Nichtinvasive Darstellung myokardialer Fibrose mittels kontrastverstärkter MRT bei verschiedenen Formen der linksventrikulären Hypertrophie – Beziehung zum Remodeling und zur Druckbelastung

Abstract

Hintergrund: Linksventrikuläre Hypertrophie (LVH) ist ein unabhängiger Prediktor für kardiale Mortalität. Der Zusammenhang zwischen primärer (Hypertrophe Kardiomyopathie (HCM)) oder sekundärer LVH (verursacht durch Druckbelastung: Arterielle Hypertonie (AH) und Aortenstenose (AS)) und myokardialer Fibrose, definiert durch die späte Kontrastmittelanreicherung in der kardialen Magnetresonanztomographie (KMRT), ist nicht endgültig geklärt. Ziel dieser Studie war es mittels KMRT, in den genannten drei Krankheitsentitäten Fibrose zu detektieren, zu quantifizieren und die Abhängigkeit von linksventrikulären Parametern, sowie dem Ausmaß der Druckbelastung zu ermitteln. Methoden: Wir untersuchten die Bilddatensätze von 77 (HCM (n=36), AS (n=21) and AH (n=20)) Patienten (50 Männer, Alter: 56±15Jahre) mit LVH (definiert als linksventrikulärer (LV) Masseindex (LVMI, g/cm) >1.06 in Männern und >0.8 in Frauen) und Ausschluss einer koronaren Herzerkrankung. In HCM definierten wir eine Obstruktion (HOCM, n=19) als eine linksventrikuläre Ausflusstraktfläche <2.7cm2. In AS definierten wir eine Klappenöffnungsfläche von <1.0cm2 als hochgradige AS (n=11). Das linksventrikuläre Myokard wurde auf einem 1.5 T Scanner mit einer SSFP cine- Sequenz in Kurzachsenschnitten durchgeschichtet. Anschließend wurde mit einer inversion recovery Gradienten-Echo-Sequenz nach Gabe von 0,2mmol/kg Gd-DTPA i.v. das „Late Enhancement (LHE)“ analysiert. Die Auswertung erfolgte mit der Software MASS 6 (Medis, Niederlande). Nach Festlegung der Endokard- und Epikardkontur wurde die Region des LHE manuell definiert. Durch Multiplikation mit der Schichtdicke und der spezifischen Masse von Myokard ermittelten wir die Fibrosemasse und das anteilige Gewicht in Prozent, bezogen auf die Gesamtmasse des linken Ventrikels. Berechnet wurden Ejektionsfraktion (EF), das enddiastolische Volumenindex (LVEDVI) und das LVMI. Ergebnisse: Wir fanden keinen Unterschied im LVMI zwischen den Gruppen (HCM: 1,4±0,4g/cm, AS: 1,3±0,3g/cm, AH: 1,4±0,3g/cm, p=n.s.). Die EF war im normalen Bereich, wies jedoch signifikante Unterschiede (p<0,5) zwischen AH und den anderen beiden Gruppen auf (HCM: 75±9%, AS: 70±9%, AH:56±14%). Die Präsenz von myokardialer Fibrose war 72% (HCM), 62% (AS) und 45% (AH). Der Unterschied in der Fibrosefrequenz zwischen HCM and AH war signifikant (p=0,043). In Patienten mit Fibrosenachweis war der Fibroseanteil, bezogen auf die Gesamtmasse des linken Ventrikels, in HCM (12±8%) signifikant größer (p<0.05) und nicht unterschiedlich zwischen AS (3±3%) und AH (5±4%). Patienten mit Fibrose hatten ein größeres LVMI (1,4±0,4 vs. 1,2±0,3, p=0,002). In HCM war das LHE vorwiegend in den anteroseptalen und inferoseptalen Regionen lokalisiert (82%), im Gegensatz zu AS and AH, wo wir kein spezifisches Fibrosemuster ausmachen konnten. In allen Gruppen sahen wir die Läsionen nahezu ausschließlich nicht-subendokardial (Abbildung 1). Der Grad der Obstruktion in HCM stand in keiner Beziehung zur Entstehung von Fibrose (LHE in HOCM: 79%, LHE in HNCM: 65%, p=0,46). In HCM war das Vorhandensein von Fibrose abhängig vom LVMI (1,5±0,5g/cm in HCM mit LHE vs. 1,2±0,2g/cm, p=0,018) und unabhängig vom LVEDVI (p=0,8). In AS gab es keinen Zusammenhang zwischen Stenosegrad und Nachweis von LHE (p= 0,7). AS mit LHE hatten ein größeres LVMI (1,4±0,2 vs. 1,1±0,3g/cm, p<0,028) und ein größeres LVEDVI (1,0±0,2 vs. 0,8±0,2 ml/cm, p<0,015) als AS ohne LHE. In der Gruppe mit AH hatten die Patienten mit LHE ein größeres LVMI (kein LHE: 1,2±0,3g/cm, LHE: 1,4±0,3g/cm), wobei der Unterschied kein Signifikanzniveau erreichte (p=0,1). Das LVEDVI war in der Subgruppe der AH mit LHE nicht erhöht (1,0±0,3 vs. 1,0±0,4ml/cm, p=0,5). Zusammenfassung: Die kardiale MRT ist in der Lage, myokardiale Fibrose in LVH, entstanden durch HCM, AS und AH, darzustellen. Das Fibrosemuster kann hilfreich bei der Unterscheidung verschiedener LVH-Entitäten sein. Die Wahrscheinlichkeit von LHE steigt mit Zunahme des LVMI. Fokale Fibrosen sind in primären LVH´s häufiger als in sekundären LVH´s nachweisbar. In AS und AH scheint die Entstehung von Fibrose unabhängig von der Druckbelastung zu sein.

