Historie

  • Entwicklung des EBCT`s
Electron-Beam Computed Tomography (EBCT) Heart Scan
Electron-Beam Computed Tomography (EBCT) Heart Scan

Vor 30 Jahren wurde die Idee zur Elektronenstrahltomographie von D. P. Boyd in USA geboren. Die mechanische Rotation der Röntgenröhre des CT wurde durch die elektromagnetisch gesteuerte Rotation eines Elektronenstrahls ersetzt, um mit größtmöglicher Geschwindigkeit computertomographische Aufnahmen des sich schnell bewegenden Herzens aufnehmen zu können. Die bereits damals erzielte Bildaufnahmezeit von nur 50 – 100 ms des Elektronenstrahlcomputertomographen (EBCT), auch Ultrafast-CT genannt, wird selbst von modernsten MSCT und Dual-CT Aufnahmetechniken nicht übertroffen. Zunächst standen Analysen der Herz- und Klappenfunktionen im Vordergrund des Interesses. Erst 1989 wurde von Wissenschaftlern in den USA die Bedeutung der Technik für die Darstellung der Herzkranzgefäße entdeckt.

Prevalence and Prognostic Value of Subclinical Atherosclerosis detected in different Vascular Territories
Prevalence and Prognostic Value of Subclinical Atherosclerosis detected in different Vascular Territories

Besonders faszinierend war, dass ohne invasiven Eingriff eine Darstellung der Herzkranzgefäße gelang und anhand der Gefäßverkalkung die Koronarsklerose sichtbar wurde. Dabei konnte nicht nur die Lokalisation, sondern auch das Ausmaß der Erkrankung dargestellt und quantifiziert werden.

  • Erste Gründer

Auf Bitten des Ministeriums wurde 1993 nach Berufung von Prof. Erbel  nach Essen die Klinik für Kardiologie des Universitätsklinikums Essen in die Erforschung der diagnostischen Möglichkeiten der neuen Technik eingebunden. Schnell wurde die wesentliche Bedeutung der nicht-invasiven Bildgebung für die Risikobewertung von Patienten erkannt. Damit ergab sich für die Kardiologie eine ganz neue Perspektive, während der ursprüngliche Aspekt „Ersatz des Herzkatheters“ zunächst keine Rolle mehr spielte. Bereits in den frühen 70er Jahren war die röntgenologische Durchleuchtung für den Nachweis von Koronarkalk als nicht-invasive Methode für den Nachweis einer koronaren Herzerkrankung propagiert worden. Sie war aber anders als die EBCT rein deskriptiv, wenig präzise, kaum reproduzierbar und nicht quantifizierbar.

Heinz Nixdorf und Prof. Dr. med. Raimund Erbel
Heinz Nixdorf und Prof.  Dr. Raimund Erbel aus Essen

Im Vordergrund der Forschung stand zunächst die Validierung des EBCT. Dies wurde in Vergleichsuntersuchungen zum intravaskulären Ultraschall erstmalig erreicht. Selbst kleinste, lokalisierte Ablagerungen im Frühstadium der Entwicklung der Atherosklerose der Koronargefäße konnten mit Hilfe des EBCT erfasst werden. Mit dem EBCT gelingt der Kalknachweis in allen Gefäßabschnitten, auch in den distalen Ästen. Dies ist mit dem Goldstandard zur Erfassung der Atherosklerose der Koronargefäße, dem intravaskulären Ultraschall, kaum möglich, wenngleich dieses Verfahren sehr aufwändig ist und in Verbindung mit der invasiven Herzkatheterdiagnostik durchgeführt werden muss.

Weitere wissenschaftliche Arbeiten zeigten, dass das Ausmaß der koronaren Gefäßverkalkung eine enge Beziehung zur gesamten Plaquebelastung des Koronargefäßes hat und damit das Ausmaß der koronaren Gefäßerkrankung reflektiert wird.
So wie kausale und konditionale Risikofaktoren eine enge Beziehung zum Ausmaß der Koronarsklerose in pathologisch-anatomischen Studien zeigen, ist auch eine enge Beziehung zwischen Risikofaktoren und Koronargefäßverkalkung nachweisbar.

