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Implantierbare kardiale elektronische Devices (CIEDs)

Herausforderungen und Möglichkeiten bei CIEDs

<p class="article-intro">Implantierbare kardiale elektronische Devices wie Herzschrittmacher und Defibrillatoren sind eine der großen Errungenschaften für kardiologische Patienten. Leider wird ihre Wirksamkeit teilweise durch Systeminfektionen, Schrittmacher-induzierte Kardiomyopathien oder eine Non-Response der Patienten eingeschränkt. Doch neue Device-Konzepte können hier Abhilfe schaffen.</p> <p class="article-content"><div id="keypoints"> <h2>Keypoints</h2> <ul> <li>Systeminfektionen sind lebensbedrohliche Komplikationen bei Patienten mit konventionellen Herzschrittmacher- und ICD-Systemen.</li> <li>Sondenlose Schrittmacher und ICDs mit extravaskul&auml;ren Schocksonden weisen niedrigere Infektionsraten auf und gelten als Device-Konzepte der Zukunft.</li> <li>Rechtsventrikul&auml;re Stimulation kann bei bis zu 15 % der Herzschrittmacherpatienten zu einer Schrittmacher-induzierten Kardiomyopathie f&uuml;hren &ndash; His-B&uuml;ndel- Pacing kann dies verhindern.</li> <li>Neue technische L&ouml;sungen erleichtern das Erreichen des His-B&uuml;ndels mit der Stimulationssonde.</li> <li>Patienten mit schwerer systolischer Herzinsuffizienz profitieren nicht von einer kardialen Resynchronisation, wenn keine linksventrikul&auml;re Dyssynchronie vorliegt. In diesen F&auml;llen kann eine kardiale Kontraktionsmodulation zur Besserung der Symptomatik angedacht werden.</li> </ul> </div> <p>Implantierbare kardiale elektronische Devices (&bdquo;cardiac implantable electronic devices&ldquo;, CIEDs) wie Herzschrittmacher und Defibrillatoren (ICDs) konnten in den letzten Jahrzehnten das Leben unz&auml;hliger Menschen verbessern und teilweise verl&auml;ngern. Heutzutage werden weltweit j&auml;hrlich mehr als eine Million dieser Ger&auml;te implantiert. Eine technische Evolution dieser Ger&auml;te f&uuml;hrte unter anderem zu Varianten mit der M&ouml;glichkeit der kardialen Resynchronisationstherapie (CRT) bei bestehender Herzinsuffizienz. Zahlreiche programmierbare Zusatzfunktionen, die M&ouml;glichkeit zur telemedizinischen Fernabfrage und die Tauglichkeit f&uuml;r MRT-Untersuchungen erweiterten zus&auml;tzlich die klinischen M&ouml;glichkeiten dieser Devices.<br /> Bemerkenswerterweise blieb das technologische Grundkonzept dieser CIEDs mit einem infraklavikul&auml;r implantierten Generator-/ Batterie-/Rechnergeh&auml;use und transven&ouml;s zum Herzen f&uuml;hrenden Sonden seit Jahrzehnten unver&auml;ndert. Dies ist insofern von Bedeutung, als die Loge und die Sonden als &bdquo;Achillesferse&ldquo; der konventionellen CIEDs gelten. Dislokationen und Erm&uuml;dungsbr&uuml;che, vor allem aber Infektionen sind schwere Komplikationen, die zu Systemrevisionen f&uuml;hren. Sondenlose Schrittmacher und Defibrillatoren mit subkutan implantierten Schocksonden k&ouml;nnen helfen, die Rate, Morbidit&auml;t und Mortalit&auml;t der genannten Komplikationen zu reduzieren. Ihnen ist der erste Teil dieses Artikels gewidmet.