Einfluss von linksventrikulären Myokardschädigungen

Aus der
Medizinischen Klinik II
im Marienhospital Herne
-Universitätsklinikder Ruhr-Universität Bochum
Direktor Prof. Dr. med. H.-J. Trappe
Einfluss von linksventrikulären Myokardschädigungen
unterschiedlicher topographischer Lokalisation auf ventrikuläre Rhythmusereignisse
Inaugural-Dissertation
zur
Erlangung des Doktorgrades der Medizin
einer
Hohen Medizinischen Fakultät
der Ruhr-Universität Bochum
vorgelegt von
Lovre Lorenz Skoljarev
aus Stuttgart
2012
Dekan:
Prof. Dr. med. K. Überla
Referent: Prof. Dr. med. H.-J. Trappe
Korreferent: Prof. Dr. med. Peter Hubert Grewe
Tag der mündlichen Prüfung: 20.05.2014
Abstract
Skoljarev
Lovre Lorenz
Einfluss von linksventrikulären Myokardschädigungen unterschiedlicher topographischer Lokalisation auf
ventrikuläre Rhythmusereignisse
Problem
Ziel der Studie war die Untersuchung der Zusammenhänge von ventrikulären Tachykardien bzw. Kammerflimmern bei
Patienten mit Zustand nach Myokardinfarkt in Abhängigkeit von der topographischen Lokalisation und Ausdehnung
des Myokardinfarktes.
Methode
In die Studie wurden 107 Patienten eingeschlossen. Hierbei wurden 2 Patientengruppen gebildet: Eine Patientengruppe
umfasste 57 Patienten, welche alle eine Ischämie des Herzmuskels erlitten hatten. Bei der zweiten Patientengruppe
handelte es sich um eine Kontrollgruppe, bei der 50 Patienten unter einer nicht-ischämischen Kardiomyopathie litten.
Die Kontrollgruppe diente dazu, auszuschließen, das ventrikuläre Rhythmusereignisse sich nicht allein auf eine
möglicherweise erniedrigte Ejektionsfraktion oder andere Faktoren zurückführen lassen. Bei beiden Patientengruppen
wurde ein Kardio-MRT durchgeführt, bei welchem den Patienten das Kontrastmittel Gadolinium zum Nachweis eines
late enhancement appliziert wurde. In der Kontrollgruppe fehlte der Nachweis eines ischämiebedingten late
enhancement. Durch die Analyse der Infarktareale mittels des 17-Segment-Modells konnte die Höhe der
Ischämiezonen in basal, mittig und apikal bestimmt, sowie die Ausdehnung in der horizontalen in Vorderwand,
Hinterwand, Septum und lateralen Herzwand eingeteilt werden.
Ergebnis:
Es kristallisierte sich das Segment 10 als einziges Segment mit signifikanter gehäufter Infarktmitbeteiligung vor allem
deshalb als interessantes Segment heraus, weil es bei allen Patienten mit dokumentierten ventrikulären Tachykardien/
Kammerflimmern infarziert war. Dieses Ergebnis war in unserer Studie nicht signifikant, doch wären weitere
Untersuchungen diesbezüglich in Zusammenschluss mehrerer Zentren mit größeren Patientenzahlen und einem
längeren Nachbeobachtungszeitraum ein wichtiger und interessanter Ansatz, möglicherweise ein oder mehrere
postinfarziert veränderte Segmente ursächlich für proarrhythmogene Eigenschaften zu identifizieren.
Diskussion:
Aufgrund des heutzutage herrschenden Ressourcenmangels und im Sinne der Patienten ist es wichtig, die
Indikationsstellung bezüglich der Implantation von Defibrillatoren so präzise wie möglich zu fassen. Neben
serologischen Markern wie z.B. dem pro BNP zur Risikostratifizierung sind vor allem die histologischmorphologischen Korrelate zwischen Narbengewebe und malignen ventrikulären Herzrhythmusstörungen ein wichtiger
Ansatzpunkt, um Infarktnarben in bestimmten Segmenten oder in Kombination mehrerer Segmente als
proarrhythmogen zu identifizieren und so eine Präzisierung der Indikationsstellung bezüglich der Implantationen von
ICD´ s zu manifestieren. Unsere Studie hat gezeigt, dass sich aus der Heterogenität der Gewebe im linken Ventrikel
proarrhythmogene Eigenschaften ableiten lassen.
Gewidmet meiner Familie
Inhaltsverzeichnis
Seite
1.
Einleitung
1.1 MR-Tomographen-Historie, Komponenten und Aufbau
5
5
1.1.1 Historische Entwicklung
5
1.1.2 Hauptmagnetfeld
7
1.1.3 Gradientensystem
7
1.1.4 Hochfrequenzsystem
8
1.1.5 Computersystem
8
1.2 Physikalische Grundlagen
9
1.2.1 Einführung
9
1.2.2 T1/T2 Relaxation
10
1.2.3 Bildkontrast in der MRT-Bildgebung
11
1.2.4 Schichtbestimmung/Ortscodierung
14
1.2.5 Einflüsse auf die Bildschärfe
15
1.3 Sequenzierungstechniken
16
1.4 Kontrastmittel
17
1.4.1 Physikalischer Einfluss von Kontrastmitteln
17
1.4.2 Pharmakologische Wirkung
17
1.5 Kontraindikationen der MRT
18
1.6 Late enhancement
19
1.7 Pathophysiologie ventrikulärer Tachykardien
20
1.8 ICD- Implantierbarer Cardioverter-Defibrillator
21
1.8.1 Technische Erläuterungen
21
1.8.2 Implantation und Nachsorge
24
1.8.3 Indikation zur ICD Implantation
25
1.9 Koronare Herzerkrankung, ischämische Kardiomyopathie
27
und Koronargefäßmorphologie
1
Seite
2.
Zielsetzung
31
3.
Methodik
32
3.1 Fragestellung
32
3.2 Patienten
32
3.3 MRT-Untersuchung
32
3.4 Einschlußkriterien
34
3.5 Volumetrie und Narbenanalyse
34
3.6 Datenakquisition
38
3.7 Probleme der Datenakquisition
40
3.8 Statistik
40
3.9 Publikation der Ergebnisse der Promotionsarbeit
40
4.
Ergebnisse
42
5.
Diskussion
57
6.
Schlussfolgerung
68
7.
Literaturverzeichnis
69
2
Abkürzungen
AHA: American Heart Association
ARNP: advanced registered nurse practitioner
BMI: Body-mass-index
CRT: Cardiac-Resynchronization Therapy
DICOM: Digital Image Communication in Medicine
EDV: enddiastolisches Volumen
EF: Ejektionsfraktion
ESV: endsystolisches Volumen
FOV: Field of view
ICD: implanted cardioverter defibrillator
ICD 10: international classification of diseases 10
KHK: koronare Herzerkrankung
kW: Kilowatt
LV: linker Ventrikel
M.D.: medical doctor
MHz: Megahertz
MI: Myokardinfarkt
MRI: magnetic resonance imaging
MRT: Magnetresonanztomograph, Magnetresonanztomographie
msec: Millisekunden
mT: Millitesla
NMR: nuclear magnetic resonance
NYHA: New York Heart Association
Ph.D.: doctor of philosophy
PHT: Plötzlicher Herztod
SI-Differenz: Signalintensitätsdifferenz
SNR: Signal-to-noise-ratio
T: Tesla
TE: Echozeit
3
TR: Repetitionszeit
VF: ventricular fibrillation <=> Kammerflimmern
VT: ventricular tachycardia <=> ventrikuläre Tachykardie
4
1. Einleitung
1.1 MR-Tomographen- Historie, Komponenten und Aufbau
1.1.1 Historische Entwicklung
Der Grundstein für die heutige Nutzung der Magnetresonanztomographie (MRT) liegt in
den mathematischen und physikalischen Erkenntnissen, die seitens einiger
herausragender Wissenschaftler in diesen Bereichen gelegt wurden. Während JeanBaptiste Fourier (1768-1830) die mathematischen Grundlagen für die später nach ihm
benannte Fourier-Transformation legte, ohne welche die Errechnung der MRT-Bilder
nicht möglich wäre, erarbeitete Nikola Tesla (1856-1943) neben dem Radio
bahnbrechende Grundlagen zur Entstehung und Wirkung von Magnetfeldern, weshalb
nach ihm die Einheit der Magnetfeldstärke ,,Tesla“ benannt ist.
Abb. 1.1: Nikola Tesla (* 10.07.1856 - † 07.01.1943).
1946 endeckten die Physiker Felix Bloch und Edward Purcell unabhängig voneinander
das Phänomen des Kernspins, welches als Grundlage für die Bildgebung der MRT dient.
Hierauf wird im Kapitel ,,Physikalische Grundlagen“ näher eingegangen. Sie erhielten
dafür 1952 den Physik-Nobelpreis. Zum ersten Mal wurde die Frage nach einer
medizinischen Einsatzmöglichkeit für diese damals neue Technik 1971 durch Raymond
Damadian aufgeworfen, da er anhand von in vitro Versuchen erkannte, dass sich
malignes Gewebe von gesundem Gewebe hinsichtlich der Protonenrelaxationszeiten
unterschied. Mit seiner ,,FONAR“ Technik konnte er damals jedoch noch keine
Schnittbilder erzeugen, sondern maß eindimensionale Relaxationszeiten.1973 ging Paul
Lauterbur/New York einen entscheidenden Schritt weiter mit der Idee,
5
Magnetfeldgradienten in allen drei Dimensionen anzuordnen, um zwei- bzw.
dreidimensionale Bilder zu erzeugen. Während Raymond Damadian 1974 die erste
Abbildung eines Tumors an einem lebenden Tier präsentierte, vereinfachte Richard Ernst
1975 in Zürich die Datenakquise mit der ,,NMR Fourier Zeugmatographie“, welche heute
als Grundlage für die MRT verwendet wird. Erste Bilder eines menschlichen Körpers im
MRT-Format (Thoraxquerschnitt) gelangen Raymond Damadian 1977, wobei sie jedoch
noch recht ungenau und zeitaufwendig herzustellen waren.
Eine Verbesserung wurde 1978 durch beschleunigte Bildaufnahmeverfahren von Peter
Mansfield erreicht. Im selben Jahr gelangen Ian R.Young und Hugh Clow erste
Schichtbilder des menschlichen Gehirns. Die ersten Geräte Anfang der 80er Jahre waren
Permanentmagnete, deren Gewicht über 100 Tonnen erreichen konnte, woraus sich auch
die Tatsache ableitet, dass sich auch heute noch die meisten MRT-Abteilungen im Keller
oder Erdgeschoss einer Klinik befinden. Erreichten die damaligen Magneten ca. 0,3
Tesla, haben sich heutzutage supraleitende Magneten durchgesetzt, die Feldstärken
deutlich über 1 Tesla erlauben. Zunehmende Akzeptanz fand das Verfahren durch den
sehr hohen Weichteilkontrast und die fehlende Strahlenbelastung, was sich in der
Begriffsänderung von der bis ca. 1984 gebräuchlichen NMR (nuclear magnetic
resonance) in MRI (magnetic resonance imaging) widerspiegelt. Ende der 80er Jahre kam
das erste Kontrastmittel auf den Markt. Ab 1989 hielt die MRT auch im Bereich der
Kardiologie Einzug, indem die Schnelligkeit der verwendeten Sequenzen durch
technischen Fortschritt zunahm. Es war nun möglich, Schnittbilder des Herzens in einer
Zeitspanne anzufertigen, in welcher der Patient durch Anhalten des Atems eine
atmungsabhängige Artefaktbildung verhindern konnte (breath hold time). Eine weitere
technische Weiterentwicklung stellte sich 1993 mit den ersten offenen MRTomographen ein, was vor allem Patienten mit Platzangst und Kindern zu Gute kommen
sollte. 1996 kamen die ersten organspezifischen Kontrastmittel auf den Markt und durch
den enormen Computerfortschritt wurden seit 1999 auch sehr schnelle MRT Sequenzen
möglich, die z.B. für die ,,4D“ MR-Angiographie verwendet werden konnten. Somit
wurden neben morphologischen Informationen auch funktionelle Informationen abrufbar.
In klinischer Erprobung sind heutzutage MRT-gesteuerte interventionelle Prozeduren
mit der Option einer direkten Kontrolle des Therapieerfolges [67]. Im klinischen Alltag
6
arbeiten die MR-Tomographen heute mit Magnetfeldstärken von 1,5 oder sogar drei
Tesla und sind die Methode der Wahl für die Diagnostik des zentralen Nervensystems
(ZNS), des Bewegungsapparates und des Spinalkanals. Ebenso effektiv ist die
Magnetresonanztomographie in der Kardiologie u.a. im Bereich der Volumetrie und der
Analyse geschädigter Areale des Myokards (Myokardinfarkt, Myokarditis). Die
Untersuchungszeiten sind für die Patienten deutlich erträglicher geworden (meist
Untersuchungen von 15-20 min) und aufgrund der fehlenden Strahlenbelastung beliebig
oft wiederholbar [37].
1.1.2 Hauptmagnetfeld
Für die Erzeugung des Hauptmagnetfeldes stehen heutzutage drei Magnettypen zur
Verfügung, deren wichtigste Merkmale die Stärke, die Homogenität und die Stabilität
des von ihnen erzeugten Magnetfeldes sind. Die drei Typen sind Permanentmagnete,
Widerstandsmagnete und supraleitende Magnete.
Die mittlerweile gängigen Magneten sind supraleitende Magnete, welche ähnlich
funktionieren wie Widerstandsmagnete, wobei jedoch der Strom nicht über Kupferdrähte
geleitet wird, sondern über spezielle Metalllegierungen wie z.B. Niob-Titan (NbTi),
deren Widerstand unter einer spezifischen Temperatur gegen Null geht. Somit können
Magnetfelder weit über ein Tesla erzeugt werden. Da die nötigen Temperaturen im
Bereich von -270 Grad Celsius liegen, wird zur Kühlung hauptsächlich flüssiges Helium
(Siedepunkt: -269 Grad Celsius) verwendet. Als passive Abschirmung versteht man den
Einbau von größeren Mengen Eisen in die Umgebung des Magneten, da Eisen
Magnetfeldlinien binden kann, wobei für 1,5 Tesla die Abschirmung rund 20 Tonnen
wiegt. Bei der aktiven Abschirmung werden in den Kryostaten neben den eigentlichen
Drahtwicklungen weitere stromdurchflossene Drahtwicklungen eingebaut, die außerhalb
des Magneten das Magnetfeld kompensieren [51, 55, 69].
1.1.3 Gradientensystem
Um die genaue Lokalisation der erfassten Daten zu ermitteln, sind Gradientenspulen
erforderlich, die in die Raumrichtungen x, y und z im MRT angeordnet werden. Diese
linear ansteigenden Zusatzmagnetfelder werden mit Strömen bis zu einigen 100 Ampere
7
betrieben. Durch das Zusammenspiel der 3 Gradientenfelder wird so eine Ortskodierung
der Daten ermöglicht. Im Ganzkörpertomographen betragen die maximalen
Gradientenstärken der Gradientenspulen rund 40 mT/m. Ein weiteres Leistungsmerkmal
für Gradientenspulen ist neben der Leistung auch die minimale Zeit, die zum Einschalten
des Gradienten auf maximale Stärke benötigt wird. Diese Anstiegszeiten liegen bei
modernen Gradientensystemen bei ca. 100 Mikrosekunden. Sie sind durch die
Tatsache limitiert, dass jede Stromänderung im Gradientensystem ein Gegenfeld
induziert, welches der Stromänderung entgegenwirkt (Lenzsche Regel). Die starken
Kräfte, die sich während des Ein- und Ausschaltens der Magnetfelder bei der
ultraschnellen Bildgebung ergeben, verursachen im Gradientenrohr starke
Schwingungen, die der Patient als laute Geräusche wahrnimmt. Zur Senkung der
Geräuschbelastung für den Patienten werden zum einen die Gradientensysteme in einem
Stück mit besonders steifer Struktur gefertigt, zum anderen versucht man, diese
Gradientenspulen nach außen hin über bestimmte Vakuumtanks zu isolieren [51, 55, 69].
1.1.4 Hochfrequenzsystem
Das Hochfrequenzsystem des MRT dient sowohl zur Anregung der Wasserstoffkerne als
auch zum Auslesen der Information nach Anregung der Gewebe. Die Schwäche der
durch die angeregten Spins ausgestrahlten Signale erfordert eine Abschirmung des
Inneren des Tomographen vor äußeren Strahleneinflüssen. Hierzu dienen u.a. lokale
Drahtgeflechte, die es trotz der Untersuchung ermöglichen, andere Geräte in der Nähe
des MRT zu betreiben [51, 55, 69].
