Dokument: Quantifizierung der Herz-Lungen-Interaktion mittels kardialer Echtzeit-MRT und Spirometrie während spontaner Atmung
| Titel: | Quantifizierung der Herz-Lungen-Interaktion mittels kardialer Echtzeit-MRT und Spirometrie während spontaner Atmung | |||||||
| Weiterer Titel: | Quantification of Heart-Lung Interaction Using Cardiac Real-Time MRI and Spirometry During Spontaneous Breathing | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=74864 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20261111-164126-5 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Benner, Janina [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. med. Pillekamp, Frank [Gutachter] Prof. Dr. rer. nat. Krüger, Martina [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Die Herz-Lungen-Interaktion beeinflusst ventrikuläre Volumina und die Geometrie der Ventrikel während des Atemzyklus. Die zeitliche Dynamik dieser Veränderungen unter freier Atmung wurde bislang noch nicht befriedigend untersucht. Ziel dieser Arbeit war die nicht-invasive Quantifizierung respiratorisch bedingter Veränderungen ventrikulärer Volumina und mittventrikulärer Formparameter mittels kardialer Echtzeit-Magnetresonanztomografie (MRT) und MRT-kompatibler Spirometrie.
Bei 15 gesunden jungen Erwachsenen wurden kardiale Echtzeit-MRT, Spirometrie und EKG simultan unter freier Atmung mit definierter Atemfrequenz aufgezeichnet. Aus Kurzachsen-Stapeln wurden rechts- und linksventrikuläre Volumina bestimmt. Zusätzlich wurden in einer mittventrikulären Schicht Exzentrizitätsindizes und der Septumwinkel analysiert. Die Auswertung erfolgte nach Synchronisation auf den Atemzyklus mit einer Dauer von 5 Sekunden mittels linearer, korrelativer und zirkulärstatistischer Verfahren. Ventrikuläre Volumina und mittventrikuläre Parameter zeigten signifikante atemabhängige Veränderungen. Die rechtsventrikulären Volumina (RV) wiesen eine stärkere Atemmodulation auf als die linksventrikulären Volumina (LV). Die größte Variation zeigte in beiden Ventrikeln das endsystolische Volumen (ESV) mit einer durchschnittlichen relativen Zunahme vom Minimum zum Maximum von 55 ± 34 % für das RV-ESV und 25 ± 18 % für das LV-ESV. Die zeitliche Analyse zeigte signifikante Phasenverschiebungen zwischen beiden Ventrikeln. Rechtsventrikuläre Maxima traten während der Inspiration (0-2,5 s) auf, angeführt vom Maximum des rechtsventrikulären Schlagvolumens nach 1,0 ± 0,6 s. Linksventrikuläre Maxima lagen in der Exspiration (2,5 - 5 s), angeführt vom Maximum des LV-ESV nach 2,6 ± 0,4 s. Der zeitliche Verlauf des enddiastolischen endokardialen Exzentrizitätsindex entsprach nahezu dem des rechtsventrikulären enddiastolischen Volumens. Die Kombination aus Echtzeit-MRT und Spirometrie ermöglicht eine hochaufgelöste Analyse der Herz-Lungen-Interaktion. Mittventrikuläre Formparameter erscheinen als potenzielle Surrogatmarker atemabhängiger rechtsventrikulärer Veränderungen, können die Bestimmung absoluter rechtsventrikulärer Volumina jedoch nicht ersetzen.Cardiorespiratory interaction influences ventricular volumes and ventricular geometry throughout the respiratory cycle. However, the temporal dynamics of these changes during free breathing have not been satisfactorily investigated. The aim of this study was to quantify respiration-related changes in ventricular volumes and midventricular geometric parameters noninvasively using cardiac real-time magnetic resonance imaging (MRI) in combination with MR-compatible spirometry. Simultaneous cardiac real-time MRI, spirometry, and ECG recordings were obtained in 15 healthy young adults during free breathing at a controlled respiratory rate. Right and left ventricular volumes were derived from short-axis stacks. In addition, eccentricity indices and the septal angle were analyzed in a midventricular slice. After synchronization to a standardized 5-second respiratory cycle, data were evaluated using linear, correlation-based, and circular statistical methods. Both ventricular volumes and midventricular parameters showed significant respiratory-dependent variations. Right ventricular volumes (RV) exhibited greater respiratory modulation than left ventricular volumes (LV). In both ventricles, the largest variation was observed for the end-systolic volume (ESV), with a mean relative increase from the minimum to the maximum of 55 ± 34% for RV-ESV and 25 ± 18% for LV-ESV. Temporal analysis demonstrated significant phase shifts between both ventricles. Right ventricular maxima occurred during inspiration (0 - 2.5 s), starting with the maximum of the right ventricular stroke volume at 1.0 ± 0.6 s. Left ventricular maxima occurred during expiration (2.5 - 5 s), led by the maximum of the LV-ESV at 2.6 ± 0.4 s. The temporal course of the end-diastolic endocardial eccentricity index closely paralleled that of the right ventricular end-diastolic volume. The combination of real-time MRI and spirometry enables high-resolution assessment of cardiorespiratory interactions. Midventricular geometric parameters may serve as surrogate markers of respiration-related right ventricular changes but cannot replace the assessment of absolute right ventricular volumes. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Diagnostische Radiologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 11.11.2026 | |||||||
| Dateien geändert am: | 11.11.2026 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 02.07.2026 | |||||||
| Datum der Promotion: | 29.10.2026 |
