Erste Erfahrungen zur Analyse des Einflusses der Atmung auf die Herzfunktion mittels Echtzeit-MRT bei Kindern mit angeborenen Herzfehlern und chronischer rechtsventrikulärer Volumenbelastung

Hintergrund: Angeborene Herzfehler gehen häufig mit einer chronischen Volumenbelastung des rechten Ventrikels (RV) einher. Insbesondere die RV-Funktion wird im Kontext der Herz-Lungen-Interaktion durch die Atmung beeinflusst. Ziel dieser Studie war es, die Herzfunktion während der freien Atmung unter physiologischen Bedingungen mittels kardialer Echtzeit-MRT bei pädiatrischen Patienten mit angeborenen Herzfehlern und chronischer RV-Volumenbelastung zu untersuchen.

Methoden: Sechs pädiatrische Patienten mit chronischer RV-Volumenbelastung und sechs gesunde pädiatrische Kontrollen wurden mittels kardialer Echtzeit-MRT im 1,5 Tesla MRT unter freier Atmung untersucht. Anhand der Zwerchfellposition wurden Atemkurven aus den Bildern gewonnen und zur atemabhängigen Klassifizierung der Echtzeit-MRT-Bilder verwendet. Die Atemvolumina wurden durch Kalibrationskurven bestimmt, die zuvor durch Untersuchungen in Kombination mit MRT-kompatibler Spirometrie gewonnen worden waren.

Ergebnisse: Das indizierte enddiastolische RV-Volumen (RV-EDVi) und das indizierte RV-Schlagvolumen (RV-SVi) nahmen mit zunehmendem Atemvolumen während der Inspiration zu (RV-EDVi: RV-Volumenbelastung:+16+/-4%; Kontrollen:+22+/-13%; RV-SVi: RV-Volumenbelastung:+21+/-6%; Kontrollen:+35+/-17%). Der Anstieg der RV-Ejektionsfraktion während der Inspiration war bei Patienten mit RV-Volumenbelastung signifikant geringer (RV-Volumenbelastung:+1,1+/-2,2%; Kontrollen:+6,1+/-1,5%; p=0,01). Die Frank-Starling-Beziehung des RV ergab eine signifikant geringere Steigung bei Patienten mit RV-Volumenbelastung (Inspiration: RV-Volumenbelastung: 0,75+/-0,11; Kontrollen: 0,92+/-0,02; p=0,02).

Diskussion: Ziel dieser Studie war es, den Einfluss der Atmung auf die Herzfunktion bei Kindern mit chronischer Volumenbelastung des RV zu untersuchen. Es bestätigte sich, dass die Atmung den rechten Ventrikel stärker beeinflusst als den linken. Bei gesunden pädiatrischen Kontrollen wurde eine physiologische Anpassung des Herzens an die atembedingten Volumenänderungen gezeigt. Im Gegensatz dazu wurde bei Kindern mit chronischer RV-Volumenbelastung eine Beeinträchtigung des Frank-Starling-Mechanismus beobachtet. Obwohl das RV-Volumen während der Inspiration zunahm, stieg das Schlagvolumen kaum an, was zu einer Abflachung der Frank-Starling-Kurve führte. Dies kann klinisch bedeutsam sein, da es auf eine verminderte Anpassungsfähigkeit des Herzens hinweist. Die reduzierte Steigung der Frank-Starling-Kurve könnte sich als ein relevanter, nicht-invasiver, dynamischer Parameter zur Beurteilung des Interventionszeitpunkts bei solchen Patienten herausstellen. Um dies zu untersuchen sind weitere prospektive Studien mit größerer Fallzahl erforderlich.

Fazit: Bei pädiatrischen Patienten mit angeborenen Herzfehlern und chronischer Volumenbelastung des rechten Ventrikels zeigt die kardiale Echtzeit-MRT in Kombination mit atemabhängiger Auswertung eine beeinträchtigte Frank-Starling-Beziehung des rechten Ventrikels und bietet somit einen nicht-invasiven, dynamischen Parameter der RV-Funktion.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
25. August 2025