1.1.5. Computersystem
Die Koordination des Untersuchungsvorgangs und der Bildrekonstruktion erfordert
mehrere Rechner, die als Teil des Ganzen zu einer MRT Darstellung beitragen. Die
Überwachung des Messablaufes, der Bildrekonstruktion und der Bildarchivierung
übernimmt der Steuerrechner. Über ihn werden weitere Messungen geplant und die
Darstellung der Bilder gesteuert. Für die eigentliche Bildrekonstruktion aus den
gewonnenen Daten werden Bildrechner verwendet. Hier werden die Daten zu den
fertigen MR-Bildern zusammengesetzt und an den Steuerrechner weitergegeben.
8
Spezielle Bildschirme mit Flüssigkristalltechnologie ermöglichen deren Einsatz in
unmittelbarer Nähe des Magnetfeldes. Neben der Software zur Steuerung des MRT ist
auch eine Datenbank zur Archivierung der gewonnenen Daten integriert, die mehrere
Gigabyte Platz umfassen sollte. Weiterhin sind die Rechner zumeist mit anderen
Rechnern über ein Netzwerk verbunden oder an andere Ausgabegeräte wie Drucker oder
Filmbelichter angeschlossen. Als Standardprotokoll hat sich in den letzten Jahren
DICOM (Digital Image Communication in Medicine) durchgesetzt, was das Format und
die Details der Bilddaten einheitlich gestaltet. Dadurch wird der Untersuchungsablauf
optimiert [51, 55, 69].
1.2 Physikalische Grundlagen
1.2.1 Einführung
Elementar für die Funktionsweise des MRT sind die Wasserstoffatome als Teil von
Molekülen im Aufbau des menschlichen Körpers. Ein Wasserstoffatom besteht aus einem
Proton und einem Elektron. Wasserstoff ist das in biologischen Geweben am häufigsten
vorkommende Element. Entscheidend für die MRT-Bildgebung ist die physikalische
Grundeigenschaft des Atomkerns, neben seiner positiven Ladung auch einen eigenen
Drall (Spin) zu haben. Als rotierende Masse mit einer elektrischen Ladung besitzt der
Atomkern somit neben einer räumlichen Rotationsachse auch ein magnetisches Moment,
wodurch er sich von Magnetfeldern und elektromagnetischen Wellen beeinflussen lassen
kann und seinerseits in Empfangsspulen Spannungen induzieren kann. Dieses
magnetische Moment ist in Wasserstoffkernen relativ groß, woraus im Zusammenspiel
mit der großen Anzahl an Wasserstoffatomen im menschlichen Körper die herausragende
Bedeutung dieses Atoms für die MRT-Bildgebung resultiert. Gelangen die
Wasserstoffkerne in ein starkes Magnetfeld, wie es der Magnetresonanztomograph
erzeugt, beginnen sich die ungerichteten Spins der Atomkerne entlang des magnetischen
Feldes auszurichten. Die Lageveränderung der Rotationsachse wird auch als
Präzessionsbewegung bezeichnet und erfolgt mit einer charakteristischen Frequenz, der
sogenannten Larmorfrequenz. Diese Frequenz wiederum ergibt sich als Faktor von der
Stärke des anliegenden Magnetfeldes und des sog. gyromagnetischen Verhältnisses, einer
9
Konstante, die für jedes Element einen charakteristischen Wert besitzt (für Protonen
42,58 MHz/T) [27, 38].
ω0= γ0 * B0
- ω0
die Larmorfrequenz in Megahertz [MHz]
- γ0
gyromagnetisches Verhältnis, für Protonen γ= 43,58 MHz/T
- B0
Stärke des Magnetfeldes in Tesla [T]
Abb. 1.2 Formel zur Berechnung der Larmorfrequenz.
1.2.2 T1/T2 Relaxation
Ausgangsposition für die Messungen im MRT ist die durch den Magneten erzeugte
Ausrichtung der Protonen in dessen Magnetfeld. Durch diese Ausrichtung der Spins wird
eine Längsmagnetisierung in einer bestimmten Ebene (Mz) aufgebaut, wobei durch
wiederholte Einstrahlung von elektromagnetischen Wellen mittels einer
Hochfrequenzspule in der Larmorfrequenz eine Auslenkung der Spins aus ihrer Ebene in
eine andere (Mxy) erfolgt. Die Energien als Summe eines sich ändernden
Gesamtvektors, die bei der Ausrichtung der Spins zurück in ihre Ausgangsposition, der
Mz Ebene, frei werden, können gemessen werden, wobei sich diese von Gewebe zu
Gewebe unterscheiden und hierdurch die Differenzierung im Bild erfolgen kann. Der
Prozess der Ausrichtung in die Ausgangsposition nach Anregung wird als Relaxation
bezeichnet. Zu unterscheiden sind die T1 und die T2 Relaxation. Unter der T1 Relaxation
(longitudinale Relaxation) versteht man die Zeitspanne, in der nach Auslenkung der
Protonen in Mxy Ebene 66 % der Protonen ihre Ausgangsposition, sprich die
Längsmagnetisierung in die My Ebene, erreicht haben. Diese Zeitspanne wird als T1
bezeichnet und ist abhängig von dem angelegten Magnetfeld sowie von der
Molekülbewegung. Sie variiert bei 1,5 Tesla bei unterschiedlichen Geweben von ca. einer
halben bis mehreren Sekunden. Bei der T2 Relaxation (transversale Relaxation) wird nur
die Mxy Ebene betrachtet. Die ausgelenkten Spins präzidieren nach Anregung zunächst
10
alle synchron in der Mxy Ebene (Phasenkohärenz => max. Signal). Mit der Zeit jedoch
findet in der Mxy Ebene eine Verschiebung der Richtungsvektoren der Spins statt.
Hierdurch nimmt der Summenvektor ab, da sich mit der Zeit immer mehr Spins durch
ihren entgegengesetzten Richtungsvektor in der Mxy Ebene aufheben. Die Zeitspanne
für T2 beträgt hier 100-300 msec.
Wichtig ist, dass T1 sowie T2 Relaxation völlig unabhängig voneinander sind und
gleichzeitig ablaufen. Jedoch erfolgt der Zerfall des MR-Signals aufgrund der sehr
kurzen mit T2 gekennzeichneten Zeitspanne schon in den ersten 100-300 msec.
[26, 27, 32]. Zu betonen ist, dass sowohl die T1 als auch die T2 Relaxation messbare
Zeiten sind, welche als Einheit in Millisekunden (msec) angegeben werden.
1.2.3 Bildkontrast in der MRT Bildgebung
Die Helligkeit eines MRT-Bildes wird durch drei wichtige Parameter bestimmt:
1. Die Anzahl der anregbaren Spins in einem bestimmten Volumen eines Gewebes,
sprich die Protonendichte.
2. Die T1-Zeit eines Gewebes, welche die Anzahl der möglichen Anregungen in einem
Zeitintervall festlegt, wodurch u.a. die Signalintensität beeinflusst wird.
3. Die T2-Zeit, welche eine Auskunft über das Abklingen des MR-Signals nach
Anregung liefert.
Da sich die Gewebe in den oben genannten Punkten zum Teil sehr voneinander
unterscheiden, kann hierdurch schon eine Abgrenzung zwischen den einzelnen Geweben
erreicht werden. Wenn man sich die Dichte der Protonen in einem entsprechenden
Gewebe zu Nutze machen will, spricht man von protonengewichteten Bildern.
Bei für das zu untersuchende Gewebe günstiger T1-Zeit spricht man von T1gewichteten und bei günstiger T2-Zeit von T2-gewichteten Bildern. Eine
Aufnahmesequenz, bei dem das zu untersuchende Gewebe am besten durch die Wahl der
T1-Zeit dargestellt werden kann, resultiert in einem T1-gewichteten Bild. Kann das zu
untersuchende Gewebe am besten durch die Wahl der T2-Zeit dargestellt werden, stellt
sich ein T2-gewichtetes Bild dar.
11
Tab. 1.1: Relative Protonendichte (in %) sowie absolute Werte für T1 und T2 Relaxation (in msec.) für
verschiedene Gewebe (modifiziert nach Köchli et al.) [51].
Tab. 1.2: Signalintensität verschiedener Gewebe mit T1 und T2 relaxationsgewichteten Bildern
(modifiziert nach Köchli et al.) [51].
Um eine Schicht des Gewebes im Bild darstellen zu können, muss diese mehrere Male
angeregt werden, um die entsprechende Bildinformation zu erhalten. Die Zeit, die
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anregungen verstreicht, wird Repetitionszeit
genannt. Sie hat entscheidenden Einfluss auf den T1-Kontrast, da durch sie festgelegt
wird, wie lange die Spins nach Anregung Zeit haben, in ihre Ausgangsposition
zurückzukehren. Ist die Repetitionszeit lang gewählt, so stehen für eine erneute Anregung
mehr Protonen in der Ausgangsposition zur Verfügung und das Signal wird nach
Anregung entsprechend intensiver. Wird die Repetitionszeit kurz gewählt (unter 600
msec.), können Gewebe mit einer kurzen T1-Zeit mehr Signal zur Verfügung stellen als
Gewebe mit einer längeren T1-Zeit. Folglich sind Gewebe mit kurzer T1-Zeit im Bild
heller als Gewebe mit langer T1-Zeit. Ein solches Bild bezeichnet man als T1-gewichtet.
12
Abb. 1.3: Signalintensität (Ordinate) in Abhängigkeit der Repetitionszeit TR (Abszisse). Je nach Wahl der
Repetitionszeit entstehen unterschiedliche Signalintensitäten in Geweben, die zur Kontrastierung der
Gewebe im Bild führen (modifiziert nach Köchli et al.) [51].
Ein weiterer wichtiger Begriff in Zusammenhang mit der T2-Zeit ist der Begriff der
Echozeit. Hierunter versteht man die Zeit, die man nach Anregung der Spins verstreichen
lässt, bevor die Messung des Signals erfolgt. Wie unter Punkt 1.2.2 erwähnt, spielt
für die T2 Relaxation die Dephasierung nach Anregung eine entscheidende Rolle bei der
Abschwächung des Bildsignals. Wird die Echozeit klein gewählt (unter 30 msec.), wirkt
sich das Phänomen der Dephasierung auf die Spins nicht so stark aus, wodurch die
Unterschiede in der Bilddarstellung der Gewebe nicht so groß sind. Wählt man die
Echozeit jedoch größer (mehr als 60 msec), entstehen beträchtliche Unterschiede in der
Signalwiedergabe der Gewebe, da die T2-Zeiten von Gewebe zu Gewebe variieren.
Dieses hat einen Kontrast zur Folge, der sich im Bild später widerspiegelt. Gewebe mit
einer kurzen T2-Zeit erscheinen bei lang gewählter Echozeit dunkel, da sie zum
Zeitpunkt der Messung das meiste an Signalintensität verloren haben. Gewebe mit langen
T2-Zeiten erscheinen bei langer Echozeit entsprechend Heller, da sie noch relativ viel
Signalintensität besitzen [24, 27, 64].
13
Abb. 1.4: Signalintensität (Ordinate) in Abhängigkeit der Länge der Echozeit TE (Abszisse). Je nach Wahl
der Repetitionszeit entstehen unterschiedliche Signalintensitäten in Geweben, die zur Kontrastierung der
Gewebe im Bild führen (modifiziert nach Köchli et al.) [51].
1.2.4 Schichtbestimmung/Ortscodierung
Das Verfahren der Magnetresonanztomographie ist ein Schnittbildverfahren. Um
Bildinformationen eines jeden Schnittes zu erhalten, wirken mehrere Komponenten des
MRT zusammen. Zunächst einmal ist das Magnetfeld, welches entlang des Patienten
anliegt, nicht überall gleich stark. Es wird ein Magnetfeldgradient durch die in 1.1.4
erwähnten Gradientensysteme aufgebaut, sprich das angelegte Magnetfeld ist an einem
Ende des Körpers stärker als am anderen Ende des Körpers. Aufgrund des
Zusammenhangs zwischen der Proportionalität von Larmorfrequenz und
Magnetfeldstärke sowie der Tatsache, dass die Frequenz der Anregung der Spins gleich
der Larmorfrequenz sein sollte, ergibt sich, dass bei Anregung durch eine bestimmte
Larmorfrequenz nur eine bestimmte Schicht aufgrund der vorhandenen Gradienten
angeregt wird und nicht der ganze Körper, wie es der Fall wäre, wenn das Magnetfeld
ganz homogen wäre. Da nur eine bestimmte Schicht angeregt wird, ergibt sich daraus
auch nur die Bildinformation über die aufgenommene Schicht, aus der die einzelnen
Schnittbilder resultieren. Je größer der Gradient zwischen Kopf und Fußende ist, desto
dünnere Schichten können angefertigt werden. Neben dem Gradienten entlang des
Patienten (auch z-Gradient genannt), welcher nur die Schichtdicke- und position festlegt,
muss das Signal weiter aufgeschlüsselt werden. Dies erfolgt mit Hilfe weiterer
Gradienten in x- und y-Richtung. Somit resultiert eine Ortscodierung aller Bildpunkte.
14
Die Aufschlüsselung der y-Richtung erfolgt durch die sogenannte Phasencodierung.
Nach Anregung der Spins durch das Hochfrequenzsystem wird der y-Gradient
eingeschaltet und bewirkt, dass die Spins, die sich weiter oben im MRT befinden, eine
höhere Larmorfrequenz besitzen als die unteren Spins in y-Richtung. Dadurch kreisen
die oberen Spins schneller als die unteren und erlangen einen Phasenvorsprung. Schaltet
man den Gradienten wieder aus, präzidieren alle Spins wieder gleich schnell, jedoch mit
ihrem entsprechenden Phasenunterschied, welcher es ermöglicht, jeder Phase eine Zeile
zuzuordnen. Die letzten Bildinformationen über die x-Richtung erhält man ebenfalls
über Gradienten in dieser Ebene, welche zum Ziel eine Frequenzcodierung haben. Durch
entsprechende Gradienten werden hier von der einen zur anderen Seite Frequenzen in
aufsteigender Anordnung erzeugt, welche entsprechend Bildinformationen über die
Bildpunkte aus dieser Ebene verschlüsseln. Die ermittelten Daten werden in einem
mathematischen Datenraum, dem sog. K-Raum, zusammengefügt. Er stellt im Prinzip
eine graphische Matrix von MR-Daten da, wobei in x-Richtung die Frequenz und in yRichtung die Phase aufgetragen werden. Auf die gemessenen Daten werden
Frequenzanalysen angewandt (Fourier-Transformation), woraus sich dann das Bild
ergibt [87, 90].
1.2.5 Einflüsse auf die Bildschärfe
Ziel einer Untersuchung mittels MRT ist es, ein möglichst scharfes Bild zu erzeugen.
Voraussetzung dafür sind möglichst eindeutig zuzuordnende Signale seitens der Spins,
die zu entsprechenden Bildpunkten verarbeitet werden können. Jedoch gibt es
Störfaktoren, die die Reinheit der Signale negativ beeinflussen. Man spricht hier vom
sog. ,,Bild-Rauschen“. Faktoren, die dieses beeinflussen, sind u.a. Inhomogenitäten in
den anliegenden Magnetfeldern, Verarbeitungsprozesse in den angeschlossenen Rechnern
oder physiologische Prozesse seitens des Patienten wie Atem- oder Körperbewegungen.
Das Verhältnis zwischen Signalintensität und dem auftretenden Rauschen wird als
,,Signal-to-noise-ratio“ (SNR) bezeichnet. Ziel ist es, ein hohes SNR zu erzielen. Neben
der Schichtdicke und Bandbreite, Gesichtsfeld (Field of view), Größe der Bildmatrix und
der Anzahl der Messungen spielen auch Bildparameter, Magnetfeldstärke und die Wahl
der Sende- und Empfangsspulen eine wichtige Rolle. Das MR-Bild ist ein Raster aus
15
Reihen und Spalten, deren einzelnes Quadrat als Pixel bezeichnet wird und für eine
Signalinformation steht. Dadurch, dass das MRT aber ein Schnittbildverfahren ist, ergibt
sich daraus nicht nur eine zweidimensionale Information sondern auch eine Information
über ein Volumen, auch Voxel genannt. Daraus folgt, dass die Auflösung eines Bildes
u.a. durch die Voxelgröße bestimmt wird. Je kleiner die Voxelgröße, desto schärfer wird
das Bild. Außerdem sollte die zu untersuchende Schichtdicke möglichst dünn gewählt
werden und ein hohes SNR besitzen. Hierbei muss jedoch berücksichtigt werden, dass zu
dünne Schichten zu wenig Signal geben und so das SNR bei zu dünner Schichtführung
wieder abnimmt. Ein weiterer wichtiger Punkt ist das sogenannte Field of view (FOV),
das eng mit dem SNR zusammenhängt. Hierunter versteht man die Größe des
untersuchten Bereichs, bei dem bei hinreichend kleiner Wahl und gleicher Matrixgröße
eine bessere Auflösung der Informationen, also des Bildes, erfolgt, als bei Auswahl eines
größeren Bereiches mit gleicher Matrix. Das liegt an der damit einhergehenden
Verminderung der Pixelgröße aus der eine bessere Ortsauflösung hervorgeht.
