Right atrial contraction function measured by echocardiography predicting atrioventricular synchrony for Micra-AV leadless pacemaker

Stellen Sie sich Ihr Herz als ein belebtes zweistöckiges Haus vor. Das Obergeschoss ist der Atrium, ein Wartesaal, der Blut sammelt, und das Untergeschoss ist die Ventrikel, der kraftvolle Motor, der es in den Rest des Körpers pumpt. Damit das Haus reibungslos läuft, muss das Wartesaal das seinen Inhalt zusammendrücken, kurz bevor der Motor anspringt. Dieses perfekte Timing wird als „atrioventrikuläre Synchronität“ bezeichnet. Wenn das Timing nicht stimmt, könnte der Motor zu früh oder zu spät anspringen, was Energie verschwendet und das Haus müde wirken lässt.

Jahrzehntelang verwendeten Ärzte Drähte (Leads), um einen winzigen Computer (einen Herzschrittmacher) mit beiden Stockwerken zu verbinden, um diesen Rhythmus perfekt zu halten. Aber Drähte können problematisch sein; sie können sich verheddern, brechen oder Infektionen verursachen. Deshalb erfanden Ingenieure einen „kabellosen“ Herzschrittmacher – einen winzigen, kapselgroßen Roboter, der sich vollständig im Untergeschoss (der rechten Ventrikel) aufhält. Die neueste Version, der Micra-AV, ist ein smarter Roboter, der versucht, dem Obergeschoss zuzuhören, um zu wissen, wann er den Motor starten muss. Er hat keinen Draht zum Obergeschoss; stattdessen nutzt er einen supersensiblen Beschleunigungssensor, um die Vibrationen des Atriums beim Zusammendrücken zu „fühlen“. Die große Frage für die Ärzte lautet: „Woher wissen wir, ob dieser Roboter das Obergeschoss klar genug hören kann, bevor wir ihn implantieren?“ Wenn das Obergeschoss zu leise ist oder sich seltsam bewegt, könnte der Roboter verwirrt werden und den Takt verpassen.

Diese Studie, die von einem Team der Fudan-Universität durchgeführt wurde, wollte dieses Rätsel lösen, indem sie eine spezielle Art von Ultraschallkamera einsetzte. Sie wollten sehen, ob sie vor der Operation vorhersagen könnten, ob der Micra-AV-Roboter erfolgreich mit dem Herzen synchronisieren würde. Sie konzentrierten sich auf die rechte Seite des Herzens, denn dort lebt der Roboter und dort hört er auch zu. Sie untersuchten, wie sich das rechte Atrium (das Wartesaal) dehnte und zusammenzog und wie schnell das Blut durch die Tür (die Trikuspidalklappe) zwischen den beiden Stockwerken floss.

Die Forscher untersuchten 60 Patienten, bei denen dieser neue Roboter implantiert werden sollte. Sie verwendeten eine Technik namens „Speckle Tracking“, was so ist, als würde man tausende winzige, unsichtbare Punkte auf den Herzmuskel in einem Ultraschallvideo setzen und beobachten, wie sie sich dehnen und zusammenziehen. Sie maßen die „Strain“ (wie sehr sich der Muskel dehnt) und die Geschwindigkeit des Blutflusses. Nach der Implantation der Roboter überprüften sie die Herzrhythmen der Patienten einen vollen Tag lang mit einem tragbaren Monitor, um zu sehen, wie oft der Roboter erfolgreich mit dem Atrium synchronisiert war.

Hier ist, was sie fanden: Die Fähigkeit des Roboters, die perfekte Zeit einzuhalten, hängt stark davon ab, wie das rechte Atrium agiert. Insbesondere zwei Dinge stachen als kristallklare Prädiktoren hervor. Erstens muss die Geschwindigkeit, mit der das Blut während des Zusammenpressens des Atriums (die „A-Welle“) durch die Trikuspidalklappe fließt, über einem bestimmten Schwellenwert von 49,5 cm/s liegen. Zweitens muss der Muskel des rechten Atriums über eine gewisse Menge an „Kontraktions-Strain“ verfügen – das heißt, er muss mit genügend Kraft zusammenpressen.

Das Team entdeckte, dass, wenn das Trikuspidal-E/A-Verhältnis (eine Zahl, die zwei verschiedene Blutflussgeschwindigkeiten vergleicht) kleiner als 1,62 ist und der Kontraktions-Strain des rechten Atriums kleiner als -3,3 % ist, der Roboter sehr wahrscheinlich eine hohe Erfolgsrate (70 % oder mehr) an perfekter Synchronität erreichen wird. Wenn sie eine noch höhere Erfolgsrate (80 % oder mehr) anstreben, müssen die Zahlen noch strenger sein: Das Verhältnis sollte unter 1,48 liegen und der Strain unter -4,8 %.

Interessanterweise schloss die Studie die Idee aus, dass die linke Seite des Herzens (die andere Seite des Hauses) für diesen speziellen Roboter viel Bedeutung hat. Obwohl das linke Atrium wichtig für die allgemeine Aufgabe des Herzens ist, lebt der Micra-AV-Roboter auf der rechten Seite und hört auf die rechte. Daher half das Messen der linken Seite nicht dabei, vorherzusagen, ob der Roboter funktionieren würde. Die Arbeit legt nahe, dass, wenn das rechte Atrium zu schwach ist oder nicht richtig zusammenpresst, der Roboter Schwierigkeiten haben könnte, es zu „hören“, was zu verpassten Schlägen führt.

Kurz gesagt, diese Forschung bietet den Ärzten einen neuen „Pre-Flight-Check“. Durch die Verwendung eines einfachen Ultraschalls, um zu messen, wie sich das rechte Atrium dehnt und wie schnell das Blut fließt, können sie nun mit großer Zuversicht vorhersagen, ob der kabellose Micra-AV-Herzschrittmacher eine perfekte Übereinstimmung für einen Patienten ist. Es ist, als würde man prüfen, ob das Wartesaal laut und aktiv genug ist, damit der Roboter im Maschinenraum es hören kann, um sicherzustellen, dass das Herz seinen perfekten, synchronisierten Tanz fortsetzt.