Einführung
Die konstriktive Perikarditis (CP) ist eine zunehmend anerkannte Erkrankung mit verschiedenen Ursachen, die durch ein fibrotisches, verdicktes Perikard gekennzeichnet ist. Gelegentlich ist ein verkalktes Perikard zu sehen, das das Herz umschließt und die diastolische Füllung behindert. Eine korrekte Diagnose ist allein aufgrund der klinischen Befunde schwer zu stellen; die vorläufige Diagnose muss durch nichtinvasive multimodale Bildgebung bestätigt werden, einschließlich zweidimensionaler (2D) und Doppler-Echokardiographie als Technik der ersten Wahl, die in ausgewählten Fällen durch Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) ergänzt werden kann. Invasive hämodynamische Messungen sind dann sinnvoll, wenn die Bildgebung keine ausreichenden diagnostischen Informationen liefert oder eine weitere Charakterisierung erforderlich ist. Die restriktive Kardiomyopathie (RCM) ist eine Erkrankung mit verschiedenen Ursachen, die die Herzmuskelfunktion entweder durch eine primäre Myozytendysfunktion und/oder durch extrazelluläre Infiltration oder Fibrose beeinträchtigt. Beide Erkrankungen, CP und RCM, führen zu einer diastolischen Herzinsuffizienz mit abnormer Kammerfüllung und ähnlichen klinischen Merkmalen. Die genaue Unterscheidung zwischen CP und RCM kann selbst für den erfahrenen Kliniker eine diagnostische Herausforderung darstellen, ist aber von größter Bedeutung, da CP eine potenziell heilbare Erkrankung ist, während die Prognose bei RCM aufgrund der begrenzten therapeutischen Möglichkeiten schlecht ist. Jüngste Fortschritte in der Echokardiographie und anderen bildgebenden Verfahren haben diese früher schwierige Aufgabe jedoch wesentlich erleichtert.
Pathophysiologie
Die fibrotische Hülle um das Herz bei CP beeinflusst die kardiale Hämodynamik auf zwei verschiedene Arten. Erstens besteht eine Dissoziation zwischen dem intrathorakalen und dem intrakardialen Druck. Normalerweise bleibt der LV-Füllungsdruckgradient (die Differenz zwischen pulmonalem Kapillarkeildruck und diastolischem LV-Druck) während des Atemzyklus konstant. Bei der CP wird die inspiratorische Senkung des intrathorakalen Drucks auf die extrakardialen Pulmonalvenen übertragen, jedoch nicht vollständig auf den eingeschlossenen linken Vorhof und Ventrikel, was zu einer Verringerung der diastolischen LV-Füllung bei der Inspiration führt. Da zweitens das Gesamtblutvolumen aller vier Herzkammern relativ konstant bleibt, ist die ventrikuläre Interdependenz bei CP übertrieben. Durch die inspiratorische Abnahme der LV-Füllung und des diastolischen Volumens wird die rechtsventrikuläre Füllung kompensatorisch erhöht. Da die obere, nicht aber die untere Hohlvene Schwankungen des intrathorakalen Drucks unterliegt, kommt der größte Teil des Flusses zum rechten Vorhof mit hohem Druck während der Inspiration aus der unteren Hohlvene, die auch durch den erhöhten transabdominalen Inspirationsdruck unterstützt wird. Dies erklärt physiologisch den paradoxen Anstieg des Jugularvenendrucks bei der Inspiration (Kussmaul-Zeichen). Bei der Exspiration kommt es zu gegenläufigen Veränderungen in der Füllung des rechten und linken Herzens. Im Gegensatz dazu ist die perikardiale Compliance bei RCM normal, und die respiratorischen Schwankungen des intrathorakalen Drucks werden normal auf die Herzkammern übertragen. Bei der Inspiration werden der pulmonale Kapillarkeildruck und der diastolische Druck des linken Herzens gleichermaßen gesenkt, so dass der Druckgradient für die Füllung des linken Herzens nahezu unverändert bleibt.