Bislang beruht die Risikoerkennung auf einer Einteilung der Menschen in niedriges, mittleres und hohes Risiko entsprechend der Risikokonstellation nicht modifizierbarer und modifizierbarer Risikofaktoren, insbesondere der kausalen Risikofaktoren: Rauchen, Hypertonie, Hypercholesterinämie und Diabetes mellitus. Bisher ist aber unklar gewesen, ob die neuen bildgebenden Verfahren, wie die EBCT-Untersuchung, die Untersuchung mittels des Carotis-Ultraschalls oder der Nachweis einer peripheren Verschlusserkrankung der Framingham- oder Procam oder European Heart Score Risikoprädiktion, überlegen sind. Prospektive Studien diesbezüglich sind Ende der 90er Jahre nicht verfügbar gewesen.

  • Grundgedanke
Prof. Dr. K-H. Jöckel
Prof. Dr. K-H. Jöckel aus Essen

Schon 1993 skizzierte Prof. Dr. R. Erbel den Grundgedanken der Heinz Nixdorf Recall Studie. Im Laufe der nächsten Jahre wurde das Kernkonzept durch die Zusammenarbeit mit Prof. Dr. K.-H. Jöckel um die epidemiologischen Aspekte im Hinblick z.B. auf Patientenrekrutierung und Datenauswertung erweitert. So konnten die Studieninitiatoren, Prof. Erbel und Prof. Jöckel , schließlich ein detailliertes Untersuchungsprotokoll vorstellen, das den höchsten wissenschaftlichen Standards entsprach. Dies wurde nicht zuletzt durch die Notwendigkeit einer Studienfinanzierung befördert.

Angesichts der erheblichen Projektkosten war es über lange Zeit nicht möglich, eine  Finanzierung zu erreichen. Schließlich war es Herrn Dr. G. Schmidt aus Essen, Vorsitzender der Heinz Nixdorf Stiftung, der die Studie auf Anregung von Prof. Erbel dem Vorstand zur Förderung vorschlug und die Bewilligung erreichte. Mit Unterstützung des damaligen Bundesministers  R. Seiters konnte die Recall-Studie im Dezember 1996 erstmals im Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMFT, heute: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)) Herrn Dr. Lange und seinen Mitarbeitern vorgestellt werden.

  • Gründung der Heinz Nixdorf Recall Studie

1996/1997 wurde in einem größeren Kreis u.a. mit Beteiligung von David King, dem wissenschaftlichen Vorstand der Firma Imatron, der Herstellerfirma des EBCTs, und Herrn Hambüchen der Fa. Siemens, die Möglichkeiten einer Forschungsförderung der geplanten Studie diskutiert. Nach weiterer Ausarbeitung des Konzeptes trafen sich die Vertreter des BMBF, Dr. Dr. Hauer und des Projektträgers Gesundheitsforschung, Dr. Piontek, Dr. Heinen und Dr. Becker mit Dr. Schmidt und Dr. Klein von der Heinz Nixdorf Stiftung und den Antragstellern am 13.02.1998 in Bonn. Dr. Dr. Hauer betonte damals, dass die Förderung der Studie aus Bundesmitteln nicht möglich sei, aber das BMBF bereit wäre, die Kostenübernahme für Managementleistung des Projektsträgers Gesundheitsforschung zu übernehmen – ein PPT-Projekt war geboren. Die Abdeckung der Förderung durch den Projektträger in Form von Zwischenbegutachtungen, Überprüfungen von Meilensteinen, Finanzmanagement etc. sollte in analoger Weise zu üblichen Vorgehensweisen eines BMBF-Projekts erfolgen. Die Projekt-Managementleistungen des Projektträgers würde nach üblichen Qualitätsmaßstäben für die Vergabe öffentlicher Mittel erfolgen. Die Kosten für die Betreuung der Studie durch den Projektträger einschließlich der Begutachtung wurden durch das BMBF übernommen. Vereinbart wurde, ein hochrangiges internationales Gutachtergremium zu benennen.

