Echokardiographie

Die Echokardiographie ist im klinischen Alltag der veterinärmedizinischen Praxis ein wertvolles Diagnostikum (ALLEN 1982). Dabei sind neben Doppler-Untersuchungen vor allem die eindimensionalen (M-Mode) und zweidimensionalen Methoden von Bedeutung. Dabei spielt insbesondere die monoplane Scheibchensummationsmethode eine Rolle. In der Humanmedizin wird jedoch die biplane Messmethode empfohlen, da diese das Herz in einer zusätzlichen Dimension darstellen kann und weniger auf geometrischen Formeln basiert, was insbesondere bei deutlichen Wandbewegungsstörungen relevant ist (LANG et al. 2005). In der klinischen Routinediagnostik der Tiermedizin hat sich diese noch nicht vollends etabliert, da ein deutlicher Vorteil der biplanen gegenüber der monoplane Methode zunächst noch geklärt werden muss und die biplane Methode mit mehr Aufwand verbunden ist.

Die echokardiographischen Methoden zeichnen sich durch die Möglichkeit aus, die Funktion und Morphologie des Herzens nichtinvasiv zu untersuchen und zu beurteilen (POMBO et al. 1971; HANTON u. LODOLA 1998). Die schnelle Verfügbarkeit und unkomplizierte Untersuchung ohne Narkose ist gerade für herzkranke Tiere wichtig und wiederholte Untersuchungen sind vertretbar (BONAGURA u. SCHOBER 2009). Die Beurteilung des linksventrikulären Volumens hat wertvollen diagnostischen, prognostischen und therapeutischen Nutzen, unter anderem bei Hunden mit einer fortschreitenden DMKE (SERRES et al. 2008;

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2.2.1. Eindimensionale Echokardiographie und volumetrische Messung

Der Time-Motion-Mode, auch M-Mode genannt, stellt die kardialen Strukturen anhand dynamischer eindimensionaler Ultraschallinformationen gegen eine horizontale Zeitachse dar. Die Darstellung des Herzens geschieht anhand der rechts-parasternalen Längs- oder Kurzachse. Unter Anwendung des M-Modes in der longitudinalen Achse sind die kardialen Landmarks präziser zu erkennen (HANTON u. LODOLA 1998). Bei herzkranken Hunden sind die M-Mode Befunde beider Achsen nicht austauschbar (SCHOBER u. BAADE 2000). Eine vom Untersucher festgelegte Cursorlinie wird entlang des Ultraschallsignals durch die kardialen Strukturen platziert. Durch die besonders hohe zeitliche Auflösung (Pulsrepititionsfrequenz von 1000-3000 Hz) können schnellste Bewegungen mit guter Strukturerkennbarkeit dargestellt werden.

Dank einer allometrischen Gleichung konnten bei einer großen Anzahl von Hunden LV M-Mode-Diameter-Messwerte und die logarithmische Transformierung des Körpergewichtes in Beziehung gesetzt werden (Index der Körperlänge, 𝐵𝑊 .) Mit diesen Daten wurden geeignete Mittelwerte und Konfidenzintervalle (95%) für gesunde Hunde unterschiedlicher Größen und Rassen erstellt (CORNELL et al.

2004). TEICHHOLZ (1976) et al. wiederum erstellten 1976 Formeln zur Volumenbestimmung des linken Ventrikels durch Messung von enddiastolischem Diameter (EDD) und endsystolischem Diameter (ESD), wiesen jedoch auf deren mögliche Ungenauigkeit bei Patienten mit asymmetrischen Kammern hin. Dennoch werden die LV Diametermessungen in der Humanmedizin noch heute vielfach und in der Veterinärmedizin überwiegend eingesetzt.

Mehrere Studien belegen, dass es bei der 1D Bestimmung der LV Dimensionen zu Ungenauigkeiten kommen kann, da sich die Berechnung des Volumens aus nur einer Schnittebene durch das Herz ergibt (BELLENGER et al. 2000; SERRES et al.

2008; TIDHOLM et al. 2010; MEYER et al. 2013). Die 1D Messungen basieren auf der Annahme, der linke Ventrikel sei symmetrisch und kontrahiert an allen Stellen gleichermaßen, wodurch Asymmetrien und unterschiedliche Formen des Ventrikels nicht berücksichtigt werden (TEICHHOLZ et al. 1976; BELLENGER et al. 2000). Eine

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weitere Ursache für die zumeist Überschätzungen von EDD und ESD stellt eine nicht winkelgenau senkrechte Positionierung der Cursorlinie zum Septum und zur Ventrikelhinterwand dar (SAHN et al. 1978; LANG et al. 2005).

In verschieden veterinärmedizinischen Studien konnten Referenzwerte bei gesunden Hunden erhoben werden und verschiedene Korrelationen zwischen Messwerten und Körpergewicht berechnet werden (BOON et al. 1983; CRIPPA et al. 1992; HANTON u. LODOLA 1998; CORNELL et al. 2004; KAYAR et al. 2006). Mehrere Studien belegen eine Unterlegenheit der 1D- gegenüber den 2D-Volumenmessmethoden (SERRES et al. 2008; TIDHOLM et al. 2010; WESS et al. 2010; MEYER et al. 2013).

2.2.2. Zweidimensionale Echokardiographie und volumetrische Messung

Die zweidimensionale Echokardiographie stellt das Herz in verschiedenen 2D-Schnittebenen dar. Zu den Standardebenen gehören der rechts-parasternale Vierkammerblick und die links-apikalen Vier-, Drei– und Zweikammerblicke (THOMAS et al. 1993) (Abbildung 1), auch wenn insbesondere der links-apikale Zweikammerblick einen geübten Untersucher erfordert. Durch festgelegte Untersuchungsgänge und Darstellung der Ebenen (THOMAS et al. 1993) kann die Morphologie der Herzstrukturen, deren Dimensionen sowie die kardiale Funktion beurteilt werden (SCHILLER et al. 1998; LANG et al. 2005).

