Basel VIII. Biochemical and electrocardiographic signatures to detect exercise-induced myocardial ischemia
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- Holger Salzmann
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1 Basel VIII Biochemical and electrocardiographic signatures to detect exercise-induced myocardial ischemia Ursina Honegger PhD Studentin, CRIB Nicolas Schärli Assistenzarzt, Innere Medizin USB, CRIB
2 Übersicht Hintergrund KHK Diagnostik Myokardperfusionsszintigrafie (MPS) BASEL VIII Studie Ziele Studiendesign Aktueller Stand Resultate Aktuelle Auswertungen: SDS Cut-offs, Myocardial Stunning Ausblick
3 KHK-Klassifikation ACS - Akutes Koronarsyndrom STEMI NSTEMI Instabile Angina Pectoris SCAD Stabile KHK Stabile Angina Pectoris Bekannte, aber asymptomatische obstruktive oder nichtobstruktive KHK (1) Montalescot, G. et al
4 Diagnostik der stabilen KHK (SCAD) Anamnese, Status Ruhe- und Belastungs-EKG (Ergometrie) Ruhe-/Belastungs- Echokardiografie Herz-MRI MPS (Myokardperfusionsszintigrafie) Linksherzkatheter
5 ESC Guidelines on the management of SCAD (1) Montalescot G. et al PTP < 15% PTP 15-65% PTP 66-85% PTP > 85%
6 Belastungs-EKG Gute Verfügbarkeit Kostengünstig ABER: Limitierte diagnostische Genauigkeit Sensitivität 68% (SD 16%) Spezifität 77% (SD 17%) (2) Gibbons, R. J. et al. 1997
7 MPS - Myokardperfusionsszintigrafie 99mTc Sestamibi (Gamma-Strahler) SPECT Aufnahme in Ruhe und nach Belastung Belastung mittels Ergometrie oder Medikamentös.
8 MPS - Myokardperfusionsszintigrafie Goldstandard für die Diagnose der stabilen KHK (SCAD) Nicht Invasiv Hohe diagnostische Genauigkeit Sensitivität: 85-95% Spezifität: ca. 75% ABER Hohe Kosten Strahlenbelastung (Effektive Dosis = 11mSv) Zentrumsgebunden, tiefe Verfügbarkeit (3) Loong, C. Y. & Anagnostopoulos, C. 2004, (4) Einstein, A. J. et al.,2007
9 Kann man den Diagnoseprozess optimieren?
10 BASEL VIII Studie
11 Ziele Primäres Ziel Evaluation von klinischen, biochemischen und elektrokardiografischen Signalen zur Erkennung der belastungsinduzierten Ischämie.
12 Studiendesign Prospektive Observationsstudie Population Patienten mit Verdacht auf eine stabile KHK Patientin mit bekannter KHK zur Beurteilung der aktuellen Ischämie, welche für ein MPS ans USB überwiesen wurden. Datenerhebung Klinische Beurteilung vor und nach Belastungs-EKG (VAS) Belastungs-EKG (Ruhe-EKG) Blutentnahmen (Baseline, Peak-Exercise, 2h, 4h) Fragebogen Follow Up Hypothese Gruppen mit und ohne Myokardischämie unterscheiden sich bezüglich Level des Biomarkers EKG-Signale
13 Beurteilung der Ischämie (GSD) GSD 1: SDS 2 GSD 2: GSD 1 + Klinische Beurteilung und TID (5) McLaughlin, M.G. & Danias, P.G 2002 GSD 3: GSD 2 + Up-/Downgrading durch Koronarangiografie
14 Aktueller Stand 4111 Patienten eingeschlossen (Stand ) Durchschnittlicher Einschluss pro Woche: 15 Bisherige Auswertungen: Biomarker
