Evaluierung zur kardialen Resynchronisationstherapie (CRT) - Die echokardiographische Untersuchung

Journal für Kardiologie - Austrian Journal of Cardiology 2007; 14 (3-4): 63-70

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Keywords: CRT,  Echokardiographie,  Kardiologie

Einleitung
Die kardiale Resynchronisationstherapie (CRT) stellt einen wesentlichen Fortschritt in der Behandlung von Patienten mit eingeschränkter Pumpfunktion und dyssynchronem Kontraktionsablauf dar [1] [2]. Vor dem Hintergrund einer Nonresponder-Rate zwischen 20 und 30 % ist die Selektion jener Patienten, welche jedoch von der CRT profitieren, nach wie vor eine Herausforderung [3]. In zahlreichen Publikationen konnte gezeigt werden, daß die Echokardiographie einen wesentlichen Beitrag zur Erhöhung der „Ansprechrate“ leisten kann [4]. Auch wenn der endgültige Beweis in Form großer randomisierter Studien derzeit noch nicht vorliegt, wird in den meisten Zentren die Echokardiographie in den Entscheidungsprozeß, ob eine CRT durchgeführt werden soll, mit eingebunden. Die Vielzahl an verschiedenen Meßwerten, Quantifizierungsmethoden und Protokolle, welche bisher propagiert wurden, und das Fehlen von klaren echokardiographischen Richtlinien hat aber dazu geführt, daß Unsicherheit besteht, wie eine Analyse der Dyssynchronie durchzuführen ist. Der folgende Fallbericht stellt exemplarisch einen „klassisch“ geeigneten Patienten für eine CRT dar. Die echokardiographische Aufarbeitung dieses Falles soll weiters eine praktische Anleitung für die Analyse der Dyssynchronie darstellen. Zusätzlich werden die einzelnen Meßwerte bezüglich ihrer Wertigkeit diskutiert und Zukunftsperspektiven besprochen.

Anamnese
Bei einer 57jährigen Frau (164 cm, 70 kg) ist seit 8 Jahren eine Kardiomyopathie bekannt. Anläßlich einer Urlaubsreise sind damals Beinödeme und Atemnot aufgetreten. Die Ursache der Herzmuskelschwäche ist nicht bekannt. Eine koronare Herzerkrankung konnte jedoch ausgeschlossen werden. Die Patientin war unter medikamentöser Therapie über viele Jahre stabil. Im letzten Jahr kam es allerdings trotz Erhöhung der Herzinsuffizienztherapie zu einer Zunahme der Atemnot. Die Patientin berichtet über Dyspnoe bereits bei geringer Belastung (z. B. leichte Hausarbeit) und bemerkt, daß sie die selben Wegstrecken nun nicht mehr ohne Pausen zurücklegen kann.

Befunde
Physikalische Krankenuntersuchung
Dritter Herzton und feuchte Rasselgeräusche an den Lungenbasen. Geringe Knöchelödeme beidseitig. Blutdruck 105/90 mmHg.

Laborwerte
Rotes und weißes Blutbild unauffällig, gering erhöhte Leberwerte, deutlich erhöhtes Nt-ProBNP von 9300 pg/ml. Nierenfunktionsparameter unauffällig, Blutzucker im Normbereich.
EKG
SR (HF = 92/min), überdrehter Linkstyp, kompletter Linksschenkelblock
mit einer QRS-Breite von 162 msec (im Vergleich zu den Vor-EKGs hat die Breite des QRS-Komplexes in den Jahren zugenommen).

Medikamentöse Therapie
Enalapril 10 mg 2 × 1 (+ Thiaziddiuretikum)
Carvedilol 25 mg 2 × 1
Eplerenone 25 mg 1 × 1
Furosemid 40 mg (3mal pro Woche 1 Tbl.)