<br /> Dass selbst Stimulationstechniken, die &uuml;ber Jahrzehnte erprobt und verbessert wurden, negative Auswirkungen haben bzw. Defizite aufweisen k&ouml;nnen, zeigen die Schrittmacher-induzierten Kardiomyopathien und die immer noch relevante Non- Responder-Rate bei CRT. Hier k&ouml;nnen prophylaktisch bzw. therapeutisch die Techniken des His-B&uuml;ndel-Pacings und der kardialen Kontraktilit&auml;tsmodulation (CCM) angewandt werden, was im zweiten und dritten Teil des Artikels dargestellt wird.</p> <h2>Sondenlose Schrittmacher und S-ICD s zur Prophylaxe von CI ED-Infektionen</h2> <p>Bei Patienten mit konventionellen Schrittmacher- und ICD-Systemen tritt w&auml;hrend ihres Lebens in 7&ndash;12 % eine CIEDassoziierte Komplikation (H&auml;matom, Dislokation, Bruch, Infektion) auf, was in etwa jedem zweiten Fall zu einem chirurgischen Eingriff f&uuml;hrt. Die gef&uuml;rchtetste, weil besonders weitreichende Komplikation ist die Systeminfektion, die meist eine komplette Systementfernung notwendig macht. Generell werden CIED-Infektionen durch die zunehmend &auml;ltere und komorbide Population an Device-Tr&auml;gern h&auml;ufiger. Als Faustregel gilt zus&auml;tzlich, dass jede Systemrevision (z.B. Generatorwechsel) und jede zus&auml;tzliche Sonde die Wahrscheinlichkeit einer Infektion erh&ouml;hen.<br /><br /> Trotz moderner Extraktionstechniken in Hybrid-OPs und keimspezifischer antibiotischer Therapie betr&auml;gt die Mortalit&auml;t bei CIED-Infektion innerhalb des ersten Jahres etwa 20 % . <br /><br /><strong>Sondenlose Schrittmacher (&bdquo;leadless pacemakers&ldquo;, LPs)</strong><br /> Diese wurden in den letzten Jahren in die klinische Praxis eingef&uuml;hrt. Sie wurden unter anderem dazu entwickelt, um sondenassoziierte Komplikationen zu verhindern. Der derzeit einzige kommerziell erh&auml;ltliche LP ist der Micra&trade; (Medtronic Inc., Minneapolis, MN, USA). Es handelt sich hierbei um einen MRT-kompatiblen VVIRSchrittmacher in Form einer 0,8cm2 gro&szlig;en und 2g schweren Kapsel, welche Katheter- basiert in den rechten Ventrikel (meist septal) implantiert wird (Abb. 1). Seit Beginn der Zulassungsstudien vor genau 5 Jahren wurden mittlerweile weltweit etwa 30 000 dieser Ger&auml;te implantiert, davon mehr als 2500 im Rahmen von Studien und Registern. Dabei zeigte sich, dass f&uuml;r den Micra&trade; im Vergleich zu konventionellen Schrittmachersystemen von einer geringgradig h&ouml;heren Rate an Myokardverletzungen bei der Implantation, jedoch einer deutlich niedrigeren Rate an mittelund langfristigen Komplikationen inklusive Infektionen auszugehen ist. Duray et al. konnten f&uuml;r die 726 ersten Patienten mit einem Micra&trade; zeigen, dass die Komplikationsrate bei einem l&auml;ngeren Follow-up von bis zu 18 Monaten lediglich auf insgesamt 4 % stieg. Damit war sie im retrospektiven Vergleich mit einem Kollektiv von 2667 Patienten mit konventionellen Schrittmachern um 48 % geringer, was vor allem auf das v&ouml;llige Fehlen von Dislokationen und Infektionen des Micra&trade; zur&uuml;ckgef&uuml;hrt werden konnte (Abb. 2). Die niedrige Komplikationsrate resultierte in einer um 47 % reduzierten Hospitalisierungsrate &ndash; bedingt vor allem durch 82 % weniger notwendige Schrittmacher-Revisionen. Diese niedrige Komplikationsrate wurde in der Interimsanalyse des prospektiven multizentrischen &bdquo;Micra Post Approval Registry&ldquo; in einem Real-World-Setting sogar noch unterboten.