Numerous criteria believed to define a positive response to cardiac resynchronization therapy have been used in the literature. No study has investigated agreement among these response criteria. We hypothesized that the agreement among the various response criteria would be poor.A literature search was conducted with the keywords "cardiac resynchronization" and "response." The 50 publications with the most citations were reviewed. After the exclusion of editorials and reviews, 17 different primary response criteria were identified from 26 relevant articles. The agreement among 15 of these 17 response criteria was assessed in 426 patients from the Predictors of Response to Cardiac Resynchronization Therapy (PROSPECT) study with Cohen's kappa-coefficient (2 response criteria were not calculable from PROSPECT data). The overall response rate ranged from 32% to 91% for the 15 response criteria. Ninety-nine percent of patients showed a positive response according to at least 1 of the 15 criteria, whereas 94% were classified as a nonresponder by at least 1 criterion. kappa-Values were calculated for all 105 possible comparisons among the 15 response criteria and classified into standard ranges: Poor agreement (kappa< or =0.4), moderate agreement (0.4 or =0.75). Seventy-five percent of the comparisons showed poor agreement, 21% showed moderate agreement, and only 4% showed strong agreement.The 26 most-cited publications on predicting response to cardiac resynchronization therapy define response using 17 different criteria. Agreement between different methods to define response to cardiac resynchronization therapy is poor 75% of the time and strong only 4% of the time, which severely limits the ability to generalize results over multiple studies.

Abstract Cerebrospinal fluid (CSF), a clear fluid bathing the central nervous system (CNS), undergoes pulsatile movements, and plays a critical role for the removal of waste products from the brain including amyloid beta, a protein associated with Alzheimer’s disease. Regulation of CSF dynamics is critical for maintaining CNS health, and increased pulsatile CSF dynamics may alter brain’s waste clearance due to increased mixing and diffusion. As such, understanding the mechanisms driving CSF movement, and interventions that influence its resultant removal of wastes from the brain is of high scientific and clinical impact. Since pulsatile CSF dynamics is sensitive and synchronous to respiratory movements, we are interested in identifying potential integrative therapies such as yogic breathing to regulate and enhance CSF dynamics, which has not been reported before. Here, we investigated the pre-intervention baseline data from our ongoing randomized controlled trial, and examined whether yogic breathing immediately impacts pulsatile CSF dynamics compared to spontaneous breathing. We utilized our previously established non-invasive real-time phase contrast magnetic resonance imaging (RT-PCMRI) approach using a 3T MRI instrument, and computed and rigorously tested differences in CSF velocities (instantaneous, respiratory, cardiac 1 st and 2 nd harmonics) at the level of foramen magnum during spontaneous versus four yogic breathing patterns. In examinations of 18 healthy participants (eight females, ten males; mean age 34.9 ± 14 (SD) years; age range: 18-61 years), we discovered immediate increase in cranially-directed velocities of instantaneous-CSF 16% - 28% and respiratory-CSF 60% - 118% during yogic versus spontaneous breathing, with most statistically significant changes during deep abdominal breathing (28%, p=0.0008, and 118%, p=0.0001, respectively). Further, cardiac pulsation was the primary source of pulsatile CSF during all breathing conditions except during deep abdominal breathing, when there was a comparable contribution of respiratory and cardiac 1st harmonic power [0.59 ± 0.78], demonstrating respiration can be the primary regulator of CSF depending on individual differences in breath depth and location. Further work is needed to investigate the impact of sustained training yogic breathing on increased pulsatile CSF dynamics and brain waste clearance for CNS health.

Motivation: The motivation of this work is to understand the hemodynamics parameters in subjects with carotid web (CaW), atherosclerosis subjects with similar luminal narrowing, and normal subjects using 4D Flow MRI. Goal(s): The main goal of this work is to quantify parameters related to vascular dysfunction including wall shear stress (WSS) and oscillatory shear index (OSI). Approach: 4D Flow MRI was utilized to prospectively scan subjects with CaW and hemodynamic parameters were compared to subjects with mild atherosclerosis and healthy volunteers. Results: The results show that subjects with CaW have larger regions of complex blood flow represented by low WSS and high OSI. Impact: This study improves our understanding of disturbed hemodynamics caused by CaWs in comparison to atherosclerosis, which may explain the mechanism of thrombus formation and lay the groundwork for stroke risk assessment in patients with CaW.

