[Seite 1↓] Aus der Klinik für Strahlenheilkunde
der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

DISSERTATION

Ermittlung von Einflußfaktoren auf die Arrhythmiegenese
bei Patienten mit korrigierter Fallotscher Tetralogie mittels der Magnetresonanztomographie (MRT)

Zur Erlangung des akademischen Grades
Doctor medicinae (Dr. med.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

von

Matthias Grothoff

aus Iserlohn

Dekan: Prof. Dr. Joachim W. Dudenhausen

Gutachter:
1. Herr PD Dr. med. M. Gutberlet
2. Herr PD Dr. med H. Abdul-Khaliq
3. Herr Prof. Dr. med. M. Galanski

Datum der Promotion: 14.01.2004

meinen Eltern, meinen Schwestern
und meinem geliebten Sohn Jasper
gewidmet

Inhaltsverzeichnis

• 1  Einleitung
  • 1.1 Geschichte und Beschreibung des Krankheitsbildes
  • 1.2 Häufigkeit
  • 1.3 Ätiologie/Pathogenese
  • 1.4 Physiologie
  • 1.5 Therapie
  • 1.6  Komplikationen
  • 1.7 Diagnoseverfahren
• 2  Herleitung der Aufgabenstellung
• 3  Material und Methodik
  • 3.1 Patienten
  • 3.2 MR-Messungen
    • 3.2.1 MR-Volumetrie
    • 3.2.2  MR-Flußmessung
  • 3.3 QRS-Komplex
  • 3.4 Statistische Analyse
• 4  Ergebnisse
  • 4.1 Volumetrie - Dauer der Akquisition, Dauer der Auswertung, Bildqualität
  • 4.2  Volumetrie - Muskelmassen, Volumina, Ejektionsfraktionen
  • 4.3 Flußmessung – Dauer der Akquisition, Dauer der Auswertung, Bildqualität
  • 4.4  Flußmessung – Verteilung der Regurgitationsfraktionen
  • 4.5  EKG-Auswertung
  • 4.6  Einzelkorrelationen
  • 4.7  Multiple Regressionsanalyse
  • 4.8  Echokardiographie vs. MR-Flußmessung
• 5  Diskussion
  • 5.1 MR-Volumetrie
    • 5.1.1 Rechtsventrikuläre Größen
    • 5.1.2 Linksventrikuläre Größen
  • 5.2 MR-Flußmessung
  • 5.3  Arrhythmie
    • 5.3.1 Einzelkorrelationen
  • 5.4  Limitationen der Studie
• 6  Zusammenfassung
• Literaturverzeichnis 
• Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen:
• Danksagung
• Erklärung an Eides Statt

Tabellen

• Tabelle 1: Vergleich der Ergebnisse der Multislice-Multiphasen-Volumetrie mit Normwerten. Daten sind angegeben als Mittelwert ± SD. Für RV-MMI-ED, EF re und EF li ergeben sich signifikante Unterschiede zum Normalkollektiv (p<0,01). Alle anderen Größen zeigen keinen signifikanten Unterschied zum Vergleichskollektiv (p>0,05). * Daten aus (64) , ** Daten aus (50)
• Tabelle 2: Übersicht über die auf den vorangegangenen Seiten 39 – 52 graphisch dargestellten Einzelkorrelationen in tabellarischer Form.
• Tabelle 3: Ergebnis der multiplen Regressionsanalyse mit schrittweiser Rückwärtsselektion. In der 2. Spalte sind die B-Werte aufgeführt, die den nicht-standardisierten Regressionskoeffizienten angeben. In der 3. Spalte sind die SIG-Werte aufgeführt, welche die Signifikanz des partiellen T-Tests anzeigen.

