Podcasts about echokardiographie

In der 23. Folge des Kardio-Podcasts spricht Prof. Dr. David Duncker mit PD Dr. Djawid Hashemi über die kardiale Bildgebung. Sie erörtern Stärken und Schwächen verschiedener Modalitäten wie Echokardiographie, Kardio-MRT und Kardio-CT.

In der Tiermedizin gehört die echokardiographische Untersuchung vor allem im Kleintierbereich zu den Standarduntersuchungen auf dem Gebiet der Kardiologie. Das Erlernen der Echokardiographie setzt jedoch voraus, dass Studierende der Tiermedizin und/ oder Tierärztinnen und Tierärzte die Möglichkeit haben die Echokardiographie praktisch selbst zu üben, um das korrekte Einstellen der gebräuchlichen Standardschnittebenen in der zweidimensionalen Echokardiographie zu erlernen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eigens für die Tiermedizin ein Echokardiographiesimulator für die Katze entwickelt. Da die elektronisch-technischen Grundlagen mit geringfügigen Modifikationen von einem humanmedizinischen Ultraschall- und Echokardiographiesimulator, dem SonoSim III der Firma Sonofit GmbH, Darmstadt, übernommen werden konnten, lag der Fokus dieser Arbeit auf der Bestückung des Simulators mit geeigneten Echokardiographiedatensätzen von herzgesunden und herzkranken Katzen, sowie dem Entwurf und der Konstruktion von realitätsnahen Katzenattrappen einerseits und Untersuchungstischen andererseits. Die Datensätze, die in den Simulator integriert wurden stammen von dreidimensionalen Echokardiographiedatensätzen verschiedener feliner Patienten. Es wurde in Abhängigkeit ihrer zugrundeliegenden Erkrankung und ihrer Relevanz sowie der Qualität des Datenmaterials die Datensätze einer gesunden und zwei herzkranker Katzen ausgewählt. Eine Jungkatze wies einen deutlichen perimembranösen Ventrikelseptumdefekt (VSD) auf, der auch ohne Doppler im B-Bild zu erkennen war. Die zweite herzkranke Katze zeigte eine asymmetrische Hypertrophie des Kammerseptums und der Papillarmuskeln (HCM), sowie eine mittelgradige Aortenklappeninsuffizienz. Der VSD und die HCM sind laut Literatur die häufigste angeborene bzw. erworbene Herzerkrankung der Katze. Die 3D-Datensätze wurden in ihre kleinsten Einheiten, die Einzelbilder, zerlegt, manuell bearbeitet, wieder zusammengefügt und der daraus entstandene Datensatz anschließend in den Simulator geladen. Die Bearbeitung diente einerseits der Verbesserung der Qualität durch Minimierung von Artefakten und andererseits der Verdeutlichung der kardialen Morphologie durch unterschiedliches Einfärben der rechten und linken Herzhälfte. Dadurch wird garantiert, dass die simulierten 2D-Echokardiogramme annähernd dem Standard heutiger realer 2D-Ultraschallbilder des Herzens entsprechen. Durch die farblich unterschiedliche Markierung der Herzhälften wird die Orientierung auch für ungeübte Untersucher erleichtert. Im Rahmen der anschließenden Umfrage, wurde die Realitätsnähe der Schnitteben von über 90% der befragten echokardiographisch vorgebildeten Studierenden als sehr gut und gut beurteilt. Auch der Wert der Kolorierung erhielt von 86 % der Studierenden sehr gute und gute Noten. Ein Untersuchungstisch wurde auf eine Art und Weise entworfen und konstruiert, dass eine praxisnahe Handhabung möglich war und gleichzeitig auf jegliches Metall als Werkstoff verzichtet werden konnte, um die Technik des Simulators nicht zu stören. Dieser Tisch wurde mit zwei austauschbaren Tischplatten, auf denen jeweils eine Katzenattrappe in linker und rechter Seitenlage fixiert war, bestückt. Das Innere der Katzenattrappen besteht aus einem Schaumstoffkern, in den Merkmale einer echten Katze, zum Beispiel Rippen zur Orientierung eingearbeitet wurden. Bezogen wurde der Schaumstoffkern mit einem maßgefertigten Kunstfell, das ebenfalls über spezifische Orientierungsmarken wie zum Beispiel die Ellbogenhautfalte verfügt. Die befragten Studierenden äußerten sich zu Design der Katzen sowie zu Funktionalität und Design des Tisches mehrheitlich überaus positiv (88 % gut oder sehr gut). Anhand der bearbeiteten Datensätze wurden drei Patientenfälle im Simulator erstellt und dazu passende Tutorials entwickelt, um auch autodidaktisches Lernen zu ermöglichen. Bei der anschließenden Evaluierung gaben 100 % der Befragten an, dass der Simulator eine sehr gute (89%) und gute (11%)Ergänzung zur echokardiographischen Untersuchung am lebenden Tier ist. Sogar 52 % der Studierenden betrachten den Simulator als sehr gute (6%) oder gute (46%) vollständige Alternative zum lebenden Tier in der Echokardiographieausbildung.