Abstract A detailed understanding of the CSF dynamics is essential for testing and evaluation of intrathecal drug delivery. Preclinical work using large-animal models (e.g., monkeys, dogs and sheep) has great utility for defining spinal drug distribution/pharmacokinetics and provide an important tool for defining safety. In this study, we investigated the impact of catheter implantation in the sub-dural space on CSF flow dynamics in Cynomolgus monkeys. Magnetic resonance imaging (MRI) was performed before and after catheter implantation to quantify the differences based on catheter placement location in the cervical compared to the lumbar spine. Several geometric and hydrodynamic parameters were calculated based on the 3D segmentation and flow analysis. Hagen-Poiseuille equation was used to investigate the impact of catheter implantation on flow reduction and hydraulic resistance. A linear mixed-effects model was used in this study to investigate if there is a statistically significant difference between cervical and lumbar implantation, or between two MRI time points. Results showed that geometric parameters did not change statistically across MRI measurement time points and did not depend on catheter location. However, catheter insertion did have a significant impact on the hydrodynamic parameters and the effect was greater with the cervical implantation. CSF flow rate decreased up to 54.7% when the catheter located in the cervical region. The maximum flow rate reduction in the lumbar implantation group was 21%. Overall, lumbar catheter implantation disrupted CSF dynamics to a lesser degree than cervical catheter implantation and this effect remained up to two weeks post-catheter implantation

Motivation: Chiari Malformation I (CM-I) is a condition characterized by cerebellar tonsil herniation, leading to reduced cerebrospinal fluid (CSF) flow and various neurological symptoms. Posterior fossa decompression (PFD) surgery can relieve symptoms, but surgical decision making is often unclear. Goal(s): Tonsillar descent poorly correlates with symptoms and surgical outcomes. We seek to better characterize the cerebral dynamic effects of CM-I and PFD surgery. Approach: Measure CSF flow using PCMR, and brain motion using DENSE, before and after PFD surgery. Results: Surgery showed best improvement in patients with significantly restricted pre-surgical CSF flow or severely increased pre-surgical brain motion, regardless of amount of tonsillar descent. Impact: Presurgical indicators of an individual&rsquo;s likelihood of surgical improvement are critical in developing informed care plans. We find that direct measures of cerebral dynamics outperform standard measures of tonsillar decent at predicting improvement from posterior fossa decompression surgery in CM-I.

Motivation: 5D free-running whole heart CMR offers CT-quality images but requires hours-long reconstruction time, preventing clinical usage. Therefore, a more efficient reconstruction algorithm is needed. Goal(s): We propose to use the advanced numerical algorithm to reduce the reconstruction time while preserving image quality. Approach: A variable projection augmented Lagrangian (VPAL) method for 5D motion-resolved image reconstruction was developed and compared with the state-of-the-art alternating direction method of multipliers (ADMM) on 15 5D free-running raw data sets. Results: When compared to the ADMM method, VPAL reduced the reconstruction time by 60%, preserved image similarity, had equivalent ejection fraction measurements, and had superior radiologist ratings. Impact: This study shows that using an advanced numerical algorithm for highly under-sampled MR reconstruction both reduces computational time and results in better image quality for diagnostics, bringing 5D free-running imaging closer to clinical usage.

Motivation: In type B aortic dissections (TBAD), surgical outcomes often worsen as the flap stiffens. Earlier intervention (i.e., acute phase) would require prediction of aortic growth to identify high-risk patients, which has not yet been investigated in acute TBADs. Goal(s): We aimed to identify possible hemodynamic markers of aortic growth from 4D flow MRI data in acute TBAD subjects. Approach: From the 4D flow data we estimated various hemodynamic metrics. Results: Peak entry tear velocity, false lumen retrograde flow pre-entry tear, and forward flow post-entry tear were higher in growth cases. We also demonstrate the feasibility of collecting 4D flow MRI from acute patients. Impact: As the first study focused on in vivo hemodynamics of acute type B aortic dissections (TBAD), we aimed to identify possible metrics for predicting aortic growth. Ultimately, stratifying risk in acute TBAD patients would enable preemptive treatment and improve outcomes.