Introduzione

I dispositivi di supporto circolatorio meccanico (MCS) sono frequentemente utilizzati per mantenere la perfusione sistemica in shock cardiogeno, infarto miocardico acuto e intervento coronarico percutaneo ad alto rischio (HRPCI). Storicamente, la pompa a palloncino intra-aortica (IABP) è stata il dispositivo di supporto più frequentemente utilizzato e ha dimostrato di migliorare la pressione arteriosa sistemica e aumentare il flusso sanguigno coronarico nelle arterie non stenotiche.1,2 Diversi studi, tuttavia, hanno dimostrato che IABP non migliora l’emodinamica coronarica in presenza di una stenosi significativa.1-4 Data una parte significativa dei pazienti sottoposti a HRPCI hanno ostruttiva, multivessel, malattia coronarica (CAD), abbiamo valutato se una forma più robusta di MCS (Impella, Danvers, MA) potrebbe migliorare la perfusione coronarica in presenza di significativo CAD ostruttivo. Il catetere Impella è un dispositivo percutaneo MCS transvalvolare che scarica il ventricolo sinistro direttamente aspirando sangue dal ventricolo sinistro nell’aorta ascendente.5,6 Impella ha dimostrato di migliorare l’emodinamica sistemica, compresa la pressione arteriosa media, la gittata cardiaca e la potenza cardiaca6–8; tuttavia, il suo impatto sull’emodinamica coronarica, specialmente in presenza di CAD critico, rimane sconosciuto. Abbiamo cercato di esaminare l’effetto della MCS sotto forma di Impella sulle pressioni coronariche e sulla perfusione attraverso una significativa stenosi coronarica durante l’HRPCI.

Metodi

I dati, i metodi analitici e i materiali di studio non saranno resi disponibili ad altri ricercatori allo scopo di riprodurre i risultati o replicare la procedura.

Pazienti

Abbiamo arruolato 11 pazienti consecutivi da novembre 2015 a novembre 2016 sottoposti a HRPCI elettiva assistita da Impella in un singolo centro terziario. L’età media era di 75±11 anni, il 64% erano uomini e la frazione media di eiezione ventricolare sinistra era del 40%±20% (Tabella 1). La decisione di utilizzare MCS è stata basata su caratteristiche ad alto rischio, come una grave disfunzione ventricolare sinistra sistolica, una malattia principale sinistra non protetta o un ultimo condotto di brevetto, simile ai criteri utilizzati nello studio PROTECT II (studio clinico prospettico randomizzato di supporto emodinamico con Impella 2.5 Versus Pompa a palloncino intra-aortica in pazienti sottoposti ad intervento coronarico percutaneo ad alto rischio).7 Quattro pazienti avevano una frazione di eiezione ventricolare sinistra normale; tuttavia, l’uso del dispositivo MCS è stato ritenuto necessario data l’anatomia ad alto rischio (ad esempio, grave calcificazione principale distale sinistra) e la necessità di aterectomia. Tutti i pazienti presentavano lesioni ostruttive con stenosi del diametro angiograficamente stimata tra il 70% e il 99% e rapporti pressione coronaria distale/pressione aortica (Pd / Pa) tra 0,44 e 0,88 (Figura 1; Tabella 2). Lo studio è stato approvato dal comitato di revisione istituzionale e tutti i soggetti hanno dato il consenso scritto informato.

Procedura

Tutti i pazienti hanno ricevuto aspirina e una dose di carico di un secondo agente antipiastrinico (clopidogrel o ticagrelor) prima della PCI. L’eparina è stata utilizzata in tutti i casi per l’anticoagulazione. Sono stati ottenuti tre punti di accesso arterioso, arterie femorali bilaterali e un’arteria radiale. Successivamente, il dispositivo di impella è stato posizionato nella moda standard dopo aver ottenuto un angiogramma femorale per confermare un adeguato calibro del vaso. La guaina procedurale è stata posizionata nell’arteria femorale controlaterale e un catetere a treccia è stato posizionato nel ventricolo sinistro tramite l’arteria radiale e mantenuto durante la procedura per registrare continuamente le pressioni del ventricolo sinistro. L’Impella CP è stato utilizzato in 10 pazienti e l’Impella 5.0 è stato utilizzato in 1 paziente e la scelta del dispositivo è stata basata sulla discrezione degli operatori primari. Impella 5.0 è stato utilizzato in 1 paziente dato bisogno percepito dal clinico per un supporto emodinamico più robusto.