Sat, 12 Jul 2014 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/17539/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/17539/1/Decker_Julia.pdf

Bisher sind chirurgische und interventionelle Verschlussmöglichkeiten eines muskulären Ventrikelseptumdefektes (mVSD) unterhalb des Moderator Bandes limitiert. Sie sind verbunden mit signifikanter Sterblichkeit, vor allem bei Neugeborenen und Kleinkindern. Deshalb ist es essentiell, alternative Verschlussmöglichkeiten zu entwickeln. In dieser Arbeit wird ein neues Tiermodell vorgestellt, um damit neue Verschlussmöglichkeiten eines mVSD zu entwickeln. Gleichzeitig wird eine neue Hybridtechnik zum Verschluss eines mVSD mit einem Patch vorgestellt. In der Hybridtechnik verbinden sich die Vorteile von chirurgischen und interventionellen Methoden. Die Hybridtechnik wird ohne Herz-Lungen-Maschine (HLM) am Tiermodell Schwein eingesetzt. Bei 18 Schweinen wird eine anterolaterale Thorakotomie vorgenommen um einen Zugang zum linken Ventrikel (LV) zu erhalten. Unter 2- und 3 dimensionaler Echokardiographie werden mVSDs mit einem scharfen Stanzgerät mit einem Durchmesser von 7,5 mm geschaffen. Das Stanzgerät wird durch den LV ohne die Verwendung einer HLM geschoben. Ein speziell entwickeltes Patch-System bestehend aus einem Patch mit einem Nitinolrahmen wird durch die Arteria carotis in den LV geschoben und vor dem VSD positioniert. Ein Klammergerät wird durch die Wand des LV am schlagenden Herzen eingeführt und der Patch wird mit Nitinolklammern am Septum unter echokardiologischer Kontrolle und unter Durchleuchtung befestigt. Anschließend wird der Nitinolrahmen vom Patch gelöst. Die Erzeugung der mVSDs war bei 12 Tieren erfolgreich. Bestätigt wurde dies durch Echokardiographie, hämodynamische Messungen und durch Autopsie der Herzen. Die Lokalisation der Defekte war midmuskulär (n=4), apikal (n=3), inlet (n=2) und anterior muskulär (n=3). Die Diameter und Shunt Volumina der mVSD waren 4.8-7.3 mm (mean: 5.9 mm) und 12.9-41.3 % (mean: 22.1 %). Der vollständige Verschluss des Defektes mit dem Patch gelang in 7 von 8 positionierten Patches. Bestätigt wurde dies durch Echokardiographie und Autopsie der Herzen. Alle Tiere waren während des Versuchs hämodynamisch stabil. Die beschriebene Methode um einen mVSD am schlagenden Herzen im Tiermodell Schwein zu schaffen, ist für die Evaluierung von neuen Verschlussmethoden eines VSDs geeignet. Die neue Methode zum Verschluss eines mVSD mit einem Patch konnte erfolgreich angewandt werden. Weitere Entwicklungen des Patch-Systems sind notwendig um die Anwendbarkeit in Menschen festzustellen, speziell für die Zielgruppe der Neugeborenen und Kleinkindern.

Hintergrund Klinisches Standardverfahren zur Überwachung der linksventrikulären Funktion unter potenziell kardiotoxischer antineoplastischer Therapie ist die transthorakale Echokardiographie. Ziel dieser Studie war die Evaluation des USCOM® und der Laborparameter BNP, NT-proBNP und cTnI in der Überwachung der Herzfunktion unter potenziell kardiotoxischer antineoplastischer Therapie. Patienten und Methoden Bei insgesamt 68 Patienten [Anthrazykline (A) n=21, Trastuzumab (T) n=10, Bevaci-zumab (B) n=19, Cetuximab (C) n=18] wurde vor (T0) und nach (T1) der Infusion des potenziell kardiotoxischen Agens, nach einer Woche (T2) und nach drei Monaten (T3) eine Untersuchung mit dem USCOM® durchgeführt und die Laborspiegel bestimmt. Parallel dazu erfolgte eine echokardiographische Untersuchung vor und drei Monate nach Therapiebeginn. Die Ergebnisse von USCOM® (SVUSCOM), Echokardio-graphie (EFEcho) und die Laborspiegel wurden zu den jeweiligen Zeitpunkten korreliert. Ergebnisse Kein Patient entwickelte klinische Zeichen einer Herzinsuffizienz. Innerhalb der Patientengruppen korrelierten die in der Echokardiographie erhobenen Befunde (EFEcho) direkt mit den im USCOM® erhobenen Parametern (SVUSCOM) und indirekt mit den Spiegeln der natriuretschen Peptide. Der zeitliche Aufwand einer USCOM®-Untersuchung betrug dabei weniger als eine Minute. Zusammenfassung Das Doppler-basierte USCOM®-Verfahren ist ein nahezu risikofreies Verfahren zur schnellen, nicht-invasiven Analyse des HMV in Echtzeit und scheint zur Überwachung der kardialen Funktion unter potenziell kardiotoxischer antiproliferativer Therapie geeignet zu sein. Die Methode ist nach eine kurzen Lernphase leicht durchzuführen und kosteneffizient. Für die Anthrazyklintherapie scheinen die natriuretischen Peptide Marker früher myokardialer Schädigung zu sein. Zur weiteren Evaluation beider Verfahren sind umfangreichere Studien innerhalb definierter Patientengruppen notwendig und bereits initiiert.

