Quantitative evaluation of the mitral valve anatomy, geometry and spatial relationships in multiple cardiac phases by multi-slice computed tomography for planning of minimally invasive or percutaneous interventions

Abstract

Objective: The objective of this study was to assess the mitral valve anatomy, geometry and mobility of control group and of patients with functional mitral regurgitation (FMR) by MSCT throughout the entire cardiac cycle in regards of optimizing the planning of transcatheter mitral valve procedures. Materials and methods: 24 healthy patients vs. 22 patients with varying degrees of FMR who had undergone ECG gated CTA were evaluated retrospectively. The mean age was 47 ± 11 vs. 63 ± 7 years (p<0.05), male gender 75% vs. 68% (ns), BMI 26 ± 2.8 kg/m² versus 26 ± 3.5 kg/m² (ns), LVEF 72 ± 6% vs. 31 ± 9% (p<0.05), LVEDD 55.3 ± 5.4 vs. 81 ± 11 mm (p<0.05). The evaluation of MA surface, entire circumference, projected circumference, trigone-to-trigone distance, and septal-to lateral distances for saddle-shaped and D-shaped mitral annulus, and annulus height for saddle-shaped annulus, aorto-mitral annular angle, LA to LV axis angle and MA to papillary muscles distance was carried out for all patients in both groups for ten 10% intervals throughout the cardiac cycle. Results: The mean MA saddle-shaped annular area averaged 12 ± 2 cm² in the control group, 14.6 ± 0.52 cm² in patients with FMR, the D-shaped annular area averaged 10.3 ± 1.6 cm² vs. 12.7 ± 0.5 cm², respectively, thus representing a significant difference between the two groups and both models. The trigone-to-trigone distance was slightly larger in patients with FMR than in healthy subjects, namely 33.7 ± 1.9 mm vs. 34.6 ± 0.4 mm (p<0.05). The aorto-mitral angle mean for healthy subjects was 55 ± 7° vs. 46 ± 6.8° in patients with FMR. The mobility of the mitral annulus was higher in healthy patients than in patients with FMR. Conclusion: This study showed that there are significant differences in the mitral annular morphology between controls and patients with FMR, as well as several changes between different sizing approaches of the mitral annulus throughout the entire cardiac cycle. Considering the low mobility of the mitral annulus in patients with FMR and its biggest size in diastolic phase, multiphase MSCT might be replaced by dual-phase scans for example when planning TMVI. This plays an important role in timing the pre-procedural analysis and in reducing radiation dose. However, using multiphase CTA should still be the favored mode in complicated cases. In summary, our study demonstrates that a non-invasive and comprehensive assessment of the mitral valve by MSCT is feasible.

Ziel: Ziel dieser Studie war die Beurteilung der Mitralklappenanatomie, -geometrie und beweglichkeit von gesunden Probanden (Kontrollgruppe) und von Patienten mit funktioneller Mitralklappeninsuffizienz (FMR) durch MSCT über den gesamten Herzzyklus mit Fokus auf der Planung von Transkatheter-Mitralklappe Verfahren bei deren Planung das MSCT einen hohen Stellenwert hat. Material und Methoden: Datensätze von 24 Patienten ohne Mitralklappenerkrankung und 22 Patienten mit FMR, bei denen eine EKG-getriggerte MSCT durchgeführt wurde, wurden retrospektiv ausgewertet. Das Durchschnittsalter betrug 47 ± 11 gegenüber 63 ± 7 Jahren (p <0,05), männliches Geschlecht 75% gegenüber 68% (ns), BMI 26 ± 2,8 kg / m² gegenüber 26 ± 3,5 kg / m² (ns), LVEF 72 ± 6% vs. 31 ± 9% (p <0,05), LVEDD 55,3 ± 5,4 vs. 81 ± 11 mm (p <0,05). Die Ausmessung der Oberfläche des Mitralanulus (MA), des gesamten Umfangs, des projizierten Umfangs des Annulus, der Trigon-Trigon-Distanz und der Septum-zu-Lateralwand-Abstände für den sattelförmigen und D-förmigen Mitralanulus und die Anulushöhe für den sattelförmigen Anulus, den Aorto-Mitralen- Winkel, der Linker Vorhof (LA)-zu- Linker Ventrikel (LV)-Achsenwinkel und der Abstand zwischen MA und Papillarmuskeln wurde für alle Patienten in beiden Gruppen für zehn 10% Phasen Intervallen während des gesamten Herzzyklus durchgeführt. Ergebnisse: Die mittlere 3D MA-Fläche betrug 12 ± 2 cm² in der Kontrollgruppe und 14,6 ± 0,52 cm² bei Patienten mit FMR, die D-förmige Anulusfläche war 10,3 ± 1,6 cm² und 12,7 ± 0,5 cm². Diese Werte waren zwischen den zwei Gruppen und beiden Methoden signifikant unterschiedlich. Der Trigon-zu-Trigon-Abstand war bei Patienten mit FMR signifikant größer als bei gesunden Probanden; 33,7 ± 1,9 mm vs. 34,6 ± 4 mm (P <0,05). Der mittlere Aorten–Mitralwinkel lag bei gesunden Probanden bei 55 ± 7° gegenüber 46 ± 6,8° bei Patienten mit FMR. Darüber hinaus ist die Beweglichkeit des Mitralanulus bei gesunden Probanden höher als bei Patienten mit FMR. Schlussfolgerung: Es gibt signifikante Unterschiede in der Mitralanulus-Morphologie zwischen gesunden Probanden und Patienten mit FMR sowie der Morphologie bzw. Beweglichkeit des Mitralanulus während des gesamten Herzzyklus. Anbetracht der geringen Beweglichkeit des Mitralanulus bei Patienten mit FMR und seiner größten Größe in der diastolischen Phase könnte die mehrphasige MSCT bei der Planung einer TMVI beispielsweise durch zweiphasige Scans ersetzt werden. Dies spielt eine wichtige Rolle bei der präprozeduralen Analyse und bei der Reduzierung der Strahlendosis, jedoch ist die Verwendung von Mehrphasen-CTA in komplizierten Fällen sicher immer von Vorteil. Zusammenfassend zeigt unsere Studie, dass eine nicht-invasive und umfassende Beurteilung der Mitralklappe mittels MSCT möglich ist.