Strain- und Strain-Rate-Messungen bei Frühgeborenen mit einem Geburtsgewicht von unter 1500 g in den ersten 28 Lebenstagen

Abstract

Einleitung: Frühgeborene mit sehr niedrigem Geburtsgewicht (unter 1500 g) haben ein erhöhtes Risiko, an kardiopulmonalen Komplikationen wie einem persistierenden Ductus arteriosus (PDA) oder einer bronchopulmonalen Dysplasie (BPD) zu leiden. Beide Pathologien wirken sich auf die Herzfunktion aus. Auf Gewebedoppler (englisch »tissue Doppler imaging«, TDI) und 2-dimensionalem Speckle-tracking-Imaging (2DSTI) basierende Strain (S) und Strain-Rate (SR) sind relativ neue Techniken der Echokardiografie, die neue Einblicke in die Entwicklung der Herzfunktion und deren Beeinflussung durch die BPD oder einen PDA bieten könnten. Ziel unserer Untersuchungen war, diese Methoden an einer solchen Population zu evaluieren und damit neue Erkenntnisse über die kardiopulmonale Situation dieser Patientengruppe zu erlangen. Methodik: Unsere Studienpopulation bestand aus 121 Frühgeborenen. Anthropometrische Parameter wurden bestimmt sowie das Vorhandensein eines PDA oder einer BPD dokumentiert. Wir führten Machbarkeits- und Reproduzierbarkeitsstudien der TDI- und 2DSTI- basierten S- und SR-Messung durch und nahmen echokardiografische Untersuchungen an den Lebenstagen (LT) 1, 7, 14 und 28 vor. Die Auswertung fand post-hoc ohne Kenntnis des klinischen Zustands der untersuchten Kinder statt. Ergebnisse: TDI-basierte S- und SR-Messungen zeigten die geringste Varianz zwischen zwei Herzschlägen mit den folgenden Analyseparametern: Breite der »Region of Interest« 2 mm, Länge 1 mm, »Strain-Länge« 6 mm. Die niedrigste Inter- und Intra-Observer-Variation fand sich für die systolischen Parameter. 2DSTI-basierte systolische Messungen waren insgesamt besser reproduzierbar. Der TDI-basierte S stieg innerhalb der ersten 28 LT signifikant in der freien Wand des rechten Ventrikels, während 2DSTI ansteigende Werte für globale systolische SR und S im basalen Septum produzierte. Im linken Ventrikel ließen sich sonst keine signifikanten Veränderungen nachweisen. Sowohl eine BPD als auch ein hämodynamisch relevanter PDA waren mit signifikant erniedrigten TDI-S-Werten in den freien Wänden des rechten (bei BPD) beziehungsweise linken (bei PDA) Ventrikels ab dem 14. LT assoziiert. Eine BPD war außerdem assoziiert mit erhöhten Werten für die 2DSTI-basierten Werte der globalen systolischen SR sowie der SR des mittleren Segments der freien Wand des linken Ventrikels an den LT 1 und 7. Schlussfolgerung: Sowohl TDI als auch 2DSTI sind anwendbare Methoden zur Bestimmung von S und SR bei Frühgeborenen mit sehr niedrigem Geburtsgewicht. Die Reproduzierbarkeit von 2DSTI-basierten Messungen ist besser als die der per TDI durchgeführten und systolische Messungen sind besser reproduzierbar als diastolische. Einige (aber nicht alle) der S- und SRParameter nahmen in den ersten 28 Lebenstagen zu. Die Veränderungen in Patientengruppen mit oder ohne BPD oder PDA sind zum Teil je nach Messmethode gegenläufiger Natur. Die klinische Anwendbarkeit der Methoden bei Frühgeborenen bleibt derzeit noch offen.

Introduction: Very low birth weight (VLBW) infants (birth weight below 1500 g) are at an increased risk of suffering from cardiopulmonary complications like patent ductus arteriosus (PDA) and bronchopulmonary dysplasia (BPD) both of which negatively affecting cardiac function. Tissue-Doppler-imaging (TDI) and 2-dimensional speckle tracking imaging (2DSTI) based strain (S) and strain rate (SR) are relatively new techniques in echocardiography that could possibly provide new information on the development of cardiac function and the influence of BPD or PDA. Aim of our studies was to evaluate S and SR in this population and thereby gain new insights into the cardiopulmonary situation of this group of patients. Methods: Our study population consisted of 121 VLBW infants. Anthropometric data as well as the existence of PDA or BPD were documented. We conducted feasibility and reproducibility studies of TDI and 2DSTI based S and SR measurements. We performed echocardiographic examinations on days of life (DOL) 1, 7, 14 and 28. The post-hoc evaluation of the ultrasound images took place without knowledge of the clinical status of the infants examined. Results: TDI based S and SR measurements showed the least beat-to-beat variation when using the following analysis parameters: width of the region of interest 2 mm, length 1 mm, strain length 6 mm. The lowest inter- and intra-observer-variation was found for systolic parameters. 2DSTI based systolic measurements as a whole showed higher reproducibility. TDI based S rose significantly during the first 28 DOL in the free wall of the right ventricle, while 2DSTI based measurements showed rising values for SR global systolic SR as well as S in the basal septum. BPD as well as haemodynamically relevant PDA were associated with significantly lower values for TDI based S in the right (BPD) and left (PDA) free walls after DOL 14. BPD was furthermore associated with higher values for 2DSTI based global systolic SR as well as SR in the mid segment of the free wall of the left ventricle at DOL 1 and 7. Conclusion: TDI as well as 2DSTI based measurements of S and SR are feasible in VLBW infants. Reproducibility of 2DSTI based measurements are more reproducible than those based on TDI and systolic measurements are more reproducible than diastolic. Values for some (but not all) S and SR measurements increased in the first 28 DOL. Changes apparent in the patient groups with or without BPD or PDA were only partly significant and some even antipodal in different methods. Clinical appliances of both methods in preterm infants remain to be determined.