DE112019000945T5 - Nicht-invasive messung der myokardleistung - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Bestimmen einer internen Myokardleistung eines Herzens, wobei das Verfahren umfasst: nicht-invasives Erhalten eines oder mehrerer erster Bilder, die eine Struktur des Herzens anzeigen, nicht-invasives Erhalten eines oder mehrerer zweiter Bilder, die eine Flusseigenschaft des Herzens anzeigen, Segmentieren, auf der Grundlage des einen oder mehrerer erster Bilder, des Blutpools und des Myokards des Herzens, Bestimmung, auf der Grundlage des segmentierten Blutpools, des Myokards und des einen oder der mehreren zweiten Bilder, eines oder mehrerer mechanischer Parameter des Herzens und Bestimmung der internen Myokardleistung auf der Grundlage des einen oder der mehreren mechanischen Parameter.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zur Messung der Myokardleistung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein computerlesbares Speichermedium zur Speicherung von Programmcode, wobei der Programmcode Anweisungen zur Durchführung eines solchen Verfahrens enthält.
• HINTERGRUND
• Bei Herzerkrankungen lösen Druck-Volumen-Überlastungszustände eine kardiale Remodellierung aus, die eine konzentrische oder exzentrische Hypertrophie verursacht. Längerfristig kann es zu einem Übergang von einer adaptiven Hypertrophie zur Herzinsuffizienz kommen. Darüber hinaus können sich Arrhythmien mit Risiko für den plötzlichen Herztod entwickeln. Allerdings ist die Art und Weise, wie Patienten mit Überlastung umgehen, sehr variabel. Zudem stehen weder das Auftreten klinischer Symptome noch der Grad der Hypertrophie (Kammergröße, Wanddicke) in direktem Zusammenhang mit dem Grad der äußeren Belastung des Herzens.
• Daher sind energetische Ansätze zur Bewertung der myokardialen Effizienz zunehmend von Interesse. Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass bei Erkrankungen die myokardiale Effizienz vermindert ist. Das bedeutet, dass der Herzmuskel mehr Energie benötigt, um eine bestimmte Menge Blut gegen einen bestimmten Widerstand zu pumpen. Dementsprechend könnten neue pharmakologische oder interventionelle therapeutische Konzepte vorgeschlagen werden, die darauf abzielen, die myokardiale Effizienz zu verbessern und/oder den Energiebedarf zu senken.
• Myokardialer Energiebedarf und Effizienz werden unter anderem durch adaptive Veränderungen der myokardialen Masse, der Größe der LV-Kammer und der interstitiellen Fibrose beeinflusst, um die Belastung der Myokardwand nach dem Laplace-Gesetz aufrechtzuerhalten.
• Verfahren zur Messung der myokardialen Effizienz sind aufgrund ihrer Invasivität noch nicht Teil der klinischen Routine geworden. Die gegenwärtige klinische Routine konzentriert sich auf die Bewertung der externen Myokardleistung ohne eine Bewertung der internen Myokardleistung bzw. der myokardialen Effizienz. In jüngerer Zeit wird die kombinierte Magnetresonanztomographie (MRT) und Positronen-Emissions-Tomographie (PET) zur Beschreibung des Verhältnisses von externer Myokardleistung und internem Energieverbrauch verwendet. Obwohl die PET selbst nicht invasiv ist, kann sie nur bei ausgewählten klinischen Indikationen angewendet werden und beinhaltet die Exposition mit ionisierender Strahlung. Daher steht das Verfahren für die klinische Routine nicht zur Verfügung.
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der Myokardleistung bereitzustellen, wobei das Verfahren und die Vorrichtung eines oder mehrere der oben genannten Probleme des Standes der Technik überwinden.
• Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Verfahren zur Bestimmung der inneren Myokardleistung eines Herzens vor, wobei das Verfahren umfasst:
• - nicht-invasives Erhalten eines oder mehrerer erster Bilder, die eine Struktur des Herzens anzeigen,
• - nicht-invasives Erhalten von einem oder mehreren zweiten Bildern, die eine Flusseigenschaft des Herzens anzeigen,
• - Segmentieren, basierend auf den einem oder mehreren ersten Bildern, des Blutpools und des Myokards des Herzens,
• - Bestimmen eines oder mehrerer mechanischer Parameter des Herzens auf der Grundlage des segmentierten Blutpools, des Myokards und der zweiten Bilder, und
• - Bestimmen der internen Myokardleistung auf der Grundlage des einen oder der mehreren mechanischen Parameter.
• Das Verfahren des ersten Aspekts erlaubt das Bestimmen einer inneren Myokardleistung des Herzens, ohne den Patienten einer Strahlung auszusetzen und ohne dass invasive Verfahren wie das Legen eines Katheters erforderlich sind. Experimente haben gezeigt, dass das Verfahren des ersten Aspekts dennoch eine klinisch zuverlässige Genauigkeit bietet.
• Hierbei kann sich die interne Myokardleistung auf die Leistung beziehen, die das Herz zu erbringen hat, im Gegensatz zur externen Myokardleistung, die angibt, wie viel Leistung das Herz nach außen abgibt. Das Verhältnis zwischen interner und externer Leistung wird als myokardiale Leistungseffizienz bezeichnet.
  Segmentieren des Myokards des Herzens kann sich auf das Segmentieren des Myokardvolumens des Herzens beziehen.
• Somit können diagnostische Messungen der Myokardfunktion auf der Grundlage nicht-invasiver Bildgebungsdaten, die in der klinischen Routine gewonnen werden könnten, durchgeführt werden.
• Zur nicht-invasiven Bildgewinnung kann die Gewinnung von Bildern über ein Netzwerk gehören, die zuvor mit einem nicht-invasiven bildgebenden Verfahren (z.B. MRT oder CT) aufgenommen wurden. Aufgrund der erforderlichen Injektion eines Tracers wird die PET hier als invasives bildgebendes Verfahren betrachtet.
• Bei einem oder mehreren mechanischen Parametern des Herzens kann es sich um jede Art von Parametern des Herzens oder einer Herzumgebung handeln, die sich auf jede Art von mechanischen Eigenschaften beziehen, z. B. eine Größe, ein Volumen, eine Dauer, die Dauer einer periodischen Bewegung, eine Kontraktionszeit eines Fahrzeugs, eine Schließzeit des Zuflusses oder andere Parameter, die sich auf gemessene Zeiten oder Geschwindigkeiten von Elementen des Herzens beziehen.
• Die ersten Bilder können ein oder mehrere Bilder des Herzens zu einem ersten Zeitpunkt und ein oder mehrere Bilder des Herzens zu einem zweiten Zeitpunkt umfassen. Das Segmentieren der ersten Bilder kann die Durchführung einer ersten Segmentierung der Bilder des ersten Zeitpunkts und die Durchführung einer zweiten Segmentierung der Bilder des zweiten Zeitpunkts umfassen. Diese erste, zweite (und möglicherweise viele weitere Segmentierungen) können im Folgenden einfach als „die Segmentierung“ bezeichnet werden.
• In Ausführungsformen kann sich die innere Myokardleistung auch auf eine Zirkulationsleistung des Herzens beziehen. In Ausführungsformen kann sich die interne Myokardleistung auf die interne Myokardleistung des linken Ventrikels (LV) beziehen, als die mechanische Kraft des Myokards, die erforderlich ist, um die Kontraktion durchzuführen, die den LV-Spitzendruck der Systole erzeugt.
• In einer ersten Implementierung des Verfahrens des ersten Aspekts umfasst das Verfahren ferner während der nicht-invasiven Erfassung des ersten und zweiten Bildes die Erfassung einer Herzfrequenz und/oder eines systemischen Blutdrucks. Dies hat den Vorteil, dass die Myokardleistung mit höherer Genauigkeit bestimmt werden kann.
• In einer weiteren Implementierung,
• - werden die ersten Bilder mittels MRT, CT und/oder Echokardiographie aufgenommen, und/oder
• - die zweiten Bilder werden mit 4D-Fluss-MRT, 2D-Fluss-MRT und/oder Doppler-Echokardiographie aufgenommen.
• Diese Bildgebungsmodalitäten haben sich als besonders nützlich für die Umsetzung des Verfahrens des ersten Aspekts erwiesen.
• In einer weiteren Implementierung umfassen der eine oder die mehreren mechanischen Parameter eine Kontraktionszeit des Herzens, wobei die Kontraktionszeit auf der Grundlage einer Summe aus einer Einströmklappenschließzeit, einer Ausstoßzeit und einer isovolumetrischen Kontraktionszeit bestimmt wird.
• Vorzugsweise wird die Schließzeit der Einströmklappe als ein Zeitpunkt bestimmt, zu dem sich eine erste und eine zweite Druckkurve schneiden, wobei vorzugsweise die erste Druckkurve als eine Hyperbel und die zweite Kurve als eine Parabel modelliert wird, die Ausstoßzeit auf der Grundlage einer Ausströmkurve bestimmt wird, die auf der Grundlage der zweiten Bilder bestimmt wird, und/oder die isovolumetrische Kontraktionszeit auf der Grundlage einer kombinierten Einström- und Ausströmkurve bestimmt wird. Diese Art der Bestimmung der Schließzeit der Einströmklappe hat den Vorteil, dass die Bestimmung nicht-invasiv durchgeführt werden kann.
• In einer weiteren Implementierung umfassen der eine oder mehrere mechanische Parameter einen ventrikulären Radius, eine Länge, ein Volumen, ein Myokardvolumen und/oder eine Myokardwanddicke des Herzens.
• In einer weiteren Implementierung wird die interne Myokardleistung, die auf der Grundlage eines Volumens des Myokardwandvolumens V_Wall, einer Wandspannung σ_wall und einer Kontraktionszeit des Ventrikels t_cs bestimmt wird, vorzugsweise auf der Grundlage der Gleichung $$IMP={\frac{V_{wall}\ast {\sigma }_{wall}}{t_{CS}}}_{.}$$