Echokardiographie
Dilatierter linker Ventrikel (enddiastolischer Durchmesser > 56 mm) mit grenzwertiger Wanddicke (Septum = 11 mm) und höhergradig reduzierter Linksventrikelfunktion (diffuse Kontraktilitätsstörung) mit einer Auswurffraktion (EF) von 29 %. Deutlich abnormer Kontraktionsablauf (Linksschenkelblock).
Bei Verschmelzung der E- und A-Welle und sehr kurzer Diastolendauer ist keine sichere Aussage bezüglich der diastolischen Funktion möglich. Mittelgradig vergrößerter linker Vorhof, normal großer rechter Vorhof und rechter Ventrikel, gute Rechtsventrikelfunktion.
Aortenklappe funktionell und morphologisch unauffällig. Mittel- bis höhergradige Mitralinsuffizienz (als Mechanismus besteht sowohl eine Restriktion beider Segel als auch eine Ringdilatation). Leichte Trikuspidalinsuffizienz. Systolischer Pulmonalarteriendruck mangels adäquatem Trikuspidalinsuffizienzsignal nicht verläßlich bestimmbar. Kleiner Perikarderguß.

Echokardiographische Interpretation/Analyse der Dyssynchronie
Visuelle Beurteilung des Kontraktionsablaufs
Bereits visuell ist sowohl von parasternal (kurze und lange Achse) als auch von apikal eine deutliche Dyssynchronie nachweisbar. Der Ventrikel führt eine schaukelnde Bewegung aus („Hula Hoop“-Bewegung). Die Ventrikelfunktion ist hochgradig reduziert (EF = 29 %). Es finden sich keine Narben bzw. segmentale Wandbewegungsstörungen. Relevant für die CRT-Analyse sind einerseits Narben im lateralen Bereich (da die LV/Koronarsinussonde ja Narbengewebe stimulieren würde) und Infarktdyskinesien vor allem im Septum, da diese eine elektrische Dyssynchronie vortäuschen können.

Mitralinsuffizienz
Von Bedeutung ist auch das zusätzliche Vorliegen einer Mitralinsuffizienz. Die Ursache der Mitralinsuffizienz ist meist (wie auch im vorliegendem Fall) die Dilatation des linken Ventrikels. Dadurch entsteht einerseits eine Ringdilatation, andererseits werden auch die Mitralklappensegel nach apikal und lateral gezogen und in ihrer Beweglichkeit eingeschränkt (Restriktion). Das Vorliegen einer bedeutsamen Mitralinsuffizienz (wie auch im vorliegenden Fall) ist ein prognostisch ungünstiger Faktor. Nicht selten kann unter CRT eine Abnahme der Mitralinsuffizienz beobachtet werden.
Die Mitralinsuffizienz kann aber auch genutzt werden, um die Kontraktilität (dP/dt) des linken Ventrikels mittels CW-Doppler zu bestimmen [5]. Bereits visuell ist im vorliegenden CW-Dopplerspektrum der flache Abfall der Kurve als Ausdruck der reduzierten Kontraktilität erkennbar.
Die dP/dt ist auch hilfreich bei der Verlaufsbeobachtung der Ventrikelfunktion und somit auch für die Identifikation von „Respondern“ der CRT anwendbar. Zusätzlich eignet sich der CW-Doppler durch die Mitralklappe auch zum Nachweis einer
präsystolischen Mitralinsuffizienz, welche häufig bei langen AV-Zeiten vorhanden ist.

Septal-to-Posterior Wall Motion Delay (SPWMD)
Gut kommt die Dyssynchronie auch im M-Mode zur Darstellung, welche sowohl eine biphasische Bewegung des Septums als auch einen unterschiedlichen Zeitpunkt der Kontraktion zwischen dem Septum und der posterolateralen Wand zeigt. Die Differenz zwischen der Kontraktion des
Septums und der posterolateralen Wand wird auch als „Septal-to-Posterior Wall Motion Delay“ (SPWMD) bezeichnet. Dieser Meßwert ist zwar methodisch bedingt nicht immer bestimmbar, hat aber eine hohe Aussagekraft für das Ansprechen („response“) auf eine CRT. Im angeführten Beispiel liegt der Wert für SPWMD (311 msec) deutlich über dem Cut-off von 130 msec als Hinweis für eine intraventrikuläre Dyssynchronie (Tab. 1) , T1.
In Kombination mit der Dopplerkurve des Mitraleinstroms (Bestimmung des sog. T2 kann nachgewiesen werden, ob die posterolaterale Wand noch kontrahiert, während sich der Ventrikel bereits füllt (regionale Kontraktion in der linksventrikulären Füllungsphase). Dies ist der Fall, wenn T1
länger als T2 ist Grenzwert/Kriterium. Dieses Kriterium ist im vorliegenden Fall nicht erfüllt.

