Ultraschall: vier Dimensionen für die pädiatrische Herzdiagnostik

Interview mit Jan-Pit Horst, Herz- und Diabeteszentrum NRW, Bad Oeynhausen

Es gibt sie glücklicherweise nur bei einer Handvoll Neugeborener, aber sie bestimmen, wenn nicht das ganze Leben, dann doch zumindest die ersten Lebensjahre der Betroffenen: angeborene Herzfehler. Nach den notwendigen Operationen kommen dann immer wieder Kontrolluntersuchungen auf die kleinen Patienten zu. Diese werden bisher im MRT durchgeführt. 4D-Ultraschall stellt eine Alternative dar.

01.03.2016

Foto: Junger lächelnder Arzt mit Brille und weißem Kittel im Krankenhausflur - Jan-Pit Horst

Jan-Pit Horst; ©HDZ NRW

Im Interview mit MEDICA.de spricht Jan-Pit Horst über 4D-Ultraschall in der pädiatrischen Herzdiagnostik. Er erklärt, warum der rechte Ventrikel auf 2D-Ultraschall-Bildern so schwer zu beurteilen ist und wie Normwerte über die Größe des Herzens zukünftige Therapieentscheidungen unterstützen können.

Herr Horst, Sie haben in einer Studie Kinderherzen mittels eines 4D-Ultraschall-Systems untersucht. Was ist das für eine Technologie?

Jan-Pit Horst: 3D-Ultraschall ist bekannt und hat sich mittlerweile sehr gut etabliert in Kliniken und auch größeren Praxen. Damit können wir in einer einzigen Aufnahme das Herz in allen drei Raumrichtungen abbilden und aufnehmen.

Mit 4D-Ultraschall können wir zum einen die herkömmlichen 2D-Parameter bestimmen, zum Beispiel den Durchmesser der Herzhöhlen. Zusätzlich kann ein solches Programm aus 3D-Bildern die Volumina der linken und rechten Herzkammern berechnen. Außerdem können wir funktionelle Parameter erfassen wie die Bewegung des Trikuspidalklappen-Anulus (TAPSE) oder den sogenannten longitunalen Strain berechnen. Das Programm zeigt uns das Herz dabei in Bewegung, da die Bilder fast in Echtzeit produziert werden. Das ist die vierte Dimension.

Für welche Fragestellungen in Forschung und Diagnostik kann man ein solches System einsetzen?

Horst: Da müssen wir unterscheiden zwischen erwachsenen und pädiatrischen Patienten. Bei Erwachsenen kann es man sehr gut einsetzen, wenn ein pulmonaler Hypertonus vorliegt, und bei allen Fragestellungen, die den rechten Ventrikel bei einer Linksherzinsuffizienz betreffen.

Im pädiatrischen Bereich ist es vor allem in der Verlaufsbeurteilung nach der Operation eines angeborenen Herzfehlers nützlich. Normalerweise wären dazu regelmäßige MRT-Untersuchungen nötig, die bisher eine deutlich bessere Beurteilung des rechten Ventrikels ermöglichten.

Foto: Collage aus sechs Ultraschallbildern

Linke und rechte Herzkammer in allen Dimensionen im 2D-Schnittbild mit den erforderlichen Markierungen, die das System zur Berechnung eines 4D-Bildes braucht; ©HDZ NRW

Auf 2D-Ultraschallaufnahmen konnten wir den rechten Ventrikel bisher nur sehr schwer abbilden und beurteilen, da er sehr unregelmäßig geformt ist. Eine gute quantitative Auswertung über die Maße und die Leistung des Ventrikels war so bisher nicht möglich. Mit 3D- oder 4D-Ultraschallsystemen können wir MRT-Untersuchungen bei diesen Patienten einsparen. Mittlerweile werden diese Systeme auch schon zur Erstbeurteilung von Kindern mit angeborenen Herzfehlern verwendet.

Auf der gerade vergangenen Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Pädiatrische Kardiologie haben Sie eine Studie zur Untersuchung von Kinderherzen mit 4D-Ultraschall vorgestellt und einen Preis für die dazugehörige Posterpräsentation erhalten. Was genau haben Sie untersucht?

