Inleiding

Mechanical circulatory support (MCS) devices worden vaak gebruikt om de systemische perfusie in stand te houden bij cardiogene shock, acuut myocardinfarct en hoog-risico percutane coronaire interventie (hrpci). Historisch gezien is intra-aorta ballonpomp (IABP) het meest gebruikte ondersteuningsapparaat en is aangetoond dat het de systemische bloeddruk verbetert en de coronaire bloedstroom in nietstenotische slagaders verhoogt.1,2 verschillende studies hebben echter aangetoond dat IABP coronaire hemodynamiek niet verbetert in aanwezigheid van een significante stenose.1-4 gezien een significant deel van de patiënten die hrpci ondergaan obstructieve, multivessel, coronaire hartziekte (CAD) hebben, hebben we onderzocht of een robuustere vorm van MCS (Impella, Danvers, MA) coronaire perfusie zou kunnen verbeteren in de aanwezigheid van significante obstructieve CAD. De Impella katheter is een transvalvulair percutaan MCS-apparaat dat de linker ventrikel direct ontlaadt door bloed uit de linker ventrikel in de opgaande aorta te zuigen.Van Impella is aangetoond dat het de systemische hemodynamiek verbetert, waaronder de gemiddelde arteriële druk, het cardiale output en de cardiale kracht6-8; echter, de impact ervan op coronaire hemodynamica vooral in de aanwezigheid van kritische CAD blijft onbekend. We probeerden het effect van MCS in de vorm van Impella op coronaire druk en perfusie over significante coronaire stenose tijdens HRPCI te onderzoeken.

methoden

de gegevens, analytische methoden en studiemateriaal zullen niet beschikbaar worden gesteld aan andere onderzoekers met het oog op het reproduceren van de resultaten of het repliceren van de procedure.

patiënten

we namen 11 opeenvolgende patiënten in van November 2015 tot November 2016 die electieve Impella-geassisteerde HRPCI ondergingen in een enkel tertiair centrum. De gemiddelde leeftijd was 75±11 jaar, 64% was mannen en de gemiddelde linkerventrikelejectiefractie was 40%±20% (Tabel 1). De beslissing om MCS te gebruiken was gebaseerd op kenmerken met een hoog risico, zoals ernstige systolische linkerventrikeldisfunctie, onbeschermde linkerventrikeldisfunctie of een laatste patentbuis, vergelijkbaar met de criteria die werden gebruikt in de PROTECT II-studie (prospectieve, gerandomiseerde klinische studie van hemodynamische ondersteuning met Impella 2.5 Versus Intra-aorta Ballonpomp bij patiënten die een hoog risico op percutane coronaire interventie ondergaan).Vier patiënten hadden een normale linkerventrikelejectiefractie; het gebruik van het MCS-apparaat werd echter noodzakelijk geacht gezien de anatomie met een hoog risico (bijv. ernstige distale linker hoofdcalcificatie) en de noodzaak van atherectomie. Alle patiënten hadden obstructieve laesies met angiografisch geschatte diameterstenose tussen 70% en 99% en distale coronaire arteriële druk tot aorta druk ratio ‘ s (PD/Pa) tussen 0,44 en 0,88 (figuur 1; Tabel 2). De studie werd goedgekeurd door de institutional review board en alle proefpersonen gaven geïnformeerde schriftelijke toestemming.

Procedure

alle patiënten kregen aspirine en een oplaaddosis van een tweede plaatjesaggregatieremmer (clopidogrel of ticagrelor) vóór PCI. Heparine werd in alle gevallen gebruikt voor anticoagulatie. Drie arteriële toegangspunten werden verkregen, bilaterale femurslagaders en een radiale slagader. Vervolgens werd het Impellaapparaat op de standaard manier geplaatst na het verkrijgen van een femoraal angiogram om het juiste kaliber van het schip te bevestigen. Procedureschede werd geplaatst in de contralaterale femorale slagader, en een pigtail katheter werd geplaatst in de linker ventrikel via de radiale slagader en gehouden tijdens de procedure om de linker ventrikeldruk continu te registreren. De IMPELLA CP werd gebruikt bij 10 patiënten, en de Impella 5.0 werd gebruikt bij 1 patiënt, en de keuze van het hulpmiddel was gebaseerd op de beoordeling van de primaire operatoren. Impella 5.0 werd gebruikt bij 1 patiënt die volgens de arts behoefte had aan een robuustere hemodynamische ondersteuning.