Weiterführend bedeutet eine gröbere Matrix bei gleichbleibendem Field of view einen
Verlust an Pixeln und somit einen Schärfeverlust. Wichtig ist jedoch, dass die Pixel bzw.
Voxel nicht zu klein gewählt werden, da hierbei das SNR mit kleineren Pixeln bzw.
Voxel kontinuierlich abnimmt. Zudem kann die Matrixgröße nicht beliebig groß gewählt
werden, da bei großer Matrix die Aufnahmezeit entsprechend zunimmt. Die
Bildaufnahmezeit ergibt sich aus der Anzahl der Kodierungsschritte mal der Anzahl der
Messungen einer Schicht multipliziert mit der TR-Zeit. Eine Optimierung des SNR wird
durch eng am Körper anliegende Spulen für verbesserten Signalempfang, eine erhöhte
Anzahl an Messungen und höhere Magnetfelder in longitudinaler Richtung bewirkt.
Höhere Magnetfeldstärken führen hierbei vermehrt zur Anregung von Protonen und
somit zur Abgabe eines Signales [27, 36, 58].
1.3 Sequenzierungstechniken
Die oben aufgeführten Komponenten müssen in einem bestimmten Zusammenspiel
angewandt werden. Durch verschiedene Sequenzierungstechniken können verschiedenste
Fragestellungen angegangen werden, wobei nur etwas andere Anordnungen der
Programmierung angewandt werden. Die Spin-Echo-Sequenz ist eine der ältesten
16
Sequenzierungstechniken. Bei dieser Anordnung wird über die Hochfrequenzspule zuerst
ein schichtspezifischer 90 Grad Impuls gesetzt, der von einem 180 Grad Impuls gefolgt
wird. Nach Ablauf der TE-Zeit ist das Signal am stärksten und wird gemessen. Als
Repetitionszeit kann auch ein durch das EKG getriggerter Herzschlag fungieren. Über die
Repetitionszeit kann man abhängig von Protonendichte bzw. T1/T2 Relaxation der
Gewebe verschiedene Kontraste hervorheben. Bei langer Repetitionszeit (TR> 3x T1)
findet eine erhöhte Längsmagnetisierung statt, die vor allem eine Protonengewichtung
erlaubt. Bei Verwendung längerer Echozeiten stellen sich Gewebe mit unterschiedlichen
T2 Relaxationen besser da. Bei kurz gewählter Repetitions- und Echozeit bekommt die
T1 Relaxation eine größere Gewichtung [62].
1.4 Kontrastmittel
1.4.1 Physikalischer Einfluss von Kontrastmitteln
Wichtig für die Diagnosestellung, die aus den MR-Bildern hervorgeht, sind die
Kontrastunterschiede verschiedener Gewebe. Um die Kontraste verschiedener Gewebe
besser hervorheben zu können, wurden Verbindungen entwickelt, die die
Signalintensitätsdifferenzen (SI-Differenz) und somit die Kontraste deutlicher
hervorheben. Hierbei werden zum einen Veränderungen in der Protonendichte von
Geweben erzielt sowie Einfluss auf T1 bzw. T2 Relaxationszeiten genommen. Hierzu
tragen Atome mit ungepaarten Elektronenhüllen bei, die auf die umliegenden Protonen
Einfluss nehmen und sie in ihrer Ausrichtung modifizieren können.
1.4.2 Pharmakologische Wirkung
Die oben genannten Substanzen sind zumeist toxische Metallionen und können
entsprechend nicht in reiner Form appliziert werden. Vielmehr werden sie in
Kombination mit Komplexbildnern verabreicht, die nach Möglichkeit so viel wie
möglich von dem jeweiligen Metallion abfangen. Da jedoch der Komplexbildung mit den
Metallionen eine chemische Gleichgewichtsreaktion zugrunde liegt, die von
verschiedenen Parametern wie Temperatur, pH-Wert und Konzentration der
verabreichten Substanzen abhängt, werden dem Patienten zumeist zusätzliche frei
17
Komplexe verabreicht, um die Konzentration der freien Metallionen so gering wie
möglich zu halten. Kontrastmittel können je nach Bedarf des Darstellungsortes in
verschiedene Kompartimente des menschlichen Körpers gelangen. In dieser Arbeit
wurden extrazelluläre Kontrastmittel benutzt. Extrazelluläre Kontrastmittel werden
nahezu vollständig glomerulär filtriert, wobei die Plasmaeliminationshalbwertszeit ca. 90
min. beträgt. Die Dosis beträgt in der Regel 0,1- 0,3 mmol/kg Körpergewicht i.V. als
Bolus oder Tropfinfusion. Aufnahmen der Bilder nach ca. 30 sec. stellen die
anatomischen Verhältnisse des Gefäßsystems dar und nach ca. 3 min wird die Verteilung
im Extrazellulärraum sichtbar. Diese Spätbilder werden z.B. bei der Diagnostik des
Myokardinfarktes verwendet, in der verzögerte Auswaschphänomene das diagnostische
Signal liefern (late enhancement) [25, 35, 47, 70, 71, 75].
1.5 Kontraindikationen der MRT
Bei der Bewertung der Problematik der MRT-Untersuchung bei verschiedenen
Patientengruppen lassen sich diese in drei Gruppen einteilen:
-
Absolute Kontraindikationen
-
Relative Kontraindikationen
-
Erschwerte Untersuchungsbedingungen
Zu den absoluten Kontraindikationen gehören sowohl die meisten Herzschrittmacher,
Defibrillatoren und Neurostimulatoren, da ihre Funktionsfähigkeit eingeschränkt oder
sogar negativ durch das starke Magnetfeld beeinflusst werden kann, wobei durch
technische Weiterentwicklung heutzutage einzelne Herzschrittmachersysteme auch
MRT-fähig sind. Auch künstliche Herzklappen vom Typ Starr-Edwards sowie SwanGanz-Katheter und Insulinpumpen stellen eine absolute Kontraindikation dar. Außerdem
stellen Clips nach gefäß- oder neurochirurgischer OP, Metallsplitter im Patienten
(Granatsplitter, Schweiß- oder Fraßsplitter), Chochleaimplantate, schwere Ruhedyspnoe,
ein allgemein instabiler Zustand sowie Schwangerschaft bis zum Ende des 3. Monats eine
absolute Kontraindikation dar. Hier sei zu ergänzen, dass mit zunehmendem Fortschritt
die absoluten Kontraindikationen immer wieder auf ihre Aktualität zu prüfen sind.
Relative Kontraindikationen sind Klaustrophobie und Adipositas permagna, wobei eine
18
Belastung der MRT-Tische über ihre Belastungstoleranz die Untersuchung ausschließt.
Für die Untersuchung erschwerte Bedingungen stellen Unruhe, Juckreiz und
Rückenschmerzen des Patienten dar sowie Pollakisurie unter Diuretikatherapie und
Vorhofflimmern. Zudem muss auch die zum Teil recht lange Aufnahmezeit der Bilder
berücksichtigt werden sowie die Kooperationsbereitschaft des Patienten [62].
1.6 Late Enhancement
Der Begriff des ,,late enhancement“ wurde 1996 durch Raymond J. Kim et al. in ihrer
Arbeit ,,Myocardial Gd-DTPA kinetics determine MRI contrast enhancement and reflect
the extent and severity of myocardial injury after acute reperfused infarction” eingeführt
[45]. An 13 Hasen führten Kim und Mitarbeiter Versuche durch, bei denen die
Koronararterien zeitweise verschlossen und dann wiedereröffnet wurden, um danach
mittels MRT und Gd-DTPA das Myokard zu beurteilen. Hier zeigten sich Unterschiede
in der Anreicherung des Kontrastmittels im infarzierten und vitalen Gewebe, bei
welchem sich das infarzierte Myokard nach Kontrastmittelgabe hyperintens darstellte und
hierdurch der Begriff ,,late enhancement“ etabliert wurde. Des Weiteren kann mittels
Kombination aus ,,late enhancement“ und Beurteilung der Kontraktilität des linken
Ventrikels im MRT eine Differenzierung zwischen reversibler und irreversibler
myokardialer Ischämie erfolgen. Kim et al. untersuchten in Ihrer Studie ,,The Use of
Contrast-Enhanced Magnetic Resonance Imaging to Identify Reversible Myokardial
Dysfunction” (2000) 50 Patienten mittels Kardio-MRT vor operativer oder perkutaner
Revaskularisation. Untersucht wurde hier die Beziehung zwischen lokalen
Kontraktilitätsminderungen im linken Ventrikel und dem Ausmaß des ,,late
enhancement“ in entsprechenden Myokardsegmenten. 804 von 2093 untersuchten
Segmenten zeigten vor Revaskularisation eine abnorme Myokardkontraktilität und bei
694 Segmenten waren Hyperintensitäten im Sinne eines Enhancements ersichtlich. Nach
Revaskularisation war ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem
präinterventionellen Ausmaß des Enhancements und der Myokardkontraktilität
ersichtlich (p< 0,001). Bei 256 von 329 Segmenten (78 %) ohne Enhancement vor
Revaskularisation zeigte sich postinterventionell eine deutliche Verbesserung der
Myokardkontraktilität, wohingegen nur bei einem von 58 Segmenten mit Enhancement
19
vor Revaskularisation eine Verbesserung der Kontraktilität ersichtlich war. Zudem gab es
einen signifikanten Zusammenhang zwischen dem Prozentsatz des linken Ventrikels,
welcher eine Kontraktilitätsstörung und ein Enhancement vor Revaskularisation aufwies
und dem Grad der Verbesserung der Kontraktilität und Ejektionsfraktion nach
Revaskularisation [44].
1.7 Pathophysiologie ventrikulärer Tachykardien
Ventrikuläre Tachykardien sind potentiell lebensbedrohliche Rhythmusstörungen, welche
im EKG durch breite Kammerkomplexe charakterisiert sind. Unterschieden wird eine
konstante Morphologie (monomorph) von einer wechselnden Morphologie (polymorph).
Die Frequenz liegt üblicherweise zwischen 150 und 200 Schlägen pro Minute. Man
unterscheidet zwischen anhaltenden (sustained) und nichtanhaltenden (nonsustained)
Tachykardien [49]. Nicht anhaltende ventrikuläre Tachykardien dauern mind. 3 Schläge
aber maximal 30 Sekunden während anhaltende ventrikuläre Tachykardien länger als 30
Sekunden dauern [15]. Bei hämodynamischer Relevanz und medikamentöser
Therapieresistenz werden sie als maligne ventrikuläre Tachykardien bezeichnet. Bei
90 % der betroffenen Patienten liegt ätiologisch eine koronare Herzerkrankung (KHK)
zugrunde, bei den restlichen 10 % Myokarditiden, Kardiomyopathien, ein
Mitralklappenprolaps oder andere Ursachen [49]. Die Gefährlichkeit von anhaltenden
ventrikulären Tachykardien bei Patienten mit einem Myokardinfarkt in der Anamnese
und eingeschränkter myokardialer Pumpfunktion spiegelt sich in Studienergebnissen
wieder, die bei diesen Patienten eine Zweijahres-Sterblichkeitsrate von ca. 30 Prozent
ohne ICD-Therapie ermittelt haben [2, 8, 13, 59]. Ursprungsorte ventrikulärer
Tachykardien sind distal der Bifurkation des His-Bündels zu finden, wobei die TawaraSchenkel, die Purkinje-Fasern sowie das Arbeitsmyokard in Frage kommen. Nach
Josephson et al. stellen überlebende Purkinje-Fasern bzw. vitales unspezifisches
Myokard im avitalen Infarktgebiet das pathophysiologische Korrelat des Ektopieareales
dar [40]. Pathologische Spontandepolarisationen durch abnorme Aktivitäten dieser Zellen
bzw. getriggerte Aktivitäten sind in der Lage, Reentry-Mechanismen zu induzieren,
welche dann zu ventrikulären Tachykardien führen [14, 19, 23, 31, 41].
Histologisch zeigt sich das infarzierte Areal abnorm strukturiert, weshalb es als
20
,,arrhythmogenes morphologisches Substrat“ bezeichnet wird [18, 30]. Vor allem in
Randbereichen endokardialer bzw. subendokardialer Randbezirke kommt es zu einer
elektrischen Inhomogenität, welche die Grundlage der Reentry-Mechanismen darstellt
[30, 31]. Im arrhythmogenen Gewebe ist makroskopisch eine Myokardfibrosierung zu
erkennen [16, 66].
1.8 ICD- Implantierbarer Cardioverter-Defibrillator
1.8.1 Technische Erläuterung
Die Idee zur Terminierung von malignen ventrikulären Rhythmusstörungen mittels eines
elektrischen Stromstoßes wurde erstmals 1954 von Hopps und Bigelow in ihrer
Publikation ,,Electrical treatment of cardiac arrest: a cardiac stimulator/defibrillator”
beschrieben. Sie testeten die Terminierung von ventrikulären Rhythmusereignissen bei
einem Hund mittels Stromstoß zwischen einem elektrischen Katheter und einer Elektrode
auf dem Thorax des Hundes [39]. Nachdem der erste Test eines Prototypen 1969 im
Körper eines Hundes erfolgte [56], wurde zum ersten Mal 1980 von Michael Mirowski in
Baltimore, USA, ein ,,implantable cardioverter defibrillator“ (ICD) implantiert und
diente von diesem Zeitpunkt an als wichtige Therapieoption zur Beendigung von
ventrikulären Tachykardien bzw. von Kammerflimmern [57]. Der Defibrillator bewirkt
eine kurzfristige Depolarisierung der Herzmuskulatur, infolge dessen der ReentryMechanismus der elektrischen Herzerregung unterbrochen wird und die Herzaktion im
Idealfall durch den Sinusknoten wieder in den Sinusrhythmus überführt wird. Waren die
implantierbaren Defibrillatoren in den 80er Jahren noch recht groß (ca. 160 cm³) und
auch von ihrer technischen Konzeption in ihren Funktionen stark eingeschränkt (1. und 2.
Generation bis 1986: Detektion nur auf Grundlage der Herzfrequenz, bei überschreiten
eines nichtprogrammierbaren Schwellenwertes Schockabgabe mit unnötigen
Schockabgaben in 25-40 % der Fälle), hat sich über die Geräte der 3. (ab 1986) und 4.
Generation (ab 1995) ein Fortschritt entwickelt, bei dem durch Verkleinerung der
Aggregate (heutzutage < 60 cm³) auf die Thorakotomie zur Implantation verzichtet
werden konnte.
21
Abb. 1.5: Auswahl einiger ICD-Aggregate (Längenangabe in cm).
