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Die pulmonale Hypertonie (PH) ist eine seltene und chronische Krankheit, deren exakte Prävalenz nicht bekannt ist. Ca. 1 % der Weltbevölkerung sind von der Erkrankung betroffen. Sie verringert die Lebensqualität und die Lebenserwartung der Patienten erheblich. Ungeachtet vieler Veränderungen bezüglich Diagnostik und Therapiemöglichkeiten wird die PH heute oftmals verspätet diagnostiziert. Es ist wichtig, Patienten mit PH rechtzeitig zu diagnostizieren und die Prognose abschätzen zu können, um mit der entsprechenden Therapie frühzeitig beginnen zu können.
Diese Arbeit fußt auf einer retrospektiven Analyse von Patientendaten der PH-Ambulanz der Missioklinik Würzburg. Sie liefert erste Ansätze für die Beurteilung des in der transthorakalen Echokardiographie gemessenen RA-LA-Quotienten unter prognostischen Gesichtspunkten für das Krankheitsbild PH.
In dem Kollektiv aller PH-Patienten und dem aller Patienten mit präkapillärer pulmonaler Hypertonie konnte ein signifikant höherer RA-LA-Quotient bei den verstorbenen Patienten evaluiert werden. Für das Teilkollektiv PAH konnte eine signifikante prognostische Aussagekraft nachgewiesen werden. PAH-Patienten mit einem RA-LA-Quotienten größer als 1,2 weisen ein kürzeres Überleben auf, zudem konnte eine kürzere Gehstrecke und jeweils deutlicher pathologische hämodynamische Werte nachgewiesen werden. In dieser Arbeit wird der RA-LA-Quotient mit einem Cut-off-Wert 1,2 als neuer Surrogatmarker für die Abschätzung der Prognose für das Teilkollektiv PAH vorgeschlagen.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Patienten mit pulmonaler Hypertonie bei alveolärer Hypoventilation bei ventilatorischer Insuffizienz unterschiedlicher Genese. In den Leitlinien wird gefordert, bei Patienten mit pulmonaler Hypotonie aufgrund einer zugrundeliegenden Lungenerkrankung zunächst diese zu behandeln. Zur Behandlung einer chronischen ventilatorischen Insuffizienz wird die intermittierende nicht-invasive Überdruck-Beatmung (NIPPV) empfohlen. Zielsetzung dieser Arbeit war es, die hämodynamischen Effekte der NIPPV-Therapie bei Patienten mit PH bei alveolärer Hypoventilation zu untersuchen. Weiterhin sollte auch der Einfluss der NIPPV-Therapie auf die funktionelle Leistungsfähigkeit dieser Patienten beleuchtet werden. Zudem war es ein Ziel Patienten mit PH und alveolärer Hypoventilation zu charakterisieren.
Daher wurden aus den 160 Patienten, welche sich im Zeitraum zwischen Oktober 2009 und Juli 2011 in der Spezialambulanz für pulmonale Hypertonie der Missioklinik mit dem Verdacht auf eine PH vorstellten, 19 Patienten mit PH aufgrund bei alveolärer Hypoventilation identifiziert. 18 Patienten wurden retrospektiv in die vorgelegte Studie eingeschlossen und ihre Daten analysiert.
Alle Patienten durchliefen zunächst nicht-invasive Diagnostik (EKG, Röntgen-Thorax, Echokardiographie, 6-Minuten-Gehtest, Bodyplethysmographie, Mundverschlussdruckmessung, Labor). Bei allen Patienten, die dazu in der Lage waren, erfolgte zusätzlich eine Spiroergometrie. Bei erhärtetem Verdacht auf das Vorliegen einer PH nach nicht-invasiven Kriterien wurde invasive Diagnostik inklusive einer Rechtsherzkatheteruntersuchung angeschlossen. Bis dato lagen nur Studien vor, welche vom Vorliegen einer pulmonalen Hypertonie anhand von Echokardiographie-Kriterien ausgingen. Die Patienten mit invasiv bestätigter PH und Tages-Hyperkapnie erhielten zusätzlich eine kardiorespiratorische Polygraphie. Wenn eine Indikation zur nicht-invasiven Selbstbeatmung bestand, wurde eine NIPPV als BiPAP-Heimbeatmung eingeleitet. Nach drei Monaten wurden die Untersuchungen im Rahmen der Verlaufskontrolle wiederholt und die Daten zur Therapieadhärenz aus dem patienteneigenen Gerät ausgelesen.