hemodynamische metingen

Na plaatsing van de Impella werd een bevestiging van de juiste positie verkregen met behulp van fluoroscopische geleiding en met bevestiging van een adequaat positioneringssignaal op de console van het apparaat, waarna we verder gingen met hemodynamische beoordeling. Een 0,014-inch drukdraad (Philips Volcano, Andover, MA) werd buiten het lichaam gebalanceerd en vervolgens distaal aan de coronaire laesie geplaatst na het normaliseren van de drukdraad met de geleidingskatheterdruk. In gevallen waar ernstige verkalking of tortuositeit aanwezig was, passeerden we eerst een werkpaard 0,014-inch draad distaal en wisselden die vervolgens voor de druk draad na het uitvoeren van de standaard druk normalisatie.

vervolgens werden de distale coronaire druk (via de drukdraad), de linker ventriculaire einddiastolische druk (LVEDP; via de pigtail katheter) en de systemische bloeddruk (via de procedurele geleidingskatheter) geregistreerd en werden alle metingen gelijktijdig op het hemodynamische scherm weergegeven (Figuur 2). De metingen werden uitgevoerd bij 2 Impella-debietinstellingen, maximaal ondersteuningsniveau (P8-debiet, >3 L/M) en minimaal ondersteuningsniveau (P2-debiet < 1 L/M). Bij het schakelen tussen stromingsniveaus werden metingen uitgevoerd na ten minste 3 minuten om aanpassingen in de systemische en coronaire hemodynamica mogelijk te maken. Na het verkrijgen van de bovengenoemde metingen, berekenden we de effectieve coronaire perfusiedruk (CPP) als gemiddelde systemische bloeddruk afgetrokken door LVEDP. We berekenden de diastolische coronaire drukgradiënt als diastolische bloeddruk afgetrokken door LVEDP. Na voltooiing van hemodynamische metingen werd PCI uitgevoerd. Alle procedures werden door de auteurs voltooid om technische fouten te minimaliseren en de naleving van het protocol te maximaliseren. Alle hemodynamische variabelen werden beoordeeld en onafhankelijk gemeten, en verschillen werden ofwel gemiddeld tussen de 2 lezers of beoordeeld door een extra onafhankelijke lezer.

statistische analyse

numerieke gegevens werden samengevat als gemiddelde±SD. De verschillen tussen de maximale en minimale ondersteuningsniveaus werden geëvalueerd met behulp van gepaarde t-tests voor normaal gedistribueerde gegevens en Wilcoxon signed-rank-tests voor niet-normaal gedistribueerde gegevens (LVEDP was de enkelvoudige variabele die op deze manier werd gemeten). Categorische gegevens werden gepresenteerd als frequenties of percentages. Tweezijdig P<0,05 werd statistisch significant geacht.

resultaten

patiëntkenmerken

in dit onderzoek met één arm namen we 11 patiënten op met 12 onderzochte totale laesies, en baseline kenmerken worden weergegeven in Tabel 1. De gemiddelde leeftijd van de patiënt was 75±11 jaar, 64% was mannen en de gemiddelde linkerventrikelejectiefractie was 40%±20%. Alle procedures werden selectief uitgevoerd voor instabiele angina pectoris, myocardinfarct zonder ST–segmentstijging of klasse III/IV angina refractair voor medische therapie. De uitsluitingscriteria omvatten cardiogene shock, ernstige aortastenose en myocardinfarct met ST-segmentstijging. Geen enkele patiënt had complicaties tijdens het meten van de coronaire druk.

systemische hemodynamiek

maximale hemodynamische ondersteuning met het Impella-hulpmiddel vergeleken met minimale ondersteuning resulteerde in statistisch hogere systolische aorta bloeddruk (111,3±19 versus 119,3±17 mm Hg; p=0,001; 7% stijging), diastolische aorta bloeddruk (59,9±11 versus 72,3±11 mm Hg; P<0,001; 21% stijging), en gemiddelde aorta bloeddruk (77.6±13 mm versus 88,2±12 mm Hg; P<0,001; 14% toename; Figuur 3; Tabel 2). LVEDP was lager tijdens maximale Impellaondersteuning (27 versus 22 mm Hg; p=0,002; 19% afname).

coronaire hemodynamica

gemiddelde distale coronaire druk voorbij een kritische laesie nam significant toe tijdens maximale ondersteuning met het Impella-apparaat (51,8±20,2 versus 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).