Misurazioni emodinamiche

Dopo il posizionamento della Girante, è stata ottenuta la conferma di una posizione adeguata utilizzando la guida fluoroscopica e con la conferma di un segnale di posizionamento adeguato sulla console del dispositivo, dopo di che si è proceduto con la valutazione emodinamica. Un filo di pressione da 0,014 pollici (Philips Volcano, Andover, MA) è stato bilanciato all’esterno del corpo e quindi posizionato distale alla lesione coronarica dopo aver normalizzato il filo di pressione con la pressione del catetere guida. Nei casi in cui era presente una grave calcificazione o tortuosità, abbiamo prima superato un filo da 0,014 pollici distalmente e poi scambiato quello per il filo di pressione dopo aver eseguito la normalizzazione della pressione standard.

Successivamente, abbiamo registrato la pressione coronarica distale (tramite il filo di pressione), la pressione diastolica ventricolare sinistra (LVEDP; tramite il catetere pigtail) e la pressione arteriosa sistemica (tramite il catetere guida procedurale), e tutte le misurazioni sono state visualizzate simultaneamente sullo schermo emodinamico (Figura 2). Le misurazioni sono state eseguite a 2 impostazioni di flusso Impella, livello massimo di supporto (flusso P8, > 3 L / M) e livello minimo di supporto (flusso P2 < 1 L/M). Quando si passa tra i livelli di flusso, le misurazioni sono state eseguite dopo almeno 3 minuti per consentire aggiustamenti nell’emodinamica sistemica e coronarica. Dopo aver ottenuto le suddette misurazioni, abbiamo calcolato la pressione effettiva di perfusione coronarica (CPP) come pressione arteriosa sistemica media sottratta da LVEDP. Abbiamo calcolato il gradiente di pressione coronarica diastolica come pressione arteriosa diastolica sottratta da LVEDP. Dopo il completamento delle misurazioni emodinamiche, è stata eseguita la PCI. Tutte le procedure sono state completate dagli autori per ridurre al minimo l’errore tecnico e massimizzare l’aderenza al protocollo. Tutte le variabili emodinamiche sono state riviste e misurate in modo indipendente e le discrepanze sono state mediate tra i 2 lettori o riviste da un lettore indipendente aggiuntivo.

Analisi statistica

I dati numerici sono stati riassunti come media±SD. Le differenze tra i livelli di supporto massimo e minimo sono state valutate utilizzando il test t accoppiato per i dati normalmente distribuiti e il test Wilcoxon signed-rank per i dati non normalmente distribuiti (LVEDP era la variabile singolare misurata in questo modo). I dati categoriali sono stati presentati come frequenze o percentuali. Due lati P<0.05 è stato considerato statisticamente significativo.

Risultati

Caratteristiche del paziente

In questo studio a braccio singolo sono stati inclusi 11 pazienti con 12 lesioni totali studiate e le caratteristiche basali sono riportate nella Tabella 1. L’età media del paziente era di 75±11 anni, il 64% erano uomini e la frazione media di eiezione ventricolare sinistra era del 40%±20%. Tutte le procedure sono state eseguite elettivamente per angina instabile, infarto miocardico senza elevazione del segmento ST o angina di classe III/IV refrattaria alla terapia medica. I criteri di esclusione includevano shock cardiogeno, stenosi aortica grave e infarto miocardico con elevazione del segmento St. Nessun paziente ha avuto complicazioni durante la misurazione della pressione coronarica.

Emodinamica Sistemica

Massimo supporto emodinamico con il Impella dispositivo rispetto al minimo di supporto risultata statisticamente superiore sistolica aortica pressione sanguigna (111.3±19 contro 119.3±17 mm Hg; P=0,001; aumento del 7%), diastolica aortica pressione sanguigna (59.9±11 contro il 72,3±11 mm Hg; P<0.001; incremento del 21%), e aortica media pressione sanguigna (77.6±13 mm rispetto a 88,2±12 mm Hg; P<0,001; Aumento del 14%; Figura 3; Tabella 2). LVEDP era inferiore durante il massimo supporto della girante (27 contro 22 mm Hg; P=0,002; diminuzione del 19%).

Emodinamica coronarica

La pressione coronarica distale media oltre una lesione critica è aumentata significativamente durante il massimo supporto con il dispositivo Impella (51,8±20,2 contro 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).

