Diastolische Herzinsuffizienz - Diagnostik

Glossar AR = Pulmonalvenöse umgekehrte atriale Spitzengeschwindigkeit A’ = Geschwindigkeit der Bewegung des Mitralklappenringes zum Zeitpunkt der spätdiastolischen Vorhofkontraktion b bzw b’ = Konstante der Ventrikel- bzw. Kammersteifigkeit dp/dtmin = Maximale negative Druckabfallgeschwindigkeit DT = Dezelerationszeit der frühen linksventrikulären Füllung E/A = Verhältnis der max. Geschwindigkeiten der frühen zur atrialen linksventrikulären Füllung im PW-Doppler der Mitralklappe E’ = Geschwindigkeit der Bewegung des Mitralklappenringes zum Zeitpunkt der schnellen Füllung IVRT = Isovolumetrische Relaxationszeit LVEDP = Linksventrikulärer enddiastolischer Druck S/D =Verhältnis des maximalen systolischen zum maximalen diastolischen pulmonalvenösen Fluss PCWP = Pulmonalkapillärer Verschlussdruck Vp = Geschwindigkeit der Flusspropagation der initialen Füllung im Farb-Doppler-M-Mode t = Zeitkonstante der isovolumetrischen Relaxation

Epidemiologie und klinische Bedeutung

Bei 30 - 50 % der Patienten mit typischen Symptomen einer Herzinsuffizienz liegt der Erkrankung eine primär diastolische Funktionsstörung bei noch normaler systolischer Ejektionsfraktion zugrunde. Die jährliche Letalität der isolierten diastolischen Herzinsuffizienz ist mit 8 % im Vergleich zu einer Letalität von 19 % bei Patienten mit systolischer Herzinsuffizienz zwar geringer, aber immer noch mehr als doppelt so hoch als in einem nicht herzinsuffizienten Vergleichskollektiv [12]. Prävalenz und Prognose der diastolischen Herzinsuffizienz unterliegen einer deutlichen Altersabhängigkeit (Tab. [1]). Daten aus der Framingham-Studie zeigen, dass die diastolische Herzinsuffizienz bei Frauen häufiger auftritt als bei Männern. Frühzeitige Diagnose und kausale Therapie sind dringend erforderlich, um die Progression der Erkrankung zu verhindern und die Mortalität zu senken [2] [3] [6] [12].

Tab. 1 Altersabhängigkeit der diastolischen Herzinsuffizienz: Prävalenz und Prognose. Prävalenz: Prozentanteil der diastolischen Herzinsuffizienz an allen Herzinsuffizienzpatienten. Mortalität: 5-Jahres-Mortalitätsrate. Morbidität: 1-Jahres-Rate der Krankenhauseinweisungen. Die Prozentwerte sind gerundete Näherungswerte auf der Basis mehrerer Studien, modifiziert nach Zile et al. 2002 [5].

	Alter (Jahre)
	< 50	50 - 70	>70
Prävalenz (%)	15	33	50
Mortalität (%)	15	33	50
Morbidität (%)	25	50	50

Pathophysiologie

Schematisch vereinfacht kann die systolische Dysfunktion als Unvermögen der kontraktilen Myofilamente, sich adäquat gegen eine Last zu verkürzen, charakterisiert werden. Die endsystolische Druck-Volumen-Beziehung ist nach unten und rechts verschoben, die Ejektionsfraktion ist reduziert (Abb. [1] c). Im Gegensatz dazu kehren bei der diastolischen Dysfunktion die kontrahierten Myofibrillen nicht ausreichend schnell oder nur inkomplett zu ihrer Ausgangslänge zurück. Der linke Ventrikel kann Blut bei niedrigen linksatrialen Drücken nur unzureichend aufnehmen; die ventrikuläre Füllung ist verlangsamt oder unvollständig. Durch Störungen der aktiven Relaxation und/oder der spätdiastolischen Dehnbarkeit (passive Compliancestörung) ergibt sich eine Verschiebung der enddiastolischen Druck-Volumenkurve nach links oben, der enddiastolische Druck ist erhöht (Abb. [1] a) [1] [15].

