Linksventrikuläre Masse und Geometrie

Klinischer Hintergrund

Linksventrikuläre Masse und Geometrie sind zentrale Messgrößen bei der Beurteilung der hypertensiven Herzkrankheit, von Klappenerkrankungen und Kardiomyopathien. Eine erhöhte linksventrikuläre Masse ist ein unabhängiger Risikomarker für kardiovaskuläre Morbidität und Mortalität, und das Geometriemuster, konzentrisch oder exzentrisch, gibt Aufschluss darüber, welcher Art die Belastung war, der die Kammer ausgesetzt wurde. Die Entscheidung, der das Instrument dient, ist in erster Linie, ob eine linksventrikuläre Hypertrophie vorliegt und, wenn ja, welcher Remodeling-Mechanismus überwiegt. Dies beeinflusst die Wahl der antihypertensiven Therapie, die Prognoseeinschätzung und die Indikation zur weiterführenden Diagnostik, etwa zur Kardio-MRT bei Verdacht auf asymmetrische Hypertrophie.

Berechnung von linksventrikulärer Masse und Geometrie

Die linksventrikuläre Masse wird mit der korrigierten Devereux-Formel berechnet, die aus Obduktionsdaten abgeleitet wurde:

$$\text{LVM (g)} = 0{,}8 \times \left{1{,}04 \times \left[(\text{LVIDd} + \text{PWTd} + \text{SWTd})^3 - \text{LVIDd}^3\right]\right} + 0{,}6$$

Dabei ist LVIDd der linksventrikuläre Innendurchmesser in der Diastole, PWTd die Hinterwanddicke in der Diastole und SWTd die Septumdicke in der Diastole, jeweils in Zentimetern. Die Formel beruht auf der Annahme, dass die Kammer ein prolates Sphäroid mit symmetrischer Wanddicke ist. Die linksventrikuläre Masse wird zur Berechnung des Massenindex (g/m²) auf die Körperoberfläche indexiert.

Die relative Wanddicke (RWT) wird berechnet als:

$$\text{RWT} = \frac{2 \times \text{PWTd}}{\text{LVIDd}}$$

Die RWT quantifiziert das Verhältnis von Wanddicke zu Kavumgröße unabhängig von der Gesamtmasse.

Die Ableitungskohorte bestand aus 55 Patientinnen und Patienten, bei denen vor dem Tod verblindet ausgewertete echokardiographische Messungen erfolgten, mit der bei der Obduktion bestimmten linksventrikulären Masse als Referenz [1]. Die Penn-Kubus-Formel korrelierte stark mit der Obduktionsmasse (r = 0,92) und überschätzte sie um lediglich 6 Prozent, während die ASE-Kubus-Formel im Mittel um 25 Prozent überschätzte. Die Korrektur $\text{LVM} = 0{,}80 \times \text{ASE-Kubus} + 0{,}6$ g, also die vom Rechner verwendete Devereux-Formel, verringerte den systematischen Fehler. Die Sensitivität für eine linksventrikuläre Hypertrophie betrug in dieser Kohorte 100 Prozent (18 von 18), die Spezifität 86 Prozent (29 von 34) [1]. Die Patientinnen und Patienten stellten allerdings ein selektiertes Obduktionsmaterial mit großer Spannweite der Kammergröße dar, und die Ergebnisse spiegeln die Leistung unter idealen Messbedingungen wider, nicht die der klinischen Routine.

Interpretation in der Praxis

Der Rechner klassifiziert die Geometrie anhand zweier Dimensionen: Massenindex (normal oder erhöht) und relative Wanddicke (≤ 0,42 oder > 0,42). Die obere Normgrenze des Massenindex liegt nach ASE/EACVI bei 95 g/m² für Frauen und 115 g/m² für Männer.

Ein konzentrisches Remodeling ist ein frühes Zeichen einer hypertensiven Herzbeteiligung und sollte zu einer intensivierten Blutdruckkontrolle führen, auch wenn der Massenindex noch normal ist. Eine konzentrische Hypertrophie zeigt eine ausgeprägte Druckbelastung an und ist mit einer ungünstigen Prognose assoziiert. Die exzentrische Hypertrophie, insbesondere bei dilatierter Kammer, zeigte in Beobachtungsstudien eine stärkere Assoziation mit einer verminderten Ejektionsfraktion als die konzentrische Hypertrophie, mit einem relativen Risiko von 2,3 für die Entwicklung einer eingeschränkten linksventrikulären Funktion [2].

Zu beachten ist, dass die traditionelle Vier-Muster-Klassifikation infrage gestellt wird. In einer Studie an 400 asymptomatischen hypertensiven Patientinnen und Patienten, die mit Kardio-MRT untersucht wurden, hatten konzentrische und exzentrische Hypertrophie eine vergleichbare Prognose (Log-Rank P = 0,62), was darauf hindeutet, dass das Geometriemuster an sich über die Masse hinaus keine prognostische Information liefert [3]. Der klinische Nutzen der Geometrieklassifikation liegt daher eher im mechanistischen Verständnis und in der Wahl der Behandlungsstrategie als in der Risikostratifizierung.