Discussione

Il risultato principale del nostro studio è che il dispositivo Impella può migliorare la CPPs in pazienti con stenosi coronarica critica. Ciò è stato dimostrato utilizzando un filo di pressione intracoronaria per misurare direttamente la pressione coronarica distale ad una stenosi critica presente nel prossimale al midsegment di una grande arteria coronaria epicardica. Successive misurazioni dell’emodinamica sistemica e coronarica sono state eseguite con l’Impella a livelli di supporto minimo e massimo. La HRPCI assistita da impella ha determinato un aumento significativo dell’emodinamica sistemica (media, pressione sistolica e diastolica) simile a quanto riportato in precedenza.8,9 Tuttavia, abbiamo dimostrato per la prima volta che un dispositivo Impella ha un effetto favorevole sulla pressione coronarica media distale a una lesione coronarica critica, nonché un significativo miglioramento della CPPS diastolica ed efficace.

In studi precedenti che studiavano principalmente la rianimazione cardiopolmonare,10,11 CPP sono stati calcolati come la differenza tra la pressione aortica media e la pressione atriale destra. Tuttavia, la circolazione coronarica è unica perché il flusso è sottoposto a forze di compressione extravascolare durante la sistole e la diastole derivanti sia dalla contrazione miocardica che dall’elevata pressione intraventricolare. È stato suggerito che quando si valuta la CPP semplicemente usando la pressione atriale destra potrebbe non essere adeguata perché non tiene conto di quelle forze extravascolari e intraventricolari,12 e la pressione a valle è correlata non solo alla pressione atriale destra ma anche al LVEDP.13 Quindi nel nostro studio, abbiamo posizionato un catetere nel ventricolo sinistro per misurare direttamente LVEDP e successivamente calcolare il CPP efficace in base alla misurazione LVEDP rispetto alla pressione atriale destra nonostante l’aumento della complessità procedurale.

Il miglioramento della CPP efficace osservato in questo studio è stato dovuto ad una combinazione di un aumento della pressione arteriosa media e diastolica, nonché ad una concomitante riduzione della LVEDP. In confronto, al meglio delle nostre conoscenze, non ci sono dati clinici umani a sostegno del fatto che IABP riduca significativamente LVEDP, e modelli animali non hanno mostrato alcun effetto significativo di IABP su LVEDP.14,15 Inoltre, è stato dimostrato in diversi studi che, rispetto alla IABP, l’Impella fornisce un supporto emodinamico sistemico superiore, comprese pressioni aortiche medie più elevate.7,9 In combinazione, le suddette differenze negli effetti emodinamici tra i dispositivi 2 aiutano a spiegare perché un effetto favorevole sulla CPP è stato visto nel nostro studio con Impella ma non mostrato in studi precedenti con IABP. I risultati del nostro studio possono anche spiegare perché il sottogruppo di CAD multivessel nel processo PROTECT II 16 ha avuto più stabilità emodinamica intraprocedurale con il dispositivo Impella rispetto a IABP indipendentemente dal numero di vasi trattati. I pazienti trattati con IABP con malattia multivasale hanno avuto un calo maggiore della pressione aortica media con ogni successivo vaso trattato. Si può ipotizzare che questo possa essere secondario all’ischemia intraprocedurale ed è stato osservato meno nei pazienti trattati con Impella.16

La media Pd / Pa nel nostro studio era 0,65 (intervallo, 0,44-0.88), suggerendo che le lesioni trattate erano effettivamente emodinamicamente significative. Studi precedenti hanno dimostrato che un rapporto Pd/Pa a riposo ≤0,86 aveva una correlazione del 100% con una riserva di flusso frazionaria ≤0,80,17 Come ci si può aspettare, il rapporto Pd/Pa non differiva significativamente tra i livelli di supporto minimo e massimo con Impella. Ciò è dovuto sia alla pressione coronarica distale (Pd) che alle pressioni aortiche che aumentano simultaneamente con l’uso di Impella, lasciando invariato il rapporto complessivo. Inoltre, il rapporto Pd / Pa è significativamente influenzato dalla pressione sanguigna e dalla frequenza cardiaca,18 entrambi i quali cambieranno con l’uso di MCS. Pertanto, riteniamo che anche se il rapporto Pd/Pa può essere utile nella valutazione della stenosi coronarica, i cambiamenti in questo rapporto non saranno necessariamente correlati con i cambiamenti nei gradienti di perfusione coronarica.

