Strain-Echokardiographie: Herzmuskelschwäche erkennen, bevor Symptome auftreten
Myokardiale Erkrankungen (Beschwerden den Herzmuskel betreffend) verlaufen in der Anfangsphase meist asymptomatisch und verursachen bei Betroffenen keine oder kaum wahrnehmbare Symptome. Daher kommt es weder zur Durchführung einer angemessenen Diagnostik noch der Einleitung der notwendigen Therapie oder der Änderung relevanter Lebensstilfaktoren.
Dabei lassen sich bei konsequenter Behandlung in frühen Stadien schwere Verläufe, die in eine Herzinsuffizienz oder einen Herzinfarkt einmünden können, verhindern. Die Strain-Echokardiographie ist eines der bildgebenden Verfahren, mit dem der Herzmuskel genauer untersucht und wichtige Informationen über dessen Zustand gewonnen werden können.
Die Bedeutung der Strain-Echokardiographie in der Herzdiagnostik
Wichtige Fakten auf einen Blick:
- Die Strain-Echokardiographie dient zur Messung der Verformung des Herzmuskels.
- Das Verfahren basiert auf der Verfolgung charakteristischer Schallmuster.
- Mit der Methode lassen sich Veränderungen des Herzmuskels vor dem Auftreten der ersten Symptome erkennen.
Die Bezeichnung „Strain-Echokardiographie“ steht für eine besondere Form der Echokardiographie, also der Ultraschalluntersuchung des Herzens, mit der die Verformung des Herzmuskels (myokardiale Deformation) bestimmt wird. Der Begriff „Strain“ steht in diesem Zusammenhang für die strukturellen Veränderungen der Herzmuskelabschnitte zwischen Enddiastole (maximale Füllung des Herzens) und Endsystole (maximale Kontraktion) und wird als Prozentwert angeben. Die Messung erlaubt eine objektive Beurteilung der globalen und regionalen (in einzelnen Abschnitten gegebenen) Herzfunktion.
Die Methode wird mitunter auch als „Speckle-Tracking-Echokardiographie“ bezeichnet, da sie natürliche Reflexionsmuster (Speckles, entstehen durch eine spezifische Streuung der Schallwellen) im Herzmuskel nutzt. Diese lassen sich im Ultraschallbild als charakteristische Strukturen sichtbar machen und werden über eine Software wie eine Art Fingerabdruck gespeichert. Für die Untersuchung besonders wertvoll ist die Eigenschaft der Speckles, während des Herzzyklus relativ stabil zu bleiben. Mithilfe der Software lassen sich diese Speckles (als Echokardiographie-Marker) von Bild zu Bild verfolgen und über den Verlauf die Bewegungs- und Verformungsparameter des Herzmuskels bestimmen.
Die Strain-Analyse unterscheidet drei Hauptrichtungen der Herzmuskeldeformation: den longitudinalen Strain (GLS, Verkürzung von der Herzspitze zur Basis, ist als linksventrikulärer Strain einer der wichtigen Parameter in der klinischen Beurteilung der Untersuchungsergebnisse), den radialen Strain (Verdickung der Herzwand) und den zirkumferentiellen Strain (Verkleinerung des Herzumfangs). In der Analyse einer Strain-Echokardiographie werden bei der Kontraktion des Herzens sowohl der GLS als auch die zirkumferentielle Verformung mit einem negativen Vorzeichen angegeben (Verkleinerung der myokardialen Parameter), während der radiale Strain durch die Verdickung ein positives Vorzeichen hat.
Hohe Sensitivität als Vorteil der Strain-Echokardiographie
Die Strain-Echokardiographie bietet gegenüber anderen echokardiographischen Methoden einige Vorteile. Ein wichtiger Punkt ist die höhere Sensitivität bei der Detektierung von Herzfunktionsstörungen. Während die klassische Ejektionsfraktionsmessung (Bestimmung der Auswurfleistung) erst bei fortgeschrittenen Herzmuskelschäden auffällige Werte zeigt, können Strain-Parameter bereits frühe, subklinische (vor dem Entstehen von Symptomen) Veränderungen erfassen.
