Linksventrikuläre diastolische Dysfunktion und Prognose

Um eine Gewebeperfusion ohne Lungenstauung zu gewährleisten, muss der linke Ventrikel (LV) ein ausreichendes Schlagvolumen bei arteriellem Druck (systolische Funktion) auswerfen und füllen, ohne dass ein abnormal erhöhter linker Vorhofdruck (diastolische Funktion) erforderlich ist. Die systolische und diastolische Funktion müssen ausreichend sein, um den Bedürfnissen des Körpers sowohl in Ruhe als auch bei Stress gerecht zu werden (Reservekapazität).,

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Die normale LV-diastolische Funktion erfordert die Integration von linksventrikulärem Auswurf, Entspannung und Struktur und ist ein aktiver energiebedürftiger Prozess.1 Beispielsweise wird die LV-diastolische Funktion unmittelbar nach der Koronarligatur deutlich abnormal, bevor nachweisbare Veränderungen anderer Maße der Herzfunktion, einschließlich Wandbewegung oder elektrokardiographischer S-T-Segmentverschiebungen, auftreten.,2 Die LV-diastolische Funktion wird durch alle gängigen pathologischen Prozesse beeinträchtigt, die die LV-Funktion beeinflussen oder LV-Hypertrophie oder-fibrose hervorrufen, einschließlich Bluthochdruck, Diabetes mellitus, Ischämie, Myokarditis, Toxinen und infiltrativen Kardiomyopathien. Somit ist die LV-diastolische Leistung ein empfindlicher Indikator für kardiovaskuläre Dysfunktion.

Die systolische Funktion wird bequem (wenn auch nicht immer genau) als Ejektionsfraktion gemessen. Die diastolische Funktion war schwieriger zu bewerten.,1,3 Traditionell wurden invasive Messungen der LV-diastolischen Druck-Volumen-Beziehungen und der Rate des LV-Druckabfalls während der isovolumetrischen Relaxation verwendet. Diese Methoden sind jedoch für den routinemäßigen klinischen Einsatz nicht praktikabel und bewerten nicht alle Aspekte der diastolischen Füllung angemessen.3

Vor etwa 3 Jahrzehnten wurde der gepulste Spektraldoppler erstmals zur quantitativen Beurteilung der Geschwindigkeit des Blutflusses vom linken Vorhof in den LV eingesetzt.Seitdem gibt es viele Fortschritte bei der nichtinvasiven Beurteilung der LV-diastolischen Funktion durch Echo-Doppler., Einer der wichtigsten dieser Fortschritte war die Entwicklung der Gewebedoppler-Bildgebung, die durch Anpassen der Dopplerfiltereinstellungen erreicht wurde, um sich auf die Signale mit niedriger Geschwindigkeit und hoher Amplitude zu konzentrieren, die durch Gewebebewegung erzeugt werden. Ironischerweise waren diese zuvor als „Wall Clutter“ aktiv herausgefiltert und dadurch übersehen worden. Die Gewebedoppler-Bildgebung kann die Geschwindigkeit der Mitralringbewegung messen. Die frühe diastolische Ringgeschwindigkeit weg von der Spitze ist reduziert und verzögert sich bei beeinträchtigter Entspannung. Die Gewebedoppler-Bildgebung kann auch zur Beurteilung der LV-Myokardbelastung verwendet werden., Weitere neuere Fortschritte umfassen einen M-Mode-Doppler zur Messung der Flussausbreitung in den LV und eine Speckle-Verfolgung zur Beurteilung der Verdrehung des LV-Scheitels relativ zum Mitral Annulus und Aufdrehen in der frühen Diastole.

Die umfassende echokardiographische Auswertung der Dynamik der LV-Füllung verwendet Dopplermessungen des Mitralzuflusses und des Lungenvenenflusses sowie die Gewebedopplerbewertung der frühen diastolischen Mitralringgeschwindigkeiten und Messungen der Größe des linken Vorhofs.,4 Durch die Kombination dieser Daten mit dem Einsatz schriftlicher Algorithmen lassen sich spezifische Muster der LV-Füllung erkennen.4 Diese Muster können sowohl die normale diastolische Funktion als auch die Stadien der diastolischen Dysfunktion definieren.