15 Resultate Biomarker I BNP: - BNP&VAS vor und nach Belastung verbessern die diagnostische Genauigkeit (AUC 0.754, bzw. AUC 0.771) (6) Lee G., et al., Stress-induzierte Ischämie führte nicht zu einer verspäteten Freisetzung von BNP. BNP Stress-BNP Rest ( BNP) war bei Patienten mit und ohne Ischämie vergleichbar (9) Zürcher S., et al., 2015
16 Resultate Biomarker II Troponin: - Kombination hs-ctni&vas vor Belastung verbessert diagnostische Genauigkeit (AUC 0.730) (8) Tanglay Y., et al., Stress-induzierte Ischämie führte nicht zu einer verspäteten Freisetzung von hs-ctni. Hs-cTnI Stress-hs-cTnI Rest ( hs-ctni) war bei Patienten mit und ohne Ischämie vergleichbar. (10) Lee G., et al., 2016
17 Cut-Off Vergleich SDS 0-1 SDS 2-3 SDS >=4 Anzahl Patienten Tod oder AMI 5% (101) 9% (28) 13% (115) Interventionen 6% (114) 20% (58) 46% (387) Linkskatheter 90d 4% (78) 17% (51) 63% (528) Interventionsrate 37% 55% 60%
18 Cut-Off Vergleich Resultate
19 Myocardial Stunning Myocardial Stunning: Reversible, kontraktile Dysfunktion, die nach Reperfusion bestehen bleibt, trotz des Fehlens einer irreversiblen Schädigung. (11) Bolli & Marban, Kann nach belastungs-induzierter Ischämie auftreten (11) Bolli & Marban, Repetitive belastungs-induzierte Ischämie führt zu kumulativer kontraktiler Dysfunktion (Tiermodelle) (12) Homans et al., Hoch-intensive Belastung führt zu grösserer kontraktiler Dysfunktion als leichte Belastung (Tiermodelle) (13) Homans et al., 1991 Fragestellung: Prävalenz, Prädiktoren und long-term Outcome von KHK Patienten mit Myocardial Stunning?
20 Myocardial Stunning Definition: LVEF Stress Abfall von >5%. (14) Patient Flow:
21 Baseline Charakteristiken I Overall No myocardial Stunning Myocardial Stunning P Value (N=200) (N=151) (N=49) Age, yrs. 67 (58-74) 66 (58-74) 69 (61-73) Sex, male 152 (76) 113 (75) 39 (80) Symptoms Angina 128 (64) 99 (66) 29 (60) Dyspnoea 75 (37) 56 (37) 19 (39) Cardiovascular Risk Factors Known CAD 126 (63) 96 (64) 30 (61) BMI 27 ( ) 26.8 ( ) 27.4 ( ) Hyperlipidaemia 169 (85) 128 (85) 41 (84) Hypertension 174 (87) 133 (88) 41 (84) Family History of CAD 63 (31) 46 (30) 17 (35) Tobacco use 127 (63) 96 (64) 31 (63) Diabetes 48 (24) 32 (21) 16 (33) pavk 16 (8) 12 (8) 4 (8) ICD/CPM/CRT 2 (1) 2 (1) 0 (0) Atrial fibrillation 21 (10) 13 (9) 8 (16) Medication at presentation Aspirin 159 (80) 124 (82) 35 (71) Statin 142 (71) 106 (70) 36 (73) Beta-blocker 128 (64) 96 (64) 32 (65) Nitro-glycerine 21 (10) 18 (12) 3 (6) Ca-Antagonist 43 (21) 28 (18) 15 (31) ACE inhibitors 62 (31) 47 (31) 15 (31) Marcoumar 11 (5) 6 (4) 5 (10) Values are median (IQR) and number (percentage). *p values for differences between groups. BMI = Body mass index; Angina pectoris = angina pectoris at any time before stress-testing; Dyspnoea = dyspnoea at any time before stress-testing; Diabetes = insulin dependent and non-insulin dependent diabetes mellitus; Tobacco use = Current or former tobacco use.
