Boesiger, Peter

Hess, Otto M.

Lakatos, Matyas

Nagel, Eike

Stuber, Matthias

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Kardiales Rotations- und Relaxationsverhalten nachVorderwandinfarkt*Eike Nagel, Matthias Stuber, *Matyas Lakatos, *Otto M. Hess, Peter Boesiger* Abteilung für Kardiologie und Institut für Biomedizinische Technik und Informatik, Universität und , ZürichEinleitungNach Vorderwandinfarkt kann sowohl eine Abnahmeder systolischen Pumpfunktion, als auch eineVerminderung der diastolischen Kammerfüllungbeobachtet werden. Myocardial Tagging basiert aufMagnetresonanztomographie und ermöglicht die nicht-invasive Markierung spezifischer Myokardbereiche.Anhand der Verformung der als Streifen oderGitterlinien auf dem Herzmuskel aufgebrachtenMarkierungen (= "Tags") ist eine exakte Analyse derregionalen Wandbewegung und des kardialenRotations· und Relaxationsverhaltens möglich.Eine Verbesserung der ursprünglichen SPAMM-Technik (SPAtial Modulation of Magnetization) (1)wurde durch die Subtraktion zweier Messungen mitkomplementärem Tagging-Puls (ComplementarySPAtial Modulation of Magnetization = CSPAMM) (2),der Verwendung variabler Flip-Winkel bei derBildgewinnung und der Benutzung eines Atemschemaserreicht. Diese Verbesserungen führten zu einemgrößeren Signal-zu-Rausch Verhältnis und einem deut-lich verlängerten Tag-Kontrast von mehr als 1000 ms.Dies erlaubt - im Gegensatz zu anderen TaggingTechniken - die Analyse der Systole und Diastole.Zusätzlich beinhaltet die Subtraktionstechnik einSchichtverfolgungsverfahren, so daß während derHerzkontraktion und -relaxation immer die identischeMyokardstruktur abgebildet wird, auch wenn sich dieSchicht aus der ursprünglichen AbbildungsebeneentferntMethodikZehn Probanden (28 ± 7 Jahre, Herzfrequenz 69 ± 8 /Min.) und 13 Patienten nach Anterolateralwandinfarkt(60 ± 8 Jahre, Herzfrequenz 72 ± 13 / Min.) wurden indie Studie eingeschlossen. Bei 3 der Patienten nachAnterolateralwandinfarkt lag angiographisch einVorderwandaneurysma vor.Alle Patienten wurden auf einem 1.5 Tesla Tomographen(Philips Gyroscan ACS II) unter Verwendung einerHerzspule in Bauchlage untersucht. Das linksventrikuläreMyokard wurde enddiastolisch (= 34 ms nach der R-Welle) in 3 Kurzachsenschnitten (apücal, äquatorial undbasal) mit einem rechtwinkligen Tagging-Gitter(Gitterabstand = 8 mm) markiert (Abb. 1). Die zeitlicheAuflösung betrug 35 ms (16 Herzphasen proHerzzyklus), die räumliche Auflösung 1.4 1.4 mm2 beieiner Schichtdicke von 6 - 8 mm. Zur Reduktion vonBewegungsartefakten wurde ein Atemschema verwendet,bei dem der Patient regelmäßig atmet und jeder vierteHerzschlag während einer kurzen Atempause inExpiration zur Bildgewinnung genutzt wird. DieUntersuchungsdauer betrug ca. 12 Minuten pro Schicht,die Echozeit (TE) 5.7 ms und die Repetitionszeit (TR)3400ms.Die kardiale Rotation und Verkürzung (Abb. 2) wurdeanhand der Bewegung der Gitterpunkte analysiert Dieprozentuale Veränderung der Ventrikelfläche wurde injeder Bildebene bestimmtAbb. 1: Endsystolischer apikaler Kurzachsenschnittbei einem Patienten nach Vorderwandinfarkt.Rotation und Kontraktion sind anterolateraldeutlich verändertAbb. 