Kap11 - Schattauer
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11 Links- und rechtsventrikuläre Funktionsuntersuchung und -volumetrie sowie myokardiales Tagging Schnittebenen zur Funktionsmessung Die empfohlene Messsequenz (Cine-SSSP) hierfür lautet: Im Prinzip können die Funktionsuntersuchungen (globale und regionale Pumpfunktion) in jeder beliebigen Schnittebene durchgeführt werden. Die empfohlene Messsequenz (Cine-SSSP) hierfür lautet (Abb. 11.1–11.5): SSFP-Sequenz, ggf. mit Parallel Imaging (SENSE), Einzelschichtaufnahme, FOV 330–400 mm, in-plane Auflösung 1,6 × 1,6 mm, Mehrphasen-Cine-Aufnahme, 32 Herzphasen, zeitliche Auflösung 55 ms, Schichtdicke 6–8 mm, Einfaltungsrichtung AP bei sagittal oder RL bei koronal, segmentierte k-Raum-Auffüllung, retrospektive Triggerung, Breath-Holding in Endexpiration. Für die Volumetrie wird der Kurzachsenstapel für die entsprechenden Berechnungen benutzt (Volumetrie, Berechnung von EF, HZV und Muskelmasse). Anwendungsgebiete 11.1 Cine-Aufnahmen (mehrere Herzphasen) SSFP-Sequenz, ggf. mit Parallel Imaging (SENSE), 2D-Mehrschichtstapel, FOV 330–400 mm, in-plane Auflösung 1,7 × 1,9 mm, Mehrphasen-Cine-Aufnahme, 32 Herzphasen, zeitliche Auflösung 120 ms (durch Phaseninterpolation von bis zu 50 % kann die Messzeit verringert werden), Schichtdicke 8–10 mm, Einfaltungsrichtung AP bei transversaler oder FH bei koronaler Orientierung, segmentierte k-Raum-Auffüllung, retrospektive Triggerung, Atemanhalten in Endexpiration, Messdauer 4–5 s/ Schicht. visuelle (qualitative) Beurteilung der globalen und regionalen rechts- und linksventrikulären Pumpfunktion sowie der atrialen Transportfunktion, visuelle (qualitative) Beurteilung der Herzklappenfunktion, 11.2 Retrospektive Triggerung einer bTFE 102 Links- und rechtsventrikuläre Funktionsuntersuchung und -volumetrie sowie myokardiales Tagging AR RR-Intervall EKG RF HF-Pulse α° usw. Schichtgradient Berechnung der links- und rechtsventrikulären enddiastolischen und endsystolischen Volumina (in Kurzachsen-Volumetrie): Berechnung von SV und EF getrennt für den linken und rechten Ventrikel und HZV (letzeres über SV und die Herzfrequenz), Berechnung der links- und rechtsventrikulären Muskelmasse, visuelle (qualitative) Beurteilung der diastolischen Funktion (besonders des linken Ventrikels), semiquantitative (Darstellung der Einflussprofile aus den Pulmonalvenen und über dem Mitralostium) und quantitative (Flächenänderung des linksventrikulären Querschnitts in der Systole und Diastole) Beurteilung der diastolischen linksventrikulären Funktion. Freq.-kod. gradient Visuelle (qualitative) Beurteilung Phasen.-kod. gradient Signal 11.3 Schema einer Cine-SSFP-Sequenz (cine bFFE) (modifiziert nach McRobbie 2003) 11.4 Funktionsaufnahme mit bTFE mit Atemanhalter Volumetrische Berechnungen Aorta LA A3 A1 1 2 A2 3 4 5 6 7 Diastole 8 9 Systole 10 11 12 13 LV (lange Achse) Beurteilung der Vorhof- und Kammerbewegungen im CineLoop während der Systole und Diastole, Beurteilung von regionalen und globalen Pumpfunktionsstörungen (Hypokinesie, Akinesie, Dyskinesie), Beurteilung von regionalen Wandausdünnungen (Zustand nach Herzinfarkt) und verminderter oder fehlender Dickenzunahme der Kammermuskulatur in der Systole, Beurteilung der Klappenmorphologie und -bewegung in der Systole und Diastole inklusive der Bewegung des Blutstroms (z. B. Signalauslöschung bei Turbulenzen an stenosierten Klappen oder bei Kappeninsuffizienzen), qualitative Beurteilung des diastolischen Einstroms in die Ventrikel, besonders den linken Ventrikel: – normal: direkt auf die Ventrikelspitze ausgerichteter, rascher Bluteinstrom, – dilatierter Ventrikel: Einstrom in Richtung der freien Wand mit einer kreisförmigen Bewegung in Richtung des Septums und des Ausflusstraktes, – Compliancestörung: verlangsamter Einstrom. LV (kurze Achse) 11.5 Schema der linksventrikulären Volumetrie nach der ScheibchenSummationsmethode (modifiziert nach Hombach et al. 2005) Zunächst werden die enddiastolischen und die endsystolischen Konturen von linkem und rechtem Ventrikel in alle 10–12 kontinuierlich aufgezeichneten Scheiben inklusive der Papillarmuskeln im Kurzachsenschnitt eingezeichnet. Die Volumina werden (automatisch mittels Computerprogramm) nach der Scheibchen-Summationsmethode berechnet: Die Summe aller Produkte aus der Querschnittsfläche jeder Scheibe wird mit der Distanz zwischen den Zentren der einzelnen Scheiben multipliziert (Abb. 11.5). Die Berechnung der Muskelmasse erfolgt aus der Berechnung der enddiastolischen epikardialen und endokardialen Volumina: Die Differenz aus beiden entspricht dem