4D kardiale Magnetresonanztomographie, 4D und 2D transthorakale Echokardiographie: Ein Vergleich von in-vivo Untersuchungen der Herzfunktion an Ratten
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1.1 Hintergrund und Ziele Die Herz-Kreislauf-Forschung ist die Grundlage unseres Verständnisses der Herzfunktion und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Zuverlässige kardiale Bildgebungsverfahren sind hierbei unerlässlich zur Gewinnung valider Ergebnisse. Zur Untersuchung der Herzfunktion stehen unterschiedliche bildgebende Verfahren zur Verfügung, die, je nach Fragestellung, ihre Vor- und Nachteile haben. In der präklinischen Forschung gilt die vierdimensionale kardiale Magnetresonanztomographie (4D CMR) als Goldstandard für die In-vivo-Bewertung der ventrikulären Funktion bei Nagetieren. Durch die technischen Fortschritte der letzten Jahre ist es nun möglich, mithilfe der Echokardiographie das gesamte Herz abzubilden. Durch diese Weiterentwicklung stellt vierdimensionale Echokardiographie (4DE) eine mögliche alternative Bildgebung zur 4D CMR dar. Aufgrund fehlender Forschungsarbeiten zu diesem Thema war es Ziel der vorliegenden Studie, die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit von 4DE im Vergleich zur 4D CMR an Ratten zu untersuchen.
1.2 Methoden Es wurden 26 junge Sprague-Dawley-Ratten untersucht. 20 dieser Ratten wurden sowohl echokardiographischen Aufnahmen (2D und 4D) als auch 4D CMR unterzogen. 4D CMR wurde mit einem 7 T-Scanner, 2D- und 4D-Echokardiographie mit einem 40 MHz-Linearschallkopf durchgeführt. Beide Geräte wurden speziell für Kleintiere entwickelt. Als Kontrollgruppe wurden fünf der 26 Ratten zwei Wochen vor den Scans einer operativen Ligatur der oberen und unteren Hohlvene unterzogen, um den kardialen Zufluss zu reduzieren. Um die Reproduzierbarkeit der Echokardiographie beurteilen zu können, wurden sechs weitere Ratten im Alter von vier Wochen durch zwei verschiedene Personen jeweils drei echokardiographischen Untersuchungen unterzogen.
1.3 Ergebnisse Untersucht wurden die Korrelationen zwischen 4D CMR, 4DE und 2DE für die linksventrikuläre Ejektionsfraktion (LVEF) und die Reproduzierbarkeit von 4DE und 2DE. Es wurde eine hochsignifikante Korrelation zwischen 4DE und 4D CMR beobachtet (r = 0,57; p < 0,01). Daraus folgt, dass die 4DE Untersuchungsergebnisse liefert, die genauso präzise wie die der 4D CMR sind. Sowohl die Untersuchungszeit und die damit verbundene Sedierungsdauer als auch der technische Aufwand sind bei 4DE geringer. Die 4DE-Ergebnisse zeigen eine sehr geringe Intraobserver- und Interobserver-Variabilität und sind daher gut reproduzierbar.
1.4 Praktische Schlussfolgerungen und Ausblick Die Ergebnisse zeigen, dass die 4DE eine verlässliche Alternative zur 4D CMR ist. Die kürzere Sedierungsdauer der Tiere und die bessere, dezentrale Verfügbarkeit sind vor allem bei longitudinalen Studien von Vorteil. Für die präklinische Forschung ist die 4DE daher ein großer Fortschritt.