discussie

De belangrijkste bevinding van onze studie is dat Impella device CPP ‘ s kan verbeteren bij patiënten met kritieke coronaire stenose. Dit werd aangetoond met behulp van een intracoronaire drukdraad om direct de coronaire druk distale tot een kritische stenose aanwezig in de proximale tot middensegment van een grote epicardiale coronaire arterie te meten. Daaropvolgende metingen van de systemische en coronaire hemodynamiek werden uitgevoerd met de Impella op minimale en maximale steunniveaus. Impella-ondersteunde hrpci resulteerde in een significante toename van de systemische hemodynamiek (gemiddelde, systolische en diastolische druk), vergelijkbaar met eerdere meldingen.8,9 we hebben echter voor het eerst aangetoond dat een Impella-apparaat een gunstig effect heeft op de gemiddelde coronaire druk distale tot een kritische coronaire laesie, evenals een significante verbetering van diastolische en effectieve CPP ‘ s.

in eerdere studies die voornamelijk cardiopulmonale reanimatie onderzocht, werd 10, 11 CPP berekend als het verschil tussen de gemiddelde aortadruk en de rechter atriumdruk. Echter, de coronaire circulatie is uniek omdat de stroom wordt onderworpen aan extravasculaire compressiekrachten tijdens systole en diastole als gevolg van zowel myocardiale contractie en verhoogde intraventriculaire druk. Er is gesuggereerd dat bij het beoordelen van CPP alleen met behulp van de rechter atriumdruk misschien niet voldoende is omdat het geen rekening houdt met die extravasculaire en intraventriculaire krachten,12 en dat de stroomafwaartse druk niet alleen gerelateerd is aan de rechter atriumdruk, maar ook aan de LVEDP.13 Daarom plaatsten we in onze studie een katheter in de linker ventrikel om lvedp direct te meten en vervolgens de effectieve CPP te berekenen op basis van de lvedp-meting in tegenstelling tot de rechter atriale druk ondanks verhoogde procedurele complexiteit.

de verbetering in de effectieve CPP waargenomen in deze studie was het gevolg van een combinatie van zowel verhoogde gemiddelde als diastolische bloeddruk, evenals een gelijktijdige afname van LVEDP. Ter vergelijking, voor zover wij weten, zijn er geen klinische gegevens bij de mens die aantonen dat IABP LVEDP significant vermindert, en diermodellen hebben geen significant effect van IABP op LVEDP aangetoond.Daarnaast is in meerdere onderzoeken aangetoond dat Impella in vergelijking met IABP een superieure systemische hemodynamische ondersteuning biedt, waaronder een hogere gemiddelde aortadruk.7,9 in combinatie verklaren de bovengenoemde verschillen in hemodynamische effecten tussen de 2 apparaten waarom een gunstig effect op CPP werd gezien in onze studie met Impella, maar niet werd aangetoond in eerdere studies met IABP. De resultaten van onze studie kunnen ook verklaren waarom de subgroep van multivessel CAD in de PROTECT II studie16 meer intraprocedurale hemodynamische stabiliteit had met het Impella apparaat vergeleken met IABP ongeacht het aantal behandelde vaten. Patiënten behandeld met iabp met de ziekte van multivessel hadden een grotere daling van de gemiddelde aortadruk bij elk volgend vat dat werd behandeld. Men kan veronderstellen dat dit secundair kan zijn aan intraprocedurale ischemie en minder werd waargenomen bij patiënten behandeld met Impella.16

De gemiddelde Pd / Pa in onze studie was 0,65 (bereik, 0,44–0.88), wat erop wijst dat de behandelde laesies inderdaad hemodynamisch significant waren. Eerdere studies hebben aangetoond dat een rust Pd/Pa verhouding ≤0,86 had een 100% correlatie met een fractionele stroomreserve ≤0,80,17 zoals men mag verwachten, de Pd/Pa verhouding niet significant verschillen tussen minimum en maximum steunniveaus met Impella. Dit komt door zowel distale coronaire druk (Pd) en aorta druk gelijktijdig toenemen met het gebruik van Impella, waardoor de totale verhouding onveranderd. Bovendien wordt de Pd / Pa ratio aanzienlijk beïnvloed door bloeddruk en hartslag,18 die beide zullen veranderen met het gebruik van MCS. Daarom zijn wij van mening dat, hoewel de Pd/Pa-verhouding nuttig kan zijn bij het beoordelen van coronaire stenose, veranderingen in deze verhouding niet noodzakelijk zullen correleren met veranderingen in coronaire perfusiegradiënten.

