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Quantification of aortic valve area and left ventricular muscle mass in healthy subjects and patients with symptomatic aortic valve stenosis by MRI

Quantifizierung der Aortenklappenöffnungsfläche und der linksventrikulären Muskelmasse bei gesunden Probanden und bei Patienten mit symptomatischer Aortenklappenstenose mittels MRT

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Zeitschrift für Kardiologie Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Mit der Kernspintomographie kann die Aortenklappe dargestellt und planimetriert werden. Ebenso kann die linksventrikuläre Muskelmasse als wichtiger Parameter bei der Aortenklappenstenose berechnet werden. Im Gegnsatz zu den invasiven Methoden ist die Planimetrie der Aortenklappenöffnungsfläche (AKÖF) im MR flussunabhängig. Die AKÖF wird oft auf die Körperoberfläche bezogen. Die linksventrikuäre Muskelmasse hängt vom Körpergewicht und von der Körpergröße des Einzelnen ab.

Wir untersuchten die AKÖF, linksventrikuläre Muskelmasse (LVM) und die Auswurffraktion bei 100 gesunden Probanden und bei 37 Patienten mit symptomatischer Aortenklappenstenose (AS). Alle wurden mit dem 1.5 Tesla Gerät der Fa. Siemens (Sonata) untersucht, und die Aortenklappe wurde in segmenteirten 2D Flash- Sequenzen dargestellt. Die Planimetrie der Aortenlappenöffnungsfläche erfolgte manuell.

Die Aortenklappenöffnungsfläche lag bei gesunden Probanden bei 3,9±0,7 cm2, und die linksventrikuläre Masse lag bei 99±27 g. In der Korrelationsanalyse zeigte sich eine strenge Korrelation der Klappenöffnungsfläche mit der Körpergröße (r=0,75, p<0,001), für die LVM mit dem Körpergewicht (r=0,64, p<0,001). In der multiplen Regressionsanalyse konnte die zu erwartende Aortenklappenöffnungsfläche in Abhängigkeit vom Körpergewicht durch die folgende Formel bestimmt werden: AKÖF=–2,64+0,04× (Größe in cm) – 0,47×w (w=0 für Männer, w=1 für Frauen).

Bei den Patienten mit Aortenklappenstenose lag die mittlere Öffnungsfläche bei 1,0±0,35 cm2, und es zeigte sich eine Korrelation von r=0,72 zur invasiv gemessenen Öffnungsfläche im Herzkatheterlabor. Die linksventrikuläre Muskelmasse lag bei 172±56 g.

Die Ergebnisse der Patienten mit AS wurden mit denen der gesunden Probanden verglichen, wobei sich bei Patienten mit symptomatischer AS eine Reduktion der zu erwartenden Öffnungsfläche auf 28% zeigte. Die linksventrikuläre Masse stieg um 42% an. Zur Körpergröße, zum Gewicht und zur Körperoberfläche zeigte sich keine Korrelation bei den Patienten mit AS.

Mit dem Kardio-MRT kann die Aortenklappe und deren Öffnungsfläche, sowohl bei gesunden Probanden, als auch bei Patienten mit Aortenklappenstenose einfach, schnell und nicht-invasiv dargestellt werden. Auch die linksventrikuläre Masse und Auswurffraktion kann dabei bestimmt werden. Die strenge Korrelation zwischen Körpergröße und Aortenklappenöffnungsfläche bei gesunden Probanden erlaubt für Patienten mit AS die gemessene AKÖF mit der normal weiten, zu erwartenden Klappenöffnungsfläche in Relation zu setzten, und kann als zusätzlicher Parameter in die Gesamtbeurteilung der erkrankten Aortenklappe miteinbezogen werden. Mit der diagnostischen MRT Untersuchung bei Patienten mit AS er scheint die invasive Messung des transsystolischen Gradienten nicht mehr notwendig.

Summary

MRI allows visualization and planimetry of the aortic valve orifice and accurate determination of left ventricular muscle mass, which are important parameters in aortic stenosis. In contrast to invasive methods, MRI planimetry of the aortic valve area (AVA) is flow independent. AVA is usually indexed to body surface area. Left ventricular muscle mass is dependent on weight and height in healthy individuals.

We studied AVA, left ventricular muscle mass (LMM) and ejection fraction (EF) in 100 healthy individuals and in patients with symptomatic aortic valve stenosis (AS). All were examined by MRI (1.5 Tesla Siemens Sonate) and the AVA was visualized in segmented 2D flash sequences and planimetry of the performed AVA was manually.

The aortic valve area in healthy individuals was 3.9±0.7 cm2, and the LMM was 99±27 g. In a correlation analysis, the strongest correlation of AVA was to height (r=0.75, p<0.001) and for LMM to weight (r=0.64, p<0.001). In a multiple regression analysis, the expected AVA for healthy subjects can be predicted using body height: AVA=–2.64+0.04 ×(height in cm) –0.47×w (w=0 for man, w=1 for female).

In patients with aortic valve stenosis, AVA was 1.0±0.35 cm2, in correlation to cath lab r=0.72, and LMM was 172±56 g.

We compared the AS patients results with the data of the healthy subjects, where the reduction of the AVA was 28±10% of the expected normal value, while LMM was 42% higher in patients with AS. There was no correlation to height, weight or BSA in patients with AS.

With cardiac MRI, planimetry of AVA for normal subjects and patients with AS offered a simple, fast and non-invasive method to quantify AVA. In addition LMM and EF could be determined. The strong correlation between height and AVA documented in normal subjects offered the opportunity to integrate this relation between expected valve area and definitive orifice in determining the disease of the aortic valve for the individual patient. With diagnostic MRI in patients with AS, invasive measurements of the systolic transvalvular gradient does not seem to be necessary.

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Authors and Affiliations

  1. Department of Internal Medicine, Hospital Landshut-Achdorf, Achdorfer Weg 3, 84036, Landshut, Germany

    J. Haimerl,  A. Freitag-Krikovic &  E. Sauer

  2. Department of Cardiology, University of Würzburg, Würzburg, Germany

    A. Rauch

Authors
  1. J. Haimerl
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  2. A. Freitag-Krikovic
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  3. A. Rauch
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  4. E. Sauer
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Haimerl, J., Freitag-Krikovic, A., Rauch, A. et al. Quantification of aortic valve area and left ventricular muscle mass in healthy subjects and patients with symptomatic aortic valve stenosis by MRI. ZS Kardiologie 94, 173–181 (2005). https://doi.org/10.1007/s00392-005-0198-1

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