Abb. 1 Linksventrikuläre Druck-Volumen-Kurven bei normaler LV-Funktion, diastolischer und systolischer Dysfunktion. Modifiziert nach Aurigemma et al. 2004 [1].

Diastolische Dysfunktion: Die enddiastolische Druck-Volumenkurve ist nach links und oben verschoben, der enddiastolische Druck ist erhöht (Abb. 1a). Systolische Dysfunktion: Die endsystolische Druck-Volumen-Beziehung ist nach unten und rechts verschoben, die Ejektionsfraktion ist reduziert bei normalem enddiastolischem linksventrikulärem Druck (Abb. 1c).

Ursachen

Klinisch sind die beiden häufigsten Ursachen der diastolischen Dysfunktion die linksventrikuläre Hypertrophie, meist auf dem Boden einer hypertensiven Herzerkrankung, und die koronare Herzerkrankung. Auch Diabetes mellitus oder eine (häufig nicht erkannte!) Schlafapnoe können zu einer diastolischen Funktionsstörung führen. Weitere Erkrankungen, die ebenfalls zu einer Herzinsuffizienz mit erhaltener linksventrikulärer Ejektionsfraktion führen können, sind in Tab. [2] aufgeführt [6] [15].

Tab. 2 Ursachen einer diastolischen Herzinsuffizienz.

myokardiale Ursachen:

Druckbelastungsinduzierte Hypertrophie hypertensive Herzkrankheit Aortenstenose

Ischämische Herzkrankheit akute Myokardischämie chronische koronare Herzkrankheit

Kardiomyopathien hypertrophe Kardiomyopathie (obstruktiv, nicht-obstruktiv) restriktive Kardiomyopathie infiltrative Kardiomyopathie (z. B. Amyloidose) diabetische Kardiomyopathie

Schlafapnoe-Syndrom

extramyokardiale Ursachen:

Perikarderkrankungen konstriktive Perikarditis Tamponade

rechtsventrikuläre Druck- oder Volumenbelastung

valvuläre Herzerkrankungen (Mitralstenose, akute Aorten- o. Mitralinsuffizienz)

Von den Ursachen der diastolischen Dysfunktion sind die zur Flüssigkeitsakkumulation und kardialen Dekompensation führenden auslösenden Faktoren zu unterscheiden. Diese sind sowohl für die diastolische als auch die systolische Herzinsuffizienz ähnlich und beinhalten u. a.: hypertensive Blutdruckentgleisung, Vorhofflimmern, Absetzen der medikamentösen Herzinsuffizienztherapie, akute Myokardischämie, Anämie, Gebrauch nicht-steroidaler Antiphlogistika, Thiazolidindione, kochsalzreiche Ernährung und Volumenbelastung bei Niereninsuffizienz [6].

kurzgefasst: Die häufigsten Ursachen einer diastolischen Herzinsuffizienz sind Hypertonus, KHK, Diabetes und Schlafapnoe, wobei die Prävalenz mit dem Alter deutlich zunimmt.

Klinische Symptome und Befunde

Die Diagnose „diastolische Herzinsuffizienz” kann in der Regel nicht allein aufgrund klinischer Symptome gestellt werden. Anamnese (Belastungsdyspnoe, Orthopnoe), körperliche Untersuchung (Jugularvenenstauung, Rasselgeräusche, 3./4. Herzton, Hepatomegalie, periphere Ödeme), EKG und Röntgen-Thorax-Aufnahme (Hypertrophie/Kardiomegalie, pulmonalvenöse Stauungszeichen) sind bei systolischer und diastolischer Herzinsuffizienz in ähnlicher Ausprägung festzustellen und lassen meist keine Unterscheidung zwischen diastolischer und systolischer Herzinsuffizienz zu [15].

