15. Deutsche Kardiodiagnostik-Tage mit 16. Leipziger Symposium Nichtinvasive Kardiovaskuläre Bildgebung

PD Dr.

Diagnostische Genauigkeit der Dark-Blood Late Gadolinium Enhancement MRT bei nicht-ischämischen Kardiomyopathien

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften) Fragestellung Vergleich der Dark-Blood Late Gadolinium Enhancement (LGE) MRT mit der konventionellen Bright-Blood LGE MRT in der Darstellung von Myokardnarben bei nicht-ischämischen Kardiomyopathien. Methoden 150 konsekutive Patienten (Alter 49 ± 17 Jahre, 34 % Frauen) mit nicht-ischämischer Kardiomyopathie wurden prospektiv in einem Universitätsklinikum (single-center) von Juli 2021 bis Mai 2022 eingeschlossen. Bei allen Patienten wurde eine 1,5 T Herz-MRT mit sowohl Dark-Blood LGE als auch konventionellem Bright-Blood LGE durchgeführt. Die ermittelte Gesamtnarbenlast beider Techniken sowie die Narben-Darstellung korrespondierender Kurzachsen-Schnitte wurde untersucht. Beide LGE-Techniken wurden mittels Student's t-Test für gepaarte Stichproben und Bland-Altman Analyse verglichen. Ergebnisse Dark-Blood LGE zeigte eine Sensitivität von 96 % (Konfidenzintervall, KI 85-100), eine Spezifität von 99 % (KI 95-100), und eine Genauigkeit von 98 % (KI 94-100) in der Erkennung von nicht-ischämischen Narben. Der positive prädiktive Wert lag bei 98 % (KI 86-100) und der negative prädiktive Wert bei 98 % (KI 93-100). Es wurde kein signifikanter Unterschied in der Gesamtnarbenlast-Darstellung zwischen den beiden Techniken festgestellt (Dark-Blood LGE mit 4,97 ± 3,41 % Myokardvolumen und Bright-Blood LGE mit 5,03 ± 3,37 % Myokardvolumen, P = 0,532). Dark-Blood LGE zeigte keinen systematischen Bias in der Beurteilung der myokardialen Narbenlast mit im Durchschnitt 0,1 % niedrigeren Werten als die Bright-Blood LGE-Methode, P = 0,505. Schlussfolgerungen Die Dark-Blood Late Gadolinium Enhancement MRT ist der konventionellen Bright-Blood LGE MRT beim Nachweis nicht-ischämischer Narben nicht unterlegen. Abb. 1: Anzahl (n) des detektierten LGE mittels Dark-Blood und Bright-Blood pro AHA-Segment. RV-Insertionspunkte sind eingekreist. Abb. 2: Bland-Altman plot der myokardialen Narbenlast mittels Dark-Blood LGE und Bright-Blood LGE.

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Kardiomyopathien

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Cardiac calcified Amorphous Tumor or Thrombus? Value of Photon Counting Detector CT in the differential of calcified cardiac masses: Case Report with CT and MRI correlation and 10 year follow-up

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften) We present the case of a 72-year-old women who presented 10 years ago with a calcified mass in the apex oft he left ventricle, that was initially diagnosed as organized thrombus and treated accordingly. Over the course of 10 years, the mass showed slow growth and increasing hypertrophy of the adjacent myocardium which raised suspicion and caused reconsideration of the initial diagnosis. The recent availability of Photon Counting Detector CT with its increased spatial and temporal resolution substantially aided in the morphologic characterization of the mass as CAT. Figure 1: Increasing size of the calcified mass; Late Gadolinium Enhancement in 2012 (A), 2021 (B) and 2022 (C) Figure 2: Irregular calcified mass encasing nodular soft tissue parts of the tumor (CT in A) with corresponding faint LGE (B, C, SSFP Cine in D). Infiltration of trabeculae and papillary muscles but not myocardial wall (E-F). Notice involvement of the insertion of the mitral tendinous chords (H), the patient presented with increasing Mitral valve insufficiency. References: de Hemptinne Q, de Cannière D, Vandenbossche JL, Unger P. Cardiac calcified amorphous tumor: A systematic review of the literature. Int J Cardiol Heart Vasc. 2015 Jan 29;7:1-5. doi: 10.1016/j.ijcha.2015.01.012. PMID: 28785635; PMCID: PMC5497183. Yılmaz R, Demir AA, Önür İ, Yılbazbayhan D, Dursun M. Cardiac calcified amorphous tumors: CT and MRI findings. Diagn Interv Radiol. 2016 Nov-Dec;22(6):519-524. doi: 10.5152/dir.2016.16075. PMID: 27705878; PMCID: PMC5098946.

