Atriale Kardiomyopathie: Klinische Bedeutung und Diagnostik

Die atriale Kardiomyopathie (ACM) ist mit erhöhtem Risiko für Vorhofflimmern, Schlaganfall, Herzinsuffizienz und kardiovaskulärem Tod verbunden. Ihre Diagnose ist durch neue elektro- und echokardiografische Methoden möglich.

Wallace Bridgen definierte 1957 den Terminus „Kardiomyopathie“ als ventrikuläre Myokarderkrankung nichtischämischer Genese (1). Über Jahrzehnte richtete sich das kardiologische Interesse daher auf ventrikuläre Myokarderkrankungen. Erst seit den frühen 2000ern wird die atriale Kardiomyopathie als eigenständige Entität beachtet. 2016 wurde im Rahmen eines internationalen Konsensuspapiers verschiedener elektrophysiologischer Fachgesellschaften die atriale Kardiomyopathie (ACM) in ihrer klinischen Relevanz, Diagnostik und Therapie umfassend definiert (2).

Vergleichbar den ventrikulären Kardiomyopathien sind auch die atrialen Kardiomyopathien als heterogene Gruppe zu verstehen, deren histologisches Bild von vorwiegend fibrotischen Myokarderkrankungen oder Myokardhypertrophie bis zu infiltrativen Prozessen und Ablagerungen pathologischer Proteine (z. B. Amyloid) reicht.

Neue Studien zeigen die besondere klinische Relevanz der atrialen Kardiomyopathie, die mit einem erhöhten Risiko für Vorhofflimmern (3, 4), Herzinsuffizienz (5, 6, 7), ischämischem Schlaganfall (8, 9) und kardiovaskulärer Mortalität (10) einhergeht. Dabei sind sowohl die elektrische als auch die kontraktile Dysfunktion des Vorhofes bei ACM von klinischer Bedeutung

Elektrische Dysfunktion bei ACM

Die oben genannten strukturellen Veränderungen des Vorhofmyokards führen zu einer heterogenen und verlangsamten Erregungsausbreitung in den Vorhöfen. In der Folge können Vorhofflimmern und atriale Tachykardien entstehen. Im rechten Vorhof kann sich die strukturelle Schädigung des Reizleitungssystems auch durch bradykarde Rhythmusprobleme manifestieren – zum Beispiel durch Sinusknotenerkrankung oder atrioventrikuläre Überleitungsstörungen.

Der Großteil der aktuellen Literatur untersucht die ACM im Kontext des Vorhofflimmerns als häufigste anhaltende Herzrhythmusstörung des Menschen. Seit der Entdeckung der Pulmonalvenen als Arrhythmieherde bei paroxysmalem Vorhofflimmern (11) hat sich die Pulmonalvenen-Isolation (PVI) als Standardtherapie etabliert (12). Hohen Erfolgsraten bei paroxysmalem Vorhofflimmern von bis zu 85 % (13) stehen deutliche niedrigere Rezidivfreiheitsraten von ca. 50 % bei persistierendem Vorhofflimmern gegenüber (14, 15). Dies erklärt sich vermutlich durch das relativ häufige Vorkommen von einer ACM bei persistierendem Vorhofflimmern.

Abhängig vom Alter und kardiovaskulären Begleiterkrankungen, die mit erhöhten LV-/LA-Füllungsdrücken einhergehen (arterielle Hypertonie, hypertensive/valvuläre Kardiomyopathie und Herzinsuffizienz) kann eine ACM bei 35–70 % der Patienten mit persistierendem Vorhofflimmern vorkommen. In den erkrankten Vorhofbereichen außerhalb der Pulmonalvenen zeigen sich beim dreidimensionalen elektrophysiologischen Mapping (Abbildung 1) langsame, heterogene Leitungen (16, 17, 18).

Abbildung 1

Anteroposteriore Ansicht auf ein biatriales Voltage Map (1A) und dazugehöriges Aktivierungsmap (1B) im Sinusrhythmus bei Patient#1 ohne atriale Kardiomyopathie (rote Niedervoltage- Areale sind auf die Pulmonalvenen und V. cava superior begrenzt). Dagegen finden sich bei Patient#2 in (1C) weite Areale von Niedervoltage (rote, gelbe und grüne Bereiche) mit verlängerter atrialer Erregungszeit (1D).

Die gezielte Ablation dieser arrhythmogenen Bereiche zusätzlich zu einer Pulmonalvenen-Isolation führte in kleineren klinischen Studien zu einer signifikant höheren langfristigen Arrhythmiefreiheit (16, 19, 20). Große randomisierte und multizentrische Studien evaluieren zurzeit diesen Therapieansatz prospektiv.

