Evaluation of the cardiac involvement of chronic inflammatory bowel diseases using cardiovascular magnetic resonance

Abstract

Introduction: Inflammatory bowel diseases (IBD) are associated with known extraintestinal manifestations, however cardiac involvement is poorly understood. There is evidence of increased cardiovascular risks in IBD patients and of systemic inflammation involving the heart. Our study aims to assess cardiac involvement in terms of inflammation in IBD patients using cardiovascular magnetic resonance. Methods: In this prospective study, 50 adults with IBD were screened and 44 of them, without known ischaemic heart disease, were included. They were categorized into active disease and remission groups, while 44 age- and sex-matched healthy volunteers served as controls. Disease activity scores (CDAI, SCCAI) and endoscopic assessments (SES-CD, UCEIS) were conducted, and exclusion criteria (contraindications to CMR, GFR<30ml/min, pregnancy and lactation) were applied. Imaging was performed with 1.5 Tesla scanner. Cine and parametric mapping (T1, T2, ECV) images were acquired. LGE and fat/water imaging were obtained. Biventricular function and strain analysis were conducted. Quantitative analysis of mapping used a 16-segment AHA model. For the statistical analysis, a p-value <0.05 was considered significant. Results: The analysis included 44 scans, 26 with active disease and 18 in remission. Baseline characteristics did not differ between the groups. Ventricular function was normal in both groups without significant differences. Patients in remission had higher myocardial mass indices compared to the control group (p =0.018). T2 values showed no significant differences between the three groups (p =0.605). Patients with active disease had significantly higher global T1 values than control (p <0.001). ECV analysis did not show any differences between active and remission stages, but a moderate correlation between disease activity scores, global T1 values (p =0.049) and global ECV (p =0.042) was seen. A non-ischemic LGE pattern was detected in 7/43 patients and myocardial fat infiltration in 5/44 patients. Both findings did not differ statistically when comparing active and remission groups. Pericardial effusions were significantly more prevalent in the active group compared to control (p =0.017). Pleural effusions showed no such difference. Patients with active disease had significantly lower global radial and circumferential strain values than control (GRS:p =0.002; GCS:p <0.001). There was no difference in global T1, T2, and ECV when IBD patients were separated according to the presence of mesalazine treatment or monoclonal antibody treatment. Conclusions: This study suggests evidence of myocardial involvement in IBD patients due to detected subclinical changes with preserved LVEF. While cardiovascular complications in IBD are not very common, CMR may identify at-risk patients for closer monitoring and inform treatment decisions. Further research is required to explore this area, including the impact of various IBD therapies on myocardial injury.

Einführung: Chronisch entzündliche Darmerkrankungen (CED) zeigen bekannte systemischen Manifestationen, jedoch ist die Herzbeteiligung wenig verstanden. Es gibt Hinweise auf erhöhte kardiovaskuläre Risiken bei CED-Patienten. Ziel der Studie ist die Herzbeteiligung in Bezug auf Inflammation bei CED mithilfe von CMR zu bewerten. Methoden: In dieser prospektiven Studie wurden 50 erwachsene CED-Patienten gescreent, davon 44 ohne bekannte ischämische Herzerkrankung, eingeschlossen. Sie wurden in aktive Erkrankungs- und Remissionsgruppen unterteilt, während 44 alters- und geschlechtsangepasste gesunde Freiwillige als Kontrollen dienten. Krankheitsaktivitäts Scores, endoskopische Scores wurden durchgeführt, und Ausschlusskriterien angewendet. Die Bildgebung erfolgte mit 1,5 Tesla-CMR. Cine- und parametrisches Mapping wurden aufgenommen. LGE- und Fett-/Wasser-Bildgebung wurden durchgeführt. Die biventrikuläre Funktion und Strain wurde analysiert. Die quantitative Analyse des Mappings verwendete ein 16-Segment-AHA-Modell. Für die statistische Analyse wurde ein p-Wert <0,05 als signifikant angesehen. Ergebnisse: Die Analyse von 44 Patienten, 26 mit aktiver CED und 18 in Remission, zeigte keine Unterschiede der Grundlinienmerkmale zwischen den Gruppen. Die ventrikuläre Funktion war in beiden Gruppen normal und ohne Unterschiede. Patienten in Remission hatten im Vergleich zur Kontrollgruppe höhere Myokardmassenindexe (p = 0,018). T2-Werte zeigten keine signifikanten Unterschiede zwischen den drei Gruppen (p = 0,605). Patienten mit aktiver CED hatten signifikant höhere globale T1-Werte im Vergleich zur Kontrolle (p <0,001). ECV zeigte keine Unterschiede zwischen aktiver CED und Remission, aber es wurde eine moderate Korrelation zwischen Aktivitäts-Scores und globalen T1- (p = 0,049) und ECV-Werten (p = 0,042) gesehen. Ein nicht-ischämischer LGE-Muster wurde bei 7/43 Patienten und eine Fettinfiltration bei 5/44 Patienten nachgewiesen. Beide Befunde unterschieden sich statistisch nicht zwischen aktiven und Remissionsgruppen. Perikardergüsse waren in der aktiven Gruppe signifikant häufiger als in der Kontrollgruppe (p = 0,017). Pleuraergüsse zeigten keinen solchen Unterschied. Aktive CED-Patienten hatten signifikant niedrigere globale radiale und zirkumferenzielle Strainwerte im Vergleich zur Kontrolle (GRS: p = 0,002; GCS: p <0,001). Es gab keinen Unterschied in globalen T1-, T2- und ECV-Werten, wenn Patienten nach dem Vorhandensein von Mesalazinbehandlung oder monoklonaler Antikörperbehandlung getrennt wurden. Schlussfolgerungen: Aufgrund nachgewiesener subklinischer Veränderungen bei CED-Patienten trotz erhaltener LVEF zeigten sich Hinweise auf Myokardbeteiligung. Obwohl kardiovaskuläre Komplikationen bei CED selten sind, könnte die CMR hochrisiko-Patienten identifizieren und überwachen sowie Therapieentscheidungen ermöglichen. Weitere Forschung ist erforderlich, um diesen Bereich weiter zu erkunden, einschließlich der Auswirkungen verschiedener CED-Therapien auf Myokardschäden.