Die Genese der ventilatorischen Insuffizienz war bei den Patienten in der hier vorgelegten Arbeit unterschiedlich. Zwölf Patienten hatten ein Obesitas-
Hypoventilationssyndrom mit oder ohne Komorbidität. Fünf Patienten litten an einer COPD als Ursache der alveolären Hypoventilation.
Bei der Auswertung der Daten fiel auf, dass es sich bei diesem Patientenkollektiv um Patienten mit vergleichsweise schwergradiger Druckerhöhung im kleinen Kreislauf handelte. 65 % der Studienteilnehmer wiesen einen pulmonalarteriellen Mitteldruck von >44 mmHg auf. Der Herzindex war jedoch bei unseren Studienteilnehmern nicht reduziert. Zwölf der in der vorliegenden Studie untersuchten 18 Patienten und damit 66,7 % waren übergewichtig und erfüllten so die Kriterien eines Obesitas-Hypoventilationssyndroms. Möglicherweise handelt es sich auch hier um einen gesondert zu betrachtenden Phänotyp von Patienten mit einer besonders schweren Form der pulmonalen Hypertonie bei alveolärer Hypoventilation. Passend dazu war der maximale inspiratorische Mundverschlussdruck (PImax) deutlich vermindert, was als Ausdruck der verminderten inspiratorischen Atemmuskelkraft und der daraus resultierenden Atempumpeninsuffizienz zu werten ist. Wir fanden darüber hinaus eine umgekehrte Korrelation zwischen PImax und dem pulmonalvaskulären Widerstand. Dies interpretierten wir als Zeichen dafür, dass die alveoläre Hypoventilation als Cofaktor bei der Entstehung der pulmonalen Hypertonie gesehen werden sollte.
Weiterhin fiel eine positive Korrelation des mPAP mit dem BMI und dem nächtlichen maximalen Kohlendioxidpartialdruck auf. Eine Korrelation mit der Sauerstoffsättigung bestand nicht. Dies zeigte, dass die Hyperkapnie auch ohne das Vorliegen einer Hypoxämie zu einer Vasokonstriktion der Pulmonalarterien und damit zur pulmonalen Hypertonie führen kann, wie es bereits zuvor beschrieben war.
Zudem sahen wir neben einer eingeschränkten TAPSE und einer vergrößerten RA-Fläche, als Zeichen einer reduzierten rechtsventrikulären Funktion, trotz normalem Herzindex und normaler linksventrikulärer Funktion deutlich erhöhte NT-proBNP-Werte. Ähnlich erhöhte BNP-Werte wurden bei verschiedenen Formen von pulmonaler Hypertonie insbesondere der PAH dokumentiert. Das NT-proBNP korrelierte zwar nicht mit funktionellen Parametern wie der 6-Minuten-Gehstrecke, der Wattleistung oder dem Herzindex (CI), dennoch ist anzunehmen, dass das NT-proBNP auch ein wichtiger Surrogat-Marker für Patienten mit pulmonaler Hypertonie infolge von alveolärer Hypoventilation sein könnte. Diese Annahme muss allerdings noch in weiteren Untersuchungen bestätigt werden.
Bei den Patienten der hier vorgelegten Arbeit waren initial die 6-Minuten-Gehstrecke, die maximale Wattleistung sowie die maximale Sauerstoffaufnahme deutlich reduziert. Dies ist als Ausdruck für das Ausmaß der funktionellen Einschränkung unserer Patienten zu sehen. Es konnte gezeigt werden, dass die pulmonale Hypertonie bei alveolärer Hypoventilation trotz normalem Herzindex funktionell relevant ist.
Unter der Therapie zeigte sich eine signifikante Zunahme von 6-Minuten-Gehstrecke und Wattleistung und somit einer Verbesserung der funktionellen Kapazität.
Die anfangs ebenfalls deutlich pathologische Hämodynamik, mit einem wesentlich erhöhten pulmonalarteriellen Mitteldruck und pulmonalvaskulären Widerstand, scheint eine wichtige Rolle zu spielen. So fanden sich Korrelationen insbesondere von funktionellen Parametern mit hämodynamischen Parametern. Es fiel eine Wechselbeziehung des pulmonalarteriellen Mitteldrucks mit der Wattleistung und der Gehstrecke im 6-Minuten-Gehtest auf. Auch zwischen dem pulmonalvaskulären Widerstand (PVR) und der Wattleistung bestand eine Korrelation.
