Evaluation of ventricular function and interventricular interactions in patients with chronic myocarditis- different MRI techniques

CMC-Patienten weisen selten eine auffällige klinische Symptomatik oder eine stark eingeschränkte Ejektionsfraktion auf. Dennoch tragen sie ein erhöhtes Risiko, im Laufe der Erkrankung eine dilatative Kardiomyopathie zu entwickeln. Daher ist ein optimales „follow-up“ mit präzisen Untersuchungstechniken vonnöten, um morphologische und funktionelle Veränderungen des Herzens frühestmöglich zu detektieren und eine entsprechende Therapie einzuleiten. Einige Studien haben bereits die Bedeutung der rechtsventrikulären Funktion für die Prognose verschiedener kardialer Erkrankungen beschrieben. Doch ist über die Funktion des rechten Ventrikels bei chronischer Myokarditis bisher wenig bekannt. Daher wurden in dieser Arbeit mit Hilfe der MRT funktionelle Veränderungen beider Ventrikel untersucht und interventrikuläre Interaktionen beurteilt. Folgendes konnte gezeigt werden: 1\. Verglichen mit herzgesunden Probanden weisen die CMC-Patienten in unserer Studie eine eingeschränkte Ejektionsfraktion beider Ventrikel auf. Dabei ist lediglich der linke Ventrikel dilatiert, während die Größe des rechten Ventrikels unverändert bleibt. 2\. Auf ventrikulärer Ebene ist sowohl eine Abnahme der Ejektionsfraktion als auch eine Dilatation des Ventrikels mit einer Zunahme der Muskelmasse assoziiert. Möglicherweise ist dies Ausdruck einer kompensatorischen Myokardhyper-trophie, eines ödematös aufgelockerten Myokards oder auch Zeichen einer reaktiven extrazellulären Fibrose. 3\. Die RVEF und LVEF der CMC-Patienten korrelieren nur mäßig miteinander. Daher scheinen hämodynamische Veränderungen nicht alleine ausschlag-gebend für die interventrikuläre Interaktion zu sein. Die Volumina beider Ventrikel korrelieren stärker miteinander, sodass bei einer höhergradigen LV-Dilatation auch der RV vergrößert ist. Gründe hierfür können sowohl ein unterschiedlicher Wandaufbau der beiden Ventrikel als auch eine erhöhte RV-Nachlast bei Anstieg des LVEDP sein. Des Weiteren zeigte sich die RVEF bei septaler Hypokinesie signifikant vermindert. Demnach spielt anscheinend die Kontraktilität des Interventrikularseptums eine entscheidende Rolle für die rechtsventrikuläre Funktion. Somit interagiert der LV vornehmlich über seine anatomische aber auch hämodynamische Verbindung mit dem RV. Die MRT kann anhand bestimmter Sequenzen die intramyokardiale Entzündungs-reaktion im Rahmen einer akuten Myokarditis nachweisen. Im chronischen Stadium der Erkrankung ist die Inflammation jedoch sehr viel schwächer ausgeprägt. Daher wurde untersucht, ob die MRT ebenso bei CMC-Patienten für den Nachweis entzündlicher Infiltrate im Myokard geeignet ist. Folgendes konnte gezeigt werden: 1\. Das „late enhancement“ weist im Vergleich zu Patienten mit akuter Myokarditis bei CMC Patienten nur eine niedrige Sensitivität aber höhere Spezifität für den Entzündungsnachweis auf. Grund hierfür ist wohl, dass das LE überwiegend irreversibel geschädigtes Myokard, also Narbengewebe und Fibrose, darstellt. Patienten mit einem LE weisen eine signifikant verminderte LVEF auf. 2\. Das globale relative Enhancement und der relative Wassergehalt weisen eine im Vergleich zum LE höhere Spezifität und untereinander eine vergleichbare Sensitivität auf, jedoch ist das grE dem rW in seiner Spezifität überlegen. 3\. Die Aussagekraft erhöht sich bei kombinierter Betrachtung der einzelnen Parameter (grE, rW und LE), dennoch fällt sie auch dann noch geringer aus als bei der akuten Myokarditis. 4\. Die MRT eignet sich nicht zum intramyokardialen Virusnachweis. Folglich bleibt hierfür eine Endomyokardbiopsie unerlässlich. Im Rahmen einer chronischen Myokarditis kann es zu Wandbewegungsstörungen kommen. Ursache hierfür ist eine Myozytendegeneration mit konsekutivem Ersatz kontraktiler Elemente durch fibrotisches Gewebe. In dieser Studie wurde eine Wand-bewegungsanalyse beider Ventrikel durchgeführt und der Einfluss von Kinetik-störungen auf die Ventrikelfunktion beurteilt. Folgendes konnte gezeigt werden: 1\. Lokale Wandbwegungsstörungen treten häufiger auf als eine globale Hypokinesie, führen aber lediglich zu einer geringen ventrikulären Funktions-einschränkung. Dennoch ermöglicht die Analyse lokaler WBS selbst bei Patienten mit einer EF im Normbereich den Nachweis einer bereits vorhandenen myokardialen Schädigung, welche bei einer alleinigen Bewertung der ventriku-lären Funktionsparameter unentdeckt bliebe. 2\. Unter einer globalen Hypokinesie kommt es in beiden Ventrikeln zu einer Einschränkung der Ejektionsfraktion. Während sich der linke Ventrikel erweitert, bleibt dagegen eine rechtsventrikuläre Dilatation in der Regel aus. Möglicherweise spielen hierbei Unterschiede im Wandaufbau und der zu leistenden Arbeit eine Rolle. 