Ventrikuläre Interdependenz
Hatle et al. gaben einen Einblick in die dynamischen respiratorischen Veränderungen der ventrikulären Füllung und Drücke, die bei Patienten mit CP auftreten. Das Konzept der ventrikulären Interdependenz und die reziproken respiratorischen Druckänderungen im RV und LV bei der Herzkatheteruntersuchung stellen einen nützlichen diagnostischen Parameter dar. Bei CP-Patienten kommt es in der Regel zu einem Anstieg des systolischen RV-Drucks während der Spitzeninspiration, wenn der systolische LV-Druck am niedrigsten ist. Im Gegensatz dazu kommt es bei Patienten mit RCM zu einer übereinstimmenden Abnahme des systolischen Drucks von RV und LV während der Spitzeninspiration. Die ventrikuläre Interdependenz bei CP kann auch mittels Doppler-Echokardiographie mit der Geschwindigkeitskurve der Trikuspidalregurgitation beurteilt werden. Während der Inspiration nimmt der systolische Druck des RV zu, ebenso wie die Dauer der RV-Systole, da mehr Zeit benötigt wird, um ein größeres RV-Volumen auszuwerfen.
Zweidimensionale Echokardiographie
Die normale Dicke des Herzbeutels beträgt 2 mm oder weniger. Ein starres und/oder verdicktes Perikard ist das anatomische Substrat, das für die konstriktive Physiologie verantwortlich ist. Trotz vereinzelter Berichte über die Nützlichkeit der M-Mode- und 2D-Echokardiographie bei der Erkennung eines verdickten Perikards ist die Zuverlässigkeit der transthorakalen Echokardiographie für diesen Zweck aufgrund technischer Einschränkungen, wie z. B. Schallkopfposition, Verstärkung, Graustufeneinstellungen und Nachhall, fraglich. Darüber hinaus kann die CP vorwiegend in einer Region des Herzens lokalisiert sein. Die bessere Auflösung der transösophagealen Echokardiographie ermöglicht eine bessere Definition des Herzbeutels. MRT und CT ermöglichen ebenfalls eine genaue Messung der Perikarddicke. Allerdings spiegeln die anatomischen Informationen nicht unbedingt die pathophysiologischen Anomalien wider. Außerdem sind CP und verdicktes Perikard nicht einheitlich assoziiert, da Patienten trotz normaler Perikarddicke eine chirurgisch nachgewiesene CP haben können. Umgekehrt kann ein verdicktes Perikard ohne konstriktive Merkmale vorliegen, insbesondere bei Patienten, die eine thorakale Strahlentherapie oder eine Operation am offenen Herzen hinter sich haben.
Die systolische Funktion des Herzmuskels, die anhand der LV-Ejektionsfraktion beurteilt wird, bleibt bei CP erhalten. Die sowohl in der M-Mode- als auch in der 2D-Echokardiographie zu beobachtende interventrikuläre Septalbewegung wird durch abrupte ventrikuläre Volumenänderungen hervorgerufen und ist Ausdruck einer verstärkten ventrikulären Interdependenz. Bei geringerer LV-Füllung während der frühen Inspiration bewegt sich das Interventrikelseptum plötzlich nach links. Bei der Exspiration füllt sich der LV besser, und die Scheidewand kehrt in eine normale Position zurück. Außerdem kommt es häufig zu einem diskreten „Zittern“ des Septums bei jedem Schlag unabhängig von der Atmung, was auf die unterschiedlichen Füllungsgeschwindigkeiten der beiden Ventrikel in der Diastole zurückzuführen ist. Biatriale Vergrößerung und systemische venöse Stauung (inferiore Vena cava plethora) sind unspezifische Befunde, da sie sowohl bei CP als auch bei RCM vorkommen.