therapeutische opties die momenteel beschikbaar zijn voor clinici voor de behandeling van hemodynamische instabiliteit tijdens HRPCI zijn farmacotherapie en MCS (IABP, Impella, Tandemhart en extracorporale membraanoxygenator). Helaas kunnen niet al deze modaliteiten de systemische en coronaire perfusie tegelijkertijd verbeteren. Inotropic en vasopressor therapie kan systemische bloeddruk en hartoutput verbeteren; nochtans, paradoxaal genoeg kan de zuurstoftoevoer van het myocard aantasten en de vraag verhogen secundair aan verhoogde contractiliteit, tachycardie, en coronaire vasoconstrictie.13,19 extracorporale membraanoxygenator kan de cardiale output aanzienlijk verbeteren en systemische perfusie kan echter resulteren in een verhoging van de vuldruk, afterload en een verhoogde zuurstofbehoefte van het myocard.5,20,21 eerdere studies hebben aangetoond dat de beweging van de linker ventriculaire wand verslechtert in regio ‘ s die onder invloed staan van een stenotische coronaire arterie tijdens ondersteuning van extracorporale membraanoxygenator.22 IABP kan de cardiale output en diastolische bloeddruk verhogen, 5, 20 evenals coronaire bloedstroom in nietstenotische slagaders verbeteren.5,23 echter, verschillende eerdere studies hebben de effecten van IABP op de coronaire hemodynamiek onderzocht in de aanwezigheid van een significante stenose met behulp van verschillende modaliteiten, waaronder thermodilutie katheter methoden,1 coronaire druk draad,2 epicardiale doppler probe,4 en coronaire Doppler draad,3,24 en alle hebben niet aangetoond dat een consistente verbetering van de coronaire bloedstroom of coronaire druk distale tot een stenose met IABP ondersteuning. Dientengevolge, is voorgesteld dat het effect van iabps op ischemie grotendeels gerelateerd is aan vermindering van ventriculaire afterload en muurspanning in tegenstelling tot het verhogen van coronaire bloedstroom of coronaire druk distaal aan een stenose.3,4

als gevolg van recente vooruitgang in PCI-technologie en-ervaring, vergezeld van een merkbare toename van de leeftijd en comorbiditeiten van patiënten, behandelen artsen momenteel complexere multivessel CAD.13,25 er is een toenemende behoefte aan MCS tijdens HRPCI om de veiligheid van de patiënt te waarborgen en de procedurele resultaten te optimaliseren. Het is daarom wenselijk om een MCS-apparaat te hebben dat coronaire hemodynamica verbetert ondanks de aanwezigheid van coronaire stenose tijdens het uitvoeren van PCI. Het verbeteren van coronaire perfusie in deze setting kan potentieel de verdraagbaarheid van ischemie van de patiënt verbeteren en resultaten verbeteren.

beperkingen

coronaire bloedstroom wordt voornamelijk bepaald door de CPP en coronaire vasculaire weerstand, deze laatste wordt gecontroleerd door een groot aantal endotheliale, myogene en neuro-hormonale factoren.Daarom is CPP een essentiële, maar niet de enige factor bij het bepalen van de coronaire bloedstroom. In deze studie hebben we de coronaire stroom niet direct gemeten voorbij de stenose, in plaats van de coronaire druk te meten. Op basis van de basiswet van de vloeistofdynamica zal een toename van de rijdrukgradiënt over het vasculaire bed als autoregulatie wordt afgeschaft naar verwachting resulteren in een verhoogde bloedstroom.13 bovendien kan het passeren van de coronaire drukdraad over de coronaire laesie hebben geresulteerd in een verhoogde drukgradiënt vanwege de draad zelf; dit effect is echter waarschijnlijk relatief constant tussen de 2 studieomstandigheden. Vanwege de complexiteit van de procedure en de tijd die nodig is om de initiële hemodynamica uit te voeren, hebben we de coronaire hemodynamica na PCI niet opnieuw gemeten. Ten slotte kunnen we, gezien onze steekproefgrootte, de verbetering van CPP niet direct associëren met veranderingen in klinische resultaten. Toekomstige studies met grotere patiëntencohorten die zowel coronaire flow als druk evalueren, kunnen nuttig zijn om het gebied van coronaire hemodynamica en myocardiale bescherming in ondersteunde HRPCI uit te breiden.

conclusies

voor zover wij weten is dit de eerste studie die een toename van de invasief gemeten coronaire druk aantoont, samen met een verbetering van de effectieve CPP met het gebruik van MCS. Dit gunstige effect op de coronaire hemodynamica kan bijdragen aan intraprocedural myocardiale bescherming en ischemie met zijn potentieel schadelijke effecten op de klinische stabiliteit minimaliseren. Deze bevindingen kunnen clinici helpen bij het selecteren van het juiste hemodynamische hulpmiddel bij de behandeling van patiënten met kritische multivessel CAD.

voetnoten