Die suffiziente Therapie postoperativer Schmerzen ist ein bedeutender Bestandteil kardiologischer Eingriffe. Sie erleichtert nicht nur die postoperative Erholung und minimiert das Risiko für negative gesundheitliche Folgen, sondern ist ebenfalls als ein entscheidender monetärer Faktor im Sinne von verkürzter Krankenhausverweildauer und Patientenzufriedenheit bei elektiven Eingriffen zu sehen. In der vorliegenden Untersuchung wurden 116 Patienten nach Ablation bei Vorhofflimmern oder ventrikulären Tachykardien sowie Implantation, Explantation, Revision oder Austausch von Herzschrittmachern/Implantierbaren Kardioverter-Defibrillator-Geräten postoperativ alle zwei Stunden nach Schmerzintensität- und lokalisation befragt. Zusätzlich wurden patienten- und interventionsspezifische Informationen, die im Zusammenhang mit der Auftretenswahrscheinlichkeit von postoperativen Schmerzen stehen könnten, notiert. Die Ergebnisse wurden mit einer Studie vor Einführung eines Schmerzmanagements auf der Station verglichen. Das Personal der rhythmologischen Station wurde anhand eines Fragebogens bezüglich der Umsetzbarkeit und generellen Einschätzung des Schmerzmanagements befragt. Es konnte festgestellt werden, dass sich die Anzahl der Patienten mit einem postoperativen Numeral Rating Scale-Wert>3 nach Einführung des Schmerzmanagements signifikant verringerte. Somit konnte der klinische Wert eines strukturierten Schmerzmanagements aufgezeigt werden.:I. Bibliographische Zusammenfassung II. Abkürzungsverzeichnis 1. Einführung 1 1.1 Der Schmerz 1 1.1.1 Schmerzphysiologie und Schmerzpathophysiologie 2 1.1.1.1 Wie entsteht Schmerz? 2 1.1.1.2 Endogenes schmerzhemmendes System 3 1.1.1.3 Schmerzsensibilisierung und Schmerzchronifizierung 4 1.2 Postoperatives Schmerzmanagement 4 1.2.1 Notwendigkeit eines postoperativen Schmerzmanagements 4 1.2.2 Behandlung von postoperativen Schmerzen vor Einführung des Schmerzmanagments 6 1.2.3 Postoperativer Schmerz nach Ablations- und Herzschrittmacher/Implantierbarer Kardioverter-Defibrillator-Interventionen vor Einführung eines Schmerzmanagements 7 1.2.4 Schmerzmanagement der Rhythmologie im Herzzentrum Leipzig 7 1.2.5 Entscheidung gegen prophylaktische Analgetikagabe 9 1.2.6 WHO- Stufenschema 9 1.2.7 Pain Nurse 10 2. Aufgabenstellung 11 3. Methoden 12 3.1 Studiendesign 12 3.2 Numerical Rating Scale 14 3.3 Prozeduren und Medikamente 15 3.3.1 Ablationsprozedere 15 3.3.2 Herzschrittmacher (HSM) und Implantierbarer Kardioverter-Defibrillator (ICD) 15 3.4 Mitarbeiterbefragung 16 3.5 Statistik 16 4. Ergebnisse 17 4.1 Postoperativer Schmerz nach Ablations- und HSM/ICD-Prozeduren nach Einführung eines Schmerzmanagements 17 4.1.1 Datenerfassung 17 4.1.2 Schmerzen der Patienten 17 4.1.3 Schmerzlokalisation 18 4.1.4 Vergleich zwischen Ablations- und HSM/ICD- Gruppe 19 4.1.5 Gibt es mögliche Schmerzprädiktoren? 21 4.2 Vergleich postoperativer Schmerzen nach Ablations- und HSM/ICD-Interventionen vor und nach Einführung eines Schmerzmanagements 22 4.2.1 Vergleichbarkeit der Patientenkollektive 22 4.2.2 Vergleich der Patienten mit Schmerzen 23 4.2.3 Vergleich Schmerzlokalisation 25 4.2.4 Vergleich zwischen Ablations- und HSM/ICD-Gruppe 26 4.2.5 Gibt es mögliche Schmerzprädiktoren? 