ArchivDÄ-TitelSupplement: PerspektivenKardiologie 2/2018Unterstützungssysteme: Kleinste Herzpumpe schafft zeitweise Entlastung

Supplement: Perspektiven der Kardiologie

Unterstützungssysteme: Kleinste Herzpumpe schafft zeitweise Entlastung

Dtsch Arztebl 2018; 115(44): [24]; DOI: 10.3238/PersKardio.2018.11.02.04

Werner, Nikos

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Bei Patienten mit hohem operativen Risiko können interventionell eingesetzte Linksherz-Unterstützungssysteme die Hämodynamik stabilisieren. Je nach Indikation stehen unterschiedliche Pumpensysteme zur Verfügung.

Hämodynamische Unterstützung: Die Mikroaxialpumpe saugt Blut aus dem linken Ventrikel und gibt sie in der Aorta aszendens wieder ab. Foto: Abiomed
Hämodynamische Unterstützung: Die Mikroaxialpumpe saugt Blut aus dem linken Ventrikel und gibt sie in der Aorta aszendens wieder ab. Foto: Abiomed

Eine zeitweise mechanische Unterstützung des linken Ventrikels durch perkutane Pumpensysteme kann bei der Behandlung verschiedener kardiologischer Krankheitsbilder von Nutzen sein. Hierzu zählen das akute und das chronische Herzversagen, bei dem es das geschädigte Herz über eine gewisse Zeit zu entlasten gilt, bis es sich erholt hat beziehungsweise eine weitere Therapie (dauerhaftes Unterstützungssystem wie „Kunstherz“) oder eine Herztransplantation möglich sind. Darüber hinaus werden Unterstützungssysteme prophylaktisch bei der perkutanen Koronarintervention (PCI) von Hochrisikopatienten mit komplexer koronarer Herzkrankheit sowie im therapierefraktären kardiogenen Schock nach akutem Myokardinfarkt eingesetzt.

Es existieren verschiedene Verfahren, wobei sich die Unterstützungssysteme entweder direkt im oder am Herzen befinden oder aber extrakorporal mit dem Blutkreislauf verbunden sind. Unterstützungssysteme wie das Impella®-Mikroaxialpumpensystem von Abiomed oder das iVAC2L™-System ermöglichen in beiden Fällen eine schnelle, perkutane Entlastung des Herzens, die mit erhöhter hämodynamischer Stabilität und damit besseren Behandlungsergebnissen einhergehen kann.

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Das Konzept der „protected PCI“ (geschützte PCI) sieht dabei den Einsatz von Systemen bei stabilen Patienten vor, die an einer koronaren Herzerkrankung mit komplexer Anatomie (z. B. Beteiligung des distalen linkskoronaren Hauptstamms und/oder Stenosen mehrerer Gefäße, hoher SYNTAX-Score) leiden und sich aufgrund ihres klinischen Zustands (Begleiterkrankungen, eingeschränkte linksventrikuläre Pumpfunktion) nur schlecht einer offenen herzchirurgischen Bypassoperation unterziehen können (Grafik).

Identifikation von Patienten für eine Protected PCI
Identifikation von Patienten für eine Protected PCI
Grafik
Identifikation von Patienten für eine Protected PCI

Mechanische Unterstützung

Bei der intraaortalen Ballonpumpe (IABP) wird ein Ballon über die Oberschenkelarterie in die Aorta descendens eingebracht, wo er in der Diastole mit Helium aufgepumpt und in der Systole entleert wird. Hierdurch wird diastolisch der Abfluss von Blut in die untere Körperhälfte verringert, wodurch Gehirn und Herz besser mit Blut versorgt werden. Das beim systolischen Entleeren des Ballons entstehende Vakuum senkt zudem die Nachlast im Ventrikel.

In der IABP-SHOCK-II-Studie zeigte die IABP keinen prognostischen Nutzen bei Patienten mit Herzinfarkt im kardiogenen Schock, sodass die IABP im heutigen Alltag in der Kardiologie praktisch keine Rolle mehr spielt (1).