Validierung und Testgüte

Die Devereux-Formel wurde ursprünglich in einer kleinen Kohorte gegen die Obduktionsmasse mit guten Ergebnissen validiert [1]. In nachfolgenden Studien zeigten M-Mode-basierte lineare Verfahren eine schlechtere Übereinstimmung mit Referenzmethoden, insbesondere bei Erkrankungen, die die Kammergeometrie verändern. In einer Tierstudie mit 254 Schweinen, in der verschiedene Herzkrankheitsmodelle ischämische und nichtischämische Herzinsuffizienz simulierten, überstieg die M-Mode-Methode die tatsächliche linksventrikuläre Masse im Mittel um 21,7 g, mit zunehmender Überschätzung bei steigendem Herzgewicht [4]. Die Korrelation mit dem tatsächlichen Gewicht war mäßig (r = 0,68) im Vergleich zur 2D-Area-Length-Methode (r = 0,82). Ischämische Herzkrankheit und Kammerdilatation waren die stärksten Prädiktoren einer Überschätzung durch die M-Mode-Methode [4]. Bei Tieren ohne Ischämie oder Dilatation war die Korrelation dagegen stark (r = 0,89), was bestätigt, dass die Formel bei symmetrischer Geometrie gut funktioniert.

In der Framingham Heart Study wurden echokardiographische Messgrößen einschließlich des Massenindex bei 1 497 Teilnehmenden (mittleres Alter 65 Jahre, 55,4 Prozent Frauen) über durchschnittlich 8,3 Jahre nachverfolgt [5]. Der Massenindex war mit dem kombinierten Endpunkt aus kardiovaskulärer Erkrankung oder Tod assoziiert, doch Volumen und Funktion des linken Vorhofs waren stärkere prognostische Marker. Ein abnormer Massenindex lag bei 17 Prozent der Teilnehmenden vor [5]. Die Studie bestätigt, dass der Massenindex in einer Allgemeinbevölkerung prognostische Information trägt, aber auch, dass andere echokardiographische Messgrößen ihn übertreffen können.

Limitationen

Die lineare Devereux-Formel setzt eine symmetrisch verdickte Kammer mit kreisförmigem Querschnitt voraus. Bei asymmetrischer Hypertrophie, etwa bei hypertropher Kardiomyopathie, oder bei regionalen Wandbewegungsstörungen nach Myokardinfarkt wird die Schätzung unzuverlässig [4]. In diesen Fällen sollten Kardio-MRT oder 3D-Echokardiographie eingesetzt werden.

Die Messungen sind untersucherabhängig. LVIDd, PWTd und SWTd werden im M-Mode oder aus 2D-Bildern auf Papillarmuskelebene gemessen, und kleine Messfehler werden durch die Potenzierung in der Formel verstärkt. Ein systematischer Messfehler von 1 mm in der Wanddicke kann die berechnete Masse um bis zu 15 Prozent verändern, besonders bei kleinen Kammern. Das begrenzt die Reproduzierbarkeit bei wiederholten Messungen durch verschiedene Untersuchende.

Die Formel gilt nicht bei Rechtsherzbelastung oder Lungenerkrankung mit paradoxer Septumbewegung und ebenso wenig bei Patientinnen und Patienten mit Schrittmacher oder Erregungsleitungsstörung, die das Bewegungsmuster des Septums verändert. Bei dilatativer Kardiomyopathie überschätzt die Formel die Masse, weil die sphäroide Geometrie nicht mehr zutrifft [4].

Die Indexierung auf die Körperoberfläche kann bei extremem Körpergewicht in die Irre führen. Adipositas führt zu einer größeren Körperoberfläche und damit zu einem niedrigeren Massenindex, was eine Hypertrophie maskieren kann. Alternative Indexierungsverfahren, etwa die Indexierung auf Körpergröße^2,7, wurden hierfür vorgeschlagen; der Rechner verwendet jedoch die Indexierung auf die Körperoberfläche entsprechend den geltenden Leitlinien.

Quellen

1. Devereux RB et al. Echocardiographic assessment of left ventricular hypertrophy: comparison to necropsy findings. Am J Cardiol. 1986;57(6):450–8. PMID: 2936235
2. Mutai SM et al. Hypertension and left ventricular geometry: Diagnosis, prognosis, and management. EXCLI J. 2026;25:756–775. PMID: 42376431
3. Le TT et al. The remodelling index risk stratifies patients with hypertensive left ventricular hypertrophy. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2021;22(6):670–679. PMID: 32255186
4. Miyashita S et al. Echocardiographic Left Ventricular Mass Estimation: Two-Dimensional Area-Length Method is Superior to M-Mode Linear Method in Swine Models of Cardiac Diseases. J Cardiovasc Transl Res. 2020;13(4):648–658. PMID: 31828537
5. von Jeinsen B et al. Prognostic Significance of Echocardiographic Measures of Cardiac Remodeling. J Am Soc Echocardiogr. 2020;33(1):72–81. PMID: 31624026