BMBF_logoBei diesem Treffen teilte Dr. Schmidt dem BMBF  und dem Projektträger mit, dass die Heinz Nixdorf Stiftung bereit sei, die Studie mit 8,5 Millionen D-Mark zu finanzieren. Der Projektträger seinerseits stellte klar, dass aufgrund der Forderungen von Dr. Schmidt 1-2 % der Studienkosten zur Förderung einer gesundheitsökonomischen Begleituntersuchung bereitgestellt werden könnten.

In dieser Sitzung regte Dr. Schmidt an, die Studien nach Heinz Nixdorf zu benennen. Der Firmengründer Heinz Nixdorf war 1986 an einem Herzinfarkt verstorben. Vor diesem Hintergrund war die Heinz Nixdorf Stiftung bereit, kardiovaskuläre Forschungsansätze zu fördern und insofern passte das Projekt zu den Zielen der Stiftung. Die Anregung von Dr. Schmidt wurde auch positiv aufgenommen und der Name „Heinz Nixdorf Recall Studie“ war geboren.
Die bereits vorliegende englische Fassung des Antrags wurde in Bezug auf Befragungs-, Informations- und Prüfwege sowie Fragen der Qualitätssicherung ergänzt.

Das internationale Gutachtergremium unter Vorsitz von Prof. Th. Meinertz, Hamburg, wurde mit P. de Feyter, Rotterdam, O. Hess, Bern, M. Reiser, München, W. Rutishauser, Genf, M. Schwaiger, München, S.N. Willich, Berlin und H. Löwel, Augsburg, besetzt. Im Projektträger waren Dr. H. Heinen und Frau Dr C. Steinmüller wichtige Ansprechpartner.

  • Gründungsväter

Von Beginn an wurde auf ein möglichst zukunftsträchtiges Studiendesign geachtet, so dass neben der Leitung der Studie durch Prof. Dr. R. Erbel, Klinik für Kardiologie, gemeinsam mit Prof. Dr. K.-H. Jöckel, Institut für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie, die Klinik für Endokrinologie (Prof. Dr. K. Mann) und das Zentrallabor sowie die Radiologischen Institute in Bochum der Uni Witten-Herdecke/Bochum (Prof. D. Grönemeyer) und Mülheim (Prof. Dr. R. Seibel) und auch das Institut für Medizinische Soziologie der Universität Düsseldorf (Prof. Dr. J. Siegrist) eingebunden wurden. Durch die Mitwirkung der Medizinsoziologie konnten wichtige neue sozioökonomische und psychosoziale Risiko- und Schutzfaktoren der kardiovaskulären Erkrankungen berücksichtigt werden. Gefördert und über die DLR finanziert, wurde die Gesundheitsökonomie zunächst unter Beteiligung von Prof. K. Lauterbach, Köln, begonnen und später durch Prof. Wasem, Essen (Alfried-Krupp von Bohlen und Halbach Professur) fortgeführt .

Prof. Dr. R. Erbel, Essen

Prof. Dr. D. Grönemeyer, Bochum
Prof. Dr. K-H. Jöckel, Essen
Prof. K. Lauterbach, Köln
Prof. Dr. K. Mann, Essen
Prof. Dr. S. Möhlenkamp, Moers
Prof. Dr. A. Schmermund, Frankfurt
Prof. Dr. R. Seibel, Mühlheim
Prof. Dr. Johannes Siegrist, Düsseldorf
Prof. Dr. A. Stang, Halle
Dr. L. Vollbracht, Essen
  • Unser Symbol

