Herzkatheterisierung

Die Katheterisierung der Herzhöhlen erfolgt durch Punktion und perkutane Einführung eines Katheters in ein Gefäß – eine periphere Vene (Ulnarvene, Subclavia, Jugularvene, Femoralvene) für die rechten Herzkammern oder eine Arterie (Brachial-, Femoral-, Achselarterie, Radialarterie) für die linken Herzkammern.

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Methodik zur Durchführung einer Herzkatheteruntersuchung

Bei einer starken Verengung der Aortenklappe oder ihrer künstlichen Prothese, wenn es nicht möglich ist, einen Katheter retrograd in den linken Ventrikel einzuführen, wird eine transseptale Punktion des Vorhofseptums vom rechten Vorhof nach links und dann in den linken Ventrikel durchgeführt. Der am häufigsten verwendete Zugang zum Gefäß erfolgt nach der Seldinger-Methode (1953). Nach örtlicher Betäubung der Haut und des Unterhautgewebes mit 0,5–1 % Novocainlösung oder 2 % Lidocainlösung und einem kleinen Einschnitt in die Haut wird eine Vene oder Arterie mit einer Nadel punktiert; wenn Blut aus der proximalen Spitze der Nadel (Pavillon) austritt (man muss versuchen, nur die Vorderwand des Gefäßes zu punktieren), wird ein Führungsdraht durch die Nadel eingeführt, die Nadel entfernt und entlang des Führungsdrahts ein Katheter in das Gefäß eingeführt, der natürlich länger als der Katheter sein sollte. Der Katheter wird unter Röntgenkontrolle an die gewünschte Stelle vorgeschoben. Bei Verwendung von schwimmenden Kathetern vom Typ Swan-Gans mit einem Ballon am Ende wird die Position der Katheterspitze durch die Druckkurve bestimmt. Vorzugsweise wird ein dünnwandiger Einführkatheter mit hämostatischem Ventil und Spülstutzen in das Gefäß eingesetzt, durch den der Katheter leicht eingeführt und bei Bedarf durch einen anderen ersetzt werden kann. Katheter und Einführkatheter werden mit heparinisierter isotonischer Natriumchloridlösung gespült, um Thrombusbildung zu verhindern. Mit verschiedenen Kathetertypen können verschiedene Teile des Herzens und der Gefäße erreicht, der Druck dort gemessen, Blutproben für Oximetrie und andere Tests entnommen und RVCs eingeführt werden, um anatomische Parameter, Verengungen, Blutausfluss usw. zu bestimmen.

Wenn die Katheterlage nicht durch eine Durchleuchtung (Röntgen) kontrolliert werden kann, werden Katheter mit einem aufblasbaren Ballon am Ende verwendet, der sich mit dem Blutstrom in den rechten Vorhof, die rechte Herzkammer und die Pulmonalarterie bewegen und den Druck dort aufzeichnen kann. Der Pulmonalarterien-Verschlussdruck ermöglicht eine indirekte Beurteilung des Funktionszustands der linken Herzkammer, ihres enddiastolischen Drucks (EDP), da der linksventrikuläre EDP der Durchschnittsdruck im linken Vorhof bzw. der Druck in den Lungenkapillaren ist. Dies ist wichtig für die Therapieüberwachung bei Hypotonie und Herzinsuffizienz, zum Beispiel bei akutem Myokardinfarkt. Wenn der Katheter über zusätzliche Geräte verfügt, kann das Herzzeitvolumen mittels Farbstoffverdünnung oder Thermodilution gemessen, ein intrakavitäres Elektrogramm aufgezeichnet und eine endokardiale Stimulation durchgeführt werden. Die intrakavitären Druckkurven werden mit einem Statham-Flüssigkeitsdrucksensor und einem EKG auf einem Jet-Recorder oder Computer aufgezeichnet und können auf Papier ausgedruckt werden. Ihre Veränderungen können zur Beurteilung einer bestimmten Herzerkrankung verwendet werden.

Messung des Herzzeitvolumens

Es ist zu beachten, dass es keine absolut genauen Methoden zur Messung des Herzzeitvolumens gibt. Bei der Herzkatheterisierung werden am häufigsten drei Methoden zur Bestimmung des Herzzeitvolumens verwendet: die Fick-Methode, die Thermodilutionsmethode und die Angiographie.