Es kam nach drei Monaten NIPPV-Therapie zu einer signifikanten Reduktion von mPAP sowie PVR und damit zu einer deutlichen Verbesserung der pulmonalen Hypertonie. Der Herzindex blieb unverändert, war aber bereits zum Zeitpunkt der Baseline-Untersuchung nicht pathologisch.
Wir stellten weiterhin fest, dass der Abfall des pulmonalarteriellen Mitteldrucks unter der Therapie wiederum mit dem Anstieg der Wattleitung korrelierte. Dies suggeriert, dass die pulmonale Hypertonie einen substanziellen Einfluss auf die funktionelle Leistungsfähigkeit bei Patienten mit schwerer PH infolge von alveolärer Hypoventilation ha und dass eine Verbesserung der Hämodynamik unter NIPPV-Therapie mit einer Verbesserung der Leistungsfähigkeit einhergeht.. Auch auf Seiten der Gehstrecke im 6-Minuten-Gehtest war in unserer Arbeit eine deutliche Verbesserung unter der Therapie zu verzeichnen. Und zwar war die Zunahme der Strecke größer als in Studien, die den Therapieeffekt von vasoaktiven Substanzen bei PAH-Patienten untersucht hatten.
Nicht überraschend war es, dass sich die Blutgase am Tage und in der Nacht ausschließlich in der Gruppe der Probanden mit höherer NIPPV-Nutzungsdauer und damit höherer Therapieadhärenz signifikant verbesserten, was als Ausdruck der Effektivität der Therapie gewertet wurde. Ebenso ließ sich zeigen, dass auch der Effekt der Beatmungstherapie auf die Hämodynamik sowie die funktionelle Leistungsfähigkeit von der Therapieadhärenz abhängig war. Nur bei den Probanden mit höherer Adhärenz kam es zu einer signifikanten Reduktion von mPAP und PVR, zur statistisch relevanten Verbesserung von Gehstrecke und Wattleistung sowie zu einem signifikanten Abfall des NT-proBNPs. Dies unterstreicht, dass die positiven Effekte auf die Hämodynamik und die funktionelle Leistungsfähigkeit unserer Patienten mit pulmonaler Hypertonie aufgrund von alveolärer Hypoventilation als Therapieeffekt der NIPPV-Therapie zu verstehen ist.
Eingeräumt werden muss, dass die vorgelegte Arbeit aufgrund der eher kleinen Studienteilnehmerzahl und dem Studiendesign als retrospektive, Single-center-Studie eine gewisse Limitation hat. Hier wären an unsere Studie anknüpfende, prospektive Studien mit größeren Patientenzahlen und über einen längeren Beobachtungszeitraum wünschenswert.
Die Daten wurden 2012 auf dem Kongress der DGP sowie dem Kongress der European Respiratory Society präsentiert. Weiterhin wurde die Studie 2014 im European Respiratory Journal als Original-Arbeit im Sinne einer Vollpublikation veröffentlicht.
Mehrere vorangegangene kleinere Studien zeigen einen Zusammenhang zwischen pulmonaler Hypertonie (PH) und einer schlafbezogenen Atmungsstörung (u.a. obstruktive und zentrale Schlafapnoe). Die beiden Erkrankungen scheinen sich gegenseitig zu beeinflussen, wobei oftmals nicht geklärt werden kann, ob die pulmonale Hypertonie ursächlich für die Schlafapnoe ist oder umgekehrt.
Für die vorliegende Untersuchung wurden Daten monozentrisch retrospektiv über einen Zeitraum von 2,5 Jahren ausgewertet. Die Daten stammen von Patienten der Pulmonalen-Hypertonie-Ambulanz der Missioklinik in Würzburg. Insgesamt werden 174 Patienten mit gesicherter PAH oder CTEPH untersucht und anhand einer durchgeführten Polygraphie in die beiden Gruppen AHI<15/h und AHI≥15/h eingeteilt.