Bilder

• Abb. 1 : Schematische Darstellung der anatomischen Verhältnisse bei der Fallotschen Tetralogie
• Abb. 2 : Korrektur einer Fallotschen Tetralogie mit Ventrikelseptumdefekt-Patchverschluß und mit a) subvalvulärem Patch nach Infundibulektomie, b) transvalvulärem Patch, c) klappentragendem extrakardialen Conduit (Abbildung aus 19)
• Abb. 3 : Schema der Datenerhebung mit Hilfe der Navigatortechnik. Daten werden nur im oben dargestellten “gating window” akquiriert. Durch das EKG erfolgt die Zuordnung der Bilder zur Phase des Herzzyklus.
• Abb. 4 : Schematische Darstellung der Scheibchen-Summationsmethode. In diesem Fall wurden Kurzachsenschnitte parallel zur AV-Klappenebene gewählt. Die innere Kontur einer Scheibe entspricht dem Endokard, die äußere Kontur dem Epikard.
• Abb. 5 : “Screenshot” zweier Kurzachsenschnitte. Links das enddiastolische Bild, rechts das endsystolische Bild. In beiden Bildern ist das Endokard des rechten Ventrikels mit einer orangen Linie und das Epikard des rechten Ventrikels mit einer türkisen Linie umfahren. Die Papillarmuskeln wurden bei der Bestimmung des myokardialen Volumens und der myokardialen Masse nicht berücksichtigt.
• Abb. 6 : rechts wird der Bereich mit der höchsten Dichte (welche der maximalen Flußgeschwindigkeit entspricht) gewählt und eine mindestens 4 Pixel umfassende ROI hineingelegt. Der weiße Punkt markiert eine mögliche Lokalisation der “in-plane”-Messung zur Bestimmung der maximalen Flußgeschwindigkeit im Pulmonalarterien-hauptstamm.
• Abb. 7 : : Links ein anatomisches Bild des Herzens in einer parasagittalen Schicht. Die Ebene der Flußmessung liegt kranial der Pulmonalklappe (Pfeil) senkrecht zum Gefäßverlauf und ist durch den gelben Balken markiert. Das rechte Bild zeigt das zugehörige Flußdiagramm. Die rote Kurve (Vessel 1) stellt den Verlauf des pulmonalen Flusses während eines Herzzyklus dar. Die Fläche unter der Kurve entspricht dem Flußvolumen. In der Systole zeigt sich ein antegrader Fluß, in der Diastole zeigt sich ein retrograder Fluß, welcher der Regurgitation durch die insuffizient schließende Pulmonalklappe entspricht. Im dargestellten Fall beträgt die Regurgitationsfraktion 36%. Die grüne Kurve (Vessel 2) repräsentiert den Fluß in der Aorta ascendes. Bei hier suffizient schließenden Aortenklappe zeigt sich ein regelrechtes aortales Flußprofil ohne retrograden Fluß. Die blaue Kurve (Vessel 3) zeigt den Fluß in der Vena cava superior und die gelbe Kurve (Vessel 4) den Fluß in der Aorta descendens (siehe auch Abbildung 8). Die Auswertung erfolgte auf der separaten Workstation: Philips EasyVision Release 5.2 mit Cardiac Package.
• Abb. 8 : Gewinkeltes transversales farbkodiertes Flußbild kranial der Pulmonalklappe senkrecht zum Gefäßverlauf (siehe auch Abb. 7). Das rot umrandete Gefäß entspricht der Pulmonalarterie (PA), das grün umrandete Gefäß entspricht der Aorta ascendens (AA), das blau umrandete Gefäß entspricht der Vena Cava Superior (VCS) und das gelb umrandete der in diesem Falle rechts descendierenden Aorta (AD). Das linke Bild wurde in einer systolischen Phase aufgenommen. Die rote Farbe in der PA und der AA entspricht dem nach kranial gerichteten Fluß, während die blaue Farbe in der VCI und der AD dem nach kaudal gerichteten Fluß entspricht. Das rechte Bild wurde in einer diastolischen Phase aufgenommen. Während in der Aorta ascendens bei suffizient schließender Aortenklappe kein Fluß nachweisbar ist, zeigt sich in der Pulmonalklappe der blau kodierte retrograde Fluß, welcher der pulmonalen Regurgitation bei insuffizient schließender Pulmonalklappe entspricht.
• Abb. 9 : : Verteilung der Pulmonalinsuffizienzgrade im Patientenkollektiv
• Abb. 10 : : Verteilung der Erregungsleitungsstörungen im Patientenkollektiv
• Abb.11 : Abhängigkeit der linksventrikulären Ejektionsfraktion von der rechtsventrikulären Ejektionsfraktion (n=67). Eine verminderte EF re ist bei p<0,0001 statistisch signifikant mit einer verminderten EF li korreliert. Der Korrelationskoeffizient ist r=0,54. Die Gleichung der Korrelationsgeraden lautet y=24,23+0,529*x (r²=0,73).
• Abb. 12 : Abhängigkeit der rechtsventrikulären Ejektionsfraktion vom rechtsventrikulären enddiastolischen Volumenindex (n=67). Bei p=0,0004 ergibt sich eine statistisch signifikante inverse Korrelation mit einem Korrelationskoeffizienten von r=-0,42. Die Gleichung der Korrelationsgeraden lautet y=66,09-0,138*x (r²=0,174).
• Abb. 13 : Abhängigkeit des rechtsventrikulären enddiast. Muskelmassenindex vom rechtsventrikulären enddiast. Volumenindex (n=67). Bei p<0,0001 ergibt sich eine statistisch signifikante Korrelation mit einem Korrelationskoeffizienten von r=0,60. Die Gleichung der Korrelationsgeraden lautet y=12,72+0,472*x (r²=0,36).