Die Echo-Doppler-Bewertung der diastolischen Funktion liefert wichtige prognostische Informationen bei einer Vielzahl von Patienten. Ein normales Füllmuster in Wohngemeinschaften zeigt eine ausgezeichnete Prognose an.,1 Im Gegensatz dazu weisen ein abnormales Füllmuster und progressiv größere Abnormalitäten der linken Füllung (gestörte Entspannung gegenüber pseudonormalisierten und eingeschränkten Füllmustern) auf Patienten mit einem progressiv erhöhten Risiko für eine nachfolgende Mortalität hin. Das Stadium der diastolischen Dysfunktion korreliert mit der Beeinträchtigung der Belastbarkeit bei Patienten ohne Myokardischämie besser als die linksventrikuläre Ejektionsfraktion (LVEF).5 Bei Patienten mit Herzinsuffizienz ist das Stadium der diastolischen Dysfunktion ein stärkerer Prädiktor für die Mortalität als die Ejektionsfraktion.,1

Eine verkürzte frühe Verzögerungszeit weist auf eine erhöhte LV-Betriebssteifigkeit hin. Es ist ein Kennzeichen eines restriktiven Füllmusters und bezeichnet eine schlechte Prognose bei Patienten mit Myokardinfarkt, dilatativer Kardiomyopathie, Herztransplantation, hypertropher Kardiomyopathie und restriktiver Kardiomyopathie.4 Sowohl pseudonormalisierte als auch eingeschränkte Füllmuster weisen auf einen 4-fachen Anstieg des Todesrisikos bei Patienten mit Herzinsuffizienz und koronarer Herzkrankheit hin.,In ähnlicher Weise weist ein erhöhtes Verhältnis von frühem Mitralfluss/früher Annulusgeschwindigkeit bei einer Vielzahl von Patienten auf eine schlechte Prognose hin.4 Kürzlich fanden Mogelvang et al7 heraus, dass die frühe diastolische Ringgeschwindigkeit die Mortalität bei einer Allgemeinbevölkerung von Patienten vorhersagte, von denen die meisten durch herkömmliche echokardiographische Methoden frei von offensichtlichen systolischen und diastolischen Dysfunktion waren.

Es gab jedoch nur wenige Daten, die den Nutzen serieller Echo-Doppler-Bewertungen der LV-Füllung untersuchten, insbesondere bei Patienten ohne signifikante systolische Dysfunktion., Kane et al. berichteten kürzlich über eine zufällig ausgewählte Gemeinschaftskohorte während 4 Jahren Follow-up. Sie fanden heraus, dass sich der Grad der systolischen Dysfunktion bei 23% der Probanden verschlechterte und mit einem höheren Alter einherging. Während 6, 3 Jahren zusätzlicher Nachsorge hatten diejenigen mit einer verschlechterten diastolischen Dysfunktion ein höheres Risiko für Herzinsuffizienz, auch nach Anpassung an das Alter.

AlJaroudi et al9 in dieser Ausgabe von Circulation erweitern diese Ergebnisse signifikant, indem sie die Auswirkungen des Fortschreitens der LV-diastolischen Dysfunktion auf die Mortalität untersuchen., Sie untersuchten 1065 ambulante Patienten, die LVEF auf einem klinisch indizierten Echokardiogramm zu Studienbeginn erhalten hatten und 6 bis 24 Monate später ein zweites klinisch indiziertes Echokardiogramm hatten. Der Vitalstatus wurde durch die Verwendung öffentlicher Aufzeichnungen bestimmt. Ein abnormales LV – diastolisches Füllmuster war zu Studienbeginn hochprävalent (73%), obwohl bei nur 2 Patienten ein eingeschränktes LV-Füllmuster vorhanden war. Die Forscher fanden heraus, dass bei diesen vermutlich relativ risikoarmen Patienten (aufgrund ihres ambulanten Status und ihrer LVEF) die nachfolgende Mortalität erheblich war (13%)., Daher scheint es, dass Patienten, die innerhalb von 2 Jahren 2 klinisch indizierte Echokardiogramme haben, ein erhebliches Risiko für einen frühen Tod haben. Wichtig ist, dass diejenigen mit verschlechterten LV-Füllmustern bei der Nachsorge eine schlechtere Prognose hatten als diejenigen, die entweder keine Veränderung oder Verbesserung der LV-Füllung hatten (21% gegenüber 12% Mortalität). Obwohl viele von denen mit verschlechterter LV-Füllung bei Follow-up auch reduzierte LVEF entwickelt hatten, fügten die Follow-up-Echo-Doppler-LV-Füllmuster signifikante, unabhängige prognostische Informationen über LVEF hinaus hinzu., Somit ist das Fortschreiten von LV-Füllungsanomalien bei ambulanten Patienten mit erhaltener LV-systolischer Funktion ein starker, unabhängiger Prädiktor für die Gesamtmortalität.