26 4.2.6 Schmerzmittelvergabe 26 4.3 Mitarbeiterbefragung 28 5. Diskussion 32 5.1 Diskussion der Ergebnisse 32 5.1.1 Das eingeführte Schmerzmanagement senkt die Anzahl der Patienten mit postoperativen Schmerzen 32 5.1.2 Das eingeführte Schmerzmanagement verbessert die Schmerzmittelvergabe 33 5.1.3 Schmerzprädiktoren 35 5.1.3.1 Studie nach Einführung des Schmerzmanagements 36 5.1.3.2 Kombinierte Daten der Studien vor und nach Einführung des Schmerzmanagements 40 5.1.4 Ergebnisse der Mitarbeiterbefragung 41 5.2 Limitationen 42 6. Zusammenfassung der Arbeit 45 7. Literatur- und Abbildungsverzeichnis 48 8. Anlagen 61 9. Verzeichnis der wissenschaftlichen Veröffentlichungen und Vorträge 66 III. Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit IV. Lebenslauf V. Danksagung

Mitte des Jahres 2009 wurden an 30 Tagen am neu installierten Herzkatheterarbeitsplatz der Abteilung für Kardiologie und Angiologie, der Klinik für Innere Medizin Messungen durchgeführt um die Exposition von Untersucher und assistierender Pflegekraft während koronarangiographischer und –interventioneller Prozeduren an einer der modernsten Herzkatheterarbeitsplätze zu erfassen. Dazu wurden an 8 Körperteilen des Untersuchers und Assistenzpersonals (jeweils Auge, Schulter, Handrücken und Unterschenkel beidseits) Thermolumeszenzdosimeter angebracht und diese dann nach einem Untersuchungstag ausgewertet. Bei den Ergebnissen stellte sich heraus, dass die empfohlenen jährlichen Expositionswerte unter den vorherrschenden Bedingungen nicht erreicht werden und die Arbeit an einem modernen Herzkatheterarbeitsplatz als sicher gilt. Jedoch ist das Strahlenfeld als solches sehr inhomogen und weist auch starke Schwankungen je nach Art der Untersuchung, der Erfahrung des Untersuchers und auch der Komplexität des Falles auf. Desweiteren muss beachtet werden, dass die technischen Neuerungen der letzten Jahre erheblich zur Verminderung der Exposition geführt haben und somit an älteren Anlage eine Überschreitung der jährliche empfohlenen Teilkörperdosis als wahrscheinlich gilt.

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Smartwatches übernehmen im Alltag verschiedene Aufgaben wie das Annehmen von Telefongesprächen, das Empfangen von Nachrichten oder gar das Überwachen von Vitalfunktionen. Mittels eingebauter Sensoren lassen sich Puls- und Herzfrequenz kontrollieren, Blutdruck sowie Sauerstoffgehalt des Blutes messen und seit 2018 ein Elektrokardiogramm (EKG) aufzeichnen. Zudem verfügen Smartwatches über Warnsignale, die aktiviert werden, sobald ausgewählte Parameter einen gesundheitsgefährdenden Wert erreichen. Mit dem stetigen Tragen einer Smartwatch werden kontinuierlich Daten generiert, selbst wenn sich der Anwender im Schlaf befindet. Insbesondere für Patienten mit bereits bestehendem Krankheitsbild können diese Funktionen der Smartwatches ein nützliches Werkzeug in der Patientenbegleitung darstellen. Zu einer solchen Gruppe gehören Erwachsene mit angeborenen Herzfehlern (EMAH). Diese in Deutschland nachweislich am schlechtesten kardiologisch versorgte Patientengruppe weist sehr heterogene Krankheitsbilder auf. Geprägt durch die Diversität von Herzanatomien und die dadurch kardiophysiologisch veränderte Erregungsausbreitung können die Herzachsen, der Situs (Levo-, Meso- und