• Abb. 14 : Korrelation zwischen Qp/Qs-V und Qp/Qs-F. Korreliert wurden die Qp/Qs-Quotienten von 39 Patienten. Bei einer Signifikanz von p<0,0001 ergibt sich ein Korrelationskoeffizient von r=0,86.
• Abb. 15 : Abhängigkeit des rechtsventrikulären enddiastolischen Volumenindex (RV-EDVI) von der mittels der MR-Flußmessung erhobenen pulmonalen Regurgitations-fraktion (RF-F) (n=54). Bei p=0,0006 ergibt sich ein Korrelationskoeffizient von r=0,45. Die Gleichung der Korrelationsgeraden lautet y=9,49+0,219*x (r²=0,206).
• Abb. 16 : Abhängigkeit der mittels der MR-Flußmessung erhobenen pulmonalen Regurgitationsfraktion vom rechtsventrikulären endsystolischen Volumenindex (n=54). Bei p=0,003 ergibt sich ein Korrelationskoeffizient von r=0,39. Die Gleichung der Korrelationsgeraden lautet y=17,90+0,26*x (r²=0,155).
• Abb. 17 : Abhängigkeit der mittels der MR-Flußmessung erhobenen pulmonalen Regurgitationsfraktion vom rechtsventrikulären Schlagvolumenindex (n=54). Bei p=0,007 ergibt sich ein signifikanter Korrelationskoeffizient von r=0,35. Die Gleichung der Korrelationsgeraden lautet y=12,16+0,356*x (r²=0,122).
• Abb. 18 : Abhängigkeit der mittels der MR-Flußmessung erhobenen pulmonalen Regurgitationsfraktion von der rechtsventrikulären Ejektionsfraktion (n=54). Bei p=0,39 ergibt sich eine statistisch nicht signifikante geringe inverse Korrelation mit einem Korrelationskoeffizienten von r=-0,12. Die Gleichung der Korrelationsgeraden lautet y=37,78-0,16*x (r²=0,014).
• Abb. 19: Abhängigkeit der Dauer des QRS-Komplexes von der mittels der MR-Flußmessung erhobenen pulmonalen Regurgitationsfraktion (n=54). Bei p=0,0002 ergibt sich ein Korrelationskoeffizient von r=0,49. Die Gleichung der Korrelationsgeraden lautet y=97,54+0,854*x (r²=0,236).
• Abb. 20 : Abhängigkeit der Dauer des QRS-Komplexes vom rechtsventrikulären enddiastolischen Muskelmassenindex (n=67). Bei p=0,015 ergibt sich ein Korrelationskoeffizient von r=0,30. Die Gleichung der Korrelationsgeraden lautet y=114,13+0,243*x (r²=0,088).
• Abb. 21 : Abhängigkeit der Dauer des QRS-Komplexes vom rechtsventrikulären enddiastolischen Muskelmassenindex ohne Berücksichtigung des Höchstwertes der Muskelmasse von 255g/m². Es besteht nun bei einem Korrelationskoeffizienten von r=0,07 nahezu keine Beziehung zwischen diesen beiden Parametern. Bei p=0,56 liegt keine statistische Signifikanz vor. Die Gleichung der Korrelationsgeraden lautet y=122,46+0,085*x (r²=0,005).
• Abb. 22 : Abhängigkeit der Dauer des QRS-Komplexes vom linksventrikulären enddiastolischen Muskelmassenindex (n=67). Bei p=0,012 ergibt sich ein Korrelationskoeffizient von r=0,30. Die Gleichung der Korrelationsgeraden lautet y=104,81+0,31*x (r²=0,093).
• Abb. 23 : Abhängigkeit der Dauer des QRS-Komplexes vom rechtsventrikulären enddiastolischen Volumenindex (n=67). Bei p=0,018 ergibt sich ein statistisch signifikanter Korrelationskoeffizient von r=0,29. Die Gleichung der Korrelationsgeraden lautet y=106,05+0,243*x (r²=0,083).
• Abb. 24 : Abhängigkeit der Dauer des QRS-Komplexes von der rechtsventrikulären Ejektionsfraktion (n=67). Bei p=0,80 ergibt sich eine statistisch nicht signifikante geringe inverse Korrelation von r=-0,22. Die Gleichung der Korrelationsgeraden lautet y=157,53-0,548*x (r²=0,046).
• Abb. 25 : Boxplot-Diagramm – die mittels der MR-Flußmessung erhobenen pulmonalen Regurgitationsfraktionen sind den in der Echokardiographie qualitativ bestimmten Insuffizienzschweregraden I,II und III gegenübergestellt. Die Signifikanzen zwischen den Gruppen sind durch die p-Werte angegeben.
• Abb. 26 : In diesem Boxplot-Diagramm sind die echokardiographischen Kategorien “leichte” und “mittelschwere” Pulmonalinsuffizienz (I+II) zusammengefaßt und mit der Kategorie “schwere” Pulmonalinsuffizienz (III) den Prozentwerten aus der MR-Flußmessung gegenübergestellt.
• Abb. 27 : Schematische Darstellung einer der Möglichkeiten der Berechnung der linksventrikulären Volumina mit der monoplanen Flächen-Längen-Methode. L entspricht dem maximalen Längsdurchmesser, D entspricht dem senkrecht dazu stehenden Querdurchmesser. Die Messungen werden in der Enddiastole und der Endsystole durchgeführt. Durch Einsetzen in die dargestellte Formel werden die jeweiligen Volumina berechnet. Aus der Differenz dieser Volumina können das Schlagvolumen und die Ejektionsfraktion ermittelt werden. (Abbildung: 1999 Cardiovascular Research and Training Center, University of Washington, Seattle, WA, USA)