Gewebedoppler & Speckle Tracking Evidenzbasierte Implementierung

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1 Gewebedoppler & Speckle Tracking Evidenzbasierte Implementierung Jens-Uwe Voigt Abt. f. kardiovaskuläre Krankheiten Kath. Universität Leuven Belgien 1

2 211 Gewebedoppler & Speckle Tracking: Strain Rate Imaging Einführung von Strain Rate Imaging - wie richtig messen? - wie klinisch sinnvoll einsetzten? A Heimdal et al., JASE 1998;11, Expert Consensus Statement 24 - Speckle Tracking Mor-Avi, Lang, Badano, Belohlavek, Cardim, Derumeaux, Galderisi, Marwick, Nagueh, Sengupta, Sicari, Smiseth, Smulevitz, Takeuchi, Thomas, Vannan, Voigt, Zamorano Eur J Echocardiogr 211; 12: Leitman et al., JASE 24;17: Gewebedoppler & Speckle Tracking: 2D Speckle Tracking wahrer longitudinaler and radialer Strain 3 strain [%] Was ist neu? radialer Strain longitudinaler Strain -2 AVO AVC MVO MVC EKG 1

3 2D Speckle Tracking schnelle Analyse, viele Parameter Globaler Strain: Diagnostischer Wert LV-Funktionsänderung unter Chemotherapie EF-Veränderung Global-Strain-Veränderung n.s. p <.1 Hare et al., AHJ 29 Neue ASE / EACVI Empfehlungen Veröffentlichung geplant für Anfang 214 Globaler Strain: Prädiktiver Wert EF < 35% EF > 35% Recommendations for Cardiac Chamber Quantification by Echocardiography: An Update from the AmericanSociety of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging Roberto M. Lang, Luigi P. Badano, Jonathan Afilalo, Laura Ernande, Frank A. Flachskampf, Elyse Foster, Steven A. Goldstein, Patrizio Lancellotti, Victor Mor Avi, Denisa Muraru, Michael H. Picard, Lawrence Rudski, Kirk T. Spencer, Wendy Tsang, Jens Uwe Voigt n.s. Stanton et al., Circ CVI 29 Globaler Longitudinaler Strain als neuer Parameter der LV Globalfunktion Globaler Strain: Prädiktiver Wert Vorhersage der LV-Funktion nach MV-Korrektur Definition GLS: Längenänderung des Myokards parallel zur Endo- Mitt- oder Epikardkontur AUC=.88 p<.1 Studie: n = 233 Pat. mit primärer MI präoperativer GLS cut-off -19.9% OR = für postop. Dysfunktion Witkowski, EHJ-CVI 213 2

4 Beschreibung der Meßqualität Beschreibung der Meßqualität akkurat nicht akkurat akkurat nicht akkurat präzise präzise unpräzise unpräzise? Unterschiede zwischen Herstellern EACVI / ASE Task Force EAE (Initiator) und ASE GLS= -23.7% GLS= -19.8% Industriepartner GE Philips SIEMENS Toshiba... TomTec EsaOte Epsilon Hitachi Aloka Unterschiede zwischen Herstellern EACVI / ASE Task Force globaler longitudinaler Strain (Gesunde) Philips vs. GE Toshiba vs. GE Toshiba vs. Philips Auswahl klinisch relevanter Parameter Definitionen für deren Messungen Qualitätskontrolle der Meßergebnisse Takigiku et al., Circ J 212 3

5 Woher kommen die Unterschiede? Unterschiede durch: Bildanalyse Definition für Global Strain beeinflußt Ergebnis Physiologie Bildgebung Daten- Auswertung endo-strain: -24,31% Patient Patient Anwender Anwender mid-strain: -18,46% Hersteller Hersteller epi-strain: -12,98% Baumann, TomTec Unterschiede durch: Bildaufnahme Hersteller-Vergleichsstudie Reproduzierbarkeit der Bildebenen eine Woche: April 213, Leuven 7 Maschinen: Esaote MyLab Alpha GE Vivid E9 Hitachi-Aloka Prosound Alpha7 CV Philips ie 33 Samsung EKO 7 Siemens SC 2 Toshiba Artida EF= 79% GS= -32% EF= 62% GS= -24% EF= 5% GS= -23% 2 Software Epsilon EchoInsight -lösungen: Tomtec Image Arena Unterschiede durch: Bildanalyse Hersteller-Vergleichsstudie Definition für Global Strain beeinflußt Ergebnis Diastole Systole LVDD 4mm ε c endo -3% LVSD 28mm ε c mitte -16% ε c Mittel -17% FS = 3% JU Voigt, EHJ-CI 212 4