Wir führten eine MRT-Studie mit Probanden durch. Wir wendeten dabei bei jedem Probanden eine Ganzkörper- Magnetresonanz (GK-MR)- Tomographie, eine GK-MR- Angiographie und eine Kardio-MRT zum Screening auf kardiovaskuläre und Tumorerkrankungen an. Neu an dieser Untersuchung ist die Kombination dieser bislang in Einzelprotokollen eingesetzten Untersuchungsschritte in ein integriertes GK-MR-Protokoll. Ziel dieser Studie war es die technische Machbarkeit dieses GK-MR-Protokolles zu zeigen und zum anderen die diagnostische Wertigkeit überprüfen. Wir schlossen 138 beschwerdefreie Angestellte zweier Unternehmen wurden eingeschlossen, nachdem es in einer ausführlichen Anamnese keine Hinweise auf kardiovaskuläre oder maligne Erkrankungen gab. Alle Teilnehmer komplettierten die gesamte Untersuchung. Die Untersuchungszeit lag in den allermeisten Fällen bei knapp 90 Minuten. Das ist eine gemeinhin als noch tolerabel eingeschätzte Untersuchungszeit für Routinemessungen. In allen Fällen wurde eine gute bis sehr gute diagnostische Bildqualität erzielt. Wir fanden bei ca. 84% der Patienten pathologische Befunde. Davon waren allerdings nur ca. 35% für eine weitere Abklärung, Kontrolle oder Therapieinitiierung relevant. Die Mehrzahl der pathologischen Befunde fanden wir im vaskulären System (32% aller pathologischen Befunde), am häufigsten im Bereich der Beinarterien (35% aller vaskulären Befunde oder absolut 9,3%). Keiner der Probanden musste einer Operation oder angiographischen Intervention zugeführt werden. Wir fanden lediglich gering- oder mittelgradige Stenosen, die im Verlauf kontrolliert werden sollten. In der Kardio-MRT fanden wir bei 6 Probanden eine Wandbewegungsstörungen, bei 2 Fällen eine verzögerte Kontrastmittelanreicherung, bei 12 einen Perfusionsdefekt. Diese Befunde sprechen für eine abgelaufene Myokardischämie. Klappenvitien fanden wir bei 9 Prob. Sowie eine Perikarditis und eine Perikardzyste, eine eingeschränkt myokardiale Globalfunktion, 4 Mal Hinweise für eine Myokardhypertrophie. In dem Tumorscreening fanden wir kein Malignom, aber ein Meningeom, welches sich auch in einer dezidierten MRT des Neurocraniums bestätigte, histologisch bislang jedoch nicht gesichert ist. Wir fanden außerdem eine asymptomatisch abgelaufene cerebrale Ischämie. Wir stellten Häufigkeiten für Pathologien in der GK-MRT und auch die in der MR-Angiographie in unserem Kollektiv fest, die denen vergleichbarer Kollektive in der Literatur weitestgehend entsprechen. Auch die Ergebnisse der Herz-MRT-Untersuchung korrelieren gut mit Kardio-MRT Studien an Probanden. Limitierend an unserer Studie ist der fehlende Vergleich zum jeweilig anerkannten Goldstandard. Diese wäre Ultraschall, CT, CT-Angiographie und konventionelle digitale Subtraktionsangiographie. Bei der Untersuchung von Probanden war es nicht zu rechtfertigen Strahlung zu applizieren. Auch wollten wir unsere Probanden unter keinen Umständen durch Anwendung jodhaltigen Kontrastmittels gefährden. Ultraschall könnte als Goldstandard für die MRA eine gute nicht invasive Alternative darstellen. Die Darstellung des gesamten arteriellen Gefäßsystems ist jedoch nur diskontinuierlich möglich, sehr aufwändig und zudem untersucherabhängig. Die Kardio-MRT hätte mit der Echokardiographie als Goldstandard vergleichen werden können. Diese führten wir in unserer Studie jedoch nur auf Einzelfallebene durch. Aufgrund der Rekrutierung des Kollektives ist darüber hinaus ein Selektions-Bias zu erwarten. Das vorliegende GK-MR-Protokoll zeigte eine gute klinische Anwendbarkeit und Akzeptanz. Die nicht geringe Anzahl detektiereter kontrollbedürftiger Befunde veranlasste uns diesen Studienteilnehmern zur Prophylaxe potentiell letaler kardiovaskulärer Ereignisse engermaschige Kontrollen anzubieten.