Muskelvolumen; die Muskelmasse errechnet sich aus dem Differenzvolumen multipliziert mit der spezifischen Muskelmasse (1,05 g/cm3). Links- und rechtsventrikuläre Funktionsuntersuchung und -volumetrie sowie myokardiales Tagging Abgeleitete (berechnete) Herzfunktionsparameter: Schlagvolumen (SV): SV (ml) = EDV – ESV Anhand der Einstromprofile können folgende pathophysiologischen Zustände der diastolischen Funktion unterschieden werden: Normalverhalten, Relaxationsstörung, Pseudo-Normalverhalten, Restriktion. Ejektionsfraktion (EF): EF ( %) = SV / EDV × 100 Herzminutenvolumen (HZV): HZV (l/min) = SV × Herzfrequenz Bezug der Parameter auf die Körperoberfläche (BSA) als Index (EDVI, ESVI, SVI und CI) über die Formel nach Dubois und Dubois: Die quantitative Beurteilung der diastolischen LV-Funktion erfolgt durch die Messung des Querschnittsverhaltens der endokardialen Konturen über die gesamte Systole und Diastole mit der Messung möglicher Phasenverschiebungen aufgrund einer diastolischen Relaxationsstörung (noch experimentell). BSA (m2) = Gewicht (kg) × 0,425 × Größe (cm) × 0,725 × 0,007184 Funktionsbeurteilung des Herzens mittels myokardialem Tagging Semiquantitative-quantitative Beurteilung der diastolischen LV- und RF-Funktion isovolumetrische Relaxationszeit (IVRT), Dauer der A-Welle, Dauer der pulmonalvenösen reversen Welle (PVr). Die diastolische Funktion kann vergleichbar der dopplerechokardiographischen Analyse des diastolischen Mitralklappeneinstroms mit dem Cine-PC-Mapping analysiert werden. Hierzu dienen die diastolischen Einstromprofile aus den Pulmonalvenen und über die Mitralklappe für den linken Ventrikel bzw. das Cava-Einstrom- und das Trikuspidalklappeneinstromprofil für den rechten Ventrikel (Abb. 11.6). Wichtige Parameter sind: E/A-Flussgeschwindigkeitsverhältnis, Akzelerations- (AT) und Dezelerationszeit (DT) der E-Welle, Parameter Mit myokardialem Tagging lassen sich feinste regionale Kontraktionsabläufe und -abnormitäten visualisieren. Das Tagging beruht auf einer Cine-GE-Sequenz, bei der unmittelbar vor dem Gradientenpuls ein spezieller selektiver Anregungspuls appliziert wird, der die Magnetisierung in der Bildschicht räumlich moduliert (SPAMM = Spatial Modulation of Magnetization). Dieser als Tagging bezeichnete Vorpuls kann als Linie oder als Netz über den gesamten Bildausschnitt appliziert werden. Normal Relaxationsstörung Pseudo-Normal Restriktion 160 – 200 60 – 110 1 – 1,5 >1 <1 < 160 < 60 >2 >> 1 << 1 EKG MitralklappenEinstromprofil E A S2 IR AT DT Ad PulmonalvenenEinstromprofil S D AC PVr 11.6 Schema des Mitral- und Pulmonalvenen-Einstromprofils und des diastolischen Druckverlaufs beim Normalen und bei verschiedenen Formen einer diastolischen Funktionsstörung. IR = IVRT: isovolumetrische Relaxationszeit; AT: Akzelerationszeit; DT: Dezelerationszeit; Ad: Dauer der transmitralen A-Welle; PVr: Dauer der pulmonalvenösen reversen Welle (modifiziert nach Hombach et al. 2005) LV-diastolischer Füllungsdruck und linksatrialer Druck DT [ms] IVRT [ms] E/A PVr/Ad S/D 160 – 240 60 – 110 1 – 1,5 < –1 > –1 > 240 > 110 <1 < –1 > –1 103 Taggingpuls Taggingpuls Taggingpuls Links- und rechtsventrikuläre Funktionsuntersuchung und -volumetrie sowie myokardiales Tagging Taggingpuls 104 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 Vier (bis multiple) Akquisitionsfenster innerhalb des RR-Intervalls – Scanning von Systole und Diastole – segmentierte k-Raumauffüllung von sukzessiven RR-Intervallen – Systole und Diastole im Tagging-Netz 11.8 Basisnaher Kurzachsenschnitt durch den rechten und linken Ventrikel: Tagging-Netz in Diastole (links) und Systole (rechts) 11.7 Schema einer Cine-Tagging-Sequenz (modifiziert nach Manning 2002) Das Tagging-Bild wird unmittelbar nach der R-Zacke als Trigger generiert; in der anschließenden systolischen und diastolischen Bewegung des Herzens bewegt und deformiert es sich entsprechend der Bewegung des Myokards (Abb. 11.7, 11.8). Mittels Tagging und atemangehaltener, segmentierter CineGE-Sequenzen konnten lokale Verschiebungen von bis zu 0,1 mm nachgewiesen werden. Bei verminderten oder fehlenden Bewegungen resultieren nur minimale bis fehlende Torsionen der Linien bzw. des Netzwerks, bei abnormen regionalen Bewegungen ergeben sich lokale Distorsionen der Linien bzw. des Netzes. Eine qualitative Beurteilung und Beschreibung von regionalen Kontraktions- oder Relaxationsstörungen mittels Tagging ist klinisch gut möglich; quantitative Auswertungen (dreidimensionale Bewegungen der Kreuzungspunkte des Gitters) sind jedoch sehr aufwändig und für die klinische Routine (noch) nicht verfügbar.