3\. Verglichen mit einer isolierten globalen LV-Hypokinesie ist die LV-Funktion bei einer biventrikulären Hypokinesie sehr viel stärker eingeschränkt. Möglicher-weise beschreibt dieser Zusammenhang ein weiter fortgeschrittenes Krank-heitsstadium, bei der sich die Inflammation über die anatomische Verbindung auf den RV ausweitet. Andererseits könnte durch eine hämodynamische Interaktion bei einem vorgeschädigten LV die zusätzliche RV-Dysfunktion einen additiven negativen Effekt auf die globale EF haben. In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass Patienten mit chronischer Myokarditis zwar eine linksventrikulär betonte Funktionseinschränkung aufweisen, die zusätzliche Untersuchung des rechten Ventrikels dennoch wichtige Informationen liefert, um die globale Herzfunktion optimal beurteilen zu können. Durch die systematische Funktionsanalyse sowie die Beurteilung der intramyokardialen Entzündung bietet die MRT bei der chronischen Myokarditis eine gute Grundlage für eine optimales „follow up“ und eine bestmögliche Abschätzung der Prognose.Patients with chronic myocarditis (CMC) rarely show obvious clinical symptoms with or without a significantly limited ejection fraction (EF). However, the risk of developing a dilatative cardiomyopathy is increased. Therefore, efficient and precise diagnostics within a close follow-up must detect morphologic and functional changes at the most early stage to assure the appropriate therapeutic regimen. Previous studies have described the importance of the right ventricular function in the prognosis of cardiac diseases. Its importance in chronic myocarditis, however, is less known. Thus, our study intended to evaluate functional changes and interventricular interactions of both ventricles with the use of MRI. The following results were achieved: 1\. Compared to patients without cardiac disease, patients with CMC presented with a limited ejection fraction in both ventricles and a dilated left ventricle. The right ventricle remained unaltered. 2\. Both the decreased ejection fraction and dilation of the ventricle was associated with an increase of muscle mass. This may be the effect of a compensatory myocardial hypertrophy, a bulked myocardial edema or an indicator of reactive extracellular fibrosis. 3\. RVEF and LVEF did not show significant correlation in CMC patients. Therefore, hemodynamic changes did not appear to be a decisive factor in the interventricular interaction. Volumes of both ventricles correlated well with each other, indicating an increase of RV with an increase in LV-dilatation. This may be due to the difference in wall morphology or the increased RV afterload when the LVEDP increases. In cases with septal hypokinesia, the RVEF was significantly decreased, thus presuming that the contractility of the interventricular septum plays a key role within the right ventricular function. The LV predominantly interacts with the RV through his anatomical and hemodynamic connections. Intramyocardial inflammation in acute myocarditis can be detected by specific MRI sequences. In chronic myocarditis, however, the inflammatory reaction is less distinct. Therefore, this study evaluated the efficacy of MRI to detect inflammatory regions within the myocardium. The following results were achieved: 1\. The “late enhancement” in CMC patients shows a lower sensitivity but higher specificity in the detection of inflammation when compared with patients with acute myocarditis. 2\. In comparison to the LE, global relative enhancement (grE) and the relative edema ratio (rW) show a higher specificity and equally comparable sensitivity among each other. 3\. The informative value of these parameters increases when considered individually, but remains lesser than in patients with acute myocarditis. 4\. The MRI does not qualify for viral detection. The endomyocardial biopsy is therefore indispensable. CMC may lead to wall motion abnormalities. This is caused by degeneration of myocytes with the consecutive replacement of contractile elements by fibrotic tissue. This study analysed the kinetics of the myocardial wall of both ventricles with regard to location and distribution of pathology and ventricular function. The following results were achieved: 1\. Local kinetic disorders appear more frequent than global hypokinesia, but only marginally decrease ventricular function. However, the analyses of local kinetic disorders of the myocardial wall is capable of detecting myocardial damage, even when patients present normal values of EF, otherwise undetected when exclusively evaluating the ventricular function parameters. 2\. Global hypokinesia leads to impaired EF in both ventricles. Although dilatation of the left ventricle is apparent, the right ventricle remains unaffected. This may be due to differences in wall structure and the work load applied. 3\. Biventricular hypokinesia leads to greater LV impairment when compared to isolated global LV hypokinesia. This coherency may describe a progressive state in the disease with inflammation extending to the RV via its anatomical connections. On the other hand, the hemodynamic interaction and additional RV dysfunction could have an additive negative effect on the global EF in a predamaged LV. This study demonstrates the impaired function of the left ventricle in CMC patients and yields further important information on right ventricular function to support an optimal evaluation of cardiac function. The MRI qualifies to support the optimal follow-up and prognosis of CMC patients by systematic function analyses and the evaluation of intramyocardial inflammation