Einfluss von Atemmanövern auf die Sauerstoffversorgung des Herzens mit MRT bei Patienten mit koronarer Herzkrankheit (CADOS-CMR)

Hintergrund

Patienten mit akuter myokardialer Ischämie erhalten Sauerstoff als Standardmaßnahme zur Aufrechterhaltung oder Verbesserung der myokardialen Sauerstoffversorgung. 1975 Neil et al. konnten zeigen, dass eine höhere Sauerstoffkonzentration den myokardialen Blutfluss reduziert. Da jedoch die Sauerstoffkonzentration im Blut signifikant erhöht war, wurde/wird angenommen, dass die höhere Sauerstoffzufuhr die Abnahme der Durchblutung überwiegt. Oxygenation-Sensitive (OS) Cardiovascular Magnetic Resonance (CMR) ist eine neuere Technologie, die das paramagnetische Desoxyhämoglobin im Blut als endogenen Kontrast verwendet. Ein Abfall der Sauerstoffversorgung des Gewebes (Abfall des Oxyhämoglobins) führt zu einem Anstieg des Desoxyhämoglobins, was zu einem Abfall des SI in OS-Bildern führt. Umgekehrt führt eine Erhöhung der Sauerstoffversorgung des Gewebes zu einer Erhöhung des OS-SI. Daher kann die OS-CMR Veränderungen der Sauerstoffversorgung des Myokardgewebes nicht-invasiv, kontrastmittel- und strahlungsfrei beurteilen. Während andere diagnostische Modalitäten nur Informationen über die myokardiale Oxygenierung mit Ersatzparametern liefern, die auf eine Ischämie hinweisen können, liefert OS-CMR lokale funktionelle Informationen über die myokardiale Sauerstoffversorgung. Es wurden Studien mit OS-CMR zum Nachweis von koronarer Herzkrankheit durchgeführt. In jüngerer Zeit wurden Atemmanöver, die systemische Blutgase verändern, als vasoaktiver Stimulus vorgeschlagen, um eine koronare Arterienerkrankung zu erkennen und Veränderungen der myokardialen Sauerstoffversorgung zu messen. Günsch et al. konnten zeigen, dass Hyperkapnie und die Kombination von Hyperkapnie und Hypoxie zu einer Erhöhung der myokardialen Oxygenierung führen, die nur durch eine erhöhte Durchblutung erklärt werden kann. Hypokapnie führte jedoch bei gesunden Probanden zu einer Abnahme der myokardialen Oxygenierung. In einem Schweinemodell konnten die Forscher zeigen, dass die Erhöhung der systemischen Sauerstoffversorgung bei gesunden und Schweinen mit akuter Koronararterienstenose zu einer Abnahme des myokardialen Blutflusses führte, eine Abnahme der myokardialen Oxygenierung jedoch nur bei den Tieren mit a Koronararterienstenose (Abstract Guensch et al: Administration of exogenous oxygen may verschlechtert myocardial ischemia, ESC 2014, akzeptiert). Die Auswirkungen von Hyperoxie sowie Hypokapnie und Hyperkapnie bei Menschen mit einer chronischen koronaren Herzkrankheit sind kaum untersucht. Da die Gabe von Sauerstoff Teil der Behandlungsrichtlinien bei akuter Myokardischämie und in bestimmten Situationen (z. Anästhesie) aus Sicherheitsgründen höhere Sauerstoffkonzentrationen aufrechterhalten werden, ist es wichtig, die Rolle höherer Sauerstoffkonzentrationen bei Erkrankungen der Herzkranzgefäße weiter zu untersuchen. Darüber hinaus wollen die Forscher transiente Zustände der Hypokapnie und Hyperkapnie durch willkürliche Atmung beleuchten. Da OS-CMR ein sicheres diagnostisches Werkzeug ist (keine Bestrahlung, kein Kontrastmittel, kein pharmakologischer Vasodilatator erforderlich) und einen Einblick in die Veränderungen der Sauerstoffversorgung des Herzens geben kann, ist es ideal, um die Hypothese zu testen. Daher möchten die Forscher Patienten mit bekannter Koronarstenose (bestätigt durch vorherige Koronarangiographie), bei denen eine perkutane Koronarintervention (gestufte PCI) oder Koronararterien-Bypass-Operation geplant ist, vor dem Eingriff zur Teilnahme an dieser Studie einladen und die MRT-Ergebnisse mit gesunden vergleichen Freiwillige. Alle Teilnehmer führen eine Hyperventilation mit anschließendem Atemanhalten durch und inhalieren 3-5 Minuten lang Sauerstoff, während das Atemmanöver wiederholt wird. Für die Patienten werden die Ergebnisse dann mit den Befunden der Koronarangiographie (QCA, Lumenverkleinerung des Gefäßes) verglichen.

Zielsetzung

Mit dieser Studie wollen die Forscher untersuchen, ob die Gabe von Sauerstoff sowie die Durchführung von Atemmanövern (Hyperventilation, Atemanhalten) einen negativen oder positiven Effekt auf die Oxygenierung von Myokard unterliegenden Arterien bei koronarer Herzkrankheit haben gesunde Themen.

Methoden

KHK-Patienten mit bekannter koronarer Pathologie, die für eine PCI- oder koronare Bypass-Operation geplant sind, werden vor der koronaren Intervention für die CMR-Untersuchung rekrutiert. Ein i.v. Linie wird aus Sicherheitsgründen gelegt. Während kurzer Atempausen werden sauerstoffempfindliche Grundlinienbilder und Herzfunktionsbilder aufgenommen. Die Probanden werden dann gebeten, eine Minute lang mit 20-30 Atemzügen/min zu hyperventilieren. Unmittelbar danach wird ein maximaler Atemstillstand in Endausatmung durchgeführt, solange die Person es bequem ertragen kann. Während der gesamten Atemanhalte-Oxygenierung werden sensible Bilder aufgenommen. Wann immer der Proband das Bedürfnis verspürt zu atmen, kann er dies sofort tun und dem Techniker mit einer Rufklingel signalisieren. Nach der Genesung atmet der Proband 3-5 Minuten lang Sauerstoff mit 12-15 l/min durch eine Maske ein, wonach sauerstoffempfindliche Bilder sowie Funktionsbilder wiederholt werden. Die Hyperventilation-Atempause wird mit Sauerstoff wiederholt. Gesunde Freiwillige werden dem gleichen Protokoll unterzogen.