Ficks Methode

Die Methode wurde 1870 von Adolph Fick vorgeschlagen. Sie basiert auf der Annahme, dass im Ruhezustand die Sauerstoffzufuhr der Lunge der vom Gewebe verbrauchten Sauerstoffmenge entspricht und die vom linken Ventrikel ausgestoßene Blutmenge dem durch die Lunge fließenden Blutvolumen entspricht. Da sich die Sauerstoffkonzentration im Blut der Hohlvene und des Koronarsinus erheblich unterscheidet, muss gemischtes venöses Blut entnommen werden. Blut wird vorzugsweise aus der rechten Ventrikel- oder Pulmonalarterie entnommen. Die arteriovenöse Sauerstoffdifferenz kann anhand der Sauerstoffkonzentration im arteriellen (Ca) und venösen (Cv) Blut bestimmt werden. Durch Berechnung des innerhalb einer Minute aufgenommenen Sauerstoffgehalts lässt sich das im gleichen Zeitraum durch die Lunge fließende Blutvolumen, d. h. das Herzzeitvolumen (HZV), berechnen:

MO = Q / Ca - St (l/min),

Wobei Q die Sauerstoffaufnahme des Körpers (ml/min) ist.

Kennt man den Herzindex, kann man den Herzindex (CI) berechnen. Dazu teilt man den Herzindex durch die Geloberfläche des Patienten, die anhand seiner Größe und seines Körpergewichts berechnet wird. Der Herzindex eines Erwachsenen beträgt normalerweise 5–6 l/min, der CI 2,8–3,5 l/min/ ^m².

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Thermodilutionsmethode

Bei dieser Methode wird eine gekühlte isotonische Natriumchloridlösung (5–10 ml) über einen Mehrlumenkatheter in den rechten Vorhof eingeführt. Die Spitze des Katheters mit dem Thermistor befindet sich in der Pulmonalarterie. Die Kalibrierung der Kurven erfolgt durch kurzes Einschalten eines konstanten Widerstands, der Abweichungen des Aufzeichnungsgeräts entsprechend einer bestimmten Temperaturänderung für einen gegebenen Thermistor liefert. Die meisten Thermodilutionsgeräte sind mit analogen Rechenwerken ausgestattet. Moderne Geräte ermöglichen bis zu drei Messungen des Blut-MO innerhalb einer Minute und mehrere Wiederholungen der Untersuchungen. Das Herzzeitvolumen (MO) wird nach folgender Formel bestimmt: MO = V (T1 – T2) x 60 x 1,08 / S (l/min).

Dabei ist V das Volumen des eingeführten Indikators; T1 die Bluttemperatur; T2 die Indikatortemperatur; S die Fläche unter der Verdünnungskurve; 1,08 der Koeffizient, der von der spezifischen Dichte und Wärmekapazität des Bluts und der isotonischen Natriumchloridlösung abhängt.

Die Vorteile der Thermodilution sowie die Tatsache, dass nur das Venenbett katheterisiert werden muss, machen diese Methode derzeit zur akzeptabelsten Methode zur Bestimmung des Herzzeitvolumens in der klinischen Praxis.

Einige technische Aspekte des Katheterlabors

Zum Personal des Katheterangiographielabors gehören der Leiter, Ärzte, OP-Schwestern und Röntgentechniker (Röntgentechniker), wenn Kino- und Großformat-Röntgenaufnahmen verwendet werden. In Laboren, die ausschließlich Videofilme und Computerbildaufzeichnung verwenden, werden keine Röntgentechniker benötigt. Alle Labormitarbeiter müssen mit kardiopulmonalen Wiederbelebungstechniken vertraut sein, wofür der Röntgen-Operationssaal über die entsprechenden Medikamente, einen Defibrillator, ein Gerät zur elektrischen Stimulation des Herzens mit einem Satz Elektrodenkatheter, eine zentrale Sauerstoffversorgung und (vorzugsweise) ein Gerät zur künstlichen Beatmung verfügen muss.

Komplexe und risikoreiche Diagnoseverfahren und PCI (Angioplastie, Stent-Implantation, Atherektomie usw.) sollten vorzugsweise in Kliniken mit einem kardiochirurgischen Team durchgeführt werden. Gemäß den Empfehlungen des American College of Cardiology/American Heart Association können Angioplastien und Untersuchungen von Patienten mit hohem Komplikationsrisiko (AMI) von erfahrenen, qualifizierten Spezialisten ohne die Anwesenheit von kardiochirurgischer Unterstützung im Krankenhaus durchgeführt werden, wenn der Patient nicht ohne zusätzliches Risiko an einen geeigneteren Ort transportiert werden kann. In Europa und einigen anderen Ländern (einschließlich Russland) werden endovaskuläre Eingriffe zunehmend ohne die Anwesenheit von Herzchirurgen durchgeführt, da der Bedarf an Notfallherzoperationen derzeit äußerst gering ist. Eine Vereinbarung mit einer nahegelegenen Klinik für Kardiochirurgie ist ausreichend, um den Patienten im Falle von peri- und postprozeduralen Komplikationen notfallmäßig dorthin zu verlegen.

