Einfluss des Alters auf die echokardiografischen Untersuchungsparameter junger Warmblutpferde

Abstract

In der hier vorliegenden Studie wurden erstmals Fohlen und Jungpferde der deutschen Warmblutrassen echokardiografisch untersucht. Ziel der Arbeit war es einerseits zu ermitteln in welchen Normbereichen sich die standard- echokardiografischen Parameter, die Gewebedopplerparameter sowie die Myokardverformungsparameter befinden und andererseits den Einfluss des Alters und des Wachstums der Pferde auf die Entwicklung dieser echokardiografischen Untersuchungsparameter zu beleuchten. Ein großer Schwerpunkt der Arbeit lag dabei auf der Untersuchung des Pferdeherzens mittels der in der Pferdemedizin noch neuartigen Gewebedopplerechokardiografie. Zusätzlich wurden mittels des 2D-Speckle Trackings die Verformungsparameter Strain und Strain Rate bestimmt, welche als regionale Parameter der ventrikulären Funktion gelten und darüber hinaus unabhängig vom Anschallwinkel und der Globalbewegung des Herzens sind. Als Einflussvariablen wurden das Alter, das Gewicht, die Größe und das Geschlecht, sowie die Herzfrequenz überprüft. Insgesamt wurden in dieser Studie 57 Warmblutpferde im Alter von zwei Wochen bis drei Jahren untersucht, welche in vier Altersgruppen eingeteilt wurden (Fohlen, Jährlinge, Zweijährige, Dreijährige). Nach einer standardmäßigen B- und M-Mode- Untersuchung wurden jeweils drei konsekutive Herzzyklen aus der kurzen Achse im Farbgewebedopplermodus sowie auch im Spektralgewebedopplermodus aufgezeichnet. Hieraus wurden die systolischen, die frühdiastolischen und die spätdiastolischen Myokard-geschwindigkeiten in der linken freien Ventrikelwand, im Interventrikularseptum und der rechten freien Ventrikelwand sowie die isovolumetrische Kontraktion in der linken freien Ventrikelwand ermittelt. Für die Analyse von Strain und Strain Rate wurden drei konsekutive Herzzyklen im B-Mode aus der kurzen Achse aufgezeichnet. Die Herzfrequenz der Fohlen war signifikant höher als die der anderen drei Gruppen (p<0,001). Alle gemessenen B- und M-Mode- Parameter erhöhten sich von den Fohlen bis hin zu den dreijährigen Pferden mit signifikanten Unterschieden zwischen den Gruppen. Den größten Einfluss auf die Ausprägung der B-Mode-Parameter zeigte das Gewicht. Für die M-Mode-Parameter war der Einfluss von Gewicht und Größe am stärksten. Das Geschlecht zeigte auch vereinzelt signifikante Einflüsse, da aber die Geschlechterverteilung innerhalb der Altersgruppen nicht balanciert war, können diese Effekte zufällig sein. Im Farbgewebedoppler stiegen die frühdiastolische sowie die spätdiastolische Myokardgeschwindigkeit der linken freien Ventrikelwand von den Fohlen bis hin zu den dreijährigen Pferden an. Im Interventrikularseptum wiesen die systolische und die frühdiastolische Welle eine ansteigende Tendenz auf. In der rechten Ventrikelwand stieg lediglich die frühdiastolische Welle leicht an. Den größten Einfluss auf die Ausprägung der Myokardgeschwindigkeiten zeigten die Herzfrequenz und die Größe. Auch bei den Spektralgewebedopplerparametern erhöhten sich die frühdiastolische und die spätdiastolische Welle der linken freien Wand von den Fohlen bis hin zu den jungen adulten Pferden. Weiterhin hatte die frühdiastolische Welle der rechten Wand eine ansteigende Tendenz. Die Herzfrequenz und das Gewicht zeigten den größten Einfluss auf die mit dem Spektralgewebedoppler gemessenen Parameter. Mit Hilfe des 2D-Speckle Trackings konnte ein tendenzielles Ansteigen der radialen Strain im Interventrikularseptum sowie ein Abfall der systolischen radialen Strain Rate beobachtet werden. In der linken freien Ventrikelwand verringerten sich die systolische sowie die frühdiastolische radiale Strain Rate mit zunehmendem Alter der Pferde. Den größten Einfluss auf die Ausprägung der Strain und Strain Rate hatten die Herzfrequenz und die Größe. Es ist nicht möglich, die Einflüsse klar voneinander zu trennen, da die Größe, das Gewicht, das Alter und die Herzfrequenz eng mit dem Wachstum der Pferde verbunden sind und sich auch untereinander erheblich beeinflussen. Schlussendlich sprechen die Ergebnisse dafür, dass das Wachstum der Pferde insgesamt einen großen Einfluss auf die Ausprägung der Parameter hat und somit auch das Alter. Der teilweise sehr große Einfluss der Herzfrequenz muss bei der Auswertung der Daten berücksichtigt werden. Auf Grund der schwierigen Datenaquirierung an jungen Fohlen und Pferden in dem hier untersuchten Altersbereich, empfiehlt es sich, die Pferde zu sedieren um eine geringere Datenvariabilität zu erreichen. Hier muss wiederum in nachfolgenden Studien evaluiert werden, welchen Einfluss eine Sedierung der jungen Pferde auf die Myokardgeschwindigkeiten hat.

