Revolution in der Gerätetherapie

Sondenlose Herzschrittmachersysteme

Jatros

Autor:

Günther Prenner

Autor:

Dr. Peter Lercher

Klinische Abteilung für Kardiologie Medizinische Universitätsklinik Graz Auenbruggerplatz 15, 8036 Graz Tel.: +43/316/385-80540 Fax: +43/316/385-13733 E-Mail: peter.lercher@medunigraz.at

08.09.2016

Die Implantation eines Herzschrittmachers ist eine etablierte Therapie bei Patienten mit signifikanten Bradyarrhythmien und führt zur Verbesserung von Prognose und Beschwerdesymptomatik. Trotz steter technischer Neuerungen treten dennoch in bis zu 10 % Komplikationen akut bzw. im Langzeitverlauf auf. Das innovative Konzept eines sondenlosen Herzschrittmachersystems ist ein Meilenstein in der Schrittmachertherapie mit Reduktion der vor allem durch Elektroden und die Generatortasche bedingten hohen Komplikationsraten. <div id="keypoints"> <h2>Key Points</h2> <ul> <li>Der sondenlose Herzschrittmacher ist ein Meilenstein in der kardialen Gerätetherapie.</li> <li>Hohe Implantationserfolgsrate (>95 % ), geringe Komplikationsrate (3,5–6,5 % ).</li> <li>Die Batterielebensdauer beträgt je nach Stimulationsbedarf und System zwischen 9,6 und 15 Jahren.</li> <li>Schwachpunkte sind derzeit noch die Gefahr einer Perforation bei Implantation, das Risiko einer Dislokation sowie die möglicherweise eingeschränkte interventionelle Explantation.</li> </ul> </div> <h2>Nachteile bisher eingesetzter Schrittmacher</h2> Seit der Implantation des ersten Herzschrittmachers im Jahre 1958 hat sich die Schrittmachertherapie außerordentlich gewandelt. Die Geräte haben je nach Modell derzeit eine Größe von 10–13cm3 und eine Lebensdauer von 10–15 Jahren. Aufgrund der Vielzahl an einstellbaren Parametern ist in Abhängigkeit von der kardialen Grundkrankheit eine optimale individuelle Schrittmacherprogrammierung möglich. Die Implantation ist ein Routineeingriff und die Patienten können bereits am Tag der Operation bzw. am Folgetag das Krankenhaus verlassen. Derzeit werden in Österreich knapp 1.000 Herzschrittmacher pro 1 Million Einwohner implantiert. Im Vergleich dazu beträgt die Implantationsrate in Deutschland um ca. 150 pro Million Einwohner mehr.1 In der Nachsorge werden telemedizinische Kontrollen zum Standard, folglich mit Reduktion der ambulanten Kontrollen in den Nachsorgezentren und vor allem erhöhter Patientensicherheit. Dennoch ist die Schrittmachertherapie mit einer nicht zu vernachlässigenden Komplikationsrate vergesellschaftet. Akutkomplikationen treten je nach Untersuchung in 3–10 % der Fälle auf, vornehmlich bedingt durch Schrittmachertaschenkomplikationen wie Hämatome oder Elektrodenprobleme.2–4 Auch im Langzeitverlauf hat sich gezeigt, dass hauptsächlich Schrittmacherelektroden (Dislokation, Dysfunktion) und Generatortasche (Infektion, Dekubitus) zur hohen Komplikationsrate von bis zu 10 % beitragen.3, 4 Die ersten Überlegungen bzw. Experimente sondenloser Schrittmachersysteme zur möglichen Reduktion der hohen Elektroden- bzw. Generatortaschenkomplikationsrate wurden bereits 1970 durchgeführt, scheiterten jedoch an der Batterietechnologie mit Laufzeiten von nur knapp über 2 Monaten.5 Mehr als 40 Jahre später wurden nun nach mehrjähriger Entwicklungsdauer die ersten sondenlosen Schrittmachersysteme implantiert. Die ersten Studienergebnisse der beiden derzeit am Markt befindlichen Systeme, des Leadless Cardiac Pacemaker (LCP) Nanostim™ und des Transcatheter Pacing System (TPS) Micra™, sind sehr vielversprechend. <img src="/custom/img/files/files_data_Zeitungen_2016_Jatros_Kardio_1603_Weblinks_Seite50_1.jpg" alt="" width="" height="" /> <h2>Leadless Cardiac Pacemaker – Nanostim™</h2> Die weltweit erste Implantation eines sondenlosen Schrittmachers (Nanostim™ der Firma St. Jude Medical) erfolgte am 20. 