Diese frühe Erkennung ist bei Patienten mit Risikofaktoren wie
- Diabetes mellitus,
- arterieller Hypertonie oder
- familiärer Vorbelastung
von Bedeutung. Die Strain-Analyse eröffnet in diesem Zusammenhang ein zusätzliches diagnostisches und therapeutisches Zeitfenster, in dem präventive Maßnahmen im Hinblick auf die Prognose noch besonders wirksam sind.
Ein weiterer Vorteil ist die deutlich stärkere Unabhängigkeit vom Beschallungswinkel (zum Beispiel gegenüber dem Tissue-Doppler-Imaging). Die Durchführung als Post-Processing-Verfahren nach der eigentlichen Ultraschalluntersuchung mit einer speziellen Software sorgt zudem für eine umfassende Reproduzierbarkeit der Messergebnisse, da es höchstens zu einer geringeren Variabilität in der Auswertung zwischen verschiedenen Untersuchern (Inter-Observer-Variabilität) kommt.
Einsatzbereiche der Strain-Echokardiographie
Wichtige Fakten auf einen Blick:
- Eine Strain-Analyse des Herzmuskels kann auf die koronare Herzkrankheit hinweisen.
- Im Rahmen der Kardio-Onkologie liefert die Untersuchung Informationen über die Wirkung kardiotoxischer Krebsmedikamente.
- Das Verfahren liefert auch Informationen zu Myokard-Veränderungen bei verschiedenen Kardiomyopathien.
Aufgrund der Vorteile gegenüber anderen ultraschallgestützten Untersuchungen bietet sich die Strain-Echokardiographie für den Einsatz in verschiedenen klinischen Bereichen an. Da sie nach der eigentlichen Bildaufnahme erfolgt, sind keine Wiederholungen am Patienten notwendig.
Ein Einsatzgebiet ist die Diagnostik bei der koronaren Herzkrankheit (KHK) [1]. Von Durchblutungsstörungen verursachte regionale Wandbewegungsstörungen lassen sich mit der Strain-Analyse präzise erfassen und lokalisieren – sowohl im Rahmen einer Untersuchung in Ruhe als auch unter Belastung (Stress-Echokardiographie, die GLS-Messung verbessert die diagnostische Genauigkeit der Untersuchung). Zudem zeigen Studien, dass sich mithilfe der Deformationsuntersuchung auch subklinische Herzprobleme erkennen lassen, die im Zusammenhang mit einer chronisch-obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) stehen [2].
Früherkennung in der Kardio-Onkologie
Als Anwendungsbereich hat sich auch die Früherkennung von chemotherapieassoziierten Schäden des Herzmuskels durch Krebsmedikamente herauskristallisiert. Für verschiedene Chemotherapeutika, wie zum Beispiel Anthrazykline, ist diese Wirkung bekannt. Bei einer relativen GLS-Abnahme von mehr als 15 Prozent gegenüber dem Ausgangswert liegt ein Hinweis auf eine durch die Therapie bedingte subklinische kardiale Dysfunktion vor – selbst dann, wenn sich die Ejektionsfraktion innerhalb normaler Parameter bewegt [3]. Aufgrund der Früherkennung ist die Kardio-Onkologie in der Lage, Patienten früh einer herzprotektiven Therapie zuzuführen bzw. deren Überwachung zu intensivieren.
Diagnostik bei Kardiomyopathien
Bei Kardiomyopathien (Herzmuskelerkrankungen mit mechanischen oder elektrophysiologischen Funktionsstörungen) liefert die Strain-Echokardiographie ebenfalls wichtige Informationen. Im Rahmen der hypertrophen Kardiomyopathie (asymmetrische Verdickung der Muskulatur der linken Herzkammer) zeigt sich typischerweise eine Reduktion des GLS bei gleichzeitig erhöhtem radialen und zirkumferentiellen Strain. Im Zusammenhang mit einer dilatativen Kardiomyopathie (Vergrößerung der Herzkammer, häufig ist die linke betroffen) sind alle Strain-Parameter reduziert. Diese charakteristischen Muster unterstützen die Differenzialdiagnostik bei verschiedenen Herzmuskelerkrankungen.
