Cerebro-vasculo-cardiale Magnetresonanztomographie (CVC-MRT) zur Diagnostik kardiologischer Ursachen bei embolischem Schlaganfall im Vergleich zur Standarddiagnostik

Abstract

Der Anteil kryptogener Schlaganfälle ist mit rund einem Drittel trotz der Möglichkeiten moderner Diagnostik nach wie vor groß. Die Klärung der Ätiologie eines Schlaganfalls hat besonders im Hinblick auf sekundärprophylaktische Maßnahmen einen hohen Stellenwert, hierfür wird zur Beurteilung kardiologischer Ursachen standardmäßig die Echokardiografie eingesetzt, die transthorakal oder transösophageal durchgeführt werden kann. Wir entwickelten ein MRT-Protokoll, das die gesamte “embolische Achse“ von Kopf über Halsgefäße bis einschließlich Herz umfasst. Diese cerebro-vasculo-cardiale MRT-Untersuchung (CVC-MRT) wurde hinsichtlich ihrer Durchführbarkeit und der Genauigkeit der Ergebnisse mit der Standarddiagnostik (transösophagealen Echokardiografie) verglichen. Kernfrage war, ob die CVC-MRT die Ätiologie eines kryptogenen Schlaganfalls genauso gut oder sogar besser als die Standarddiagnostik klären kann. Außerdem gingen wir der Frage nach, ob es Subgruppen unter den Studienteilnehmern gab, die möglicherweise besonders von der CVC-MRT profitieren könnten. Dazu wurden 129 Patienten mit kryptogenem Schlaganfall im Zeitraum von April 2013 bis Januar 2017 am Universitätsklinikum des Saarlandes in Homburg mit der CVC-MRT untersucht und die Ergebnisse wurden mit denen aus der Standarddiagnostik verglichen. Das MRT-Protokoll umfasste neben den Sequenzen zur Darstellung des Gehirns, der Halswirbelsäule, der hirnversorgenden Gefäße und des Aortenbogens auch Sequenzen des Herzens (Übersichtsaufnahmen und Cine-Aufnahmen), die um kontrast-mittelgestützte Late-Gadolinium-Enhancement-Aufnahmen ergänzt wurden. Unter anderem wurden die National Institute of Health Stroke Scale (NHISS), die Häufigkeit von Vorhofflimmern, kardialen Thromben und Late-Gadolinium-Enhancement-Anreicherungen, sowie weitere verschiedene kardiale Parameter erhoben. Resultat der Studie war, dass die CVC-MRT die Ätiologie in 30,2% der Fälle klären konnte, wohingegen es mit der Standarddiagnostik (Echokardiografie, Duplex-Sonographie und Elektrokardiografie) in insgesamt 25,7% der Fälle gelang. In 69,4% der kryptogenen Fälle wurde als Ätiologie ein „embolic stroke of undetermined source“ (ESUS) identifiziert. Bei der Ätiologieklärung lag die prozentuale Übereinstimmung der bildmorphologischen Methoden (MRT und Echokardiografie) bei 74,3%. Ein Zusammenhang zwischen der Höhe der NIHSS und einer kardioembolischen bzw. kryptogenen Ätiologie konnte nicht bestätigt werden. Die Ermittlung der kardialen Parameter in der MRT erfolgte sowohl automatisch als auch manuell. Es konnte ein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Messungen festgestellt werden, wobei sich die manuell ermittelten Werte als zuverlässiger erwiesen. Hierzu wurden die Ejektionsfraktion, die enddiastolischen und endsystolischen Volumina sowie die interventrikuläre Septumdicke zum Methodenvergleich herangezogen. Bezüglich der kardialen Parameter zeigte sich eine Übereinstimmung der Messmethoden (MRT und Echokardiografie), dabei sollte der klinische Kontext bei der Interpretation berücksichtigt werden. Die Late-Enhancement-Sequenzen ermöglichten zuverlässig die Detektion myokardialer Narben. In 57% der positiven Kontrastmittel-Anreicherungen war zuvor keine kardiale Vorerkrankung bekannt. Es ließ sich allerdings keine Korrelation zwischen dem Vorliegen einer kardialen Erkrankung und vermehrter Kontrastmittel-Anreicherung feststellen. Dennoch waren die Mittelwerte der Ejektionsfraktion der Late-Enhancement-positiven Patienten signifikant niedriger als die der Patienten ohne Late-Enhancement (p = 0,001; 95%-KI: 4,4 - 16,6). Patienten mit einem ESUS wiesen einen signifikant jüngeren Altersdurchschnitt auf als nicht-ESUS-Patienten (U = 1548,500; Z = -2,063 p = 0,039). Bei der Detektion kardialer Thromben erwies sich die CVC-MRT der Standarddiagnostik als überlegen. Des Weiteren zeigte sich die CVC-MRT als durchaus dazu geeignet, Pathologien der Gefäße zu erkennen. Kleine Unterschiede zwischen den Messmethoden beruhen zum Teil auf der Untersucherabhängigkeit der Einstellungen. Zukünftige Studien mit größeren Patientenzahlen könnten für die Bestätigung der Messergebnisse und Festlegung von MRT-Referenzwerten von Nutzen sein. Eine engere Kooperation zwischen Neurologie und Kardiologie zur Ätiologieklärung und anschließen-der Sekundärprophylaxe nach embolischem Schlaganfall könnte helfen, kardiovaskuläre Komplikationen zu reduzieren. Wir konnten zeigen, dass die CVC-MRT eine vielversprechende diagnostische Methode ist, um Patienten herauszufiltern, die eine weitere Abklärung benötigen. Außerdem stellt die CVC-MRT eine sichere Alternative dar, wenn Kontraindikationen für eine transösophageale Echokardiografie vorliegen. Eine Schwäche der CVC-MRT ist aktuell noch die Detektion eines persistierenden Foramen ovale und eines Vorhofflimmerns. Diesbezüglich könnte zukünftige Forschung eine Verbesserung der Sensitivität für Rechts-Links-Shunts in den Fokus nehmen.