12. 2012 in Prag durch P. Neuzil und V. Reddy. Der sondenlose Schrittmacher hat eine Länge von 41,4mm, ein Volumen von 1cm3 (Abb. 1) und ist damit 13-mal kleiner als ein konventioneller Herzschrittmacher. Die Implantation wird über die Femoralvene mittels eines steuerbaren Schleusensystems, dessen Außendurchmesser 21 French (7mm) beträgt, durchgeführt. Die Verankerung dieses sondenlosen Schrittmachers erfolgt über ein Schraubsystem und wird im Bereich des Trabekelwerkes des rechten Ventrikels apikoseptal platziert. Die Spitze des Schrittmachersystems ist steroidbeschichtet zur Reduktion der Inflammationsreaktion und Verbesserung der Reizschwellenwerte. Die kalkulierte Lebensdauer des Systems beträgt je nach Berechnungsmethode 9,8 bis 15 Jahre. Die Spezifikationen des Nanostim™-Systems im Vergleich zum Micra™-System sind in Tabelle 1 zusammengefasst. In der initialen Untersuchung wurde bei insgesamt 33 Patienten eine Implantation durchgeführt, mit einer Erfolgsrate von 97 % und einer akuten Komplikationsrate von 6 % .6 Bei einem Patienten wurde das System über ein PFO in den linken Ventrikel implantiert, welches nachfolgend ohne Komplikationen entfernt werden konnte, und bei einem Patienten trat eine Perforation auf, die operativ behandelt werden musste. 5 Tage später starb der Patient jedoch an einem Schlaganfall. Die ersten Ergebnisse der Folgestudie (LEADLESS-II-Studie) wurden im September 2015 publiziert.7 Bei insgesamt 504 der 526 inkludierten Patienten (95,8 % ) konnte das Nanostim™-System mit einer durchschnittlichen Interventionszeit von 29 ± 18 Minuten, einer mittleren Durchleuchtungszeit von 14 ± 9 Minuten erfolgreich implantiert werden. Die Krankenhausaufenthaltsdauer betrug durchschnittlich 1,1 Tage. Das mittlere Alter dieser Patienten war 75,8 ± 12,1 Jahre, die linksventrikuläre Auswurffraktion 57,6 ± 8,1 % . Insgesamt traten in einem Nachbeobachtungszeitraum von 6 Monaten bei 6,5 % der Patienten Komplikationen auf. Diese waren in 1,5 % kardiale Perforationen mit Notwendigkeit einer chirurgischen Intervention in 1,1 % , in 1,1 % vaskuläre Komplikationen, bei 1,1 % trat eine Gerätedislokation auf (1–14 Tage nach Implantation) mit jeweils erfolgreicher Entfernung und bei 4 Patienten (0,8 % ) wurde aufgrund einer Reizschwellenerhöhung eine Systementfernung mit Neuimplantation durchgeführt. Die elektrodenbezogenen Messwerte waren stabil mit einer mittleren Reizschwelle von 0,53 ± 0,31V bei 0,4ms und einer R-Welle von 9,5 ± 2,9mV. <img src="/custom/img/files/files_data_Zeitungen_2016_Jatros_Kardio_1603_Weblinks_Seite49_1.jpg" alt="" width="633" height="457" /> Rezent wurden am Kongress der Heart Rhythm Society (HRS) in San Francisco die ersten Ergebnisse der Untersuchung präsentiert, bei der die Komplikationsrate des sondenlosen Schrittmachers Nanostim™ mit konventionellen Schrittmachersystemen verglichen wurde.8 Grundlage waren einerseits die Daten von 718 in die LEADLESS-II-Studie inkludierten Patienten, andererseits Daten von 2.154 Patienten mit konventionellen Herzschrittmachern einer amerikanischen Versicherungsdatenbank, bei denen ein entsprechendes Matching hinsichtlich der Variablen Geschlecht, Alter, KHK, Hypertonie bzw. Diabetes und PAVK durchgeführt wurde. In einem Beobachtungszeitraum bis 1 Monat nach der Implantation lag die Komplikationsrate beim sondenlosen Herzschrittmacher bei 5,8 % , beim konventionellen Schrittmachersystem bei 12,7 % . Dies entspricht einer relativen Reduktion der Komplikationsrate von 71 % . Im Langzeitverlauf traten beim kabellosen Schrittmacher praktisch keine Komplikationen mehr auf. Der Vergleich der Kurzzeit- und Langzeitkomplikationen bis zu 1,5 Jahren ist in Abbildung 3 dargestellt. <img src="/custom/img/files/files_data_Zeitungen_2016_Jatros_Kardio_1603_Weblinks_Seite49_3.jpg" alt="" width="" height="" /> <h2>Transcatheter Pacing System – Micra™</h2> Der sondenlose Schrittmacher Micra™ der Firma Medtronic wurde ein Jahr später, am 9. 