  
• Diese Gleichung ist leicht zu berechnen, liefert jedoch eine genaue Schätzung der internen Myokardleistung.
• In einer weiteren Implementierung umfasst das Verfahren ferner die Bestimmung einer Zirkulationsleistung auf der Grundlage eines mittleren arteriellen Drucks und eines effektiven Herzzeitvolumens, vorzugsweise auf der Grundlage eines Produkts aus mittlerem arteriellem Druck und effektivem Herzzeitvolumen.
• Bei einer weiteren Implementierung umfassen der eine oder die mehreren mechanischen Parameter ein Myokardvolumen, eine Herzkammerwandbelastung, einen systolischen Spitzendruck, einen Vorwärtsflusswert und/oder ein Rückwärtsflussvolumen.
• In einer weiteren Implementierung umfasst das Verfahren
• - nicht-invasives Erhalten eines systemischen Blutdrucks auf der Grundlage einer nicht-invasiven Blutdruckmessung, insbesondere eines Sphygmomanometers oder eines oszillometrischen Ansatzes, und
• - Bestimmen, basierend auf einer Flusseigenschaft des Herzens und dem systemischen Blutdruck, eines oder mehrerer Kontraktionszeitparameter des Herzens.
• Bei dieser Durchführung kann das Verfahren ferner beinhalten, die innere Myokardleistung auf der Grundlage eines oder mehrerer mechanischer Parameter, eines Myokardvolumens des Herzens und eines oder mehrerer Kontraktionszeitparameter des Herzens zu bestimmen. Das Myokardvolumen kann auf der Grundlage der Segmentierung des Myokards bestimmt werden.
• Diese Implementierung hat den Vorteil, dass sie eine nicht-invasive Beurteilung der Kontraktionszeit ermöglicht. Die Kontraktionszeit ist ein Schlüsselparameter, der die zur Ausführung einer bestimmten Arbeit erforderliche Herzleistung bestimmt. Die Kontraktionszeit könnte auch während eines Herzkatheterisierungsvorgangs eines Patienten gerichtet gemessen werden, wie zuvor gezeigt wurde. Der Katheterisierungsvorgang ist jedoch invasiv und mit einer Bestrahlung verbunden. Daher steht das Katheterisierungsverfahren für die Mehrzahl der Patienten nicht zur Verfügung und kann in der klinischen Praxis nicht routinemäßig angewendet werden.
• Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Bestimmung einer Remodellierung des Herzens eines Patienten zur Verfügung, wobei das Verfahren umfasst:
• - Lesen einer Vielzahl von Bildern des Herzens,
• - Bestimmen einer inneren Myokardleistung des Herzens auf der Grundlage der Vielzahl der Bilder, und
• - Bestimmen einer Remodellierung des Herzens, wenn die interne Myokardleistung höher als eine vorbestimmte Schwelle ist, insbesondere eine Schwelle zwischen 5 und 8 W/m², vorzugsweise eine Schwelle zwischen 6 und 7 W/m².
• Experimente haben gezeigt, dass die interne Myokardleistung (IMP) ein sehr genauer Prädiktor für eine Remodellierung des Herzens des Patienten ist. Dabei kann sich Remodellierung des Herzens auf Veränderungen in Größe, Form, Struktur und Funktion des Herzens beziehen, die auf eine Verletzung des Herzmuskels zurückzuführen sind (pathologisches Remodellieren).
• Vorzugsweise wird die innere Myokardleistung mit einem Verfahren des ersten Aspekts oder einer der Implementierungen des ersten Aspekts bestimmt. Dies hat den Vorteil, dass das IMP nicht-invasiv und mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann.
• Vorzugsweise wird die Vielzahl der Bilder des Herzens aus einem Speicher ausgelesen. Das Verfahren des zweiten Aspekts wird vorzugsweise in silico durchgeführt, d.h. nicht an einem Menschen oder Tier. Neben dem Auslesen der Vielzahl von Bildern des Herzens aus einem Speicher können auch zusätzliche Parameter des Patienten, z.B. eine Blutdruckmessung, aus einem Speicher ausgelesen werden.
• Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Bestimmung einer inneren Myokardleistung eines Herzens auf der Grundlage nicht-invasiver Bildgebung zur Verfügung, wobei die Vorrichtung umfasst:
• - eine Bildgewinnungseinheit, die konfiguriert ist, um ein oder mehrere erste Bilder des Herzens, die eine Struktur des Herzens anzeigen, und ein oder mehrere zweite Bilder, die eine Flusseigenschaft des Herzens anzeigen, zu erhalten,
• - eine Segmentierungseinheit, die konfiguriert ist, um auf der Grundlage eines oder mehrerer erster Bilder den Blutpool und das Myokard des Herzens zu segmentieren,
• - eine Parameterbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um auf der Grundlage des segmentierten Blutpools und des Myokards und der ein oder mehreren zweiten Bilder einen oder mehrere mechanische Parameter zu bestimmen, und
• - eine Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, um die interne Myokardleistung basierend auf den mechanischen Parametern zu bestimmen.
• In einer ersten Implementierung des dritten Aspekts umfasst die Bildgewinnungseinheit des Geräts eine Netzwerkschnittstelle, die konfiguriert ist, um die ersten Bilder und/oder die zweiten Bilder von einem entfernten Gerät im Netzwerk, insbesondere von einem MRT-, CT- oder Echokardiographiegerät, zu erhalten.
• In einer zweiten Implementierung des Geräts des dritten Aspekts umfasst das Gerät darüber hinaus eine Benutzerschnittstelle für eine visuelle Verifizierung der Segmentierung durch einen Arzt. Dies hat den Vorteil, dass mögliche Fehler durch eine automatische Segmentierung korrigiert werden können.
• Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Verwendung der Vorrichtung des dritten Aspekts zur Bestimmung einer Remodellierung des Herzens eines Patienten zur Verfügung, die folgende Schritte umfasst
• - Lesen einer Vielzahl von Bildern des Herzens,
• - Bestimmen einer internen Myokardleistung des Herzens auf der Grundlage der Vielzahl der Bilder, die mit dem Gerät aufgenommen wurden, und
• - Bestimmen einer Remodellierung des Herzens, wenn die innere Myokardleistung höher als eine vorbestimmte Schwelle ist, insbesondere eine Schwelle zwischen 5 und 8 W/m², vorzugsweise eine Schwelle zwischen 6 und 7 W/m².
• Vorzugsweise wird die innere Myokardleistung mit einem Verfahren des ersten Aspekts oder einer seiner Implementierungen bestimmt.
• Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein computerlesbares Speichermedium zur Verfügung, das Programmcode speichert, wobei der Programmcode Befehle enthält, die bei der Ausführung durch einen Prozessor das Verfahren des ersten Aspekts oder eine seiner Implementierungen ausführen.
• Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf das nicht-invasive diagnostische Verfahren zur individuellen Charakterisierung der inneren und äußeren Myokardleistung sowie der jeweiligen myokardialen Leistungseffizienz. Ausführungsformen beziehen sich insbesondere auf die Beurteilung der verminderten myokardialen Effizienz aufgrund angeborener oder erworbener Herzerkrankungen wie Koarktation der Aorta, bikuspidale Aortenklappen, Aorten- oder Mitralklappenstenose und Aorten- oder Mitralklappeninsuffizienz. Diese Erkrankungen verursachen eine zusätzliche Belastung des Herzens, die zunächst durch das Herz kompensiert werden könnte. Mit der Entwicklung einer Erkrankung wird eine Remodellierung des Herzens eingeleitet und die myokardialen Effizienz nimmt ab, wodurch die Fähigkeit des Herzens, zusätzliche Kraft durch krankheitsbedingte Zusatzbelastung sowie zusätzliche Kraft, die unter Stressbedingungen benötigt wird, zur Verfügung zu stellen, verringert wird. Eine Beurteilung der myokardialen Effizienz, die eine Beurteilung sowohl der inneren als auch der äußeren Myokardleistung erfordert, ermöglicht die Beurteilung der individuellen Reaktion des Herzens auf die Erkrankung und könnte somit Zeitpunkt und Art (interventionell und/oder pharmakologisch) einer Behandlungsentscheidung eines Arztes unterstützen.
• Figurenliste
• Um die technischen Merkmale von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besser zu veranschaulichen, werden im Folgenden die zur Beschreibung der Ausführungsformen zur Verfügung gestellten Zeichnungen kurz vorgestellt. Die beigefügten Zeichnungen in der folgenden Beschreibung sind lediglich einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, Änderungen an diesen Ausführungsformen sind möglich, ohne dass der in den Ansprüchen definierte Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