Professor

Myocardial power predicts 6-minute-walk test outcome after mitral valve surgery in patients with mitral insufficiency – a non-invasive CMR study

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften) Objectives Left ventricular myocardial power (LVMP) has been introduced in patients with valvular heart disease and can be used as an estimate of the LV function. We aimed to quantify LVMP and exercise capacity in patients with mitral insufficiency (MI) before and after surgery. Methods LVMP, and myocardial efficiency were calculated from routine cardiovascular magnetic resonance imaging using phase contrast flow measurements and cine MRI in N=35 patients with MI before and 3-6 months after mitral valve surgery. Exercise capacity was assessed alongside by a standardized Six-Minute-Walk-Test (6MWT). Results BSA indexed LVMP decreased from preoperative 5.8W/m2 (IQR 4.7-9.0) to 4.2W/m2 (IQR 3.4-4.9, p&lt;0.001) and circulatory efficiency increased from 9.4% (IQR 8.0-11.6) to 13.2% (IQR 9.2-16.3, p&lt;0.001) postoperatively. Patients with higher preoperative LVMP had an increased risk for failing to achieve age-, sex-, and BMI-specific target 6MWT distances (RR 1.38, 95% CI 1.02 – 1.88; p=0.039). A threshold of 8.96W/m2 was found to identify patients who fail to achieve target 6MWT distances postoperatively with a specificity of 94%. Median changes in postoperative 6MWT distances in patients with preoperative LVMP below 8.96W/m2 were +29 (IQR -4 to +66) meters and in those with LVMP above 8.96W/m2 were -21 (-44 to 10) meters (p=0.037). Conclusion LVMP was a predictor for postoperative exercise capacity in patients with MI. Its non-invasive assessment and applicability was further improved by optimization of the method and adaptation to routine cardiac MRI with the provision of an open-source web-based calculation tool. Figure 1 Illustration of the concept of left ventricular myocardial power and myocardial efficiency Figure 2 A Probability of achieving postoperative Six-Minute Walk Test (6MWT) distances dependent on preoperative LV myocardial power B Six-minute-walk test outcome in patients with preoperative LV myocardial power below and above 8.96W/m2

Klappenerkrankungen

Prof. Dr.

Aus dem 4D-Fluss abgeleitete, quantitative Normwerte zu 2D-Flussparametern in der thorakalen Aorta in gesunden Probanden

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften) Ziele Nutzung des 4D-Flusses zur Erfassung von Normwerten von "konventionellen 2D-Flussparametern" bei gesunden Probanden, um multiple einzelne 2D-Flussmessungen durch eine einzige 4D-FLussmessung zu ersetzen. Methoden Es wurde eine kt-GRAPPA5 beschleunigte 4D-Flow-Sequenz verwendet. Bei 116 Probanden (58 Frauen, 43±15 Jahre) wurden die Flussvolumina als Vorwärts- (FFV), Rückwärts- (BFV) und Nettoflussvolumina (NFV) [ml/Herzschlag] und die Flussgeschwindigkeiten als axiale (VAX) und absolute Geschwindigkeit (VABS) [m/s] bestimmt. Zudem wurde die Aortenklappenregurgitanzfraktion (RF) berechnet. Ergebnisse Die geschlechtsneutralen mittleren maximalen FFV, BFV, NFV und RF in der aufsteigenden Aorta betrugen 93.5±14.8, 3.6±2.8, 89.9±0.6 ml/Herzschlag und 3.9±2.9%. Die Werte für FFV, BFV, NFV und RF waren bei Männern signifikant höher, während für VAX und VABS keine Geschlechtsabhängigkeit bestand. Die mittlere Spitzen-Vax war niedriger (1.01±0.31 m/sec) als die VABS (1.23±0.35 m/sec). Für alle vorgesehenen Parameter konnten wir Normalbereiche bestimmen. Schlussfolgerung Diese Studie liefert quantitative, aus dem 4D-Fluss abgeleitete Normwerte für 2D-Flussparameter der thorakalen Aorta bei gesunden Probanden. FFV, BFV, NFV und Vax unterschieden sich nicht von den Normalwerten einzelner 2D-Flow-Akquisitionen und könnten daher die zeitaufwändigen einzelnen 2D-Flow-Akquisitionen ersetzen. Die 4D-Flow-spezifischen VABS sollten nicht austauschbar verwendet werden.

