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18.05.2016 | Nachrichten | Onlineartikel

Risikoprädiktion

Virtuelles Herz sagt ventrikuläre Arrhythmien voraus

Autor:
Philipp Grätzel

Wer braucht einen ICD und wer nicht? Eine anatomisch-funktionelle 3-D-Simulation des Herzens sagt den plötzlichen Herztod möglicherweise besser vorher als traditionelle klinische Parameter.

Die Indikation für einen implantierbaren Cardioverter-Defibrillator (ICD) in der Primärprävention bei Postinfarktpatienten wird nach wie vor anhand klinischer Kriterien gestellt. In erster Linie wird Patienten mit einer linksventrikulären Ejektionsfraktion (LVEF) von 35 % oder darunter ein ICD empfohlen. Unstrittig ist das LVEF-Kriterium nicht. Ein relevanter Anteil der ICD-Träger benötigt diesen Fallschirm nie, und umgekehrt gibt es Patienten mit ischämischer Kardiomyopathie und höherer LVEF, die lebensbedrohende Tachyarrhythmien entwickeln und bisher durchs Raster fallen.

Risikoprädiktion à la Silicon Valley

Hier setzt eine Forschergruppe um Hermenegild J. Arevalo vom Institute for Computational Medicine und Katherine C. Wu von der Abteilung für Kardiologie der John Hopkins University an. Auf der Basis von Kardio-MRT-Daten erstellen sie personalisierte 3-D-Modelle des Postinfarkt-Herzens, die sie dann nutzen, um mit Hilfe von Computeralgorithmen die Wahrscheinlichkeit bedrohlicher Arrhythmien abzuschätzen. Das funktioniert so, dass zunächst ein individuelles 3-D-Modell der beiden Ventrikel inklusive der myokardialen Narben sowie der Randzonen der myokardialen Narben errechnet wird.

Dem simulierten Myokard werden darauf hin in den unterschiedlichen Myokardregionen bestimmte myokardiale Faserrichtungen zugewiesen. Diese werden anhand bekannter Datensätze von einer Software abgeschätzt, weil Faserrichtungen bzw. das Reizleitungssystem im MRT nicht direkt darstellbar sind.

Im nächsten Schritt wird dann eine elektrophysiologische Untersuchung simuliert: Der Computer setzt Stimulationsimpulse an 17 unterschiedlichen Stellen des Herzmodells, und die Wissenschaftler analysieren, ob sich in der Modellierung lebensbedrohliche Herzrhythmusstörungen entwickeln. Ist das auch nur ein einziges Mal der Fall, wird der Patient in diesem „Virtual-Heart Arrhythmia Risk Predictor“ (VARP)-Test als Risikopatient für einen plötzlichen Herztod klassifiziert.

Prognose des plötzlichen Herztods: Simulator schlägt LVEF

Überprüft haben die Computerexperten und Kardiologen ihren Ansatz, über den sie in „Nature Communications“ berichten, bei 41 Postinfarktpatienten, die ohnehin einen ICD implantiert bekommen sollten. Bei allen Patienten wurde vor der Implantation ein Kardio-MRT angefertigt und die geschilderte Modellierung vorgenommen. Die computerbasierte Risikoprädiktion wurde dann mit dem tatsächlichen klinischen Verlauf, dokumentiert per ICD, über im Mittel 4,8 Jahre verglichen.

Im Ergebnis zeigte sich zum einen, dass das Risiko lebensbedrohlicher Arrhythmien bei einem positiven VARP-Test viermal so hoch war wie bei einem negativen VARP-Test. Das war statistisch signifikant (p = 0,03). Im Vergleich zu klassischen Risikomarkern wie reduzierte LVEF, großes Narbenvolumen, großes Volumen der Randzone und hohe linksventrikuläre Masse zeigte sich, dass nur der positive VARP-Test, nicht aber die anderen Risikomarker, mit einem höheren Arrhythmie-Risiko einhergingen. In einer größeren Studie sollen die Ergebnisse der Pilotstudie verifiziert werden. 

Literatur

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