Einführung

Mechanische Kreislaufunterstützungsgeräte (MCS) werden häufig verwendet, um die systemische Perfusion bei kardiogenem Schock, akutem Myokardinfarkt und Hochrisiko aufrechtzuerhalten perkutane Koronarintervention (HRPCI). In der Vergangenheit war die intraaortale Ballonpumpe (IABP) die am häufigsten verwendete Stützvorrichtung und es wurde gezeigt, dass sie den systemischen Blutdruck verbessert und den koronaren Blutfluss in nichtstenotischen Arterien erhöht.1,2 Mehrere Studien haben jedoch gezeigt, dass IABP die koronare Hämodynamik bei Vorliegen einer signifikanten Stenose nicht verbessert.1-4 Angesichts der Tatsache, dass ein signifikanter Teil der Patienten, die sich einer HRPCI unterziehen, eine obstruktive, multigefäßige Koronararterienerkrankung (CAD) hat, untersuchten wir, ob eine robustere Form von MCS (Impella, Danvers, MA) die Koronarperfusion bei signifikanter obstruktiver CAD verbessern könnte. Der Impella-Katheter ist ein transvalvuläres perkutanes MCS-Gerät, das den linken Ventrikel direkt entlädt, indem Blut aus dem linken Ventrikel in die aufsteigende Aorta abgesaugt wird.5,6 Es wurde gezeigt, dass Impella die systemische Hämodynamik verbessert, einschließlich des mittleren arteriellen Drucks, des Herzzeitvolumens und der Herzkraft6-8; sein Einfluss auf die koronare Hämodynamik, insbesondere bei kritischem CAD, bleibt jedoch unbekannt. Wir haben versucht, die Wirkung von MCS in Form von Impella auf zu untersuchen koronarer Druck und Perfusion über signifikante Koronarstenose während HRPCI.

Methoden

Die Daten, Analysemethoden und Studienmaterialien werden anderen Forschern nicht zur Verfügung gestellt, um die Ergebnisse zu reproduzieren oder das Verfahren zu replizieren.

Patienten

Von November 2015 bis November 2016 schlossen wir 11 konsekutive Patienten ein, die sich einer elektiven Impella-assistierten HRPCI in einem einzigen Tertiärzentrum unterzogen. Das Durchschnittsalter betrug 75± 11 Jahre, 64% waren Männer und die mittlere linksventrikuläre Ejektionsfraktion betrug 40% ± 20% (Tabelle 1). Die Entscheidung für die Verwendung von MCS basierte auf Hochrisikomerkmalen wie schwerer systolischer linksventrikulärer Dysfunktion, ungeschützter linksventrikulärer Erkrankung oder einem letzten Patent), ähnlich den Kriterien, die in der PROTECT II-Studie (Prospektive, randomisierte klinische Studie zur hämodynamischen Unterstützung mit Impella) verwendet wurden 2.5 Versus intraaortale Ballonpumpe bei Patienten, die sich einer perkutanen Koronarintervention mit hohem Risiko unterziehen).7 Vier Patienten hatten eine normale linksventrikuläre Ejektionsfraktion; Die Verwendung des MCS-Geräts wurde jedoch angesichts der Anatomie mit hohem Risiko (z. B. schwere distale linke Hauptverkalkung) und der Notwendigkeit einer Atherektomie als notwendig erachtet. Alle Patienten hatten obstruktive Läsionen mit einer angiographisch geschätzten Durchmesserstenose zwischen 70% und 99% und einem distalen Verhältnis von Koronararteriendruck zu Aortendruck (Pd / Pa) zwischen 0,44 und 0,88 (Abbildung 1; Tabelle 2). Die Studie wurde vom Institutional Review Board genehmigt, und alle Probanden gaben eine informierte schriftliche Zustimmung.

