Wertigkeit der Magnetresonanz tomographie (MRT) zur Beurteilung der Ventrikel- und Anastomosen-Funktion bei Patienten mit extra- oder intrakardialer totaler cavo-pulmonaler Anastomose (TCPC) - modifizierte Fontan-Operation*

 

 Buy Article Permissions and Reprints

Zusammenfassung.

Ziel: Beurteilung der Wertigkeit von MR-Methoden (Ventrikel- und Flußmessung) bei der postoperativen Verlaufskontrolle der Hämodynamik von Patienten mit extra- oder intrakardialem TCPC. Material und Methoden: 28 konsekutive Patienten (14 Frauen, 14 Männer) im Alter von 2 - 38 Jahren wurden an einem 1.5 T Gyroscan ACS-NT (Philips, Best, Niederlande) untersucht. 7 Patienten hatten einen extrakardialen (eTCPC), 21 einen intrakardialen (iTCPC) Tunnel erhalten. Die Bestimmung der Ventrikelfunktion und Muskelmasse erfolgte in „Multislice-Multiphasen”-Technik mit Hilfe der „Scheibchen-Summations”-Methode, die Flußmessung in Phasenverschiebetechnik in der Vena cava superior (VCS), Vena cava inferior (VCI), in der rechten (RPA) und linken (LPA) Pulmonalarterie. Neben der maximalen und mittleren Flußgeschwindigkeit wurden das mittlere und maximale Flußvolumen (ml/min) bestimmt. Ergebnisse: Die Ejektionsfraktion (EF) des funktionell univentrikulären Herzens lag bei 22/28 Patienten nach der Fontanoperation im Normbereich (im Mittel 57 %), die Muskelmasse war in der Gruppe mit eTCPC (im Mittel 121 g/m²) erhöht. Das mittlere Flußvolumen und die Spitzenflußgeschwindigkeiten lagen in allen Gefäßen bei Patienten mit iTCPC über denen mit eTCPC. Nur bei Patienten mit iTCPC (7/21) zeigten sich ein klinisch relevanter retrograder Fluß in der VCI sowie eine signifikant bevorzugte Durchblutung der RPA (p < 0.05; Wilcoxon-signed-rank-Test), in der Gruppe mit eTCPC eine vermehrten Durchblutung der LPA (n. s.). Schlußfolgerungen: Die MRT ist zur Ventrikulometrie und Muskelmassenbestimmung in der Verlaufskontrolle von Patienten nach modifizierter Fontan-Operation geeignet. Die Flußmessung liefert zusätzliche klinisch relevante Informationen über die Fontanhämodynamik.

Purpose: To evaluate different MR methods (ventricle and flow measurements) for the postoperative follow-up of hemodynamics in patients with extra- or intracardial TCPC. Materials and Methods: Twenty-eight consecutive patients (14 female, 14 male) within the ages of two to thirty-eight years were examined using a 1.5 T Gyroscan ACS-NT scanner (Philips, Best, Netherlands). 7 patients had an extracardial (eTCPC), and 21 an intracardial (iTCPC) tunnel. The calculation of the ventricular function and muscle mass was performed using „multislice-multiphase” technique by summing up the enddiastolic and endsystolic areas; the flow measurements were evaluated by phase shift velocity mapping in the superior vena cava (SVC), inferior vena cava (IVC), right (RPA) and left (LPA) pulmonary artery. Besides peak and mean velocity, the mean and maximal flow volumes (ml/min) were calculated. Results: Ejection fraction (EF) of the functionally single ventricle was within the normal range (mean 57 %) in 22/28 patients while mean muscle mass was elevated in the group with eTCPC (mean 121 g/m²). The mean flow volumes and the peak velocities in all vessels were higher in the group with iTCPC as compared to the one with eTCPC. Clinically relevant retrograde flows in the IVC were only found in the group with iTCPC (7/21), as well as a significant predominant flow distribution towards the RPA (p < 0.05; Wilcoxon signed-rank test); in the group with eTCPC towards the LPA (n. s.). Conclusions: MRI is a useful method for the assessment of ventricular function and muscle mass in the follow-up after the modified Fontan Operation. MRI flow measurements additionally provided clinically relevant information about the hemodynamics in Fontan patients.