Die Transplantatvaskulopathie stellt die häufigste Todesursache im langfristigen Verlauf bei Patienten nach Herztransplantation dar. Das morphologische Erscheinungsbild ist gekennzeichnet durch immunologisch bedingte Veränderungen von Arterien und Venen unterschiedlichen Kalibers und mündet zumeist in eine progrediente koronare Herzerkrankung. Durch die Denervierung des Herzens bei der Transplantation fehlen zumeist die klassischen Symptome einer myokardialen Ischämie, so dass ventrikuläre Arrhythmien, Herzinsuffizienz oder der plötzliche Herztod oft die ersten und einzigen Manifestationen der Erkrankung sind. Im Rahmen der routinemäßigen Nachsorgeuntersuchungen nach Herztransplantation ist es daher von Bedeutung, den Beginn der Erkrankung möglichst frühzeitig zu erkennen – am besten eben noch bevor sich erste klinische Anzeichen manifestieren. Unsere Arbeitsgruppe evaluierte die Rolle der Echokardiographie unter medikamentöser Herzbelastung, besonders im Hinblick auf den zusätzlichen diagnostischen Wert durch die Applikation von Ultraschall¬kontrastmitteln. Bei 30 Patienten (durchschnittlich 7,5 Jahre nach Herztransplantation) wurden im Rahmen der Dobutamin-Stressechokardiographie durch die zusätzliche Applikation von Ultraschallkontrastmittel Daten zur myokardialen Perfusion erhoben. Dazu wurden die Echokardiographie in drei Stufen ausgewertet und mit einem kombiniert morphologisch-funktionellen Goldstandard bestehend aus Koronarangiographie, IVUS und Myokard-Perfusions-Szintigraphie verglichen um dem heterogenen Erscheinungsbild der Transplantatvaskulopathie gerecht zu werden. Die ersten zwei Stufen beinhalteten die konventionelle Analyse von Wandbewegung und Wanddickenveränderung sowie die visuelle Beurteilung der Kontrastmittelverteilung im Myokard. Darüber hinaus wurden erstmalig an einem Kollektiv herztransplantierter Patienten Anflutungsgeschwindigkeit des Kontrastmittels und absolutes Perfusionsniveau quantitativ für die einzelnen Myokardabschnitte erfasst. Kurz zum physikalischen Hintergrund: Ultraschallkontrastmittel bestehen aus kleinen Gasgefüllten Mikorbläschen mit einer Phospholipid-Monolayer welche intravenös appliziert werden und mit dem Blutsrom ins Herzen gelangen. Moderne Sonogeräte ermöglichen es, diese Bläschen in vivo in Schwingung zu bringen und sie so sichtbar zu machen. Nach der Abgabe eines hochenergetischen Schallimpulses durch den Schallkopf werden sämtliche Gasbläschen im Myokard zerstört und in den darauf folgenden Herzzyklen kann die Geschwindigkeit der Wiederanflutung sowie die absolute Gasbläschenmenge quantitativ gemessen werden. Da sich das KM homogen im Blut verteilt können somit Rückschlüsse auf Anflutungsgeschwindigkeit und Perfusionsniveau gezogen werden. Bereits durch die visuelle Auswertung der Myokardkontrastechokardiographie ergab sich ein Zugewinn an Sensitivität und Spezifität im Vergleich zur herkömmlichen Dobutamin-Stressechokardiographie in der Diagnostik der hämodynamisch relevanten Transplantatvaskulopathie. Eine weitere Steigerung der Treffsicherheit wurde durch die zusätzlichen quantitativen Myokardanalysen erreicht. Für alle Auswertungen wurde das Myokard in den Standarschnittebenen untersucht und in insgesamt 18 Segmente unterteilt. Oben genannte Wiederanflutungskurven wurden für jedes Segment in Ruhe und bei Belastung gemessen und anschließend voneinander subtrahiert. Diese Delta Werte für den Anstieg der Kurve sowie das Absolute Perfusionsniveau ermöglichen quantitative Aussagen über eine etwaige Perfusionsverschlechterung von Stress im Vergleich zur Ruhe. In der Arbeit konnte gezeigt werden, dass ein präselektioniertes Patientengut von der hohen Sensitivität und Spezifität der Methode profitiert und die Anzahl der routinemäßig durchgeführten Koronarangiographien vermindert werden könnte.

Da die Magnetresonanztomographie (MRT) in der Forschung und Diagnostik immer mehr an Bedeutung gewinnt, war es das Ziel dieser Arbeit, die MRT an verschiedenen Herzinsuffizienzmodellen einer Maus mittels klinischem Scanner zu etablieren und Referenzwerte zu erstellen. Es wurden gesunde Wildtyp-Mäuse untersucht und solche, bei denen zuvor ein Myokardinfarkt durch ein Ischämie/Reperfusionsmodell bzw. Dauerokklusionsmodell erzeugt wurde. Durch Ligierung der linken Koronararterie wurde der Myokardinfarkt hervorgerufen. Bei einer Gruppe schloss sich der Ischämie von 30 Minuten eine Reperfusionsphase von neun Tagen an, bei der anderen Gruppe wurde eine Dauerokklusion vorgenommen, die über einen Zeitraum von neun Tagen bestehen blieb. Vor und nach dem chirurgischen Eingriff wurden alle Tiere mittels Ultraschall untersucht. Ein 1,5 Tesla Scanner diente nachfolgend zur Untersuchung der Mäuse. Abschließend wurden die Herzen der Mäuse entnommen, mit 2,3,5-Triphenyltertrazolium-Chlorid (TTC) gefärbt, in ca 1 mm dicke Scheiben geschnitten und fotografiert. Die Infarktgröße wurde durch ein Computerprogramm ermittelt. Ein anderer Teil dieser Arbeit bestand in der Untersuchung von Mäusen, bei denen das Muscle LIM Protein (MLP) ausgeknockt war. MLP spielt eine wichtige Rolle bei der Organisation der Kardiomyozyten. Homozygote Knockouts entwickeln bei Geburt eine dilatative Kardiomyopathie, die mittels Ultraschall und MRT untersucht werden sollte. Sowohl die Werte der Echokardiographie, als auch die der MRT waren post operationem deutlich herabgesetzt, und korrelierten miteinander. Die Kontrollgruppe zeigte eine Verkürzungsfraktion (FS) von 38 ± 1,10 % und eine Auswurffraktion (EF) von 56,86 ± 8,62 %. Die Gruppe der reperfundierten Mäuse zeigte eine FS von 38,89 ± 1,15 % vor und 17,39 ± 6,28 % nach der Operation. Im MRT ergab sich für diese Gruppe eine Auswurffraktion von 54,06 ± 3,09 %. Für die Gruppe der Mäuse, bei der eine Dauerokklusion vorgenommen wurde, ergab sich bei der FS ein Wert von 38,67 ± 1,24 % vor und 11,31 ± 2,60 % nach der Operation und eine EF von 23,3 ± 9,86 %. Für die Mäuse des MLP-Stammes ergaben sich eine FS von 16,22 ± 2,90 % und eine EF von 29,95 ± 5,28 %. Sie wiesen vergrößerte Herzkammern bei gleichzeitiger Ausdünnung der Kammerwände auf. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass eine 30-minütige-Ischämiezeit einen zu kleinen Infarkt erzeugt, als dass dieser von einem 1,5 Tesla MRT erkannt werden könnte. Veränderungen am Herzen, die durch eine Dauerokklusion hervorgerufen werden oder bei MLP-Knockouts bestehen, sind hingegen durch die MRT deutlich darstellbar. Diese beiden Modelle bieten sind demnach für weitere Forschungen an.