In der vorliegenden Arbeit wurde bei PAH- und CTEPH-Patienten untersucht, ob sie sich je nach der Höhe des Apnoe-Hypopnoe-Index AHI < bzw. ≥ 15/h hinsichtlich der Mortalität, Hämodynamik, ihrer Leistungsfähigkeit und der sonstigen kardiopulmonalen Funktion unterscheiden.
Es werden zudem Unterschiede beim Auftreten diverser Komorbiditäten betrachtet.
Etwa ein Fünftel der untersuchten PAH-Patienten (20,5 %) und ebenso der CTEPH-Patienten (21,4 %) weist eine schlafbezogene Atmungsstörung mit einem AHI≥15/h auf. Zur genaueren Analyse wird im Ergebnisteil die Studienpopulation in PAH und PAH+CTEPH getrennt. In beiden Erhebungen können keine signifikanten Differenzen bezüglich der Mortalität zwischen den Patienten mit AHI<15/h und AHI≥15/h festgestellt werden.
Bei PAH-Patienten mit AHI≥15/h waren Arrhythmien häufiger zu finden und der pulmonalkapilläre Verschlussdruck (PCWP) war höher, das Herzzeitvolumen war bei Patienten mit AHI ≥15/h signifikant niedriger.
Weitere signifikante Unterschiede betreffen die alveolo-arterielle Sauerstoffdruckdifferenz, welche bei Patienten mit AHI <15/h höher ist und die Gamma-GT-Serumkonzentration, welche bei Patienten mit AHI≥15/h signifikant höher zu finden war. Insgesamt ist das Kollektiv mit AHI≥15/h signifikant älter als die Patienten mit AHI<15/h.
Bei der Auswertung des durch Pooling erstellten Kollektivs von PAH+CTEPH-Patienten haben die Patienten mit einem AHI≥15/h signifikant mehr Herzrhythmusstörungen (p=0,004). Auch ist in diesem Kollektiv der PCWP bei Patienten mit AHI≥15/h signifikant höher als bei Patienten mit AHI<15/h. Die Analyse des PAH+CTEPH-Kollektivs zeigt zudem Unterschiede im systolischen Blutdruck unter maximaler Belastung, der bei Patienten mit AHI<15/h höher ist, und bei der alveolo-arteriellen Sauerstoffdruckdifferenz, die bei Patienten mit AHI<15/h höher ausfällt. Zudem ist der rechte Vorhof in der Echokardiographie im Kollektiv mit AHI≥15/h signifikant größer. Auch im Kollektiv mit PAH+CTEPH haben die Patienten mit AHI≥15/h eine signifikant höhere Gamma-GT-Serumkonzentration.
Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass PAH- und CTEPH-Patienten mit einem AHI≥15/h vergleichbare funktionelle Werte aufweisen als Patienten mit einem AHI<15/h. Auffallend ist, dass Arrhythmien, die wiederum ursächlich für Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems sein können, in der Gruppe der PAH-/CTEPH-Patienten mit höherem AHI gehäuft auftreten. Hier kann ein direkter Zusammenhang mit dem in diesem Kollektiv ebenfalls signifikant erhöhten pulmonalkapillären Verschlussdruck vermutet werden, da Vorhofflimmern über eine Erhöhung des linksatrialen Drucks begünstigt wird.
In Relation zu einem Großteil der Vorgängerstudien, welche sich mit den Themen PAH/CTEPH und schlafbezogene Atmungsstörungen auseinandersetzen, weist vorliegende Arbeit unter Berücksichtigung der Seltenheit der Erkrankungen PAH und CTEPH durch das Pooling eine nicht zu unterschätzende Fallzahl auf. Eine mögliche Schwachstelle der vorliegenden Untersuchung, nämlich das unterschiedliche Verhältnis der beiden Untersuchungspopulationen AHI<15/h bzw. AHI≥15/h lässt sich ebenfalls durch die niedrigen Prävalenzen der Erkrankungen relativieren.
Interessant wäre eine weitere Untersuchung mit der Differenzierung AHI<30/h und AHI≥30/h. Ergeben sich hier Auffälligkeiten, könnte auch eine prospektive Studie mit Nachuntersuchung nach erfolgter Therapie erfolgen, um deren Auswirkungen auf die Schlafapnoe und pulmonale Hypertonie zu bewerten. Ergänzend könnte auch noch die Tagesschläfrigkeit im Verlauf erfasst werden, z.B. anhand der Epworth sleepiness scale.