Prof. Dr. Dr.

Quantification of T2* contrast changes in 7T MRI after myocardial infarction in a pig model

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften) Introduction 7T cardiac MRI offers the possibility of improving spatial resolution and sensitivity of heart imaging. The T2* weighted (T2*w) contrast at 7T provides new options for visualization of tissue injury after myocardial infarction (MI). We present the results of a longitudinal 7T MRI study in large animals, investigating post-MI changes using T2*w contrast in two different approaches: T2*- maps and greyscale analysis of T2*w images. Methods Before and after MI induction in German Landrace Pigs (n = 7, approval by the Animal Welfare Committee), MRI scans were performed with the Magnetom™ "Terra" 7T MRI scanner (Siemens, Erlangen). T2*w images were acquired in a short axis-view contiguous stack using a mGRE sequence (TE = 1.1-14.6 ms). Image analysis was performed by generating T2* maps (Fig. 1c) and analyzing greyscale in regions of altered contrast in T2*w images (Fig. 1d). Results On the T2* maps of the myocardium, a significant shortening of the T2* time in the areas of presumably infarcted tissue is evident in MRI1 and 2 compared to the baseline scan (MRI0) (Fig. 2b). Analysis of greyscale in the T2*w images shows significant differences between areas with altered contrast in scans with MI (MRI1 and 2) and corresponding positions in MRI0 (Fig. 2c). Conclusion By using T2* contrast in 7T MRI, post-MI injury can be detected with both conventional T2* maps and greyscale intensity statistics from T2*w images, opening new possibilities for more detailed characterization of tissue changes after MI. Acknowledgements BMBF grants: 01EO1004, 01E1O1504

Quantification of T2* contrast changes in 7T MRI after myocardial infarction in a pig model

Koronare Herzkrankheit KHK

Ultra-high-resolution Photon-Counting Herz-CT zur TAVI-Planung – Bildqualität und Diagnostische Genauigkeit hinsichtlich der Erkennung einer obstruktiven Koronarstenose

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften) Zielsetzung: Bestimmung der Bildqualität und der diagnostischen Genauigkeit der ultrahochauflösenden (UHR) Photon-Counting-CT (PC-CT) zur Erkennung einer obstruktiven koronaren Herzerkrankung (KHK) bei Patienten, die zur Transkatheter-Aortenklappenimplantation (TAVI) überwiesen werden. Methoden: Konsekutive Patienten mit Indikation zur präTAVI-CT wurden prospektiv eingeschlossen. Alle Patienten erhielten eine UHR-CT an einem Dual-Source PC-Scanner der 1. Generation. Zwei verblindete Radiologen untersuchten die UHR-CT hinsichtlich subjektiver Bildqualität (Likert-Skala: 1=exzellent bis 5= stark beeinträchtigt) und hinsichtlich dem Vorhandensein einer obstruktiven KHK (Definition: Diameterstenose ≥ 50%). Die Ergebnisse wurden mit dem Resultat der invasiven Koronarangiographie (ICA), als Referenzstandard, verglichen und die diagnostische Performance wurde auf segment- und Patienten-niveau bestimmt. Ergebnisse: Von 35 eingeschlossenen Patienten (Alter: 81,3±6,9 Jahre, 51 % weiblich) wiesen 29% eine schwere Koronarverkalkung auf (Agatston-Score ≥1000), 40% hatten eine signifikante Koronararterienstenose und 29% hatten eine vorausgegangene Stent-Angioplastie. Die Bildqualität war insgesamt sehr gut (1,4 [1,2 - 1,8]). Sensitivität, Spezifität und Genauigkeit betrugen 67 %, 97 % und 84 % bei der segmentbasierten Auswertung (n=482) und 93 %, 86 % und 89 % bei der patientenbasierten Auswertung (n=35). In der ROC-Analyse betrug die AUC der UHR-CT zur Erkennung einer obstruktiven KHK 0,897 auf Segmentebene (95% CI:0,820-0,974) und 0,968 auf Patientenebene (95% CI:0,919-1,000). Schlussfolgerung: Die UHR Photon-Counting CT zur TAVI-Planung ermöglicht eine präzise Darstellung der Koronararterien mit hoher Bildqualität, selbst beim Vorhandensein schwerer Koronarverkalkungen oder Stents und eignet sich zur Beurteilung im Hinblick auf das Vorliegen einer obstruktiven KHK. Bildbeschriftung: In-Stent Stenosenausausschluss bei einem 79-jährigen Patienten mittels UHR-CT vor TAVI.