In der vorliegenden Arbeit wurden Strain und Strain Rate zum ersten Mal in der Veterinärmedizin bei einer großen Population von Hunden eingesetzt. Beide Methoden sind, wie das TVI, Techniken des Gewebedopplers. Dieser basiert auf dem gleichen Prinzip wie der Blutflussdoppler. Im Unterschied dazu werden jedoch keine Blutfluss- sondern Myokardsignale aufgezeichnet. Während das TVI nur die globale Myokardfunktion widerspiegelt, erlauben Strain und Strain Rate dagegen eine regionale Funktionsanalyse, da sie weniger durch die Globalbewegung des Herzmuskels beeinflusst werden. Ziel dieser Studie war die Erstellung von Referenzwerten für diese drei Methoden anhand einer Studienpopulation von 199 Hunden. Die Datenakquirierung erfolgte mit einem System Vivid 7 der Firma GE (Horten, Norwegen). Die offline-Analyse wurde mit der Q-Analyse-Software (Version BT04) der Firma GE (Horten, Norwegen) durchgeführt. Die Reproduzierbarkeit für Strain und TVI war für die meisten Parameter gut. Die beste Reproduzierbarkeit aller drei Methoden zeigte die Strain, die höchsten Variationskoeffizienten wurden für Strain-Rate-Parameter verzeichnet. Generell waren diastolische Parameter schlechter reproduzierbar als systolische Parameter. Der Vergleich einzelner Myokardsegmente einer Wand zeigte, dass das TVI einen apikobasalen Geschwindigkeitsgradienten aufweist. In Übereinstimmung mit neueren humanmedizinischen Studien sowie einer Studie bei Katzen waren beide Verformungsparameter ebenfalls nicht homogen im Myokard verteilt. Beim Vergleich der Einzelwände wies zumeist der rechte Ventrikel die höchsten Peaks bei allen Parametern auf. Es wurde nachgewiesen, dass der Gewebedoppler von physiologischen Faktoren wie Gewicht, Alter, Herzfrequenz und Rasse abhängig ist. Gerade die Rasse hatte auf nahezu alle Parameter einen signifikanten Einfluss. Dies macht eine Erstellung von Referenzwerten für einzelne Hunderassen unabdingbar. Ein Einfluss der anderen Faktoren war zwar oftmals vorhanden, signifikante Unterschiede wurden jedoch zumeist nur gegenüber den Gruppen mit den höchsten oder niedrigsten physiologischen Werten (wie z. B. Herzfrequenz oder Gewicht) nachgewiesen. Eine Einschränkung für den klinischen Einsatz ist, dass das Tracken mit der hier verwendeten Q-Analyse-Software zeitaufwändig ist. Neuere Software-Pakete wie die 2D-Strain-Analyse (Firma GE; Horten, Norwegen) beheben diese Problematik. Die vorliegende Studie belegt, dass TVI, Strain und Strain Rate beim nicht sedierten Hund als neue Methoden in der Echokardiographie einsetzbar sind. Diese Arbeit stellt eine Grundlage für weitere Studien auf dem Gebiet der Gewebedopplertechnik dar. Die hier erstellten Referenzwerte dienen als Grundlage für die Verwendung der Technik an kranken Tieren.