• 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
• 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Reihe optionaler Merkmale von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
• 3 ist eine schematische Darstellung von Parametern, die zur Schätzung der Kontraktionszeit in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden,
• 4 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Abschätzung der Schließzeit von Einströmklappen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung,
• 5 ist ein Diagramm, das die inneren Werte der Myokardleistung veranschaulicht, die mit einem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung bestimmt wurden,
• 6 ist ein Diagramm, das externe myokardiale Effizienzwerte und zirkulierende Effizienzwerte veranschaulicht, die mit einem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung bestimmt wurden, und
• 7 ist ein Diagramm, das eine Korrelation der vorgeschlagenen Herzleistungsanalyse im Vergleich zu etablierten klinischen Standards für die Druck-Volumen-Belastungsbeurteilung darstellt und somit einen Mehrwert gegenüber einer Analyse einzelner klinischer Parameter aufzeigt.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Die folgende Beschreibung veranschaulicht bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Jegliche Variationen oder Ersetzungen können leicht durch Fachpersonal vorgenommen werden. Daher sollte der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung dem Schutzumfang der beigefügten Ansprüche unterliegen.
• 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
• Das Verfahren umfasst einen ersten Schritt der nicht-invasiven Gewinnung eines oder mehrerer erster Bilder, die eine Struktur des Herzens anzeigen, und der nicht-invasiven Gewinnung eines oder mehrerer zweiter Bilder, die eine Flusseigenschaft des Herzens anzeigen. Bei den gewonnenen Bildern kann es sich beispielsweise um Bilder handeln, die zuvor mit nicht-invasiven Bildern aufgenommen und auf einer Workstation gespeichert wurden.
• In einem zweiten Schritt des Verfahrens werden auf der Grundlage eines oder mehrerer erster Bilder der Blutpool und das Myokard des Herzens segmentiert. Es wird davon ausgegangen, dass die Segmentierung des Blutpools und des Myokards auch auf weiteren Informationen, z.B. aus den ein oder mehreren zweiten Bildern, beruhen kann.
• In einem dritten Schritt werden auf der Grundlage des segmentierten Blutpools, des Myokards und der zweiten Bilder ein oder mehrere mechanische Parameter des Herzens bestimmt.
• In einem vierten Schritt wird die interne Myokardleistung auf der Grundlage der einen oder mehreren mechanischen Parameter bestimmt.
• 2 zeigt ein Blockdiagramm für diagnostische Maßnahmen, das vier Schritte umfasst: klinische Bildgebung, begleitet von einer Beurteilung der Herzfrequenz und des systemischen Blutdrucks, Nachbearbeitung der Bildgebungsdaten für Anatomie und Fluss, Berechnung abgeleiteter Parameter auf der Grundlage der Nachbearbeitung und schließlich Berechnung der Myokardleistung und Effizienz für klinische Maßnahmen. Die Schritte sollen im Folgenden näher erläutert werden.
• Klinische Bildgebung
• Die Patienten werden einem bildgebenden Verfahren unterzogen, das die Erfassung von Bilddaten des Ventrikelblutpools, des Myokards sowie der ventrikulären Ein- und Ausflussverhältnisse ermöglicht. MRT, CT und Echokardiographie oder deren Kombination sind u.a. mögliche Bildgebungsmodalitäten. 3D-Daten sind zu bevorzugen. Eine Analyse könnte jedoch auch auf der Grundlage von 2D-Bildgebungsdaten erfolgen. Die Abflussbedingungen können direkt mit Verfahren wie 4D-MRT oder Doppler-Echokardiographie beurteilt werden. Alternativ könnten sie indirekt durch volumetrische Messungen des Ventrikels beurteilt werden (z.B. durch 3D-Echokardiographie oder CINE MRT). Die Bildgebung wird vorzugsweise von einer Beurteilung der Herzfrequenz (HR) sowie der Messung des systemischen Blutdrucks begleitet: 1) vorzugsweise mit nicht-invasiven Verfahren (z.B. auf der Manschette basierende Messungen) oder 2) kann auf der Grundlage invasiver katheterbasierter Messungen durchgeführt werden.
• Nachbearbeitung der Bilddaten
• Die Nachbearbeitung kann mit verschiedenen austauschbaren Software-Werkzeugen durchgeführt werden. Für routinemäßig verwendete Bildgebungsgeräte sind regelmäßig mehrere Produkte erhältlich oder es können unabhängige Lösungen verwendet werden. Die Segmentierung des Blutpools und des Myokards muss durchgeführt werden. Auf der Grundlage der Segmentierungen werden geometrische Parameter des Ventrikels und des Myokards bestimmt, die zur Berechnung der Belastung der Herzkammerwand erforderlich sind: Ventrikelradien, Längen und Volumina, Myokardvolumen, Myokardwanddicke.
• Vorzugsweise werden epikardiale und endokardiale Segmentierungen sowie LV-Volumetrie und anatomische Messungen basierend auf lückenlosen, ausgeglichenen Turbo-Feld-Echo (bTFE) eine zweidimensionalen Kurzachsensequenzen 25 durchgeführt. Alle Bilder wurden mit View Forum (Philips Medical Systems Nederland B.V.; View Forum R6.3V1L7 SP1) analysiert. Der gesamte Ventrikel und das Myokard ohne die Papillarmuskeln wurden während der Diastole und Systole segmentiert. Nichtsdestotrotz können andere Ansätze einschließlich solcher, die auf anderen bildgebenden Verfahren (z.B. Echokardiographie) und solchen zur automatischen Segmentierung beruhen (Xiu-Xia Luo et al. Echo Res Pract. 2017 Dec; 4(4): 53-61.) angewendet werden, wenn klinische Genauigkeit der Messungen erreicht wird. Neue Ansätze mit der 3D-Echokardiographie (Nikitin et al. Eur J Echocardiography (2006) 7, 365e372) stellten nachweislich eine ähnliche diagnostische Genauigkeit wie die kardiale MRT zur Verfügung und können eine mögliche Alternative sein.
• Es muss eine Flussanalyse durchgeführt werden: Es sollten Flusskurven für den Ein- und Ausfluss erstellt werden, um die Kontraktionszeit zu messen. Flusskurven könnten direkt auf der Grundlage von Flow-Imaging oder indirekt auf der Grundlage der dynamischen Bewertung von Geometrien gemessen werden. Die maximale Ausflussklappengeschwindigkeit sollte gemessen werden, um den Druckabfall der Klappe abschätzen zu können. Die Strömungsanalyse wurde mit der Software View Forum (Philips Medical Systems Nederland B.V.; View Forum R6.3V1L7 SP1) durchgeführt, einer Software, die zusammen mit einem MRT-Scanner für die Bildgebung zur Verfügung gestellt wurde. Andere Softwarepakete für die Flussanalyse funktioneller 4D-Fluss-MRT-Sequenzen konnten ebenfalls verwendet werden.
• Berechnung der abgeleiteten Parameter
• Abgeleitete Parameter auf der Grundlage nachbearbeiteter Daten werden berechnet: Das Myokardvolumen wird aus der myokardialen Wandsegmentierung abgeleitet oder basiert auf der ventrikulären Länge zusammen mit der myokardialen Wanddicke. Wenn der systolische ventrikuläre Spitzendruck P_sys nicht direkt gemessen wird, sollte P_sys indirekt abgeleitet werden. P_sys ist die berechnete Summe des systolischen Drucks in der Aorta und des Druckgradienten über die Ausflussklappe, während der systolische Druck in der Aorta aus dem peripher (z.B. Arm) gemessenen systolischen Druck abgeleitet wird, indem der Anstieg vom Herzpulsdruck berücksichtigt wird. Die Pulsdruckzunahme konnte mit in der Literatur publizierten Gleichungen berechnet werden. Der Klappendruckabfall wird mit Hilfe der Bernoulli-Gleichung berechnet. Die Belastung der Herzkammerwand σ_wall wird auf der Grundlage des gemessenen systolischen Spitzendrucks und der geometrischen Parameter der Herzmuskelwand berechnet. Der einfachste Weg ist die Berechnung nach dem Laplace-Gesetz: $${\sigma }_{wall}=P_{sys}\ast \frac{R_{BP}}{2\ast S_{wall}}$$