Vorgehensweise

Alle Patienten erhielten vor der PCI Aspirin und eine Beladungsdosis eines zweiten Thrombozytenaggregationshemmers (Clopidogrel oder Ticagrelor). Heparin wurde in allen Fällen zur Antikoagulation eingesetzt. Es wurden drei arterielle Zugangspunkte erhalten, bilaterale Oberschenkelarterien und eine Arteria radialis. Anschließend wurde die Impella-Vorrichtung nach Erhalt eines femoralen Angiogramms in der üblichen Weise platziert, um ein ausreichendes Gefäßkaliber zu bestätigen. Die Verfahrenshülle wurde in die kontralaterale Femoralarterie eingebracht, und ein Pigtail-Katheter wurde über die Radialarterie in den linken Ventrikel eingeführt und während des Verfahrens gehalten, um den Druck des linken Ventrikels kontinuierlich aufzuzeichnen. Der Impella CP wurde bei 10 Patienten und der Impella 5.0 bei 1 Patienten verwendet, und die Geräteauswahl basierte auf dem Ermessen des primären Bedieners. In: Impella 5.0 wurde bei 1 Patienten angewendet, da der Kliniker ein stärkeres Bedürfnis nach einer robusteren hämodynamischen Unterstützung hatte.

Hämodynamische Messungen

Nach der Platzierung der Impella wurde die Bestätigung der adäquaten Position mittels fluoroskopischer Führung und mit Bestätigung eines adäquaten Positionierungssignals auf der Gerätekonsole erhalten, wonach wir mit der hämodynamischen Beurteilung fortfuhren. Ein 0,014-Zoll-Druckdraht (Philips Volcano, Andover, MA) wurde außerhalb des Körpers ausbalanciert und dann distal zur Koronarläsion platziert, nachdem der Druckdraht mit dem Führungskatheterdruck normalisiert worden war. In Fällen, in denen eine starke Verkalkung oder Tortuosität vorhanden war, passierten wir zuerst distal einen 0,014-Zoll-Draht des Arbeitspferdes und tauschten diesen dann nach Durchführung der Standarddrucknormalisierung gegen den Druckdraht aus.

Anschließend zeichneten wir den distalen Koronardruck (über den Druckdraht), den linksventrikulären enddiastolischen Druck (LVEDP; über den Pigtailkatheter) und den systemischen Blutdruck (über den prozeduralen Führungskatheter) auf und alle Messungen wurden gleichzeitig auf dem hämodynamischen Bildschirm angezeigt (Abbildung 2). Die Messungen wurden bei 2 Impella-Durchflusseinstellungen, maximalem Unterstützungsniveau (P8-Durchfluss, >3 L/ M) und minimalem Unterstützungsniveau (P2-Durchfluss < 1 L/ M) durchgeführt. Beim Umschalten zwischen den Flussniveaus wurden Messungen nach mindestens 3 Minuten durchgeführt, um Anpassungen der systemischen und koronaren Hämodynamik zu ermöglichen. Nach Erhalt der oben genannten Messungen berechneten wir den effektiven Koronarperfusionsdruck (CPP) als mittlerer systemischer Blutdruck subtrahiert von LVEDP. Wir berechneten den diastolischen Koronardruckgradienten als diastolischen Blutdruck subtrahiert von LVEDP. Nach Abschluss der hämodynamischen Messungen wurde PCI durchgeführt. Alle Verfahren wurden von den Autoren abgeschlossen, um technische Fehler zu minimieren und die Einhaltung des Protokolls zu maximieren. Alle hämodynamischen Variablen wurden überprüft und unabhängig gemessen, und Diskrepanzen wurden entweder zwischen den 2 Lesern gemittelt oder von einem zusätzlichen unabhängigen Leser überprüft.

Statistische Analyse

Numerische Daten wurden als Mittelwert±SD zusammengefasst. Die Unterschiede zwischen den maximalen und minimalen Unterstützungsstufen wurden unter Verwendung von gepaarten t-Tests für normalverteilte Daten und Wilcoxon-Signed-Rank-Tests für nicht normalverteilte Daten bewertet (LVEDP war die auf diese Weise gemessene singuläre Variable). Kategoriale Daten wurden als Häufigkeiten oder Prozentsätze dargestellt. Zweiseitiges P<0,05 wurde als statistisch signifikant angesehen.