Durch die Einführung der Zwei-Kammer ICD´ s konnte neben einem Kammer-EKG
auch ein Vorhof-EKG aufgezeichnet werden, wodurch eine weiter verbesserte
Diskriminierung zwischen ventrikulären und supraventrikulären Herzrhythmusstörungen
möglich wurde und überflüssige Schockabgaben weiter reduziert werden konnten. Eine
Weiterentwicklung der Defibrillatorsysteme hatte nebst Prävention vor ventrikulären
Tachykardien bzw. Kammerflimmern die Verbesserung der myokardialen Pumpfunktion
zum Ziel. Die sogenannten CRT-D (cardiac resynchronization therapy-defibrillator)
Systeme sind eine Kombination aus Herzschrittmacher und Defibrillator, welche eine
Vorhof- und eine Ventrikelsonde im rechten Herzen haben und eine dritte Sonde über
den Sinus coronarius im Bereich des linken Ventrikels zum Liegen kommt oder von
epikardial thoraxchirurgisch dort aufgenäht werden kann. Anwendung findet dieses
System bei Patienten mit hochgradig eingeschränkter Pumpfunktion und komplettem
Linksschenkelblock, da ein Linksschenkelblock eine asynchrone Kontraktion des rechten
und linken Ventrikels zur Folge hat und daraus eine Reduktion der myokardialen
Auswurffraktion resultiert. Die CRT-D Systeme resynchronisieren durch ihre
Herzschrittmacherfunktion die Kontraktion zwischen dem linken und dem rechten
Ventrikel und führen zu weniger Herzinsuffizienz geschuldeten, nicht tödlichen
Ereignissen [61]. Desweiteren hat sich die Langlebigkeit der Batterien in Abfolge der
Generationsentwicklungen der ICD´ s signifikant verlängert [79]. Da für viele
22
Fragestellungen in der Medizin die Magnetresonanztomographie eine wichtige Rolle
spielt, wird derzeit an MRT-fähigen ICD´ s gearbeitet. Jung et al. stellen in Ihrer
Studie ,,Initial experience with magnetic resonance imaging–safe pacemakers: A
review” erste vielversprechende Ergebnisse zur Funktionalität dieser neuen ICD
Generation im MR-Feld dar [42]. Die Implantation der ICD´ s erfolgt heutzutage
subpektoral, wobei die Defibrillationselektrode über die Vena subclavia direkt in den
rechten Ventrikel vorgeschoben wird. Man unterscheidet heute zwischen Ein- und ZweiKammer Defibrillatoren. Bei Ein-Kammer Defibrillatoren dient eine Elektrode sowohl
zur Detektion einer Tachykardie als auch zur Stimulation und Schockabgabe. Brooks et
al. beschrieben 1995 eine möglichst optimale Lage der Elektrode distal im Apex der
rechten Herzkammer und der proximalen Spule am Übergang zwischen Vena cava
superior und rechtem Vorhof [12]. Bei Zwei-Kammer Defibrillatoren wird eine
Elektrode im rechten Ventrikel platziert und eine zweite im rechten Vorhof. Hierdurch
erhält man die Möglichkeit, bei bestimmten Tachyarrhythmien frequenzadaptiert eine
optimalere hämodynamische Stabilität des Herzens zu erreichen [83].
Abb. 1.6 Röntgen-Thorax-Aufnahme eines Patienten mit implantiertem Defibrillator. Man erkennt das
Aggregat (Pfeil) und die Elektroden in der Spitze des rechten Ventrikels (Doppelpfeil).
23
1.8.2 Implantation und Nachsorge
ICD´ s können in Allgemein- oder in Lokalanästhesie über oder unter den Musculus
pectoralis implantiert werden. Heute wird die Implantation meistens in Lokalanästhesie
durchgeführt. Wurden aufgrund der Größe der Geräte früher die ICD´ s durch HerzThorax-Chirurgen implantiert, wird heutzutage die Implantation meist durch den
Kardiologen durchgeführt. Die perioperative Letalität (Tod innerhalb von 30 Tagen nach
ICD Implantation) schwankt je nach Studie zwischen 1-9 % bei epikardialer
Defibrillator-Implantation, lässt sich aber bei transvenöser Implantationstechnik auf
unter 1 % senken [1, 84]. Bei zusätzlichen chirurgischen Maßnahmen (Klappenersatz,
aorto-koronare Bypass-Operation etc.) kann die Mortalität bis auf das fünffache
ansteigen (10 % vs. 2 %). Bezüglich der Langzeitmortalität zeigten verschiedene Studien
eine jährliche Inzidenz des plötzlichen Herztodes von 1-2 % [1, 52]. Was die
Gesamtletalität betrifft, zeigte eine Studie von Stevenson et al. 1993, dass die
Überlebenswahrscheinlichkeit von Patienten in entscheidendem Maße von ihren
Grunderkrankungen abhängt [76]. Hier betrug die Überlebenswahrscheinlichkeit bei
Patienten mit dilatativer Kardiomyopathie nach einem Jahr 95 %, nach 3 Jahren 85 %
und nach 6 Jahren nur 57 % während bei Patienten mit Klappenfehlern, kongenitalen
Vitien oder idiopathischen Arrhythmien mit besserer linksventrikulärer Funktion die
Überlebensrate nach einem Jahr 100 %, nach 3 Jahren ebenfalls 100 % und nach 6 Jahren
noch 89 % betrug. Zu den schwerwiegendsten postoperativen Komplikationen gehören
Infektionen mit einer Häufigkeit von ca. 2-7 %, die fast immer zu einer Explantation des
ganzen Defibrillatorsystems führen. Trappe et al. beschrieben 1994 im eigenen
Patientenkollektiv eine Infektionsrate von 2 %, wobei 54 % dieser Patienten in der
Folgezeit verstarben [81]. Des Weiteren werden in 5-10 % Komplikationen bezüglich
des Elektrodensystems beobachtet wie z.B. Kabelbrüche, Dislokationen der endokardial
platzierten Sonden oder Isolationsdefekten [1]. Folge können u.a. inadäquate
Entladungen des ICD sein. In Studien wird aktuell die Möglichkeit der Implantation von
sogenannten S-ICD´ s (totally subcutanous implanted cardioverter-defibrillator)
erforscht. Hier wird der ICD unter die Haut über dem linken Musculus pectoralis major
implantiert. Die Platzierung der Elektroden erfolgt jedoch nicht in die Herzkammer
sondern im Bereich neben das Brustbein, worüber ventrikuläre Tachykardien bzw.
24
Kammerflimmern erkannt und terminiert werden [17]. In regelmäßigen Abständen muss
eine Nachsorge erfolgen, um die gesammelten Daten auszuwerten und die Funktion des
ICD zu überprüfen (z.B. Batteriestatus). Außerdem muss im Gespräch mit dem Patienten
besprochen werden, wie dieser mit dem implantierten Gerät und eventuell stattgehabten
Schockabgaben zurecht kommt. Depressionen und Ängstlichkeit bezüglich des neuen,
fremden Gerätes als Fremdkörper können die Lebensqualität drastisch einschränken.
Wheeler et al. begleiteten über 12 Monate Patienten nach ICD Implantation. Es zeigte
sich, dass Ängstlichkeit und Depression mit der Zeit nach Implantation signifikant
abnehmen. Umso wichtiger ist eine zeitnahe, intensive Betreuung der Patienten
unmittelbar nach Implantation, um Ängste vor z.B. einer möglichen Schockabgabe zu
reduzieren und eine Akzeptanz zum Gerät herzustellen [88]. Wie oft und in welchem
Zeitraum ein Schock abgegeben wird, lässt sich nicht vorhersagen. Dougherty et al.
untersuchten jedoch in ihrer Studie ,,Predictors of Implantable carioverter defibrillator
shocks during the first year“ zwölf Monate lang 168 Patienten mit Z.n. ICD-Implantation
mit der Frage, ob es Parameter gibt, die auf ein gehäuftes Auslösen der ICD´ s schließen
lassen. Es zeigte sich, dass Patienten mit einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung,
mit kardialen Dekompensationen in der Vorgeschichte oder bereits stattgehabten
ventrikulären Tachykardien eine signifikant höhere Wahrscheinlichkeit besitzen, eine
bösartige Herzrhythmusstörung und somit eine Schockabgabe zu erleiden [22].
1.8.3 Indikationen zur ICD Implantation
Verschiedene Studien haben zu einer Etablierung der ICD Implantation im Rahmen der
Prävention des plötzlichen Herztodes durch ventrikuläre Tachyarrhythmien bzw.
Kammerflattern- oder flimmern und dem damit verbundenen Pumpversagen des Herzens
beigetragen. Hier sind vor allem die MADIT I und II Studien von Moss et al. zu
erwähnen. Die MADIT I Studie (Multicenter Automatic Defibrillator Implant Trial)
vergleicht eine Therapie mittels ICD-Implantation als Sekundärprophylaxe mit einer
alleinigen konservativ medikamentösen Therapie bei Hochrisikopatienten mit KHK und
EF< 35 % sowie spontanen nicht-anhaltenden Kammertachykardien oder Induktion
nicht anhaltender Kammertachykardien während der elektrophysiologischen
Untersuchung. Die mittlere Beobachtungszeit betrug 27 Monate. In der ICD Gruppe
25
konnte eine Senkung der Gesamtmortalität um 54 % gegenüber der konservativ
medikamentösen Therapie nachgewiesen werden [59]. In der MADIT II Studie ging
man der Frage nach, ob bei Postinfarktpatienten mit EF< 30 % die Implantation eines
ICD einen Überlebensvorteil gegenüber einer konservativen Herzinsuffizienztherapie zur
Folge hat. Die Therapie mittels ICD Implantation war als Primärprophylaxe angelegt,
d.h. bis zum Zeitpunkt der Implantation war bei den betroffenen Patienten noch keine
maligne Herzrhythmusstörung beobachtet worden. 1232 Postinfarktpatienten mit einer
EF< 30 % (EF im Mittel 23 %) bekamen daher im Verhältnis 3:2 entweder einen ICD
(ohne programmierte Stimulation) oder eine konventionelle Therapie. Die Studie wurde
nach 20 Monaten vorzeitig wegen Überlegenheit der ICD Therapie abgebrochen (Die
Todesrate für die ICD Patienten reduzierte sich im 1. Jahr um 12 %, im 2. und 3. Jahr um
28 %). Die Risikoreduktion bezüglich Mortalität beträgt unter ICD ca. 31 % (14,2 % vs.
19,8 % bzw. 97 vs. 105 Todesfälle; p= 0,016) [60].
In den revidierten Leitlinien der AHA/ACC und im ESC-Richtlinien update 2003 hat
die prophylaktische Defibrillator-Implantation nach den MADIT II Kriterien die
Klassifikation IIa erhalten.
Eine weitere Studie, die auch an der Indikationserweiterung zur Implantation von ICD´ s
bei Patienten mit nicht-ischämischer Kardiomyopathie und hochgradig eingeschränkter
Pumpfunktion maßgeblich beteiligt war, ist die 2005 veröffentlichte SCD-HeFT-Studie
(Sudden Cardiac Death in Heart Failure Trial) [6]. In diese Studie wurde Patienten mit
NYHA Klasse I- III und einer EF unter 35 % eingeschlossen (2521 Patienten). Es wurden
bezüglich der Therapie drei Arme gebildet. Der erste Arm beinhaltete die medikamentös
konventionelle Herzinsuffizienztherapie plus Placebo (n= 847), der zweite Arm die
konventionelle Herzinsuffizienztherapie plus Amiodaron (n= 845) und der dritte Arm die
konventionelle Herzinsuffizienztherapie plus ICD (n= 829). Insgesamt zeigte sich in dem
Arm mit Herzinsuffizienztherapie plus ICD eine Reduktion der Mortalität um 23 %
gegenüber der Gruppe mit konventioneller Herzinsuffizienztherapie und Placebo.
Amiodaron hatte keinen signifikanten Effekt auf die Mortalität.
Interessant ist auch eine Metaanalyse von 8 Studien (n= 4909 Patienten, 1154
Todesfälle), publiziert von Ezekowitz J.A. et al. im Jahre 2003. Im Vergleich zur
üblichen medikamentösen Prävention senkt der ICD die Gefahr des akuten Herztodes um
26
57 % (CI 0,35-0,53) und die Gesamtmortalität um 26 % (CI 0,67-0,82). Bei
Differenzierung in Sekundär- (nach Reanimation oder nach Kammertachykardien und
Kammerflimmern) und Primärprävention (Patienten mit erhöhtem Herztod-Risiko aber
ohne Dokumentation von Kammertachykardien oder Kammerflimmern, n= 2946) zeigt
sich, dass der ICD in beiden Gruppen gleich stark dem plötzlichen Herztod vorbeugt:
- In der Sekundärpräventions-Gruppe 50 % Risikoreduktion (CI 0,38-0,66)
- In der Primärpräventions-Gruppe 63 % Risikoreduktion (CI 0,27-0,50) [29]
Die American Heart Association hat 2002 die Richtlinien für die Implantation von ICD´ s
aktualisiert [34].
1.9 Koronare Herzerkrankung, ischämische Kardiomyopathie und
Koronargefäßmorphologie
Die koronare Herzerkrankung (KHK) manifestiert sich als Atherosklerose an den
Herzkranzarterien. Mit steigendem Lebensalter entsteht im fortgeschrittenen Stadium
durch die Einlagerung von Lipiden und Endothelfunktionsstörungen ein Missverhältnis
von Sauerstoffangebot- und bedarf, welches sich klinisch in der Regel als Angina
pectoris äußert [80]. Diese kann sich im Rahmen einer chronischen schleichenden
Unterversorgung des Herzmuskels mit Sauerstoff (chronisch-ischämische
Herzkrankheit) oder als akute Unterversorgung des Myokards im Rahmen eines akuten
Myokardinfarktes manifestieren. Die koronare Herzerkrankung führt die
Todesursachenstatistik in Deutschland deutlich an. Fast man alleine die Todesfälle
bezüglich chronisch-ischämischer Herzerkrankung (ICD 10: I25) und akutem
Myokardinfarkt (ICD 10: I21) zusammen, so zeigte sich hier 2003 ein Anteil von 18,4 %
an allen Todesursachen [63]. 2007 machten beide Diagnosen (ICD 10: I25: 76.915 Tote;
I21: 57.788 Tote) in der Summe 134.703 Tote an den Gesamtsterbefällen in Deutschland
(827.155) aus (16.28 %) [80]. Daher sind das frühzeitige Behandeln von
kardiovaskulären Risikofaktoren und rechtzeitiges Erkennen von
interventionsbedürftigen Stenosen der Koronarien die Stellschrauben, um die Mortalität
zu senken. Zur Risikostratifizierung können sogenannte Risiko-Scores (Framingham,
PROCAM, Reynolds) verwendet werden, in denen über Parameter wie u.a.
Bluthochdruck, Alter, Geschlecht und Rauchgewohnheiten das Risiko für einen
27
Patienten, an einer koronaren Herzkrankheit zu leiden, abgeschätzt werden kann [33]. In
Abhängigkeit dieser Ergebnisse müssen weitere nicht-invasive und/oder invasive
Untersuchungen erfolgen [78]. Arteriell wird das Herz durch zwei Herzkranzarterien
versorgt und zwar durch die Arteria coronaria sinister und die Arteria coronaria dexter.
Eine theoretische zusätzliche Versorgung des Myokards durch Blut aus den Ventrikeln ist
wegen der großen Diffusionsstrecke nicht möglich. Da die Koronararterien funktionelle
Endarterien sind, haben ihre Verschlüsse den Untergang von Muskelgewebe zur Folge,
der je nach Ausdehnung und Lokalisation zum Tode führen kann. Aus dem linken
Aortensinus hinter der Valvula semilunaris sinister entspringt die Arteria coronaria
sinister, die sich nach ca. einem Zentimeter in ihre Hauptäste, den Ramus
interventricularis anterior und Ramus circumflexus aufzweigt.
Im Sulcus interventricularis anterior verläuft der Ramus ventricularis anterior bis hin zum
Apex cordis, welcher im Bereich der incisura apicis auf die Facies diaphragmatica
übertritt und im Sulcus ventricularis posterior nach etwa 1-2 cm endet.
Der Ramus circumflexus verläuft im Sulcus coronarius zwischen linker Kammer und
linkem Vorhof auf die Rückseite des linken Herzens und gibt folgende Äste ab:
- Ramus sinuatrialis
- Ramus marginalis sinister
- Ramus atrialis intermedius (klinisch sinister)
Im rechten Klappensinus entspringt die Arteria coronaria dexter und verläuft im rechten
Sulcus auf der Rückseite des Herzens, reicht bis in das apikale Drittel des Sulcus
interventricularis posterior und gibt folgende Äste ab:
- Rami coni arteriosi
- Ramus nodi sinuatrialis
- Rami atrioventriculares
- Ramus posterolateralis dexter
- Ramus nodi atrioventricularis
28
Abb. 1.7: Schematische Darstellung des Herzens und der Herzkranzgefäße (Arteriae Coronariae, Venae
Cordis) Facies sternocostalis. Darstellung aus dem Netter Atlas [65].
Abb. 1.8: Schematische Darstellung des Herzens und der Herzkranzgefäße (Arteriae Coronariae, Venae
Cordis) Facies diaphragmatica. Darstellung aus dem Netter Atlas [65].
29
Da die Koronararterien unterschiedlich stark ausgeprägt sein können, ergeben sich daraus
unterschiedliche Versorgungstypen des Herzens. In 55 % der Fälle liegen die oben
beschriebenen Zustände vor, welche als Normalversorgungstyp bezeichnet werden. In
20 % ist die Arteria coronaria sinister stärker ausgeprägt und gibt den Ramus
interventricularis posterior ab (Linksversorgungstyp). In 25 % der Fälle liegt der
Rechtsversorgungstyp vor. Hier ist die Arteria coronaria dexter stärker ausgebildet.