Das andere Ende des Spektrums bilden die extrakorporalen Kreislaufunterstützungssysteme (ECLS). Diese fördern über eine extrakorporale Pumpe Blut aus dem rechten Vorhof und pumpen dieses nach Decarboxylierung und Oxygenierung in ein arterielles Gefäß in den Körper zurück. Mit einer Leistung von bis zu 7 l pro Minute können ECLS prinzipiell die normale Funktion des linken Herzventrikels komplett ersetzen. Nachteilig sind unter anderem die großkalibrigen Schleusen und das damit verbundene Risiko für Gefäßkomplikationen wie Blutungen, Embolien und Beinischämien.

Perkutane Pumpensysteme

Von den zuvor genannten Systemen unterscheiden sich die aktuell am häufigsten gebrauchten, perkutan eingebrachten Pumpensysteme deutlich. Bei der Impella handelt sich um eine mikroaxiale Pumpe, die zur Unterstützung des linken oder des rechten Herzens verwendet werden kann. Die zur Verfügung stehenden Modelle werden retrograd über die Aortenklappe im linken Ventrikel platziert.

Der mit einer Rotationsgeschwindigkeit von bis zu 50 000 Umdrehungen pro Minute arbeitende Impeller der Pumpen saugt das Blut im linken Ventrikel an und wirft es in die Aorta ascendens aus. Dies geschieht unabhängig vom Herzschlag, sodass auch während der Ruhephase des Ventrikels Blut in die Aorta gepumpt wird.

Es stehen Systeme mit unterschiedlicher Pumpleistung zur Verfügung: Neben Impella® 2.5, der kleinsten Herzpumpe der Welt, die einen maximalen Fluss von 2,5 l pro Minute erlaubt, stehen mit der Impella CP® (bis 3,5 l/min) und Impella® 5.0 (bis 5,0 l/min) 2 größere Pumpen mit einem höheren Maximalfluss zur Verfügung.

Während die Impella 2.5 und die Impella CP mittels Einführschleuse perkutan über die Femoralarterie platziert werden können, wird die Impella 5.0 in der Regel chirurgisch eingesetzt. Die Steuerung erfolgt über eine transportable Konsole.

Die zur Unterstützung des rechten Herzens entworfene Mikroaxialpumpe Impella RP® arbeitet nach dem gleichen Prinzip. Sie wird über die Femoralvene eingebracht und verbindet die Vena cava inferior über die Trikuspidal- und die Pulmonalklappe mit der Pulmonalarterie. Dabei ist sie in der Lage, pro Minute bis zu 4 l venöses Blut in die Lungenarterie zu fördern.

Die Unterstützung des linken Ventrikels durch eine Impella-Pumpe führt zu mehreren günstigen physiologischen Effekten. So senken sie durch ihre kontinuierliche Funktion das enddiastolische Volumen (EDV) und den enddiastolischen Druck (EDP) im linken Ventrikel sowie konsekutiv auch den pulmonal-kapillären Druck. Aufgrund der verringerten Wandspannung muss das Myokard weniger mechanische Arbeit leisten, sodass es weniger Sauerstoff benötigt. Durch die erhöhte Leistung des linken Herzens steigt gleichzeitig der mittlere arterielle Druck mit verbesserter Durchblutung der Koronargefäße. So ermöglicht der Einsatz der Impella-Pumpe durch den geringeren Sauerstoffbedarf bei verbesserter Sauerstoffversorgung neben der hämodynamischen Stabilisierung vermutlich auch eine myokardiale Protektion.

Einsatz und Kontraindikationen

In der Europäischen Union können die Impella-Mikroaxialpumpen zur Unterstützung des linken Ventrikels in der Kardiologie und Herzchirurgie bis zu 5 Tage (Impella 2.5, Impella CP) beziehungsweise bis zu 10 Tage lang (Impella 5.0, Impella® LD) ununterbrochen eingesetzt werden. Mögliche Indikationsbereiche sind:

  • bei Patienten mit stark eingeschränkter Funktion des linken Ventrikels, zum Beispiel bei einem kardiogenem Schock nach akutem Herzinfarkt, bei akuter Myokarditis oder bei anderen Formen des nichtischämischen kardiogenen Schocks;
  • Unterstützung bei koronaren Bypassoperationen am schlagenden Herz, insbesondere bei Patienten mit deutlich eingeschränkter linksventrikulärer Ejektionsfraktion bereits vor der OP und einem hohen Risiko einer niedrigen postoperativen Herzleistung;
  • hämodynamische Unterstützung während perkutaner Koronarinterventionen (PCI) bei Hochrisikopatienten mit Begleiterkrankungen.