Definition und diagnostische Kriterien

Grundsätzlich muss die (noch) asymptomatische diastolische Dysfunktion von einer klinisch manifesten diastolischen Herzinsuffizienz unterschieden werden.

The European Study Group on Diastolic Heart Failure hat 1998 eine einheitliche Definition und diagnostische Kriterien zur Erfassung der diastolischen Herzinsuffizienz vorgeschlagen [5]. Demnach müssen für das Vorliegen einer diastolischen Herzinsuffizienz drei Kriterien erfüllt sein:

1. Das Vorliegen von Symptomen oder Zeichen einer Stauungsinsuffizienz. Dazu gehören Belastungsdyspnoe, Orthopnoe, Galopprhythmus, feuchte Rasselgeräusche oder Lungenödem.

2. Das Vorliegen einer normalen oder nur geringgradig eingeschränkten linksventrikulären systolischen Funktion. Gefordert wird hierbei eine EF ≥ 45 % (heute allgemein ≥ 50 %). Der Nachweis einer normalen EF sollte zeitnah, d. h. <72 Std., zu dem akuten Ereignis einer Stauungsinsuffizienz erfolgen [10]

3. Das Vorliegen einer linksventrikulären diastolischen Dysfunktion. Zwingend für die Diagnose einer diastolischen Herzinsuffizienz ist der echokardiographische oder invasiv-hämodynamisch gemessene Nachweis

   • einer verzögerten isovolumetrischen Relaxation,

   • und/oder einer verlangsamten frühdiastolischen Füllung,

   • und/oder einer verminderten linksventrikulären Dehnbarkeit,

   • und/oder einer erhöhten linksventrikulären Steifheit.

kurzgefasst: Die sichere Diagnose diastolische Herzinsuffizienz ergibt sich aus den klinischen Zeichen einer Herzinsuffizienz bei normaler systolischer linksventrikulärer Ejektionsfraktion und dem zusätzlichen Nachweis einer diastolischen Funktionsstörung.

Herzkatheterdiagnostik

Die invasive Links- bzw. Rechtsherzkatheteruntersuchung galt bisher als „Gold-Standard” in der Diagnostik der diastolischen Funktionsstörung. Simultane Messungen von Druck, Volumen und linksventrikulärer Geometrie können während des gesamten Herzzyklus ermittelt werden. Der Nachweis von mindestens einer der nachfolgenden hämodynamischen Veränderungen gilt - bei Ausschluss anderer Ursachen (Klappenvitien, Shunts) - als beweisend für eine diastolische Dysfunktion [2] [4]:

1. Eine Erhöhung des enddiastolischen Drucks (LVEDP > 16 mmHg) oder alternativ des pulmonalkapillären Verschlussdrucks, des so genannten „wedge-pressure“ (PCWP > 12 mmHg) in Ruhe.

2. Eine Verminderung der Druckabfallgeschwindigkeit (dP/dt min < 1100 mmHg/s).

3. Eine Verlängerung der Zeitkonstante des isovolumetrischen linksventrikulären Druckabfalls, Tau (τ > 48 ms).

4. Eine Verminderung der schnellen frühdiastolischen Füllungsrate (peak filling rate, PFR < 160 ml/s/m²).

5. Eine Zunahme der linksventrikulären oder myokardialen Steifigkeit, gemessen in der Diastole aus der Druck-Volumen-Beziehung (linksventrikuläre Steifigkeitskonstante b > 0,27, bzw. myokardiale Steifigkeitskonstante b’>16).

Allerdings sind diese Messungen technisch und apparativ aufwändig. Aufgrund ihres invasiven Charakters ist die Herzkatheterdiagnostik im Klinikalltag vor allem Patienten mit klinisch (Angina pectoris, EKG) oder laborchemisch (pos. Troponin-T) begründetem Verdacht auf eine myokardiale Ischämie vorbehalten.