Dextrokardie) und die ventrikuläre Anatomie (biventrikulär, single left und single right ventricle) von der Anatomie eines gesunden Herzens deutlich abweichen. Demzufolge kann die Funktionalität des Herzens und des Herzkreislaufes negativ beeinflusst werden. Klinische Daten zeigen bei Patienten mit angeborenen Herzfehlern im Verhältnis zur Allgemeinbevölkerung eine signifikant erhöhte Morbidität und Mortalität. Begründet ist dies in einem steigenden Risiko für die Entwicklung einer Herzinsuffizienz, einer infektiösen Endokarditis, einer Arrhythmie und ihrer Folgekomplikationen. Insbesondere Arrhythmien und deren Symptome können intermittierend auftreten, sodass bei Routineuntersuchungen von EMAH-Patienten beispielsweise die Anzeichen für eine Herzrhythmusstörung fehlen. Hier könnte die Anwendung von Verfahren, die ein mehr oder weniger kontinuierliches Aufzeichnen des Herzrhythmus ermöglichen, von großem Nutzen sein. Einen Ansatz hierzu bieten Smartwatches wie die Apple Watch Series 4, deren Verwendung zur Generierung von EKG-Ableitungen und zur Detektion von Herzrhythmusstörungen Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist. Als erste Smartwatch erhielt die Apple Watch Series 4 im August 2018 eine De-novo-Zulassung der Food and Drug Administration (FDA). Diese ermöglicht das Aufzeichnen eines iEKGs (ein durch eine Smartwatch aufgezeichnetes EKG) mit einer einzelnen Ableitung, die der Einthoven-Ableitung I entspricht, sowie die Registrierung des Sinusrhythmus und unregelmäßigen Herzrhythmen. Mittels Positionsänderungen der Smartwatch und folglich Änderungen des Vektors konnten in Studien auch die Einthoven-Ableitungen II und III zuverlässig generiert werden. Die Studien von Samol et al. zeigten, dass bei herzgesunden Patienten die drei aufgezeichneten iEKG-Ableitungen eindeutig einem konventionell geschriebenen 12-Kanal-EKG zugeordnet werden konnten. Zudem wurden starke Korrelationen für die einzelnen EKG-Parameter aller drei iEKG-Ableitungen durch die Leipziger Gruppe um Shamloo et al. bei Herzgesunden nachgewiesen. Die vorliegende Arbeit ist die erste Studie, die sich qualitativ und quantitativ mit der Fragestellung auseinandersetzt, ob die mit einer Smartwatch generierten iEKGs der Ableitungen I, II und III nach Einthoven aussagekräftige Informationen für EMAH-Patienten liefern können. Hierfür wurden bei 106 erwachsenen Patienten mit angeborenen Herzfehlern (51 weiblich; 55 männlich) nach Genehmigung des Ethikantrages durch die Ethikkommission der Universität Leipzig und unterzeichneter Einverständniserklärung je ein 12-Kanal-EKG und drei iEKGs aufgezeichnet. Diese wurden daraufhin durch zwei unabhängige, auf dem Gebiet erfahrene Kardiologen in willkürlicher Reihenfolge verblindet ausgewertet. Die retrospektive Datenerhebung der Patientencharakteristika erfolgte im Anschluss. Analysiert und verglichen wurden hierfür die gängigen EKG-Parameter sowie der Rhythmustyp. Aus diesen Daten geht hervor, dass die drei iEKG-Ableitungen der EMAH-Patienten unabhängig von der individuellen Anatomie und den Patientencharakteristika zu vergleichbaren Ergebnissen in Bezug auf die Goldstandard-EKG-Ableitungen I, II und III nach Einthoven führten. In allen drei iEKG-Ableitungen zeigten sich starke bis