Um die Fitness, Qualifikation und Kompetenz der Bediener aufrechtzuerhalten, muss das Labor mindestens 300 Verfahren pro Jahr durchführen und jeder Arzt muss mindestens 150 diagnostische Verfahren pro Jahr durchführen. Für die Katheterisierung und Angiographie werden eine hochauflösende Röntgenangiographieeinheit, ein System zur Überwachung von EKG und intravaskulärem Druck, zur Archivierung und Verarbeitung angiographischer Bilder, sterile Instrumente und verschiedene Arten von Kathetern benötigt (verschiedene Arten von Kathetern für die Koronarangiographie werden weiter unten beschrieben). Die Angiographieeinheit muss mit einem Aufsatz für die kineangiographische oder digitale Computerbilderfassung und -archivierung ausgestattet sein und die Möglichkeit haben, Bilder online zu erhalten, d. h. sofort mit quantitativer Computeranalyse von Angiogrammen.

Veränderungen der intrakavitären Druckkurven

Die intrakavitären Druckkurven können sich bei verschiedenen pathologischen Zuständen verändern. Diese Veränderungen dienen der Diagnostik bei der Untersuchung von Patienten mit verschiedenen Herzerkrankungen.

Um die Ursachen von Druckänderungen in den Herzhöhlen zu verstehen, ist es notwendig, die zeitlichen Zusammenhänge zwischen den mechanischen und elektrischen Prozessen während des Herzzyklus zu kennen. Die Amplitude der a-Welle im rechten Vorhof ist höher als die der y-Welle. Ein Überschuss der y-Welle gegenüber der a-Welle in der Druckkurve des rechten Vorhofs weist auf eine beeinträchtigte Füllung des Vorhofs während der Ventrikelsystole hin, die bei einer Trikuspidalklappeninsuffizienz oder einem Defekt auftritt.

Bei einer Trikuspidalstenose ähnelt die Druckkurve des rechten Vorhofs der des linken Vorhofs bei einer Mitralstenose oder einer konstriktiven Perikarditis. Sie weist einen Abfall und ein Plateau in der mittleren und späten Diastole auf, was typisch für erhöhte Drücke in der frühen Systole ist. Der mittlere Druck im linken Vorhof entspricht recht genau dem pulmonalarteriellen Verschlussdruck und dem diastolischen Druck im Truncus pulmonalis. Bei einer Mitralinsuffizienz ohne Stenose kommt es zu Beginn der Systole zu einem rapiden Druckabfall (Abnahme der Y-Welle), gefolgt von einem allmählichen Anstieg in der späten Diastole (Diastase). Dies spiegelt die Einstellung des Gleichgewichts zwischen Vorhof- und Ventrikeldruck in der späten Phase der Ventrikelfüllung wider. Im Gegensatz dazu nimmt bei Patienten mit Mitralstenose die y-Welle langsam ab, während der Druck im linken Vorhof während der gesamten Diastole weiter abnimmt. Es gibt keine Anzeichen einer Diastase des Pulsdrucks im linken Vorhof, da der atrioventrikuläre Druckgradient erhalten bleibt. Geht die Mitralstenose mit einem normalen Sinusrhythmus einher, bleibt die α-Welle im linken Vorhof erhalten, und die Kontraktion der Vorhöfe führt zur Entstehung eines großen Druckgradienten. Bei Patienten mit isolierter Mitralklappeninsuffizienz ist die v-Welle deutlich ausgeprägt und weist einen steilen absteigenden Kniepunkt der y-Linie auf.

Auf der linksventrikulären Druckkurve liegt der EDP-Punkt unmittelbar vor dem Beginn seiner isometrischen Kontraktion und befindet sich unmittelbar nach der a-Welle vor der c-Welle des linksatrialen Drucks. Der linksventrikuläre EDP kann in folgenden Fällen ansteigen: Herzinsuffizienz, wenn der Ventrikel durch übermäßigen Blutfluss stark belastet wird, beispielsweise bei Aorten- oder Mitralinsuffizienz; linksventrikuläre Hypertrophie, begleitet von einer Abnahme ihrer Dehnbarkeit, Elastizität und Compliance; restriktive Kardiomyopathie; konstriktive Perikarditis; Herzbeuteltamponade durch Perikarderguss.