Echokardiographie

Die transthorakale Echokardiographie als nicht-invasives Verfahren spielt heute eine zentrale Rolle bei der Diagnostik der diastolischen Herzinsuffizienz. 2D- und M-Mode Echokardiographie erlauben den raschen, auch am Krankenbett möglichen Ausschluss einer eingeschränkten linksventrikulären Pumpfunktion als Ursache einer akut dekompensierten Herzinsuffizienz. Ferner kann das Ausmaß einer eventuellen linksventrikulären Hypertrophie, die eine der häufigsten Ursachen einer diastolischen Dysfunktion darstellt, quantifiziert werden. Hierbei ist die Geometrie des linken Ventrikels charakteristischerweise im Sinne einer konzentrischen Hypertrophie verändert, d. h. es besteht eine deutliche Zunahme der relativen Wanddicke im Verhältnis zum normal großen, in manchen Fällen sogar verkleinerten enddiastolischen LV-Durchmesser. Demgegenüber findet sich bei der systolischen Herzinsuffizienz typischerweise eine exzentrische Hypertrophie mit Abnahme der relativen Wanddicke und erweitertem LV-Durchmesser [4].

Leider gibt es keinen singulären echokardiographischen Parameter, der mit ausreichender Sicherheit eine diastolische Funktionsstörung der linken Herzkammer zu erfassen vermag [10]. Die parallele Evaluation von verschiedenen diastolischen Funktionsparametern erhöht jedoch nicht nur die echokardiographische diagnostische Sicherheit (> 98 %), sondern erlaubt darüber hinaus eine Einteilung der diastolischen Funktionsstörung in vier Schweregrade, die erhebliche prognostische Bedeutung haben (Abb. [2]) [4] [7] [13]:

1. Normales Füllungsmuster (Schweregrad 0)

Messparameter des linksventrikulären Einstroms sind dabei die Flussgeschwindigkeiten der schnellen Füllung des linken Ventrikels (E) und der durch die atriale Kontraktion (A) hervorgerufenen aktiven Füllung. Als Summenparameter für die diastolische Funktion wird das E/A-Verhältnis (>1) gebildet (Abb. [2] a).

Abb. 2 Schweregradeinteilung der diastolischen Dysfunktion. Einteilung der Schweregrade der diastolischen Dysfunktion mittels Transmitralem LV-Einstromprofil (a), Pulmonalvenenfluss (b), Farb-Doppler M-mode (c) und Mitralring-Gewebedoppler (d). Modifiziert nach Garcia et al. 1998 [7] und Erbel et al. 2002 [12]. E/A = Verhältnis der max. Geschwindigkeiten von E- und A-Wellen im transmitralen PW-Doppler; DT = Dezelerationszeit; IVRT = isovolumetrische Relaxationszeit; S,D,AR = Pulmonalvenenfluss-geschwindigkeiten zum Zeitpunkt der Systole, Diastole und der atrialen Füllung; Vp = Geschwindigkeit der Flusspropagation der initialen Füllung im Farb-Doppler-M-Mode; E’ = Geschwindigkeit der Bewegung des Mitralklappenringes zum Zeitpunkt der schnellen Füllung.

2. Verzögerte Relaxation (Schweregrad I)

Dieses Füllungsmuster wird bei Patienten mit reduzierterter linksventrikulärer Relaxation bei noch relativ normaler Compliance und nicht erhöhten Füllungsdrücken beobachtet. Charakteristisch für dieses Stadium sind eine Umkehrung des E/A-Verhältnisses (E/A<1) und eine Verlängerung der isovolumetrischen Relaxationszeit (IVRT > 100 ms), und Dezelerationszeit der frühen ventrikulären Füllung (DT > 220 ms).