  

  wobei S_wall die mittlere myokardiale Wanddicke, P_sys der systolische Spitzendruck im Ventrikel und R_BP der mittlere Radius des ventrikulären Blutpools ist. Die Wandspannung könnte auch mit anderen möglichen Gleichungen (z.B. dem dickwandigen Laplace-Gesetz) berechnet werden. Diese anderen Gleichungen können auf der gleichen Art von Parametern basieren, einschließlich S_wαll, P_sys, und R_BP. Die Kontraktionszeit (t_cs) ist der Zeitraum zwischen dem Beginn der ventrikulären Kontraktion und dem systolischen Spitzendruck und/oder -fluss. Wenn die Kontraktionszeit nicht direkt aus ventrikulären Druckkurven gemessen wird, sollte t_cs indirekt abgeleitet werden: Die Summe aus Einströmklappenschließzeit t_CT, isovolumetrischer Kontraktionszeit t_IVC und Ausstoßzeit t_ET definiert t_cs. Die Ausstoßzeit t_ET wird aus der Ausflusskurve abgeleitet. Die isovolumetrische Kontraktionszeit t_IVC wird aus kombinierten Einström- und Ausströmkurven abgeleitet. Die Summe der Schließzeit der Einströmklappe t_CT und der isovolumetrischen Kontraktionszeit t_IVC wird aus der Ausstoßzeit t_ET zusammen mit den Werten des systemischen Drucks unter Annahme eines ventrikulären Druckanstiegs gemäß der Parabolgleichung abgeleitet. Zur Berechnung der internen Myokardleistung kann die partielle Verwendung einzelner Komponenten (t_cs, t_IVC, t_ET) bei ausreichender diagnostischer Genauigkeit eine weitere Vereinfachung zur Verfügung stellen. Vorwärts- und Rückwärtsflussvolumina werden aus Flusskurven abgeleitet oder basieren auf der dynamischen Beurteilung der ventrikulären Geometrie.
• Nicht-invasive Bestimmung der Kontraktionszeit
• Im Folgenden soll eine bevorzugte Methode zur Bestimmung der Kontraktionszeit t_cs mit einem nicht-invasiven Ansatz im Detail erläutert werden. Darin wird die Kontraktionszeit tcs definiert als die Zeitspanne zwischen dem Beginn der ventrikulären (myokardialen) Kontraktion beim enddiastolischen Druck und einem systolischen Spitzendruck, der mit einem maximalen Aortenfluss korreliert.
• Eine bekannte direkte Methode zur Messung der Kontraktionszeit basiert auf Katheter gemessenen Druckkurven, die eine invasive Messung im Zusammenhang mit Röntgenstrahlung sowie die Verwendung von Kontrastmittel darstellen. Diese sind jedoch beide mit einem Risiko für die Patienten verbunden. Da es sich um ein invasives Verfahren handelt, ist die Beurteilung der Herzleistung mit diesem Ansatz für eine breite Patientenpopulation nicht verfügbar.
• Stattdessen erlaubt ein indirekter nicht-invasiver Ansatz die Bestimmung der Kontraktionszeit tcs als Summe von drei aufeinanderfolgenden Perioden: Schließzeit der Einströmklappe t_CT, isovolumetrische Kontraktionszeit t_IVC und Ausstoßzeit t_ET: $$t_{CS}=t_{CT}+t_{IVC}+t_{ET}$$

