Introduction Heart failure is a big burden for ever-aging societies worldwide. Around half of all heart failure patients suffer from heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF). This disease has a multifactorial pathophysiology which is up till now not fully understood and therefore not specifically treatable. The main symptom of patients with HFpEF is dyspnea which leads to exercise limitation. It is important to assess the different influences on the disease if you want to develop a specific and effective new therapy. Non-invasive cardiac output monitoring (NICOM) can be used to assess the cardiac influences on the disease, especially during exercise.
Methods This current study is based on an analysis of a subgroup of participants of the ENDO-CEC study. 51 subjects underwent cardiopulmonary exercise testing of whom 27 were suffering from HFpEF and 24 were suffering from arterial hypertension (AHT) without signs and symptoms of heart failure. During cardiopulmonary exercise testing a new technology based on so-called bioreactance was used to determine cardiac output non-invasively.
Results HFpEF patients showed considerable impairment in cardiac parameters during exercise compared to the control group. Their maximum cardiac index was reduced significantly (HFpEF: 5.7±1.1 vs. HT: 6.9±1.3, l/min/m², p=0.002) and they were significantly more often affected by chronotropic incompetence (HFpEF: 55,5 vs. AHT: 8,3 %, p<0.001). Results from cardiopulmonary exercise testing and NICOM correlated (correlation of maximum oxygen uptake and maximum cardiac output: (HFpEF R = 0.710, p< 0,01; AHT: R = 0.545, p = 0.06). NICOM lets the user differ between the three major reasons for exercise intolerance: reduction in stroke volume, chronotropic incompetence and arteriovenous oxygen difference.
Conclusion Fort the first time the clinical applicability of NICOM by bioreactance in HFpEF patients was demonstrated. Data highlights the importance of chronotropic incompetence in this patient group and make phenotyping of HFpEF patients easy in a study or practice setting. By introducing this new and simple method, cardiac output measurement during exercise testing may in the future be used in a wider context, e.g. in pharmacological or interventional trials.
Einleitung Etwa die Hälfte aller Patienten mit Herzinsuffizienz (HF) leidet an Herzinsuffizienz mit erhaltener Pumpfunktion (HFpEF). Bis heute ist weder die Pathogenese dieser Entität komplett verstanden, noch stehen effektive und spezifische Behandlungsmethoden zur Verfügung. Das Leitsymptom der Erkrankung ist die Belastungsdyspnoe, die zu einer insgesamt eingeschränkten Leistungsfähigkeit führt. Hierfür sind neben kardialen auch periphere oder metabolische Effekte verantwortlich. Um die Forschung an spezifischen Therapien der kardialen Einschränkung der an HFpEF leidenden Patienten zu ermöglichen, ist eine genaue Betrachtung der Ätiologie der Leistungseinschränkung von Bedeutung. Mithilfe der nicht-invasiven Herzzeitvolumenmessung (NICOM) können diese Einschränkungen während einer Spiroergometrie erfasst werden.
Methoden Teil dieser Subgruppenanalyse der ENDO-CEC-Studie waren 51 Patienten, von denen 27 an HFpEF und 24 an arterieller Hypertonie (AHT) ohne Zeichen einer Herzinsuffizienz litten. Alle wurden einer Spiroergometrie unterzogen während gleichzeitig das Herzzeitvolumen mit dem sogenannten „Bioreactance“-Verfahren bestimmt wurde.
Ergebnisse Es zeigte sich eine deutliche Leistungsminderung der HFpEF-Patienten im Vergleich zur Kontrollgruppe, insbesondere beim Herzindex (HFpEF: 5.7±1.1 vs. HT: 6.9±1.3, l/min/m², p=0.002). Auch war dieses Kollektiv signifikant häufiger von chronotroper Inkompetenz betroffen (HFpEF: 55,5 vs. HT: 8,3 %, p<0.001). Die Ergebnisse der Spiroergometrie und der NICOM korrelierten hierbei erwartungsgemäß miteinander (Korrelation für maximale Sauerstoffaufnahme und Herzzeitvolumen: HFpEF R = 0.710, p< 0,01; AHT: R = 0.545, p = 0.06), was die Validität des Verfahrens unterstreicht. Mittels Bioreactance wird eine genauere Phänotypisierung der HFpEF-Patienten möglich.
Zusammenfassung Erstmals konnte die klinische Anwendbarkeit der Bioreactance zur Messung des Herzzeitvolumens bei Patienten mit HFpEF demonstriert werden. Die Daten spiegeln die hohe Bedeutung der chronotropen Inkompetenz in dieser Gruppe wider. Auch die weiteren Einschränkungen in Schlagvolumen und arteriovenöser Sauerstoffdifferenz können erfasst werden. Durch die Einführung dieses neuen und einfachen Verfahrens kann die Herzzeitvolumenmessung unter Belastung in Zukunft in einem größeren Kontext, bspw. in pharmakologischen oder Interventionsstudien eingesetzt werden.