Literatur

• 1 Fontan F. Surgical repair of tricuspid atresia.  Thorax. 1971;  26 240-248
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 2 De Leval M R, Kilner P, Gewillig M, Bull C. Total cavopulmonary connection: a logical alternative to atriopulmonary connection for complex Fontan operation.  J Thorac Cardiovasc Surg. 1988;  96 682-695
  PubMedGoogle Scholar
• 3 Paul T, Ziemer G, Luhmer L, Bertram H, Hecker H, Kallfelz H C. Early and late atrial dysrhythmias after modified Fontan operation: implications of preoperative hemodynamics and type of operation (atriopulmonary vs. total cavopulmonary connection).  Z Kardiol. 1993;  82 268-375
  PubMedGoogle Scholar
• 4 Fogel M A, Donofrio M T, Ramaciotti C, Hubbard A M, Weinberg P M. Magnetic resonance and echocardiographic imaging of pulmonary artery size throughout stages of Fontan reconstruction.  Circulation. 1994;  90 2927-2936
  PubMedGoogle Scholar
• 5 Senzaki H, Isoda T, Ishizawa A, Hishi T. Reconsideration of criteria for the Fontan operation. Influence of pulmonary artery size on postoperative hemodynamics of the Fontan operation.  Circulation. 1994;  89 1196-1202
  PubMedGoogle Scholar
• 6 Van Haesdonck J M, Mertens L, Sizaire R, Montas G, Purnode B, Daenen W, Crochet M, Gewillig M. Comparison by computerized numeric modeling of energy losses in different Fontan connections.  Circulation. 1995;  92 322-326
  PubMedGoogle Scholar
• 7 De Leval M R, Dubini G, Migliavacca F, Jalali H, Camporini G, Redington A, Pietrabissa R. Surgery for Congenital Heart Disease: Use of computional fluid dynamics in the design of surgical procedures: Application to the study of competitive flows in cavopulmonary connections.  J Thorac Cardiovasc Surg. 1996;  111 502-513
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 8 Miller S, Hahn U, Bail D M, Helber U, Nägele T, Scheule A M, Schick F, Duda S H, Claussen C D. Kardio-MR zur Bestimmung linksventrikulärer Funktionsparameter.  Fortschr Röntgenstr. 1999;  170 47-53
  Article in Thieme ConnectPubMedGoogle Scholar
• 9 Rominger M B, Bachmann G F, Geuer M, Puzik M, Pabst W, Rau W S. Bestimmung des links- und rechtsventrikulären Auswurfs- und Füllungsverhaltens des Herzens mittels schneller Cine MRT in Atemanhaltetechnik an Probanden.  Fortschr Röntgenstr. 1999;  170 436-441
  PubMedGoogle Scholar
• 10 Vogel M, Gutberlet M, Dittrich S, Hosten N, Lange P E. Comparison of transthoracic three dimensional echocardiography with magnetic resonance imaging in the assessment of right ventricular volume and mass.  Heart. 1997;  78 127-130
  PubMedGoogle Scholar
• 11 Hosten N, Gutberlet M, Kuehne T, Oellinger H, Vogel M, Boeckel T, Boeck J, Frank J, Felix R. Kardiale MR Flußmessungen: Experimentelle Validierung und Ergebnisse bei Patienten mit operierten Herzfehlern.  Fortschr Röntgenstr. 1998;  168 480-487
  PubMedGoogle Scholar
• 12 Gutberlet M, Venz S, Kahl A, Ehrenstein T, Puls R, Hosten N, Frei U, Felix R. Flußquantifizierung in Hamodialyseshunts mittels Phasenkontrast-Magnetresonanzangiographie (PC-MRA) im Vergleich zur Duplex-Sonographie.  Fortschr Röntgenstr. 1998;  169 163-169
  PubMedGoogle Scholar
• 13 Gutberlet M, Boeckel T, Hosten N, Vogel M, Kühne T, Oellinger H, Ehrenstein T, Venz S, Hetzer R, Bein G, Felix R. Arterial Switch Procedure for D-Transposition (D-TGA) of the Great Arteries: Quantitative Midterm Evaluation of Hemodynamic Changes with Cine MR Imaging and Phase-Shift Velocity Mapping - Initial Experience.  Radiology. 2000;  214 (2) (im Druck)
  PubMedGoogle Scholar
• 14 Dubini G, de Leval M R, Pietrabissa R, Montevecchi F M, Fumero R. A numerical fluid mechanical study of repaired congenital heart defects: application to the total cavopulmonary connections.  J Thorac Cardiovasc Surg. 1996;  111 502-513
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 15 Low H AT, Chew Y T, Lee C N. Flow studies on atriopulmonary and cavopulmonary connections of Fontan operations for congenital heart defects.  J Biomed Eng. 1993;  15 303-307
  PubMedGoogle Scholar