Ergebnisse

Patientenmerkmale

In diese einarmige Studie wurden 11 Patienten mit insgesamt 12 untersuchten Läsionen eingeschlossen, und die Basismerkmale sind in Tabelle 1 aufgeführt. Das mittlere Patientenalter betrug 75 ± 11 Jahre, 64% waren Männer und die mittlere linksventrikuläre Ejektionsfraktion betrug 40% ± 20%. Alle Verfahren wurden elektiv bei instabiler Angina pectoris, Myokardinfarkt ohne ST–Segment-Elevation oder Angina pectoris der Klasse III / IV durchgeführt, die auf eine medikamentöse Therapie nicht ansprechen. Ausschlusskriterien waren kardiogener Schock, schwere Aortenstenose und Myokardinfarkt mit ST-Segment–Hebung. Kein Patient hatte Komplikationen während der Koronardruckmessung.

Systemische Hämodynamik

Maximale hämodynamische Unterstützung mit dem Impella-Gerät im Vergleich zur minimalen Unterstützung führte zu statistisch höheren systolischen Aortenblutdrücken (111,3 ±19 versus 119,3±17 mm Hg; P=0,001; 7% Anstieg), diastolischen Aortenblutdrücken (59,9±11 versus 72,3±11 mm Hg; P< 0,001; 21% Anstieg) und mittlerer Aortenblutdruck (77.6 ±13 mm versus 88,2±12 mm Hg; P<0,001; 14% Anstieg; Abbildung 3; Tabelle 2). LVEDP war während der maximalen Impellaunterstützung niedriger (27 versus 22 mm Hg; P = 0,002; 19% Abnahme).

Koronare Hämodynamik

Der mittlere distale Koronardruck jenseits einer kritischen Läsion stieg während der maximalen Unterstützung mit dem Impella-Gerät signifikant an (51,8 ± 20,2 gegenüber 60,8 ± 18,1 mm Hg; P<0.001; 17% increase). Both effective CPP (49.8±15.7 versus 67.2±13.6 mm Hg; P<0.001; 35% increase) and diastolic CPP (32.9±13.4 versus 52.0±11.6 mm Hg; P<0.001; 58% increase) increased significantly during maximum hemodynamic support (Figure 4; Table 2). There was no significant change between Pd/Pa at minimum and maximum levels of support (0.65±0.17 versus 0.68±0.16; P=0.514).

Diskussion

Das Hauptergebnis unserer Studie ist, dass das Impella-Gerät das CPPs bei Patienten mit kritischer Koronararterienstenose verbessern kann. Dies wurde unter Verwendung eines intrakoronaren Druckdrahtes demonstriert, um den Koronardruck distal einer kritischen Stenose, die im proximalen bis mittleren Segment einer großen epikardialen Koronararterie vorhanden ist, direkt zu messen. Nachfolgende Messungen der systemischen und koronaren Hämodynamik wurden mit der Impella bei minimalen und maximalen Unterstützungsniveaus durchgeführt. Impella-unterstützte HRPCI führte zu einem signifikanten Anstieg der systemischen Hämodynamik (mittlerer, systolischer und diastolischer Druck) ähnlich wie in früheren Berichten.8,9 Wir haben jedoch zum ersten Mal gezeigt, dass ein Impella-Gerät einen günstigen Einfluss auf den mittleren Koronardruck distal einer kritischen Koronarläsion sowie eine signifikante Verbesserung des diastolischen und effektiven CPPs hat.

In früheren Studien, die hauptsächlich die kardiopulmonale Reanimation untersuchten,wurde 10,11 CPP als Differenz zwischen dem mittleren Aortendruck und dem rechten Vorhofdruck berechnet. Der Koronarkreislauf ist jedoch einzigartig, da er während der Systole und Diastole extravaskulären Kompressionskräften ausgesetzt ist, die sich sowohl aus der Myokardkontraktion als auch aus dem erhöhten intraventrikulären Druck ergeben. Es wurde vorgeschlagen, dass bei der Beurteilung von CPP die einfache Verwendung des rechten Vorhofdrucks möglicherweise nicht ausreichend ist, da er diese extravaskulären und intraventrikulären Kräfte nicht berücksichtigt,12 und der stromabwärtige Druck hängt nicht nur mit dem rechten Vorhofdruck zusammen, sondern auch mit dem LVEDP.13 Daher haben wir in unserer Studie einen Katheter im linken Ventrikel platziert, um den LVEDP direkt zu messen und anschließend den effektiven CPP zu berechnen basierend auf der LVEDP-Messung im Gegensatz zum rechtsatrialen Druck trotz erhöhter Verfahrenskomplexität.