Hierdurch ergibt sich eine Reduktion der posterioren Abschnitte des Ramus circumflexus
der Arteria coronaria sinister [7]. Der Verschluss einer dieser Arterien führt je nach
Lokalisation und der Dauer des Verschlusses zum Absterben von vitalem Myokard. Das
Myokard wird dann durch Bindegewebe ersetzt. Dieses Bindegewebe kann als
kompaktes Narbengewebe oder diffus vermischt mit vitalem Myokard vorliegen. Das
gemischte Bild entsteht, wenn die Reperfusion einsetzt bevor der gesamte Muskel
irreversibel geschädigt ist. In der Magnetresonanztomographie zeigt sich dann eine
Akinesie des betroffenen Areals. Der Umbauprozess nach einem Myokardinfarkt kann
aber auch zu einer Verdünnung und Aussackung der Wand führen (Aneurysma). Eine
entscheidende Beobachtung nach dem Infarkt ist die Vergrößerung der gesamten
Herzkammer. Dieser Prozess, der auch als Dilatation mit sekundärer Hypertrophie bzw.
als Remodelling bezeichnet wird, ist zunächst ein Kompensationsmechanismus des
Herzens nach Myokardinfarkt [21].
30
2. Zielsetzung
Die kardiovaskuläre Magnetresonanztomographie ist ein modernes nicht invasives
bildgebendes Verfahren. Durch die Gabe eines extrazellulären Kontrastmittels, dem
Gadolinium, ist es möglich, myokardiale Narben darzustellen. Eine exakte Analyse der
Lokalisation der myokardialen Narbe wird ermöglicht.
Mehrere große Studien haben eine Korrelation zwischen dem plötzlichen Herztod durch
ventrikuläre Rhythmusstörungen und einer ischämischen Kardiomyopathie mit
hochgradig eingeschränkter Pumpfunktion gezeigt. Als rhythmogenes Substrat muss bei
diesen Patienten eine ischämiebedingte myokardiale Narbe gesehen werden. Die
Therapie zur Primär- und Sekundärprophylaxe des plötzlichen Herztodes ist die
Implantation eines ICD´ s. Der ICD ist in der Lage, stattgehabte Rhythmusereignisse zu
speichern. Ein Zusammenhang zwischen linksventrikulärer Narbenlokalisation und
Häufigkeit von rhythmologischen Ereignissen bei ICD Patienten ist bisher nicht
beschrieben.
In dieser Arbeit sollen folgende Fragen beantwortet werden:
-
Gibt es einen Zusammenhang zwischen der Lokalisation infarzierter Segmente
und der Entstehung ventrikulärer Tachykardien?
-
Gibt es Unterschiede zwischen der Auslösehäufigkeit der ICD´ s in der Ischämieund Kotrollgruppe?
-
Gibt es geschlechtsspezifische Unterschiede in der Auslösehäufigkeit von
ICD´ s ?
31
3. Methodik
3.1 Fragestellung
Ziel der Studie war die Untersuchung der Zusammenhänge von der Häufigkeit von
ventrikulären Tachykardien/Kammerflimmern bei Patienten mit Zustand nach
Myokardinfarkt in Abhängigkeit von der topographischen Lokalisation und Ausdehnung
des Myokardinfarktes.
3.2 Patienten
Von September 2006 bis November 2008 wurden 107 Patienten retrospektiv in die
vorliegende Untersuchung eingeschlossen. Alle Patienten haben aufgrund ihrer
bestehenden Grunderkrankung und Leitlinien sowohl eine MRT als auch einen ICD
implantiert bekommen. Es wurden 2 Patientengruppen gebildet: Eine Patientengruppe
umfasste 57 Patienten, welche alle eine Ischämie des Herzmuskels erlitten haben. Bei der
zweiten Patientengruppe handelte es sich um eine Kontrollgruppe, bei der 50 Patienten
unter einer nicht-ischämischen Kardiomyopathie litten. Die Kontrollgruppe diente dazu,
auszuschließen, dass ventrikuläre Rhythmusereignisse sich nicht allein auf eine
möglicherweise erniedrigte Ejektionsfraktion oder andere Faktoren zurückführen lassen.
Bei beiden Patientengruppen wurde ein Kardio-MRT durchgeführt, bei welchem den
Patienten das Kontrastmittel Gadolinium zum Nachweis eines late enhancement gespritzt
wurde. Die Analyse der Daten erfolgte retrospektiv.
3.3 MRT-Untersuchung
Die Kardio-MRT Untersuchungen wurden im Siemens (Erlangen, Deutschland) Sonata
1,5 Tesla durchgeführt. Zu Beginn der Untersuchung werden sogenannte Localizer
angefertigt. Diese Schnitte dienen als grobe Orientierungsschnitte. Hierzu werden 3
Schnitte jeweils in koronarer, sagittaler und axialer Schnittebene durchgeführt. Die
folgende Aufnahme wird als ,,axiale haste“ bezeichnet. Sie gibt einen Überblick über die
Thoraxorgane und ihre Lage und ist T2 gewichtet. Diese Aufnahmeart betont
Flüssigkeiten und kann somit Flüssigkeitsansammlungen z.B. in der Lunge sehr gut
darstellen. Ziel dieser Aufnahme ist es, eine Übersicht über die Herzlage zu erhalten und
32
Abb. 3.1: MRT-Gerät Siemens (Erlangen, Deutschland) Sonata 1,5 Tesla.
so die folgenden Aufnahmen besser planen zu können. Diese Aufnahmen umfassen ca.
17-20 Schichten. Danach werden der Vier-Kammer-Blick, der Zwei-Kammer-Blick,
der linksventrikuläre Ausflußtrakt und die axialen Achsen aufgenommen. EKGgetriggert umfasst die Aufnahme einer Schicht jeweils 20 Wiederholungen innerhalb
eines Herzzyklus, wodurch für jede Schicht durch eine Aneinanderreihung der 20
Wiederholungen ein bewegtes Bild des Herzens entsteht. Die Anzahl der
Kurzachsenabschnitte variiert mit der Größe des Herzens. Es werden ca. 10-14 axiale
Schnitte des Herzens angefertigt. Der Abstand zwischen den einzelnen Schichten beträgt
jeweils einen Zentimeter. Die Dicke einer aufgenommenen Schicht umfasst 7 mm. Die
Aufnahmen werden mit Steady State Free Precessing Sequenzen gefahren (True Fisp,
Siemens, Erlangen). Nach Abschluss dieser Aufnahmen wird dem Patienten
gewichtsadaptiert das Kontrastmittel Gadolinium gespritzt. Die Dosis beträgt 0,2 mmol
pro Kilogramm Körpergewicht. In der Frühphase nach Kontrastmittelgabe werden T1gewichtete Bilder angefertigt und zwar vom Vier-Kammer-Blick, vom Zwei-Kammer-
33
Blick, von einem mittleren Kurzachsenschnitt und vom linksventrikulären Ausflußtrakt.
Diese Aufnahmen werden auch als ,,earlys“ bezeichnet. Nach vier minütiger Wartezeit
werden danach in der Spätphase T1-gewichtete Bilder vom Vier-Kammer-Blick, vom
Zwei-Kammer-Blick, von allen Kurzachsenschnitten und vom linksventrikulären
Ausflußtrakt angefertigt. Diese Aufnahmen werden als sogenannte ,,lates“ bezeichnet.
Nach Abschluss dieser Schichtaufnahmen werden noch einmal der Vier-Kammer-Blick,
der Zwei-Kammer-Blick und der linksventrikuläre Ausflußtrakt als T1-gewichtetes
Bild aufgenommen.
3.4 Einschlußkriterien
Alle 107 Patienten hatten eine Indikation zur Implantation eines ICD nach MADIT I und
II Kriterien bzw. der SCD-HeFT-Studie [6, 58, 59]. Einschlußkriterien dieser Studie
waren für die Kontrollgruppe alle Patienten, die eine MRT-Untersuchung mit
Volumetrie erhielten bei zugrunde liegender nicht-ischämischer Kardiomyopathie sowie
nachfolgender Implantation eines ICD. Für die Patienten nach Myokardinfarkt waren die
Einschlußkriterien zur Narbenidentifikation und Volumetrie ein durchgeführtes MRT mit
nachfolgender Implantation eines ICD. Die ICD´ s als Therapie bzw. Medium zur
Dokumentation ventrikulärer Tachykardien/Kammerflimmern wurden ca. drei bzw.
sechs Monaten nach Implantation ausgelesen. Die Patientendaten wurden alle
retrospektiv anonymisiert ausgewertet.
3.5 Volumetrie und Narbenanalyse
In mehreren Studien wurde die Magnetresonanztomographie als wichtiger Bestandteil der
morphologischen und funktionellen kardialen Diagnostik hervorgehoben. Pennell et al.
stuften in Ihrer Publikation ,,Clinical indications for cardiovascular magnetic resonance
(CMR): Consensus Panel report“ [67] die linksventrikuläre Volumetrie mittels MRT als
Klasse I und die Texturanalyse bezüglich der meisten Kardiomyopathien als Klasse I
oder II Empfehlung ein.
Die Volumetrie erfolgte anhand der vor der Kontrastmittelgabe angefertigten EKGgetriggerten Bilder nach der sogenannten Scheibchensummationsmethode nach Simpson.
Durch die 20 Wiederholungen einer jeden Schicht wurde ein ganzer Herzzyklus als
34
bewegtes Bild dargestellt. Die einzelnen Schichten wurden jeweils im Zustand der
Endsystole und Enddiastole mit Hilfe des Programms CMR-Tools dargestellt. Danach
wurde der Herzmuskel aus dem eigentlichen Volumen des linken Ventrikels
herausgerechnet und durch Festlegen der Klappenebenen der Aorten- und Mitralklappe
das endsystolische, enddiastolische Volumen, das Schlagvolumen und die
Ejektionsfraktion berechnet.
Abb. 3.2: Ventrikelmodell zur Berechnung der Ejektionsfraktion. Gittermodell des linken Ventrikels eines
Patienten nach Analyse der axialen, koronaren und sagittalen Schnittebenen (Darstellung aus
Analysesoftware CMR-Tools).
McCrohen et al. [54], Quarta et al. [68] sowie Assomull et al. [4, 5] gehen in Ihren
Publikationen auf die pathologische Gewebscharakterisierung des linksventrikulären
Myokards ein. Sie zeigen auf, dass z.B. durch die Lokalisation des late enhancement
Rückschlüsse auf die Genese der Erkrankung gezogen werden können. So lassen strikt
endokardial gelegene Gadoliniumanreicherungen bzw. transmurale Anreicherung auf
eine Ischämie als Genese rückschließen, während das late enhancement inmitten der
linksventrikulären Wand mit einer Fibrose assoziiert ist wie bei einigen
Kardiomyopathieformen. Die Lokalisation der Narben sowie die Volumetrie des linken
Ventrikels wurden in den Studien von Assomull et al. und McCrohon et al., wie in
unserer Studie, mit der Software CMR-Tools (CVIS; London, UK) durchgeführt.
35
Wir definierten eine Narbe als solche, wenn eine Hypo/Akinesie und ein endokardial
beginnendes late enhancement im selbigen Segment nachweisbar war. Zur
Narbenlokalisation wurden mehrere Faktoren berücksichtigt. Ein Augenmerk wurde auf
Wandbewegungsstörungen in den Aufnahmen ohne Kontrastmittel gelegt, die einen
Anhaltspunkt für Ischämien bieten können. Wie in den Abbildungen zu sehen war es
möglich, verschiedene Ebenen des linken Ventrikels gleichzeitig zu beobachten, um sich
einen Gesamteindruck über die Pumpfunktion sowie Wandbewegungsstörungen
verschaffen zu können.
Abb. 3.3: Schichtaufnahmen des linken Ventrikels in verschiedenen Sequenzen. Obere Zeile ZweiKammer-Blick, mittlere Zeile Vier-Kammer-Blick, untere Zeile Kurzachsenschnitt. Die linke Spalte stellt
die Enddiastole dar, die mittlere Spalte die Endsystole mit Ausdünnung der Lateralwand/Herzspitze
(Doppelpfeile) und die rechte Spalte weist ein late Enhancement nach Kontrastmittelgabe nach (Pfeile).
36
Abb. 3.4: Axiale Schichtaufnahmen des linken Ventrikels nach Kontrastmittelgabe von links oben (basale
Abschnitte) bis rechts unten (Herzspitze). Es lässt sich ein late enhancement in der basalen und medialen
Hinterwand als Narbenäquivalent nachweisen (rote Pfeile).
Ein weiterer Gesichtspunkt war die Auswertung der einzelnen Kurzachsenschnitte nach
Kontrastmittelgabe im Vergleich zu den Kurzachsenschnitten vor Kontrastmittelgabe.
Die Zusammenfassung der einzelnen Kurzachsenschnitte zum basalen, mittleren oder
apikalen Abschnitt des linken Ventrikels erfolgte anhand einer gleichmäßigen Aufteilung
der Gesamtanzahl der Schnitte des jeweiligen Ventrikels in 3 bis 4 Schnitte pro
Abschnitt, abhängig von der Größe des Ventrikels.
37
a
b
c
d
Abb. 3.5: Axiale Schnittführung durch den linken Ventrikel. Die oberen beiden Bilder zeigen den basalen
Abschnitt des linken Ventrikels vor (a) und nach (b) Kontrastmittelgabe. Die unteren beiden Bilder zeigen
den medialen Abschnitt des linken Ventrikels vor (c) und nach (d) Kontrastmittelgabe. Es zeigt sich ein late
Enhancement in der basalen und medialen Hinterwand (rote Pfeile).
3.6 Datenakquisition
Im Rahmen der Kardio-MRT Untersuchung wurden in beiden Patientengruppen
Geschlecht, Alter, Body-Mass-Index (BMI), Körperoberfläche, endsystolisches
Volumen (ESV), enddiastolisches Volumen (EDV), Ejektionsfraktion (EF) und die
Lokalisation der myokardialen Narben nach dem 17-Segment-Modell bei Patienten
nach Myokardinfarkt erhoben. Durch die Analyse der Infarktareale mittels 17-SegmentModell, etabliert durch die American Heart Association (AHA) 2002 [15], konnte zum
einen die Höhe der Ischämiezonen in basal, mittig und apikal bestimmt, sowie die
Ausdehnung in der horizontalen in Vorderwand, Hinterwand, Septum und laterale
Herzwand eingeteilt werden.
38
LAD= Left anterior descending (ramus interventricularis anterior)
RCA= Right coronary artery (arteria coronaria dexter)
LCX= Left circumflex (ramus circumflexus)
Abb. 3.6: 17-Segment-Modell des linken Ventrikels mit Darstellung der koronaren Versorgung der
einzelnen Segmente (nach American Heart Association).
Abb. 3.7: Schematische Darstellung des 17-Segment-Modells des linken Ventrikels zur Auswertung.
Aufteilung der einzelnen Myokardsegmente auf die basalen, mittleren und apikalen sowie anterioren,
lateralen, septalen und inferioren Segmente.
39
Bei allen Patienten wurden die ICD´ s im optimalen Fall nach drei (1. Auslesung im
Durchschnitt nach 14,82 Wochen) bzw. sechs Monaten (2. Auslesung im Durchschnitt
nach 42,13 Wochen) ausgelesen und die Ereignisse protokolliert. Unterteilt wurde bei der
Analyse der Herzrhythmusstörungen in supraventrikuläre und ventrikuläre Tachykardien
und bei den abgegebenen Therapien in Burst und Schockabgabe, welche noch einmal in
adäquat und inadäquat aufgeschlüsselt wurden.
3.7 Probleme der Datenakquisition
Die Erhebung der ICD-Daten nach drei bzw. sechs Monaten gestaltete sich schwierig.
Zum einen variierten die Abstände der ICD-Auslesungen vom Zeitpunkt der
Implantation bis zur ersten ICD-Auslesung. Dies trifft ebenfalls für den Abstand
zwischen erster Auslesung und zweiter Auslesung zu. Grund hierfür ist, dass die
Auslesung der ICD´ s vieler Patienten ambulant bei niedergelassenen Kollegen stattfand.
Diese wurden von der kardiologischen Abteilung des Marienhospitals Herne
angeschrieben und gebeten, uns diese Daten zur Verfügung zu stellen. Somit konnten wir
zusätzliche ICD-Auslesungen akquirieren und die Anzahl fehlender ICD Auslesungen
und weiterer Daten auf ein Minimum reduzieren.
3.8 Statistik
Ausgewertet wurden die Ergebnisse mit der Software SPSS [SPSS Inc., USA]. Zur
statistischen Auswertung wurden der Chi-Quadrat-Test verwendet. Dieser Test wird u.a.
dazu verwendet um zu überprüfen, inwiefern ermittelte Häufigkeiten eines Merkmals zu
einer erwarteten Häufigkeit im Rahmen einer aufgestellten Hypothese korrelieren oder
nicht. Des Weiteren wurden Mittelwerte sowie Median, Standardabweichung, Minimum
und Maximum ermittelt [89].
