Intrakoronares EKG ST-Segmentverschiebung Remissionszeit während reaktiver Koronarhyperämie (τ-icECG)

Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind weltweit die häufigste Todesursache und für 17,9 Millionen Todesfälle pro Jahr im Jahr 2019 verantwortlich. Neben dem akuten Koronarsyndrom, bei dem eine perkutane Koronarintervention (PCI) nachweislich das Outcome verbessert, nimmt auch die Zahl der Patienten mit chronischem Koronarsyndrom (CCS) zu. Die PCI von hämodynamisch relevanten stenotischen Läsionen, die eine myokardiale Ischämie verursachen, ist die Standardbehandlung bei diesen Patienten. Eine effektive Revaskularisation, wie von den Leitlinien der European Society of Cardiology (ESC) empfohlen, erfordert die Unterscheidung zwischen hämodynamisch relevanten und nicht signifikanten stenotischen Koronarläsionen.

Gegenwärtig wird die Beurteilung der Koronarstenose durch eine strukturelle visuelle angiographische Beurteilung oder durch Koronardruckmessungen stromaufwärts und stromabwärts der Läsion durchgeführt. Letzteres wird von der ESC empfohlen und basiert auf seinem prognostischen Wert, der aus großen randomisierten klinischen Studien abgeleitet wurde. Bei einer vorübergehenden Lähmung der koronaren Mikrozirkulation durch eine Hyperämie-induzierende Substanz wie Adenosin (ADO) steht der Druck theoretisch in direktem Zusammenhang mit dem koronaren Fluss. Daher liefert der Druckabfall während einer Hyperämie über eine Koronarstenose, d. h. die fraktionierte Flussreserve (FFR), eine Schätzung seiner einschränkenden Wirkung auf den Fluss. Dieses Verfahren hängt jedoch von teuren Drucksensor-Angioplastie-Führungsdrähten und Hyperämie-induzierenden Substanzen wie ADO ab. Daher sind pharmakologische Einschränkungen wie atrioventrikuläre Überleitungsstörungen und Asthma und andere potenzielle unerwünschte Ereignisse (z. Arrhythmien) sind neben den Kosten die Hauptnachteile der druckabgeleiteten FFR. Um mögliche medikamenteninduzierte Nebenwirkungen zu vermeiden und eine maximale Hyperämie zu erreichen, führt die Studiengruppe reaktive Hyperämie-FFR-Messungen durch, die durch einen proximalen, 1-minütigen Koronararterienballonverschluss induziert werden. Diese Methode ist in ihrer Fähigkeit, relevante Koronarstenosen zu erkennen, im Vergleich zu Adenosin-induzierter FFR nicht unterlegen.

Das vorliegende Projekt zielt auf die Validierung eines neuartigen, potenziell harmloseren, schnelleren und kostengünstigeren diagnostischen Ansatzes zur Messung des Schweregrades der hämodynamischen Koronarstenose ab.

Das üblicherweise erhaltene Oberflächen-Elektrokardiogramm (EKG) ist bei der Erkennung einer kurz andauernden oder geringfügigen myokardialen Ischämie begrenzt. Im Vergleich dazu ist das intrakoronare EKG (icECG) zeit- und raumempfindlicher bei der Erkennung einer myokardialen Ischämie, letzteres aufgrund seiner engen Nähe zur interessierenden myokardialen Region. Es kann leicht erhalten werden, indem eine Krokodilklemme an einem koronaren Führungsdraht befestigt wird.

Basierend auf der Sensitivität des icECG haben mehrere klinische Studien den Wert des icECG zur Steuerung der PCI bewertet und es als nützlich zur Vorhersage einer postoperativen Myokardverletzung eingestuft.

Die Forschungsgruppe der Forscher führte eine Studie durch, um die diagnostische Genauigkeit der icECG-ST-Segmentverschiebung während pharmakologischer inotroper Belastung bei der Beurteilung des Schweregrads der funktionellen Koronarläsion im Vergleich zum Schweregrad der strukturellen Stenose zu bestimmen, wie durch quantitative Koronarangiographie in % Durchmesserverengung (%S durch QCA) und erhalten im Vergleich zu anderen funktionellen hämodynamischen Indizes (FFR, instantaneous wave-free ratio (iFR)). Das Eis-EKG ST-Strecken-Verschiebung zeigte eine signifikante Korrelation mit allen etablierten Parametern.

Die Auswertung des icECG erforderte die Entwicklung eines spezifischen Softwarealgorithmus, der die quantitative icECG-ST-Streckenverschiebung in jedem einzelnen Herzschlag robust bestimmt. Die Validierungsanalyse des Algorithmus fand offline statt und zeigte eine hervorragende Korrelation im Vergleich zu den Ergebnissen von EKG-Experten (r2 = 0,932; p < 0,001).

Die Entwicklung dieses vollständig autonomen icECG-Analysealgorithmus wurde auf einer bestehenden EKG-Software namens "EsoLive" aufgebaut, die am Institut für Medizintechnik und Medizinische Informatik der Fachhochschule Nordwestschweiz entwickelt wurde. Kurz gesagt, der Algorithmus beginnt mit einem Basislinienwanderungs-Extraktionsverfahren in Bezug auf die Kalman-Filterung, setzt dann die Anfangspunkte für eine "Kante", d. h. einen J-Punkt, bevor er auf ähnliche Weise den isoelektrischen Linienpegel verarbeitet. Quantitative Zeit- sowie Spannungsmessungen dieser beiden Punkte ermöglichen die Berechnung der icEKG-ST-Streckenverschiebung für jeden einzelnen QRS-Komplex.

Diese Studie evaluiert einen neuen diagnostischen Ansatz basierend auf der Remissionszeit der icECG-ST-Streckenverschiebung, bezeichnet als τ-icECG (τ=tau, d. h. die Remissionshalbwertszeit, die durch eine Exponentialfunktion an die verschwindende ST-Streckenverschiebung angepasst wird). wird für die PCI-Führung verwendet.