r e v i e w a rt icle Moderne Diagnostik der Herzinsuffizienz Thomas F. Lüscher, Andreas E. Brauchlin, Robert Manka, Felix C. Tanner, Christian Schmied Klinik für Kardiologie, UniversitätsSpital, Zürich, Switzerland Summary Modern diagnosis of heart failure In recent years the incidence and prevalence of heart failure have markedly increased. An essential reason for this is improved survival after myocardial infarction. Further, the growing frequency of hypertension and diabetes mellitus also means more cases of heart failure. In step with this development, diagnosis of heart failure assumes major importance. Symptoms such as dyspnoea, declining performance, orthopnoea Abbildung 1 A William Withering (1741–1799) (Quelle: Wikimedia commons). B Er hat 1785 seine epochale Monographie «An account of the foxglove and some of its medical uses with practical remarks on dropsy and other disease» zur Verwendung von Digitalis lanata bei Herzinsuffizienz veröffentlicht. and oedema should suggest heart failure. Besides clinical symptoms, laboratory tests and imaging methods such as echocardiography, MRI and – in isolated cases – nuclear imaging tests should be performed. Stress tests and spiroergometry serve to objectivise symptoms and are also important with possible heart transplantation in mind. Cardiac catheterisation is an essential diagnostic tool in differentiating ischaemic from nonischaemic cardiomyopathy. Right heart catheterisation allows precise evaluation of haemodynamics. Myocardial biopsy has become a rarity these days due to the frequent absence of therapeutic consequences. In summary, the frequency of heart failure renders its diagnosis highly important, especially as today, thanks to major advances in drug therapy and the use of diagnostic devices, heart failure has become a readily treatable condition. Key words: diagnosis; echocardiography; BNP; MRI; heart failure Die ersten Hinweise Die Herzinsuffizienz wurde bereits vor mehr als 200 Jahren von William Withering (1741–1799; Abb. 1A und B) in seinem epochalen Werk «An account of the foxglove and some of its medical uses with practical remarks on dropsy and other disease» [1] beschrieben. Withering hatte beobachtet wie eine Kräuterfrau aus Shropshire Patienten mit Dropsy, was wir heute wohl als dekompensierte Herzinsuffizienz bezeichnen würden, mit einer Mischung getrockneter Kräuter erfolgreich behandelte. Er begann die Kräutermischung bei seinen eigenen Patienten zu benützen und konnte ihre Wirksamkeit bestätigen. Er identifizierte Digitalis lanata als die wirksame Komponente der Mischung und machte damit Medizingeschichte. Über mehr als zweiA B Funding / potential competing interests: Die Autoren haben Educational und Research Grants von folgenden Firmen erhalten, welche für die Herzinsuffizienz relevant sind: Abbott, AstraZeneca, Biotronik, St. Jude, Roche Diagnostics, Servier. Korrespondenz: Professor Thomas F. Lüscher, FRCP Direktor, Klinik für Kardiologie UniversitätsSpital Zürich Rämistrasse 100 CH-8091 Zürich Schweiz cardiotfl[at]usz.ch Cardiovascular Medicine 2013;16(2):40–45 40 r e v i e w a rt icle hundert Jahre werden seither Herzinsuffizienz-Patienten mit Digitalis, das später als ein Steroidkörper identifiziert wurde, erfolgreich behandelt. Die symptomatische Wirkung, die Withering beschrieb, die Diurese und Verbesserung von Atemnot und Leistung, konnte auch in randomisierten Studien belegt werden, während eine Verminderung der Mortalität nicht belegt werden konnte [2]. Bedeutung der Herzinsuffizienz Withering selbst wusste wohl kaum, um was für eine Krankheit es sich wirklich handelte und