Analyse der myokardialen Funktion mittels MRT-Feature Tracking bei Patienten mit angeborenen Herzfehlern

Abstract

Bei Patienten mit AHF werden in der klinischen Routine Echokardiographie zur Kontrolle der Herzfunktion und cMRT zur Erfassung der biventrikulären Größe (Volumina) und Funktion genutzt. Mittels Feature Tracking kann die myokardiale Kontraktion mit Bestimmung von myokardialen Strain und Strain Rate als Parameter der kardialen Funktion untersucht und eine Einschränkung der Herzfunktion frühzeitig erkannt werden. Die Anwendbarkeit des FT zur Beurteilung der Herzfunktion sollte in dieser Arbeit analysiert werden. In Studie 1 wurden 54 Patienten mit korrigierter TOF hinsichtlich des Einflusses der residuellen RVOTO auf die Herzfunktion und Synchronität untersucht. Bei RVOTO-Patienten bestanden höhere RV Strain-Werte, eine Korrelation der Strain- Werte der beiden Ventrikel und eine weniger beeinträchtigte interventrikuläre Synchronität. Die LV Strain-Werte waren reduziert und die intraventrikuläre LV Dyssynchronität erhöht. Dies verdeutlicht einen positiven Effekt des RVOTO auf die Ventrikel-Interaktionen, jedoch einen negativen auf die LV Funktion. In Studie 2 wurde der Einfluss eines PAB auf die biventrikuläre Funktion bei 15 LV-DCM-Patienten untersucht. Das PAB führte zu einer Zunahme der LV Masse sowie zu einer verbesserten LV Funktion (mit Zunahme der EF, der systolischen und diastolischen Funktion) und intraventrikulären LV Synchronität. Rechtsventrikulär entstand durch das PAB eine Hypertrophie und Zunahme der Masse, eine Steigerung der Strain-Werte und durch Verschiebung des IVS nach links eine erhöhte interventrikuläre Synchronität. In Studie 3 wurde bei 86 HLHS-Patienten nach initialer Palliation mittels Norwood- oder Hybrid-Strategie der Einfluss der Strategie auf die RV Größe, Funktion und Synchronität vor Fontan-Komplettierung analysiert. Obwohl in beiden Gruppen die RV Pumpfunktion erhalten war, wiesen Hybrid-Patienten niedrigere RV Strain- und SR-Werte und eine Zunahme der intraventrikulären Dyssynchronität auf. Dies deutet auf ein ungünstiges Remodeling und eine subklinische myokardiale Dysfunktion bei Hybrid-Patienten hin. Das mittelfristige Outcome war in den Gruppen gleich. In Studie 4 wurde bei 75 Patienten der Einfluss der Ventrikelgröße auf die Herzfunktion nach HTx untersucht. Es konnten reduzierte Volumina beider Ventrikel und ein erhöhtes LV Masse-Volumen-Verhältnis nachgewiesen werden, beide Parameter zeigten einen Zusammenhang mit einer höheren NYHA-Klasse, reduzierten Indices der systolischen und diastolischen LV- Funktion und erhöhter intra- und interventrikulärer Dyssynchronität. Die Ergebnisse verweisen auf einen chronischen ungünstigen Transplantat-Remodeling-Prozess. Insgesamt zeigt sich in dieser Arbeit, dass FT bei AHF erfolgreich eingesetzt werden kann und neue Erkenntnise der kardialen Funktion mittels dieser Technik erlangt werden können, die Integration in die klinische Routinediagnostik jedoch noch ausstehend ist. In routine clinical cardiac diagnostics of patients with congenital heart disease echocardiography is used to determine cardiac function, while cMRI is typically used to analyse biventricular size (volume) and function. Feature Tracking can help to determine myocardial deformation by assessing myocardial strain and strain rate, which are parameters of cardiac capacity, thus limitations of cardiac function can be distinguished at an early stage. This dissertation aims to assess the applicability of FT to evaluate cardiac function. The aim of the first study was to evaluate the impact of a residual RVOTO on cardiac function and synchrony in 54 patients after TOF repair. Patients with RVOTO showed higher RV strain parameters, a significant relationship between RV and LV strain parameters and less impaired interventricular dyssynchrony, while LV strain parameters and LV intraventricular synchrony were reduced. These results indicate a positive effect of a residual RVOTO on RV-LV interactions and a potential negative impact on LV function. The purpose of study 2 was to assess changes in biventricular functional properties in response to PAB in 15 patients with LV-DCM. PAB leads to RV hypertrophy and a rise in RV mass. Furthermore, an improvement of RV strain parameters and interventricular synchrony due to a leftward mechanical shift of the interventricular septum was found. LV response to PAB consisted of an increase of LV myocardial mass and an improvement of LV function (with increased EF, improved systolic and diastolic function) and intraventricular synchrony. Study 3 aimed to analyse the influence of the initial palliation on RV size, function and synchrony in 86 patients with HLHS after Norwood- and Hybrid palliation prior to Fontan completion. Although global RV function was preserved in both groups, RV strain and SR parameters were reduced and intraventricular RV synchrony was impaired in the Hybrid group. These results suggest unfavourable remodeling and subclinical myocardial dysfunction in patients after hybrid palliation. However, the midtermoutcome did not differ between both groups. The aim of study 4 was to assess biventricular size and its impact on biventricular function in 75 HTx patients. RV and LV volumes were reduced while LV mass-to-volume ratio was elevated. Both parameters were associated with worse NYHA-class, impaired systolic and diastolic function and reduced intra- and interventricular synchrony. These findings reveal potential chronic maladaptive processes affecting the allograft. Overall this dissertation shows a favourable use of FT in evaluating cardiac function in patients with congenital heart disease, yet FT awaits to be implemented in routine clinical diagnostics.