Strain Rate Imaging – a new method for quantifying regional myocardial function Prospective, longitudinal study to establish reference values for the newborn age

Einleitung: Strain Rate Imaging (SRI) ist eine neue Methode zur Quantifizierung der regionalen myokardialen Funktion. Basierend auf der myokardialen Dopplersonographie wird die lokale Verkürzungsgeschwindigkeit berechnet. Normwerte existieren bislang nur für ältere Kinder und Erwachsene. Ziel war die Erstellung von Referenzwerten für das Neugeborenenalter und der Vergleich mit publizierten Normwerten anderer Altersgruppen. Methode: Im Rahmen einer prospektiven longitudinalen Studie mit 50 gesunden Neugeborenen wurde bei U2 (3.-6. Lebenstag) und U3 (28.-38. Lebenstag) ein echokardiographisches Screening (Vivid FiVe, Firma GE-Medical) durchgeführt. Die Aquisition und Speicherung der digitalen Daten für SRI und SR erfolgte hochauflösend (148fps). Die Nachbearbeitung erfolgte mit der Software EchoPac-Mac V 6.4.3 an einem Hochleistungsrechner der Firma Apple Computer Inc. (Power Mac G4). Bestimmt wurden folgende drei Paramter: die maximale Strain Rate (SRpeaksys), der systolische Strain (e-et) sowie der maximale Strain während des gesamten Herzzyklus (e-max). Die Auswertung erfolgte für neun myokardiale Segmente (jeweils apikale, mediale und basale Segmente von RVAW, IVS und LVPW) im apikalen Vierkammerblick. Die Referenzwerte wurden unter Normalverteilungsannahme mit den entsprechenden Werten für das 10. und 90. Perzentil angegeben. Diese wurden für jedes der neun Segmente dreifach bestimmt, jeweils unter besonderer Berücksichtigung des Alters, der Herzfrequenz und der Körperoberfläche. Ausserdem wurden die Parameter SRpeaksys, e-et und e-max graphisch in Abhängigkeit von vorbenannten Einflussgrössen (Alter, HF u. KOF) dargestellt. Ergebnisse und Diskussion: Die SR- und e-Normalwerte waren im Neugeborenenalter meist höher als Vergleichsdaten älterer Kinder. Sowohl SRpeaksys, e-et und e-max nahmen im späten Neugeborenenalter weiter zu. Von den untersuchten Faktoren (Alter, Herzfrequenz, Körperoberfläche) hatte das Alter den grössten Einfluss auf die Strain- (e-et u. e-max) und Strain Rate-Werte (SRpeaksys). Ursächlich kommt hierfür ein strukturell andersartiger Aufbau des Neugeborenenmyokards in Frage. Da über die Struktur und charakteristischen Besonderheiten des Neugeborenenmyokards bisher nur wenige tierexperimentelle Studien existieren, bedarf es hier weiterer Forschungsarbeit, um eine fundierte Interpretation der altersabhängigen Ergebnisse zu ermöglichen. Eine nicht-parallele Anlotposition des Ultraschallstrahls entlang der interessierenden Auslenkungsrichtung (longitudinal, radial oder circumferentiell) führt mit zunehmender Grösse des abweichenden Winkels sehr rasch zu einer erheblichen Veränderung (Reduzierung) der tatsächlichen Werte. Zusammenfassung: Die Methode des Strain Rate Imaging, basierend auf der Gewebedopplersonographie, ist auch bei Neugeborenen anwendbar. Die von uns erstellten Referenzwerte für das Neugeborenenalter können mit anderen Studienergebnissen herangezogen werden, um Strain Rate Imaging (SRI) auch bei Kindern als zusätzliches Untersuchungsverfahren im klinischen Alltag zu etablieren.Introduction: To investigate feasibility and to detect reference values for regional myocardial strain rates by strain rate imaging (SRI) serially in healthy term neonates in the early (U2) and late neonatal period (U3). Methods: We examined 50 healthy eutroph term newborns in a prospective longitudinal study in the first week (U2) and at the end of the first month (U3) of life. Maximal systolic strain rate (SRpeaksys), systolic strain (e-et) and maximal strain during the hole cardiac cycle (e-max) was assessed for nine myocardial segments (basal, medial and apical segments of RVAW, LVDW and IVS). Digital data acquisition with Vivid 5© and offline analysis with EchoPAC 6.3.6TM (GE Vingmed Ultrasound). Results: This study establishes reference values for longitudinal systolic SR and S (e-et, e-max) for septum, right and left ventricle in early and late neonatal age. The study evaluated potentially related demographic and echocardiographic factors (age, body surface area, ventricular length, heart rate). We found age (maturity) to have most important impact to all SRpeaksys and strain parameters (e-et, e-max). The S and SR date were compared to data of elder children in literature. We found higher normal values for SR- and e in both neonatal groups. However in the early neonatal period we found lower SRpeaksys, e-et and e-max compared with the older neonatal group. Conclusions: Systolic and global SRI in neonates is feasible and may objectively analyze regional myocardial function and changes occuring in the first weeks of life due to rapid fall of pulmonary vascular resistance, loading conditions and structural myocardial changes. Lower strain and strain rate values in the early neonatal period may reflect the immaturity of neonatal myocardium as well. The presented data may help to establish SRI as an additional instrument to assess regional neonatal myocardial function at bedside and in research