Die Volumenbestimmung des linken Ventrikels kann unter anderem durch die Scheibchensummationsmethode nach Simpson („Simpson‘s method of discs“, SMOD) erfolgen. Hierbei setzt sich die Volumenerfassung aus der Summation multipler (meist 15-20) Scheibchen zusammen, welche sich durch die Umrandung entlang der Endokardgrenze sowie der gemessenen maximalen Längsachse ergeben. Bei der monoplanen SMOD wird folglich nur ein Kammerblick in ED und ES umrandet, wohingegen bei der biplanen Methode zwei Kammerblicke berücksichtigt werden. Die monoplane Volumenberechnung erfolgt an Stelle einer ellipsoiden unter Annahme einer zirkulären Scheibchenfläche und führt umso mehr zu geometrischen Ungenauigkeiten (ERBEL et al. 1982; LANG et al. 2005). Bei der biplanen Volumenberechnung mittels SMOD wird von zwei orthogonalen Schnittebenen

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ausgegangen, was allerdings nicht immer zutreffend ist (KING et al. 1992). Es zeigte sich, dass weder der Zwei- noch der Dreikammerblick orthogonal zu dem Vierkammerblick sind, wenngleich der räumliche Winkel des Dreikammerblickes eine höhere Orthogonalität aufweist (NOSIR et al. 1997). Eine weitere mögliche Fehlerquelle der zweidimensionalen Volumenquantifizierung ist eine verkürzte Ansicht der Längsachse durch fehlerhafte Darstellung der Ventrikelschnittebenen und eine unzureichende Visualisierung des Apex (LANG et al. 2005). Die Tatsache, dass die volumetrische Berechnung des Gesamtvolumens auf nur einer oder zwei Schnittebenen basiert, welche durch unterschiedliche Fehlerquellen verfälscht sein können, führte in mehreren Studien zu Unterschätzungen des Volumens im Vergleich zu mehrdimensionalen Methoden (CHUANG et al. 2000; JENKINS et al.

2007; GUTIÉRREZ-CHICO et al. 2005; MEYER et al. 2013; AURICH et al. 2014).

Dies ist der Grund dafür, dass die biplane der monoplanen SMOD vorgezogen wird und in der Humanmedizin für zweidimensionale Messmethoden von der American Society of Echocardiography empfohlen wird. Im Fall dass eine adäquate Darstellung des Zweikammerblickes nicht möglich ist, kann jedoch auf diesen verzichtet werden (LANG et al. 2005). Insbesondere beim Hund ist dessen Darstellung schwierig (THOMAS et al. 1993). Dies ist unter anderem ein Grund dafür, dass bei Hunden bislang eher die monoplane oder modifizierte biplane Methode Anwendung finden (SERRES et al. 2008; WESS et al 2010; MEYER et al. 2013). Veterinärmedizinische Studien offenbarten außerdem eine gute Vergleichbarkeit bei volumetrischen Messungen mit der monoplanen SMOD, welche den links-apikalen Vierkammerblick und den rechts-parasternalen Vierkammerblick gegenüberstellten (WESS et al. 2010;

MEYER et al. 2013; SMETS et al. 2014). PENZL (2009) verglich die monoplane mit der biplanen SMOD bei herzgesunden Dachshunden und Beagles und konnte eine sehr gute Korrelation (0,9), jedoch einen signifikanten Unterschied zwischen den Methoden feststellen. Dabei zeigte die biplane Methode größere Werte für EDV und ESV.

Eine weitere Möglichkeit der biplanen Echokardiographie ist die Einbeziehung des Drei-, an Stelle des Zweikammerblickes (JENNI et al. 1981; NOSIR et al. 1997;

OTTERSTAD et al. 1997; ST JOHN SUTTON et al. 1998; MALM et al. 2005). In einer

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humanmedizinischen Studie (NOSIR et al. 1997), die den Drei- mit dem Zweikammerblick in Kombination mit dem Vierkammerblick bei volumetrischen Berechnungen durch biplane SMOD mit kMRT als Referenzmethode verglich, zeigte sich eine bessere Reproduzierbarkeit und eine akkuratere Volumenerfassung unter Verwendung des Dreikammerblickes. In einer Studie konnte gezeigt werden, dass kleine Volumenänderungen, die postinfarktiell nach Tagen, Wochen und Monaten auftraten sowie die Ejektionsfraktion genauso verlässlich mit monoplanen, wie mit biplanen Volumenquantifizierungsmethoden dargestellt werden können. Dennoch waren die Werte beider Methoden nicht miteinander austauschbar. In der Studie wurden der Vier- und Dreikammerblick gemessen (ST JOHN SUTTON et al. 1998).

BROGAN (1992) konnte ebenfalls keine Vorteile von biplanen im Vergleich mit monoplanen Methoden ausmachen, wohingegen in einer anderen Studie bei dem Vergleich von biplaner und monoplaner transoesophagealer Volumetrie mittels SMOD mit dreidimensionaler Echtzeit-Echokardiographie als Referenzmethode während einer Herzoperation die biplane SMOD eine größere Korrelation zur Referenzmethode aufwies als die monoplane SMOD (GROSSGASTEIGER et al.

2013).

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Abbildung 1 Darstellung der Standardschnittebenen in Enddiastole (A: rechts-parastenaler Vierkammerblick; B: links-apikaler Vierkammerblick; C: links-apikaler Dreikammerblick; D: links-apikaler Zweikammerblick)