Die Impella-RP-Mikroaxialpumpe kann bis zu 14 Tage kontinuierlich im Herz verbleiben. Ihre Indikationen umfassen unter anderem:

  • akute oder vorübergehende Reduktion der rechtsventrikulären Funktion, zum Beispiel kardiogener Schock mit Rechtsherzversagen;
  • Rechtsherzunterstützung bei Hochrisiko-Bypassoperationen am schlagenden Herzen;
  • Rechtherzversagen nach Implantation eines linksventrikulären Unterstützungssystems (z. B. herzchirurgisch implantiertes linksventrikuläres Assist Device, sog. LVAD).

Kontraindiziert ist der Einsatz von Impella-Mikroaxialpumpen unter anderem bei

  • höhergradigen Aortenklappenstenosen oder -insuffizienzen,
  • mechanischen Aortenklappenprothese,
  • Ventrikelseptumsdefekt,
  • hypertropher obstruktiver Kardiomyopathie,
  • Ventrikelthromben.
Komponenten des Pumpensystems Impella®. Foto: Abiomed
Komponenten des Pumpensystems Impella®. Foto: Abiomed

Mit der zunehmenden Lebenserwartung der Bevölkerung steigt auch die Zahl älterer Herzpatienten, bei denen eine Myokardrevaskularisation mittels Bypass-OP notwendig wäre, die aber aufgrund von Komorbiditäten wie Diabetes, Niereninsuffizienz, Lungenerkrankung und/oder peripherer arterieller Verschlusskrankheit oder hochgradig reduzierter linksventrikulärer Funktion als nicht operabel eingestuft werden. Je höher das individuelle Risiko des Patienten, desto geringer ist somit häufig die Chance für eine Operation oder auch eine Koronarintervention (PCI). Im Vergleich zu behandelten Patienten haben solche Patienten ohne Intervention jedoch eine deutlich schlechtere Prognose (2).

Nutzen bei Hochrisiko-PCI

Eine linksventrikuläre Unterstützung mit einer Impella-Mikroaxialpumpe kann es ermöglichen, solchen Hochrisikopatienten dennoch die Chance auf eine Koronarintervention (PCI) zu geben. Sie sorgt während des Eingriffs durch eine kontinuierliche Unterstützung für eine erhöhte hämodynamische Stabilität und verbesserte myokardiale Perfusion. Solch eine „Protected PCI“ kann somit die Gefahr unerwünschter Ereignisse während und nach dem Eingriff mindern.

Eine hämodynamische Unterstützung der PCI durch Impella-Systeme sollte insbesondere dann erwogen werden, wenn es sich um eine Mehrgefäßerkrankung, eine Erkrankung des linkskoronaren Hauptstamms oder das letzte verbliebene Gefäß handelt bei gleichzeitig vorliegender reduzierter linksventrikulärer Pumpfunktion. Gleiches gilt für hohes Alter und das Vorliegen von Komorbiditäten wie Diabetes, Niereninsuffizienz oder Herzversagen.