3.9 Publikation der Ergebnisse der Promotionsarbeit
Die Ergebnisse der vorliegenden Promotion wurden im Februar 2012 in der
Zeitschrift ,,Der Kardiologe“ veröffentlicht [86]. Die komplette Statistik der Arbeit sowie
die Auswertung aller Kardio-MRT Daten inklusive aller Volumetrien und Auswertungen
der Aufnahmen nach Kontrastmittelgabe wurden durch den Verfasser dieser Dissertation
40
durchgeführt. Die Akquise der ICD Daten, die klinische Befundung der Kardio-MRT
Bilder sowie die Erstellung der Publikationsschrift erfolgte durch Herrn Oberarzt Dr.
med. Marc van Bracht.
41
4. Ergebnisse
Charakterisierung unseres Patientenkollektivs
Insgesamt wurden 107 Patienten untersucht mit einem Altersdurchschnitt von 60,83 ±
12,19 Jahren, einem Median von 62 Jahren, einem Minimum von 21 Jahren und einem
Maximum von 80 Jahren. Das Kollektiv der Patienten nach Myokardinfarkt umfasst 57
Patienten, davon 8 Frauen mit einem Anteil von 14,03 % und 49 Männer mit einem
Anteil von 85,97 %. Der Altersdurchschnitt beträgt 63,67 ± 10,44 Jahre und der Median
64 Jahre, wobei der jüngste Patient 29 Jahre alt ist und der älteste Patient 80 Jahre. Die
Standardabweichung beträgt bei den Männern 9 Jahre, bei den Frauen 16 Jahre. In
Punkto Alter gab es keinen signifikanten Unterschied zwischen Infarkt- und
Kontrollgruppe (p= 0,486).
[ [
[
Abb. 4.1: Durchschnittliche Altersverteilung in Ischämie- und Kontrollgruppe (in Jahren).
Subgruppenverteilung nach Geschlecht.
Die Kontrollgruppe der Patienten ohne myokardiale Narbe umfasst 50 Patienten, davon
13 Frauen mit einem Anteil von 26 % und 37 Männer mit einem Anteil von 74 %. Der
42
Altersdurchschnitt in diesem Patientenkollektiv beträgt 58 ± 13,29 Jahre und der Median
61 Jahre. Der jüngste Patient ist 21 Jahre alt, der älteste Patient 78 Jahre. Die
Standardabweichung beträgt hier bei den Männern 14 Jahre, bei den Frauen 11 Jahre.
Der BMI der Kontrollgruppe beträgt im Durchschnitt 26,69 ± 3,44 kg/m². Der niedrigste
Wert beträgt 19,70 kg/m², der höchste Wert wurde mit 33,90 kg/m² gemessen. Der
Median beträgt 26 kg/m². Die Körperoberfläche beträgt im Durchschnitt 1,97 ± 0,20 m²,
wobei der niedrigste Wert mit 1,56 m² ermittelt wurde und der höchste Wert mit 2,38 m².
Der Median beträgt 1,97 m². Bei der Patientengruppe mit Zustand nach Myokardinfarkt
beträgt der BMI im Durchschnitt 27,43 ± 4,28 kg/m².
Abb. 4.2: Verteilung des Gesamtkollektivs bei Patienten mit nicht-ischämischer (links) oder ischämischer
Herzerkrankung (rechts) (in %). Subgruppenverteilung nach Geschlecht.
Hier wurde als niedrigster Wert 20,60 kg/m² ermittelt, der höchste Wert beträgt 40,20
kg/m². Der Median zeigt einen Wert von 26,1 kg/m². Die Körperoberfläche als
Mittelwert beträgt 1,97 ± 0,24 m². Als niedrigster Wert wurde hier 1,43 m² erhoben, als
höchster Wert 2,54 m². Der Median betrug 1,93 m².
43
[ [
[
Abb. 4.3: Verteilung der durchschnittlichen BMI-Werte bei Patienten mit ischämischer und nichtischämischer Kardiomyopathie (in kg/m²). Subgruppenverteilung nach Geschlecht.
[ [
[
Abb. 4.4: Verteilung der durchschnittlichen Körperoberflächenwerte bei Patienten mit ischämischer und
nicht-ischämischer Kardiomyopathie (in m²). Subgruppenverteilung nach Geschlecht.
44
Linksventrikuläre Volumina und Pumpfunktion
Bezüglich des EDV, ESV und der EF wurden folgende Werte ermittelt: Bei den Patienten
nach Myokardinfarkt beträgt das EDV im Mittel 266,74 ± 76 ml, der Median 258 ml, das
Minimum 117 ml und das Maximum 459 ml. Das ESV umfasst im Mittel 195,56 ± 78 ml
mit einem Median von 189 ml, einem Minimum von 47 ml und einem Maximum von 378
ml. Die EF wurde mit einem Durchschnittswert von 29,54 ± 14 % ermittelt, mit einem
Median von 27 %, einem Minimum von 11 % und einem Maximum von 77 %.
In der Kontrollgruppe beträgt der Mittelwert des EDV 274,44 ± 111 ml, der Median 268
ml, das Minimum 91 ml und das Maximum 522 ml. Der Mittelwert des ESV wurde mit
194,74 ± 114 ml ermittelt, der Median mit 180,50 ml, das Minimum mit 31 ml und das
Maximum mit 434 ml. Der Mittelwert der EF wurde mit 34,68 ± 19 % erhoben, der
Median mit 29 %, das Minimum mit 9 % und das Maximum mit 73 %.
Vergleich unserer Ischämie- und Kontrollgruppe
Bezüglich BMI (p= 0,394), Körperoberfläche (p= 0,204), EF (p= 0,317), ESV (p= 0,372)
und EDV (p= 0,247) gibt es keinen signifikanten Unterschied zwischen Kontrollgruppe
und Ischämiegruppe (p= ns) . Auch in den Untergruppen bezüglich Geschlecht zeigten
sich im Vergleich der männlichen Patienten in Ischämie- und Kontrollgruppe (BMI p=
0,480, Körperoberfläche p= 0,2, EF p= 0,202, ESV p= 0,281, EDV p= 0,241) sowie
im Vergleich der weiblichen Patienten in Ischämie- und Kontrollgruppe (BMI p= 0,243,
Körperoberfläche p= 0,227, EF p= 0,243 , ESV p= 0,229, EDV p= 0,229) keine
signifikanten Unterschiede (p= ns).
45
[ [
[
Abb. 4.5: Durchschnittliche Ejektionsfraktion (in %) in Ischämie- und Kontrollgruppe.
Subgruppenverteilung nach Geschlecht.
Abb. 4.6: Durchschnittliches endsystolisches und enddiastolisches Volumen (in ml). Subgruppenverteilung
nach Geschlecht.
46
17-Segment-Analyse der Ischämiegruppe
Bei der Analyse der Anzahl der Narbensegmente im MRT ergab sich bei den
Infarktpatienten folgende Konstellation: Im Durchschnitt waren bei den 56 Patienten von
17 Segmenten 6,95 ± 3,43 Segmente infarziert. Im Median waren 7 Segmente betroffen,
im Minimum 1 und im Maximum 14.
Abb. 4.7: Durchschnittliche Anzahl (n) infarzierter Segmente. Aufteilung nach Geschlecht.
Der Hinterwand zugehörig wurden die Segmente 3, 4 und 5 (basal), 9, 10 und 11 (mid)
und Segment 15 (apical) zugeordnet.
Der Vorderwand zugehörig wurden die Segmente 1, 2 und 6 (basal), 7, 8 und 12 (mid)
und 13 (apical) zugeordnet.
Die Anzahl der Segmente der infarzierten Hinterwand beträgt durchschnittlich 3,36 ±
1,65 Segmente, im Median 3,5, im Minimum 0, im Maximum 7. Die Anzahl der
infarzierten Vorderwandsegmente pro Patient wurde mit 2,39 Segmenten im Mittel
errechnet ± 2,16 Segmente mit einem Median von 2 Segmenten, einem Minimum von 0
Segmenten und einem Maximum von 7 Segmenten. Der p-Wert im Vergleich der
infarzierten Vorder- und Hinterwandsegmente war mit 0,196 nicht signifikant.
Im ersten Schritt wurde mittels Chi-Quadrat-Test analysiert, ob es signifikant gehäuft zu
Myokardinfarkten in den gruppierten basalen, mittleren und apikalen Segmenten des
47
Myokards nach dem 17-Segment-Modell gekommen ist.
Abb. 4.8: Durchschnittliche Anzahl (n) infarzierter Segmente im Bereich der Vorder- und Hinterwand.
Subgruppenverteilung nach Geschlecht.
Zu den basalen Segmenten gehören die Segmente eins, zwei, drei, vier, fünf und sechs,
zu den mittleren Segmenten Segment sieben, acht, neun, zehn, elf und zwölf und zu den
apikalen Segmenten Segment dreizehn, vierzehn, fünfzehn, sechzehn und siebzehn. Hier
stellten sich signifikant gehäuft Narbenbildungen in allen drei gruppierten Bereichen dar
(basale Segmente p= 0,0001, mittlere Segmente p= 0,0001, apikale Segmente p= 0,033).
Mittels des Chi-Quadrat-Tests wurde geprüft, ob es bei den einzelnen Patienten in den
einzelnen Segmenten signifikant gehäuft oder signifikant weniger zur Narbenbildung
gekommen ist.
Die Segmente eins (p= 0,001), zwei (p= 0,003), drei (p= 0,033), sechs (p= 0,0001), zwölf
(p= 0,008) und sechszehn (p= 0,033) sind signifikant weniger von Ischämien betroffen,
während Segment 10 (p= 0,033) das einzige Segment ist, in welchem sich eine
signifikant gehäufte Narbenbildung zeigte.
48
Infarktlokalisation und ventrikuläre Tachykardie/Kammerflimmern
Bezüglich eines möglichen Zusammenhangs zwischen der Infarktlokalisation und der
Häufigkeit ventrikulärer Tachykardien bzw. Kammerflimmern untersuchten wir die
vorhandenen ICD-Daten von 36 Patienten mit Zustand nach Myokardinfarkt und setzten
diese zu den Infarktlokalisationen in Beziehung. Hier waren keine signifikanten
Zusammenhänge zwischen der Infarktlokalisation und der Häufigkeit maligner
Anzahl Patienten mit infarziertem Segment
Herzrhythmusstörungen ersichtlich.
8
Anzahl Patienten mit
infarziertem Segment
7
6
5
4
3
2
1
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Segmente 1-17
Abb. 4.9: Verteilung der infarzierten Segmente bei allen Patienten (n= 7) mit ventrikulären
Rhythmusereignissen (alle Patienten männlich).
Insgesamt konnte bei 7 von 36 Patienten ein Ereignis nachgewiesen werden, welches sich
als ventrikuläre Tachykardie oder Kammerflimmern manifestierte. Zwar zeigten sich im
Rahmen der statistischen Auswertung der Daten keine signifikanten Zusammenhänge
zwischen Infarktlokalisation und der Häufigkeit maligner Herzrhythmusstörungen
(p= ns). Betrachtet man jedoch die Gemeinsamkeiten der sieben Patienten, bei welcher
ventrikuläre Tachykardien oder Kammerflimmern beobachtet wurden, so fällt auf, dass
alle sieben Patienten in Segment 10 eine Narbe als Folge des Myokardinfarktes
aufweisen. Eben jenes Segment 10 zeigt auch eine signifikant gehäufte Narbenbildung in
unserer Studie.
49
22%
20%
18%
16%
Anteil detektierter VT
Ischämiegruppe
Anteil detektierter VT
Kontrollgruppe
Prozent
14%
12%
10%
8%
6%
4%
2%
0%
Abb. 4.10: Anteil detektierter ventrikulärer Tachykardien in Ischämie- bzw. Kontrollgruppe an jeweiligem
Gesamtkollektiv (in %).
Insgesamt wurden in der Ischämiegruppe und der Kontrollgruppe zusammen bei 13 von
73 Patienten (17,81 %) ventrikuläre Tachykardien detektiert. Der Vergleich bezüglich der
Detektion von ventrikulären Tachykardien zwischen der Ischämiegruppe und den
Patienten mit nicht- ischämischer Kardiomyopathie (Kontrollgruppe) zeigte eine gehäufte
Detektion von ventrikulären Tachykardien in der Ischämiegruppe (19,4 %; 7 von 36
Patienten) gegenüber der Kontrollgruppe (16,21 %; 6 von 37 Patienten). Dieser
Unterschied stellte sich als nicht signifikant dar (p= 0,719).
Subgruppenvergleich von Ischämie- und Kontrollgruppe mit detektierter
ventrikulärer Tachykardie/Kammerflimmern
Weiterhin verglichen wir die Patienten der Kontrollgruppe mit ventrikulärem
Rhythmusereignis mit den Patienten mit Zustand nach Myokardinfarkt und ventrikulärem
Rhythmusereignis bezüglich BMI, Körperoberfläche, EF, ESV und EDV. Auffällig war
hier, dass alle Patienten, sowohl in der Kontrollgruppe als auch in der Ischämiegruppe,
Männer waren.
50
Abb. 4.11: Verteilung aller Patienten mit ventrikulärem Rhythmusereignis n= 13 (in %, alle Patienten
männlich).
Das durchschnittliche Alter der Patienten in der Kontrollgruppe beträgt 51,33 ± 8,40
Jahre, während das durchschnittliche Alter der Patienten in der Ischämiegruppe 63,43 ±
8,34 Jahre beträgt.
[ [
[
Abb. 4.12: Durchschnittliches Alter bei Patienten mit ventrikulärem Rhythmusereignis n= 13 (in Jahren,
alle Patienten männlich).
51
Bezüglich des BMI zeigt sich in der Kontrollgruppe ein Mittelwert von 28,33 ± 3,65 kg/
m², ein Median von 29,15 kg/m², ein Minimum von 23,90 kg/m² und ein Maximum von
33,10 kg/m², während sich in der Ischämiegruppe ein Mittelwert von 28,66 ± 4,68 kg/
m², ein Median von 29,4 kg/m², ein Minimum von 21,80 kg/m² und ein Maximum von
36,80 kg/m² darstellt.
[ [
[
Abb. 4.13: Durchschnittliche BMI Werte bei Patienten mit ventrikulärem Rhythmusereignis n= 13 (in
kg/m², alle Patienten männlich).
In der Kontrollgruppe war bei der Körperoberfläche ein Mittelwert von 2,06 ± 0,24 m²,
ein Median von 2,12 m², ein Minimum von 1,68 m² und ein Maximum von 2,38 m²
ersichtlich. Bei der Berechnung der Körperoberfläche wurde in der Ischämiegruppe ein
Mittelwert von 2,15 ± 0,219 m², ein Median von 2,11 m², ein Minimum von 1,94 m² und
ein Maximum von 2,53 m² ermittelt.
52
[ [
[
Abb. 4.14: Durchschnittliche Körperoberfläche bei Patienten mit ventrikulärem Rhythmusereignis n= 13
(in m², alle Patienten männlich).
Die Berechnung der Ejektionsfraktion ergab in der Kontrollgruppe für den Mittelwert
einen Wert von 25,50 ± 18,11 %, einen Median von 19,00 %, ein Minimum von 9 % und
ein Maximum von 60 %. In der Ischämiegruppe wurde bezüglich der EF ein Mittelwert
von 23,71 ± 10,32 %, ein Median von 23 %, ein Minimum von 12 % und ein Maximum
von 36 % ermittelt. In der Kontrollgruppe ergab die Untersuchung des enddiastolischen
Volumens einen Mittelwert von 284,50 ± 113,04 ml, einen Median von 262 ml, ein
Minimum von 179 ml und ein Maximum von 418 ml. Im Rahmen der Berechnung des
enddiastolischen Volumens für die Ischämiegruppe zeigte sich ein Mittelwert von 286,86
± 54,33 ml, ein Median von 257 ml, ein Minimum von 231 ml und ein Maximum von
364 ml. Das endsystolische Volumen in der Kontrollgruppe wurde mit einem Mittelwert
von 221,17 ± 113,04 ml, ein Median von 196,50 ml, ein Minimum von 71 ml und einem
Maximum von 379 ml ermittelt. Das endsystolische Volumen zeigt im Mittel einen Wert
von 223 ± 70,41 ml, einen Median von 198 ml, ein Minimum von 147 ml und ein
Maximum von 322 ml in der Ischämiegruppe.
53
[ [
[
[ [
[
Abb. 4.15: Durchschnittliche Ejektionsfraktion bei Patienten mit ventrikulärem Rhythmusereignis n= 13
(in %, alle Patienten männlich).
Abb. 4.16: Durchschnittliches enddiastolisches Volumen bei Patienten mit ventrikulärem Rhythmusereignis
n= 13 (in ml, alle Patienten männlich).
