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Einsatz des kardialen Biomarkers NT-proBNP zur Diagnostik der Lungenkongestion bei Hunden mit persistierendem Ductus arteriosus

Haßdenteufel, Esther


Originalveröffentlichung: (2011) Giessen : VVB Laufersweiler
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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-82790
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2011/8279/

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Klinikum Veterinärmedizin
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5798-5
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 04.07.2011
Erstellungsjahr: 2011
Publikationsdatum: 12.08.2011
Kurzfassung auf Deutsch: Der PDA zählt zu den häufigsten kongenitalen Herzerkrankungen des Hundes. Während die Diagnosestellung durch das klassische Herzgeräusch einfach ist, kann die Schwere der Erkrankung klinisch nur schwer abgeschätzt werden. Insbesondere eine schwere Lungenstauung ist aber ein wichtiges Kriterium für die Dringlichkeit des Verschlusses. Eine Röntgenuntersuchung zur Detektion der Kongestion ist nicht überall verfügbar, und die Interpretation ist von Untersucher sowie Bildqualität abhängig. Kardiale Biomarker werden in den letzten Jahren auch in der Tiermedizin verstärkt eingesetzt, die bekanntesten sind Troponin I, ein Indikator des Herzmuskelzellschadens, sowie NT proBNP, ein Funktionsmarker, dessen vermehrte Synthese durch eine verstärkte kardiale Belastung induziert wird. Ziel der aktuellen Studie war es daher, zu prüfen, ob NT-proBNP in der Lage ist, eine alveoläre Lungenzeichnung beim Hund mit PDA zu detektieren. Des Weiteren wurde die Korrelation von NT proBNP zu verschiedenen Markern der kardialen Belastung untersucht.
In diese Studie gingen insgesamt 28 Hunde mit einem kontinuierlichen Herzgeräusch durch einen echokardiographisch bestätigten PDA ein. Patienten mit zusätzlichen Herzmissbildungen, oder einer akuten Therapieänderung vor Blutprobenentnahme wurden ausgeschlossen. Anhand einer alveolären Verschattung im Röntgenbild wurden die Patienten in zwei Gruppen mit bzw. ohne Kongestion (CHF bzw. N-CHF) eingeteilt. Es erfolgte neben der klinischen Untersuchung ein Herzultraschall und die Bestimmung der Serumkonzentrationen von NT proBNP und Troponin I. Die Messung des Shuntquotienten erfolgte im Rahmen des interventionellen Verschlusses des PDA. Daten aus Anamnese (NYHA-Stadieneinteilung), klinischer Untersuchung (Herzfrequenz und Atemfrequenz), radiologische Herzgröße (VHS und VHS-Index), sowie die NT proBNP und Troponin I-Werte wurden im Hinblick auf ihre Eignung zur Diagnostik der radiologischen Kongestion untersucht. Anschließend wurde die Korrelation von NT proBNP zu verschiedenen Markern der kardialen Belastung (radiologische Herzgröße, echokardiographischer Vorhof- und Ventrikelgröße bzw. Wandstress-Marker, Shuntquotient) überprüft.
Eine Untersuchung von 12 gesunden Hunden wurde zur Erstellung eines Kontrollwertes der NT proBNP-Messung durchgeführt, diese wiesen einen medianen NT proBNP-Wert von 240 pmol/l auf (Bereich 131 – 546 pmol/l).
13 der 28 Hunde (46 %) mit PDA zeigten im Röntgen eine alveoläre Lungenzeichnung und wurden damit in die Gruppe CHF (kongestive Herzinsuffizienz) eingeordnet. Es bestand kein signifikanter Unterschied im medianen NYHA-Stadium zwischen den Tieren mit und ohne radiologische Stauung, in beiden Gruppen zeigte die Mehrzahl der Tiere keine Symptomatik (NYHA 1). Die Herzfrequenz war zwischen den beiden Gruppen nicht signifikant unterschiedlich. Die Atemfrequenz wies einen signifikanten Gruppenunterschied auf. Für die Diagnose der Kongestion ergab sich ein AUC-Wert von 0,79 bei einem Cut off-Wert von > 40/min betrug die Sensitivität 57 % und die Spezifität 83 %. Allerdings konnte die Atemfrequenz aufgrund von Hecheln bei etwa 30 % der Tiere nicht ermittelt werden.
