2d-Speckle-Tracking basierter Strain und Strain Rate zur Früherkennung Anthrazyklin-induzierter systolischer Funktionsstörungen des linken Ventrikels: eine Machbarkeitsstudie in einer konsekutiven Reihe ambulanter Patienten

Abstract

Einleitung: Studien zeigten, dass mit 2-dimensionalem Speckle-Tracking erhobenen Strain und Strain Rate Werten linksventrikuläre systolische Funktionsstörungen früher detektiert werden können, als per Ejektionsfraktion. Diese Studie evaluiert die Eignung von verschiedenen Strain und Strain Rate Werten für Routinenachsorgeuntersuchungen von Anthrazyklin-behandelten Patienten in der täglichen klinischen Anwendung. Methoden: Alle Anthrazyklin- behandelten Patienten wurden eingeschlossen, die während eines Zeitraums von einem Jahr in unserer kinderkardiologischen Ambulanz eine echokardiographische Routinenachsorgeuntersuchung erhielten. Eine alters- und geschlechtsangepasste gesunde Kontrollgruppe wurde etabliert. Im apikalen Vierkammerblick (4CH) wurden der globale longitudinale Strain (GSL) und die globale longitudinale Strain Rate (GSrL) gemessen, in einer kurzen parasternalen Achse (SAX) der globale zirkumferenzielle und gemittelte radiale Strain (GSC, AvSR) und die globale zirkumferenzielle und gemittelte radiale Strain Rate (GSrC, AvSrR). In der Kontrollgruppe wurde der Einfluss von Geschlecht, Alter, Körperoberfläche und Herzfrequenz auf die Messwerte bestimmt. In jeweils 20 Patienten und Kontrollen wurde die Intra- und Inter-Untersucher-Reproduzierbarkeit mittels Bland-Altman-Analyse, Variationskoeffizient (CoV) und Intra-Klassen- Korrelationskoeffizient (ICC) analysiert. Der Einfluss der Breite der Region of Interest (ROI) auf Strain und Strain Rate wurde in 20 gesunden Kontrollen anhand von Messungen mit drei unterschiedlichen ROI-Breiten quantifiziert. Ergebnisse: 131 Patienten und 66 Kontrollen wurden eingeschlossen. Analysen zeigten, dass nur Bilder mit adäquatem Tracking in allen Segmenten verwendet werden sollten, um Messwertabweichungen zu vermeiden. Im 4CH konnten häufiger alle Segmente getrackt werden als in der SAX (76% vs. 62%). Der GSL war in gesunden weiblichen Kontrollen signifikant höher als in männlichen (-21,0 ±1,6% vs. -19,5 ±1,6% (p=0,001)). Die Werte GSL, GSrL, GSC, GSrC und FS waren in Patienten signifikant niedriger, als in Kontrollen (-20,3 ±1,8% vs. -19,2 ±1,9%; -1,11 ±0,12/s vs. -1,02 ±0,16/s; -19,8 ±3,1% vs. -17,6 ±3,0%; -1,27 ±0,22/s vs. -1,13 ±0,20/s; 35,5 ±3,5% vs. 32,7 ±4,1% (p<0,005)). Der AvSR und die AvSrR waren hingegen nicht signifikant unterschiedlich (51,2 ±13,1% vs. 46,2 ±14,1%; 1,94 ±0,33/s vs. 1,85 ±0,38/s (p>0,05)). Nur der GSC und die GSrC zeigten in Subgruppenanalysen (z.B. Diagnose, kumulative Anthrazyklindosis) durchgehend signifikante Ergebnisse. Der GSL zeigte die beste Intra- und Inter-Untersucher-Reproduzierbarkeit (kein Bias, CoV <5% und ICC >0,90). Zwischen ROI-Breite und Strain bzw. Strain Rate fand sich eine inverse Korrelation. Schlussfolgerung: Der Einfluss von Geschlecht und ROI-Breite muss beachtet werden. Für die klinische Anwendung haben der GSL und die GSrL die beste Kombination aus Machbarkeit, Sensitivität und Reproduzierbarkeit. Allerdings scheinen der GSC und die GSrC am sensitivsten zu sein. Der AvSR und die AvSrR sind für die klinische Anwendung ungeeignet.

Introduction: Studies showed that 2-dimensional speckle-tracking derived strain and strain rate can detect left ventricular systolic dysfunction earlier than ejection fraction or fractional shortening (FS). This study aimed to evaluate the potential value of different strain and strain rate parameters for the follow-up of anthracycline-treated patients in daily clinical practice. Methods: We included all anthracycline-treated patients who attended our outpatient unit in a one-year period for routine echocardiographic follow- up examination. An age and sex-matched healthy control group was established. Global longitudinal strain and strain rate (GSL, GSrL) were derived from the apical four-chamber (4CH) view, and global circumferential and average radial strain and strain rate (GSC, GSrC, AvSR, AvSrR) from a parasternal short axis (SAX) view. The influence of gender, age, body surface area and heart rate on measurements was analyzed in the control group. Intra- and inter-observer variations were measured in 40 randomly selected subjects by the Bland-Altman method, the coefficient of variation (CoV) and intraclass correlation coefficient (ICC). The influence of the Region of Interest (ROI) width on strain and strain rate was assessed in 20 healthy subjects by obtaining measurements from three different ROI-width. Results: 131 patients and 66 control subjects were included. Analyses showed that only loops with adequate tracking in all segments should be analyzed to avoid bias. The feasibility of tracking all segments was better in the 4CH than in the SAX (76% vs. 62%). Certain segments frequently suffered inadequate tracking. GSL was significantly higher in female than male controls (-21.0 ±1.6% vs. -19.5 ±1.6% (p=0.001)). GSL, GSrL, GSC, GSrC and FS were significantly lower in patients than controls (-20.3 ±1.8% vs. -19.2 ±1.9%; -1.11 ±0.12/s vs. -1.02 ±0.16/s; -19.8 ±3.1% vs. -17.6 ±3.0%; -1.27 ±0.22/s vs. -1.13 ±0.20/s; 35.5 ±3.5% vs. 32.7 ±4.1% (p<0.005)). AvSR and AvSrR were not significantly lower in patients (51.2 ±13.1% vs. 46.2 ±14.1%; 1.94 ±0.33/s vs. 1.85 ±0.38/s (p>0.05)). Only GSC and GSrC showed significant results throughout in subgroup-analyses (e.g. diagnosis, cumulative anthracycline dose). GSL showed the best intra- and interobserver reproducibility without bias, CoV <5% and ICC >0.90. An inverse correlation between ROI-width and measurements was found. Conclusions: The influence of gender and ROI-width on measurements must be considered. For clinical practice GSL and GSrL provide the best combination of feasibility, sensitivity and reproducibility. However GSC and GSrC seem to be the most sensitive measurements. AvSR and AvSrR failed to detect a difference between patients and controls.