Optimierte linksventrikuläre Stimulation und Defibrillation von der Anatomie bis zur klinischen Anwendung

Abstract

Die Cardiale Resynchronisationstherapie (CRT) hat sich als additive Therapie bei einer Untergruppe systolisch herzinsuffizienter Patienten etabliert. Durch eine optimale medikamentöse Therapie können die Letalität, Symptomatik, Belastungstoleranz und Hospitalisationsrate der Patienten mit Herzinsuffizienz gesenkt werden. Unbeeinflusst jedoch bleiben elektrische Phänomene, die bei einem Teil dieser Patienten als zusätzliche inter- und intraventrikuläre Leitungsverzögerungen (QRS>120ms) auftreten und die sowohl die kardiale Leistungsfähigkeit der Patienten als auch die Prognose negativ beeinflussen. Die aus den Leitungsverzögerungen resultierende mechanische Asynchronität spiegelt sich in einer Reihe echokardiographischer Parameter wieder und kann zur Identifikation von möglichen Kandidaten dienen. Durch eine AV-Zeit optimierte links- oder biventrikuläre Stimulation am richtigen Ort kann die Asynchronität ausgeglichen und die kardiale Leistungsfähigkeit verbessert werden. Eine Reihe von kontrollierten Studien konnten Verbesserungen in der Effektivität bestehender Auswurfleistung, Symptomatik, Belastungstoleranz und Hospitalisationsrate als auch in der Mortalität behandelter Patienten zeigen. Zusätzlich lässt sich bei einigen Patienten ein reversed Remodeling mit Abnahme der Herzgröße erreichen. Ungeklärt sind bisher elektrische Phänome, die im Rahmen der Herzinsuffizienz und der cardialen Grunderkrankung zum gehäuften Auftreten maligner Herzrhythmusstörungen und des plötzlichen Herztodes führen können und den Einsatz eines Defibrillator-Backups erfordern. Bislang wurden die Veränderungen der Defibrillationsschwelle, die mit der Vergrößerung des linken Ventrikels und dem sich verändernden Stromfluß zwischen der Defibrillationselektrode und dem implantierten Defibrillator selbst einhergehen können, wenig Beachtung geschenkt. Neue Möglichkeiten sowohl den linken Ventrikel zu stimulieren als auch gezielt in das Defibrillationsfeld einzubeziehen, haben sich durch Nutzung des Coronarvenen- systems ergeben, das durch eine sich zunehmend verbessernde Technik in seinen verschiedenen Anteilen transvenös mittels verschiedener Elektroden zugänglich geworden ist und einen transthorakalen Zugang in der Mehrzahl der Fälle überflüssig gemacht hat. Diese Arbeit zeigt unseren kontinuierlichen Beitrag zu dieser Entwicklung, beginnend mit einer systematischen transvenösen angiographischen Evaluierung des Coronarvenensystems, der Zugänglichkeit verschiedener Zielabschnitte, der Optimierung der Werkzeuge für die Implantation sowie der Technik. Bedeutsam für die klinische Anwendung der Resynchronisationstherapie und die weitere Verbreitung der transvenösen Implantation von Coronarsinuselektroden war die Bestimmung des hämodynamsich optimalen Stimulationsortes, der in invasiven vergleichenden Untersuchungen von uns definiert werden konnte und jetzt als primäre Zielregion angesehen wird. Die systematische Optimierung der Defibrillation über das Coronarvenensystem sowohl in Bezug auf Elektrodenlage als auch Elektrodendesign könnte in Zukunft klinisch bei ausgewählten Patienten Bedeutung erlangen, wenn Stimulations- und Defibrillationseigenschaften in einer Coronarsinuselektrode kombiniert werden könnten. Dargestellt werden unsere eigenen Ergebnisse eingebunden in den momentanen klinischen Stand der cardialen Resynchronisationstherapie.

Cardiac Resynchronization Therapy (CRT) has been established as an additional therapy for a subgroup of congestive heart failure patients. Symptoms, exercise tolerance , hospitalization, morbidity and mortality can be improved by medical therapy. However, this does not influence electrical phenomena which can be detected as inter- and intraventricular conduction delays with a wide QRS complex of more than 120 ms and will further deteriorate prognosis. Inter- and intraventricular conduction delays result in mechanical asynchrony, which can be detected with echocardiography and can help to identify CRT candidates. By stimulating the left ventricular site of maximal electrical delay and optimizing the AV delay, mechanical asynchrony can be compensated. As a consequence of reverse remodelling left ventricular diameter decreases and ejection fraction increases, which leads to improved exercise tolerance and reduced mortality. The reasons for electrical instability in patients with congestive heart failure, which causes an increased risk of sudden cardiac death and nowadays require a defibrillator back-up, are unknown. Due to the changed geometry of the left and right ventricle an increase in the defibrillation threshold has been observed in some patients. The electrical path between the RV coil and the defibrillator mainly does not include posterior parts of the left ventricle and this may be responsible for a continuation of ventricular fibrillation after shock delivery. This dissertation summarizes our continuing contribution to the development of CRT and first clinical evaluations of biventricular defibrillation using posterior branches of the coronary sinus system. The initial systematic evaluation of the anatomy of the coronary is shown as well as our efforts in optimizing the tools for coronary sinus access and lead placement in postero-lateral tributaries. The optimal pacing site has been identified in our studies and, further, our findings in evaluating new approaches for non-invasive AV delay optimization are demonstrated. Our own contributions in the field of biventricular pacing and biventricular defibrillations are imbedded in the current knowledge of CRT.