Die NT proBNP-Konzentrationen waren signifikant unterschiedlich zwischen den beiden Gruppen. Für den Parameter ergab sich ein AUC-Wert von 0,83 zur Diagnose der alveolären Kongestion; bei einem Cut off-Wert von > 1332 pmol/l lag die Sensitivität bei 54 % und Spezifität bei 93 %. Ein Absenken des Cut off-Wertes auf > 480 pmol/l führte zu einer 100%igen Sensitivität bei einer Reduktion der Spezifität auf 53 %. Die Serumkonzentrationen von Troponin I waren zwischen den beiden Gruppen nicht signifikant unterschiedlich.
Eine Auswertung der radiologischen Herzgröße (VHS) erbrachte eine AUC von 0,87 im Hinblick auf die Diagnose einer Kongestion; der Cut off-Wert > 12,3 wies eine Sensitivität von 69 % und eine Spezifität von 93 % auf. Bei Berücksichtigung rassespezifischer Unterschiede und der Berechnung des VHS I ergab sich eine AUC von 0,95; ein Cut off-Wert von > 1,19 konnte mit einer Sensitivität von 85 % und einer Spezifität von 93 % eine alveoläre Lungenzeichnung diagnostizieren.
Die NT proBNP-Konzentration korrelierte signifikant mit der radiologischen Herzgröße, dem VHS und dem rassespezifischen VHS I (r = 0,5963 bzw. 0,6065). Bei den echokardiographischen Parametern zeigte sich ebenfalls eine signifikante Korrelation des Index des linken Ventrikeldurchmessers in Diastole und Systole (r = 0,5529 bzw. 0,5674). Eine schwächere Korrelation konnte zwischen diastolischem und systolischem Wandstress-Index (r = -0,4720 bzw. -0,4876) nachgewiesen werden. Die engste Korrelation in der Echokardiographie fand sich zwischen NT proBNP und dem linken Vorhofdurchmesser im Verhältnis zur Aorta (LA/Ao) (r = 0,6505). Der Shuntquotient Qp/Qs zeigte eine mäßige Korrelation mit NT proBNP (r = 0,5223).
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Anamnese zur Schweregradeinteilung der Herzinsuffizienz beim PDA nicht geeignet ist. Die Einschätzung des Besitzers deckt sich selten mit der radiologischen Stauung. Eine erhöhte Atemfrequenz kann erste Hinweise auf eine bestehende Dekompensation geben, ist jedoch bei einigen Tieren aufgrund vermehrten Hechelns nicht zu evaluieren. Im Gegensatz zu Troponin I erscheint NT proBNP zur Detektion einer Lungenkongestion beim PDA geeignet, allerdings besitzt nur ein sehr niedriger Cut Off-Wert (> 480 pmol/l) eine ausreichende Sensitivität für einen Screening-Test. Die radiologische Herzgröße (VHS) hat ähnliche Genauigkeit wie die NT-proBNP Messung, allerdings wird diese durch die Berechnung eines rassespezifischen Referenzwertes (VHS I) deutlich verbessert. Allerdings setzt ihre Auswertung die Möglichkeit der Röntgenuntersuchung voraus und ist somit mit höherem technischen Aufwand verknüpft als eine Blutprobenentnahme für NT proBNP. Eine Korrelation zwischen NT proBNP und Markern der kardialen Belastung war insgesamt als mäßig zu beurteilen, vermutlich, da die BNP-Synthese von vielen unterschiedlichen Faktoren beeinflusst wird.
Bei Hunden mit PDA ist NT-proBNP ein geeigneter Parameter, da er bei Werten im Referenzbereich eine alveoläre Kongestion sicher ausschließt.
Kurzfassung auf Englisch: Patent ductus arteriosus (PDA) is one of the most common congenital heart diseases in dogs. While clinical diagnosis of a PDA is facilitated by the presence of a typical continuous heart murmur, assessment of the severity of hemodynamic consequences remains difficult. Severe pulmonary congestion due to left-sided heart failure requires immediate medical stabilization and referral for causal therapy. Performance of chest radiographs is not always available, and their diagnostic utility depends on quality of radiographs and experience of the investigator. Cardiac biomarkers have gained in importance in veterinary medicine during the last decade; the ones most commonly used are troponin I, a leakage marker and NT proBNP, a functional marker, whose synthesis is up-regulated by increased cardiac load.
The aim of this study was to investigate the ability of NT proBNP to detect the presence of severe pulmonary congestion in dogs with PDA. Furthermore, correlation between NT proBNP and different indicators of cardiac load was investigated.
