Vorhofflimmern – schonend zurück in den Takt

19. Juli 2011
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Eine neue Methode, Herzflimmern schonend und schmerzfrei zu behandeln,haben Forscher entwickelt. Erstmals konnten sie am Tiermodell zeigen, dass eine Abfolge niedrig-energetischer elektrischer Pulse Vorhofflimmern erfolgreich beenden kann.

Dabei kommt die so genannte Niedrig-Energie-Defibrillation mit etwa 84 Prozent weniger Energie aus als die herkömmliche Defibrillation. An der neuen Studie waren auch Wissenschaftler der Universitätsmedizin Göttingen, des Rochester Institute of Technology, der Ecole Normale Supérieure de Lyon und des Laboratoire Non-Linéaire de Nice maßgeblich beteiligt.

In einem gesunden Herzen steuern elektrische Impulse, die sich geordnet entlang des Herzmuskels ausbreiten, die mechanische Pumpaktivität des Organs: In regelmäßigem Takt ziehen sich Herzkammern und Vorhöfe zusammen und erschlaffen danach wieder. Bei Menschen, die unter Herzrhythmusstörungen leiden, funktioniert dies nicht zuverlässig. Die elektrischen Signale breiten sich chaotisch in spiralförmigen Wellen im Herzen aus, unterbinden den regelmäßigen Herzschlag und verhindern so, dass der Körper adäquat mit Blut versorgt wird. Etwa ein bis zwei Millionen Menschen in Deutschland sind vom so genannten Vorhofflimmern betroffen.

Niedrig-Energie-Defibrillation: Schwache Pulse

Für Patienten, bei denen Vorhofflimmern auftritt, gibt es die Möglichkeit der Defibrillation, auch Kardioversion genannt. Ein starker elektrischer Puls, den die Betroffenen als schmerzhaft empfinden und der das umliegende Gewebe schädigen kann, bringt das Herz zurück in den gewohnten Takt. Aufgrund der Schmerzhaftigkeit wird die Defibrillation in der Regel während einer kurzen Narkose durchgeführt. Die Forscher um Stefan Luther vom Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation und Flavio H. Fenton von der Cornell University setzen nun auf eine andere Methode: die Niedrig-Energie-Defibrillation. Mit Hilfe eines Herzkatheters erzeugen die Forscher eine Abfolge von fünf vergleichsweise schwachen elektrischen Pulsen im Herzen. „Wenige Sekunden später schlägt das Herz wieder regelmäßig“, beschreibt Luther die jüngsten Ergebnisse. Die Energiemenge, die dem Herzen in Form von elektrischen Pulsen zugeführt wird, lässt sich im Vergleich mit der herkömmlichen Methode so um 84 Prozent verringern.

Obwohl beide Verfahren auf den ersten Blick ähnlich funktionieren, lösen sie innerhalb des Herzens völlig verschiedene Prozesse aus. „Der klassische Defibrillator legt auf einen Schlag alle Zellen des Organs gleichzeitig lahm“, erklärt Robert F. Gilmour von der Cornell University. Für einen kurzen Moment können sie keinerlei elektrische Signale weiterleiten; die lebensbedrohlichen, chaotischen Wellen werden unterbunden. Danach kehrt das Herz in seinen gewohnten, gesunden Takt zurück – wie ein Computer, den man kurz aus- und wieder einschaltet.

Schritt für Schritt aus dem Chaos

Das neue Verfahren beendet die chaotischen Wellen im Herzen hingegen Schritt für Schritt. „Unsere wichtigsten Helfer dabei sind natürliche Inhomogenitäten im Herzen wie etwa Fettgewebe, Blutgefäße oder Bindegewebe“, erklärt Eberhard Bodenschatz, Direktor am Max-Planck-Institut. In Experimenten und Simulationen konnten die Forscher zeigen, dass diese Inhomogenitäten Ausgangspunkte für geordnete Wellen sein können. „Recht schwache elektrische Signale reichen aus, um die Zellen an diesen Stellen anzuregen, wieder „normale“ Wellen auszusenden“, erklärt Fenton. Mit jedem Puls werden mehr Inhomogenitäten aktiviert, so dass sie die chaotischen Wellen nach und nach verdrängen und das gesamte Organ wieder in den richtigen Takt versetzen.

Grundsätzlich lassen sich die Ergebnisse auch auf die Defibrillation von Kammerflimmern übertragen, eine lebensbedrohliche Rhythmusstörung, die durch einen internen oder externen Defibrillator beendet werden kann. Für viele Patienten mit implantiertem Cardioverter-Defibrillator könnte die neue Technik Schmerzen vermindern, die Erfolgsrate der Behandlung erhöhen und die Batterielebensdauer verlängern und damit die Häufigkeit des chirurgischen Geräteaustausches reduzieren.

„Die Niedrig-Energie-Defibrillation ist eine bahnbrechende Entwicklung und ein hervorragendes Beispiel einer erfolgreichen Kooperation zwischen Grundlagenwissenschaftlern und Klinikern mit unmittelbarer Bedeutung für die Entwicklung neuer Therapieverfahren“, sagt Markus Zabel, Leiter der Klinischen Elektrophysiologie der Abteilung Kardiologie und Pneumologie der Universitätsmedizin Göttingen. „Wir arbeiten intensiv daran, diese neu Technik so schnell wie möglich zur Behandlung unserer Patienten einsetzen zu können“, ergänzt Gerd Hasenfuss, Vorsitzender des Herzzentrums der Universitätsmedizin Göttingen.

Originalpublikation:
Low-energy Control of Electrical Turbulence in the Heart
Stefan Luther et al.; Nature, 475: 235–239; 2011

2 Wertungen (2 ø)
Kardiologie

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3 Kommentare:

Defibrillation und Cardioversion sind nicht das Gleiche. Um wieviel geringer der Energieeintrag in Joule ist, wird nicht erklärt, auch nicht ob man sich auf einen mono- oder biphasischen Schock bezieht. Warum die “chaotischen Wellen” im Vorhof lebensbedrohlich sein sollen verstehe ich nicht. Ebenso wie die Erklärung dieses neuartigen Verfahrens bei dem Myozyten zum Ausenden von “Wellen” angeregt werden. Ob es einen Unterschied zur Überstimmulation gibt wird leider auch nicht klar und warum eine Methode bei der man die V. fem. mindestens mit einer 5F-Schleuse punktiert bekommt weniger invasiv sein soll als eine Kurznarkose (immer!) mit nachfolgenden 50 – 100 Joule externe Cardioversion weiß vermutlich nur der Autor.

#3 |
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Schön wär’s, wenn wir auch erfahren dürften, wie verläßlich (oft bzw. anhaltend) die Niedrig-Energie-Defibrillation bei schon länger bestehendem Vorhofflimmern oder bei Kardiomegalie / Sportlerherz / nach abgelaufener Myokarditis wirkt.

#2 |
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Dr. med. Jan Hatto Freisenich
Dr. med. Jan Hatto Freisenich

Sehr interessant

#1 |
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