Thu, 23 Nov 2006 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/6343/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/6343/1/Schwab_Bettina.pdf Schwab, Bettina ddc:600, ddc:610, Medizinische Fakultät

Im Rahmen des Wissenszuwachses der molekularen Pathophysiologie des Myokardinfarktes konnte in der Vergangenheit gezeigt werden, dass ein Zusammenhang zwischen Thrombozytenadhäsion an freiliegendes Kollagen der Gefäßwand, Thrombozytenaktivierung mit daraus resultierender Thrombembolisierung und schließlich Ausdehnung des durch die Ischämie geschädigten Bereiches besteht. GPVI wird in der aktuellen Literatur als der wesentliche thrombozytäre Oberflächenrezeptor für Kollagen beschrieben: durch die initiale Adhäsion über GPVI kommt es zur Thrombozytenaktivierung und zur Thrombusbildung. Das Ziel dieser Studie war es zum einen, erstmals in einem murinen Ischämie-Reperfusions-Modell den Einfluss des GPVI auf das Infarktgeschehen am Myokard zu untersuchen. Weiterhin sollte der therapeutische Nutzen des soluble GPVI-Fc, einer löslichen klonierten Form des GPVI-Rezeptors, für die Therapie und Prophylaxe eines Myokardinfarktes im Tiermodell geprüft werden. Dazu wurde je einer Gruppe von 10 männlichen Mäusen des Stammes C57Bl/6J mit einen Körpergewicht von 20 bis 30 g eine Stunde prae-interventionell (intravenös) und 12 h (intraperitoneal) nach der künstlich hervorgerufenen Ischämie 100 µg soluble GPVI-Fc bzw. Kontroll-Fc appliziert. Sodann wurden die Tiere mit MMF und zur Erhaltung mit Isofluran anästhesiert. Nach intratrachealer Intubation und lateraler inter-kostaler Thorakotomie im 4. Interkostalraum erhielten beide Gruppen für 30 Minuten eine partielle Myokardischämie durch vollständige Ligatur der linken Koronararterie. Nach 24 Stunden anschließender Reperfusionsphase wurden die Tiere erneut anästhesiert, euthanasiert und die Herzen entnommen. Diese wurden mit 2,3,5-Triphenyltetrazolium-Chlorid (TTC) und Evansblue so gefärbt, dass Area at risk (AAR), Infarkt (I) und Area not at risk (AnAR) unterschieden werden können. Anschließend wurden die Herzen geschnitten und die ca. 1mm starken Schnitte photographiert, um die Infarktgröße planimetrisch zu bestimmen. Außerdem wurde die Herzfunktion beider Gruppen prae- und postoperativ echokardiographisch untersucht. Trotz gleichgroßer Area at risk beider Gruppen konnte in der Soluble-GPVI-Fc-Gruppe die planimetrisch ermittelte Infarktgröße I/AAR (16,17±11,31%) gegenüber der Fc-Kontrollgruppe (31,12 ±13 %) signifikant (Signifikanzniveau p=0,019) reduziert werden. Bei der Echokardiographie war allerdings kein signifikanter Unterschied in der Herzfunktion beider Gruppen festzustellen. Die in dieser Studie erreichte Reduktion der Infarktgröße durch die beschriebene Intervention zeigt erstmals die Möglichkeit eines therapeutischen Nutzens für soluble GPVI-Fc durch Blockade der initialen Thrombozytenadhäsion und Aktivierung der Thrombozyten für die Prävention und Behandlung des Myokardinfarktes auf.

Sicherlich steht mit der zweidimensionalen Echokardiographie zur Zeit ein diagnostisches Verfahren zur Verfügung, mit dem alle Arten von Ventrikelseptumdefekten sehr präzise dargestellt werden können und das für das gegenwärtige medizinische und chirurgische Management dieser Gruppe von Herzfehlern ausreicht Die in dieser Arbeit erläuterten dreidimensionalen Darstellungen der verschiedenen Typen von Ventrikelseptumdefekten bieten allerdings eine Reihe von Lösungen für einige Probleme der zweidimensionalen Echokardiographie bei der Darstellung von Ventrikelseptumdefekten. Es liegt auf der Hand, dass eine komplexe dreidimensionale Struktur wie das interventrikuläre Septum mit seinen verschiedenen Untereinheiten nicht vollständig in einem zweidimensionalen Schnittbild erfasst werden kann. Das Septum erscheint in den zweidimensionalen Schnittbildern als homogene Struktur- die morphologische Unterscheidung in die verschiedenen Untereinheiten gelingt nicht. Die Generierung einer Vielzahl von Schnittebenen ist nötig, die dann im Kopf des Untersuchers oder Betrachters zu einem virtuellen dreidimensionalen Bild zusammengesetzt werden müssen. Wenn der größte Durchmesser des Defektes nicht in einer der zur Verfügung stehenden Schnittebenen liegt, kann die Defektgröße zudem unterschätzt werden. Die in dieser Arbeit angewandte dreidimensionale Darstellung kommt pro Patient mit Ventrikelseptumdefekt hingegen nur mit zwei Abbildungen des Defektes aus- der Aufblick auf die Oberfläche des interventrikulären Septums von der rechts- und der linksventrikulären Seite, die jeweils die Form des Defektes und seinen gesamten Umfang zeigen. Durch Optimierung der Methodik wurde eine sehr wirklichkeitsgetreue Darstellung erreicht, wie der Vergleich mit pathologischen Präparaten und dem intraoperativen Situs zeigt. Beispielsweise erfolgte die Akquisition aller gezeigten dreidimensionalen Darstellungen ausschließlich transthorakal über das subkostale Schallfenster. Die Diagnosestellung