Einfluss von Stoßwellen auf das isolierte Rattenmyokard im Langendorff-Modell

Hübel, Christian; Hein, Marc; Becker, Michael

doi:38457

Einfluss von Stoßwellen auf das isolierte Rattenmyokard im Langendorff-Modell = Myocardial effects of local shock wave therapy in a Langendorff rat heart model

Hübel, Christian^RWTH*

2019

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Christian Hübel

ImpressumAachen : Huebel, Christian 2019

Umfang1 Online-Ressource (83 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2019

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Hein, Marc (Thesis advisor)^RWTH* ; Becker, Michael (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2019-07-08

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2019-06831
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/764487/files/764487.pdf

Einrichtungen

Klinik und Lehrstuhl für Anästhesiologie (533000-2)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Langendorff rat heart modell (frei) ; Langendorff-Modell (frei) ; Rattenmyokard (frei) ; Stoßwellen (frei) ; rat heart (frei) ; shock waves (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Einfluss von Stoßwellen auf das isolierte Rattenmyokard im Langendorff-Modell. Der Einsatz von Stoßwellen in der Medizin ist vor allem auf dem Gebiet der Lithotripsie von Nieren- und Harnleitersteinen seit Jahren weit verbreitet. Aufgrund der möglichen Auslösung von Herzrhythmusstörungen werden die Stoßwellen EKG-getriggert appliziert. Zudem wurde eine Beeinflussung der kardialen Pumpfunktion durch die Stoßwellen postuliert. Wir untersuchten am isolierten Rattenmyokard im Langendorff-Modell den Einfluss von fokussierten Stoßwellen auf den Herzrhythmus und die systolische bzw. diastolische Funktion abhängig von der Stoßwellen-Energie und dem zeitlichen Einfall der Stoßwellen. Neben einer zuverlässigen Schrittmacherfunktion von Stoßwellen ab einer gewissen Energiestufe ließen sich Herzrhythmusstörungen auslösen. Kammerflimmern trat vornehmlich bei Applikation der Stoßwellen im Zeitintervall von +165 ms bis -30 ms (bezogen auf den Beginn der Systole und einer Herzzykluslänge von 200 ms) auf. Extrasystolen wurden im Zeitraum von +45 ms bis +150 ms induziert. Im Intervall von -15 ms bis +30 ms konnten wir eine Unterstützung von systolischer und diastolischer Funktion nach der zweiten Kontraktion nach Stoßwellen-Applikation demonstrieren, wobei der Effekt bei -15 ms ausgeprägter war als zu späteren Zeitpunkten. Der zeitliche Einfall hatte stärkere Auswirkungen als die Energiestufe. Höhere Energiestufen hatten nur zum Applikationszeitpunkt -15 ms einen statistisch signifikanten Effekt (höchste vs. niedrigste Energiestufe). Je höher die Stoßwellen-Energie und die Anzahl der Stoßwellen desto eher tritt eine Gewebeschädigung auf. Der genaue Mechanismus, wie systolische und diastolische Funktion durch die Stoßwellen beeinflusst werden, ist unklar. Post-extrasystolische Potenzierung, eine simultane oder synchronisierte Aktivierung mehrerer Myokardareale und eine verkürzte Aktivierungszeit könnten ursächlich für die gezeigten Ergebnisse sein. Theoretisch sollten Stoßwellen als Schrittmacher und zur Detektion von vitalem Myokard genutzt werden können.

Myocardial effects of local shock wave therapy in a Langendorff rat heart model Shock wave therapy is widely used mainly for lithotripsy of renal stones. While using shock waves it became obvious that they might induce cardiac arrhythmias. Thus, nowadays shock wave therapy is applied using an ecg-trigger. Additional to the influence on heart rhythm an effect of shock waves on cardiac function was reported. We used an isolated rat heart in a Langendorff model to investigate the effects of focused shock waves on heart rhythm, systolic and diastolic function. Shock waves were applied at different times related to the QRS-complex and at different energy levels. At a certain energy level shock waves were able to work as a reliable pacemaker. Cardiac arrhythmias were another effect whereas ventricular fibrillation occurred after applying shock waves in a short period from +165 ms to -30 ms (related to the beginning of systole and a 200 ms heart cycle duration). Extra systoles were induced at delays from +45 ms to +150 ms. An augmentation of systolic and diastolic function could be observed after the second beat after shock wave application at delays between -15 ms and +30 ms. The effect was more distinct at -15 ms and hardly detectable at +30 ms. Compared to the effect of time energy levels had much lower impact on cardiac function. Additionally, a higher number of shock waves and a higher energy level were most important factors causing tissue damage.The mechanism how systolic and diastolic function are affected by shock waves is still unclear. Postextrasystolic potentiation, simultaneous or synchronized activation of multiple myocardial areas, and shortened activation time could be responsible for the presented results. Theoretically shock waves could be used to stimulate the myocardium at a distance and thus act as a pacemaker or modify function to detect vital areas.

OpenAccess:
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