introduktion

mekaniska cirkulationsstöd (MCS)-enheter används ofta för att upprätthålla systemisk perfusion vid kardiogen chock, akut hjärtinfarkt och högrisk perkutan koronarintervention (HRPCI). Historiskt har intra-aorta ballongpump (IABP) varit den mest använda stödanordningen och har visat sig förbättra systemiskt blodtryck och öka koronarblodflödet i icke-stenotiska artärer.1,2 flera studier har dock visat att iabp inte förbättrar koronar hemodynamik i närvaro av en signifikant stenos.1-4 med tanke på en betydande del av patienter som genomgår HRPCI har obstruktiv, multivessel, kranskärlssjukdom (CAD), utvärderade vi om en mer robust form av MCS (Impella, Danvers, MA) kunde förbättra koronar perfusion i närvaro av signifikant obstruktiv CAD. Impella-katetern är en transvalvulär perkutan MCS-enhet som lossar vänster ventrikel direkt genom att aspirera blod från vänster ventrikel till den stigande aortan.5,6 Impella har visat sig förbättra systemisk hemodynamik, inklusive genomsnittligt arteriellt tryck, hjärtutgång och hjärtkraft6-8; emellertid är dess inverkan på koronar hemodynamik, särskilt i närvaro av kritisk CAD, okänd. Vi försökte undersöka effekten av MCS i form av Impella på koronartryck och perfusion över signifikant koronarstenos under HRPCI.

metoder

data, analytiska metoder och studiematerial kommer inte att göras tillgängliga för andra forskare för att reproducera resultaten eller replikera proceduren.

patienter

vi registrerade 11 på varandra följande patienter från November 2015 till November 2016 som genomgick elektiv Impella-assisterad HRPCI vid ett enda tertiärt centrum. Medelåldern var 75 kg 11 år, 64% var män, och medelvärdet av vänster ventrikulär ejektionsfraktion var 40% 20% (Tabell 1). Beslutet att använda MCS baserades på högriskfunktioner, såsom svår systolisk vänster ventrikulär dysfunktion, oskyddad vänster huvudsjukdom eller en sista patentledning, liknande de kriterier som användes i PROTECT II-studien (prospektiv, randomiserad klinisk studie av hemodynamiskt stöd med Impella 2.5 kontra Intra-aorta Ballongpump hos patienter som genomgår högrisk perkutan koronarintervention).7 fyra patienter hade normal vänster ventrikulär ejektionsfraktion; emellertid ansågs användning av MCS-enhet nödvändig med tanke på högriskanatomi (t.ex. svår distal vänster huvudförkalkning) och behov av aterektomi. Alla patienter hade obstruktiva lesioner med angiografiskt uppskattad diameterstenos mellan 70% och 99% och distalt kranskärlstryck till aorta tryckförhållanden (Pd/Pa) mellan 0,44 och 0,88 (Figur 1; Tabell 2). Studien godkändes av institutional review board, och alla ämnen gav informerat skriftligt samtycke.

procedur

alla patienter fick aspirin och en laddningsdos av ett andra trombocythämmande medel (klopidogrel eller ticagrelor) före PCI. Heparin användes i alla fall för antikoagulation. Tre arteriella åtkomstpunkter erhölls, bilaterala femorala artärer och en radiell artär. Därefter placerades Impella-anordningen på standardmode efter att ha erhållit ett femoralt angiogram för att bekräfta adekvat kärlkaliber. Procedurmantel placerades i den kontralaterala lårbensartären och en pigtailkateter placerades i vänster ventrikel via den radiella artären och hölls in under proceduren för att kontinuerligt registrera vänster ventrikeltryck. Impella CP användes hos 10 patienter och Impella 5.0 användes hos 1 patient och valet av enhet baserades på det primära operatörernas diskretion. Impella 5.0 användes i 1 patient som upplevdes av läkaren för ett mer robust hemodynamiskt stöd.