Weitere diagnostische Einsatzgebiete
Mit der Strain-Echokardiographie lassen sich noch einige andere Erkrankungen des Herzens untersuchen – wie die kardiale Amyloidose (Ablagerung fehlerhaft gefalteter Proteine im Herzmuskel). Dabei entwickelt sich häufig ein Muster (das sogenannte „apical sparing“) aus einer erhaltenen Kontraktionsfunktion in der Herzspitze und reduziertem Strain in den basalen und mittleren Herzmuskelsegmenten. Dieses Muster ist grundsätzlich zwar ein wichtiger Hinweis, muss im Rahmen der Differenzialdiagnostik aber abgeklärt werden, da auch eine schwere Aortenstenose oder die hypertrophe Kardiomyopathie eine derartige Verteilung zeigen können.
Parallel sind in der Strain-Untersuchung auch bei einer Stress-Kardiomyopathie (Tako-Tsubo-Kardiomyopathie, oft bei postmenopausalen Frauen durch emotionalen oder körperlichen Stress ausgelöst) charakteristische Veränderungen in der Muskeldeformation sichtbar, was eine Abgrenzung gegenüber dem echten Herzinfarkt ermöglicht. Zudem lassen sich mit der Strain-Echokardiographie Herzklappenerkrankungen besser bewerten – etwa im Hinblick auf den optimalen Zeitpunkt für einen Klappenersatz.
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Durchführung und Grenzen der Strain-Echokardiographie
Wichtige Fakten auf einen Blick:
- Die Strain-Echokardiographie wird als Post-Processing-Verfahren durchgeführt.
- Die Ergebnisse werden stark von der Auflösung der Ultraschallbilder beeinflusst.
- Limitationen können bei Adipositas oder verschiedenen Lungenerkrankungen gegeben sein.
Die Strain-Echokardiographie ist im Vergleich zu anderen Verfahren der Radiologie vergleichsweise einfach durchführbar, da sie wie eine herkömmliche Echokardiographie abläuft. Damit ist die Untersuchung belastungsarm und es wird keine ionisierende Strahlung genutzt. Der Patient wird seitlich liegend auf dem Untersuchungstisch positioniert. Für die Analyse müssen standardisierte echokardiographische Schnittebenen aufgezeichnet werden (zum Beispiel der 4-Kammer-Blick und 3-Kammer-Blick sowie Aufnahmen der linken Herzkammer in verschiedenen Höhen). Alle Aufzeichnungen erfolgen unter einer EKG-Registrierung, um die Abbildungen später genau der Herzzyklusphase zuordnen zu können. Entscheidend für die Genauigkeit der Strain-Analyse ist die Bildqualität, weshalb auf eine optimale Darstellung der Endokardgrenze (Herzinnenhaut) zu achten ist. Die eigentliche Strain-Analyse erfolgt als Post-Processing-Verfahren nach der Bildakquisition mittels einer Software, die automatisch charakteristische Speckle-Muster erkennt, verfolgt und für eine sogenannte „Region of Interest (ROI)“ auswertet.
Trotz ihrer Vorteile stößt die Strain-Echokardiographie auch an Grenzen. Eine Einschränkung ergibt sich aus der starken Abhängigkeit von der Bildqualität, was gerade bei Patienten mit schlechten Schallbedingungen (aufgrund von Adipositas oder Lungenerkrankungen) die Präzision der Auswertung beeinträchtigen kann. Der Einsatz von Ultraschallkontrastmitteln kann die Darstellung in diesem Zusammenhang jedoch verbessern. Um Fehlinterpretationen zu vermeiden, muss der Arzt bei der Auswertung zudem berücksichtigen, dass der Füllungszustand des Herzens sowie der Blutdruck den Strain beeinflussen.