• 16 Sharma S, Goudy S, Walker P, Panchal S, Ensley A, Kanter K, Tam V, Fyfe D, Yoganathan A. In vitro flow experiments for determination of optimal geometry of total cavopulmonary connection for surgical repair of children with functional single ventricle.  J Am Coll Cardiol. 1996;  27 1264-1269
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 17 Van Haedonck J M, Mertens L, Sizaiere R. et al . Comparison by computerized numeric modeling of energy losses in different Fontan connections.  Circulation. 1995;  92(Suppl II) 322-326
  PubMedGoogle Scholar
• 18 Bremerich J, Wyttenbach R, Buser P, Steinbrich W, Higgins C B. Magnetresonanztomographie komplexer kongenitaler Herzerkrankungen beim Erwachsenen.  Fortschr Röntgenstr. 1999;  170 397-403
  PubMedGoogle Scholar
• 19 Hirsch R, Kilner P J, Connelly M S, Redington A N, St-John-Sutton M G, Somerville J. Diagnosis in adolescents and adults with congenital heart disease. Prospective assessment of individual and combined roles of magnetic resonance imaging and transesophageal echocardiography.  Circulation. 1994;  90 2937-2951
  PubMedGoogle Scholar
• 20 Vogel M, Staller W, Buhlmeyer K, Sebening F. Influence of age at time of surgery on preoperative left ventricular mass and postoperative outcome of Fontan-operation in children with tricuspid atresia and native pulmonary stenosis.  Herz. 1992;  17 228-233
  PubMedGoogle Scholar
• 21 Kalden P, Kreitner K F, Voigtlander T, Roberts H, Roberts T, Krummenauer F, Becker D, Wittlinger T, Meyer J, Thelen M. Flußquantifizierung von intrakardialen Shuntvolumina unter Verwendung der MR-Phasenkontrast-Technik in Atemanhaltephase.  Fortschr Röntgenstr. 1998;  169 378-382
  PubMedGoogle Scholar
• 22 Fogel M A, Weinberg P M, Hoydu A, Hubbard A, Rychik J, Jacobs M, Fellows K E, Haselgrove J. The nature of flow in the systemic venous pathway measured by magnetic resonance blood tagging in patients having Fontan operation.  J Thorac Cardiovasc Surg. 1997;  114 1032-1041
  PubMedGoogle Scholar
• 23 Houlind K, Stenbog E V, Sörensen K E, Emmertsen K, Hansen O K, Rybro L, Hjortdal V E. Pulmonary and caval flow dynamics after total cavopulmonary connection.  Heart. 1999;  81 67-72
  PubMedGoogle Scholar
• 24 Kobayashi J, Matsuda H, Nakano S, Shimazaki Y, Ikawa S, Mitsuno M, Takahashi Y, Kawashima Y, Arisawa J, Matsushita T. Hemodynamic effects of bidirectional cavopulmonary shunt with pulsatile pulmonary flow.  Circulation. 1991;  84(Suppl III) 219-225
  PubMedGoogle Scholar
• 25 Slavik Z, Webber S A, Lamb R K, Horvath P, LeBlanc J G, Keeton B R, Monro J L, Tax P, Tuma S, Reich O. Influence of bidirectional superior cavopulmonary anastomosis on pulmonary arterial growth.  Am J Cardiol. 1995;  76 1085-1087
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 26 Friedman W F, Braunwald E, Morrow A G. Alterations in regional pulmonary blood flow in patients with congenital heart disease studied by radioisotope scanning.  Circulation. 1968;  37 747-758
  PubMedGoogle Scholar
• 27 Morgan V L, Graham T P, Roselli J R, Lorenz C H. Alterations in pulmonary artery flow patterns and shear stress determined with three-dimensional phase-contrast magnetic resonance imaging in Fontan patients.  J Thorac Cardiovasc Surg. 1998;  116 294-323
  PubMedGoogle Scholar
• 28 Clarke C P, Kahn D R, Dufek J H, Sloan H. The effect of non-pulsatile flow on canine lungs.  Ann Thorac Surg. 1968;  6 450-457
  PubMedGoogle Scholar
• 29 Mavroudis C. To pulse or not to pulse.  Ann Thorac Surg. 1978;  25 259-271
  PubMedGoogle Scholar
• 30 Schoenenberger A W, Debatin J F. Einfluß von Atmung und Pulsatilität auf die Genauigkeit von MR-Phasenkontrast-Flußmessungen: ,,in vitro"-Evaluation.  Fortschr Röntgenstr. 1996;  165 130-136
  PubMedGoogle Scholar

1 Die hier vorgelegte Arbeit enthält Ergebnisse der Dissertation von Sabine Rechter.

Dr. med. Matthias Gutberlet

Klinik für Strahlenheilkunde

Charité, Campus Virchow-Klinikum

Medizinische Fakultät der Humboldt-Universität Berlin

Augustenburger Platz 1

D-13353 Berlin



Phone: + 49-30-45057001

Fax: + 49-30-45057269

Email: matthias.gutberlet@charite.de