Kardiale Leistungsfähigkeit bei Patienten mit Cheyne-Stokes-Atmung infolge Herzinsuffizienz während langfristiger nasaler Beatmungstherapie mittels adaptiver Servoventilation (AutoSet CS^®)

Summary.

Cheyne-Stokes respiration (CSR) is known to be an important negative predictor of outcome in patients with congestive heart failure. The goal of this study was to investigate whether the use of adaptive servo ventilation (AutoSet CS^®) would permit sufficient suppression of this pathological breathing pattern and improve cardiac function in longterm use over 1 year. Inclusion criteria for the study were congestive heart failure (left ventricular ejection fraction 20–50%), proven CSR with a central apneahypopnea index (AHI) > 15/h and stable clinical status with standard medical therapy. Patients with obstructive sleep apnea and COPD were excluded.

Twenty consecutive patients (16 male) age 65.5 years (range 48–77) were followed with full blood counts, blood gas analysis, lung function tests and questionnaires for cardiopulmonary capacities (Minnesota, MRC Scale) and sleepiness (Epworth Sleepiness Scale). In addition, we performed 6-min walk distance (6MWD), echocardiography and polysomnography just before and after adjusting to adaptive servo ventilation and 3 and 12 months later. Mean usage of adaptive servo ventilation was sufficient (4.3 ± 2.1 h/day at 12 months). No significant changes in blood gas analysis, blood counts and pulmonary function were detectable. CSR disappeared almost completely in all patients (AHI pre-study 44.3 ± 13.4/h vs 3.4 ± 8.0/h at 12 months; p < 0.0001). Saturation normalized steadily over the course of the study. The desaturation index decreased from 45.3 ± 17.8/h to 5.2 ± 11.5/h at 12 months (p < 0.0001). Mean saturation increased with the first night of sleep with adaptive servo ventilation from 92.0 ± 2.5% to 93.0 ± 1.6% (p < 0.05) and then to 94.1 ± 1.9% at 3, and 94.2 ± 1.9% at 12 months (p < 0.001).

Quality of sleep was significantly improved with an increase of slow-wave sleep from 4.5 ± 4.6% to 13.7 ± 6.9% at 12 months (p < 0.0001). The arousal index concomitantly decreased from 29.8 ± 17.9/h pre-study to 12.0 ± 10.3/h at 12 months (p < 0.01). REM-sleep and sleep efficiency remained unchanged. The Epworth Sleepiness Scale showed only a trend to improvement.

Cardiac function improved significantly during the course of the study. The ejection fraction increased from mean 37.1 ± 12.5% pre-study to 41.7 ± 8.8% at 12 months (p < 0.05). The 6-min walk distance increased from 192 ± 110 m to 277 ± 130 m at 12 months (p < 0.01). The MRC and Minnesota score were not significantly different pre- and post-study.

We conclude that long-term respirator therapy with adaptive servo ventilation has sufficiently suppressed CSR and improved cardiac function in patients with congestive heart failure. Thus, safety and feasibility of this res pirator therapy could be demonstrated. However, due to methodological reasons (no control group, no randomization) a direct effect on cardiac function could not be confirmed.

Zusammenfassung.

Die Cheyne-Stokes-Atmung (CSA) ist als wesentlicher negativer prädiktiver Wert für Patienten mit Herzinsuffizienz bekannt. Ziel der Arbeit war es, nachzuweisen, dass durch eine neuartige Beatmungstherapie über ein Maskensystem (Adaptive Servoventilation, AutoSet CS^®) eine effektive Unterdrückung dieser Atmungsstörung ermöglicht wird und im Langzeitverlauf über 1 Jahr die Herzinsuffizienz gebessert wird. Eingeschlossen wurden Patienten mit einer systolischen Linksherzinsuffizienz (linksventrikuläre Ejektionsfraktion 20–50%) und nachgewiesener CSA mit einem zentralen Apnoe-Hypopnoe-Index (AHI) > 15/h in stabiler klinischer Situation nach optimaler medikamentöser Therapie. Ausgeschlossen waren obstruktive Schlafapnoe und COPD.

Bei zwanzig konsekutiven Patienten (16 männlich) mit einem Alter von 65,5 Jahren (Range 48–77) wurden Blutbild, Blutgase, Lungenfunktionsparameter und Fragebögen zur Beurteilung der kardialen Leistungsfähigkeit (Minnesota, MRC-Skala) und Schläfrigkeit (Epworth Sleepiness Scale) erfasst. Außerdem wurde einen 6-Minuten-Gehtest, eine Echokardiographie und eine Polysomnographie vor und nach Einstellung auf die Beatmungstherapie, sowie 3 und 12 Monate unter häuslicher Beatmungstherapie durchgeführt.

Die mittlere Nutzungszeit war mit 4,3 ± 2,1 h/Tag nach 12 Monaten ausreichend. Es fanden sich keine signifikanten Veränderungen der Blutgase, des Blutbildes und der Lungenfunktionswerte. Die CSA konnte nahezu vollständig beseitigt werden (AHI vor 44,3 ± 13,4/h vs. 3,4 ± 8,0/h nach 12 Monaten; p < 0,0001). Die Sauerstoffsättigung normalisierte sich protrahiert aber dauerhaft. So reduzierte sich der Entsättigungsindex von 45,3 ± 17,8/h auf 5,2 ± 11,5/h nach 12 Monaten (p < 0,0001). Die Grundsättigung stieg von 92,0 ± 2,5% auf 93,0 ± 1,6% (p < 0,05) in der ersten Nacht mit Beatmung und auf 94,1 ± 1,9% nach 3 Monaten (94,2 ± 1,9% nach 12 Monaten; p < 0,001). Auch die Schlafqualität konnte signifikant verbessert werden. Der Tiefschlafanteil stieg von 4,5 ± 4,6% auf 13,7 ± 6,9% nach 12 Monaten (p < 0,0001). Der Arousalindex reduzierte sich von 29,8 ± 17,9/h auf 12,0 ± 10,3/h nach 12 Monaten (p < 0,01). REM-Anteil und Schlafeffizienz waren unverändert. Die Epworth Sleepiness Scale zeigte nur eine tendenzielle Verbesserung.

Die kardiale Leistungsfähigkeit stieg unter der Therapie an. Die linksventrikuläre Ejektionsfraktion verbesserte sich von 37,1 ± 12,5% auf 41,7 ± 8,8% nach 12 Monaten (p < 0,05), die Gehstrecke vergrößerte sich von 192 ± 110 m auf 277 ± 130 m nach 12 Monaten (p < 0,01). Die Fragebogenscores MRC und Minnesota waren nicht signifikant verändert.

Die Beatmungstherapie mit adaptiver Servoventilation erwies sich im Langzeitverlauf im intraindividuellen Vergleich als effektiv zur Unterdrückung der CSA und zur Verbesserung der kardialen Leistungsfähigkeit. Die Sicherheit und praktische Durchführbarkeit dieser Beatmungstherapie ist damit nachgewiesen. Der explizite Wirkungsnachweis in Bezug auf die kardiale Leistungsfähigkeit lässt sich aber methodisch bedingt (keine Kontrollgruppe, keine Randomisierung) nicht führen.