ist also nicht von einer Vielzahl verschiedener Schnittebenen abhängig, von denen je nach individuellen anatomischen Verhältnissen auch nicht immer jede verfügbar ist. Der subkostale Zugangsweg ist im Kindesalter hingegen leicht einzustellen und nicht durch Strukturen der Thoraxwand eingeengt. Durch Verbesserung der Akquisitionsbedingungen und optimale Kombination der zur Verfügung stehenden 3-D Algorithmen wurden die offline- Nachbearbeitung der Rohdatensätze optimiert. Bei allen Arten von Ventrikelseptumdefekten war die akkurate dreidimensionale Darstellung möglich, es zeigte sich ein zusätzlicher Informationsgewinn im Vergleich zur 2-D Echokardiographie bei 73% der akquirierten Datensätze. Eine dreidimensionalen Darstellung genügt, um den Defekt einer der Untereinheiten des Ventrikelseptums zuzuordnen. Durch die Analyse seiner Beziehung zu den benachbarten Strukturen des Septums in der gleichen Darstellung konnten die Defekte noch detaillierter beschrieben werden. Die Vorteile der dreidimensionalen Darstellung von Ventrikelseptumdefekten liegt in der Verbesserung der Kommunikation zwischen den Klinikern und der besseren Planbarkeit interventioneller und operativer Eingriffe. Alle nicht operativ tätigen Ärzte bekommen durch die dreidimensionale Echokardiographie Einblicke in das Herz wie sie nur der Herzchirurg oder der Pathologe hat. Die Darstellung des gesamten Defektes in einem Bild macht zusätzlich die Unter- oder Überschätzung der Defektgröße unwahrscheinlicher. Die Nachteile der dreidimensionalen Echokardiographie liegen in ihrem hohen logistischen und zeitlichen Aufwand. In dieser Arbeit zeigte sich die Notwendigkeit zur Sedierung der pädiatrischen Patienten. Im Vergleich zur online generierten zweidimensionalen Echokardiographie bedeutete dies einen höheren logistischen Aufwand. Der zeitliche Aufwand der offline erfolgende Bearbeitung der gewonnenen Daten variiert sehr je nach Qualität des aufgenommenen Datensatzes und der vorliegenden Anatomie. Hinzu kommt die Akquisitionszeit von durchschnittlich 2- 5 Minuten hinzu, sodass ein zeitlicher und logistischer Mehraufwand im Vergleich zur zweidimensionalen Echokardiographie vorliegt. Dies verhinderte bislang den routinemäßigen Einsatz der dreidimensionalen Echokardiographie. Mit der Real- Time 3-D Echokardiographie steht allerdings seit kurzem ein Verfahren zur Verfügung, dass dreidimensionale Bilder online liefert und dem Nachteil des zeitlichen und organisatorischen Mehraufwandes stark limitieren wird. Dies zeigen erste Erfahrungen auf diesem Gebiet.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Evaluation der linksventrikulären Myokardmasse und deren Massenänderung bei Patienten mit hypertropher obstruktiver Kardiomyopathie (HOCM), die eine transkoronare Ablation der Septumhypertrophie (TASH) erhalten haben. Hierzu erfolgte ein nichtinvasives Follow-up durch Einsatz der Elektronenstrahl-Computertomographie (electron beam computed tomography = EBCT). Im Vordergrund stand hierbei die Bestimmung der linksventrikulären Myokardmasse (in g) vor der Intervention, direkt danach sowie nach sechs und zwölf Monaten. Um die Massenänderungen auch einzelnen Regionen zuordnen zu können, wurden das Septum und die linksventrikuläre laterale Wand gesondert analysiert. Auf einzelnen Schichten erfolgte jeweils eine manuelle Segmentierung durch Markierung der Epi- und Endokardgrenzen und eine Einteilung in Sektoren. Die septale Myokardmasse reduzierte sich erwartungsgemäß am stärksten unmittelbar in der ersten postinterventionellen Woche (6,8 ± 2,6 [2–12] d) um 4,4 ± 2,8 (-0,4–12,4) g. Dies ist durch den Gewebeuntergang durch Infarzierung nach Septalastokklusion zu erklären. Gleichzeitig reduzierte sich auch der die Beschwerden der Patienten verursachende Druckgradient, der über dem linksventrikulären Ausflusstrakt, bedingt durch die Septumhypertrophie, bestand. Dabei nehmen sowohl der Ruhegradient (60,3 ± 21,3 [15–100] mmHg) als auch der postextrasystolische Gradient (101,5 ± 41,9 [30–180] mmHg) signifikant ab. Neben der Reduktion der Septummasse verringerte sich auch die Masse der lateralen Ventrikelwand. Ursache dieser Massenreduktion ist der rückläufige oder verminderte Druckgradient, der als Auslöser einer druckbedingten Myokardhypertrophie gilt. Dieser Effekt wird als therapeutisches „Remodeling“ bezeichnet. Es nimmt somit auch die Masse an der lateralen Ventrikelwand und konsekutiv des gesamten linken Ventrikels ab. Die Änderungen in diesen Bereichen sind zwar auch im direkt postinterventionellen Zeitraum signifikant, im Gegensatz zur Septummasse erfolgt jedoch hier die stärkste Massenreduktion erst im Verlauf des ersten halben Jahres nach der Intervention. Zusätzlich wird der Stellenwert der EBCT in der Myokardmassenbestimmung im Vergleich zu anderen Verfahren dargestellt. Bisherige Studien bedienten sich der Echokardiographie zur Verlaufskontrolle. Sie liefert ebenso wie die EBCT Informationen über Funktion und Morphologie. Als