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Sarkar, Rotna (2011): Evaluation der systolischen und diastolischen Funktion bei der felinen hypertrophen Kardiomyopathie mittels Gewebedoppler. Dissertation, LMU München: Faculty of Veterinary Medicine
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Abstract

Hypertrophic cardiomyopathy (HCM) is the most common cardiac disease in cats. The evaluation of the myocardial function of feline HCM is crucial to be able to identify affected animals and to judge the course of the disease. The development of diastolic dysfunction is typical for the course of this disease. Clinical symptoms usually emerge only when the cat is severly affected. The myocardial changes can lead to congestive heart failure or to sudden cardiac death. The gold standard to diagnose HCM is the depiction of a myocardial hypertrophy using echocardiography. A myocardial dysfunction, however, can already be present before a hypertrophy develops which can be measured. Thus, the aim of this study “evaluation of the systolic and diastolic function in hypertrophic cardiomyopathy using Tissue Doppler Imaging” was to examine myocardial function in various stages of HCM as well as to compare the findings with those of healthy cats. The study population consisted of 280 cats of different breeds. Based on the degree of hypertrophy and the size of their atrium, cats were classified as either healthy, equivocal, mildly, moderately, and severely affected. Different ultrasound planes were compared concerning their ability to detect a myocardial hypertrophy. The findings revealed that the maximum diastolic wall thickness in three ultrasound planes was superior to measurements that used only the parasternal short axis view. In addition to the conventionally used transmitral inflow profiles, myocardial strain and strain rate were also evaluated for the first time in feline HCM, using colour Tissue Doppler Imaging (TDI) in various stages of HCM. Systolic and diastolic velocity was also measured. The two software programs for TDI analysis EchoPAC® 2D-Strain and EchoPAC® Q-Analysis were compared, but only EchoPAC® Q-Analysis was a clinically useful method. Whereas the conventionally used transmitral inflow profiles were not able to detect a diastolic dysfunction in cats with HCM, significant differences between the stages of disease were frequently revealed when the measurement was conducted with TDI. Using TDI, it was possible to detect myocardial dysfunctions even in cats that were classified as equivocal as well as in non-hypertrophic segments of the myocardial wall. The early diastolic TDI velocity as well as the ratio to the early diastolic transmitral flow velocity turned out to be a sensitive parameter for the detection of a diastolic dysfunction. The fusion of E and A waves demonstrated the influence of both singular waves in the course of the various disease stages. This shows the importance of examining singular and fused early- and late-diastolic parameters separately. The systolic function was also affected with progression of the disease. Strain measurements revealed significant differences between HCM stages. With progression of the disease, postsystolic shortening also occurred more frequently. While strain rate revealed the same tendency across all stages of disease, tissue velocity was superior in the detection of a myocardial dysfunction. In conclusion, TDI can be used to support the diagnosis of HCM already in a very early stage. TDI could be useful to monitor disease progression and therapy to adjust for the individual animal. Another potential use of TDI is to evaluate the effect of new drugs designed to slow the progression of myocardial dysfunction. Due to the similar causes, pathogenesis, and clinical presentation, feline HCM can serve as a model for human HCM.

Abstract

Die hypertrophe Kardiomyopathie (HCM) ist die häufigste kardiale Erkrankung der Katze. Die Evaluation der myokardialen Funktion bei der felinen HCM ist von zentraler Bedeutung, um kranke Tiere zu identifizieren und den Krankheitsverlauf beurteilen zu können. Typisch für den Verlauf der Krankheit ist die Entwicklung einer diastolischen Dysfunktion. Klinische Symptome treten meist erst auf, wenn die Katze bereits hochgradig erkrankt ist. Die myokardialen Veränderungen können zu einem kongestiven Herzversagen oder einem plötzlichen Herztod führen. Der Goldstandard, eine HCM zu diagnostizieren, ist die Darstellung einer Wandhypertrophie mittels Echokardiographie. Eine Dysfunktion kann jedoch bereits vor einer messbaren Hypertrophie vorliegen. Das Ziel dieser Studie „Evaluation der systolischen und diastolischen Funktion bei der felinen hypertrophen Kardiomyopathie mittels Gewebedoppler“ war daher die Untersuchung der myokardialen Funktion in verschiedenen Krankheitsstadien der HCM und der Vergleich mit herzgesunden Katzen. Die Studienpopulation setzte sich aus 280 verschiedenen Katzen unterschiedlicher Rassen zusammen. Die Katzen wurden aufgrund des Hypertrophiegrades und der Atriumgröße in die Stadien herzgesund, equivocal, geringgradig, mittelgradig und hochgradig erkrankt eingeteilt. Die herkömmliche Einteilung der Krankheitsstadien mittels der in der parasternalen Kurzachse gemessenen Wanddicken sollte anhand von Messungen der Wanddicken in weiteren Schallebenen überprüft werden. Die maximale diastolische Wanddickenmessung aus drei Schallebenen zeigte sich dabei einer Messung ausschließlich aus der parasternalen Kurzachse überlegen. Neben der linksventrikulären Studie und dem konventionell angewendeten Mitralklappeneinflussprofil wurden die Gewebegeschwindigkeit und – erstmalig bei der felinen HCM – die Strain und die Strain Rate des Septums wie auch der linken Wand mittels Farbgewebedoppler evaluiert. Zudem wurden die beiden Softwareauswertungsprogramme EchoPAC® 2D-Strain und EchoPAC® Q-Analyse miteinander verglichen. Lediglich EchoPAC® Q-Analyse erwies sich als geeignet für den klinischen Einsatz. Im Gegensatz zum herkömmlich eingesetzten Mitralklappeneinflussprofil zeigten sich bei den Messungen mittels Gewebedoppler häufig signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Krankheitsstadien. Mittels Gewebedoppler konnten bereits bei als equivocal eingestuften Tieren sowie in nicht hypertrophierten Wandsegmenten bei erkrankten Katzen Funktionsstörungen im Myokard detektiert werden. Die frühdiastolische Gewebedopplergeschwindigkeit und das Verhältnis dieser zu der frühdiastolischen Mitralklappeneinflussgeschwindigkeit erwiesen sich als sensitiver Parameter zur Detektion einer diastolischen Dysfunktion. Verschmolzene EA-Wellen zeigten in ihrem Verlauf in den verschiedenen Krankheitsstadien den Einfluss beider singulärer Wellen. Dies lässt die Bedeutung einer getrennten Betrachtung von singulären und verschmolzenen früh- und spätdiastolischen Parametern erkennen. Die systolische Funktion war ebenfalls mit zunehmendem Krankheitsstadium beeinträchtigt. Die Strain zeigte am häufigsten signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Stadien und war damit am besten geeignet, eine systolische Dysfunktion zu detektieren. Mit zunehmendem Krankheitsstadium kam es zudem zu einem vermehrten Auftreten eines Postsystolic Shortening. Die Strain Rate zeigte die gleiche Tendenz über die einzelnen Krankheitsstadien. Die Gewebegeschwindigkeit war der Strain Rate jedoch in der Detektion einer myokardialen Dysfunktion überlegen. Der Gewebedoppler kann zur unterstützenden Diagnose einer HCM bereits in einem sehr frühen Krankheitsstadium eingesetzt werden. Zudem können beim individuellen Tier die Verlaufskontrolle und Therapie angepasst werden. Ein Einsatzgebiet des Gewebedopplers kann bei der Entwicklung neuer Medikamente, die die Progression einer myokardialen Dysfunktion aufhalten, liegen. Aufgrund der ähnlichen Ursache, Pathogenese und klinischen Präsentation kann die feline HCM als Model der humanen HCM dienen.