  
• Die Schließzeit der Einströmklappe t_CT ist eine Periode des zunehmenden Ventrikeldrucks, der notwendig ist, um den Einstrom von Blut aus dem Vorhof in den Ventrikel zu stoppen, der einen Impuls besitzt. Die Einströmklappenschließzeit t_CT kann als ein Zeitpunkt bestimmt werden, zu dem sich zwei Kurven, eine Hyperbel und eine Parabel, kreuzen. Dabei ist eine Hyperbel eine Druckkurve p_H als Funktion der Zeit t, [ms], z.B. wie beschrieben durch: $${\text{p}}_{\text{H}}=\left(25*1.05*{\left(\text{SV}\right)}^{2/3*}{10}^5\right)/\left(133*{\text{T}}_{\text{dia}}*t\right),\left[\text{mmHg}\right]$$

  

  wobei SV ein Schlaganfallvolumen [ml] und T_dia eine Diastole-Periode [ms] ist, die aus der Herzfrequenz HR [bpm] z.B. mit Hilfe der folgenden Gleichung berechnet wird: $${\text{T}}_{\text{dia}}=\left(60*{10}^3/\text{HR}\right)-805*\left(0.18365317+0.54677315*e^{\left(-0.015150054*\text{HR}\right)}\right)$$

  
• Die verwendete Parabelkurve kann eine Druckkurve p_p als Funktion der Zeit t, [ms] sein, wie beschrieben durch: $${\text{p}}_{\text{p}}={\text{P}}_{\text{SYS}}-\text{C*}{\left(t-{\text{T}}_1\right)}^2,\left[\text{mmHg}\right]$$