12. 2013, implantiert. Die erste weltweite Implantation dieses Systems erfolgte im AKH Linz durch C. Steinwender und A. Kypta. Die beiden sondenlosen Schrittmachersysteme sind einander sehr ähnlich (Tab. 1), im Vergleich ist der Micra kürzer, dafür aber im Durchmesser gering breiter (Abb. 2). Folglich ist eine größere Einführschleuse erforderlich mit einem Außendurchmesser von 27 French, entsprechend einem Durchmesser von 9 Millimetern. Ansonsten ist aber das Prinzip der Implantation praktisch ident. Einziger Unterschied ist der Fixierungsmechanismus, beim Micra™-System dienen 4 Verankerungshaken als Fixierung im Myokard. <img src="/custom/img/files/files_data_Zeitungen_2016_Jatros_Kardio_1603_Weblinks_Seite49_2.jpg" alt="" width="624" height="450" /> Auch die Studienergebnisse mit dem Micra™-System sind sehr vielversprechend.9 In 56 Zentren weltweit wurden insgesamt 725 Patienten mit einem mittleren Alter von 75,9 ± 10,9 Jahren und einer mittleren linksventrikulären Auswurffraktion von 58,8 ± 8,8 % eingeschlossen. Die Indikation zur Schrittmacherimplantation war in 17,5 % ein symptomatisches Sick-Sinus-Syndrom, in 64 % signifikante Bradykardien bei paroxysmalen oder permanenten Vorhofarrhythmien und in 14,8 % eine höhergradige AV-Blockierung. Die Implantationserfolgsrate war mit 99,2 % gering höher im Vergleich zum Nanostim™-System. Die Implantationszeiten mit 34,8 ± 24,1 Minuten sind vergleichbar, Durchleuchtungszeiten mit durchschnittlich 8,9 ± 16,6 Minuten kürzer im Vergleich zum Nanostim™-System. In einem mittleren Nachbeobachtungszeitraum von 4 Monaten traten bei 25 der 719 Patienten (3,5 % ), bei denen eine Implantation durchgeführt worden war, insgesamt 28 Komplikationen auf, davon 1,6 % Perforationen (in 1,2 % Notwendigkeit einer chirurgischen Intervention), in 0,7 % Gefäßkomplikationen und in 0,3 % eine signifikante Reizschwellenerhöhung (jedoch ohne Notwendigkeit einer interventionellen Revision). Gerätedislokationen bzw. Infektionen waren im gesamten Beobachtungszeitraum nicht zu verzeichnen. Perforationen traten eher bei Frauen auf (9 Frauen versus 4 Männer), die Patienten waren im Durchschnitt älter (81,7 Jahre) und hatten einen höheren BMI (27,6kg/m2). Eine begleitende Herzinsuffizienz, eine KHK, ein arterieller Hypertonus bzw. eine COPD oder Niereninsuffizienz waren keine potenziellen Risikofaktoren einer Perforation. Die elektrodenbezogenen Messwerte nach 6 Monaten waren, ähnlich wie in der LEADLESS-II-Studie, sehr gut. Die mittlere Reizschwelle betrug 0,54V bei 0,4ms und die R-Welle im Mittel 11,2mV. Im Vergleich zu einer Studienkohorte von insgesamt 2.667 Patienten mit implantiertem transvenösem Schrittmachersystem war auch in diesem Fall die Komplikationsrate des sondenlosen Systems mit 3,45 % versus 7,84 % signifikant geringer. Komplikationen wie Verletzungen des Herzens (Perforation, Tamponade, Erguss) waren vergleichbar, Komplikationen im Bereich des Zugangsweges (Hämatom, Pneumothorax; AV-Fistel, Pseudoaneurysma) waren tendenziell geringer und eine Dislokation trat im Vergleich zur konventionellen Gruppe bei keinem Patienten auf (0 % versus 1,57 % ). <img src="/custom/img/files/files_data_Zeitungen_2016_Jatros_Kardio_1603_Weblinks_Seite51.jpg" alt="" width="" height="" /> <h2>Limitationen, Patientenselektion und Ausblick</h2> Die neuen Studienergebnisse sind sehr vielversprechend mit geringen Komplikationsraten