auch wenig über ihre Ursachen. Heute gehört die Herzinsuffizienz zu den häufigsten Diagnosen und Ursachen für Hospitalisationen und Tod [3]. Neben der koronaren Herzkrankheit gehört die Hypertonie zu den wichtigsten Ätiologien, während primäre Herzmuskelerkrankungen seltener einer Herzinsuffizienz zugrunde liegen. Weitere wichtige Ursachen sind Herzklappenerkrankungen wie die Aortenstenose und/oder -insuffizienz, die Mitralinsuffizienz (die auch Folge einer Herzinsuffizienz aufgrund des linksventrikulären Remodelings sein kann) sowie toxische Ursachen (Tab. 1) [3–5]. Die Häufigkeit der Herzinsuffizienz hat in den letzten Jahrzehnten stark zugenommen (Abb. 2) [6]. Die wichtigsten Ursachen dafür sind (1.) die steigende Lebenserwartung in westlichen Gesellschaften, (2.) damit verbunden langjährige Auswirkungen von Hypertonie und Diabetes mellitus, insbesondere bei mässiger Kontrolle von Blutdruck und Blutzucker; (3.) die stetig abnehmende Mortalität des akuten Herzinfarktes sowie (4.) bessere Behandlungsmöglichkeiten von erworbenen Kardiomyopathien, wie z.B. der dilatativen/ äthyltoxischen Kardiomyopathie. Kardiomyopathien, welche eine genetische Ursache haben, treten entsprechend in jüngeren Altersgruppen auf und tragen daher wenig zur steigenden Prävalenz der Herzinsuffizienz bei. Insgesamt aber steigt die Prävalenz der Herzinsuffizienz in der Tat aufgrund der genannten Faktoren Abbildung 2 Häufigkeit der Herzinsuffizienz abhängig von Alter und Geschlecht. Dargestellt sind die Daten einer Studie an Schottischen Männern (links) und Frauen (rechts) im Alter von ≥45 von 1980 bis (hochgerechnet) 2020 (in Anlehnung an [6]). Lebensalter Männer Frauen 2020 85+ 2000 75-84 1980 65-74 55-64 45-54 0 100 200 300 400 0 200 400 Tabelle 1 Die Tabelle zeigt die approximative Verteilung der Ätiologien der Herzinsuffizienz in der nicht vorselektierten Bevölkerung [3, 4, 6]. Wichtigste Ursachen der Herzinsuffizienz Häufigkeit (approx., in %) Ischämische Kardiomyopathie (Koronare Herzkrankheit) 36–52 Nicht ischämische Kardiomyopathie – Hypertensive Herzerkrankung – Valvuläre Herzerkrankung – Vorhofflimmern/Tachykardiomyopathie – Alkohol-toxisch Weitere Ursachen: – Myokarditis – Peripartum-Kardiomyopathie – Rheumatische Erkrankungen – Infiltrative Erkrankungen – Medikamentös (z.B. Chemotherapeutika) – «Idiopathisch» 4–14 7–10 3–5 ca. 5 28–38 mit zunehmendem Alter stetig an. In Registern liegt heute das mittlere Alter von Patienten mit Herzinsuffizienz bei über 70 Jahren [7]. Gleiches gilt für die Hypertonie und mit Einschränkungen für den Diabetes mellitus. Die Hypertonie führt bei einer erheblichen Anzahl der Patienten zu einer diastolischen Funktionsstörung, welche zu Symptomen der Herzinsuffizienz führen kann [8], und bei anhaltend schlecht kontrollierten Blutdruckwerten auch zu einer Einschränkung der systolischen Funktion [9]. Während in den 1950er Jahren die Mortalität des Herzinfarktes selbst im Spital um 50% betrug [10], konnte die 30-Tage-Sterblichkeit aufgrund der beeindruckenden Fortschritte der Medizin auf etwa 5% gesenkt werden [11]. Dennoch kommt es bei den meisten Patienten zu einer mehr oder weniger ausgeprägten linksventrikulären Dysfunktion, welche aufgrund des Remodelings über Jahre zu einer Herzinsuffizienz führen kann. Entsprechend ist die koronare Herzkrankheit weiterhin die häufigste Ursache einer Herzinsuffizienz. Klinische Definition der Herzinsuffizienz Die Europäische Gesellschaft für Kardiologie (European Society of Cardiology [ESC]) unterscheidet Herzinsuffizienz mit erhaltener und eingeschränkter systolischer Funktion. Sie hat die Diagnose der