  

  wobei die Zeit T₁, [ms] z.B. nach folgender Gleichung (5) und eine Parabelkonstante C z.B. nach folgender Gleichung (6) berechnet wird: $${\text{T}}_1=t_{ET}+t_{ET}*{\left({\text{P}}_{\text{SYS}}/\left({\text{P}}_{\text{SYS}}-{\text{P}}_{\text{DIA}}\right)\right)}^{1/2}$$

  

  $$\text{C=}\left({\text{P}}_{\text{SYS}}-{\text{P}}_{\text{DIA}}\right)/{\left(t_{ET}\right)}^2$$

  
• P_SYS und P_DIA, [mmHg] sind systolischer und diastolischer Druck. Die Ejektionszeit t_ET wird direkt aus der Ausflusskurve gemessen. Die Parabelgleichung ist durch drei Parameter vollständig definiert: zwei Druckwerte P_SYS und P_DIA der Parabel auf der Grundlage von Messungen an der Manschette und eine Periode t_ET zwischen diesen beiden Parabelpunkten, gemessen von der Flusskurve, sowie eine Zuordnung des Punktes P_SYS zum Parabelscheitelpunkt.
• Die isovolumetrische Kontraktionszeit t_IVC kann direkt aus kombinierten Ein- und Ausflusskurven gemessen werden.
• Alternativ könnte die Summe der Schließzeit der Einströmklappe t_CT und der isovolumetrischen Kontraktionszeit t_IVC aus der Ausstoßzeit t_ET zusammen mit den systemischen Druckwerten P_SYS und P_DIA geschätzt werden, wobei ein ventrikulärer Druckanstieg gemäß der Parabolgleichung (4) angenommen wird.
• 3 stellt eine weitere Veranschaulichung der Parameter zur Verfügung, die zur Schätzung der Kontraktionszeit verwendet werden, und 4 veranschaulicht ein Verfahren zur Schätzung der Schließzeit der Einströmklappe. Wie in 4 dargestellt, kann die Schließzeit der Einströmklappe als ein Zeitpunkt definiert werden, zu dem sich eine erste und eine zweite Druckkurve schneiden, wobei die erste Druckkurve als eine Hyperbel p(t) = A/t modelliert wird, wobei A ein vorbestimmter Wert ist, z.B. bestimmt auf der Basis von (SV)^2/3, und die zweite Kurve als eine Parabel p(t) = P_SYS - C * (t - T₁)² modelliert ist, wobei P_SYS der systolische Spitzendruck ist und C und T, konstante Werte sind, z.B. bestimmt gemäß den Gleichungen (5) und (6).
• Berechnung von Leistung und Effizienz
• Die interne Myokardleistung ist definiert als die Kraft des Herzens, eine Myokardkontraktion durchzuführen. Die interne Myokardleistung IMP wird vorzugsweise anhand der folgenden Gleichung berechnet: $$IMP=\frac{V_{wall}\ast {\sigma }_{wall}}{t_{CS}}$$

  

  wobei V_wall das myokardiale Wandvolumen, σ_wall die Wandspannung und t_cs die Kontraktionszeit des Ventrikels ist. Die interne Myokardleistung wird auf BSA indexiert, was einen Vergleich zwischen Individuen ermöglicht.
• Die Zirkulationsleistung (CP) ist definiert als die hydrodynamische Leistung nach der Ventrikelausflussklappe. Die Leistung, die benötigt wird, um eine bestimmte Menge Blut gegen einen bestimmten, durch den Systemdruck charakterisierten Widerstand zu pumpen. Die CP wird mit der folgenden Gleichung berechnet: $$\text{CP = MAP * Q}\left[\text{W}\right]$$

  
• Dabei wird der mittlere arterielle Druck (MAP) aus dem gemessenen peripheren systolischen und diastolischen Druck ermittelt. Q ist der effektive kardiale Output (CO_eff) und kann anhand der Herzvolumetrie beurteilt werden: CO_eff = (Vorwärtsflussvolumen - Rückwärtsflussvolumen) * HR (Herzfrequenz) oder aus Flusskurven, abhängig von den verwendeten Bildgebungsmodalitäten. Das Verhältnis zwischen CP und IMP $${\text{Eff}}_{\text{CP}}=\frac{CP}{IMP}\ast 100\left[\%\right]$$

  

  ist definiert als die zirkulatorische Effizienz (Eff_CP) des Herzens. Die Eff_CP ist der Grad der Effizienz des Myokards, ein effektives kardiales Output im arteriellen System zur Verfügung zu stellen, unter Berücksichtigung des Leistungsverlusts im Myokard und aufgrund von erkrankten Herzklappen.
• Externe Myokardleistung ist definiert als hydrodynamische Kraft am Ausgang des Ventrikels. Sie ist die Leistung, die benötigt wird, um eine bestimmte Menge Blut gegen einen bestimmten Widerstand und über einen bestimmten Gradienten durch eine stenotische Klappe zu pumpen. Die EMP wird durch die folgende Gleichung berechnet: EMP = (MAP + AoG) * CO_total. AoG ist der Aortendruckgradient und CO_total (Vorwärtsflussvolumen) multipliziert mit HR. Die externe myokardiale Effizienz ist definiert als Verhältnis zwischen EMP und IMP: ist definiert als die externe myokardiale Effizienz (Eff_EMP) des Herzens: $${\text{Eff}}_{\text{EMP}}=\frac{EMP}{IMP}\ast 100\left[\%\right]$$