Risk Factors, Evaluation of Coronary Calcification, and Lifestyle

Das Akronym „RECALL “ (Risk Factors, Evaluation of Coronary Calcification, and Lifestyle) (Risikofaktoren, Auswertung der Koronarkalzifikation und Lebensstil) verdanken wir Herrn Prof. Dr. A. Schmermund, heute Frankfurt, der 1996-1998 zu Forschungszwecken an der Mayo-Clinic in den USA war und nach seiner Rückkehr gemeinsam mit Herrn H. Hirche vom IMIBE die Planung der Studie vorantrieb. Eine wesentliche Stütze war Prof. Dr. A. Stang, heute Halle, als Studienkoordinator, der von PD Dr. S. Moebus abgelöst wurde, die vor allem die Verlaufsbeobachtung und Zweituntersuchung organisierte. Eine große Hilfe war auch R. Peter, Mitarbeiter von Prof. J. Siegrist, Düsseldorf, in der Erarbeitung des Studienkonzeptes. Zur aufwendigen Messung anhand computerassistierter persönlicher Interviews und Fragebögen trug Dr. Nico Dragano Wesentliches bei. Die Aufgabe von A. Schmermund übernahm im Verlauf dann PD Dr. S. Möhlenkamp, der  wesentliche medizinischen Aspekte einfügte.

Nach einem Entwurf von Herrn J. Heger brachte Herr A Gutersohn, jetzt Hamburg, das Symbol in die HNR Studie ein (siehe Abbild rechts). Das symbolische Herz in den Farben von Nordrhein-Westfalen umfasst das Ruhrgebiet mit den eingezeichneten Studienstädten – Mülheim, Essen, Bochum.

Nach dem formalen Studienbeginn im Jahr 1999 konnten schließlich im Dezember 2000 die ersten Probanden der Heinz Nixdorf Recall Studie  zur Untersuchung eingeladen werden. Dies waren Männer und Frauen im Alter zwischen 45 und 75 Jahren, die  in Bochum, Essen und Mülheim wohnhaft waren und deren Namen aus den Registern der beteiligten Einwohnermeldeämter nach dem Zufallsprinzip gezogen worden waren.

  • Entwicklung der Studie

Die Heinz Nixdorf Recall Studie wurde so zur ersten großen epidemiologischen Studie in einem industriellen Ballungsgebiet mit einem erheblichen strukturellen Wandel, dem Ruhrgebiet. Sie ist so wie der Wandel der Region von Kohle und Stahl zur Energie- und Dienstleistungsregion auch Signal des Wandels von einer Arbeiterregion zum Angestellten- und Wissenschaftsstandort mit der mittlerweile fusionierten großen Universität Duisburg-Essen, die aus der Universität Essen und der Mercator Universität Duisburg hervorging.

Prof. Dr. Th. Budde, Alfried-Krupp-Krankenhaus, Essen
Prof. Dr. Th. Budde, Alfried-Krupp-Krankenhaus, Essen

Nach der Basisuntersuchung, die bis zum Juni 2003 durchgeführt wurde, konnten die Probanden über 5 Jahre nachbeobachtet und schließlich zwischen 2005-2008 erneut untersucht werden. Jetzt konnte auf die Kooperation mit Prof. Dr. Th. Budde , Alfried-Krupp-Krankenhaus, Essen, zurückgegriffen werden, so dass die EBCT Zweituntersuchung in Essen mit dem gleichen Scannertyp erfolgen konnte; dies war notwendig geworden, da die ersten beiden Scanner abgebaut worden waren.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert jetzt die Studie von 2008-2013, so dass die Progression der Koronargefäßverkalkung studiert und ihre prognostische Bedeutung bewertet werden kann. Die Studienteilnehmer sind mittlerweile 50-80 Jahre alt. Dies eröffnet auch neue Perspektiven zum Studium von geriatrischen Fragestellungen und insbesondere für die Demenzforschung.

Erst im Laufe der Basisuntersuchung erfuhr die Studiengruppe, dass im Jahr 1999 eine ähnliche Studie in Amerika initiiert und 2000 begonnen wurde, die Multi-Ethnic-Study of Atherosclerosis (MESA), die wie die Heinz Nixdorf Recall Studie ihr Studiendesign 2002 publizierte und in derselben Zeit begann, ihre Probanden zu rekrutierten. Während die Heinz Nixdorf Recall Studie 4814 Personen rekrutierte, erreichte die MESA-Studie 6814 Personen, allerdings unterschiedlicher Ethnien. Außerdem wurden die Untersuchungen mit unterschiedlichen CT-Geräten durchgeführt. Aus der Parallelentwicklung wurden gemeinsame Programme entwickelt und gemeinsame Publikationen vorgelegt.