Es ist bemerkenswert, dass die serielle Bewertung der LV-diastolischen Funktion ein so starker Prädiktor für die Gesamtmortalität sein könnte, nicht nur für den kardiovaskulären Tod., Dies ist besonders überraschend angesichts des jüngsten Berichts aus der Framingham-Studie10, dass nichtkardiale Faktoren signifikant zur Entwicklung von Herzereignissen beitragen, einschließlich Herzinsuffizienz, und andere, die zeigen, dass nichtkardiale Komorbiditäten, sobald sich eine Herzinsuffizienz entwickelt, ziemlich signifikant zur Mortalität beitragen.11 Es ist wahrscheinlich, dass eine diastolische Dysfunktion und insbesondere eine Verschlechterung der diastolischen Dysfunktion ein Marker für ein erhöhtes Risiko sind. Zum Beispiel sind Bluthochdruck, Diabetes mellitus, Ischämie und reduzierte systolische Funktion alle mit diastolischer Dysfunktion verbunden., Zusätzlich zu einem Marker für ein erhöhtes Risiko kann eine diastolische Dysfunktion auch einen direkten Beitrag zu den nachteiligen Ergebnissen leisten, indem sie möglicherweise zum Fortschreiten der Herzinsuffizienz beiträgt, indem sie die Herzzeitreserve begrenzt, die neuroendokrine Aktivierung beschleunigt, die Symptome der Atemnot erhöht und fördert körperliche Inaktivität, Dekonditionierung und Gebrechlichkeit.12

Was könnten die nächsten Schritte in der Weiterentwicklung dieses wichtigen Bereichs sein? Diese beeindruckenden Ergebnisse von AlJaroudi et al und die früheren Ergebnisse von Kane et al wurden durch die Analyse von Mustern der LV-Füllung erhalten., Diese erfordern ein gewisses Maß an Fachwissen und Zeit für die Interpretation. Manchmal muss dies in Abwesenheit von 1 oder mehr Komponentenvariablen erfolgen, wie z. B. dem Lungenvenenfluss, der am technisch anspruchsvollsten zu erfassen ist, oder durch Abgleichen offensichtlicher Konflikte zwischen Komponentenvariablen. Die Zuordnung eines bestimmten Musters ist nicht bei allen Patienten möglich. Dies zeigt die aktuelle Studie, in der etwa zwei Drittel der Patienten von der Analyse ausgeschlossen werden mussten.9 Einige davon waren, weil dem Patienten ein gültiges US fehlte., Sozialversicherungsnummer, hatte begrenzte Echokardiogramme oder hatte keine diastolische Funktion berichtet. Wie von den Autoren diskutiert, hatten andere Patienten, die ausgeschlossen werden mussten, jedoch häufige kardiologische Störungen, einschließlich schwerer Klappenstenose oder Regurgitation, früherer Mitralklappenoperationen, Tachykardie, Vorhofflimmern oder eines schlechten akustischen Fensters. In der Kane-et al9 Studie, Beurteilung der diastolischen Funktion Grad nicht zugeordnet werden konnten, in ≈25% der Probanden. Die Erfahrung dieser 2 wichtigen Studien in dieser Hinsicht ist nicht einzigartig., Eine systematische Analyse von Aurigemma et al13 ergab, dass selbst bei Expertenerfassung und-interpretation eine Zuordnung von LV-Füllmustern bei bis zu einem Drittel der Patienten nicht möglich ist. Eine Metrik, die bei allen Patienten durchführbar ist, lastunabhängig ist, eine einzige stufenlose Zahl ergibt, schnell, zuverlässig und automatisiert ist, wünschenswert wäre, aber bisher schwer fassbar war.

