Abstract

Context și scop

Acest studiu a avut ca scop evaluarea funcției ventriculului drept (RV) în timpul șocului cardiogen datorat eșecului acut al ventriculului stâng (VS), inclusiv în timpul descărcării VS cu Impella CP și a unei doze moderate adăugate de norepinefrină.

Metode

Șocul cardiogen a fost indus prin injectarea de microsfere în artera coronară principală stângă la 18 porci adulți danezi Landrace. Catetere de conductanță au fost plasate în ambele ventricule și buclele de presiune-volum au fost înregistrate simultan.

Rezultate

Șocul cardiogen datorat eșecului LV a afectat, de asemenea, performanța RV, care a fost parțial restabilită în timpul suportului hemodinamic cu Impella CP, după cum s-a demonstrat prin modificări ale cuplajului ventriculo-arterial (raportul Ea/Ees) (linia de bază (mediană [Q1; Q3]) 1.2 [ 1.1; 1.6]), șoc cardiogen (3.0 [2.4; 4.5]), Impella CP (2.1 [1.3; 2.7]) (pBaseline vs CS)

Introducere

Șocul cardiogen este cea mai severă manifestare a insuficienței ventriculare, mortalitatea de 30 de zile rămânând până la 50% [1,2,3]. În încercarea de a îmbunătăți prognosticul pacienților cu șoc cardiogen, utilizarea suportului circulator mecanic s-a schimbat drastic, deoarece utilizarea pompelor cu flux axial și a suportului de viață extracorporeal a crescut în ultimii ani [4]. Impella CP, o pompă cu flux axial transvalvular capabilă să scoată 3,5 L/min sânge oxigenat din VS în aorta ascendentă, este unul dintre dispozitivele cele mai frecvent utilizate în șocul cardiogen. Cu toate acestea, studiile observaționale care evaluează efectul dispozitivelor Impella în șocul cardiogen arată rezultate mixte și, până în prezent, nu a fost efectuat niciun studiu controlat randomizat cu putere adecvată. Având în vedere natura complexă și emergentă a șocului cardiogen și dificultatea ulterioară în efectuarea studiilor controlate, alte studii care evaluează diferite aspecte ale modificărilor fiziologice în timpul tratamentului cu Impella CP sunt importante pentru a permite optimizarea dispozitivelor utilizate. Studiile anterioare pe animale au arătat că Impella CP este eficient în ceea ce privește descărcarea ventriculară stângă acută (VS) și refacerea fluxului, deși suportul organelor nu este la fel de eficient ca tratamentul cu suport de viață extracorporeal [5].

Debitul cardiac (CO) este asigurat în mod egal de ventriculul drept și stâng și, deși cele două ventricule funcționează în serie, există o dependență interventriculară, unde modificările într-un ventricul pot avea un impact semnificativ pe celălalt. Ca rezultat, este potențial posibil să se îmbunătățească CO total după eșecul VS prin îmbunătățirea funcției ventriculare drepte (RV) și invers. Aceste aspecte sunt în mare parte neexplorate, în special în condițiile de utilizare a suportului circulator mecanic [6,7,8].

Prin urmare, acest studiu a urmărit să evalueze funcția RV în ceea ce privește munca accident vascular cerebral (SW), zona presiunii-volum (PVA) și relația volumului interventricular end-diastolic (EDV) în timpul șocului cardiogen profund indus experimental la porci cauzat de injecțiile de microsferă în artera coronară principală stângă, ducând la eșecul VS. Mai mult, pentru a evalua efectul perfuziilor suplimentare moderate de noradrenalină asupra funcției cardiace în timpul descărcării VS cu Impella CP.

Metode

Animale, amenajare și instrumente

Șocul cardiogen a fost indus printr-o injecție treptată a unei soluții conținând 0,125 g de microsfere de alcool polivinilic (Contour ™; Boston Scientific, Marlborough, SUA) dizolvate în 10 ml soluție salină și 10 ml contrast în artera coronară principală stângă. Șocul cardiogen profund a fost definit ca o reducere de cel puțin 50% a SvO2 comparativ cu SvO2 inițial sau absolut sub 30% și/sau un CO susținut ≤ 2,0 L/min.

Protocol experimental

După inducerea șocului cardiogen, un CP Impella a fost introdus prin artera femurală și plasat peste valva aortică folosind ghidaj fluoroscopic. Pe tot parcursul studiului, Impella CP a funcționat la cel mai înalt nivel de performanță posibil, pentru a evita evenimentele de aspirație. Un supliment de norepinefrină a fost administrat dacă presiunea arterială medie (MAP) a scăzut sub 45 mmHg pentru a menține o presiune de perfuzie adecvată. La 8 porci, doza de norepinefrină a crescut cu 0,10 μg/kg/min pe protocol după tratamentul cu 30 min de Impella CP și o doză minimă de norepinefrină.