Kontraktile Dysfunktion bei ACM

Die zellulären Umbauprozesse bei ACM (z. B. durch zunehmende Fibrosierung des Vorhofmyokards oder chronische Inflammation) gehen mit einer Verminderung der Vorhofcompliance und -kontraktilität einher. Neue klinische Daten zeigen, dass es infolge dessen auch zu einer vermehrten links-atrialen Thrombenbildung und einem erhöhten Risiko für systemische thromboembolische Ereignisse, unter anderem Schlaganfall, kommen kann (21, 22, 23).

Verschiedene kardiovaskuläre Erkrankungen, die mit einer Drucküberlastung der Vorhöfe einhergehen (hypertensive Herzerkrankungen, Herzinsuffizienz und Valvulopathien) wurden bereits mit einer ACM assoziiert. Die frühzeitige Diagnose einer ACM könnte daher in Zukunft bei vielfältigen kardiovaskulären Erkrankungen eine wichtige Rolle zur Risikostratifizierung bieten.

Diagnose

Der Goldstandard zur Diagnosesicherung und genauen ätiologischen Einteilung der ACM ist die Histologie. Gleichzeitig spielt die histologische Aufarbeitung von Vorhofmyokard klinisch praktisch keine Rolle, da – im Gegensatz zu den Ventrikeln – eine Biopsie des Vorhofmyokards nicht mit vertretbarem Risiko für Tamponaden durch Perforation des dünnen Vorhofmyokards möglich ist.

Eine Unterscheidung verschiedener histologischer Formen der ACM ist daher mit keiner der im folgenden vorgestellten Methoden möglich; vielmehr gilt es, das Vorhandensein und Ausmaß erkrankten Vorhofgewebes zu bestimmen.

Endokardiales Kontakt-Mapping – Voltage- und Aktivierungsmapping: Über einen i. d. R. multipolaren Mapping-Katheter wird der Vorhof von endokardialer Seite her Punkt für Punkt abgetastet, um an jeder Stelle die lokal abgeleitete Voltage der elektrischen Erregung zu registrieren. So ergeben sich dreidimensionale „Voltage-Maps“ der Vorhöfe (Abbildung 1) aus bis zu mehreren Tausend Einzelmessungen. Die ACM zeigt sich in diesen Voltage-Maps als Bereiche mit pathologisch reduzierter Voltage (Abbildung 1C) und regional verzögerter Erregungsleitung (Abbildung 1D). Das endokardiale Kontaktmapping lässt eine sehr genaue Quantifizierung der ACM zu, ist allerdings invasiv und wird i. d. R. nur im Rahmen geplanter Katheterablationen eingesetzt.

Digitales 12-Kanal-EKG – Dauer und Morphologie der Sinus-P-Welle: Die mit fortgeschrittener ACM einhergehenden lokalen Leitungsverzögerungen in betroffenen Bereichen lassen sich unter bestimmten Voraussetzungen (hohe Aufnahmequalität, niedrige Filterung, digitale Nachverstärkung) auch im 12-Kanal-EKG als verlängerte und charakteristisch deformierte Sinus-P-Welle darstellen. Richtig angewandt, kann die ACM mit hoher Sensitivität (92 %) und Spezifität (94 %) diagnostiziert werden (Abbildung 2) (24, 25). Dabei ist die Diagnose einer ACM mit dieser Methode für den Patienten mit dem langfristigen Erfolg einer Vorhofflimmer-Ablation (24, 25), dem Schweregrad einer diastolischen Herzinsuffizienz (3, 26) und der zukünftigen Entstehung von Vorhofflimmern assoziiert (3).

Abbildung 2

veranschaulicht bei Patient#1 (A + B) und Patient#2 (C + D) den Unterschied zwischen normaler und amplifizierter 12-Kanal- EKG-Analyse zur ACM-Diagnostik: Die Dauer der digital aufgenommenen und bis zu 10-fach amplifizierten Sinus- P-Welle erlaubt die akkurate nichtinvasive Messung der atrialen Aktivierungszeit, die mit der invasiven Messung (siehe Abbildung 1) übereinstimmt und die ACM-Diagnostik ermöglicht (24, 25).