2: Apikaler Kurzachsenschnitt bei einemPatienten mit Vorderwandaneurysma. Beachten Siedie entgegengesetzt gerichtete Herzrotation beidiesem Patienten.60 Biomedizinische Technik · Band 41 · Ergänzungsband 1 · 1996RotationSchwerpunkt Radiäre VerkürzungAbb. 3: Rotation und VerkürzungErgebnisseDer linke Ventrikel vollführt während der Systole nichtnur eine nach innen gerichtete radiäre Verkürzung, son-dern auch eine Rotation um die Heizachse. Dabei rotiertdie Herzbasis systolisch im Uhrzeigersinn (-2.6 ± 1.8°)und die Herzspitze im Gegenuhrzeigersinn (7.3 ± 2.7°).Es entsteht eine Auswringbewegung (= "wringingmotion") der Herzkammer. Während der Diastole wirddiese Verwringung durch eine schnelleRückstellbewegung, die der Füllung des Ventrikelsvorangeht, ausgeglichen (= "untwisting") (Abb. 5).MW±SDProbandenInfarktel l Aneurysma<0.01Abb. 4: Maximale systolische apikale RotationNach Anterolateralwandinfarkt kann eine signifikanteReduktion der apikalen Rotation (5.5 ± 3.4°, p < 0.05)und Kontraktion beobachtet werden (Abb. 4), wobei dasphysiologische Bewegungsmuster erhalten bleibt (Abb.1+5). Bei Vorliegen eines Vorderwandaneurysmas istdas physiologische Bewegungsmuster völlig aufgeho-ben, es tritt eine entgegengesetzte (im Uhrzeigersinngerichtete) Rotation der Herzspitze auf (- 2.2 ± 1.4,p < 0.01 vs. Probanden, p < 0.05 vs. Infarkt) (Abb. 2 +5). Die Amplitude der Herzrotation und dieAuswurffraktion sind linear korreliert (r = .81) (Abb. 6).Die diastolische Rückrotation ist bei Patienten nachVorderwandinfarkt verspätet und verlangsamt.Probanden(n = 10)Infarkte(n=10)Aneurysma(n=3)40 60 80Flache [%]Abb. 5: Rotations · Flächen Diagramm. BeiPatienten mit Anterolateralinfarkt ist die systolischeRotation und Ejektion vermindert und die diasto-lische Rückrotation deutlich verspätet und verlang-samt Bei Vorliegen eines Vorderwandaneurysmasist die Rotation entgegengesetzt gerichtet12·g(§0n = 1320 30 40 50Ejektioosfraktion [%]60Abb. 6: Apikale Rotation und EjektionsfraktionSchlußfolgerungenDie Markierung des Myokards mit MR MyocardialTagging erlaubt eine differenzierte Erfassung des kar-dialen Bewegungsablaufs bei Patienten mit koronarerHerzkrankheit, was mit den bisherigen bildgebendenVerfahren nicht möglich war. Dies eröffnet neuePerspektiven in der Diagnostik und Behandlung dieserKrankheitNach Anterolateralinfarkt ist die systolische Rotationvermindert und bei Auftreten eines Vorderwand-aneurysmas völlig aufgehoben. Damit verlieren diesePatienten einen wichtigen Mechanismus zurDruckgenerierung und Kammerentleerung. Die diasto-lische Rückrotation ist verspätet und verlangsamt Dieserklärt das Auftreten einer diastolischen Dysfunktionbei diesen Patienten.Literatur:1. Axel L, Dougherty L. Heart wall motion: Improvedmethod of spatial modulation of magnetization for MRimaging. Radiology 1989; 172:349-50.2. Fischer SE, McKinnon GC, Maier SE, Boesiger P.Improved myocardial tagging contrast Magn ResonMed 1993;30:191-200.Biomedizinische Technik · Band 41 · Ergänzungsband 1 · 1996 61

Kardiales Rotations- und Relaxationsverhalten nach Vorderwandinfarkt

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