Măsurători de presiune-volum RV și LV

Colectare de date

Parametrii hemodinamici, inclusiv MAP, ritmul cardiac (HR), presiunea arterială pulmonară (PAP), presiunea venoasă centrală (CVP) și CO au fost colectați la momentul inițial și la fiecare 15 minute pe tot parcursul studiului. Parametrii presiunii-volum au fost analizați la următoarele puncte de timp, inclusiv (1) la momentul inițial înainte de injectarea microsferei, (2) după inducerea șocului cardiogen (înainte de intervenție), (3) după 30 de minute de intervenție Impella CP. Un set suplimentar de măsurători au fost colectate după 30 de minute de terapie combinată cu Impella CP și o doză moderată de perfuzie de norepinefrină la cei 8 porci care au primit o creștere a dozei de norepinefrină.

Statistici

Datele cu distribuție normală sunt prezentate ca medie (deviație standard, SD), iar distribuția non-normală este prezentată ca mediană [Q1, Q3]. Pentru a evalua diferența dintre variabile în timp, se repetă t testul sau testul de rang semnat a fost utilizat după caz, cu ajustarea post hoc a Bonferroni a p valoare. Analizele statistice au fost efectuate cu STATA IC15 (StataCorp, Texas, SUA). A p valoarea ≤0,05 a fost considerată semnificativă statistic.

Rezultate

Efectul inducerii șocului cardiogen

Șocul cardiogen profund a fost realizat la toți porcii după injecții repetitive de microsfere în artera coronară principală stângă, provocând o reducere semnificativă a CO, SvO2 și MAP (Tabelul 1). Inducerea șocului cardiogen a fost asociată cu eșecul înapoi, demonstrat de o creștere semnificativă a PAP diastolic, CVP (Tabelul 1) și RV Ea (Tabelul 2). LV a fost dilatat și tensionat, după cum se arată printr-o creștere semnificativă a LVEDV și LVEDP (Fig. 1, Tabelul 2). Decuplarea ventriculo-arterială stângă a fost evidentă cu o creștere de patru ori a raportului LV Ea/Ees (Tabelul 2). Dilatarea VS a redus semnificativ raportul EDV între cele două ventricule (Fig. 1), iar decuplarea ventriculo-arterială dreaptă a fost, de asemenea, evidentă cu o dublare a raportului RV Ea/Ees (Tabelul 2). SW a fost redus semnificativ în ambele ventricule, în timp ce energia potențială a crescut în VD, dar a scăzut în VD datorită reducerii marcate a VESP (Tabelul 3). Raportul dintre VV/VS SW și VV/VV lucru ventricular total (PVA × HR) a arătat o tendință spre creștere, deși nu este semnificativă statistic (Tabelul 3).

utilizând

Bucle de presiune-volum ventriculare stânga și dreaptă în timpul șocului (bucle albastre), Impella CP și doza minim necesară de norepinefrină (bucle roșii) și Impella CP + doză moderată de norepinefrină (bucle gri). LV: ventriculul stâng, NE: norepinefrina, RV: ventriculul drept

Efectul Impella CP

În ciuda îmbunătățirii fluxului cu CO și SvO2 crescute după inițierea suportului Impella CP, a fost necesară o doză minimă de norepinefrină la 16 din 18 animale pentru a menține o MAP> 45 mmHg, Tabelul 1. În timpul sprijinului Impella CP, CVP a scăzut, dar PAP diastolic a rămas neschimbat. Descărcarea volumului LV a fost evidentă din reducerea semnificativă a LVEDV și LVEDP (Tabelul 2). Spre deosebire de deplasarea spre stânga a buclei presiune-volum LV, RV s-a dilatat conducând la o deplasare spre dreapta a buclei presiune-volum (Fig. 1) și, în consecință, inversarea raportului de volum RV/LV EDV (Fig. 2) . Dilatarea RV a permis generarea unui RVESP mai mare și, în consecință, descărcarea RV (Ea) a scăzut (Tabelul 2). După inițierea Impella CP + norepinefrină minim necesară, ambii ventriculi și-au îmbunătățit cuplarea ventriculo-arterială (Tabelul 2). De asemenea, RV SW a mai mult decât dublat (p FIG. 2

Diagramă cu bare care prezintă relațiile de volum diastolic final între ventriculul stâng și drept la momentul inițial, șoc și în timpul dozei minore de norepinefrină Impella CP +. EDV: volumul diastolic final, VS: ventriculul stâng, NE: norepinefrina, VD: ventriculul drept

Efectul norepinefrinei crescute

După 30 de minute de sprijin Impella CP, perfuzia de norepinefrină a crescut cu 0,1 μg/kg/min per protocol la 8 animale, ducând la o creștere suplimentară a CO și SvO2, dar nu MAP (Tabelul 4). O creștere a HR a determinat în principal creșterea CO. CVP a scăzut în continuare, dar presiunile pulmonare au crescut semnificativ, ceea ce a fost parțial legat de o creștere a contractilității RV și de capacitatea de a genera presiune mai mare, după cum se observă prin creșterea RVESP (Tabelul 5). RV Ea a arătat, de asemenea, o tendință spre creștere. Creșterea dozei de noradrenalină a dus la o creștere a SW la ambii ventriculi, spre deosebire de suportul Impella CP, care a dus la o creștere a SW doar la VD.