Aortales elektromechanisches Delay (A-EMD)

Als Zeichen eines verzögerten Beginns der mechanischen Systole durch die Leitungsstörung wird das sogenannte aortale elektromechanische Delay (A-EMD) anhand der PW-Dopplerkurve des linksventrikulären Ausflußtraktes bestimmt [6]. Als Ausdruck der intraventrikulären Dyssynchronie liegt dieser Meßwert mit 205 msec deutlich über dem Cut-off-Wert von 140 msec (Tab. 1).

Interventrikuläres Mechanisches Delay (IVMD)
Bei der Patientin liegt weiters eine interventrikuläre Dyssynchronizität vor (als IMED = „interventricular mechanical ejection delay“ oder IVMD = „interventricular mechanical delay“ bezeichnet) [7]. Dies ist ersichtlich aus dem Vergleich der PW-Dopplerkurve des linksventrikulären Ausflußtraktes mit dem PW-Doppler über der Pulmonalarterie, dem sog. "pulmonalen elektromechanischen Delay" (P-EMD). Im vorliegenden Beispiel erfolgt der Auswurf aus dem rechten Ventrikel mit 83 msec Vorzeitigkeit deutlich früher als jener des linken Ventrikels (= Differenz zwischen A-EMD und P-EMD = IVMD).
Der Grenzwert für die IVMD beträgt h40 msec. Die A-EMD sowie die P-EMD sind meist sehr einfach zu bestimmen. Eine gute EKG-Darstellung des QRS-Beginns ist allerdings Voraussetzung. Zu berücksichtigen ist weiters, daß diese Meßwerte nachlastabhängig sind (z. B. bei Mitral- bzw. Trikuspidalinsuffizienz). Eine Verlängerung des P-EMD findet sich auch bei RV-Pacing und Rechtsschenkelblock (RSB).

Diastolendauer (LVFT)
Bei fortgeschrittener Dyssynchronie liegt oft auch eine diastolische Funktionsstörung vor. Nicht nur das Füllungsmuster ist verändert, sondern auch der zeitliche Ablauf der Füllung. Das verspätete Einsetzen der Systole und die verlängerte Systolendauer gehen zu Lasten der diastolischen Füllungszeit, welche verkürzt wird. Dies wirkt sich vor allem bei höheren Herzfrequenzen negativ auf die Ventrikelfüllung aus (die Zunahme der Herzfrequenz geht vorwiegend zu Lasten einer weiteren Verkürzung der Diastole). Als Ausdruck der verkürzten
Diastolendauer findet man schon bei relativ niedrigen Herzfrequenzen eine Verschmelzung von E- und A-Welle. Wie im dargestellten Fall ist auch die T2 (Zeitdauer von Beginn des QRS-Komplexes bis zum Beginn der Diastole) sowie die absolute und relative Diastolendauer (bezogen auf die Zykluslänge) sehr kurz. Eine unter 40 % der Zykluslänge (CL) verkürzte diastolische Füllungszeit gilt als Selektionsparameter für die CRT (= LVFT) [8]. Im vorliegenden Fall ist dieses Kriterium der atrioventrikulären
Dyssynchronie mit einer LVFT von 29 % der Zykluslänge erfüllt.