Somit waren im Vergleich dieser beiden Subgruppen keine signifikanten Unterschiede
bezüglich BMI (p= 0,224), Körperoberflächen (p= 0,224), EF (p= 0,242) , EDV
54
(p= 0,224) und ESV (p= 0,224) zu erkennen (p= ns). Dies unterstreicht die gute
Vergleichbarkeit dieser Subgruppen bezüglich der Analyse möglicher Unterschiede als
Ursache möglicher ventrikulärer Rhythmusereignisse. Eine andere Ursache für die
ventrikulären Rhythmusereignisse als die myokardiale Narbe in der Ischämiegruppe ist in
Anbetracht der obigen Ergebnisse unwahrscheinlich.
[ [
[
Abb. 4.17: Durchschnittliches endsystolisches Volumen bei Patienten mit ventrikulärem Rhythmusereignis
n= 13 (in ml, alle Patienten männlich).
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass zwischen unserer Ischämie- und
Kontrollgruppe keine signifikanten Unterschiede in Punkto BMI, Körperoberfläche, EF,
ESV und EDV ersichtlich waren. Auch in den Untergruppen bezüglich Geschlecht
zeigten sich im Vergleich der männlichen Patienten in Ischämie- und Kontrollgruppe
sowie im Vergleich der weiblichen Patienten in Ischämie- und Kontrollgruppe keine
signifikanten Unterschiede. Daher lassen sich die ventrikulären Rhythmusereignisse der
Ischämiegruppe nicht allein auf eine möglicherweise erniedrigte Ejektionsfraktion oder
andere Faktoren zurückführen lassen.
55
Résumé
Bei Betrachtung der Ischämiegruppe konnte gezeigt werden, dass in den basalen (eins,
zwei, drei, vier, fünf, sechs), mittleren (sieben, acht, neun, zehn, elf, zwölf) und apikalen
Segmenten (dreizehn, vierzehn, fünfzehn, sechzehn, siebzehn), welche gruppiert
zusammengefasst wurden, signifikant gehäuft Narbenbildungen zu beobachten waren.
Dies bedeutet, dass bei der Ischämiegruppe in den basalen, mittleren und apikalen
Segmenten signifikant mehr infarzierte Segmente zu finden sind als nicht-infarzierte
Segmente. Bei Betrachtung der einzelnen Segmente zeigen sich die Segmente eins, zwei,
drei, sechs, zwölf und sechszehn signifikant weniger von Ischämien betroffen, während
Segment 10 das einzige Segment ist, in welchem sich eine signifikant gehäufte
Narbenbildung zeigte. Bei Betrachtung der Subgruppen in Ischämie- und Kontrollgruppe,
bei welchen eine ventrikuläre Tachykardie oder Kammerflimmern adäquat vom ICD
detektiert wurden, war auffällig, dass dies in beiden Subgruppen nur bei Männern der
Fall war. Im Vergleich dieser beiden Subgruppen gab es keine signifikanten Unterschiede
bezüglich BMI, Körperoberflächen, EF, EDV, ESV und Anzahl der Detektionen von
ventrikulären Tachykardien bzw. Kammerflimmern (p= ns).
Obwohl kein signifikanter Zusammenhang zwischen Infarktlokalisation und Häufigkeit
maligner Herzrhythmusstörungen ersichtlich war, so fällt auf, dass alle sieben Patienten,
bei welchen der ICD ventrikuläre Tachykardien oder Kammerflimmern detektierte, in
Segment 10 eine Narbe als Folge des Myokardinfarktes aufwiesen. Eben jenes Segment
10 zeigt auch eine signifikant gehäufte Narbenbildung in unserer Studie.
56
5. Diskussion
Detektion von potentiell proarrhythmogenen myokardialen Arealen mittels KardioMRT
Die Identifikation infarzierter Myokardareale mittels MRT als potentiell
proarrhythmisches morphologisches Korrelat ist ein wichtiges Tool, um vitale Areale von
avitalen zu unterscheiden. Kann man in der Echokardiographie über segmentale
Kontraktionsstörungen je nach Untersuchungsbedingungen und untersucherbedingt auf
mögliche avitale Areale schließen, bietet die Kardio-MRT über die definierten
linksventrikulären Areale des 17-Segment-Modells und dem ,,late enhancement“ eine
objektive Analyse der betroffenen Segmente.
Abb. 5.1 Prozess der Einlagerung von Gadolinium von vitalem Myokard über die akute Ischämie bis zur
Narbenbildung und dem bildlichen Korrelat des late enhancement (aus Mahrholdt et al. [53] modifiziert
nach Kim RJ et al. [46]).
Abbildung 5.1 zeigt die Verteilung des Gadoliniums in Abhängigkeit von der Vitalität
des Myokards. Während das Gadolinium bei vitalem Myokard aufgrund der intakten
Zellmembranen in niedriger Konzentration zwischen den Zellmembranen zu finden ist,
kann sich durch den Untergang des Myokards und den fibrotischen Umbau in diesem
Areal deutlich mehr Gadolinium in dieser kollagenen Matrix anreichern und so als late
57
enhancement in der MRT nachgewiesen werden. Erstmals machte sich Raymond J. Kim
1996 die Eigenschaften des Gadoliniums am Myokard zu nutze. Er konnte nach
Applikation von Gd-DTPA in Hasen mittels MRT die Anreicherung des Kontrastmittels
in myokardialen Arealen nachweisen, deren koronare Versorgungsgebiete vorher
artifiziell verschlossen worden waren.
Im Laufe der Zeit hat sich die Untersuchungstechnik zur Identifikation infarzierter Areale
als Goldstandard durchgesetzt und ist ein wichtiges Tool zur Entscheidung, ob eine
interventionelle Revaskularisation durchgeführt werden soll oder nicht [43, 74].
Die Studie ,,Prevalence of scarred and dysfunctional myocardium in patients with heart
failure of ischaemic origin: A cardiovascular magnetic resonance study” von Bourantas
et al. untersuchte 193 Patienten ebenfalls mit der MRT hinsichtlich myokardialer Narben
nach dem 17-Segment-Model [11]. Hier zeigten sich bei durchschnittlich 32,78 % der
Patienten mindestens eine transmurale bzw. nicht- transmurale Narbe in der Vorderwand,
während sich bei durchschnittlich 38,49 % der Patienten mindestens eine transmurale
bzw. nicht-transmurale Narbe in der Hinterwand darstellte. Die Tendenz, dass die
Hinterwand im Vergleich zur Vorderwand häufiger betroffen ist, bestätigt sich auch in
unserer Studie. Während mit durchschnittlich 34,69 % mindestens eine Narbe im Bereich
der Vorderwand ein annähernd identischer Wert wie in der Studie von Bourantas et al.
ersichtlich ist, zeigt sich bezüglich der Narbe im Bereich der Hinterwand in unserer
Studie ein etwas erhöhter Wert mit durchschnittlich 47,95 %.
58
60
50
40
30
Studie Bourantas et al.
20
Unsere Studie
10
0
mindestens eine
Vorderwandnarbe bei
untersuchten Patienten (%)
mindestens eine
Hinterwandnarbe bei
untersuchten Patienten (%)
Abb. 5.2: Verteilung der Patienten mit mindestens einer Vorder- bzw. Hinterwandnarbe im Vergleich
unserer Studie und der Studie von Bourantas et al. (in %).
Bei der Aufteilung der Segmente nach basal, mid ventrikulär und apikal war in unserer
Studie in den basalen Segmenten bei durchschnittlich 37,39 % der Patienten mindestens
ein Segment infarziert (25,12 % in der Studie von Bourantas et al.), in den mittleren
Segmenten bei durchschnittlich 44,03 % (41,27 % in der Studie von Bourantas et al.) und
in den apikalen Segmenten bei durchschnittlich 41,07 % der Patienten mindestens ein
Segment infarziert (52,54 % in der Studie von Bourantas et al.).
60
50
40
30
Studie Bourantas et al.
Unsere Studie
20
10
0
mindestens ein
mindestens ein
mindestens ein
infarziertes Segment infarziertes Segment infarziertes Segment
basal (%)
mid (%)
apikal (%)
Abb. 5.3: Anzahl der Patienten mit mindestens einem infarzierten Segment basal, mid oder
apikal im Vergleich unserer Studie und der Studie von Bourantas et al. (in %).
59
Eine Studie von Klem et al. untersuchte ähnlich wie unsere Studie den Zusammenhang
des Ausmaßes von myokardialen Narben und der Auslösehäufigkeit von ICD´ s [50].
Mittels Kardio-MRT wurde bei 137 Patienten das Ausmaß der Infarktareale analysiert,
wobei im Unterschied zu unserer Untersuchung nicht die einzelnen Segmente nach dem
17-Segment-Model eruiert wurden sondern der Anteil des Narbengebieten in
Abhängigkeit von der linksventrikulären Myokardmaße. Diese Patienten wurden mit
aufgrund medizinischer Indikation mit ICD´ s versorgt. In einem
Nachbeobachtungszeitraum von 24 Monaten die primären Endpunkte adäquate ICDAuslösung und Tod. Der primäre Endpunkt stellte sich bei 39 Patienten ein. Patienten mit
einer linksventrikulären Ejektionsfraktion von größer 30 % und einer signifikanten
myokardialen Narbe, welche als Anteil größer 5 % der linksventrikulären Masse definiert
wurde, war das Risiko, den primären Endpunkt zu erreichen, so groß wie bei Patienten
mit einer EF unter 30 %. Bei Patienten mit einer EF kleiner/gleich 30 % und einem
Narbenanteil kleiner 5 % war ähnlich denjenigen Patienten mit einer EF von größer
30 %.
Epidemiologie des plötzlichen Herztodes
In Deutschland sterben jährlich 70.000-100.000 Menschen, in den USA ca. 450.000
Menschen, am plötzlichem Herztod (PHT), womit dieser zu den häufigsten
Todesursachen der westlichen Welt gehört. Während bradykarde Herzrhythmusstörungen
nur zu ca. 10 % Auslöser für den PHT sind, spielen in 90 % der Fälle tachykarde
Herzrhythmusstörungen eine entscheidende Rolle. Ursächlich hierfür ist in ca. 50 % die
Erstmanifestation einer kardialen Erkrankung [3, 48, 85].
Medizintechnische Entwicklung
Die Entwicklung der ICD´ s als Therapie der Wahl zur Prävention des plötzlichen
Herztodes hatte den Ursprung in den Versuchen von Hopps und Bigelow. 1954
terminierten sie bei einem Hund ventrikuläre Rhythmusstörungen mittels Schockabgabe
zwischen einem elektrischen intravenösen Katheter und einer Elektrode auf dem Thorax
des Hundes [38]. Nachdem der erste Test eines Prototyps eines ICD´ s 1969 im Körper
eines Hundes erfolgte [56], wurden zum ersten Mal 1980 von Michael Mirowski in
60
Baltimore, USA, ein implanted cardioverter defibrillator implantiert. Von diesem
Zeitpunkt an diente dieser als wichtigste Therapieoption zur Beendigung von
ventrikulären Tachykardien [57]. Im Laufe der Jahre stellte sich zum einen Dank der
technischen Neuerungen eine Verkleinerung der Geräte von ca. 140 cm³ 1989 auf ca. 20
bis 30 cm³ heute ein, zum anderen konnte durch die Programmierbarkeit mittels
Algorithmen eine präzisere Detektion und Schockabgabe der ICD´ s erzielt werden [10].
Der aktuellste Fortschritt sind biventrikuläre ICD´ s zur Resynchronisationstherapie bei
Patienten mit hochgradig eingeschränkter Pumpfunktion und asynchronem
Kontraktionsablauf der beiden Ventrikel. In der MADIT-CRT Studie (Moss et al.)
wurden 1820 Patienten der NYHA Klasse I oder II mit hochgradig eingeschränkter
linksventrikulärer Pumpfunktion (EF < 30 %), Sinusrhythmus und QRS Breite größer/
gleich 130 Millisekunden in einem Verhältnis von 2:3 randomisiert aufgeteilt. 731
Patienten erhielten einen ICD, 1089 ein CRT-D Aggregat [61]. Innerhalb der folgenden
zweieinhalb Jahre konnte das relative Risiko, den primären Endpunkt (Tod und
Herzinsuffizienz geschuldete, nicht tödliche Ereignisse) zu erreichen, bei den Patienten
mit dem CRT-D Aggregat um 34 % gegenüber der ICD Gruppe gesenkt werden. Die
jährliche Todesrate von 3 % war in beiden Gruppen gleich. Diese Erkenntnisse fanden
2010 Einzug in die ESC Leitlinien als Klasse Ia Empfehlung [20].
Therapie im Wandel der Zeit
Viele Studien und Publikationen haben sich mit der Frage nach dem richtigen Zeitpunkt
und den richtigen Indikationen für die Implantation der ICD´ s bei Patienten mit
erhöhtem Risiko für den plötzlichen Herztod durch ventrikuläre Tachykardien bzw.
Kammerflimmern auseinandergesetzt. War bis Mitte der 90er Jahre die medikamentöse
Einstellung mittels Antiarrhythmika die Methode der Wahl, zeichnete sich durch
verschiedene Publikationen ab Mitte der 90er Jahre eine Überlegenheit in der Therapie
von ventrikulären Tachykardien mittels ICD ab. Das dieser Effekt unabhängig vom Alter
der Patienten ist, zeigten 1997 Trappe et al. in ihrer Publikation ,,Age dependent efficacy
of implantable cardioverter-defibrillator treatment: observations in 450 patients over an
11 year period”. Hier wurden 450 Patienten nach Indikation ein ICD implantiert. Die
Patienten wurden in drei Altersgruppen (≤ 50 Jahre, 51 bis 64 Jahre und ≥ 65 Jahre)
61
eingeteilt und über einen Zeitraum von 11 Jahren bezüglich durchschnittlicher
Überlebensdauer in Abständen von 3, 5 und 7 Jahren nachbeobachtet. Hier zeigte sich in
der Patientengruppe ≤ 50 Jahre nach 3, 5 und 7 Jahren eine durchschnittliche
Überlebensrate von 95 %, in der Patientengruppe von 51-64 Jahren eine 3- JahresÜberlebensrate von 93 % und eine 5- bzw. 7- Jahres-Überlebensrate von 91 %. In der
Patientengruppe ≥ 65 Jahre wurde sogar eine Überlebensrate nach 3, 5 und 7 Jahren von
sogar 99 % ermittelt, wobei in diesen Zeiträumen bei 80 % aller Patienten
Schockabgaben zu verzeichnen waren [82]. Entscheidende Studien zum Beweis der
Überlegenheit der durch technische Entwicklungen ständig verbesserten ICD´ s waren die
MADIT I und MADIT II Studien, wobei die medikamentöse Therapie zur
Risikoreduktion von Herzrhythmusstörungen beibehalten wird. Die MADIT I Studie
(Multicenter Automatic Defibrillator Implant Trial) verglich eine sekundärpräventive
ICD Implantation mit antiarrhythmischer Therapie (Amiodaron) bei 196 Patienten.