  
• Es ist der Grad der Effizienz des Myokards, ein effektives kardiales Output für das arterielle System zur Verfügung zu stellen und zusätzlich alle „Widerstände“ wie die Druckgradienten über die stenotische Klappe zu überwinden.
• Beispielhafte Verwendung der Herzleistung und Effizienzanalyse
• Das offenbarte Verfahren kann bei Patienten mit verschiedenen Herzerkrankungen angewendet werden. Es konnte erfolgreich gezeigt werden, dass die Myokardleistung in der Lage ist, kardiale Remodellierungsprozesse zu quantifizieren. Messungen der zirkulatorischen Effizienz und der internen Myokardleistung spiegeln graduell die Krankheitsreaktion bei Patienten mit Aortenklappenstenose (AS) wider und kombinieren Aortenklappenstenose und -insuffizienz (AS/AI), selbst wenn die externe myokardiale Effizienz und EF noch kompensiert werden.
• Bei Patienten mit AS (n=59), AS/AR (n=21) und Kontrollen (n=14) wurden die interne Myokardleistung, die externe myokardiale Effizienz und die zirkulatorische Effizienz aus volumetrischen MRT- sowie Blutflussmessungen und Blutdrücken berechnet. Die Daten wurden zwischen den Gruppen verglichen; die Subanalyse wurde für Patienten mit normaler und reduzierter Ejektionsfraktion (EF) durchgeführt. Die mediane interne Myokardleistung war bei AS mit 7,7 W/m2 (Interquartilbereich [IQR] 6,0-10,2; p=0,002) und AS/AR mit 10,8 W/m2 (8,9-13,4; p<0,001) im Vergleich zu den Kontrollen mit 5,4 W/m2 (4,2-6,5) erhöht und bei AS niedriger als bei AS/AR (p<0,001). Die zirkulatorische Effizienz war bei der AS um 8,6% (6,8-11,1; p=0,008) und bei der AS/AR um 5,4% (4,1-6,2; p<0,001) im Vergleich zu den Kontrollen um 11,8% (9,8-16,9) vermindert und bei der AS höher als bei der AS/AR (p<0,001).
• Die externe myokardiale Effizienz war bei der AS mit 15,2% (11,9-18,6) signifikant höher als bei der AS/AR mit 12,2% (10,1-14,2; p=0,011). Die externe myokardiale Effizienz unterschied sich nicht bei Patienten mit normaler EF, 14,9% (12,9-17,9) im Vergleich zu den Kontrollen 12,2% (10,7-18,1; p=0,218) und war signifikant niedriger bei Patienten mit reduzierter EF, 9,8% (8,1-11,7; p=0,025). Die Ergebnisse sind in 5 und 6 dargestellt.
• Bei AS und AS/AR gab es eine signifikante positive Korrelation zwischen dem N-terminalen pro b-Typ natriuretischen Peptid (NT-proBNP) und der internen Myokardleistung (R²=0,37, p<0,001). Darüber hinaus gab es signifikante negative Korrelationen zwischen NT-proBNP und: (1) CircE (R²=0,29, p=0,001) und (2) EME (R²=0,25, p=0,003) bei Patienten mit AVD. Neben NT-proBNP finden sich signifikante Korrelationen zwischen interner Myokardleistung, CircE und EME zu etablierten klinischen Standards für die Bewertung der Druck-Volumen-Belastung (Myokardmasse, LVEDV und EF) (siehe 7). Während die Korrelationen signifikant waren, lag der Bestimmungskoeffizient (R²) für die interne Myokardleistung unter 54% und für die EME unter 36% für alle etablierten Parameter, wobei jeder der einzelnen Parameter nur einen Teil der Variabilität der kombinierten energetischen Maße erklärt.
• Mit anderen Worten, um die Korrelation zu etablierten klinischen Standards zu betrachten: Bei AS und AS/AR gab es eine signifikante positive Korrelation zwischen dem N-terminalen pro b-Typ natriuretischen Peptid (NT-proBNP) und der internen Myokardleistung (R2=0,37, p<0,001). Darüber hinaus gab es signifikante negative Korrelationen zwischen NT-proBNP und: (1) CircE (R²=0,29, p=0,001) und (2) EME (R²=0,25, p=0,003) bei Patienten mit AVD. Neben NT-proBNP finden sich signifikante Korrelationen zwischen interner Myokardleistung, CircE und EME zu etablierten klinischen Standards für die Druck-Volumen-Belastungsbeurteilung (Myokardmasse, LVEDV und EF) (wie in 7 gezeigt).
• Eine Hypertrophie lag bei 32/80 (40%), eine Dilatation bei 37/80 (46%) und eine EF unter 50% bei 12/80 (15%) Patienten vor. Die Receiver-Operator-Charakteristika (ROC) zeigten eine interne Myokardleistung, um Unterschiede zwischen Patienten mit mindestens einer Komponente im Zusammenhang mit Remodellierung (unabhängig vom Typ: Hypertrophie, Dilatation oder EF-Störung) und Patienten ohne Remodellierung zu erkennen. Wir fanden eine Fläche unter der Kurve (AUC) von 90%. Bei einem Cut-off von 6,8 W/m² fanden wir die höchste Rate korrekt klassifizierter Patienten mit einer Sensitivität von 96% und einer Spezifität von 63% für die Erkennung von Remodellierung. Wir fanden 14 Patienten ohne konventionelles Remodellieren oberhalb dieses Cutoffs, von denen 90% bei normaler Aktivität/weniger als normale Aktivität oder Ruhebedingungen klinische Symptome aufwiesen, verglichen mit 70% in der Gruppe mit konventionellem Remodellieren (p=0,128).
• Betrachtet man Hypertrophie, Dilatation und Ventrikelfunktion allein, so wären 18% der symptomatischen Patienten unentdeckt geblieben.
• Wenn der IMP-Wert höher als 6,8 W/m² ist, wurde auf der Grundlage unserer aktuellen Analysen eine Remodellierung mit einer Sensitivität von 96% und einer Spezifität von 63% festgestellt. Selbst wenn die konventionellen alters- und geschlechtsspezifischen Referenzwerte für etablierte Parameter des kardialen Remodellierens nicht überschritten werden, können der IMP und die daraus resultierende zirkulatorische Effizienz helfen, symptomatische Patienten mit erhöhter Herzleistung oberhalb eines gegebenen Cut-offs zu erkennen. Von allen bisher analysierten Patienten mit vaskulären Herzerkrankungen wären 18% der symptomatischen Patienten nur durch einen einzigen Parameter-Cut-off unentdeckt geblieben. Da die aktuellen Leitlinien für kardiovaskuläre Erkrankungen in der Regel das Vorhandensein von Symptomen und das damit verbundene Risiko für Herzrhythmusstörungen, Herzinsuffizienz und plötzlichen Herztod als relevante Information für klinische Entscheidungsprozesse betrachten.