22 Baseline Charakteristiken II Overall No myocardial Myocardial P Value Stunning Stunning SRS 0 (0-3) 0 (0-3) 0 (0-4) SSS 4 (0-7) 4 (0-6) 5 (0-8.50) SDS 0 (0-5) 0 (0-5) 2 (0-7) TID 8 (4) 3 (2) 5 (10) LVEF rest 61 (54-67) 59 (54-66) 62 (57-67) LVEF stress 62 (55-71) 65 (59-74) 55 (50-59) <0.001 Ischemia (GSD3) 99 (50) 74 (49) 25 (51) Scar (SRS 2) 57 (28) 39 (26) 18 (37) EDV Rest 81 (63-101) 80 (63-97) 85 (73-105) ESV Rest 35 (26-45) 35 (26-46) 37 (26-44) EDV Stress 76 (56-99) 70 (54-93) 92 (71-111) <0.001 ESV Stress 30 (19-44) 26 (16-38) 44 (34-53) <0.001 Values are median (IQR) and number (percentage). *p values for differences between groups. SRS=Summed Rest Score; SSS=Summed Stress Score; SDS=Summed Difference Score; TID=Transient Ischemic Dilation; LVEF= Left Ventricular Ejection Fraction; EDV= End Diastolic Volume; ESV= End Systolic Volume
23 Ausblick Prognostische Auswertungen Dual-Marker Auswertungen EKG-Auswertungen: 16-lead Auswertungen Hochfrequenz QRS Analyse
24 Literatur (1) Montalescot, G., Sechtem, U., Achenbach, S., Andreotti, F., Arden, C., Budaj, A., Zamorano, J. L. (2013) ESC guidelines on the management of stable coronary artery disease: the Task Force on the management of stable coronary artery disease of the European Society of Cardiology. European Heart Journal, 34(38), (2) Gibbons, R. J., Balady, G. J., Beasley, J. W., Bricker, J. T., Duvernoy, W. F., Froelicher, V. F., Ryan, T. J. (1997). ACC/AHA Guidelines for Exercise Testing. A report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines (Committee on Exercise Testing). Journal of the American College of Cardiology, 30(1), (3) Loong, C. Y., & Anagnostopoulos, C. (2004). Diagnosis of coronary artery disease by radionuclide myocardial perfusion imaging. Heart (British Cardiac Society), 90 Suppl 5, v2 9. (4) Einstein, A. J., Moser, K. W., Thompson, R. C., Cerqueira, M. D., & Henzlova, M. J. (2007). Radiation dose to patients from cardiac diagnostic imaging. Circulation, 116(11), (5) McLaughlin, M.G., & Danias, P.G. (2002). Transient ischemic dilation: a powerful diagnostic and prognostic finding of stress myocardial perfusion imaging. Journal of Nuclear Cardiology, 9, (6) Lee, G., Mann Sou,S., Twerenbold,R., Reichlin,T., Oshima,S., Hochgruber, T., et al. (2014). B-type Natriuretic peptide and Clinical Judgment in the Detection of Exercise-induced Myocardial Ischemia, The American Journal of Medicine, 127, (7) Artunc, F., Mueller, C., Breidthardt, T., Twerenbold, R., Peter, A. & Thamer, C. (2012). Sensitive Troponins Which Suits Better for Hemodialysis Patients? Associated Factors and Prediction of Mortality. PLoS One, 7 (10). (8) Tanglay, Y., Twerenbold, R., Lee, G., Wagener, M., Honegger, U., Puelacher, C., Reichlin, T., Mann Sou,S., et al. (2015). Incremental Value of a Single High-sensitivity Cardiac Troponin I Measurement to Rule-Out Myocardial Ischemia The American Journal of Medicine, 128, (9) Zürcher, S., Honegger, U., Wagener, M., Lee, G., Stallone, F., Marxer, T., et al. (2015). Delayed Release of Brain Natriuretic Peptide to identify Myocardial Ischaemia. European Journal of Clinical Investigation, 45, (10) Lee G., Twerenbold, R., Tanglay, Y., Reichlin, T., Honegger, U., Wagener, M., et al., (2016). Clinical benefit of high-sensitivity cardiac troponin I in the detection of exercise-induced myocardial ischemia. American Heart Journal., 173, (11) Bolli R. & Marban E. (1999). Molecular and Cellular Mechanisms of Myocardial Stunning, (1999). Physiological Reviews, 79, (12) Homans D.C., Sublett E., Xue-Zhen D., & Bache R.J. (1986). Persistence of Regional Left Ventricular Dysfunction after Exercise-induced Myocardial Ischemia. J Clin Invest. 77, (13) Homans D.C., Laxson D.D., Sublett E., Pavek T. & Crampton M. (1991). Effect of exercise intensity and duration on regional function during and after exercise-induced ischemia. Circulation. 83, (14) Guenancia C., Cochet a., Humbert O., Dygai-Cochet I., et al., (2012). Predictors of post stress LVEF drop 6 months after reperfused myocardial infarction : a gated myocardial perfusion SPECT study. Ann Nucl Med, 27,
25 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Ursina Honegger, PhD Studentin, CRIB Nicolas Schärli, Assistenzarzt Innere Medizin, CRIB
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