Horst: Die Studie war zweigeteilt. Zuerst haben wir untersucht, ob dieses Programm überhaupt verlässliche Daten liefern kann. Dafür haben wir Patienten im MRT untersucht. Das ist der Goldstandard zur Beurteilung des rechten Ventrikels. Danach haben wir die Ergebnisse der MRT- und der Ultraschall-Untersuchung miteinander verglichen. Wir haben herausgefunden, dass die Ergebnisse des Ultraschalls mit denen der MRT-Untersuchung vergleichbar sind.

Im zweiten Teil der Studie haben wir in Zusammenarbeit mit den Universitätsklinika Bonn und München 394 Kinder zwischen null und 18 Jahren untersucht. Anhand dieser Untersuchungen haben wir Normwerte für Größe und Funktionsparameter des rechten Herzens bei Kindern in bestimmten Altersgruppen erstellt. Diese können Kollegen helfen, die sich nicht ganz sicher sind, ob die gemessenen Werte zum Alter des Patienten passen oder ob es etwa schon zu groß ist. Das soll sie bei der Entscheidung unterstützen, ob eine weitere Behandlung notwendig ist.

Foto: Dreidimensionales Bild der rechten Herzkammer

Errechnetes Modell der rechten Herzkammer (grün), zwei der dazugehörigen 2D-Schnittbilder sowie Teil der resultierenden Messwerte; ©HDZ NRW

Sie sprachen eben von der Erstbeurteilung von angeborenen Herzfehlern und auch der Verlaufskontrolle nach Operationen. Mit welchen Krankheitsbildern sind Sie denn konfrontiert, wenn es um den rechten Ventrikel geht?

Horst: Das sind vor allem zwei Bereiche. Einerseits sind es die Krankheiten, bei denen der rechte Ventrikel an sich betroffen ist wie bei der Fallot-Tetralogie. Dabei besteht eine Verengung der Lungenschlagader, eine Verbindung zwischen den beiden großen Herzkammern durch einen Ventrikelseptumdefekt, ein Überreiten der Aorta sowie eine Hypertrophie, eine Muskelvergrößerung, des rechten Ventrikels. Nach der operativen Korrektur des Fehlers wird die Lungenschlagaderklappe häufig undicht. Dies hat zur Folge, dass sich der rechte Ventrikel im weiteren Verlauf erweitert. Wir müssen die Geschwindigkeit und das Ausmaß dieser Erweiterung beurteilen. Ab einer gewissen Größe des Ventrikels kann es zu einem Nachlassen der Herzkraft kommen und es kann eine Insuffizienz entstehen. Deshalb muss im richtigen Moment die undichte Klappe durch eine künstliche Klappe ersetzt werden.

Andererseits gibt es Herzfehler, bei denen der rechte Ventrikel die Arbeit des linken übernehmen muss wie bei der sogenannten kongenital korrigierten Transposition der großen Gefäße, wo unter anderem die Hauptschlagader anstatt aus der linken aus der rechten Herzkammer entspringt. Ein ganz spezieller Fall ist das hypoplastische Linksherzsyndrom. Diese Kinder werden im Prinzip nur mit einem halben Herzen geboren. Bei ihnen ist etwa durch eine Fehlanlage der Mitralklappe die linke Herzkammer sehr klein, sodass sie den Körper nicht ausreichend versorgen kann. In insgesamt drei Operationen wird der rechte Ventrikel dahingehend umfunktioniert, dass er nicht mehr den Lungenkreislauf, sondern den Körperkreislauf versorgt. Das bedeutet für ihn erheblich mehr Arbeit, die auch zu viel werden kann, denn im Körperkreislauf herrscht ein viel höherer Blutdruck als im Lungenkreislauf. Deshalb müssen wir den rechten Ventrikel danach sehr gut beobachten.

Können Sie abschließend einschätzen, welche Nutzen Ihre Erkenntnisse für die Diagnostik, Therapie und Forschung haben?

Horst: Die 4D-Ultraschalldiagnostik ist mittlerweile stark verbreitet. Sie ist schnell durchführbar und es kann sie jeder durchführen, der im Ultraschall geschult ist. Im Gegensatz zur MRT, die an dieser Stelle sonst notwendig wäre, ist sie sehr kostengünstig und für die Kinder weniger belastend. Durch unsere Normwerte wird es für unsere Kollegen möglich sein, ihre Messungen einzuordnen und ihre Patienten besser zu beurteilen - ob sie operiert werden müssen oder ob es noch ausreicht, wenn man sie weiter beobachtet.

Foto: Timo Roth; Copyright: B. Frommann

© B. Frommann

Das Interview wurde geführt von Timo Roth.
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