28 dogs with PDA were involved in the present study. In all these patients presence of a PDA was characterized by a continuous heart murmur and confirmed with echocardiography. Patients were excluded if they displayed additional heart abnormalities or if their medical therapy was changed on short notice before blood withdrawal was accomplished. Presence of an alveolar lung pattern identified on chest radiographs divided the dogs into 2 groups of patients with or without congestion (CHF or N CHF, respectively). Physical exam and echocardiography were performed, and serum levels of NT proBNP and troponin I were determined. Qp/Qs ratio as an indicator of shunt severity was measured during cardiac catheterization for PDA closure. The following parameters were examined concerning their ability to detect pulmonary congestion: medical history (NYHA-classification), physical exam (heart rate and respiratory rate), radiographic heart size (VHS and VHS I), as well as NT proBNP and troponin I. Correlation between NT proBNP and different markers of disease severity (radiographic heart size, echocardiographic size of left atrium and ventricle as well as wall stress indicator and Qp/Qs ratio) was investigated.
12 healthy dogs served as a control group regarding NT proBNP serum concentration and showed a median NT proBNP concentration of 240 pmol/l (range 131 546 pmol/l).
Depending on the presence of pulmonary congestion identified on radiographs, 13 of the 28 patients (46 %) with PDA were classified into the group CHF (congestive heart failure). There was no significant difference of the median NYHA score between animals with and without signs of pulmonary congestion, with the majority of animals in both groups being asymptomatic (NYHA 1). Heart rate was not significantly different between the patients of both groups. Respiratory rate was significantly different between both groups. AUC was 0,79 to detect pulmonary congestion with a cut-off value > 40/min reporting a sensitivity of 57 % and a specificity of 83 %. However, respiratory rate could not be evaluated in about 30 % of patients due to panting.
NT proBNP concentration was significantly different between both patient groups. This parameter revealed an AUC of 0,83 for the diagnosis of pulmonary congestion; using a cut off value of > 1332 pmol/l resulted in a sensitivity of 54 % and a specificity of 93 %. Decreasing the cut off value to > 480 pmol/l lead to a sensitivity of 100 % with concurrent reduction of the specificity towards 53 %. Serum levels of troponin I were not significantly different between both groups.
Analysis of radiographic heart size (VHS) resulted in an AUC of 0,87 to identify pulmonary congestion; a cut off value > 12,3 showed a sensitivity of 69 % and a specificity of 93 %. Taking into account breed-specific differences by calculation of VHS I the AUC resulted in a value of 0,95; a cut off value > 1,19 could be used to discover patients with pulmonary congestion with a sensitivity of 85 % and a specificity of 93 %.
NT proBNP levels correlated significantly with radiographic heart size, VHS and breed-specific VHS I (r = 0,5963 and 0,6065, respectively). Regarding data obtained by echocardiography, a significant correlation was found with the indexed diastolic and systolic diameter of the left ventricle (r = 0,5529 and 0,5674, respectively). A weaker correlation was found between NT proBNP and diastolic and systolic index of wall stress (r = -0,4720 and -0,4876, respectively). The strongest correlation in echocardiography was detected between NT proBNP and left atrial diameter related to aortic diameter (LA/Ao) (r = 0,6505). The ratio Qp/Qs indicating shunt severity was moderately correlated with NT proBNP (r = 0,5223).
In conclusion, the medical history is not very helpful in evaluating the severity of heart failure in dogs with PDA, because the owners’ assessment seldomly matches with the presence or absence of radiological pulmonary congestion. An increased respiratory rate can indicate decompensation, however, respiratory rate may be difficult to obtain in panting animals. In contrast to troponin I, NT proBNP is able to detect pulmonary congestion in patients with PDA, but only a very low cut off value (> 480 pmol/l) provides a sufficient sensitivity to be useful as a screening test. Radiographic heart size (VHS) exhibits similar accuracy compared to NT proBNP and VHS-I even shows a better correlation. However, interpretation of these values implies the availability to perform radiographs and is therefore more technically demanding than taking a blood sample for NT proBNP determination. Overall, correlation between NT proBNP and indicators of cardiac load was considered to be moderate, probably because synthesis of BNP is influenced by many different factors.
Nevertheless, NT proBNP is a useful diagnostic test in dogs with PDA, as values within the reference range reliably rule out pulmonary congestion.
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