Die mittlere Beobachtungszeit betrug 27 Monate. Während in der Gruppe mit
konventionellem Therapieschema das Durchschnittsalter 64 ± 9 Jahre betrug und in
dieser Gruppe 92 Männer und 8 Frauen eingeschlossen waren, zeigte sich in der
Patientengruppe mit ICD eine Durchschnittsalter von 62 ± 9 Jahren mit einer Verteilung
von ebenfalls 92 Männern und 8 Frauen. Die mittlere EF in der konventionellen Gruppe
betrug 25 %, während die mittlere EF in der ICD- Gruppe 27 % betrug. Der primäre
Endpunkt der Studie war die Mortalität, wobei jeder Tod in die Gruppen ,,kardial
bedingter Tod“ oder ,,nicht-kardial bedingter Tod“ eingruppiert wurde. In der Gruppe
mit konventionellem Therapieschema zeigten sich 27 kardial bedingte Todesfälle sowie 6
nicht-kardial bedingte Todesfälle und 6 Todesfälle unklarer Todesursache (n= 39
Todesfälle). In der Patientengruppe mit ICD wurden 11 Todesfälle kardial bedingter
Genese eruiert. 4 Todesfälle waren nicht-kardialer Genese. Todesursachen unklarer
Genese gab es nicht (n= 15 Todesfälle). In der ICD Gruppe konnte eine Senkung der
Gesamtmortalität um 54 % gegenüber der konservativ medikamentösen Therapie
nachgewiesen werden. Zudem ließ sich in dieser Studie kein Benefit für die
medikamentöse Therapie mittels Betablocker oder Amiodaron nachweisen [59]. Einen
Schritt weiter gingen Moss et al. mit der MADIT II Studie, in welcher sie
Postinfarktpatienten mit einer EF unter 30 % primärprophylaktisch einen ICD
62
implantierten und gegen eine Kontrollgruppe mit Patienten mit konservativer Therapie
den Verlauf beobachteten. Die Auswahl der Patienten erfolgte randomisiert in einem
Verhältnis von 3:2 (ICD: 742 Patienten; medikamentös- konservativer Therapie: 420
Patienten). Insgesamt umfasste die Studie 1232 Patienten. Primärer Endpunkt war die
Mortalität. Die Studie wurde nach 20 Monaten vorzeitig wegen Überlegenheit der ICD
Therapie abgebrochen. Zwar zeigte sich eine leichte Verschlechterung der myokardialen
Pumpfunktion in der Gruppe mit ICD-Implantation. 14,9 % der Patienten aus der
medikamentös-konservativen Gruppe mussten stationär wegen dekompensierter
Herzinsuffizienz behandelt werden, während 19,9 % der Patienten aus der DefibrillatorGruppe wegen dekompensierter Herzinsuffizienz stationär aufgenommen werden
mussten. Die Todesrate für die ICD Patienten jedoch reduzierte sich im 1. Jahr um 12 %,
im 2. und 3. Jahr um 28 %. Die Risikoreduktion bezüglich Mortalität beträgt durch
eine ICD Implantation ca. 31 % (14,2 % vs. 19,8 % bzw. 97 vs. 105 Todesfälle;
p= 0,016) [61]. Neben den MADIT I und II Studien zeigten die Ergebnisse aus der SCDHeFT-Studie (Sudden Cardiac Death in Heart Failure Trial) 2005 die deutliche
Überlegenheit der ICD´ s gegenüber der alleinigen medikamentös, konservativen
Therapie. 2521 Patienten mit Linksherzinsuffizienz NYHA II oder III und einer
Ejektionsfraktion von ≤ 35 % ischämischer oder nicht- ischämischer Genese wurden
in die Studie aufgenommen und randomisiert doppelverblindet auf drei Arme verteilt. Ein
Arm erhielt eine Herzinsuffizienztherapie plus Placebo (n= 847), der zweite Arm erhielt
eine Herzinsuffizienztherapie plus Amiodaron (n= 845) und der dritte Arm eine
Herzinsuffizienztherapie plus ICD. Der primäre Endpunkt war Tod. Zum einen stellte
sich eine Reduktion des relativen Risikos bezüglich Tod um 23 % und eine absolute
Reduktion um 7,2 % dar. Zum anderen ergab sich zwischen der Placebo- und
Amiodaronmedikation im Vergleich dieser beiden Gruppen kein Vorteil in der Gruppe
mit Amiodaronmedikation. Die Ergebnisse der drei oben genannten Studien hielten
Einzug für die heutige Indikationsstellung zur Implantation eines ICD bei Patienten mit
Z.n. Myokardinfarkt und hochgradig eingeschränkter Pumpfunktion.
63
Prädiktive Faktoren einer ventrikulären Tachykardie
Zeigte sich in den Studien die Überlegenheit der elektrischen Stimulation zur
Terminierung von ventrikulären Tachykardien, so war auch schnell klar, das durch die
verhältnismäßig weite Indikationsstellung zur Implantation eines ICD´ s (Z.n.
Myokardinfarkt, hochgradig eingeschränkte Pumpfunktion) ein immenser Anstieg der
ICD-Implantationen die Folge sein würde. Um die Indikationsstellung bezüglich der
Implantation von ICD´ s noch präziser fassen zu können, beschäftigten sich viele Studien
mit möglichen prädiktiven Faktoren für das Auftreten von ventrikulären Tachykardien
bzw. Kammerflimmern. Hong Yu et al. ermittelten in ihrer Studie ,,Comparison of NTerminal Pro-Brain Natriuretic Peptide Versus Electrophysiologic Study for Predicting
Future Outcomes in Patients With an Implantable Cardioverter Defibrillator After
Myocardial Infarction”, dass bei Patienten mit pro BNP Werten größer 497 ng/L
(ermittelter Median in der Studie) signifikant häufiger ventrikuläre Tachykardien/
Kammerflimmern zu beobachten sind [91]. Ähnliche Ergebnisse zeigen sich in der Studie
von Hugues Blangy et al., in welcher neben erhöhten pro BNP Spiegeln auch erhöhte
Prokollagen- und (hs)- C-reaktive Proteinspiegel im Blut mit einer signifikant erhöhten
Rate von ventrikulären Tachykardien assoziiert sind [9].
Im Rahmen unserer Studie ließen wir uns von dem Gedanken der histologischmorphologischen und elektrophysiologischen Beziehung zwischen Infarktzone und
ventrikulären Herzrhythmusstörungen leiten. André Schmidt, Clerio F. Azevedo, Alan
Cheng et al. zeigten in ihrer Studie ,,Infarct tissue heterogeneity by magnetic resonance
imaging identifies enhanced cardiac arrhythmia susceptibility in patients with left
ventricular dysfunction”, dass eine Heterogenität aus vitalem Myokard und
Narbengewebe zu ventrikulären Tachykardien prädisponiert [73]. Die Etablierung einer
Kontrollgruppe unsererseits mit Patienten, welche aufgrund einer nicht-ischämischen
Kardiomyopathie eine Indikation zur ICD Implantation gehabt haben, wurde
durchgeführt, um den Effekt der durch eine mögliche erniedrigte EF ausgelösten VT/
Kammerflimmern zu berücksichtigen.
64
Vergleich der vorliegenden Untersuchung mit anderen Studien
Bezüglich der ermittelten Parameter wie Alter, Anteil der männlichen und weiblichen
Patienten am Gesamtkollektiv, EF etc. zeigten sich ähnliche Werte wie in den MADIT I
und II bzw. SCD-HeFT-Studien. Der in unserer Studie ermittelte Altersdurchschnitt von
64 Jahren (± 10,44 Jahre) in der Ischämiegruppe war mit der in der MADIT I und II
Studie annähernd identisch (MADIT I: konventionelle Therapie Altersdurchschnitt 64 ±
9 Jahre, Defibrillator- Therapie Altersdurchschnitt 62 ± 9 Jahre; MADIT II:
konventionelle Therapie Altersdurchschnitt 65 ± 10 Jahre, Defibrillator- Therapie
Altersdurchschnitt 64 ± 10 Jahre). Der in der SCD-HeFT ermittelte Median um 60 Jahre
könnte durch den Effekt zustande kommen, dass hier nicht nach ischämischer und nichtischämischer Kardiomyopathie aufgeteilt wurde. Der in unserer Studie ermittelte
Altersdurchschnitt der nicht- ischämischen Kontrollgruppe liegt bei 58 Jahren. Der
Median beider Gruppen liegt mit 62 Jahren nahe dem Bereich der SCD-HeFT-Studie
(SCD-HeFT medianes Alter Amiodarongruppe 60,4 Jahre, Placebogruppe 59,7 Jahre,
ICD-Gruppe 60,1 Jahre).
Auch zeigen sich parallelen bezüglich der Verteilung von Männern und Frauen in den
jeweiligen Kollektiven. In unserem Gesamtkollektiv waren Männer mit einem Anteil von
80,37 % vertreten und die Frauen mit 19,63 %. In der Ischämiegruppe stellte sich ein
Anteil von 85,97 % an Männern und 14,03 % an Frauen dar, in der Kontrollgruppe 74 %
an Männer und 26 % an Frauen (MADIT I: Anteil Männer 91 % konventionelle Gruppe
und Defibrillatorgruppe; MADIT II: Anteil Männer 85 % konventionelle Gruppe und
84 % Defibrillatorgruppe; SCD-HeFT: Anteil Männer Amiodarongruppe 76 %,
Placebogruppe 77 % und ICD-Gruppe 77 %). Da die MADIT I und II Studien ihren
Schwerpunkt auf Patienten mit ischämischer Kardiomyopathie haben und die SCDHeFT-Studie vom Studienansatz her nicht zwischen ischämischen und nichtischämischer Kardiomyopathie unterschieden hat, zeigt der Vergleich zwischen der
Ischämiegruppe und der MADIT I und II Studie bezüglich Alter und Geschlecht eine
engere Korrelation, während es eine engere Korrelation zwischen der SCD-HeFT-Studie
und unserem Gesamtkolletiv gibt. Bezüglich der Ejektionsfraktion zeigte sich in unserer
Ischämiegruppe ein Mittelwert von 29,54 ± 14 % (Median 27 %) und in der
Kontrollgruppe ein Mittelwert von 34,68 ± 14 % (Median 29 %). Vergleicht man unsere
65
Werte mit denen der anderen drei Studien (MADIT I: durchschnittliche EF
konventionelle Therapiegruppe 25 ± 7 %, durchschnittliche EF Defibrillatorgruppe 27 ±
7 %; MADIT II: durchschnittliche EF konventionelle Therapiegruppe 23 ± 6 %,
durchschnittliche EF Defibrillatorgruppe 23 ± 5 %; SCD-HeFT: EF Median:
Amiodarongruppe 25 %, Placebogruppe 25 %, ICD-Gruppe 24 %), so liegen die Werte
der drei Studien bezüglich Ejektionsfraktion nahe an den unsrigen.
Abb. 5.4: Datenvergleich unserer Studie mit der MADIT I und II sowie SCD-HeFT-Studie bezüglich Alter,
Geschlecht und Ejektionsfraktion.
Da sich in unserer Ischämiegruppe und Kontrollgruppe kein signifikanter Unterschied
bezüglich der Ejektionsfraktion zeigte, lassen sich die Unterschiede bezüglich der
Häufigkeit von ventrikulären Tachykardien auf Lokalisation der Infarktgebiete
zurückführen. Insgesamt waren in der Ischämiegruppe bei 19,44 % ventrikuläre
Tachykardien oder Kammerflimmern ersichtlich, während in der Kontrollgruppe bei
16,21 % der Patienten ventrikuläre Tachykardien bzw. Kammerflimmern ersichtlich
waren. Der Datenvergleich mit anderen Studien bezüglich der direkten Infarktlokalisation
der einzelnen Segmente mittels Kardio-MRT und der Detektion von ventrikulären
Tachykardien bzw. Kammerflimmern mittels ICD gestaltet sich schwierig, da in der
66
Literaturrecherche ein ähnlicher Studienansatz nicht gefunden werden konnte. Strauss et
al. konnten in ihrer Studie ,,An ECG index of myocardial scar enhances prediction of
defibrillator shocks: an analysis of the Sudden Cardiac Death in Heart Failure Trial” bei
797 Patienten zeigen, dass eine Größenzunahme der myokardialen Narbe, über den QRS
Score ermittelt, häufiger zu ventrikulären Tachykardien bzw. Kammerflimmern führt
[77].
Das 10. Segment (mid inferior)
Die Analyse bezüglich der 17 Segmente des linken Ventrikels verdeutlichte, dass in der
Gruppe der basalen, mittleren und apikalen Segmente signifikant gehäuft Infarktnarben
lokalisiert sind. In den einzelnen Segmenten 1, 2, 3, 6, 12 und 16 waren signifikant
weniger gehäuft Narben ersichtlich, während Segment 10 das einzige Segment ist, in
welchem signifikant gehäuft Infarktnarben lokalisiert waren. Bezüglich eines
signifikanten Zusammenhanges zwischen ventrikulären Tachykardien/Kammerflimmern
waren keine Zusammenhänge zwischen einzelnen Segmenten und den registrierten
ventrikulären Tachykardien bei den untersuchten Patienten zu eruieren. Jedoch zeigte
sich bei den 7 Patienten mit Zustand nach Myokardinfarkt, bei welchen ventrikuläre
Tachykardien zu verzeichnen waren, dass bei allen Patienten das Segment 10 eine
Infarktnarbe aufwies. Da auch andere Patienten in diesem Areal eine Infarktnarbe hatten,
welche bis zum Zeitpunkt unserer Erhebung keine VT/Kammerflimmern hatten, stellte
sich hier kein signifikanter Zusammenhang dar.
67
6. Schlussfolgerungen
Die kardiale Magnetresonanztomographie ist ein modernes, nicht invasives, bildgebendes
Verfahren in der Kardiologie, welches detaillierte Informationen bezüglich
Infarktlokalisation und Wandbewegungsstörung nach Myokardinfarkt liefert. Die
Einteilung des linken Ventrikels in das sogenannte 17-Segment-Modell durch die AHA
gibt dem Untersucher die Möglichkeit, objektiviert und standardisiert Ausdehnungen von
Infarktarealen zu bestimmen und sie interpersonell zu vergleichen. Die Terminierung
ventrikulärer Tachykardien bzw. Kammerflimmern, getriggert durch proarrhythmogen
myokardiale Areale mittels ICD ist ein Meilenstein in der Behandlung
lebensbedrohlicher Herzrhythmusstörungen. Aufgrund des heutzutage herrschenden
Ressourcenmangels und im Sinne der Patienten ist es wichtig, die Indikationsstellung
bezüglich der Implantation von Defibrillatoren so präzise wie möglich zu fassen. Neben
serologischen Markern wie z.B. dem pro BNP zur Risikostratifizierung sind vor allem die
histologisch-morphologischen Korrelate zwischen Narbengewebe und malignen
ventrikulären Herzrhythmusstörungen ein wichtiger Ansatzpunkt, um Infarktnarben in
bestimmten Segmenten oder in Kombination mehrerer Segmente als proarrhythmogen zu
identifizieren und so eine Präzisierung der Indikationsstellung bezüglich der
Implantationen von ICD´ s zu manifestieren. Unsere Studie wie auch die Publikation von
André Schmidt [73] haben gezeigt, dass sich aus der Heterogenität der Gewebe im linken
Ventrikel proarrhythmogene Eigenschaften ableiten lassen. In unserer Studie
kristallisierte sich das Segment 10 als einziges Segment mit signifikant gehäufter
Infarktmitbeteiligung vor allem deshalb als interessantes Segment heraus, weil es bei
allen Patienten mit dokumentierten VT/Kammerflimmern ebenfalls mit infarziert war.
Dieses Ergebnis war in unserer Studie nicht signifikant, doch wären weitere
Untersuchungen diesbezüglich in Zusammenschluss mehrerer Zentren mit größeren
Patientenzahlen und einem längeren Nachbeobachtungszeitraum ein wichtiger und
interessanter Ansatz, möglicherweise ein oder mehrere postinfarziert veränderte
Segmente als signifikant ursächlich für proarrhythmogene Eigenschaften zu
identifizieren.
68
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Vahanian, A. (Chairperson) (France), Auricchio, A. (Switzerland), Bax, J. (The
Netherlands), Ceconi, C. (Italy), Dean, V. (France), Filippatos, G. (Greece), FunckBrentano, C. (France), Hobbs, R. (UK), Kearney, P. (Ireland), McDonagh, T.
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8. Danksagung
Ich bedanke mich herzlich bei meinem Doktorvater, Herrn Prof. Dr. med. H.- J. Trappe
für die Bereitstellung des Themas dieser Arbeit, die Annahme als Doktorand und die
fachlichen Ratschläge und Anregungen sowie Herrn Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Hans J.
Trampisch und seinem Team für die Unterstützung und Beratung bezüglich der
statistischen Auswertungen der Daten. Vor allem möchte ich Herrn Oberarzt Dr. med.
Marc van Bracht für die ausdauernde Betreuung und die vielfältige Unterstützung, die
das Entstehen der Arbeit möglich gemacht hat, danken, sowie meiner Familie, die mich
liebevoll unterstützt hat, insbesondere meiner Tante Renata Petrovic, welche mir bei der
statistischen Auswertung der Daten zur Seite stand.
.
Lebenslauf
Persönliche Daten
Name
Lovre Lorenz Skoljarev
Geburtstag/-ort
02.10.1981 in Stuttgart
Familienstand
ledig
Schulausbildung
1987 - 1991
Overberggrundschule Fröndenberg
1991 - 2001
Walburgisgymnasium, Menden (Abitur)
Wehrdienst
November 2001-
Grundwehrdienst in der Bundeswehr als
Juli 2002
Sanitätssoldat
Hochschulausbildung
2002- 2008
Studium der Humanmedizin an der RuhrUniversität Bochum
Oktober 2004
Erster Abschnitt der Ärztlichen Prüfung
Oktober 2006
einmonatiges Praktikum in den Vereinigten
Arabischen Emiraten
November 2008
Zweiter Abschnitt der Ärztlichen Prüfung
und Approbation
Beruf
Seit 25.5.2009
Assistenzarzt
Sonstige Tätigkeiten
Oktober 2003 -
Mitglied der Fachschaft Medizin
Oktober 2006
Bochum