von 3,5 bis 6,5 % innerhalb der ersten 6 Monate und geringer bzw. fehlender Dislokationsrate im Falle des Micra™-Systems. Die batterie- und elektrodenbezogenen Messwerte sind beeindruckend mit einer geschätzten Batterielebensdauer von 9,6 bis 15 Jahren. Trotz großlumiger Schleusensysteme, die für die Implantation in die Femoralvene eingebracht werden müssen, sind Gefäßprobleme bzw. Lokalkomplikationen sehr selten (0,7–1,1 % ). Die sondenlosen Herzschrittmachersysteme sind sicher, haben im Vergleich zu konventionell transvenösen Schrittmachersystemen eine signifikant geringere Komplikationsrate und sind eine mögliche Alternative zur derzeitigen Standardtherapie. Ein Thoraxröntgenbild eines Patienten nach erfolgreicher Implantation eines sondenlosen Herzschrittmachers (Micra™) zeigt Abbildung 4. Allerdings gibt es potenzielle Schwachstellen und offene Fragen, die es vorab zu klären gilt, bevor an eine breite Anwendung gedacht werden kann. <ul> <li>Den bedeutendsten Schwachpunkt stellt sicherlich die Perforation mit einer Ereignisrate von 1,5–1,6 % und erforderlicher chirurgischer Intervention in 1,1–1,2 % dar. Durch ein striktes Implantationstraining am Beginn sowie eine rechtsapikoseptale Implantationstechnik kann das Risiko reduziert werden.</li> <li>Dislokationen traten nur beim Nanostim™-System in 1,1 % auf. Mit größerer Implantationserfahrung und durch Verbesserung der Fixationsmechanismen dürfte hier eine Reduktion der Dislokationsrate möglich sein.</li> <li>Eine Reihe von Studien hat die negativen Effekte einer rechtsventrikulären Stimulation vor allem bei Patienten mit bestehender Herzinsuffizienz bzw. reduzierter Linksventrikelfunktion aufgezeigt. Beim sondenlosen Schrittmachersystem ist aber aus Sicherheitsgründen die apikoseptale Implantation im rechten Ventrikel zu bevorzugen. Demzufolge ist eine Implantation eines sondenlosen Herzschrittmachers nur bei Patienten mit guter globaler Linksventrikelfunktion angezeigt.</li> <li>Eine Frequenzadaption (Rate-Response-Funktion) ist zwar in den beiden Systemen mit differenten Ansätzen implementiert. Daten über deren Effizienz liegen jedoch noch nicht vor und müssen erst in entsprechenden Studien untersucht werden.</li> <li>Derzeit gibt es noch große Unsicherheit betreffend die Möglichkeit einer interventionellen Explantation des sondenlosen Schrittmachersystems im Langzeitverlauf. Ersten Kongressberichten zufolge konnte ein Nanostim™-System 413 Tage nach Implantation (V. Reddy) und ein Micra™-System 395 Tage nach Implantation (P. Neuzil) erfolgreich explantiert werden. Andererseits gibt es aber auch erste Berichte, bei denen 1 Jahr nach Implantation das System vollständig mit Gewebe überzogen war, das eine Explantation von transfemoral unmöglich gemacht hätte.10 Das Problem der Vorgehensweise bei Batterieerschöpfung ist folglich gegenwärtig ungelöst. Aus diesem Grunde wird derzeit von einer Implantation eines sondenlosen Herzschrittmachers bei jungen Patienten jedenfalls noch Abstand genommen.</li> </ul> <img src="/custom/img/files/files_data_Zeitungen_2016_Jatros_Kardio_1603_Weblinks_Seite50_2.jpg" alt="" width="681" height="450" /> Geeignete Patienten für diese neue Technologie (Tab. 2) wären derzeit ältere Patienten mit guter globaler Linksventrikelfunktion bzw. Patienten mit komplexen Gefäßsituationen wie beispielsweise Verschluss der Venen der oberen Thoraxapertur. Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz, die bekanntlich eine hohe Rate an Taschen- bzw. Sondeninfektionen aufweisen, sowie Patienten mit rezidivierenden Systeminfektionen könnten ebenfalls von einem sondenlosen Herzschrittmacher profitieren. In den bisher vorliegenden Untersuchungen wurde von keinem einzigen Fall einer Infektion eines sondenlosen Schrittmachersystems berichtet. Auch bei Patienten mit schwerwiegenden Geräteinfektionen führt die Implantation eines sondenlosen Schrittmachers in gleicher Sitzung bzw. bis maximal 2 Tage nach Systemexplantation des infizierten Systems zu keiner Infektion des neu implantierten Systems, wie eine rezente Untersuchung an 6 Patienten zeigt.11 Weitere zukünftige Entwicklungen sind einerseits Zweikammersysteme mit möglicher Geräteimplantation in den rechten Vorhof und rechten Ventrikel und andererseits eine Kombination eines subkutanen implantierbaren Kardioverter-Defibrillators (S-ICD) in Verbindung mit einem sondenlosen Schrittmachersystem. Dadurch ist nicht nur eine antibradykarde Stimulation, sondern auch eine entsprechende ATP-Therapie bei Kammertachykardien möglich. Erste tierexperimentelle Untersuchungen sind sehr vielversprechend,12 erste klinische Untersuchungen sind bereits für 2017 geplant. <div id="fazit"> <h2>Fazit</h2> Der sondenlose Herzschrittmacher ist ein Meilenstein in der Schrittmachertherapie, der die kardiale Gerätetherapie in den nächsten Jahren wahrscheinlich revolutionieren wird. Durch die Miniaturisierung werden Elektrodenkomplikationen und möglicherweise auch Systeminfektionen der Vergangenheit angehören. Technische Weiterentwicklungen und weitere klinische Studien sind jedoch erforderlich, bis diese revolutionäre Innovation breite Anwendung findet. </div> <a class="literatur" data-toggle="collapse" href="#collapseLiteratur" aria-expanded="false" aria-controls="collapseLiteratur" >Literatur</a> <div class="collapse" id="collapseLiteratur"> 1 Raatikainen MJ et al: Current trends in the use of cardiac implantable electronic devices and interventional electrophysiological procedures in the European Society of Cardiology member countries: 2015 report from the European Heart Rhythm Association. Europace 2015; 16(Suppl 4): iv1-72 2 Markewitz A: Annual report 2013 of the German Cardiac Pacemaker and Defibrillator Register, Part 1–Pacemaker. Pacemaker and AQUA Institute for Applied Quality Improvement and Research in Health Care GmbH workgroup. Herzschrittmacherther Elektrophysiol 2015; 26: 374-98 3 Kirkfeldt RE et al: Complications after cardiac implantable electronic device implantations: an analysis of a complete, nationwide cohort in Denmark. Eur Heart J 2014; 35: 1186-94 4 Udo EO et al: Incidence and predictors of short- and long-term complications in pacemaker therapy: the FOLLOWPACE study. Heart Rhythm 2012; 9: 728-35 5 Spickler JW et al: Totally self-contained intracardiac pacemaker. J Electrocardiol 1970; 3: 325-31 6 Reddy VY et al: Permanent leadless cardiac pacing: results of the LEADLESS trial. Circulation 2014; 129: 1466-71 7 Reddy VY et al; LEADLESS II Study Investigators: Percutaneous implantation of an entirely intracardiac leadless pacemaker. N Engl J Med 2015; 373: 1125-35 8 <a href="http://www.abstractsonline.com/pp8/#!/3934/presentation/16318" target="_blank">http://www.abstractsonline.com/pp8/#!/3934/presentation/16318</a> 9 Reynolds D et al; Micra Transcatheter Pacing Study Group: A leadless intracardiac transcatheter pacing system. N Engl J Med 2016; 374: 533-41 10 Kypta A et al: Complete encapsulation of a leadless cardiac pacemaker. Clin Res Cardiol 2016; 105: 94 11 Kypta A et al: Leadless cardiac pacemaker implantation after lead extraction in patients with severe device infection. J Cardiovasc Electrophysiol 2016 [Epub ahead of print] 12 Tjong FV et al: Communicating antitachycardia pacing-enabled leadless pacemaker and subcutaneous implantable defibrillator. J Am Coll Cardiol 2016; 67: 1865-6 </div>

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