sehr starke Korrelationen zwischen iEKG- und Goldstandard-EKG-Parametern. Signifikante, jedoch schwächere Korrelationen waren in den P- und T- Wellenintervallen zu verzeichnen. Grund hierfür könnte die bei der Aufzeichnung von iEKGs halbierte Schreibgeschwindigkeit (25mm/s) sein. Eine Schwäche zeigte insbesondere die iEKG-Ableitung III in ihrer Generierung. Während bei der iEKG-Ableitung I und II lediglich zwei Ableitungen nicht auswertbar waren, konnten bei der iEKG-Ableitung III zwölf Ableitungen in nicht auswertbarer Qualität geschrieben werden. Ebenso sind Defizite bei der Rhythmusanalyse ersichtlich. Insgesamt stimmten die Rhythmen der iEKGs mit den Rhythmen der konventionellen 12-Kanal-EKGs nur zu 77,4 Prozent überein. Dies liegt darin begründet, dass die Apple Watch einzig zwischen dem Sinusrhythmus und unregelmäßigen Herzrhythmen differenzieren kann. Von diesen abweichende pathologische Rhythmen (z.B. Pacemaker-Rhythmus) konnten nicht als solche detektiert werden und wurden dementsprechend fälschlicherweise vorwiegend dem Sinusrhythmus zugeordnet. Dass symptomatische und in das Aufzeichnen von iEKGs geschulte EMAH-Patienten selbstständig bei Arrhythmie-Symptomen ein EKG mittels der Apple Watch generieren können, ist als großer Fortschritt zu betrachten. Damit lassen sich diagnostische Hinweise während des Auftretens von Symptomen für das Vorliegen einer Herzrhythmusstörung unabhängig vom Arztbesuch allerorts detektieren und dokumentieren. Zwar vermag der durchschnittliche EMAH-Patient nicht zwischen relevanten und irrelevanten Herzrhythmusstörungen zu unterscheiden, dennoch kann der Patient bei vorliegender relevanter Pathologie ganz nach dem Motto “Time is Heart“ schnellstmöglich durch den behandelnden Arzt therapiert werden. Ob die nachweislich psychisch vorbelastete Patientengruppe durch die Anwendung der Smartwatch positiv oder negativ beeinflusst wird, kann mit der aktuellen Datenlage nicht bewertet werden und bedarf weiterer klinischer Untersuchungen. Die zunehmende Digitalisierung und Verfügbarkeit von Smartwatches, derer Weiterentwicklung sowie die stets wachsende Anzahl der EMAH-Patienten motivierten uns, diese neue Technologie mit Blick auf kardiologische Fragestellungen zu untersuchen. Diese Arbeit zeigt auf, dass zwischen den mit der Apple Watch Series 4 aufgezeichneten Einthoven-Ableitungen I, II und III und den korrespondierenden Ableitungen des konventionellen Goldstandard-12-Kanal-EKGs bei erwachsenen Patienten mit angeborenen Herzfehlern starke Korrelationen bestehen. Schlussfolgernd sind wir der Auffassung, dass die Apple Watch 4.1 im Sinne eines Eventrekorders bei erwachsenen Patienten mit angeborenen Herzfehlern unabhängig von den vorliegenden Patienteneigenschaften Anwendung finden kann, wobei sich die iEKG-Ableitungen I und II nach Einthoven als besonders zuverlässig erweisen. Es bleibt abzuwarten, welche Entwicklungen die nächsten Smartwatch-Generationen nehmen werden. Die fortschreitende Technologie mit Ausbau der Künstlichen Intelligenz (KI) ermöglicht es gegebenenfalls in der Zukunft, Patienten auf ihren Wunsch hin permanent kardiologisch zu überwachen. Bei vorliegender Pathologie könnten die Patienten frühzeitig gewarnt werden, um Folgekomplikationen effektiv vorzubeugen.