Künstliches Herzmuskelgewebe zur Myokardremuskularisierung

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften) Herzinsuffizienz in Folge eines Myokardinfarktes stellt eine weiter zunehmende Belastung für das Gesundheitssystem und die Lebenserwartung in Deutschland dar. Dies macht die Erforschung von Regeneration des zugrundeliegenden Verlustes von kontraktilem Myokard notwendig. Ziel war ein Proof of concept für die Remuskularisierung des Myokards mittels künstlichen Herzmuskelgewebes im Makakenmodell. 14 Makaken in zwei Kohorten wurde künstliches Herzmuskelgewebe in Form von funktionsfähigen Herzpflastern operativ epikardial midventrikulär des linken Ventrikels implantiert. Quantifizierung der Herzfunktion mittels 3T MRT. Nach zwei Baseline-Messungen erhielt die erste Kohorte eine einfache Dosis (40x20x1mm-Zellverbund, 40 millionen Herzzellen aus iPSC) und monatlich Follow-Up-Messungen für drei Monate. Die zweite Kohorte erhielt eine fünffache Dosis (48x48x2,5mm, 200 millionen Zellen) und zusätzlich eine vierte Follow-Up-Messung nach 6 Monaten. Die Auswertung erfolgte durch zwei unabhängige Untersucher. Die Tierversuche erfolgten im Rahmen einer genehmigten Studie. Es konnte eine systolisch als auch diastolisch nach 3 Monaten gesteigerte Wanddicke des linken Ventrikels aller Versuchstiere (7,1±1,2 mm auf 9,45±2,9 mm p= 0,001) nachgewiesen werden. Auch die linksventrikuläre Masse zeigte sich am Ende des Follow-Up gesteigert (12±2 g auf 13±3 g, p=0,11). Die linksventrikuläre Ejektionsfraktion zeigte eine dauerhafte Steigerung (59±3% auf 60±5% p=0,001) ohne signifikante Änderung des Herzzeitvolumens. Die rechtsventrikuläre Ejektionsfraktion und Wanddicke veränderten sich nicht signifikant. Der longitudinale Strain im 4-Kammerblick und der vertikalen Längsachse zeigte sich im Beobachtungszeitraum ohne signifikante Änderungen. Nach Implantation von aus Stammzellen hergestellten künstlichen funktionellem Herzgewebe konnte bei gesunden Tieren eine nachhaltige Steigerung der linksventrikulären Masse und Wanddicke ohne adverse Effekte auf die Herzfunktion demonstriert werden.