Zusätzlich zu den oben diskutierten Echo-Doppler-Techniken gibt es andere Technologien, die direkt oder indirekt Informationen zur LV-diastolischen Funktion liefern können., Obwohl derzeit weniger weit verbreitet, ressourcenintensiver und mit einer geringeren zeitlichen Auflösung als Echo-Doppler, bietet die Herz-Magnetresonanztomographie (CMR) sehr hochwertige Bilder und Reproduzierbarkeit und weist im Vergleich zur Echokardiographie eine relativ geringe Nichtbewertbarkeit auf, bei der bei vielen Patienten keine qualitativ hochwertigen Bilder erhalten werden können.14 CMR-Techniken quantifizieren die Geschwindigkeit und den Vektor des Blutflusses und der Gewebebewegung, um die diastolische Belastungsrate, die zeitabhängige Änderung des linksventrikulären und atrialen Volumens, das Aufdrehen und die Flussausbreitung bereitzustellen.,15 CMR kann auch Myokardgewebe einschließlich subklinischer Fibrose charakterisieren und somit mechanistische Einblicke in die diastolische Dysfunktion geben.15 Eine neu entwickelte, neuartige Methode ist 4D Flow.16 Wie andere CMR-Techniken kann es die Doppler-Echokardiographie ergänzen.17 Der Biomarker B-Typ natriuretisches Peptid kann ebenfalls nützlich sein. Es wird synthetisiert und als Reaktion auf LV-Dehnung freigesetzt und korreliert mit dem Echo-Doppler-Grad der LV-diastolischen Dysfunktion.18 Viele Studien haben seinen starken prognostischen Wert sowohl als Einzeltest als auch als Veränderung im Laufe der Zeit nachgewiesen., Dieser weit verbreitete Bluttest ist im Vergleich zu einer Echo-Doppler-oder CMR-Untersuchung relativ kostengünstig, einfach und schnell.

Die Ergebnisse von AlJaroudi et al wurden mit ruhenden Messungen erhalten. Durch die Beurteilung der Reservekapazität können Stresstests häufig wichtige Anomalien erkennen, die nicht vorhanden sind oder in Ruhe subtiler sind. Obwohl technisch herausfordernd, kann die diastolische Funktion während pharmakologischen Stresses oder während der unmittelbaren Nachübung beurteilt werden und kann wertvolle Vorhersageinformationen liefern.,19 Es ist möglich, dass dies in einer einzigen Untersuchung und in einem früheren Stadium Informationen liefern könnte, deren Vorhersagekraft der von gepaarten, Folge-und Echo-Doppler-Untersuchungen ähnelt. Die Beurteilung der LV-Füllung während des Trainings kann, obwohl technisch anspruchsvoll, mit den anderen Informationen ergänzt werden, die durch kardiopulmonale Belastungstests bereitgestellt werden, die die globale kardiovaskuläre Reserve bewerten, ein unabhängiger Prädiktor für die Mortalität in einer Vielzahl von Populationen sind, semiautomatisiert und reproduzierbar sind und relativ bescheidene Kosten haben.,20

Zusammenfassend erfordert die normale LV-diastolische Funktion eine normale Funktion und Integration von linksventrikulärem Auswurf, Entspannung und Struktur und ist ein aktiver energiebedürftiger Prozess. Daher ist die diastolische Leistung empfindlich gegenüber fast allen gängigen pathologischen Prozessen, die die kardiovaskuläre Funktion beeinflussen. Umfassende Echo-Doppler / Gewebe-Doppler-Auswertung der diastolischen Fülldynamik kann abnormale LV-Fülldynamik sensitiv erkennen., Wie AlJaroudi et al. gezeigt haben, kann das Echo-Doppler-Fortschreiten der diastolischen Dysfunktion LV-Dysfunktion frühzeitig erkennen und weist auf ein erhöhtes Risiko für zukünftige Ereignisse hin. Dies ist ein fruchtbares Gebiet für weitere wichtige Fortschritte.

Finanzierungsquellen

Diese Arbeit wurde teilweise von den National Institutes of Health Grants R37AG18915, P30AG21332, RO1HL1107257 und R21HL106276-01A1 unterstützt.

Offenlegungen

Dr. Kitzman war Berater, Mitglied des Beirats oder erhielt Forschungsstipendien von Novartis, Boston Scientific, Relypsa und Abbott., Er hält Aktien in Gilead und Aktienoptionen in Relypsa. Dr. Little war Berater für CorAssist Herz-Kreislauf -, AG, Boston Scientific, Medtronic, Inc, Bio-Control Medical, CVRx, Inc, Amylin Pharmaceuticals, Gilead Sciences, Inc., und Ono Pharma USA, Inc.

Fußnoten