Perkutan implantierbare, telemetrische Druck-messkapsel als Frühwarnsystem für Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz - Herzkapsel

Kein zweites Krankheitsbild der Kardiologie hat derart zugenommen, wie die chronische Herzinsuffizienz: Laut der American Heart Association stieg die Häufigkeit dieser Entlassungsdiagnose zwischen 1979 und 2000 um 165%. Unter den Todesursachen lag die Zunahme bei +148%. Allein in den USA gibt es 5 Millionen Patienten mit Herzinsuffizienz, jährlich werden ca. 500000 Neudiagnosen gestellt, 300000 Patienten versterben, bei jährlich 6.5 Millionen Krankenhaustagen und 12-15 Millionen Arztbesuchen. Die Therapie der chronischen Herzinsuffizienz ist eine komplexe ärztli-che Aufgabe, die einen ausgewogenen Einsatz verschiedener Medikamente erfordert. Eine optimale Therapie zielt auf eine Balancierung der hämodynamischen Situation in einem Stadium der Kompensation ab. Diese Balance kann jedoch schnell aus dem Gleichgewicht geraten.

Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung und Erprobung einer telemetrischen Druck-messkapsel für die Dauerüberwachung von Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz. Die "Herz-Kapsel" mit einem Durchmesser von nur 3 mm soll perkutan, d.h. über eine Gefäßpunktion und einen Katheter, in eine Aufzweigung der Pulmonalarterien platziert werden (siehe Abbildung unten). Die Implantationsprozedur ist ambulant unter Rönt-gen-Durchleuchtungskontrolle durchführbar. Zugangsgefäße sind die Hals-  oder die Leistenvene. In der bioverträglich beschichteten Herz-Kapsel befindet sich ein Druck-sensor (Empfindlichkeit ± 1 mmHg) mit Telemetriechip und eine Mini-Antenne. Eine außerhalb des Körpers befindliche Antenne einer Lesestation strahlt elektromagneti-sche Energie zur Versorgung der Kapsel ein und erhält durch digitale Amplitudenmodu-lation die Druckmess-Signalverläufe zurück. Die Lesestation demoduliert die empfan-genen Signale und wertet sie aus.

Das Schlüsselexperiment dieses Vorhabens besteht zum einen in einer Anpassung der Technologie, die die Projektpartner im Rahmen eines DFG-Projektes erarbeitet haben, auf eine geeignetere Übertragungsfrequenz (133 kHz), so dass die benötigte Übertra-gungsreichweite von 15 cm realisiert werden kann. Hierzu ist unter anderem ein Chip-Redesign erforderlich. Ein wesentlicher, tierexperimentell zu überprüfender Teil des Schlüsselexperiments liegt in der baulichen Optimierung der Kapsel-Sensoreinheit, die so gestaltet sein muss, dass der präkapilläre Pulmonalarteriendruck erfasst wird.  Die-ser ist ein indirektes Maß für den Druck im linken Vorhof (Normbereich 8-10 mmHg). Druckerhöhungen auf ca. 15 mmHg zeigen eine beginnende Herzinsuffizienz an. Eine fortgeschrittene Pumpschwäche des linken Ventrikels kann zu einem relativen Rück-stau des Blutes in die Lungengefäße führen und geht mit Drücken von 20 mmHg und mehr einher.

Die Herz-Kapsel - implantiert durch eine einmalige, katheterbasierte Prozedur - soll ein Monitoring dieser für die hämodynamische Balancierung wichtigen Kenngröße  bei Pa-tienten mit chronischer Herzinsuffizienz in ihrer eigenen häuslichen Umgebung ermögli-chen. Damit steht dauerhaft und nicht-invasiv ein Schlüsselparameter zur Verfügung, der bisher nur unter intensivmedizinischen Bedingungen  mit einem liegenden Spezial-katheter gemessen werden konnte. Die Kapsel soll den therapeutischen Regelkreis schließen, Hochrisiko-Patienten identifizieren, die eine verbesserte Therapie-Einstellung benötigen, und so die bestmögliche, individuell angepasste Kombination von Therapeutika sicherstellen. Eine sich anbahnende Dekompensation kann unter Alltagsbedingungen in häuslicher Umgebung rechtzeitig erkannt und durch frühzeitig eingeleitetete therapeutische Maßnahmen gebannt werden. Klinikaufenthalt und Auf-wand an konventioneller apparativer Diagnostik sollen so minimiert und damit Kosten im Gesundheitssystem eingespart werden.