252-Kanal-EKG-Mapping (CardioInsight): Das CardioInsight-System kann als „großer Bruder“ des digitalen 12-Kanal-EKGs verstanden werden. Über 252, in eine anziehbare Weste eingearbeitete, EKG-Elektroden lässt sich die Erregung des Vorhofes automatisch erfassen und dreidimensional auf die patienteneigene Vorhofgeometrie (abgeleitet aus einer Niedrigdosis-Computertomografie) projizieren (Abbildung 3A–B). Im Gegensatz zu der manuellen Auswertung des 12-Kanal-EKGs erlaubt das CardioInsight-System eine weitgehend automatisierte Detektion der ACM mit unverändert hoher Vorhersagekraft im Hinblick auf die Arrhythmiefreiheit nach Vorhofflimmer-Ablationen (27). Der breiten Anwendung stehen derzeit noch relativ hohe Kosten sowie die Notwendigkeit einer prädiagnostischen Computertomografie entgegen.

Abbildung 3

zeigt die ACM-Diagnose in Patient#1 (3A) und Patient#2 (3B) mittels Messung der „TACT“ (total atrial activation time) in der nichtinvasiven Sinus-Aktivierungsmap mit dem 252-EKG-Elektrodenmappingsystem CardioInsight. Bei einem TACT-Wert > 148 ms liegt eine ACM vor (27).

Speckle-Tracking-Echokardiografie und atrialer Strain: Da die Fibrose-assoziierte linksatriale Kardiomyopathie mit einem zunehmenden Ersatz von atrialen Kardiomyozyten durch Myofibrozyten und Fettzellen einhergeht (2, 28), sind bei Vorliegen einer ACM nicht nur die elektrische Leitfähigkeit des Vorhofgewebes, sondern auch die mechanischen Eigenschaften (wie die Elastizität/Compliance sowie die passive Vorhofentleerung und die aktive Vorhofkontraktion) reduziert (26, 29).

Durch neue echokardiografische Methoden lässt sich die Deformierung des linken Vorhofes genau quantifizieren: Dabei reflektiert der „linksatriale Reservoir-Strain“ (LASr) die passive Füllung des linken Vorhofs, die die Gewebselastizität/Compliance anzeigt. Diese ist im Falle der ACM reduziert und hat unter den drei verschiedenen LA-Strain-Werten den höchsten diagnostischen Stellenwert (AUC: 0,88; Sensitivität: 82 %, Spezifität: 92 % für LASr < 23,5 %), um eine ACM zu diagnostizieren und das Risiko von Vorhofflimmer-Rezidiven vorherzusagen (29).

Unter den klassischen echokardiografischen Parametern der LA-Funktion hat die LA-Entleerungsfraction (LA-EF) einen ähnlich guten diagnostischen Wert für die Identifizierung einer ACM wie die LA-Strain-Messung (29). Dagegen sind die klassischen echokardiografischen Parameter zur diastolischen Funktionsanalyse (LAVI, E/E’) den o. g. LA-Strain und LA-EF-Analysen unterlegen (4, 7, 29, 30).

Kontrastmittel-verstärkte atriale Magnet-Resonanz-Tomografie: Die Darstellung und Quantifizierung ventrikulärer Fibroseareale mittels Gadolinium-Kontrast-MRT hat sich in den letzten Jahren zunehmend bei der Diagnostik von Kardiomyopathien etabliert (31). Bei Patienten mit struktureller Herzerkrankung liegt der Ursprungsort ventrikulärer Tachykardien in den fibrotisch veränderten Myokardarealen, die sich in der Kontrast-MRT als „Aufhellungen“ und beim elektrophysiologischen Mapping als Niedervoltage-Areale darstellen. Beide Methoden (LGE-MRT und elektrophysiologisches Substrat-Mapping) zeigen am Ventrikel eine hohe räumliche Korrelation der pathologischen Myokardareale an (32).

In den letzten 12 Jahren wurden zahlreiche klinische Studien zur MRT-basierten Darstellung und Quantifizierung von Fibrosearealen im linken Vorhof durchgeführt (33, 34, 35, 36, 37, 38). Dabei gelten (wie am Ventrikelmyokard) als MRT-Korrelat für atriale Fibrose solche Bereiche, die eine späte Gadolinium-Anreicherung („late Gadolinium-enhacement“ [LGE]) aufweisen. Die MR-Bildgebung zur dreidimensionalen Darstellung fibrotischer Vorhofbereiche nutzt MRT-Sequenzen mit einer Auflösung von 1,25 x 1,25 mm und einer Schichtdicke von 2,5 mm. Zur Detektion, Quantifizierung und dreidimensionalen Darstellung der linksatrialen Fibroseareale sind unterschiedliche speziell entwickelte Software-Algorithmen notwendig (z. B. Merrik [34] oder ADAS-3D [36]). Obwohl in initialen Studien mit großer Patientenzahl gezeigt wurde, dass Patienten mit stark fibrotischen linken Vorhöfen (mit > 30 % LGE-Anteil) eine hohe Vorhofflimmer-Rezidivrate nach einer Pulmonalvenenisolation haben (33, 34, 35), zeigten andere Studien, dass keine genaue Übereinstimmung zwischen Niedervoltage-Arealen beim invasiven elektrophysiologischen Mapping des linken Vorhofs mit Verteilung und Ausmaß von LGE-Arealen in der MRT besteht (37, 38).