3. Pseudonormalisierung (Schweregrad II)

Das Stadium der Pseudonormalisierung ist am schwierigsten zu diagnostizieren, da es in vielen Aspekten dem normalen Füllungsmuster (Stadium 0) ähnelt. Sowohl die frühe Relaxation als auch die Compliance des linken Ventrikels sind jetzt vermindert. Der Füllungsdruck ist kompensatorisch erhöht, um das Schlagvolumen aufrechtzuerhalten. Patienten in diesem Stadium präsentieren leicht- bis mittelgradige Zeichen der pulmonalvenösen Stauung. Aufgrund des verminderten Beitrags des linken Vorhofs zur Füllung ist die A-Welle vermindert (E/A > 1!, daher der Begriff Pseudonormalisierung). Neben der Testung auf Umkehrung unter Valsalva oder Nitro-Gabe ermöglichen vor allem die reduzierte Vp (Geschwindigkeit der Flusspropagation der initalen Füllung in den linken Ventrikel < 45 cm/s; Abb. [2] c) des Farb-Doppler-M-Modes und die niedrige frühdiastolische Mitralanulusgeschwindigkeit E’ < 8 cm/s (E’/A’ <1) im Gewebedoppler (Abb. [2] d), das Stadium II vom normalen Füllungsmuster (Stadium 0) abzugrenzen.

4. Restriktives Füllungsmuster (Schweregrad III)

Die Patienten leiden meist unter den Symptomen einer manifesten Herzinsuffizienz. Charakteristisch ist eine hohe E- und niedrige A-Welle mit einem E/A-Verhältnis > 2; DT (< 150 ms) und IVRT (< 60 ms) sind auffallend kurz. Vp (< 45 cm/s) und E’ (< 8 cm/s) fallen weiter ab.

Von erheblicher prognostischer Bedeutung ist die Differenzierung zwischen einer reversiblen (Stadium IIIa) und irreversiblen restriktiven Funktionsstörung (Stadium IIIb). Nach Gabe eines Vasodilatators, wie z. B. Natriumnitroprussid, verwandelt sich bei einer reversiblen Störung die Restriktion in eine Pseudonormalisierung (Stadium II), wohingegen die irreversible restriktive Störung auf diese Intervention nicht anspricht [9].

Das errechnete Verhältnis von E/E’ ermöglicht es, den linksventrikulären enddiastolischen Druck abzuschätzen. Bei einem Wert von E/E’ > 15 ist regelhaft auch eine Erhöhung des enddiastolischen Füllungsdruckes > 15 mmHg feststellbar.

Nicht selten wird eine diastolische Herzinsuffizienz durch das Auftreten von Vorhofflimmern klinisch manifest. Ein Teil der zur Schweregradeinteilung der diastolischen Dysfunktion beschriebenen Funktionsparameter kann jedoch nur bei Sinusrhythmus erhoben werden. Folgenden Parameter eignen sich auch bei Vorhofflimmern zur Abschätzung eines erhöhten linksventrikulären Füllungsdrucks bzw. zum Nachweis einer diastolischen Dysfunktion [11]:

• Dezelerationszeit (DT) < 150 ms

• E/E’-Ratio > 15

• Farb-Doppler-M-Mode, Vp < 40 cm/s.

kurzgefasst: Das hier beschriebene Spektrum an Untersuchungsmethoden macht die routinemäßige Abklärung des Verdachts auf diastolische Funktionsstörung zu einer Domäne der Echokardiographie.

Natriuretische Peptide

Brain Natriuretic Peptide (BNP) wird als kardiales Neurohormon von den Herzkammern als Antwort auf einen Dehnungsreiz (Volumenbelastung) oder eine Druckbelastung sezerniert. BNP oder NT-proBNP (stabileres, N-terminales Spaltprodukt von proBNP) können routinemäßig erfasst werden und sind als Marker für Diagnosestellung, Prognoseabschätzung und Verlaufskontrolle der systolischen Herzinsuffizienz etabliert. Neuere Studien zeigen, dass erhöhte BNP- und NT-proBNP-Spiegel auch als laborchemische Marker einer diastolischen Herzinsuffizienz dienen können. Symptomatische Patienten und insbesondere solche mit einem restriktiven Füllungsmuster hatten dabei die höchsten BNP-Werte (408 pg/ml) [8]. Auch wenn ein erhöhter BNP-Wert nicht erlaubt, zwischen einer systolischen und einer diastolischen Dysfunktion zu unterscheiden, so ermöglicht diese Information doch eine verbesserte Differenzierung gegenüber einer nicht kardial, z. B. pulmonal bedingten Dyspnoe, die nicht mit einer BNP-Werterhöhung einhergeht. Ein normaler BNP/NT-proBNP-Wert schliesst allerdings eine milde diastolische Dysfunktion nicht aus!