problematisch ist hierbei jedoch insbesondere die Untersucher- und Patientenabhängigkeit herauszustellen. Zudem ist die Massenbestimmung in verschiedenen Verfahren unterschiedlich und variiert in ihren Ergebnissen. Die Unterteilung in verschiedene Regionen ist hierdurch erschwert. Neue dreidimensionale Rekonstruktionsverfahren sind bisher noch teuer und zeitaufwendig, liefern jedoch der EBCT vergleichbare Ergebnisse. Die Magnetresonanztomographie (MRT) liefert der EBCT entsprechende Massenergebnisse. Es gibt allerdings Beschränkungen in der Indikationsstellung. So sind Patienten, die schwer krank sind, durch fehlende Überwachungsmöglichkeiten oder mit implantiertem Herzschrittmacher von der Untersuchung ausgeschlossen. Dies ist besonders bei der Evaluation der HOCM-Patienten nach TASH zu beachten, da ca. 10 % der behandelten Patienten schrittmacherpflichtig werden. In dieser Studie erhielten 12,5 % der Patienten dauerhaft ein Implantat. In Zukunft wird wahrscheinlich die Multischicht-Computertomographie (MSCT) die EBCT in der kardialen Diagnostik als Alternativverfahren ablösen. Obwohl zur Zeit noch kein Algorithmus zur Massenbestimmung existiert, sind die Möglichkeiten durch das gleichzeitige Scannen großer Volumina doch gegeben. Die Limitation liegt weiterhin in den längeren Aufnahmezeiten (105–210 ms) der MSCT im Gegensatz zu 50 ms der EBCT. Die geringere zeitliche Auflösung bedingt derzeit noch die Überschätzung der Ventrikellumina. Zur Verbesserung dieses Aspektes sind weitere technische Entwicklungen im Gange. Der große Vorteil der MSCT liegt, abgesehen von der geringeren Strahlenbelastung für den Patienten, insbesondere in deren hohem Verbreitungsgrad und dem geringeren technischen Aufwand.

Im Rahmen dieser Studie soll die Auswirkung eines retardierenden Koronarverschlusses auf das Myokard im Miniaturschweinemodell untersucht werden. Hierfür wird zunächst bei 13 Tieren ein Ameroidkonstriktor auf den R. circumflexus sin. gesetzt. Nach 21 Tagen erfolgt eine Nachuntersuchung der Herzfunktion durch mehrere Verfahren. Mit der Koronarangiographie wird der Zustand der konstringierten Koronararterie sowie die Kollateralenausbil-dung überprüft. Anhand einer Echokardiographie sollen Wandbewegungsstörungen und Perfusionsdefekte in dem betroffenen Myokardgebiet nachgewiesen werden. Mit der NOGA-Untersuchung lassen sich mechanische (Kontraktilität) und elektrische (Reizleitung) Veränderungen im Myokard nachweisen. Zusätzlich wird zu zwei verschiedenen Zeitpunkten während der Operation eine myokardiale Blutflussmessung mit fluoreszierenden Mikrosphären durch-geführt, um auch Perfusionsdefekte auf minimaler Ebene zu erfassen. Sämtliche Untersuchungen werden drei Wochen später wiederholt, damit eventuelle Veränderungen über diesen Zeitraum erkennbar werden. Eine histopathologische Untersuchung soll das Auftreten von Strukturschäden durch die Unterversorgung im Myokard überprüfen. Eine Schädigung des Myokards ist anhand sämtlicher Untersuchungsergebnisse definitiv bei allen Tieren vorhanden, wenn auch meist nur in geringem Ausmaß, wie bei den histologischen Befunden deutlich wird. Die Kontraktilität sowie die elektrische Aktivität im NOGA sind im betreffenden Bereich erniedrigt. Auch die Flussrate bei der Mikrosphärenmessung ist erniedrigt und bei der Echokardiographie lassen sich in bestimmten Bereichen Wandbewe-gungs- und Perfusionsstörungen nachweisen. Es lässt sich anhand der Befunde nicht eindeutig nachweisen ob ein Hibernating oder ein Stunning des Myokards vorhanden ist. Trotzdem ist, vermutlich aufgrund der guten Kollatera-lenausbildung bei den meisten Tieren, die Versorgung des betroffenen Gebietes ausreichend und somit die nachweisbare Schädigung eher gering. Obwohl alle Konstriktoren bis auf eine Ausnahme am Tag 21 verschlossen sind, lässt keine der Untersuchungen oder histologischen Proben auf schwerwiegende oder dauerhafte myokardiale Defekte schließen. Tiere bei denen zwei Konstriktoren implantiert wurden, das ischämische Gebiet also theoretisch vergrößert sein sollte, versterben bis auf eine Ausnahme alle zu Beginn des ersten Untersuchungstermins. Anhand der an diesen Tieren durchgeführten Untersuchungen ist allerdings trotzdem kaum ein morphologischer Unterschied zu den restlichen Tieren mit nur einem Konstriktor erkennbar. Lediglich die Kollateralenausbildung fällt bei den Tieren mit 2 Konstriktoren wesentlich schwächer aus. Die präsentierten Ergebnisse werden dahingehend interpretiert, dass das Miniaturschwein aufgrund seiner relativ starken und schnellen Kollateralenbildung gut in der Lage ist, sich selbst mit körpereigenen Mechanismen zu regenerieren. Es lassen sich zwar eindeutig Schä-den im Myokard nachweisen, diese sind aber eher gering. Die Ursache hierfür liegt vermutlich in der speziellen Züchtung auf Robustheit. Entsprechend der vorliegenden Untersuchungsergebnisse lässt sich sagen, dass das Miniaturschwein nicht die optimale Modellwahl für eine nachfolgende Therapiestudie wäre.