Negativ beeinflusst werden kann die Qualität des Speckle-Trackings außerdem durch die Auswirkungen verschiedener Unregelmäßigkeiten der Herzfunktion – wie Tachykardie (erhöhte Herzfrequenz) und Herzrhythmusstörungen – auf den Herzzyklus zum Zeitpunkt der Bildakquisition.
Fazit: Strain-Echokardiographie ist vor allem für die Früherkennung geeignet
Die Strain-Echokardiographie bietet eine wichtige Untersuchung in der Herzdiagnostik, da die Analyse der myokardialen Deformation frühzeitig – noch bevor Patienten Symptome wahrnehmen – Hinweise auf Herzfunktionsstörungen liefert. Damit, und auch weil das Verfahren ohne Strahlenbelastung oder umfassende Vorbereitung des Patienten durchgeführt werden kann, ist es anderen Untersuchungen teilweise klar überlegen. In der Prävention, Diagnostik und Therapieüberwachung verschiedener Herzerkrankungen hat sich die Methode etabliert und kann einen Beitrag zur Früherkennung chemotherapiebedingter Herzschäden leisten.
FAQ zur Strain-Echokardiographie: Die wichtigsten Fragen und Antworten
Wann ist eine Strain-Echokardiographie sinnvoll?
Eine Strain-Echokardiographie ist bei Patienten mit Risikofaktoren für Herzerkrankungen, beim Verdacht auf eine Herzmuskelerkrankung sowie zur Überwachung im Rahmen einer Chemotherapie oder bei unklaren Herzbeschwerden trotz normaler Standard-Echokardiographie und Auswurfmessungen sinnvoll. Auch zur Verlaufskontrolle bei bekannten Herzerkrankungen kann das Verfahren eingesetzt werden.
Übernehmen die Krankenkassen die Kosten für eine Strain-Echokardiographie?
Hinsichtlich der Kostenübernahme gibt es zwischen gesetzlich und privat versicherten Patienten Unterschiede. Die Strain-Echokardiographie hat im Leistungskatalog der gesetzlichen Krankenversicherung keine eigene Leistungsziffer, eventuell erfolgt die Leistung im Rahmen der Echokardiographie, was Patienten allerdings im Vorfeld mit der Praxis klären müssen. Bei Privatversicherten sind die jeweils geltenden Tarifbestimmungen entscheidend, weshalb deutliche Unterschiede möglich sind.
Sind spezielle Vorbereitungen für die Untersuchung erforderlich?
Für eine Strain-Echokardiographie sind im Regelfall keine besonderen Vorbereitungen notwendig. Patienten können normal essen und trinken, Medikamente einnehmen (es gibt einige Ausnahmen wie Betablocker, bei denen das Vorgehen mit dem Arzt zu besprechen ist) und müssen allgemein keine besonderen Verhaltensregeln beachten. Lediglich enganliegende Kleidung am Oberkörper ist zu vermeiden, um die Untersuchung zu erleichtern. Patienten sollten den durchführenden Arzt auf Herzprobleme wie Arrhythmien etc. vor der Durchführung der Untersuchung hinweisen.
[1] Dogdus M, Simsek E, Cinar CS. 3D-speckle tracking echocardiography for assessment of coronary artery disease severity in stable angina pectoris. Echocardiography. 2019 Feb;36(2):320-327. doi: 10.1111/echo.14214. Epub 2018 Dec 4. PMID: 30515893.
[2] N V R, S SK, Desai N, P A M, N C, Chalasani SH, Pal N, Hafeez SA, S K C. Speckle-tracking echocardiographic abnormalities in chronic obstructive pulmonary disease: a systematic review and meta-analysis. J Cardiovasc Imaging. 2025 May 8;33(1):4. doi: 10.1186/s44348-025-00046-5. PMID: 40341169; PMCID: PMC12060328.
[3] Sławiński G, Hawryszko M, Liżewska-Springer A, Nabiałek-Trojanowska I, Lewicka E. Global Longitudinal Strain in Cardio-Oncology: A Review. Cancers (Basel). 2023 Feb 3;15(3):986. doi: 10.3390/cancers15030986. PMID: 36765941; PMCID: PMC9913863.