Gewebedoppler (TDI)
Der Gewebedoppler erlaubt eine Darstellung der myokardialen Geschwindigkeiten und ihrer zeitlichen Abläufe. Zusätzlich kann auch der sog. „Strain“ bzw. die „Strainrate“ bestimmt werden.
Bezogen auf die Analyse der Dyssynchronie erlaubt diese Methode, regionale Unterschiede des Kontraktions- und Relaxationsablaufes darzustellen und zu quantifizieren [9]. Zwei Verfahren stehen derzeit zu Verfügung: erstens der sog. „online“-PW-Gewebedoppler, bei dem lediglich im Gewebedopplermodus das „sample volume“ bei der laufenden Untersuchung auf die zu untersuchende Region gelegt wird. Man erhält hierbei ein Signal in Echtzeit.
Als zweite Methode findet der sog. „offline“-Gewebedoppler Anwendung. Hierbei wird die Gewebedopplerinformation der Bilder aufgezeichnet und danach analysiert. Der wesentliche Vorteil dieser Methode besteht darin, daß sich mehrere „Gewebedopplerkurven“ parallel darstellen lassen und miteinander verglichen werden können. Verschiedene Analysemethoden zur Berechnung der Dyssynchronie wurden bisher propagiert. Im vorliegenden Fall werden die basalen Segmente (septum, lateral, posterolateral und inferior) in bezug auf den Zeitpunkt zwischen Beginn des QRS-Komplexes und Beginn der Kontraktion („time to onset“) verglichen.
Andere Berechnungsmodelle berücksichtigen auch die mittleren und/oder apikalen Segmente (Tab. 2) . Für die Berechnung der Zeitintervalle kann auch der „time to peak“ (Beginn des QRS-Komplexes bis zur maximalen Kontraktionsgeschwindigkeit) als Meßgröße herangezogen werden.
Der „Real-time“ PW-Gewebedoppler zeigt die maximale zeitliche Differenz der Kontraktion zwischen dem Septum und der lateralen Wand. Das Septum kontrahiert deutlich später (Grenzwert/Kriterium; Tab. 2). Somit liegt eine signifikante Dyssynchronie innerhalb des Ventrikels vor („intraventrikuläres Delay“). Der Vergleich der lateralen Wand mit dem Gewebedoppler des rechten Ventrikels (PW-TDI lat/RV, zeigt ferner, daß auch eine Kontraktionsverzögerung zwischen dem rechten und linken Ventrikel vorliegt („interventrikuläre Dyssynchronie“).
Der „Offline-Gewebedoppler“ erlaubt, verschiedene Wandsegmente
bzgl. ihres Bewegungsmusters (Kontraktion und Relaxation) zu vergleichen. Im vorliegenden Fall liegen die „sample volumes“ basal lateral und basal septal. Zwischen diesen beiden Segmenten ist eine deutliche Abweichung der Kurven nachweisbar. Kontraktion und Relaxation der beiden Areale finden zu unterschiedlichen Zeitpunkten statt. Zusätzlich findet sich eine biphasische Bewegung des Septums. Die zeitliche Verzögerung der Kontraktion kann auch quantifiziert werden („time to peak“ und „time to onset“). Als bester „Cut-off-Wert“ zur Darstellung einer Dyssynchronie wurde ein Zeitunterschied von über 65 msec vorgeschlagen [9]. Im angeführten Beispiel beträgt der Zeitunterschied 198 msec. Somit kann auch mittels der „Offline“-Methode des Gewebedopplers eine bedeutsame Dyssynchronie nachgewiesen werden.
Exemplarisch für die Vielzahl anderer echokardiographischen Methoden, welche derzeit in Erprobung sind (siehe unten), zeigt die folgende Abbildung noch die Technik des „Tissue Synchronicity Imaging“ (TDI). Das Ultraschallbild wird dabei entsprechend dem zeitlichen Auftreten der maximalen systolischen Geschwindigkeit farbkodiert. Myokardareale, welche eine verzögerte Kontraktion aufweisen, werden (wie im vorliegenden Fall) rot dargestellt. Dies erlaubt in einigen Fällen ein „leichteres“ Erkennen der Dyssynchronie. Eine Zusammenfassung der Gewebedoppler-Parameter (TDI) zur Dyssynchronie-Evaluierung (vor und nach CRT) zeigt Tabelle 2 .

