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2.  Wandbewegung

Magnetresonanztomographische Wandbewegungsstudien zeichnen sich gegenüber der Echokardiographie durch ein deutlich höheres Kontrast-zu-Rausch Verhältnis zwischen Blut und Endokard, als auch zwischen Epikard und umliegendem Gewebe aus (Abbildung 1 + 2) [7]. Dieser hohe Kontrast ist unabhängig vom Schallfenster für alle Myokardsegmente gegeben, was als Konsequenz dazu geführt hat, die MRT als Referenzstandard für die Bestimmung von links- und rechtsventrikulären Volumina einzusetzen. Daraus folgt auch, dass die MRT prinzipiell zu einer höheren diagnostischen Genauigkeit bei der Erkennung von Wandbewegungsstörungen unter Dobutaminbelastung führen sollte, als die Echokardiographie.

Für eine adäquate Wandbewegungsanalyse in Ruhe und unter Dobutaminbelastung müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:

Tabelle 1: Anforderungen für adäquate Wandbewegungsanalyse unter Stress

räumliche Auflösung

unter 2 x 2 mm

Zeitliche Auflösung

unter 50 ms1

Messdauer für die Darstellung aller Segmente2

unter 3 Minuten3

1 zur sicheren Erfassung der Endsystole
2 Verwendung des 16-Segment-Modells nach der American Society of Echocardiography [8]
3 aus Sicherheitsüberlegungen [9]


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Abbildung 1: Beispielbilder zur Verdeutlichung der Bildqualität. Echokardiographische Längsachsenschnitte (4-Kammerblick) in fundamental imaging (1A), harmonic imaging (1B) und mit Kontrastmittel (1C). Im Vergleich magnetresonanztomographische Kurz- (2A-B) und Längsachsenschnitte (3A-B) in Turbo-Gradientenecho-Technik (A) und Steady-State-Free-Precession-Technik (B). Die visuelle Abgrenzung des Endo- und Epikards ist mit der Magnetresonanztomographie deutlich besser, als mit der Echokardiographie. Allerdings ist auch in den magnetresonanztomographischen Längsachsenschnitten mit der Turbo-Gradientenecho-Technik das Endokard nicht optimal abgegrenzt. Dies gelingt erst mit der Steady-State-Free-Precession-Technik.


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Abbildung 2:Kontrast zu Rausch Verhältnis (CNR) von Blut zu Myokard für Abbildung 1.
CNR = Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis. Ein Wert von 2 bedeutet ein doppelt oder halb so hohes Signal im Blut im Vergleich zum Myokard. Während die Turbo-Gradientenecho-Technik (TGrE) in den Längsachsenschnitten den modernen echokardiographischen Verfahren unterlegen ist, ergeben mit der Steady-State-Free-Precession-Technik (SSFP) Kurz- und Längsachsen optimalen Kontrast.

Diese Bedingungen sind bei der Verwendung von Turbo-Gradienten-Echo Techniken (TFE, FLASH) erfüllt [10], so dass diese Technik für die klinischen Studien genutzt werden konnte. Entscheidend ist die Untersuchung in Atemstopptechnik da bei freier Atmung eine Kompensation für die Bewegungsartefakte erforderlich wird die durch Messwiederholungen erfolgt und die Gesamtmesszeit zur Darstellung aller Myokardsegmente überschreitet. Diese Gesamtmessdauer ist aber für die Sicherheit des Patienten bei hoher Dobutaminbelastung unbedingt einzuhalten [9].

Eine weitere wichtige Voraussetzung zur Durchführung von Dobutamin Stresstests ist die Gewährleistung der Patientensicherheit. Hierzu müssen ausgebildetes Personal, entsprechende Ausrüstung und eine Bildrekonstruktion in Echtzeit oder mit nur minimaler Verzögerung vorhanden sein. Eine solche, nur 50 Millisekunden verzögerte Bildrekonstruktion wurde speziell für diese Anwendung für den bei uns genutzten MR-Tomographen aus einer ursprünglich für Interventionen entwickelten Technik modifiziert [11].

Eine mögliche Verbesserung insbesondere zur Überwachung von Patienten während einer Dobutamin-Stressuntersuchung kann die Anwendung von Echtzeitbildgebung sein. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden solche Echtzeitmethoden entwickelt [12], ihre Anwendung zur Bestimmung von linksventrikulären Volumina und Muskelmasse bestimmt und die Möglichkeit der Erkennung von Wandbewegungsstörungen überprüft. Dabei ergab sich eine ausreichend gute Genauigkeit bei der Analyse der LV-Funktion, nicht jedoch der Muskelmasse [13] Originalarbeit 1. Als Methode zur Überwachung von Patienten während einer Dobutamin-Stressuntersuchung sind Echtzeittechniken ebenfalls geeignet, da Wandbewegungsstörungen mit großer Genauigkeit erkannt werden können[14].


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Anhand der oben genannten Entwicklungen war nun die Möglichkeit medikamentösen Stress (z.B. mit Dobutamin) bei magnetresonanztomographischen Untersuchungen anzuwenden gegeben und es konnten Belastungsuntersuchungen analog der Stress-Echokardiographie durchgeführt werden. Dies wurde im Rahmen der Forschungsarbeiten systematisch evaluiert und mit der Dobutamin Stress-Echokardiographie und invasiven Herzkatheteruntersuchung verglichen. Dabei erwies sich die Magnetresonanztomographie mit einer diagnostischen Genauigkeit von 86% (Sensitivität 86%; Spezifität 86%; positiver Vorhersagewert 91%; negativer Vorhersagewert 78%) der Echokardiographie mit einer diagnostischen Genauigkeit von 73% (74%; 70%; 81%; 61%) signifikant überlegen [3] Originalarbeit 2, was sich insbesondere durch die bessere Bildqualität erklären lässt [15] Originalarbeit 3. Durch diese neue Anwendung kann das Indikationsspektrum für die Magnetresonanztomographie deutlich erweitert werden [16] Originalarbeit 4, da nun auch Patienten mit bekannter oder vermuteter koronarer Herzerkrankung zur Abklärung einer Myokardischämie untersucht werden können.

Derzeitige von uns durchgeführte Studien beziehen sich insbesondere auf eine weitere Verbesserung der Diagnostik durch die Anwendung von regionalen Myokardmarkierungen (Tagging) mit deren Hilfe auch regionale Verkürzungen und Rotationsbewegungen erkannt werden können [17] und die Kombination mit Perfusionsmessungen [18].


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08.06.2005