Gepulste Doppler-Echokardiographie
Da der diastolische LV-Druck erhöht ist und praktisch die gesamte LV-Ventrikelfüllung in der frühen Diastole stattfindet, ist die Geschwindigkeit der mitralen E-Welle erhöht und die Verzögerungszeit verkürzt (in der Regel <160 ms) mit einer kleinen oder fehlenden A-Welle, die einem restriktiven Einströmungsmuster ähnelt, das sowohl bei CP als auch bei RCM zu beobachten ist. Hatle et al. beschrieben erstmals die mitralen und trikuspidalen Doppler-Flusscharakteristika, die bei der Unterscheidung zwischen Konstriktion und Restriktion verwendet werden. Bei der Inspiration führt die Dissoziation von intrathorakalem und intrakardialem Druck zu einer Abnahme des anfänglichen Antriebsdrucks für die linksventrikuläre Füllung. Infolgedessen kommt es zu einer Abnahme der Spitzengeschwindigkeit der mitralen E-Welle um >25 % während des ersten Inspirationsschlags sowie zu einer Verlängerung der isovolumischen Relaxationszeit (in der Regel >20 %). Die ventrikuläre Interdependenz ist für reziproke Veränderungen des trans-tricuspidalen Einstrommusters mit einem inspiratorischen Anstieg der Spitzen-E-Wellen-Geschwindigkeit um >40 % verantwortlich. Umgekehrte Veränderungen treten bei der Exspiration in beiden Ventrikeln auf. Andere Forscher berichteten über charakteristische Befunde für respiratorische Veränderungen in den Pulmonalvenen und Lebervenen. Vereinfacht ausgedrückt, nimmt der diastolische Fluss zum linken Herzen mit der Inspiration ab, während für das rechte Herz entgegengesetzte Veränderungen beobachtet werden. In späteren größeren Studien wurde jedoch festgestellt, dass bei einem Drittel der CP-Patienten keine respiratorischen Veränderungen des Mitraleinstroms vorlagen.
Dopplerbefunde können in einigen Fällen irreführend sein. Erstens können bei Patienten mit unregelmäßigem Rhythmus (z. B. Vorhofflimmern) immer noch respirophasische Veränderungen beobachtet werden, die jedoch leicht durch das variierende RR-Intervall verwechselt werden können. Zweitens kann ein deutlich erhöhter Druck im linken Vorhof die respiratorische Veränderung der Mitral-E-Geschwindigkeit aufgrund eines anhaltenden Hochdruckgradienten und eines venösen Rückflusses zum linken Herzen abschwächen. Manöver, die die Vorlast verringern, können die charakteristische respiratorische Doppler-Variation demaskieren. Drittens können erhebliche respiratorische Fluktuationen des intrathorakalen Drucks, wie sie bei chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) auftreten, die respiratorischen Schwankungen der mitralen und trikuspidalen Einströmgeschwindigkeiten bei CP nachahmen. Allerdings ist das E/A-Verhältnis niedriger, die Dezelerationszeit länger und die Doppler-Untersuchung der oberen Hohlvene zeigt einen deutlichen Anstieg des inspiratorischen systolischen Vorwärtsflusses, der bei CP-Patienten nicht zu beobachten ist.
Gewebedoppler- und Myokarddeformationsbildgebung
Die 2D-Basisechokardiographie zeigt bei CP-Patienten häufig einen hyperdynamischen Mitralanulus mit übertriebener Bewegung. Dieses Phänomen kann mit bloßem Auge auf Graustufenbildern erkannt werden, lässt sich aber besser mit der Gewebedoppler-Bildgebung beurteilen. Im Allgemeinen stellt eine e‘-Geschwindigkeit des Mitralanulus von ³8 cm/s einen diskreten Amplitudengrenzwert zur Unterscheidung von CP und RCM dar, möglicherweise aufgrund eines größeren Beitrags der Längsbewegung des linken Ventrikels zur diastolischen Füllung und der normalen LV-Relaxation. Außerdem ist die laterale e‘-Geschwindigkeit aufgrund der Bindung des angrenzenden fibrotischen und vernarbten Herzbeutels, der die laterale Mitralringverschiebung bei Patienten mit CP beeinflusst, niedriger als die mediale e‘-Geschwindigkeit, ein Phänomen, das als Annulus reversus bezeichnet wird und bei bis zu 75 % der chirurgisch nachgewiesenen CP auftritt.