Diskussion und Zusammenfassung
Die Patientin ist eine gute Kandidatin für eine CRT-Therapie. Den Richtlinien entsprechend liegt eine reduzierte Ventrikelfunktion vor, die Patientin ist im NYHA-Stadium III, die medikamentöse Therapie ist optimiert und der QRS-Komplex ist mit 162 msec deutlich verbreitert (> 120 msec).
Prinzipiell kann argumentiert werden, daß die Echokardiographie bei bereits erfüllten Kriterien für die Indikationsstellung zur CRT keine zusätzliche Wertigkeit besitzt. Dem ist jedoch entgegenzuhalten, daß die Breite des QRS-Komplexes nur schlecht mit dem Vorliegen und dem Ausmaß der Dyssynchronie korreliert. Etwa 30 % aller Patienten mit einer QRS-Komplex-Breite von über 120 msec weisen keine relevante Dyssynchronie auf und profitieren somit vermutlich nicht von einer CRT [10]. Andererseits findet sich auch bei nahezu 30 % aller Patienten mit einer QRS-Komplexbreite von unter 120 msec eine klinisch bedeutsame Dyssynchronie. Wie aktuelle Studienergebnisse zeigen, profitieren diese Patienten von der CRT [11], [12]. Zahlreiche Studien haben gezeigt, daß das Einbeziehen von echokardiographischen Parametern der Dyssynchronie die Ansprechrate („Responderrate“) erhöhen kann. Neben der Dyssynchronieanalyse liefert die Echokardiographie auch andere wichtige Informationen, welche für die weitere Therapieentscheidung von Bedeutung sind. Sie erlaubt es, den Schweregrad der ventrikulären Dysfunktion zu quantifizieren, ermöglicht den Ausschluß einer anderen behandelbaren Ursache der Herzinsuffizienz (z. B. Klappenfehler) und dient auch als Verlaufsuntersuchung nach einer CRT. Aus praktischer Sicht kann
aber davon ausgegangen werden, daß bei einer QRS-Breite von über 150 msec mit hoher Wahrscheinlichkeit eine therapierelevante Dyssynchronie vorliegt. Weitere Studien, welche die echokardiographischen Parameter nicht retrospektiv, sondern prospektiv untersuchen, sind notwendig, um mehr Klarheit über die Wertigkeit der Echokardiographie zu erhalten.
Im vorliegenden Fall findet sich aus echokardiographischer Sicht sowohl visuell als auch von den Meßwerten her eine deutliche Dyssynchronie. Mit Ausnahme des Kriteriums „regionale Kontraktion in der linksventrikulären Füllungssphase“ (Vergleich zwischen T1 und T2), sind alle Meßkriterien erfüllt. Es bestehen eine interventrikuläre Dyssynchronizität mit deutlich verzögertem Beginn des linksventrikulären Auswurfs, regionale Unterschiede des Kontraktionsund Relaxationsablaufs, eine interventrikuläre Dyssynchronizität zwischen linkem und rechtem Ventrikel sowie eine deutlich verkürzte Diastolendauer.
Nicht bei jedem Patienten sind immer alle vorgestellten Parameter der Dyssynchronie zu erheben. Bei Patienten mit Vorhofflimmern darf der Vergleich zwischen T1 und T2 nicht herangezogen werden. Auch die Quantifizierung der Diastolendauer ist in Anbetracht der schwankenden Zykluslängen nicht verläßlich. Bei der Bestimmung der anderen Parameter (z. B. A-EMD, IVMD) sollten die Meßwerte über mehrere Schläge gemittelt werden.
Die aus dem Gewebedoppler abgeleiteten Meßwerte sind bei eingeschränkter Bildqualität, sehr dünner linksventrikulärer Wand, geringer Bewegungssamplitude oder atypischen Formen des Schenkelblocks sowie bei unklaren prä- und postsystolischen Phänomenen schwierig zu interpretieren und können zu falschen Ergebnissen führen. Weiters ist zu beachten, daß eine komplette regionale Dyssynchronieanalyse auch die mittleren und apikalen Wandsegmente berücksichtigen sollte [13]. Dies ist allerdings zeitaufwendig und bleibt dadurch speziellen Problemstellungen vorbehalten.
In Ermangelung klarer Richtlinien für die Dyssynchronieanalyse empfiehlt sich aus heutiger Sicht für die Praxis eine „integrative Vorgangsweise“, welche neben der Standardechountersuchung auch eine Basis-Dyssynchronieanalyse beinhalten
sollte. Im Vordergrund sollte die visuelle Beurteilung des Kontraktionsablaufs („Hula Hoop“-Bewegung?) stehen. Zusätzlich empfiehlt sich die Bestimmung des A-EMD und IVMD und der diastolischen Parameter (Diastolendauer). Diese Parameter sind in der Literatur gut abgesichert, einfach zu erheben und reproduzierbar. Die weiteren Parameter (z. B der Gewebedoppler) bieten sich bei Unklarheiten oder speziellen Fragestellungen an. Alleine aus den Ergebnissen des Gewebedopplers sollte die Indikation zur CRT nicht gestellt werden. Wichtiger als komplexe Untersuchungsprotokolle ist es wohl, überhaupt an die Möglichkeit einer Dyssynchronie als relevanten Faktor bei der Herzinsuffizienz zu denken und
das Vorliegen einer Dyssynchronie visuell und mit einfachen Meßwerten zu belegen.
Schlußendlich sollte die Indikation immer (wie auch in den Richtlinien empfohlen) in Zusammenschau mit der Klinik und den weiteren Therapieoptionen erfolgen. Besonders zu berücksichtigen ist hier die Frage ob „primär“ oder „zusätzlich“ eine ICD-Therapie indiziert ist und ob ein antibradykardes Pacing erforderlich ist. Patienten mit bereits reduzierter Linksventrikelfunktion können sich durch die zusätzlich erzeugte Dyssynchronie im Rahmen der konventionellen (rechtsventrikulären) Stimulation klinisch bedeutsam verschlechtern.
Bei diesen Patienten ist somit schon a priori an die Implantation eines CRT-Systems zu denken. Wichtig ist weiters, wie hoch die Basisherzfrequenz des Patienten ist. Falls diese zu hoch ist, ist mitunter eine effektive biventrikuläre Stimulation nicht gewährleistet. Im Gegensatz zum antibradykarden Pacing ist es das Ziel der CRT, einen möglichst hohen Stimulationsanteil zu erzielen. Auch Patienten, welche unter konventioneller (rechtsventrikulärer) Schrittmachertherapie symptomatisch werden oder sich verschlechtern, stellen ein potentielles Patientenkollektiv für eine CRT (Aufrüstung) dar. Welche echokardiographischen Kriterien bei diesen Patienten anzuwenden sind, ist jedoch derzeit noch unklar [14]. Bei „Problemfällen“ empfiehlt sich die Zuweisung zu einem spezialisierten Zentrum.

