Nichtinvasive Messung des Schlagvolumens während der kardio-pulmonalen Belastungsprüfung liefert zusätzliche Einsichten über den O2‑Pulse hinaus bei hypertropher Kardiomyopathie

Warum das für Menschen mit verdicktem Herzmuskel wichtig ist

Viele Menschen mit hypertropher Kardiomyopathie – einer Erkrankung, bei der der Herzmuskel ungewöhnlich verdickt ist – leiden im Alltag unter Atemnot und Müdigkeit. Ärztinnen und Ärzte beurteilen die Belastbarkeit dieser Herzen meist mit einem Atemtest, der jedoch nur schätzt, wie viel Blut das Herz mit jedem Schlag pumpt. Diese Studie untersuchte eine einfache, nichtinvasive Methode, um während der Belastung direkt das Pumpverhalten des Herzens zu verfolgen und verborgene Probleme aufzudecken, die Standardtests übersehen können.

Das arbeitende Herz genauer betrachten

Bei körperlicher Belastung muss das Herz pro Schlag mehr Blut fördern, und wir atmen schneller, um mehr Sauerstoff zu liefern. In der Klinik misst ein kardio‑pulmonaler Belastungstest Atmung und Sauerstoffverbrauch, während die Person auf einem stationären Fahrradergometer fährt. Eine gebräuchliche Abkürzung in diesem Test, der O2‑Pulse, verwendet Atemdaten und Herzfrequenz, um grob abzuschätzen, wie viel Blut pro Herzschlag gepumpt wird. Diese Näherung kann jedoch irreführen: Die Muskeln können manchmal mehr Sauerstoff aus einer geringeren Blutmenge aufnehmen, wodurch ein tatsächlicher Rückgang des geförderten Volumens verborgen bleibt. Die Forscher wollten wissen, ob die direkte Verfolgung des Schlagvolumens – also wie viel Blut das Herz mit jedem Schlag auswirft – während der Belastung bei Menschen mit hypertropher Kardiomyopathie klarere Einsichten liefert.

Eine neue Möglichkeit, den Blutfluss Schlag für Schlag zu beobachten

Das Team untersuchte 102 Erwachsene mit hypertropher Kardiomyopathie an zwei italienischen Spezialzentren. Die Mehrheit hatte die nicht‑obstruktive Form der Erkrankung, bei der der verdickte Herzmuskel in Ruhe den Ausfluss aus dem Herzen nicht stark behindert. Alle Teilnehmenden absolvierten einen maximalen Fahrradergometertest, bei dem sie durch ein Mundstück atmeten, das Sauerstoff und Kohlendioxid maß. Gleichzeitig wurde ein kleines Gerät namens PhysioFlow über Klebeelektroden auf der Brust angeschlossen, das Änderungen der elektrischen Impedanz erfasst – ein Signal, das zur Schätzung des Schlagvolumens und des Herzzeitvolumens Schlag für Schlag genutzt werden kann – ganz ohne Katheter, Injektionen oder zusätzlichen Unannehmlichkeiten.

Verborgene Pumpstörungen aufgedeckt

Auf den ersten Blick war die Belastungsfähigkeit der Gruppe nur leicht eingeschränkt, und die durchschnittlichen O2‑Pulse‑Werte lagen nahe dem Normalbereich. Bei visueller Beurteilung der O2‑Pulse‑Kurve während des Tests schienen nur 12 % der Patienten ein auffälliges Muster zu zeigen, etwa Abflachung oder Abfall bei höheren Belastungen, was üblicherweise darauf hindeutet, dass das Herz die Leistung nicht ausreichend steigert. Die PhysioFlow‑Daten zeichneten jedoch ein anderes Bild. Fast 40 % der Patienten zeigten ein abnormes Schlagvolumenmuster: Statt weiterhin anzusteigen, plateaute ihr Schlagvolumen frühzeitig oder nahm bei steigender Belastung ab. In allen Fällen, in denen der O2‑Pulse auffällig war, war auch das Schlagvolumen pathologisch – aber PhysioFlow identifizierte mehr als doppelt so viele Patienten mit beeinträchtigter Förderleistung, deren O2‑Pulse noch normal wirkte.

Was gestörtes Herzpumpen für die Atmung bedeutet

Patienten, deren Schlagvolumen im letzten Viertel der Belastung schlecht reagierte, hatten größere Probleme beim Gasaustausch. Sie atmeten tendenziell mehr bei gleicher Menge an verbrauchtem Sauerstoff und produziertem Kohlendioxid, und ihr end‑tidales Kohlendioxid – der Kohlendioxidwert am Ende eines ausgeatmeten Atemzugs – war niedriger. Diese Muster deuten darauf hin, dass ihr Herz den Blutfluss nicht ausreichend erhöhen konnte, um die Anforderungen der Muskulatur zu erfüllen, wodurch Belastung auf die Lunge und die Lungengefäße überging. Im Gegensatz dazu erreichten Patienten, deren Schlagvolumen im letzten Belastungsabschnitt weiter anstieg, eine höhere Schwelle bevor sie überwiegend anaerob wurden, setzten Bewegungsarbeit effizienter in Sauerstoffaufnahme um und zeigten gesündere Atemmuster.

Neues Nachdenken über Diagnose und Behandlung dieser Erkrankung

Die Studie zeigt, dass das alleinige Heranziehen von Atemmessungen unterschätzen kann, wie viele Menschen mit hypertropher Kardiomyopathie tatsächlich pumpfunktionelle Grenzen unter Belastung haben. Ein einfaches Zusatzgerät, das das Schlagvolumen während standardisierter Belastungstests nichtinvasiv verfolgt, kann feine Defizite in der Herzleistung aufdecken, die Symptome erklären und therapeutische Entscheidungen leiten können. Einfach gesagt: Selbst wenn übliche Testergebnisse akzeptabel wirken, schaffen es viele dieser verdickten Herzen nicht mehr, bei höherer Belastung das geförderte Blutvolumen ausreichend zu erhöhen, wodurch die Last auf die Lunge verlagert wird und die Leistungsfähigkeit der Patienten begrenzt bleibt. Die Integration einer nichtinvasiven Schlagvolumenüberwachung in routinemäßige Belastungstests könnte Ärzten daher ein klareres Bild der funktionellen Reserve jedes Patienten liefern und die Versorgung in einer Ära zielgerichteter Therapieoptionen besser anpassen.

Zitation: Mapelli, M., Baracchini, N., Campana, N. et al. Non-invasive stroke volume assessment during cardiopulmonary exercise testing provides additional insight beyond O₂-pulse in hypertrophic cardiomyopathy. Sci Rep 16, 9465 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39769-w

Schlüsselwörter: hypertrophe Kardiomyopathie, Belastungstest, Schlagvolumen, nichtinvasive Überwachung, Herzzeitvolumen