<br /> Als Grund f&uuml;r die niedrige Infektionsrate des Micra&trade; werden seine geringe Gr&ouml;&szlig;e sowie die rasche und meist vollst&auml;ndige Endothelialisierung der Kapsel nach der Implantation angenommen. Damit bietet sich der Micra&trade; bei entsprechender Indikation f&uuml;r einen Einkammer-Schrittmacher bei Patienten mit erh&ouml;htem Infektionsrisiko (Diabetes mellitus, Niereninsuffizienz, chronische H&auml;modialyse, Immunsuppression etc.) oder bei Zustand nach Extraktion eines konventionellen Systems wegen Infektion an.<br /> Aufgrund der positiven Erfahrungen mit LPs besteht gro&szlig;es Interesse, diese Technologie f&uuml;r weitere Patientenpopulationen nutzbar zu machen. Der erste Schritt in diese Richtung wird voraussichtlich die Einf&uuml;hrung des Micra&trade; mit VDDModus sein. Dabei werden die im Ger&auml;t integrierten Sensoren (Accelerometer) genutzt, um den mechanischen atrialen Input der Vorhofskontraktion wahrzunehmen. Bei Sinusrhythmus und AV-Blockierung kann dann eine AV-sequenzielle Stimulation erfolgen. Erste ermutigende Erfahrungen mit dieser VDD-Software, die auf bereits implantierte Micra&trade; bei Patienten im Sinusrhythmus aufgespielt wurde, wurden k&uuml;rzlich publiziert.<br /> Die Entwicklung und klinische Einf&uuml;hrung von LPs f&uuml;r die Vorhofstimulation (AAIR) und deren Kombination mit einem ventrikul&auml;ren LP zu einem sondenlosen DDDR-System werden wohl noch einige Jahre in Anspruch nehmen. Dies gilt auch f&uuml;r komplett sondenlose CRT-Systeme, wobei mit dem WiSE-CRT-Device (EBR Systems, Sunnyvale, CA, USA) bereits eine interessante Technologie f&uuml;r eine sondenlose linksventrikul&auml;re Elektrode entwickelt wurde.<br /><br /> <strong>Subkutan implantierbarer ICD</strong><br /> Mit dem subkutanen ICD (S-ICD&reg;, Boston Scientific, Marlborough, MA, USA) steht seit 2009 ein ICD zur Verf&uuml;gung, dessen Schockelektrode nicht transven&ouml;s intraventrikul&auml;r, sondern rein subkutan implantiert ist. Aufgrund der g&uuml;nstigen Ergebnisse der IDE-Studie und des EFFORTLESS- Registers in Hinblick auf Systeminfektionen fand der S-ICD&reg; als IIaC-Empfehlung bei Patienten mit hohem Risiko f&uuml;r oder nach Systeminfektion Eingang in die Behandlungsrichtlinien der gro&szlig;en kardiologischen Gesellschaften. Limitiert wird sein Einsatz derzeit nur noch durch die fehlende M&ouml;glichkeit eines antitachykarden Pacings. Diese L&uuml;cke d&uuml;rfte in absehbarer Zeit geschlossen werden, wenn ein eigener LP derselben Firma mit dem S-ICD<sup>&reg;</sup> kombiniert werden kann. Eine detailliertere Beschreibung des S-ICD<sup>&reg;</sup> ist im Artikel von S. Schwarz in diesem Heft zu lesen.<br /> Weitere ICDs mit extravaskul&auml;ren/extrakardialen Schockelektroden werden in den n&auml;chsten Jahren in die klinische Praxis eingef&uuml;hrt werden. Von besonderem Interesse d&uuml;rften dabei ICDs mit substernaler Positionierung der Schockelektrode sein, da &uuml;ber diese auch eine ventrikul&auml;re Stimulation m&ouml;glich ist. Mit welchen Komplikationsraten die substernale Positionierung behaftet ist, m&uuml;ssen noch entsprechende Studien kl&auml;ren.