Die in dieser Studie beobachtete Verbesserung des effektiven CPP war auf eine Kombination aus erhöhtem mittleren und diastolischem Blutdruck sowie einer gleichzeitigen Verringerung des LVEDP zurückzuführen. Im Vergleich dazu gibt es nach unserem besten Wissen keine klinischen Daten am Menschen, die belegen, dass IABP LVEDP signifikant reduziert, und Tiermodelle haben keinen signifikanten Effekt von IABP auf LVEDP gezeigt.14,15 Darüber hinaus wurde in mehreren Studien gezeigt, dass Impella im Vergleich zu IABP eine überlegene systemische hämodynamische Unterstützung bietet, einschließlich eines höheren mittleren Aortendrucks.7,9 In Kombination erklären die oben genannten Unterschiede in den hämodynamischen Effekten zwischen den 2 Geräten, warum in unserer Studie mit Impella ein günstiger Effekt auf CPP beobachtet wurde, in früheren Studien mit IABP jedoch nicht. Die Ergebnisse unserer Studie können auch erklären, warum die Untergruppe der Multivessel-CAD in der PROTECT II-Versuche16 hatte mehr intraprozedurale hämodynamische Stabilität mit dem Impella-Gerät im Vergleich zu IABP unabhängig von der Anzahl der behandelten Gefäße. Patienten, die mit IABP mit Multivessel-Krankheit behandelt wurden, hatten einen größeren Abfall des mittleren Aortendrucks mit jedem nachfolgenden behandelten Gefäß. Man kann annehmen, dass dies sekundär zu einer intraprozeduralen Ischämie sein kann und bei Patienten, die mit Impella behandelt wurden, weniger beobachtet wurde.16

Die mittlere Pd/Pa in unserer Studie betrug 0,65 (Bereich 0,44-0.88), was darauf hindeutet, dass die behandelten Läsionen tatsächlich hämodynamisch signifikant waren. Frühere Studien haben gezeigt, dass ein Pd / Pa-Verhältnis im Ruhezustand ≤0,86 eine 100% ige Korrelation mit einer fraktionierten Flussreserve ≤0,80 aufwies.17 Wie zu erwarten war, unterschied sich das Pd / Pa-Verhältnis zwischen dem minimalen und maximalen Unterstützungsniveau mit Impella nicht signifikant. Dies liegt daran, dass sowohl der distale Koronardruck (Pd) als auch der Aortendruck gleichzeitig mit der Verwendung von Impella ansteigen und das Gesamtverhältnis unverändert bleibt. Darüber hinaus wird das Pd / Pa-Verhältnis signifikant durch Blutdruck und Herzfrequenz beeinflusst,18 die sich beide mit der Verwendung von MCS ändern. Daher glauben wir, dass das Pd / Pa-Verhältnis zwar nützlich sein kann Bei der Beurteilung der Koronarstenose Korrelieren Änderungen dieses Verhältnisses nicht unbedingt mit Änderungen der Koronarperfusionsgradienten.

Zu den therapeutischen Optionen, die Klinikern derzeit zur Behandlung der hämodynamischen Instabilität während der HRPCI zur Verfügung stehen, gehören Pharmakotherapie und MCS (IABP, Impella, Tandem Heart und extrakorporaler Membranoxygenator). Leider können nicht alle diese Modalitäten die systemische und koronare Perfusion gleichzeitig verbessern. Paradoxerweise kann jedoch die myokardiale Sauerstoffversorgung beeinträchtigt und die Nachfrage infolge erhöhter Kontraktilität, Tachykardie und koronarer Vasokonstriktion erhöht werden.13,19 Der extrakorporale Membranoxygenator kann das Herzzeitvolumen und die systemische Perfusion erheblich verbessern, kann jedoch zu einer Erhöhung des Fülldrucks, der Nachlast und eines erhöhten myokardialen Sauerstoffbedarfs führen.5,20,21 Frühere Studien haben eine Verschlechterung der linksventrikulären Wandbewegung in Regionen gezeigt, die von einer stenotischen Koronararterie während der extrakorporalen Membranoxygenatorunterstützung.22 IABP kann das Herzzeitvolumen und den diastolischen Blutdruck erhöhen,5,20 sowie den koronaren Blutfluss in nichtstenotischen Arterien verbessern.5,23 Mehrere frühere Studien haben jedoch die Auswirkungen von IABP auf die koronare Hämodynamik bei Vorliegen einer signifikanten Stenose unter Verwendung verschiedener Modalitäten untersucht, einschließlich Thermodilutionskathetermethoden,1 Koronardruckdraht,2 Epikarddopplersonde,4 und Koronardopplerdraht,3,24 und alle haben keine konsistente Verbesserung des koronaren Blutflusses oder des Koronardrucks distal einer Stenose mit IABP-Unterstützung gezeigt. Infolgedessen wurde vorgeschlagen, dass die Wirkung von IABPs auf die Ischämie weitgehend mit der Verringerung der ventrikulären Nachlast und der Wandbelastung zusammenhängt im Gegensatz zur Erhöhung des koronaren Blutflusses oder des Koronardrucks distal zu einer Stenose.3,4

