High-Flow-Therapie zur Behandlung der Cheyne-Stokes-Atmung bei chronischer Herzinsuffizienz (FLOAT-CS)

Bei Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz (CHF) umfasst die Atmungsstörung im Schlaf hauptsächlich zwei verschiedene Entitäten: obstruktive Schlafapnoe (OSA) und zentrale Schlafapnoe mit Cheyne-Stokes-Atmung (CSA). Da es sich um eine seltene Erkrankung in der Allgemeinbevölkerung handelt, wird ZSA mit einer Prävalenz von bis zu 40 % bei CHF-Patienten gefunden.1 Dieser Anstieg der Prävalenz wird durch pathophysiologische Überschneidungen ausgelöst. CSA wird durch Hyperventilation und eine hochempfindliche Hypokapnoe-induzierte Apnoe-Schwelle ausgelöst, wobei Apnoe dann durch kleine vorübergehende Verringerungen des Kohlendioxid-Partialdrucks (pCO2) ausgelöst wird. Die zugrunde liegenden Mechanismen sind noch nicht vollständig verstanden. Trotz neurohumoraler Störungen wie veränderter Chemoreflexkaskaden (erhöhte "Loop Gain" und "Controller Gain") und Kreislaufverzögerung wird angenommen, dass Lungenstauung eine Rolle bei der Entwicklung von CSA spielt. Verursacht durch reduziertes Herzzeitvolumen und/oder beeinträchtigtes linksventrikuläres Füllungsmuster, ist ein Anstieg des pulmonalen Kapillarkeildrucks (PCWP) mit daraus folgendem interstitiellen Lungenödem eng mit dem Auftreten einer CSA korreliert. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass eine akute Zunahme der Lungenstauung durch nächtliche Verdrängung von rostraler Flüssigkeit in die Lunge den Schlaf-pCO2 senkt und für CSA prädisponiert. Darüber hinaus stimuliert eine verringerte Blutsauerstoffspannung die Entladung von peripheren Chemorezeptoren und führt zu einem Hyperventilationsmuster von CSA. Umgekehrt erhöht Hyperventilation die Neigung zu zentralen Apnoen, indem die CO2-Reserve reduziert wird. Frühere Studien unterstrichen die Bedeutung der hypoxämischen Chemorezeptorstimulation bei der Entwicklung von CSA und veranschaulichten dies als pathophysiologisches Schlüsselelement bei Patienten mit pulmonalarterieller Hypertonie, bei denen Hypokapnie, periodische Atmung und CSA trotz normaler Kapillarkeildruckwerte weit verbreitet sind. Auch bei Patienten mit Herzinsuffizienz scheint dies wichtig zu sein: Mehrere Interventionsstudien zeigten eine zumindest teilweise Unterdrückung der CSR durch Sauerstofftherapie.

Die High-Flow-Therapie ist eine Technik, die Patienten, die eine Atemunterstützung benötigen, eine Reihe von Strömen erwärmter, befeuchteter Luft liefert, die über Nasenkanülen verabreicht werden Eine Nasenkanüle ist in der Lage, ausreichende Sauerstoffflussraten bereitzustellen, um Hypoxämien vollständig zu vermeiden. Eine Erhöhung der Sauerstoffsättigung geht mit einer verminderten Chemosensitivität des Glomus caroticum einher. Dies kann weiter dazu beitragen, die Schwere der Cheyne-Stokes-Atmung zu verbessern. Frühere Studien konnten bei der Verwendung von 2 l/min Sauerstoff eine Reduktion des AHI um 50 % erreichen.

Gleichzeitig kann die High-Flow-Beatmungstherapie den Einatmungswiderstand dämpfen, indem möglicherweise ein positiver Ausdehnungsdruck für die Lungenrekrutierung bereitgestellt wird, ohne einen übermäßigen intrathorakalen Druck bereitzustellen (laut Hersteller nur 3–6 cm H2O).

Aber andererseits wurde festgestellt, dass der hyperoxämische Zustand auch einige ungünstige Folgen hat, wie eine Zunahme der Infarktgröße nach einem Myokardinfarkt, und daher vermieden werden sollte.

Die FLOAT-CS-Studie ist eine Proof-of-Concept-Studie, die die nächtliche High-Flow-Beatmungstherapie mit Sauerstoff (Sauerstoff-HFT) als neuartigen Therapieansatz für HFrEF-Patienten mit CSA durch Abschwächung der hypoxämischen Belastung untersucht.

Die High-Flow-Beatmungstherapie über eine Nasenkanüle mit 20-50 l/min einer Mischung aus Umgebungsluft und Sauerstoff wird titriert, um einen Zielsauerstofffluss zu erreichen, der zu einer Normoxämie führt, die als transkutane Sauerstoffsättigung (SpO2) zwischen 91 % und 98 definiert ist %. Es wird erwartet, dass dies Hypoxämien vollständig vermeidet, ohne einen übermäßigen intrathorakalen Druck bereitzustellen. Für den größtmöglichen Komfort der Patienten wird ein Luftbefeuchter verwendet und das Luft-Sauerstoff-Gemisch auf 37°C erwärmt.

Darüber hinaus untersucht die FLOAT-CS-Studie die hämodynamische Wirkung von Sauerstoff-HFT im Vergleich zu Placebo.

Somit werden die an der Studie teilnehmenden Patienten 1:1 entweder in der ersten bzw. in der zweiten Studiennacht auf die Therapie mit Sauerstoff-HFT randomisiert. In der anderen Nacht werden sie mit Placebo behandelt.

Da der Hauptfokus dieser Untersuchung auf der Behandlung von CSA-Patienten liegt, werden sich Patienten einer vollständig betreuten Polysomnographie im Krankenhaus unterziehen, um Parameter im Zusammenhang mit Schlaf und kardiorespiratorischen Ereignissen während des Schlafs zu bewerten. Alle Probanden erhalten einen arteriellen Zugang zur Arteria radialis, der während ihrer gesamten Studienteilnahme verbleibt. Dies ermöglicht ein kontinuierliches invasives hämodynamisches Monitoring und häufige arterielle Blutgasanalysen und gewährleistet so ein Höchstmaß an Patientensicherheit sowie präzise und detaillierte Aufzeichnungen.