Aus demselben Grund führt die ausgeprägte epikardiale Dysfunktion bei CP zu einer Beeinträchtigung der zirkumferentiellen Verkürzung (auch als Dehnung bezeichnet) und der Verdrehungsmechanik, während die subendokardiale Myokardverformung (Längsdehnung) bei CP gut erhalten bleibt, bei RCM jedoch deutlich reduziert ist, wobei vorwiegend subendokardiale Fasern betroffen sind, die in Längsrichtung ausgerichtet sind . Diese beiden unterschiedlichen Muster in der longitudinalen und zirkumferentiellen LV-Mechanik lassen sich leicht mit dem 2D-Speckle-Tracking beurteilen, einer relativ winkelunabhängigen Technik, die einzigartige intramyokardiale Merkmale in Graustufen-B-Mode-Bildern aufspürt, die als Speckles bezeichnet werden.
Es besteht eine inverse Beziehung zwischen dem Verhältnis der frühen transmissralen zu den ringförmigen Geschwindigkeiten (E/e‘) und den LV-Füllungsdrücken (der Annulus paradoxus und das E/e‘-Verhältnis sollten nicht zur Schätzung der LV-Füllungsdrücke bei Patienten mit CP verwendet werden). Die plausibelste Erklärung für diesen Befund ist die übertriebene Längsbewegung des Mitralanulus trotz hoher Füllungsdrücke. Als sekundäre Maßnahme kann die M-Mode-Farbflussausbreitung der LV-Füllung bei der Differenzialdiagnose zwischen CP und RCM helfen. Die Einströmgeschwindigkeit des ersten Aliasing ist bei CP in der Regel normal oder deutlich erhöht (in der Regel >100 cm/s), bei RCM jedoch deutlich niedriger.
Vorhofflimmern ist eine Komplikation sowohl bei CP als auch bei RCM und erschwert die Bewertung dynamischer respiratorischer Veränderungen mittels Doppler-Echokardiographie. Die Variation der mitralen Flussgeschwindigkeit hängt eher mit der Länge des Herzzyklus als mit der Atmungsphase zusammen, aber in den Lebervenen bleiben die diastolischen Flussumkehrungen während der Exspiration deutlich. Auch die mittels Gewebedoppler gemessenen Mitralringgeschwindigkeiten sind nach wie vor ein zuverlässiger Parameter.
Kürzlich wurde ein vielschichtiger Algorithmus mit fünf wichtigen echokardiographischen Befunden vorgeschlagen, darunter die atmungsbedingte Ventrikelseptalbewegung, das Mitraleinströmungsmuster, die mediale (septale) Mitralringgeschwindigkeit e‘ und die exspiratorische diastolische Flussumkehr in den Lebervenen, der auch auf Patienten mit Vorhofflimmern anwendbar ist. Die wichtigsten echokardiographischen Merkmale sind in Tabelle 1 aufgeführt, und typische Dopplerbefunde sind in Abbildung 1 dargestellt.
Tabelle 1. Wichtigste echokardiografische Merkmale der konstriktiven Perikarditis.
- Respirophasische ventrikuläre Septumverschiebung (auch Septal Bounce genannt)
- Erhöhte mitrale E-Wellengeschwindigkeit und E/A-Verhältnis >1.6 (in der Exspiration)
- Respiratorische Variation der Spitzengeschwindigkeit der mitralen E-Wellengeschwindigkeit (mindestens >15 %)
- Prominente exspiratorische diastolische Flussumkehr in den Lebervenen
- Erhaltene oder übertriebene frühe diastolische (e‘) Geschwindigkeit des medialen Mitralanulus (³9 cm/s)
- Mediales e‘ gleich oder größer als laterale Mitralanulus-e‘-Geschwindigkeit (Annulus reversus)
- Eingeschränkte zirkumferentielle und erhaltene longitudinale Myokarddeformation (strain)
Abbildung 1. Typische Dopplerbefunde bei einem Patienten mit chirurgisch nachgewiesener konstriktiver Perikarditis. Die medialen (oben links) und lateralen (oben rechts) frühdiastolischen (e‘) Geschwindigkeiten des Mitralanulus mittels Gewebedoppler zeigen eine erhaltene longitudinale Funktion und eine Umkehrung des üblichen Verhältnisses (sogenannter Annulus reversus). Das gepulste Doppler-Spektrum der Mitraleinströmungsgeschwindigkeiten (unten links) zeigt eine ausgeprägte respiratorische Variation der Spitzengeschwindigkeit der E-Welle. Die M-Mode-Farbdoppler-Flussausbreitung der linksventrikulären (LV) Füllung (unten rechts) zeigt einen steilen Anstieg (163 cm/s) der ersten Aliasing-Geschwindigkeitskontur (weiße Linie).