Die Diskrepanzen im Ausmaß und Verteilungsprofil der linksatrialen Fibroseareale zwischen elektrophysiologischen Voltage-Maps und LGE-MRT-Bildgebung können durch Unterschiede im MRT-Bildgebungsprotokoll, Injektion verschiedener Gadoliniumverbindungen und Limitationen in der MRT-Bildauflösung bedingt sein (40). Zudem ist die Wahl des Bildverarbeitungsprotokolls zur Detektion der Kontrastmittel-reichen (helleren) Areale entscheidend. Abhängig vom verwendeten Protokoll, können zum Teil große Diskrepanzen im dreidimensionalen Ausmaß der atrialen Fibroseareale entstehen (Abbildung 4).

Abbildung 4

Panels A und B zeigen Beispiele der echokardiographischen LA-Funktionsanalyse bei Patient#1 ohne ACM (normale LA-Strain und LAEF [emptying fraction]) und Patient#2 mit ACM und pathologisch reduzierten LA-Strain- und LA-EF-Werten. Eine ACM liegt bei LASr< 23,5 % oder einer LA-EF< 34 % vor (29).

Abbildung 5

Panels A und B zeigen Beispiele atrialer DE-MRI mit diskrepantem Befund zu den anderen Modalitäten: In der MRT-Analyse hat Patient#2 (mit ACM im Voltage-Map; Abbildung 1) ausgeprägte Kontrast-anreichernde Areale an der anterioren LA-Wand (5C und 5D). Die pathologischen Kontrastanreicherungen werden aber in einem geringeren Ausmaß auch bei Patient#1, der keine ACM im invasiven Voltage-Mapping aufweist, (s. Abbildung 1) angezeigt. Unterschiedliche Bildverarbeitungsprotokolle (5A vs. 5B und 5C vs. 5D) führen zu verschiedenen Resultaten in der Lokalisation und im Ausmaß der Gadolinium-anreichernden Vorhofareale.

Fazit:

• Atriale Kardiomyopathien (ACM) sind mit Kardiomyozytenuntergang und einem fibrotisch-fettigen Umbau der Vorhöfe assoziiert, was zur Verzögerung der Erregungsleitung in den Vorhöfen und einem erhöhten Risiko für Vorhofflimmern führt.
• Zudem ist die ACM mit einer Abnahme der Vorhofelastizität und Erniedrigung der Vorhofkontraktilität assoziiert, die die Entstehung von Thromben im linken Vorhofohr und thromboembolische Schlaganfälle begünstigen.
• Die atriale Kardiomyopathie ist mit erhöhtem Risiko für Vorhofflimmern, Schlaganfall, Herzinsuffizienz und kardiovaskulärem Tod verbunden.
• Die nichtinvasive Diagnose der ACM ist durch neue elektrokardiografische (Analyse der amplifizierten digitalen Sinus-P-Welle im 12-Kanal-EKG) und echokardiografische Methoden (LA-Strain und LA-EF) zuverlässig möglich.
• Die Diagnose einer ACM mittels Kontrast-MRT bedarf weiterer Standardisierung und klinischer Validierung.

DOI: 10.3238/PersKardio.2021.04.16.07

Dr. med. Amir Jadidi,
Dr. med. Martin Eichenlaub,
Dr. med. Björn Müller-Edenborn,
Prof. Dr. med. Thomas Arentz
Abteilung für Rhythmologie, Klinik für Kardiologie und Angiologie II, Universitäts-Herzzentrum Freiburg-Bad Krozingen

Interessenkonflikt: Dr. Jadidi erhielt Gelder von Medtronic für die Durchführung klinischer Studien. Die anderen Autoren geben an, dass bei ihnen kein Interessenkonflikt besteht.

Literatur im Internet:
www.aerzteblatt.de/lit1521

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