</p> <p><img src="/custom/img/files/files_datafiles_data_Zeitungen_2018_Jatros_Kardio_1805_Weblinks_s6_abb1.jpg" alt="" width="1051" height="953" /></p> <p>&nbsp;</p> <p><img src="/custom/img/files/files_datafiles_data_Zeitungen_2018_Jatros_Kardio_1805_Weblinks_s6_abb2.jpg" alt="" width="1051" height="959" /></p> <p>&nbsp;</p> <p><img src="/custom/img/files/files_datafiles_data_Zeitungen_2018_Jatros_Kardio_1805_Weblinks_s6_abb3.jpg" alt="" width="1051" height="823" /></p> <h2>His-B&uuml;ndel-Stimulation (&bdquo;His-bundle pacing&ldquo;, HBP)</h2> <p>Es ist bekannt, dass eine rechtsventrikul&auml;re Stimulation (egal ob konventionell oder durch LPs) bei manchen Patienten zu einer Einschr&auml;nkung der linksventrikul&auml;ren Kontraktilit&auml;t f&uuml;hrt. Diese Schrittmacher- induzierte Kardiomyopathie tritt je nach Stimulationsanteil, Patientencharakteristika und Studie bei bis zu 15 % der Patienten mit Herzschrittmachern auf. Als Mechanismus wird die durch die rechtsventrikul&auml;re Stimulation bedingte linksventrikul&auml;re Dyssynchronie angegeben. Um diese zu verhindern, wird seit Jahren am Konzept des HBP gearbeitet, bei dem die rechtsventrikul&auml;re Stimulationselektrode nicht ins Myokard, sondern direkt in das His-B&uuml;ndel geschraubt wird. Damit soll eine konzentrische Aktivierung der Ventrikel bewirkt werden und die delet&auml;ren Folgen der linksventrikul&auml;ren Dyssynchronie sollen dadurch verhindert werden. Die Technik des HBP wurde und wird jedoch teilweise durch eine eingeschr&auml;nkte Steuerbarkeit der Sonden bei der Implantation sowie hohe Reizschwellen des His-B&uuml;ndels im Vergleich zum Myokard erschwert.<br /> Mit neuen verf&uuml;gbaren Tools wie der d&uuml;nnen (4F) Schraubelektrode SelectSecure&trade; Model 3830 mit den entsprechenden Schleusen C315HIS&trade; und C304Deflectable&trade; (diese ist steuerbar, Abb. 3) kann das His-B&uuml;ndel bei der Implantation leichter erreicht und oft mit Reizschwellen unter 2V stimuliert werden. Mit dieser Technologie wurde an der Klinik f&uuml;r Kardiologie des Kepler Universit&auml;tsklinikums 2018 ein HBP-Programm initiiert. Eingeschlossen werden vorerst haupts&auml;chlich Patienten mit Sick- Sinus-Syndrom und niedrigem Wenckebach- Punkt bei der atrialen Stimulation, um Erfahrungen mit der neuen ventrikul&auml;ren Sondenposition bei nicht Schrittmacher- abh&auml;ngigen Patienten zu sammeln. Mit der Helix der SelectSecure&trade; Elektrode in einer Schleuse wird dabei mittels kleiner Bewegungen die His-Region gemappt, bis am Analysierger&auml;t bzw. einer Elektrophysiologiemesseinheit ein eindeutiges His-Signal nachweisbar ist (Abb. 4). Dann wird die Elektrode durch Einschrauben fixiert, die Schleuse in den Vorhof zur&uuml;ckgezogen und die Sensing- und Pacingwerte (Reizschwelle) werden ermittelt. Sind diese akzeptabel (Impedanz 400&ndash;2000 Ohm, Sensing &gt;2mV, Reizschwelle &lt;2V/1,0ms), kann von einem verl&auml;sslichen HBP mit resultierenden schmalen QRS-Komplexen ausgegangen werden (Abb. 5). Auch wenn gro&szlig;e randomisierte Studien noch fehlen, ist das HBP unter Zuhilfenahme neuer Sondentechnologie eine interessante Option zur Reduktion des Auftretens der Schrittmacher- induzierten Kardiomyopathie.