Claims (17)

1. Verfahren (100) zum Bestimmen einer internen Myokardleistung eines Herzens, wobei das Verfahren umfasst: - nicht-invasives Erhalten (110) eines oder mehrerer erster Bilder, die eine Struktur des Herzens anzeigen, - nicht invasives Erhalten (110) eines oder mehrerer zweiter Bilder, die eine Flusseigenschaft des Herzens anzeigen, - Segmentieren (120), basierend auf den einem oder mehreren ersten Bildern, des Blutpools und des Myokards des Herzens, - Bestimmen (130), basierend auf dem segmentierten Blutpool, dem Myokard und dem einen oder mehreren zweiten Bildern, eines oder mehrerer mechanischer Parameter des Herzens, und - Bestimmen (140) der internen Myokardleistung auf der Grundlage der einen oder mehreren mechanischen Parameter.
2. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend, während einer nicht-invasiven Aufnahme der ersten und zweiten Bilder, Aufnahme einer Herzfrequenz und/oder eines systemischen Blutdrucks.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei - das eine oder die mehreren ersten Bilder mittels MRT, CT und/oder Echokardiographie aufgenommen werden, und/oder - das eine oder mehrere zweite Bilder mit 4D-Fluss-MRT, 2D-Fluss-MRT und/oder Doppler-Echokardiographie aufgenommen werden.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der eine oder die mehreren mechanischen Parameter eine Kontraktionszeit des Herzens umfassen, wobei die Kontraktionszeit auf der Grundlage einer Summe einer Schließzeit der Einströmklappe, einer Auswurfzeit und einer isovolumetrischen Kontraktionszeit bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei - die Schließzeit der Einströmklappe als ein Zeitpunkt bestimmt wird, zu dem sich eine erste und eine zweite Druckkurve schneiden, wobei vorzugsweise die erste Druckkurve als eine Hyperbel und die zweite Kurve als eine Parabel modelliert wird, - die Auswurfzeit auf der Grundlage einer Ausflusskurve bestimmt wird, die auf der Grundlage des einen oder mehrerer zweiter Bilder bestimmt wird, und/oder - die isovolumetrische Kontraktionszeit wird auf der Grundlage einer kombinierten Ein- und Ausflusskurve bestimmt.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der eine oder die mehreren mechanischen Parameter einen ventrikulären Radius, eine Länge, ein Volumen, ein myokardiales Volumen und/oder eine myokardiale Wanddicke des Herzens umfassen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die innere Myokardleistung, die auf der Grundlage eines Volumens des Myokardwandvolumens V_Wαll, einer Wandspannung σ_wall und einer Kontraktionszeit des Ventrikels t_cs bestimmt wird, vorzugsweise basierend auf der Gleichung $$IMP={\frac{V_{wall}\ast {\sigma }_{wall}}{t_{CS}}}_{.}$$

   
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend die Bestimmung einer Zirkulationsleistung auf der Grundlage eines mittleren arteriellen Drucks und eines effektiven kardialen Output, vorzugsweise auf der Grundlage eines Produkts aus mittlerem arteriellem Druck und effektivem kardialen Output.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der eine oder die mehreren mechanischen Parameter ein Myokardvolumen, eine Belastung der Herzkammerwand, einen systolischen Spitzendruck, einen Vorwärtsflusswert und/oder ein Rückwärtsflussvolumen umfassen.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner umfasst: - nicht-invasives Erhalten eines systemischen Blutdrucks auf der Grundlage einer nicht-invasiven Blutdruckmessung, insbesondere auf der Grundlage eines Sphygmomanometers oder eines oszillometrischen Ansatzes, und - Bestimmen, basierend auf einer Flusseigenschaft des Herzens und dem systemischen Blutdruck, einen oder mehrere Kontraktionszeitparameter des Herzens, wobei die Bestimmung der inneren Myokardleistung auf einem oder mehreren mechanischen Parametern, einem Myokardvolumen des Herzens und einem oder mehreren Kontraktionszeitparametern des Herzens basiert.
11. Verfahren zum Bestimmen einer Remodellierung des Herzens eines Patienten, wobei das Verfahren umfasst: - Lesen einer Vielzahl von Bildern des Herzens, - Bestimmen einer inneren Myokardleistung des Herzens basierend auf der Vielzahl der Bilder, und - Bestimmen einer Remodellierung des Herzens, wenn die innere Myokardleistung höher als eine vorbestimmte Schwelle ist, insbesondere eine Schwelle zwischen 5 und 8 W/m², vorzugsweise eine Schwelle zwischen 6 und 7W/m2.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die innere Myokardleistung nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 bestimmt wird.
13. Vorrichtung zum Bestimmen einer inneren Myokardleistung eines Herzens auf der Grundlage nicht-invasiver Bildgebung, wobei die Vorrichtung umfasst: - eine Bildgewinnungseinheit, die konfiguriert ist, ein oder mehrere erste Bilder des Herzens zu erhalten, die eine Struktur des Herzens anzeigen, und ein oder mehrere zweite Bilder, die eine Flusseigenschaft des Herzens anzeigen, - eine Segmentierungseinheit, die konfiguriert ist, basierend auf einem oder mehreren ersten Bildern, den Blutpool und das Myokard des Herzens zu segmentieren, - eine Parameterbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, basierend auf dem segmentierten Blutpools und dem Myokard und den ein oder mehreren zweiten Bildern einen oder mehrere mechanische Parameter zu bestimmen, und - eine Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, um die interne Myokardleistung basierend auf den mechanischen Parametern zu bestimmen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Bildgewinnungseinheit eine Netzwerkschnittstelle umfasst, die konfiguriert ist, die ersten Bilder und/oder die zweiten Bilder von einer entfernten Vorrichtung in dem Netzwerk zu erhalten, insbesondere von einem MRT-, CT- oder Echokardiographiegerät, wobei die Vorrichtung vorzugsweise ferner eine Benutzerschnittstelle für eine visuelle Verifizierung der Segmentierung durch einen Arzt umfasst.
15. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 und 14 zur Bestimmung einer Remodellierung des Herzens eines Patienten, umfassend die folgenden Schritte - Lesen einer Vielzahl von Bildern des Herzens, - Bestimmen einer internen Myokardleistung des Herzens auf der Grundlage der Vielzahl der Bilder, die mit dem Gerät aufgenommen wurden, und - Bestimmen einer Remodellierung des Herzens, wenn die interne Myokardleistung höher als eine vorbestimmte Schwelle ist, insbesondere eine Schwelle zwischen 5 und 8 W/m², vorzugsweise eine Schwelle zwischen 6 und 7W/m2.
16. Verwendung nach Anspruch 15, wobei die innere Myokardleistung nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 bestimmt wird.
17. Computerlesbares Speichermedium zum Speichern von Programmcode, wobei der Programmcode Befehle enthält, die bei Ausführung durch einen Prozessor das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausführen.

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