Herzinsuffizienz wie folgt definiert [12]: 1. Symptome vereinbar mit einer Herzinsuffizienz (Dyspnoe, verminderte Leistungsfähigkeit) 2. Klinische Zeichen der Herzinsuffizienz (Lungenstauung, Ödeme) 3. Zeichen der ventrikulären Dysfunktion Zur Diagnose einer Herzinsuffizienz gehört daher (1.) eine Anamnese des Patienten; (2.) eine genaue klinische Untersuchung und (3.) eine Echokardiographie. Cardiovascular Medicine 2013;16(2):40–45 41 r e v i e w a rt icle Die Bestimmung des BNP ist – obgleich häufig praktiziert und aussagekräftig – nicht obligat zur Diagnose einer Herzinsuffizienz. Anamnese Wichtige anamnestische Informationen bei Patienten mit Herzinsuffizienz sind vorgängige Infarkte, Bluthochdruck und/oder Diabetes sowie der Alkoholkonsum. Obschon mässiger Alkoholkonsum vor Infarkten schützt, kann ein übermässiger Genuss zu Hypertonie und (toxischer) Herzinsuffizienz führen [13]. Das Leitsymptom der Herzinsuffizienz ist die Anstrengungsdyspnoe und eine verminderte Leistungsfähigkeit, welche sich mit einer Spiroergometrie (siehe unten) zuverlässig objektivieren lässt. Bei ausgeprägter Herzinsuffizienz kommt es auch zu einer Orthopnoe. Meist lassen sich dann über der Lunge feine Rasselgeräusche bzw. feuchte Nebengeräusche auskultieren und eine relevante Rechtsherzinsuffizienz führt zudem meist zu gestauten Halsvenen und peripheren Ödemen sowie Leberstauung und Hepatomegalie. Zur Objektivierung klinischer Symptome bei Herzinsuffizienz werden auch verschiedene Klassifizierungen, wie diejenige der New York Heart Association (NYHA), und Questionnaires – diese meist allerdings nur in Studien – verwendet, so beispielsweise das Kansas City Cardiomyopathy Questionnaire (KCCQ) und der Minnesota Living with Heart Failure Score. NYHA I bezieht sich auf eine linksventrikuläre Dysfunktion ohne Symptome, NYHA II umschreibt Symptome bei grosser und NYHA III bei leichter Anstrengung, während NYHA IV Beschwerden in Ruhe umfasst. Klinische Untersuchung Die klinische Untersuchung konzentriert sich auf die Auskultation von Herz und Lungen, die Beurteilung der Halsvenen, Leber und Beine. Die Herzauskultation kann normal sein oder es lässt sich ein 3. Herzton (systolische Herzinsuffizienz) oder 4. Herzton (diastolische Herzinsuffizienz) hören. Eine Mitralinsuffizienz ist nicht selten hörbar, zumal bei vergrössertem linkem Ventrikel mit Dilatation des Mitralanulus. Meist lassen sich über den unteren Lungenfeldern (und bei Lungenödem über allen Lungenfeldern) feine bis grobblasige Rasselgeräusche hören. Die Halsvenen sind besonders bei Insuffizienz des rechten Herzens gestaut; gleiches gilt für Ödeme an den unteren Extremitäten bzw. diffus verteilt (sog. Anasarka, v.a. bei bettlägrigen Patienten und schwerer Rechtsherzinsuffizienz). Imaging des Herzens Ohne eine Darstellung von Grösse und Funktion der Herzkammern lässt sich die Diagnose der Herzinsuffizienz nicht adäquat stellen, zumal dieselben klinischen Symptome auch aufgrund von anderen Erkrankungen (z.B. Lungen-, Stoffwechsel- und Venenerkankungen sowie auch bei Dekonditionierung) auftreten können und damit nicht spezifisch sind. Auch ist die Übereinstimmung untersuchender Kardiologen bei vielen klinischen Zeichen in geblindeten Untersuchungen nicht überzeugend [14]. Echokardiographie Die Echokardiographie ist heute die Standarduntersuchung in der Diagnostik (Abb. 3), da sie eine Beurtei- Abbildung 3 A Echokardiographie-Darstellung eines massiv dilatierten linken Ventrikels im apikalen 4-Kammer-Schnitt. B Die Speckle-Tracking-Kurven zeigen die ausgeprägte Dyssynchronie des linken Ventrikels: Während die anterolateralen Segmente (gelb) sich früh in der Systole kontrahieren, werden die posterioren Anteile (violett) verspätet, sogar erst nach dem Schluss der Aortenklappe (AVC) aktiviert. A B Cardiovascular Medicine 2013;16(2):40–45 42 r e v i e w a rt icle lung der systolischen und diastolischen Funktion beider Ventrikel, der Klappenfunktion, eine Bestimmung der Lungenarteriendruckwerte sowie verschiedener Ursachen der Herzinsuffizienz erlaubt [15]. Zum einen kann eine diastolische Herzinsuffizienz (Herzinsuffizienz mit erhaltener Auswurffraktion) von einer systolischen Herzinsuffizienz mit erniedrigter Auswurffraktion unterschieden werden. Andererseits kann die Beurteilung der Klappenfunktion über ein chirurgisches oder interventionelles Vorgehen entscheiden. Obschon bei schwer eingeschränkter linksventrikulärer Funktion die echokardiographische Erfassung einer linksventrikulären Dyssynchronie für die Indikationsstellung für einen biventrikulären Schrittmacher unabhängig vom Vorliegen eines Linksschenkelblocks kontrovers diskutiert wird, könnte sie in Zukunft eine wichtige Rolle spielen [16, 17]. Entscheidend werden dabei die Resultate des Echo-CRT-Trials sein, der von Zürich aus geleitet weltweit bereits über 1000 Patienten rekrutiert hat. Die Echokardiographie erlaubt auch spezifische Ursachen einer Herzinsuffizienz zu erfassen, so neben Klappenvitien auch gewisse Formen der Kardiomyopathie wie die hypertrophe Kardiomyopathie, die rechtsventrikuläre Dysplasie/Kardiomyopathie und die NonCompaction-Kardiomyopathie. Schliesslich lassen sich bei Vorliegen regionaler Wandbewegungsstörungen mit Ausdünnung des Myokards indirekte Hinweise für eine ischämische Kardiomyopathie finden. Die StressEchokardiographie (mittels körperlicher oder pharmakologischer Belastung mit Dobutamin) eignet sich in erfahrenen Händen zur Erfassung einer koronaren Herzkrankheit als Ursache einer Herzinsuffizienz. Cardiales Magnetresonanz Imaging (CMR) Die linksventrikuläre Funktion lässt sich auch mittels CMR (Abb. 4) bestimmen, sofern die nötige Kompetenz und Infrastruktur vor Ort verfügbar ist. Der Vorteil des MRI ist wie bei der Echokardiographie die fehlende Strahlenbelastung. Daneben lässt sich gleichzeitig auch eine Ischämie (Perfusions-MRI) [18] und Infarkte (Late Gadolinium Enhancement) [19] erfassen, während die Echokardiographie bei der Untersuchung der Klappenfunktion überlegen ist. Das CMR erlaubt damit aber eine gewisse Differenzierung zwischen ischämischer und nicht-ischämischer Ursache der Herzinsuffizienz, was die anschliessende Behandlung des Patienten direkt beeinflussen kann (z.B. Revaskularisation mittels PCI oder Bypass-Chirurgie). Die Late-gadolinium-enhancement (LGE)-Technik kann aufgrund verschiedener Verteilungsmuster bei verschiedenen kardialen Pathologien zur weiteren Differenzierung des Kardiomyopathietyps genutzt werden (z.B. intramurales LGE bei idiopathischer dilatativer Kardiomyopathie oder intramurale bis epikardiale LGE-Lokalisation bei Myokarditis) [20, 21]. Das CMR ist durch die genaue Bestimmung der links- und rechtsventriku- Abbildung 4 MRI bei einem Patienten mit Linksherzinsuffizienz nach Myokardinfarkt mit Darstellung des Infarktes (Late Gadolinium Enhancement). lären Funktion sowie das Ausmass der Narbenbildung in der Lage, unabhängige prognostische Informationen für Patienten mit ischämisch [22] und nicht-ischämisch [23] bedingter Herzinsuffizienz zu liefern. Bei Schrittmacherträgern und Patienten mit Klaustrophobie allerdings ist die Methode nur eingeschränkt verwendbar oder kontraindiziert. Nuklearmedizinische Verfahren Auch nuklearmedizinische Verfahren, wie das myokardiale