Despite modern diagnostics, the rate of cryptogenic strokes remains still high at around one third. The clarification of stroke etiology is particularly important with regard to secondary prevention. Therefor transesophageal echocardiography is well-established as standard for the assessment of cardiological causes. We developed an MRI protocol that covers the entire “embolic axis” including the head, ves-sels and heart. The CVC-MRI examination was compared to the standard measures of diagnosis (echocardiography) regarding the feasibility and the accuracy of their results. The key question was whether CVC-MRI could clarify the etiology of a cryptogenic stroke just as well or even better than standard diagnostics. Furthermore, we investigated whether there were any sub-groups among the study participants that might benefit substantially from CVC-MRI. For this purpose, 129 patients with embolic stroke in the period from April 2013 to January 2017 were examined with CVC-MRI at the Saarland University Hospital in Homburg and the results were com-pared to those of standard diagnostics. The MRI protocol included sequences of the brain, the cervical spine, the vessels supplying the brain and the aortic arch as well as sequences of the heart (overview images and cine images), which were supplemented by contrast-supported late-gadolinium-enhance-ment-sequences. Among other, the National Institute of Health Score (NIHSS), the frequency of atrial fibrillation, cardiac thrombus and late-gadolinium enhancement accumulations, as well as various other cardiac parameters were surveyed. The result of the study was that CVC-MRI was able to identify the etiology in 30.2% of all cases, whereas standard diagnostics (echocardiography, duplex sonography and electrocardiography) were able to identify the etiology in 25.7% of cases. In 69.4% of cryptogenic cases an “embolic stroke of undetermined source” (ESUS) was identified as etiology. In the etiology clarification, the percentage agreement of the image morphological methods (MRI and echocardiography) was 74.3%. A relation-ship between the level of NIHSS and a cardioembolic or cryptogenic stroke etiology could not be con-firmed. The determination of the cardiac parameters in the MRI was performed automatically and manually. A significant difference could be observed between both methods of measurements whereas the manually determined values proved to be more reliable. For the comparison of methods several cardiac parameters, such as left ventricular ejection fraction, end diastolic and end systolic volumes and interventricular septal thickness, were investigated. Concerning the cardiac parameters, we found a good agreement of the measuring methods (MRI and echocardiography), nevertheless the clinical context should be considered in the interpretation. The late-enhancement sequences allowed accurate detection of myocardial scars. In 57% of the positive contrast agent enrichments no cardiac diseases were previously known. There was no correlation between the presence of any cardiac disease and in-creased contrast enrichment. Nevertheless, the mean values of the ejection fraction of the patients with positive late-enhancement were significantly lower than those of the patients without late-enhance-ment accumulation (p = 0,001; 95%- CI: 4,4 - 16,6). Another finding was that patients with an ESUS presented a significantly younger average age than non-ESUS patients (U = 1548,500; Z = -2,063 Abstract 4 p = 0,039). In the detection of cardiac thrombi, CVC-MRI proved to be superior to standard diagnos-tics. Further on, CVC-MRI has been shown to be well suited for the detection of vascular pathologies. Small differences between the measurement methods are partly due to the investigator-dependence of the settings. Future studies with larger numbers of participants could be useful for confirming meas-urement results and for the determination of reference values in cardiac MRI. Closer cooperation between neurology and cardiology to clarify etiology and following secondary pre-vention after embolic stroke could help reduce cardiovascular complications. We could show, that CVC-MRI is a promising diagnostic method to detect patients with necessity of clarification. Additionally, it is a safe alternative if there are contraindications for transesophageal echocardiography. A weakness of the CVC-MRI is currently still the non-detection of a persistent fo-ramen ovale and atrial fibrillation. Concerning this problem future investigations could focus on the improvement of sensitivity for right-left shunts.