Bei einer Aortenklappenstenose, die mit einem behinderten Blutabfluss aus der linken Herzkammer und einem Druckanstieg in dieser im Vergleich zum systolischen Druck in der Aorta einhergeht, d. h. dem Auftreten eines Druckgradienten, ähnelt die linksventrikuläre Druckkurve der Druckkurve während einer isometrischen Kontraktion. Ihre Umrisse sind symmetrischer und der maximale Druck entwickelt sich später als bei gesunden Personen. Ein ähnliches Bild zeigt sich bei der Aufzeichnung des Drucks in der rechten Herzkammer bei Patienten mit Pulmonalarterienstenose. Auch die Blutdruckkurven können sich bei Patienten mit verschiedenen Arten von Aortenstenose unterscheiden. So wird bei einer Klappenstenose ein langsamer und verzögerter Anstieg der arteriellen Pulswelle beobachtet, und bei einer hypertrophen Kardiomyopathie wird der anfängliche steile Druckanstieg durch einen schnellen Abfall und dann eine sekundäre positive Welle ersetzt, die eine Obstruktion während der Systole widerspiegelt.

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Abgeleitete Indizes des intraventrikulären Drucks

Die Änderungs-/Anstiegsrate der intraventrikulären Druckkurve während der isovolumischen Kontraktionsphase wird als erste Ableitung bezeichnet – dр/dt. Früher wurde sie verwendet, um die Kontraktilität des ventrikulären Myokards zu beurteilen. Der Wert von dр/dt und die zweite Ableitung – dр/dt/р – werden mithilfe elektronischer und computergestützter Technologie aus der intraventrikulären Druckkurve berechnet. Die Maximalwerte dieser Indikatoren stellen die Indizes der ventrikulären Kontraktionsrate dar und helfen, die Kontraktilität und den inotropen Status des Herzens zu beurteilen. Leider erlaubt die große Bandbreite dieser Indikatoren bei verschiedenen Patientenkategorien nicht die Entwicklung von Durchschnittsstandards, aber sie sind bei einem Patienten mit Ausgangsdaten und vor dem Hintergrund der Einnahme von Medikamenten, die die kontraktile Funktion des Herzmuskels verbessern, durchaus anwendbar.

Da wir heute über Methoden zur Patientenuntersuchung wie die Echokardiographie in ihren verschiedenen Modifikationen, die Computertomographie (CT), die Elektronenstrahltomographie und die Magnetresonanztomographie (MRT) verfügen, sind diese Indikatoren für die Diagnose von Herzerkrankungen nicht mehr so wichtig wie früher.

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Komplikationen der Herzkatheterisierung

Die Herzkatheterisierung ist relativ sicher, sie ist jedoch wie jede invasive Technik mit einem bestimmten Prozentsatz an Komplikationen verbunden, die sowohl mit dem Eingriff selbst als auch mit dem Allgemeinzustand des Patienten zusammenhängen. Durch die Verwendung modernerer und dünnerer atraumatischer Katheter, niedrigosmolarer und/oder nichtionischer RVS sowie moderner Angiographieeinheiten mit computergestützter Bildverarbeitung in Echtzeit bei invasiven Eingriffen konnte die Häufigkeit möglicher Komplikationen deutlich reduziert werden. So liegt die Sterblichkeit bei einer Herzkatheterisierung in großen Angiographielabors unter 0,1 %. S. Pepine et al. berichten von einer Gesamtmortalitätsrate von bis zu 0,14 %, davon 1,75 % für Patienten unter 1 Jahr, 0,25 % für Personen über 60, 0,03 % für eine Eingefäß-Koronararterienerkrankung, 0,16 % für eine Dreigefäßerkrankung und 0,86 % für eine linksseitige Koronararterienerkrankung. Bei Herzinsuffizienz steigt die Sterblichkeit auch in Abhängigkeit von der NUHA-Klasse: bei I-II FC – 0,02 %, bei III und IV FC – 0,12 bzw. 0,67 %. Bei einigen Patienten ist das Risiko schwerer Komplikationen erhöht. Dies sind Patienten mit instabiler und fortschreitender Angina pectoris, kürzlichem (weniger als 7 Tage zurückliegendem) Myokardinfarkt, Anzeichen eines Lungenödems aufgrund einer Myokardischämie, mit Kreislaufversagen der III-IV FC, schwerer Rechtsherzinsuffizienz, Herzklappenfehlern (schwere Aortenstenose und Aorteninsuffizienz mit einem Pulsdruck von über 80 mmHg), angeborenen Herzfehlern mit pulmonaler Hypertonie und Rechtsherzinsuffizienz.

In einer multivarianten Analyse von 58.332 Patienten waren schwere Herzinsuffizienz, Bluthochdruck, KHK, Aorten- und Mitralklappenerkrankungen, Nierenversagen, instabile Angina pectoris und akuter Myokardinfarkt in den ersten 24 Stunden sowie Kardiomyopathie Prädiktoren für schwerwiegende Komplikationen. Bei 80-jährigen Patienten stieg die Mortalität bei invasiven Diagnoseverfahren ebenfalls auf 0,8 %, und die Inzidenz vaskulärer Komplikationen an der Punktionsstelle erreichte 5 %.

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