kurzgefasst: Bei Patienten mit normaler Ejektionsfraktion ist eine Bestimmung des BNP/NT-proBNP-Wertes sinnvoll, um den klinischen Verdacht einer diastolischen Herzinsuffizienz zu untermauern.

Fazit

Zu den häufigsten Ursachen der diastolischen Herzinsuffizienz zählen arterielle Hypertonie, koronare Herzerkrankung und Diabetes mellitus. Akute Auslöser eine Stauungsinsuffizienz sind u. a. eine unkontrollierte Volumenzufuhr, eine hypertensive Entgleisung, Tachykardien/Tachyarrhythmien oder eine akute Myokardischämie. Die klinische Symptomatik ähnelt der der systolischen Herzinsuffizienz, was die Differenzialdiagnose erschweren kann. Für die Diagnosestellung müssen drei Kriterien erfüllt sein: 1. Symptome der Herzinsuffizienz, 2. das Vorhandensein einer normalen linksventrikulären Ejektionsfraktion und 3. der Nachweis einer diastolischen Funktionsstörung. Die diastolische Funktionsdiagnostik ist mittlerweile eine Domäne der transthorakalen Echokardiographie geworden, mittels derer die diastolische Dysfunktion zuverlässig in drei prognostisch bedeutsame Schweregrade eingeteilt werden kann. Die zusätzliche Bestimmung von BNP- bzw. NT-proBNP-Serumkonzentrationen unterstützt die Diagnosestellung einer diastolischen Herzinsuffizienz und erleichtert, nicht-kardial bedingte Symptome differenzialdiagnostisch von einer diastolischen Herzinsuffizienz zu unterscheiden. Ein alltagstaugliches, pragmatisches Vorgehen zur Diagnosestellung „Diastolische Herzinsuffizienz” ist in Abb. [3] zusammengefasst.

Abb. 3 Diagnostisches Vorgehen zur Bestätigung der Diagnose „Diastolische Herzinsuffizienz”.
Für die Diagnosestellung müssen 3 Kriterien erfüllt sein: 1. Symptome der Herzinsuffizienz, 2. das Vorhandensein einer normalen linksventrikuläre Ejektionsfraktion und 3. der Nachweis einer diastolischen Funktionsstörung. Die Feststellung der diastolischen Dysfunktion basiert primär auf der Dopplerechokardiographie, die bei Bedarf schrittweise erweitert werden kann (E/A unter Valsalva, Gewebedoppler, Farb-Doppler M-mode Vp). Bei negativem Befund und weiter bestehender Verdachtsdiagnose (Vorhofdilatation, LV-Hypertrophie, Risikofaktoren) erfolgt die invasive Linksherzkatheteruntersuchung, u. U. mit Konduktanzkatheter-Untersuchung. Die Bestimmung von BNP- bzw. NT-proBNP-Werten unterstützt die Diagnosestellung. Ein normaler BNP/NT-proBNP-Wert schliesst allerdings eine milde diastolische Dysfunktion nicht aus.

Konsequenz für Klinik und Praxis

• Bei Herzinsuffizienzsymptomatik mit erhaltener systolischer linksventrikulärer Funktion sollte durch Bestimmung von BNP oder NTproBNP und detaillierte echokardiographische Evaluation die Diagnose und Schweregradbestimmung einer diastolischen Herzinsuffizienz erfolgen

Autorenerklärung: Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Verbindungen mit einer Firma haben, deren Produkte in diesem Artikel eine wichtige Rolle spielt (oder mit einer Firma, die ein Konkurrenzprodukt betreibt).

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