Perfusions-Imaging (MPI) mittels Technetium oder anderen Tracern, erlauben eine Bestimmung der Ventrikelfunktion und der Perfusion [24], sind aber mit einer deutlichen Strahlenbelastung verbunden (insbesondere bei der Verwendung von Thallium). Biochemische Marker der Herzinsuffizienz BNP wurde erstmals aus dem Hirngewebe isoliert (daher sein Name), spielt aber physiologisch – zusammen mit seiner Schwestersubstanz Atrial Natriuretic Peptide (ANP) – eine wichtige Rolle in der Kreislaufregulation. Beide natriuretischen Peptide werden aus dem Vorhof bzw. Ventrikel in erster Linie aufgrund mechanischer Reize freigesetzt. Bei stärkerer Füllung und Anstieg der Füllungsdrucke kommt es zur Sekretion von ANP und BNP. Besonders hohe Werte werden bei Patienten mit systolischer Dysfunktion gemessen (Abb. 5) [25]. Die Höhe der BNP-Spiegel (meist wird heute das stabilere NT-proBNP gemessen) ist zudem auch prognostisch bedeutsam. Erhöhte NT-proBNP-Werte sprechen für eine Herzinsuffizienz, während normale Werte sie praktisch ausschliessen (hoher negative prädiktiver Wert) Cardiovascular Medicine 2013;16(2):40–45 43 B-type Natriuretic Peptid (ng/L) r e v i e w a rt icle Belastungstest und Spiroergometrie 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Class I (N = 18) Class II (N = 152) Class III (N = 351) Class IV (N = 276) New York Heart Association Class (NYHA-Class) Abbildung 5 Brain-Natriuretic-Peptide (BNP)-Spiegel und Schweregrad der Herzinsuffizienz: Die BNP-Spiegel korrelieren recht genau mit den klinischen Befunden aufgrund der New York Heart Association (NYHA)-Klassifikation. (Aus: Maisel AS, Krishnaswamy P, Nowak RM, McCord J, Hollander JE, Duc P, et al. Rapid measurement of B-type natriuretic peptide in the emergency diagnosis of heart failure. NEJM. 2002;347:161–7. © 2002 Massachusetts Medical Society, Boston, MA, USA. Nachdruck mit freundlicher Genehmigung.) Symptome/Zeichen der HI Herzkatheteruntersuchung BNP/NT-proBNP Echocardiographie EF eingeschränkt BNP / NT-proBNP EF erhalten BNP/NT-proBNP Echo/Doppler-Indices Diastolische Dysfunktion Systolische HI Diastolische HI Die Symptome und der Schweregrad einer Herzinsuffizienz können bei stabilen Patienten am besten mit einer Spiro-Ergometrie oder einem 6-Minuten-Gehtest objektiviert werden. Die Spiroergometrie erlaubt dies mittels Bestimmung der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO2 maximal bzw. peak). Diese dient auch zur Verlaufsbeurteilung und ist vor allem bei schwerer Herzinsuffizienz, insbesondere bei einer Abklärung im Hinblick auf eine Herztransplantation entscheidend. In der Regel wird für eine Listung eine maximale Sauerstoffaufnahme von weniger als 14 ml/min/Kg KG trotz optimaler Therapie verlangt [26]. Auch in der Differenzialdiagnose unklarer Anstrengungsdyspnoe bzw. Leistungsminderung liefert die Spiroergometrie richtungsweisende Informationen: So kann aufgrund der Wasserman-Kurven (1–9) beurteilt werden, ob die Symptome primär durch eine kardiale, pulmonale oder muskulo-metabolische Pathologie hervorgerufen werden [27]. Weiter ist die spiroergometrische Bestimmung der (ventilatorischen oder laktatgesteuerten) «anaeroben Schwelle» in der Trainingssteuerung (z.B. im Rahmen einer kardialen Rehabilitation) unerlässlich [28]. EF erhalten BNP/NT-proBNP normal Nicht-kardiale Ursachen? • Lungenerkrankungen • Anämie • Dekonditionierung • Anderes Abbildung 6 Vom Symptom zur Diagnose: Bei klinischem Verdacht auf Herzinsuffizienz (HI) wird BNP oder NT-proBNP bestimmt und eine Echokardiographie durchgeführt. Entsprechend den Befunden lässt sich eine HI ausschliessen (rechts) oder eine