PROTECT II zeigt Vorteile auf

In der 1:1 randomisierten, kontrollierten Studie PROTECT II wurde die linksventrikuläre Unterstützung mit der Impella 2.5 im Vergleich zur IABP bei 427 Hochrisikopatienten mit elektiver, komplexer PCI untersucht. Bei allen Patienten war die linksventrikuläre Auswurffraktion auf 35 % oder weniger reduziert, 87 % litten unter chronischer Herzinsuffizienz. Die beiden kombinierten Endpunkte der Studie waren „major adverse events“ (MAE) und „major adverse cardiovascular and cerebral events“ (MACCE), was Tod, Myokardinfarkt, Schlaganfall oder erneute Revaskularisierung umfasst. Auch wenn der kombinierte Endpunkt nach 30 Tagen nicht unterschiedlich zwischen beiden Gruppen war, zeigte die Auswertung nach 90 Tagen, dass die Impella 2.5 gegenüber der IABP offensichtlich signifikante Vorteile sowohl hinsichtlich des Auftretens von MAE (40 % vs. 51 %; p = 0,023) als auch von MACCE (22 % vs. 31 %; p = 0,033) aufwies (2).

Obwohl auch die hämodynamischen Effekte in der Impella-Gruppe besser ausfielen, konnten zwischen den beiden Armen keine Unterschiede in den Endpunkten Tod oder Myokardinfarkt nachgewiesen werden. Multivariate Post-hoc-Analysen 90 Tage nach der PCI ergaben jedoch, dass der Einsatz der Mikroaxialpumpe ein unabhängiger Prädiktor für ein Überleben ohne MAE (Odds Ratio [OR]: 0,75; p = 0,007) beziehungsweise ohne MACCE war (OR: 0,76; p = 0,02) (2).

Weitere Ergebnisse zeigten, dass die Mikroaxialpumpe das Risiko für eine erneute Revaskularisierung gegenüber IABP innerhalb von 90 Tagen um 52 % reduzierte (6 vs. 13 %; p = 0.024) und die Länge des Klinikaufenthalts um 2 Tage verkürzte (7 vs. 9 Tage; p = 0,008). 58 % der Patienten in der Impella-Gruppe verbesserten sich aus den NYHA-Klassen III und IV in eine günstigere Funktionsklasse (p < 0,001).

Bei der PROTECT-II-Studie ist vor allem zu berücksichtigen, dass es keine Therapiegruppe ohne zusätzliche linksventrikuläre Unterstützung gab, also alle Patienten entweder eine Impella oder IABP erhielten (2).

Der Einsatz der Impella-Mikroaxialpumpe bei Patienten mit einem hohen chirurgischen Risiko, die sich aufgrund ihres Lebensalters oder multipler Begleiterkrankungen einer Hochrisiko-PCI unterziehen müssen, wird derzeit in nationalen und internationalen Registern weiter evaluiert.

DOI: 10.3238/PersKardio.2018.11.02.04

Prof. Dr. med. Nikos Werner

(für die „Working Group protected PCI“)

Medizinische Klinik und Poliklinik II,
Herzzentrum der Universität Bonn,
Universitätsklinikum Bonn.

Interessenkonflikt: Der Autor erhielt Berater- und Vortragshonorare sowie Kongressgebühren- und Reisekostenerstattungen von den Firmen Abiomed, Bosto Scientific und Abbot.

1.
Thiele H, Zeymer U, Neumann F-J, et al.: Intraaortic Balloon Support for Myocardial Infarction with Cardiogenic Shock. N Engl J Med 2012; 367: 1287–96 CrossRef MEDLINE
2.
O’Neill WW, Kleiman NS, Moses J, et al.: A prospective, randomized clinical trial of hemodynamic support with Impella 2.5 versus intra-aortic balloon pump in patients undergoing high-risk percutaneous coronary intervention: the PROTECT II study. Circulation 2012; 126: 1717–27 CrossRef MEDLINE
Identifikation von Patienten für eine Protected PCI
Identifikation von Patienten für eine Protected PCI
Grafik
Identifikation von Patienten für eine Protected PCI
1.Thiele H, Zeymer U, Neumann F-J, et al.: Intraaortic Balloon Support for Myocardial Infarction with Cardiogenic Shock. N Engl J Med 2012; 367: 1287–96 CrossRef MEDLINE
2.O’Neill WW, Kleiman NS, Moses J, et al.: A prospective, randomized clinical trial of hemodynamic support with Impella 2.5 versus intra-aortic balloon pump in patients undergoing high-risk percutaneous coronary intervention: the PROTECT II study. Circulation 2012; 126: 1717–27 CrossRef MEDLINE

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