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Die Rolle von GATA4 für die Entwicklung einer Hypertrophie und seine Regulation in Abhängigkeit von der Last sind im menschlichen Herzen im Gegensatz zu den zahlreichen tierexperimentellen Ansätzen bislang nicht gezielt untersucht worden. Die vorliegende Arbeit sollte zeigen, wie biomechanische Last im menschlichen Herzen die Expression von GATA4 und seine Phosphorylierung an einer aktivierenden Phosphorylierungsstelle (Serin-105) reguliert. Hierfür wurde der Einfluss eines chronischen Lastzustandes, hervorgerufen durch eine Aortenstenose, ebenso wie der eines akuten Lastzustandes durch Steigerung der Vor- und Nachlast von Muskelstreifen im Organbad auf die Expression von GATA4 untersucht. Die Muskelstreifen stammten dabei sowohl aus gesundem Myokard (Vorhofmyokard bei normaler Pumpfunktion) als auch aus vorgeschädigtem Myokard (insuffizientes Ventrikelmyokard). Im ersten Teil wurde dargestellt, dass eine chronische Nachlasterhöhung zu einer signifikanten Zunahme der mRNA- und Proteinexpression sowie der Phosphorylierung von GATA4 führte. Während die mRNA- und Proteinexpression in vivo lastabhängig reguliert zu sein scheinen, zeigte die GATA4-Phosphorylierung eine signifikante Korrelation mit der kardialen Pumpfunktion. Die messbare Aktivitätssteigerung durch Phosphorylierung unterstützt dabei die Idee von GATA4 als Mediator ventrikulärer Hypertrophie zum Erhalt der kardialen Pumpfunktion. Unter der Auswirkung akuter Last stellte sich hingegen ein heterogenes Bild dar. Eine Steigerung der Gesamtexpression war nicht nachzuweisen, aber ein signifikanter Dehnungseffekt im suffizienten atrialen Myokard, welcher offensichtlich durch eine Abschwächung einer zeitabhängigen Proteindegradation zu Stande kommt. Die Abnahme der GATA4-Expression über die Zeit war unter Einwirkung akuter Last deutlich vermindert aber noch vorhanden. Das Ubiquitin-Proteasom-System ist daran eindeutig beteiligt, da durch den Ubiquitin-Isopeptidase-Inhibitor Δ12-PGJ2 der Abbau von GATA4 vermindert werden konnte.

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Hintergrund: Leptin ist ein unabhängiger kardiovaskulärer Risikofaktor und scheint prothrombotische Effekte zu besitzten. Adiponectin hingegen scheint vor Thrombosen zu schützen. Wir untersuchten deswegen die Bedeutung dieser beiden Adipozytokine bei Patienten mit einer akuten Lungenembolie. Durchführung: Im Rahmen einer prospektiven Fall-Kontroll-Studie schlossen wir zwischen 2003 und 2006 97 Patienten mit gesichterter Lungenembolie und 40 Patienten mit dem Ausschluß einer Lungenembolie ein. Die Lungenembolie-Patienten wurden bezüglich eines komplizierten Verlaufs innerhalb der ersten 30 Tage nach dem Ereignis (Tod, Katecholaminebedarf, Reanimation, Intubation, Hypotonie) sowie bezüglich des Langzeit-Überlebens beobachtet. Ergebnisse: Bei Patienten mit Lungenembolie ist ein höherer Leptinspiegel ein prognostischer Parameter für eine niedrigere 30-Tages-Komplikationsrate und ein besseres Langzeit-Überleben. Patienten mit einer Lungenembolie weisen signifikant höhere Adiponectinwerte als Patienten ohne Lungenembolie auf. Eine prognostische Bedeutung hat Adiponectin bei Patienten mit einer Lungenembolie nicht. Schlußfolgerung: Niedrige Leptinspiegel sind bei Patienten mit einer akuten Lungenembolie ein unabhängiger prognostischer Parameter für einen komplizierten 30-Tages-Verlauf und eine erhöhte Mortalität im Langzeit-Verlauf. Lungenembolie-Patienten weisen eine Hyperoadiponectinämie auf, dies könnten Ausdruck einer kardialen Sekretion und Wirkung des Asiponectins infolge der Lungenembolie sein.