Diagnostische Unsicherheiten: gemischte Verengung und Restriktion
Nach einer Thoraxbestrahlungstherapie können sich CP, RCM, Klappenerkrankungen, eine vorzeitige koronare Herzkrankheit oder eine Kombination davon entwickeln. Diese sich überschneidenden Merkmale stellen eine weitere Herausforderung bei der Differenzialdiagnose zwischen CP und RCM dar und machen es erforderlich, festzustellen, ob die Anomalien durch eine perikardiale Restriktion, eine myokardiale Restriktion oder beides verursacht werden. Liegt eine gleichzeitige Perikard- und Myokarderkrankung vor, hängt die Entscheidung für eine Perikardektomie davon ab, inwieweit das abnorme Perikard zu den erhöhten intrakardialen Drücken beiträgt.
Zukunftsperspektiven
Die derzeit verfügbaren bildgebenden Verfahren für das Herz sind in der Lage, eine große Menge an strukturellen und funktionellen Herzdaten zu generieren, von denen der interpretierende Arzt nur einen Bruchteil für die Diagnosestellung und die klinische Entscheidungsfindung verwendet. Eine mögliche Lösung zur Bewältigung dieser Herausforderung ist die Anwendung eines kognitiven maschinellen Lernansatzes, um die Unterscheidung zwischen CP und RCM zu unterstützen.
Schlussfolgerungen
CP ist durch die Umhüllung des Herzens mit einem starren, nicht elastischen Perikard gekennzeichnet, was zu einer Beeinträchtigung der diastolischen Füllung führt. Ein Verständnis der pathophysiologischen Anomalien, die durch eine Dissoziation zwischen intrathorakalem und intrakardialem Druck und eine übertriebene ventrikuläre Interdependenz gekennzeichnet sind, ist für die genaue Diagnose und die Unterscheidung von RCM von zentraler Bedeutung. Die Echokardiographie sollte als diagnostisches Mittel der ersten Wahl angesehen werden, und die atmungsbedingte Ventrikelseptumverschiebung ist ein hochsensibler Ausgangspunkt. Eine erhaltene oder sogar beschleunigte Bewegung des Mitralrings bei einem Patienten mit Herzinsuffizienzsymptomen sowie eine Umkehrung des Verhältnisses zwischen den lateralen und medialen Gewebedopplergeschwindigkeiten des Rings (auch Annulus reversus genannt) sollten den interpretierenden Arzt auf die Diagnose einer CP aufmerksam machen. Der konventionelle Puls-Wellen-Doppler der frühdiastolischen Spitzengeschwindigkeit des Mitralflusses zeigt häufig eine deutliche Abnahme der Inspirationsgeschwindigkeit. Obwohl diese Doppler-Befunde in der Regel diagnostisch sind, gibt es sowohl falsch-positive als auch falsch-negative Ergebnisse, und es sollte kein einzelner echokardiographischer Parameter ausschließlich verwendet werden, sondern ein vielseitiger Ansatz gewählt werden. Darüber hinaus kann die multimodale Bildgebung mit CT und CMR dazu beitragen, die Dicke des Herzbeutels abzugrenzen, obwohl sie keine physiologische Bedeutung nachweisen kann und eine erhöhte Herzbeuteldicke kein wesentliches diagnostisches Merkmal der CP ist. Wenn eine umfassende transthorakale echokardiografische Untersuchung die Diagnose einer Verengung ergibt, sollten keine weiteren diagnostischen Tests erforderlich sein. In zweifelhaften Fällen, in denen die nicht-invasive Untersuchung nicht schlüssig ist oder nicht mit den klinischen Befunden übereinstimmt, sollte eine hämodynamische Untersuchung mittels Herzkatheter durchgeführt werden.