systolische HI (links) oder diastolische HI (Mitte) diagnostizieren. und für eine pneumologische oder zentrale Genese der Atemnot sprechen können (Abb. 5). Wichtige Differenzialdiagnosen bei erhöhten NT-proBNP-Spiegeln sind eine Niereninsuffizienz oder eine Rechtsherzbelastung (z.B. bei pulmonaler Hypertonie, einer Lungenembolie oder schwerer Trikuspidalinsuffizienz). Entsprechend sollten die Befunde der Echokardiographie und die BNP- bzw. NT-proBNP-Spiegel stets zusammen zur Diagnostik verwendet werden (Abb. 6). Die Herzkatheteruntersuchung ist ein fester Bestandteil in der Diagnostik der Herzinsuffizienz. Normale Koronarien sprechen bei eingeschränkter linksventrikulärer Funktion für eine dilatative Kardiomyopathie, während der Nachweis einer koronaren Herzkrankheit Ischämie und/oder Infarkte als primäre Ursache wahrscheinlich macht. Im letzteren Fall kann versucht werden, durch eine perkutane koronare Intervention (PCI) mit Ballon und/oder Stent bzw. durch eine aortokoronare Bypass-Operation die Myokardperfusion zu verbessern oder zu normalisieren und damit die Pumpfunktion zu verbessern. Die Rechtsherzkatheteruntersuchung erlaubt eine genaue Bestimmung des Herzminutenvolumens sowie der ventrikulären Füllungsdrücke, der Lungendruckwerte sowie der (pulmonalen und systemischen) Widerstände. Damit kann der Schweregrad der Herzinsuffizienz besser beurteilt und wichtige Informationen für die medikamentöse Therapie gewonnen werden. In gewissen Fällen ist auch eine Myokardbiopsie indiziert, welche während der Rechtsherzkatheteruntersuchung durchgeführt werden kann [29]. Die Biopsie wird heute allerdings aufgrund der häufig fehlenden therapeutischen Konsequenzen nur noch seltenen durchgeführt. Cardiovascular Medicine 2013;16(2):40–45 44 r e v i e w a rt icle Diagnostische Massnahmen während Therapie Anamnese und klinische Untersuchung sind bei jeder Visite und Nachsorgeuntersuchung wichtig, da sie dem behandelnden Arzt Hinweise zur Wirksamkeit der Therapie geben. Besonders wichtig ist die Messung des Blutdrucks im Liegen und Stehen zur Erfassung einer ausgeprägten Orthostasereaktion nach Beginn einer medikamentösen Behandlung, um die Dosierung blutdruckrelevanter Medikamente wie ACE-Hemmer, Betablocker und Aldosteronrezeptor-Antagonisten anzupassen. Die Bestimmung des NT-proBNP ist ebenfalls bedeutsam, da eine Senkung der Spiegel unter Therapie ein prognostisch günstiges Zeichen darstellt. Die Kontrolle von weiteren Laborparametern (u.a. Kreatinin, Natrium und Kalium) stellt sicher, dass die eingeleitete medikamentöse Therapie keine Niereninsuffizienz oder Elektrolytstörungen verursacht. Zusammenfassend sind eine Reihe von klinischen und labormässigen Untersuchungen wie auch eine Echokardiographie entscheidend in der Diagnostik der Herzinsuffizienz. Ist die Diagnose gestellt, ist die ursächliche Abklärung bedeutsam, da damit therapeutische Konsequenzen verbunden sind. Während der Langzeitbehandlung dieser Patienten ist eine regelmässige Wiederholung verschiedener Untersuchungen wichtig, um die Therapie optimal steuern zu können. Literatur 1 Withering J. An account of the foxglove and some of its medical uses with practical remarks on dropsy and other disease. Madrid: printed by M. Swinney, for G.G. & J. Robinson; 1785. 2 The Digitalis Investigation Group. The effect of digoxin on mortality and morbidity in patients with heart failure. N Engl J Med. 1997; 336(8):525–33. 3 Mosterd A, Hoes AW. Clinical epidemiology of heart failure. Heart. 2007; 93:1137–46. 4 He J, Ogden LG, Bazzano LA, Vupputuri S, Loria C, Whelton PK. 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