Discuţie

Inducerea șocului cardiogen prin injectarea de microsfere în LM a provocat un eșec profund al VS, dar performanța RV a fost, de asemenea, grav afectată, după cum a demonstrat decuplarea ventriculo-arterială în ambii ventriculi. Inițierea Impella CP a susținut hemodinamica îmbunătățită și a descărcat VS, în ceea ce privește un CO și SvO2 mai ridicat, precum și o reducere a LVEDV și LVEDP. Datorită interdependenței ventriculare în cadrul constrângerii pericardice, descărcarea VS a permis în consecință o mai bună umplere a VD cu o inversare completă a raportului VS/VS EDV. Acest lucru a permis o generare mai mare de presiune RV și, prin urmare, a dus la o creștere solemnă a RV SW. O doză suplimentară moderată de norepinefrină a îmbunătățit CO și SvO2 în continuare; cu toate acestea, acest efect a venit cu prețul creșterii SW în LV în eșec.

Tratamentul cu Impella CP și doza minim necesară de norepinefrină pentru a menține o presiune de perfuzie coronariană adecvată au îndeplinit cele două obiective principale în tratamentul șocului cardiogen, și anume descărcarea VS și o creștere a perfuziei organelor vitale în ceea ce privește MAP, CO și SvO2. În conformitate cu studiile clinice existente, majoritatea animalelor au necesitat o infuzie suplimentară minimă de noradrenalină pentru a menține o presiune de perfuzie coronariană, cerebrală și renală adecvată atunci când au fost tratați cu Impella CP [18, 19]. Impella CP poate livra până la 3,5 L/min, ceea ce poate fi insuficient la pacienții cu o suprafață corporală mai mare sau la cei cu șoc cardiogen profund și dependență completă de suportul mecanic pentru CO .

Din experiența clinică, umplerea inadecvată a VS în timpul suportului Impella CP duce la evenimente de aspirație VS, rezultând o scădere a producției de la dispozitiv și un risc crescut de hemoliză. În această situație, optimizarea plasării Impella este crucială și fluxul poate fi sporit în continuare prin optimizarea performanței RV și, în consecință, a umplerii LV. Descărcarea VS a provocat o deplasare septală pe partea stângă în cadrul constrângerii pericardice, rezultând o funcție îmbunătățită a VD, evidentă printr-o creștere de 2,5 ori a VS SW și o creștere a CO, în ciuda unei VS SW neschimbată.

Limitări

Prezentul studiu are mai multe limitări. O doză minimă de norepinefrină și Impella CP a trebuit inițiată simultan. Prin urmare, efectul izolat al fiecărei intervenții nu poate fi eliminat, iar datele hemodinamice asupra efectului izolat al fiecărei intervenții ar fi fost optime. Cu toate acestea, având în vedere severitatea șocului cardiogen, animalele erau adesea la un pas de colaps cardiac, ceea ce necesita un sprijin circulator mecanic imediat. Din studiile pilot, am experimentat că, dacă MAP scădea sub 45 mmHg, animalele erau destul de predispuse să dezvolte fibrilație ventriculară și, din acest motiv, o doză minimă de norepinefrină era cel mai adesea necesară. Având în vedere numărul limitat de porci experimentali, riscul unei erori de tip 2 nu poate fi exclus în comparațiile variabilelor hemodinamice și derivate ale conductanței. În cele din urmă, în ciuda asemănării în mărime și anatomie, pot exista diferențe specifice speciei în efectul norepinefrinei și al sprijinului Impella la porcii tineri danezi Landrace cu sisteme arteriale foarte conforme, comparativ cu populația umană mai în vârstă care suferă de șoc cardiogen.

Concluzie

În acest model animal mare de șoc cardiogen profund datorat eșecului acut al VS, funcția RV a fost, de asemenea, afectată în mod semnificativ ca urmare a deplasării septului interventricular. Tratamentul cu Impella CP și o doză minimă de norepinefrină a asigurat descărcarea eficientă a VS deficitară, funcția RV îmbunătățită și perfuzia organului final. O creștere suplimentară a dozei de noradrenalină în timpul sprijinului Impella CP a crescut în continuare CO și a îmbunătățit funcția RV. Cu toate acestea, creșterea dozei de norepinefrină a crescut, de asemenea, SW al VS defect. Aceste rezultate indică un punct de compromis probabil, în care dozele crescute de perfuzie de norepinefrină îmbunătățesc funcția RV și perfuzia organului final în detrimentul cheltuielilor de energie crescute (PVA) ale LV defect.

Disponibilitatea datelor și a materialelor

Seturile de date utilizate și/sau analizate în timpul studiului curent sunt disponibile de la autorul relevant la o cerere rezonabilă.