In this study young German warmblood horses from foals to three-year-olds were examined by echocardiography for the first time. The aim of this study was to determine in which normal range the standard echocardiographic parameters, the tissue Doppler parameters and myocardial strain parameters are located. Furthermore the influence of age and growth on the development of these echocardiographic parameters should be evaluated. The focus of this work was put on the examination of the horse’s heart by the Tissue Doppler Echocardiography which is still novel in equine medicine. Additionally the deformation parameters strain and strain rate were measured by 2D-Speckle Tracking, which are applied to be regional parameters of the ventricular function and beyond that they are independent of angle and global heart movement. As variables of influence, age, weight, height, and sex as well as heart frequency were tested. A total number of 57 warmblood horses at the age of three weeks to three years were examined, which we allocated into 4 age groups (foals, yearlings, two-year-olds and three-year-olds). After the standard B- and M-mode echocardiographic examination, three consecutive heart cycles in the short axis view were stored in Colour Tissue Doppler mode and Spectral Tissue Doppler mode respectively. Out of these data, the systolic, early-diastolic and late-diastolic myocardial velocities in the left free ventricular wall, the interventricular septum and the right ventricular wall as well as the isovolumetric contraction in the left free ventricular wall were determined. For measuring strain and strain rate, three consecutive B-mode heart cycles in the short axis view were recorded. The heart frequency of the foals were significantly higher than the heart frequency of the other groups (P<0,001). All B- and M-mode parameters increased from foals to three- year-olds with significant changes between the four groups. The major impact on the development of the B-mode parameters was detected for the weight of the horses. Weight and height had the major impact on the M-mode parameters. Sex only showed impact on the parameters sporadically, but since the distribution of sex in the four age groups was not balanced, the effects could be accidentally. The early-diastolic and late-diastolic mycodial velocities in the left free ventricular wall measured by Colour Tissue Doppler increased from foals to three-year-olds. In the interventricular septum the systolic and early-diastolic myocardial velocity showed a tendency to increase. In the right ventricular wall, only the early-diastolic myocardial velocity slightly increased. Heart frequency and height had the major impact on the development of the myocardial velocities. Similarly the early-diastolic and late-diastolic myocardial velocity measured by Spectral Tissue Doppler increased from foals to the young adult horses as detected with Colour Tissue Doppler. Furthermore the early-diastolic myocardial velocity in the right ventricular wall showed the tendency to increase. Heart frequency and weight had major impact on these parameters measured by spectral tissue Doppler. The radial strain in the interventricular septum, measured by 2D-Speckle Tracking, increased by trend while the systolic radial strain rate decreased. In the left ventricular free wall the systolic as well as the early diastolic radial strain rate decreased with age. The major impact on the development of strain and strain rate had heart frequency and height. It is impossible to distinguish the different impacts on the parameters clearly. Height, weight, age and heart frequency are all closely related to the growth of the horse and influence each other substantially. Eventually our results indicate that the growth of the horses overall has a great impact on the parameter value and consequently age also has a notable impact. The partial great impact of the heart frequency must be taken into account when evaluating the data. Due to the difficult acquisition of data in the young foals and horses it is recommended to sedate the horses during examination for achieving lower data variability. Subsequent studies have to evaluate the impact of sedation on the echocardiographic parameters in foals and young horses.