6 Hersteller-Vergleichsstudie Intra-Observer (Test - Re-test) Protokoll: Standard Echo-Aufnahmen - LV- / LA-Durchmesser - PW-Flußmessungen an AK und MK - Mitralring-Geschwindigkeiten Variabilität klassischer Echomessungen Coeff. of Variation [%], GLS (endo) and EF (BiP) 1 ANOVA n.s. pro Maschine - 3 apik. Schnitte - Untersucher 1-3 apik. Schnitte - Untersucher 2-3 apik. Schnitte - Untersucher 1 Intraobserver Inter- Vendor Interobserver 5 V1 V2 V3 V4 V5 V6 V6 V8 EF Gerätevergleich Beschreibung der Meßqualität Mittelwert aller Patienten +/- SD, GLS (endo) [%] -1 ANOVA p<.1 (most post tests significant) präzise akkurat nicht akkurat? -2-3 V1 V2 V3 V4 V5 V6 V6 V8 unpräzise Inter-Observer Hersteller-Vergleichsstudie Coeff. of Variation [%], GLS (endo) and EF (BiP) 1 5 ANOVA p<.1 * * * V1 V2 V3 V4 V5 V6 V6 V8 EF * p<.5 vs. EF 5

7 Evidenzbasierte Implementierung Typ II: Veränderte zeitliche Abfolge z.b. post-systolic Shortening bei akuter Ischämie Systole globale Funktion Kukulski et al., JASE 22 Evidenzbasierte Implementierung Fall: Z.n. Infarkt Infarktnarbe Systole regionale Funktion? Amzulescu / Voigt Typ I: Veränderte Strain Amplitude z.b. niedrigerer long. Strain nach Radiotherapy Fall: Z.n. Infarkt Speckle Tracking: postsystolischer Index Gy 5-25 strain [%] AVO AVC MVO MVC sep ant inf lat Δε [%] Post-Systolic Index PSI hier: 37% apex Jurcut et al., EHJ 28 6

8 strain ischämisches Segment strain nicht-ischäm. Segment Ischämische Streßreaktion Ruhe Streß AVC MVO AVC MVO Gesamtstrain -1-2 AVC MVO AVC MVO -1 PSV filling pressure Abschätzen des Füllungsdruckes Füllungsdruck vs. E/e EKG -2-2 Voigt et al., Circulation 23 Nagueh et al., JACC 1997 E to E ratio Mullens, Circulation 29 9 [%] 6 3 Strain Rate Imaging im Streßecho Anfänger verbesserte Genauigkeit Experte Sensitivität Spezifität mit / ohne Berücksichtigung von Strain Rate ohne mit ohne mit adapted from: Voigt et al., Circulation 23 Abschätzen des Füllungsdruckes E/A < 1 E < 5cm/s Füllungsdruck normal... bei eingeschränkter LV-Funktion E/e < 8 S/D > 1 Ar-A < ms PAPs < 3mmHg... Mitral E/A E/A or > 5cm/s E/e > 15 S/D < 1 Ar-A > 3ms PAPs > 35mmHg... E/A > 2 DT < 15cm/s Füllungsdruck erhöht EAE / ASE Recommendations (Nagueh et al., Eur J Echocardiogr 29) Gewebedoppler & Speckle Tracking Abschätzen des Füllungsdruckes... bei normaler LV-Funktion Mitral E/e Diastole E/ < 8 E/e E/e > 13 LA Vol. < 34ml/m² Ar-A < ms PAPs < 3mmHg... LA Vol. > 34ml/m² Ar-A > 3ms PAPs > 35mmHg... Füllungsdruck normal Füllungsdruck erhöht EAE / ASE Recommendations (Nagueh et al., Eur J Echocardiogr 29) 7

9 Evidenzbasierte Implementierung Zukünftige Anwendungen Baso-apikaler Strain-Gradient bei Amyloidose? Normal Amyloidose Hypertonie Neue Entwicklungen Fabry Friedreich Liu et al., Circ-CVI 213 Zukünftige Anwendungen Strain Dispersion zur Arrhythmievorhersage 3D Speckle Tracking jede Verformungskomponente darstellbar keine Dispersion Dispersion longitudinal radial circumferentiell Haugaa et al., JACC-CVI 213 Zukünftige Anwendungen Mechanical Dispersion zur Arrhythmievorhersage Studie: 569 Pat. nach Infarkt mechanical Dispersion gemessen (SD time to peak neg. strain in 16 Segmenten) GLS + Mech. Disp. als bester Prädiktor für Arrhythmien Haugaa et al., JACC-CVI 213 Zusammenfassung Die Gewebedoppler- und Speckle-Tracking-basierte Analyse der Myokardfunktion liefert im klinischen Alltag wertvolle Zusatzinformationen. Die Doppler-basierte E/E Messung ist fester Bestandteil bei der Beurteilung der diastolischen Funktion. Global long. Strain erlaubt die Beurteilung der LV Globalfunktion mit guter Reproduzierbarkeit. Typische Verformungsmuster erlauben die Identifizierung regionaler Funktionsunterschiede und stress-induzierter Ischämie. 8

10 Zusammenfassung Weitere Anwendungsmöglichkeiten liegen im Bereich der - Differenzierung myokardialer Veränderungen - Vorhersage von Arrhythmien -3D Analyse -... Diese Anwendungen sind jedoch noch nicht ausreichend belegt, um sie für die Routine zu empfehlen. 9

11 Myocardial Velocity and Deformation Imaging Latest Developments and Clinical Practice 6. und 7. Februar 214 Leuven, Belgien Dept. of Cardiovascular Diseases Cath. University Leuven, Belgium 1