Infolge der jüngsten Fortschritte in der PCI-Technologie und -Erfahrung, begleitet von einem spürbaren Anstieg des Alters und der Komorbiditäten der Patienten, behandeln Ärzte derzeit komplexere Multivessel-CAD.13,25 Es besteht ein steigender Bedarf an MCS während der HRPCI, um die Patientensicherheit zu gewährleisten und die Verfahrensergebnisse zu optimieren. Es ist daher wünschenswert, eine MCS-Vorrichtung zu haben, die die koronare Hämodynamik trotz des Vorhandenseins einer Koronarstenose während der Durchführung einer PCI verbessert. Die Verbesserung der Koronarperfusion in diesem Umfeld kann möglicherweise die Verträglichkeit der Ischämie des Patienten verbessern und die Ergebnisse verbessern.

Einschränkungen

Der koronare Blutfluss wird hauptsächlich durch den CPP und den koronaren Gefäßwiderstand bestimmt, wobei letzterer durch eine Vielzahl von endothelialen, myogenen und neurohormonellen Faktoren gesteuert wird.12,26 Daher ist CPP ein wesentlicher, aber nicht der einzige Faktor bei der Bestimmung des koronaren Blutflusses. In dieser Studie haben wir den Koronarfluss nicht direkt über die Stenose hinaus gemessen, sondern wir haben den Koronardruck gemessen. Basierend auf dem Grundgesetz der Fluiddynamik wird erwartet, dass eine Erhöhung des Antriebsdruckgradienten über das Gefäßbett bei Aufhebung der Autoregulation zu einem erhöhten Blutfluss führt.13 Darüber hinaus kann das Passieren des Koronardruckdrahtes über die Koronarläsion zu einem erhöhten Druckgradienten aufgrund des Drahtes selbst geführt haben; Dieser Effekt ist jedoch wahrscheinlich relativ konstant zwischen den 2 Studienbedingungen. Aufgrund der Komplexität des Verfahrens und der Zeit, die für die Durchführung der anfänglichen Hämodynamik erforderlich ist, haben wir die koronare Hämodynamik nach der PCI nicht erneut gemessen. Angesichts unserer Stichprobengröße können wir die Verbesserung des CPP nicht direkt mit Änderungen der klinischen Ergebnisse in Verbindung bringen. Zukünftige Studien mit größeren Patientenkohorten, die sowohl den Koronarfluss als auch den Druck bewerten, können von Vorteil sein Erweitern Sie das Feld der koronaren Hämodynamik und des Myokardschutzes in unterstützten HRPCI.

Schlussfolgerungen

Nach unserem besten Wissen ist dies die erste Studie, die eine Erhöhung des invasiv gemessenen Koronardrucks zusammen mit einer Verbesserung des effektiven CPP unter Verwendung von MCS nachweist. Diese günstige Wirkung auf die koronare Hämodynamik kann zum intraprozeduralen Myokardschutz beitragen und die Ischämie mit ihren möglichen schädlichen Auswirkungen auf die klinische Stabilität minimieren. Diese Ergebnisse können helfen, Kliniker bei der Auswahl der geeigneten hämodynamischen Unterstützung Gerät bei der Behandlung von Patienten mit kritischen Multivessel-CAD.

Fußnoten