Application of cardiac magnetic resonance imaging: the value in assessment of cardiac function, myocardial deformation, and tissue characterization

Abstract

Die kardiale Magnetresonanztomographie (CMR) gilt als Goldstandard für die funktionelle und morphologische Beurteilung des Herzens. Während die jüngste Forschung die kardialen Veränderungen bei Sportlern, bei Patienten mit resistenter arterieller Hypertonie und die Platin-assoziierte Kardiotoxizität thematisiert, sind die Mechanismen dieser kardialen Veränderungen nicht endgültig verstanden. Zudem sind quantitative Analysen der myokardialen Deformation und der Gewebeschädigung eher begrenzt. Um diese Themenbereiche weiter aufzuleuchten, werden in dieser Arbeit eine Reihe von CMR-Techniken angewandt.

Im ersten Projekt untersuchten wir subtile Veränderungen der Myokardverformung bei Triathleten mit und ohne Myokardfibrose nach einem Ausdauerwettkampf mithilfe der Feature-Tracking-Technik (FT). Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass kompensatorische Veränderungen der Myokardverformung nach einem Wettkampf induziert werden. Die Subgruppe von Triathleten mit fokaler Myokardfibrose zeigten dagegen keine akuten Veränderungen nach dem Wettkampf, was möglicherweise auf eine erhöhte Myokardsteifigkeit zurückzuführen ist.

Im zweiten Projekt haben wir adaptive Veränderungen der diastolischen Funktion des linken Ventrikels (LV) bei Triathleten und den Einfluss der Myokardfibrose auf das diastolische Füllungsmuster mit Hilfe von Zeit-Volumen-Analysen untersucht. Diese Arbeit zeigt, dass ein "supernormales" diastolisches Füllungsmuster bei Triathleten möglicherweise durch Ausdauertraining aufgrund erhöhter LV-Flexibilität und - Elastizität induziert wird. Zudem beobachtet man eine "Pseudonormalisierung" des diastolischen Füllungsmusters bei Triathleten mit fokaler Myokardfibrose, die durch eine kompensatorische Zunahme der Vorhofkontraktion charakterisiert ist, welche möglicherweise auf eine verminderte passive LV-Elastizität zurückzuführen ist.

Im dritten Projekt verwendeten wir die FT-Technik, um die Veränderungen der LV-Myokarddeformation bei Patienten mit resistenter arterieller Hypertonie zu untersuchen. Diese Arbeit zeigt, dass eine Abnahme der LV-Myokarddeformierung als adaptive Veränderung auf eine langanhaltende Drucküberlastung resultieren könnte. Dieses Projekt weitet unser Wissen über den Einfluss einer fokalen Myokardfibroseauf die Veränderungen der Myokardverformung bei Patienten mit resistenter Hypertonie aus.

Im vierten Projekt untersuchten wir mit Hilfe der multiparametrischen CMR die langfristigen Auswirkungen einer Platin-basierten Chemotherapie auf die kardiale Funktion und Morphologie bei Langzeitüberlebenden von Keimzellkrebs. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Platin-haltige Chemotherapie eine langfristige negative Auswirkung auf die biventrikuläre systolische Funktion, die Myokarddeformation und das Herzmuskelgewebe bei männlichen Langzeitüberlebenden hat. Diese Arbeit unterstreicht die Notwendigkeit, die Mechanismen der Platin-bedingten Kardiotoxizität genauer zu untersuchen, und weist auf die Bedeutung einer langfristigen kardiovaskulären Nachsorge bei den Krebsüberlebenden hin.

Insgesamt ermöglicht die FT-Technik eine genauere Quantifizierung der Herzmuskelverformung bei Ausdauersportlern in Ruhe und nach Wettkampf und hilft den Einfluss von anhaltender Drucküberlastung und Myokardfibrose auf die Herzverformung besser zu verstehen. Darüber hinaus trägt die CMR-Bildgebung dazu bei, die Auswirkungen der Myokardfibrose auf das diastolische LV-Füllungsmuster bei Triathleten und die Platin-induzierte Kardiotoxizität aufzuklären. Diese Arbeit unterstreicht die entscheidende Rolle der CMR-Bildgebung bei der Beurteilung verschiedener kardialer Veränderungen in Bezug auf die Herzfunktion, die Myokarddeformation und die Gewebecharakteristika.