Linksventrikuläre Muskelmassenbestimmung bei Patienten mit dilatativer Kardiomyopathie mittels transthorakaler dreidimensionaler Echokardiographie

Summary

Conventional echocardiographic methods of measuring left ventricular mass (LVM) are limited by assumptions of ventricular geometry and image plane positioning. Three-dimensional (3D) echocardiography offers a promising new approach for more accurate determination of LVM. This study was performed to compare LVM measurement by one- (1D), two- (2D), and 3D echocardiography with magnetic resonance imaging (MRI) in patients (pts) with dilated cardiomyopathy (DCM).

36 pts (age 18 –74) with DCM underwent imaging by conventional 1D and 2D echocardiography as well as transthoracic 3D echocardiographic data acquisition. Also, pts were imaged with cardiac MRI. Due to echocardiographic and MRI quality and because of exclusion criteria's from MRI, it was not possible to accomplish each LVM determination method for each patient. LVM was determined by Devereux and area-length algorithm for the conventional echocardiography. 3D echocardiographic data was calculated after manual delineation of endo- and epicardial boundaries – slice by slice (5 mm) – in 3 perpendicular cut planes. LVM was determined by multiplying the myocardial volume by the specific density of the myocardium. To determine LVM in MRI, the even summation of slices method for myocardial volume measurement was used defined by the endo- and epicardium in short axis images.

There was no significant correlation (r = 0.42) for measuring LVM between 1D echocardiography and MRI in pts with DCM. A significant correlation was obtained between 2D (r = 0.64, p < 0.01) echocardiography and MRI as well between 3D (r = 0.78, p < 0.01) and MRI in determination of LVM. Compared with 1D and 2D echocardiography, the 3D analysis achieved a significantly higher agreement with the results of the MRI (1D: 399.2 g, 2D: 285.9 g, 3D: 172.6 g versus MRI: 199.1 g). Interobserver variability was 5.1% for measuring LVM by 3D echocardiography (1D: 11.2%, 2D: 9.1%). In conclusion, in pts with DCM the determination of LVM was incompletely characterized by 1D and 2D echocardiography compared with results of MRI. The best correlation and high agreement for determination of LVM was obtained with 3D echocardiography compared with MRI.

Zusammenfassung

Die Muskelmassenbestimmung bei Patienten mit dilatativer Kardiomyopathie (DCM) mittels der herkömmlichen Algorithmen der ein- (1D) und zweidimensionalen (2D) Echokardiographie gilt aufgrund der individuellen Konfiguration der vergrößerten Herzen bei diesen Patienten als unzuverlässig. Die echokardiographische Muskelmassenbestimmung (MMB) im transthorakal dreidimensionalen (3D) Verfahren läßt diesbezüglich exaktere Ergebnisse erwarten. Dies soll im Vergleich zur MMB mittels der Magnetresonanztomographie (MRT) überprüft werden.

Untersucht wurden 36 Patienten (Alter 18–74 Jahre) mit DCM mittels herkömmlicher transthorakaler ein- und zweidimensionaler Echokardiographie sowie durch eine transthorakale 3D-Datenakquisition. Zudem wurden die Patienten einer MRT-Untersuchung des Herzens unterzogen. Eindimensional wurde die Muskelmasse nach Devereux bestimmt, zweidimensional nach der Flächenlängenmethode. Der 3D-Datensatz wurde durch manuelle Konturierung des Endo- und Epikards in 3 orthogonalen Schnittebenen “scheibchenweise” rekonstruiert, um dann aus dem algorithmisch bestimmten Muskelvolumen die linksventrikuläre Muskelmasse zu bestimmen. Diese wurde aus den MRT-Daten anhand von maximal 15 Kurzachsenschnitten durch Markierung der Endo- und Epikardgrenzen ermittelt.

Hiernach zeigt sich, daß die MMB mittels des Algorithmus der 1D-Echokardiographie (r = 0,42, n. s.) nicht signifikant mit den Ergebnissen der Muskelmassenbestimmung durch die MRT korreliert. Dahingegen zeigt sich für die 2D-Echokardiographie (r = 0,64, p < 0,01) sowie die Berechnung aus dem 3D-Datensatz (r = 0,78, p < 0,01) bei Patienten mit DCM eine befriedigende Korrelation mit den Ergebnissen der MRT. Die echokardiographischen 1D- (MW: 399,2 g, p < 0,01) und 2D- (MW: 285,9 g, p < 0,01) Verfahren überschätzen die durch die MRT (MW: 199,1 g) bestimmte linksventrikuläre Muskelmasse, wohingegen die 3D-Analyse (MW: 172,6 g, n. s.) diesen Ergebnissen am nächsten kommt. Die Interobservervariabilität lag für die 3D-Muskelmassenbestimmung bei 5,1% (1D: 11,2%, 2D: 9,1%).