Le opzioni terapeutiche attualmente disponibili per i medici per trattare l’instabilità emodinamica durante la HRPCI includono la farmacoterapia e la MCS (IABP, Impella, cuore tandem e ossigenatore a membrana extracorporea). Sfortunatamente, non tutte queste modalità possono effettivamente migliorare simultaneamente la perfusione sistemica e coronarica. La terapia inotropica e vasopressiva può migliorare la pressione arteriosa sistemica e la gittata cardiaca; tuttavia, paradossalmente può compromettere l’apporto di ossigeno miocardico e aumentare la domanda secondaria ad una maggiore contrattilità, tachicardia e vasocostrizione coronarica.13,19 L’ossigenatore a membrana extracorporea può migliorare sostanzialmente la gittata cardiaca e la perfusione sistemica, tuttavia, può causare l’innalzamento della pressione di riempimento, il postcarico e l’aumento della domanda di ossigeno miocardico.5,20,21 Studi precedenti hanno dimostrato un peggioramento del movimento della parete ventricolare sinistra nelle regioni sottese da un’arteria coronaria stenotica durante il supporto dell’ossigenatore della membrana extracorporea.22 IABP può aumentare la gittata cardiaca e la pressione sanguigna diastolica,5,20 e migliorare il flusso sanguigno coronarico nelle arterie non stenotiche.5,23 Tuttavia, diversi studi precedenti hanno esaminato gli effetti del IABP su coronarica, emodinamica in presenza di una stenosi significativa utilizzando diverse modalità, tra cui catetere per termodiluizione metodi,1 filo di pressione coronaria,2 epicardio sonda Doppler,4 coronarica e Doppler filo,3,24 e tutti hanno dimostrato un miglioramento consistente il flusso sanguigno coronarico coronarica o pressione distale di una stenosi con IABP supporto. Di conseguenza, è stato suggerito che l’effetto di IABPs sull’ischemia è in gran parte correlato alla riduzione del postcarico ventricolare e dello stress della parete rispetto all’aumento del flusso sanguigno coronarico o della pressione coronarica distale a una stenosi.3,4

Come risultato dei recenti progressi nella tecnologia e nell’esperienza PCI, accompagnati da un notevole aumento dell’età e delle comorbidità dei pazienti, i medici stanno attualmente trattando CAD multivessel più complessi.13,25 C’è una crescente necessità di MCS durante HRPCI per garantire la sicurezza del paziente e ottimizzare i risultati procedurali. È, quindi, auspicabile avere un dispositivo MCS che migliora l’emodinamica coronarica nonostante la presenza di stenosi coronarica durante l’esecuzione di PCI. Migliorare la perfusione coronarica in questa impostazione può potenzialmente migliorare la tollerabilità del paziente di ischemia e migliorare i risultati.

Limitazioni

Il flusso sanguigno coronarico è determinato principalmente dalla CPP e dalla resistenza vascolare coronarica, quest’ultima controllata da una miriade di fattori endoteliali, miogenici e neuro-ormonali.12,26 Pertanto, la CPP è un fattore essenziale, ma non l’unico, nel determinare il flusso sanguigno coronarico. In questo studio, non abbiamo misurato direttamente il flusso coronarico oltre la stenosi, piuttosto abbiamo misurato le pressioni coronariche. Sulla base della legge fondamentale della fluidodinamica, si prevede che un aumento del gradiente di pressione di guida attraverso il letto vascolare se l’autoregolazione viene abolita determini un aumento del flusso sanguigno.13 Inoltre, passando il filo di pressione coronarica attraverso la lesione coronarica può aver provocato un aumento del gradiente di pressione a causa del filo stesso; questo effetto, tuttavia, è probabile che sia relativamente costante tra le 2 condizioni di studio. A causa della complessità della procedura e del tempo necessario per eseguire l’emodinamica iniziale, non abbiamo rimisurato l’emodinamica coronarica post-PCI. Infine, data la nostra dimensione del campione, non possiamo associare direttamente il miglioramento della CPP con i cambiamenti nei risultati clinici. Studi futuri con coorti di pazienti più grandi che valutano sia il flusso coronarico che le pressioni possono essere utili per espandere il campo dell’emodinamica coronarica e della protezione miocardica nell’HRPCI supportato.

Conclusioni

Per quanto a nostra conoscenza, questo è il primo studio a dimostrare un aumento della pressione coronarica invasivamente misurata insieme ad un miglioramento della CPP efficace con l’uso di MCS. Questo effetto favorevole sull’emodinamica coronarica può contribuire alla protezione miocardica intraprocedurale e minimizzare l’ischemia con i suoi potenziali effetti deleteri sulla stabilità clinica. Questi risultati possono aiutare a guidare i medici nella scelta del dispositivo di supporto emodinamico appropriato quando si trattano pazienti con CAD multivessel critico.

Note a piè di pagina