Background: Left ventricular hypertrophy (LVH) is an independent predictor of cardiac mortality. The relation between primary (hypertrophic cardiomyopathy (HCM )) or secondary LVH (pressure overload: arterial hypertension (AH), aortic stenosis (AS)) and myocardial fibrosis as defined by contrast-enhanced cardiovascular magnetic resonance (ce-CMR) is not well understood. We aimed at assessing the volume of focal fibrosis and to explore its relation to LVH in these three clinical settings by CMR. Methods: We analyzed image data sets of 77 patients (50 males, age: 56±15years) with LVH (defined as left ventricular (LV) mass index (LVMI, g/cm) >1.06 in males and >0.8 in females): HCM (n=36), AS (n=21) and AH (n=20) and exclusion of coronary artery disease. In HCM we defined obstruction (HOCM, n=19) as a left ventricular outflow tract area <2.7cm2 as recently published. In AS an aortic valve area <1.0cm2 was defined as severe AS (n=11). On a 1.5 T scanner, the LV myocardium was covered with short axis SSFP cine images followed by gradient recovery inversion recovery after 0.2mmol/kg Gd-DTPA i.v. injection to assess late hyperenhancement (LHE). Using a dedicated software ( MASS 6, Medis, Netherlands), the endo-and epicardial contours were defined and areas of LHE were manually traced and expressed as percentage of the total LV mass.. LV ejection fraction (EF), end diastolic volume index (LVEDVI) and LVMI were quantified. Results: There was no difference in LVMI between groups (HCM: 1.4±0.4g/cm, AS: 1.3±0.3g/cm, AH: 1.4±0.3g/cm, p=n.s.). EF was in normal range, but significant differences (p<0.05) between AH and the other groups were noted (HCM: 75±9%, AS: 70±9%, AH:56±14%). Presence of myocardial fibrosis was 72% (HCM), 62% (AS) and 45% (AH). Difference in frequency of fibrosis between HCM and AH was significant (p=0.043). If LHE was observed, the percentage of fibrosis related to left ventricular mass was significantly higher (p<0.05) in HCM (12±8%) and not different between AS (3±3%) and AH (5±4%). Patients with LHE had a higher LVMI (1.4±0.4 vs. 1.2±0.3, p=0.002). LHE in HCM was predominantly located in the anteroseptal and inferoseptal segments (82%) in contrast to AS and AH, where no specific pattern of fibrosis could be identified. In all groups the lesions were predominantly non-subendocardial (figure 1). Obstruction in HCM was not related to presence of LHE (LHE in HOCM: 79%, LHE in HNCM: 65%, p=0.46). In HCM the presence of fibrosis depends of LVMI (1.5±0.5g/cm in HCM with LHE vs. 1.2±0.2g/cm, p=0.018). There is no relation to LVEDVI (p=0.8) In AS the severity was not related to the presence of fibrosis (p= 0.7). AS with LHE had a higher LVMI (1.4±0.2 vs. 1.1±0.3g/cm, p<0.028) and a higher LVEDVI (1.0±0.2 vs. 0.8±0.2 ml/cm, p<0.015) compared to AS without LHE. In AH there was a relation between LVMMI and presence of fibrosis (no LHE: 1.2±0.3g/cm, LHE: 1.4±0.3g/cm), but the difference was not significant (p=0.1). LVEDVI was not increased in AH with LHE (1.0±0.3 vs. 1.0±0.4ml/cm, p=0.5). Conclusion: ceCMR allows the detection of fibrosis in LVH due to HCM, AS and AH. The pattern and distribution of focal fibrosis has the potential to differentiate different forms of LVH. Likelihood of fibrosis is higher in increased LVMI. Focal fibrosis is more frequent in primary than in secondary LVH. Fibrosis in AS and AH seems to be independent of pressure overload.