. aEuro integral Heart rate variability (HRV) decreases after an acute myocardial infarction (AMI) due to changes in cardiac autonomic balance. The purpose of the present study, therefore, was to evaluate the effects of a progressive exercise protocol used in phase I cardiac rehabilitation on the HRV of patients with post-AMI. Material and methods. aEuro integral Thirty-seven patients who had been admitted to hospital with their first non-complicated AMI were studied. The treated group (TG, n == 21, age == 52 +/-+/- 12 years) performed a 5-day programme of progressive exercise during phase I cardiac rehabilitation, while the control group (CG, n == 16, age == 54 +/-+/- 11 years) performed only respiratory exercises. Instantaneous heart rate (HR) and RR interval were acquired by a HR monitor (Polar (R) A (R) S810i). HRV was analysed by frequency domain methods. Power spectral density was expressed as normalised units (nu) at low (LF) and high (HF) frequencies, and as LF/HF. Results. aEuro integral After 5 days of progressive exercise, the TG showed an increase in HFnu (35.9 +/-+/- 19.5 to 65.19 +/-+/- 25.4) and a decrease in LFnu and LF/HF (58.9 +/-+/- 21.4 to 32.5 +/-+/- 24.1; 3.12 +/-+/- 4.0 to 1.0 +/-+/- 1.5, respectively) in the resting position (p < 0.05). No changes were observed in the CG. Conclusions. aEuro integral A progressive physiotherapeutic exercise programme carried out during phase I cardiac rehabilitation, as supplement to clinical treatment increased vagal and decreased sympathetic cardiac modulation in patients with post-AMI.

Ivabradine Improves Heart Rate Variability in Patients with Nonischemic Dilated Cardiomyopathy

Background: Ivabradine is a novel specific heart rate (HR)-lowering agent that improves event-free survival in patients with heart failure (HF). Objectives: We aimed to evaluate the effect of ivabradine on time domain indices of heart rate variability (HRV) in patients with HF. Methods: Forty-eight patients with compensated HF of nonischemic origin were included. Ivabradine treatment was initiated according to the latest HF guidelines. For HRV analysis, 24-h Holter recording was obtained from each patient before and after 8 weeks of treatment with ivabradine. Results: The mean RR interval, standard deviation of all normal to normal RR intervals (SDNN), the standard deviation of 5-min mean RR intervals (SDANN), the mean of the standard deviation of all normal-to-normal RR intervals for all 5-min segments (SDNN index), the percentage of successive normal RR intervals exceeding 50 ms (pNN50), and the square root of the mean of the squares of the differences between successive normal to normal RR intervals (RMSSD) were low at baseline before treatment with ivabradine. After 8 weeks of treatment with ivabradine, the mean HR (83.6 ± 8.0 and 64.6 ± 5.8, p < 0.0001), mean RR interval (713 ± 74 and 943 ± 101 ms, p < 0.0001), SDNN (56.2 ± 15.7 and 87.9 ± 19.4 ms, p < 0.0001), SDANN (49.5 ± 14.7 and 76.4 ± 19.5 ms, p < 0.0001), SDNN index (24.7 ± 8.8 and 38.3 ± 13.1 ms, p < 0.0001), pNN50 (2.4 ± 1.6 and 3.2 ± 2.2 %, p < 0.0001), and RMSSD (13.5 ± 4.6 and 17.8 ± 5.4 ms, p < 0.0001) substantially improved, which sustained during both when awake and while asleep. Conclusion: Our findings suggest that treatment with ivabradine improves HRV in nonischemic patients with HF.

Correction for heart rate variability during 3D whole heart MR coronary angiography.

PURPOSE: To evaluate the effect of a real-time adaptive trigger delay on image quality to correct for heart rate variability in 3D whole-heart coronary MR angiography (MRA). MATERIALS AND METHODS: Twelve healthy adults underwent 3D whole-heart coronary MRA with and without the use of an adaptive trigger delay. The moment of minimal coronary artery motion was visually determined on a high temporal resolution MRI. Throughout the scan performed without adaptive trigger delay, trigger delay was kept constant, whereas during the scan performed with adaptive trigger delay, trigger delay was continuously updated after each RR-interval using physiological modeling. Signal-to-noise, contrast-to-noise, vessel length, vessel sharpness, and subjective image quality were compared in a blinded manner. RESULTS: Vessel sharpness improved significantly for the middle segment of the right coronary artery (RCA) with the use of the adaptive trigger delay (52.3 +/- 7.1% versus 48.9 +/- 7.9%, P = 0.026). Subjective image quality was significantly better in the middle segments of the RCA and left anterior descending artery (LAD) when the scan was performed with adaptive trigger delay compared to constant trigger delay. CONCLUSION: Our results demonstrate that the use of an adaptive trigger delay to correct for heart rate variability improves image quality mainly in the middle segments of the RCA and LAD.

Associations of baroreflex sensitivity, heart rate variability, and initial orthostatic hypotension with prenatal and recent postnatal methylmercury exposure in the Seychelles Child Development Study at age 19 years.

BACKGROUND: A few studies have suggested an association between prenatal exposure to methylmercury and decreased heart rate variability (HRV) related to autonomic heart function, but no study has examined this association using baroreflex sensitivity (BRS). In this study we assessed the distribution of BRS and immediate orthostatic hypotension (IOH) in young Seychellois adults and their associations with exposure to prenatal and recent postnatal methylmercury. METHODS: Subjects in the Seychelles Child Development Study (SCDS) main cohort were evaluated at age 19 years. Non-invasive beat-to-beat blood pressure (BP) monitoring (Finapres, Ohmeda) was performed at rest and during active standing in 95 consecutive subjects. Recent postnatal mercury exposure was measured in subjects' hair at the age of 19 years and prenatal exposure in maternal hair grown during pregnancy. BRS was estimated by sequence analysis to identify spontaneous ascending and descending BP ramps. HRV was estimated by the following markers: PNN50 (relative numbers of normal-to-normal intervals which are shorter by more than 50 ms than the immediately following normal-to-normal intervals); rMSSD (root mean of the squared sum of successive interval differences); LF/HF (low frequency/high frequency component ratio); ratio of the mean expiratory/inspiratory RR intervals (EI ratio); and the ratio between the longest RR interval 30 s after active standing and the shortest RR interval at 15 s (Max30/Min15). IOH was estimated by the deepest BP fall within the first 15 s after active standing up. RESULTS: Prenatal MeHg exposures were similar in boys and girls (6.7±4.3, 6.7±3.8 ng/g) but recent postnatal mercury levels were higher in males than females (11.2±5.8 vs 7.9±4.3 ng/g, p=0.003). Markers of autonomic heart rate control were within the normal range (BRS: 24.8±7 ms/mm Hg, PNN50: 24.9±6.8%, rMSSD: 68±22, LF/HF: 0.61±0.28) in both sexes. After standing, 51.4% of subjects had a transient systolic BP drop>40 mm Hg, but only 5.3% reported dizziness or had syncope. Prenatal and recent postnatal MeHg levels, overall, were not associated with BRS, E/I ratio, PNN50, rMSSD, LF/HF ratio, Max30/Min15 ratio, and IOH. CONCLUSIONS: This study provides no support for the hypothesis that prenatal or recent postnatal MeHg exposure from fish consumption is associated with impaired autonomic heart rate control.