</p> <p><img src="/custom/img/files/files_datafiles_data_Zeitungen_2018_Jatros_Kardio_1805_Weblinks_s6_abb4.jpg" alt="" width="1051" height="866" /></p> <p><img src="/custom/img/files/files_datafiles_data_Zeitungen_2018_Jatros_Kardio_1805_Weblinks_s6_abb5.jpg" alt="" width="1051" height="854" /></p> <h2>Kardiale Kontraktilit&auml;tsmodulation</h2> <p>Bei Patienten mit einer systolischen Herzinsuffizienz trotz optimierter medikament&ouml;ser Therapie kann die Symptomatik im Falle einer bestehenden linksventrikul&auml;ren Dyssynchronie (im EKG als Linksschenkelblock sichtbar) durch CRT-Systeme gelindert und die Mortalit&auml;t reduziert werden. Eingeschr&auml;nkt wird die Wirksamkeit der CRT durch eine relativ hohe Non- Responder-Rate (bis zu 30 % ) und die fehlende Wirksamkeit bei Patienten ohne Dyssynchronie (schmale QRS-Komplexe).<br /> Hier kann bei bestimmten Patienten eine kardiale Kontraktilit&auml;tsmodulation (CCM, Impulse Dynamics, Orangeburg, NY, USA) als weitere Device-basierte Herzinsuffizienztherapie angedacht werden.<br /> Die CCM wirkt &uuml;ber eine Stimulation des Myokards in dessen absoluter Refrakt&auml;rperiode, wobei es zu einer Steigerung der lokalen Kontraktilit&auml;t (durch einen erh&ouml;hten Ca++-Einstrom) kommt. &Uuml;ber multimodale Wirkmechanismen (Genexpression, Proteinregulation, D&auml;mpfung des Sympathikus- Systems etc.) kommt es zu einem reversen Remodeling der Ventrikel und damit zur Erh&ouml;hung der Leistungsf&auml;higkeit und Besserung der Symptomatik. Eine heuer in &bdquo;JACC Heart Failure&ldquo; publizierte randomisierte Studie konnte eine Reduktion des kombinierten Endpunktes aus kardialem Tod und Hospitalisierung wegen Herzinsuffizienz bei CCM im Vergleich zu einer nur konservativ behandelten Population nachweisen.<br /> Das CCM-System besteht aus dem Optimizer<sup>&reg;</sup> Smart Generator, der infraklavikul&auml;r implantiert wird. &Uuml;ber 2 kommerziell erwerbbare Schraubsonden (empfohlen werden Sonden der Firma Biotronik), die ins rechtsventrikul&auml;re Septum geschraubt werden, wird das Myokard in seiner Refrakt&auml;rperiode stimuliert. Da dies ein sehr energieaufwendiger Prozess ist, muss der Optimizer<sup>&reg;</sup> 1x/Woche etwa 2 Stunden lang durch den Patienten selbst transthorakal aufgeladen werden.<br /> Am Kepler Universit&auml;tsklinikum wird die CCM bei Patienten mit systolischer Herzinsuffizienz dann eingesetzt, wenn durch die medikament&ouml;se Therapie keine weitere Besserung der Symptomatik erzielt werden kann und eine CRT nicht indiziert ist.<br /> Es handelt sich daher meist um Patienten mit schmalen QRS-Komplexen im EKG. Um wegen der oben genannten Infektionsrisiken eine zu gro&szlig;e Menge an intravaskul&auml;ren Sonden zu vermeiden, wird der Optimizer<sup>&reg;</sup> meist mit einem S-ICD kombiniert (Abb. 6). In dieser Hinsicht besonders interessant w&auml;re ein Kombinationsger&auml;t aus CCM und ICD, welches jedoch fr&uuml;hestens erst in einigen Jahren verf&uuml;gbar sein wird.</p> <p>&nbsp;</p> <p><img src="/custom/img/files/files_datafiles_data_Zeitungen_2018_Jatros_Kardio_1805_Weblinks_s6_abb6.jpg" alt="" width="1051" height="851" /></p></p> <p class="article-footer"> <a class="literatur" data-toggle="collapse" href="#collapseLiteratur" aria-expanded="false" aria-controls="collapseLiteratur" >Literatur</a> <div class="collapse" id="collapseLiteratur"> <p>bei den Verfassern</p> </div> </p>
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