Einfluss von Untersuchererfahrung auf die Auswahl der Klappenprothese bei Patienten die sich einem Transkatheter Aortenklappenersatz unterziehen

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften) Ziel: Die Planung eines kathetergestützten Aortenklappenersatzes (TAVI) basiert v.a. auf der präinterventionell durchgeführten kontrastmittelgestützten CT Untersuchung. Gegenwärtig ist das Erfahrungslevel welches für eine suffiziente Auswertung benötigt wird nur unzureichend untersucht. Daher haben wir die Vergleichbarkeit der Messerergebnisse und die Übereinstimmung der Klappengrößenauswahl bei unterschiedlich erfahrenen Anwendern untersucht. Methoden: Unterschiedlich erfahrene Untersucher werteten 20 zufällig ausgewählte CT Datensätze von Patienten mit Indikation zur TAVI mittels einer hierfür etablierten Software (3Mensio) aus. Nachfolgend mussten die Untersucher die am ehesten geeignete Klappengröße von zwei unterschiedlichen Herstellern (Edwards SAPIEN 3TM und Medtronic CoreValve) auswählen. Die Ergebnisse wurden bezüglich der intra- und interobserver Variabilität untersucht. Ergebnisse: Hinsichtlich der CT-Messungen zeigte sich eine exzellente intra- und interobserver Variabilität. Die beste intraobserver Variabilität bestand für den strukturellen Interventionalisten, während der Medizinstudent die schlechteste aufwies. Die beste interobserver Übereinstimmung zu dem als Referenzstandard geltenden strukturellen Interventionalisten zeigte der Bildgebungsexperte. Ebenso zeigte sich bzgl. der Klappengrößenauswahl die beste intraobserver Übereinstimmung für den strukturellen Interventionalisten unabhängig vom Klappentyp. Im interobserver Vergleich zeigte der Herzchirurg die höchste Übereinstimmung hinsichtlich der Kappengrößenauswahl [ICC 0.947, 95%CI 0.900–0.972], während der Medizinstudent die niedrigste Übereinstimmung vorwies [ICC 0.507, 95%CI 0.067–0.739]. Schlussfolgerung: Während die genutzte CT-Analyse Software eine exzellente Reproduzierbarkeit der Messungen hinsichtlich der bei der TAVI Prozedur relevanten Strukturen ermöglicht, wird die beste Übereinstimmung bezüglich der Klappenauswahl von den interventionell tätigen Ärzten erreicht.

Einfluss der Untersuchererfahrung auf die Auswahl der Klappenprothese bei Patienten die sich einem Transkatheter Aortenklappenersatz unterziehen

A machine learning challenge: Detection of cardiac amyloidosis based on bi-atrial and right ventricular strain and cardiac function

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften) Background: This study challenges state-of-the-art cardiac amyloidosis (CA) diagnostics by feeding multi-chamber strain and cardiac function into supervised machine (SVM) learning algorithms.Methods: Forty-three CA (32 males; 79 years (IQR 71; 85)), 20 patients with hypertrophic cardiomyopathy (HCM, 10 males; 63.9 years (±7.4)) and 44 healthy controls (CTRL, 23 males; 56.3 years (IQR 52.5; 62.9)) received cardiovascular magnetic resonance imaging. Left atrial, right atrial and right ventricular strain parameters and cardiac function generated a 41-feature matrix for decision tree (DT), k-nearest neighbor (KNN), SVM linear and SVM radial basis function (RBF) kernel algorithm processing. A 10-feature principal component analysis (PCA) was conducted using SVM linear and RBF.Results: Forty-one features resulted in diagnostic accuracies of 87.9% (AUC = 0.960) for SVM linear, 90.9% (0.996; Precision = 94%; Sensitivity = 100%; F1-Score = 97%) using RBF kernel, 84.9% (0.970) for KNN, and 78.8% (0.787) for DT. The 10-feature PCA achieved 78.9% (0.962) via linear SVM and 81.8% (0.996) via RBF SVM. Explained variance presented bi-atrial longitudinal strain and left and right atrial ejection fraction as valuable CA predictors.Conclusion: SVM RBF kernel achieved competitive diagnostic accuracies under supervised conditions. Machine learning of multi-chamber cardiac strain and function may offer novel perspectives for non-contrast clinical decision-support systems in CA diagnostics. Fig. 1 Flow diagram representing the methodology of machine learning and classifier algorithms used. Fig. 2. Diagnostic accuracies achieved by the various classifier algorithms. Fig. 3. The confusion matrices for 41-feature k-nearest neighbor (KNN), decision tree (DT), SVM radial basis function (RBF) kernel and for 10-feature principal component analysis (PCA + SVM RBF kernel) are presented with corresponding performance statistics.

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