Eine Reihe von neuen Entwicklungen und Techniken zur Dyssynchronieanalyse könnten die Analysemöglichkeiten in der Zukunft vereinfachen und verbessern. Hierzu zählt die Technik des „Speckle Tracking“ und des sog. „Velocity Vector Imaging“, welche es im Gegensatz zum „konventionellen Gewebedoppler“ auch erlaubt, die „radiale“ Bewegung des Myokards zu detektieren und bezüglich seines zeitlichen Ablaufs zu quantifizieren. Auch sind spezielle Darstellungsformen möglich, welche den raschen Nachweis der Dyssynchronie erleichtern (z. B. „polar maps“, „phase shift analyse“ oder „curved M-Mode“). Die Bedeutung der „Strain“ und „Strainrate“ für die Dyssynchronie wird ebenfalls noch untersucht. Auch die „Echtzeit“-3D-Echokardiographie liefert Informationen über die segmentale Kontraktion und kann für die Dyssynchronieanalyse eingesetzt werden. Zum jetzigen Zeitpunkt ist jedoch eine Bewertung dieser neuen Methoden für die Routineanwendung nicht möglich.


Danksagung

Besonderer Dank gilt Dr. Peter Pallua für die Literaturrecherche und seine wertvollen Kommentare und Anregungen zum Manuskript.


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