hemodynamiska mätningar

efter placering av Impella erhölls bekräftelse av adekvat position med hjälp av fluoroskopisk vägledning och med bekräftelse av en adekvat positioneringssignal på enhetskonsolen, varefter vi fortsatte med hemodynamisk bedömning. En 0,014-tums trycktråd (Philips Volcano, Andover, MA) balanserades utanför kroppen och placerades sedan distalt mot koronarskadan efter normalisering av trycktråden med styrkatetertrycket. I de fall där allvarlig förkalkning eller tortuositet var närvarande passerade vi först en arbetshäst 0,014-tums tråd distalt och bytte sedan ut det för trycktråden efter att ha utfört standardtrycksnormaliseringen.

därefter registrerade vi det distala koronartrycket (via trycktråden), vänster ventrikulär slutdiastoliskt tryck (LVEDP; via pigtailkatetern) och systemiskt blodtryck (via procedurstyrningskatetern), och alla mätningar visades samtidigt på den hemodynamiska skärmen (Figur 2). Mätningar utfördes vid 2 Impella-flödesinställningar, maximal stödnivå (P8-flöde, >3 L/M) och minsta stödnivå (P2-flöde < 1 L/M). Vid växling mellan flödesnivåer utfördes mätningar efter minst 3 minuter för att möjliggöra justeringar i systemisk och koronär hemodynamik. Efter att ha erhållit de ovannämnda mätningarna beräknade vi det effektiva koronarperfusionstrycket (CPP) som genomsnittligt systemiskt blodtryck subtraherat av LVEDP. Vi beräknade den diastoliska koronartrycksgradienten som diastoliskt blodtryck subtraherat av LVEDP. Efter avslutad hemodynamiska mätningar utfördes PCI. Alla procedurer slutfördes av författarna för att minimera tekniska fel och maximera efterlevnaden av protokollet. Alla hemodynamiska variabler granskades och mättes oberoende, och avvikelser var antingen i genomsnitt mellan de 2 läsarna eller granskade av en ytterligare oberoende läsare.

statistisk analys

numeriska data sammanfattades som medelvärde av SD-värdet för SBK. Skillnaderna mellan de maximala och minsta stödnivåerna utvärderades med hjälp av parade t-tester för normalt distribuerade data och Wilcoxon signerad rang testning för icke-normalt distribuerade data (LVEDP var den singulära variabeln mätt på detta sätt). Kategoriska data presenterades som frekvenser eller procentsatser. Dubbelsidig P<0,05 ansågs statistiskt signifikant.

resultat

patientegenskaper

Vi inkluderade 11 patienter i denna enda armstudie med 12 totala lesioner studerade, och baslinjeegenskaper visas i Tabell 1. Medelåldern för patienten var 75 kg 11 år, 64% var män och medelvärdet för vänster ventrikulär ejektionsfraktion var 40% 20%. Alla procedurer utfördes elektriskt för instabil angina, icke-ST–segmenthöjd hjärtinfarkt eller klass III/IV angina eldfast mot medicinsk terapi. Exklusions kriterier inkluderade kardiogen chock, svår aortastenos och hjärtinfarkt med ST-segmenthöjning. Ingen patient hade komplikationer vid mätning av koronartryck.

systemisk hemodynamik

maximalt hemodynamiskt stöd med Impella-enheten jämfört med minimalt stöd resulterade i statistiskt högre systoliskt aortablodtryck (111,3 19 mot 119,3 17 mm Hg; p=0,001; 7% ökning), diastoliskt aortablodtryck (59,9 11 mot 72,3 11 mm Hg; P<0,001; 21% ökning) och genomsnittligt Aortablodtryck (77.6 msk 13 mm mot 88,2 msk 12 mm Hg; P <0,001; 14% ökning; Figur 3; Tabell 2). LVEDP var lägre under maximalt Impella-stöd (27 mot 22 mm Hg; P=0,002; 19% minskning).

koronar hemodynamik

genomsnittligt distalt koronartryck utöver en kritisk lesion ökade signifikant under maximalt stöd med Impella-enheten (51,8 20,2 20,8 mot 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

huvudfyndet i vår studie är att Impella-enheten kan förbättra CPPs hos patienter med kritisk kranskärlstenos. Detta demonstrerades med användning av en intrakoronär trycktråd för att direkt mäta koronartrycket distalt till en kritisk stenos närvarande i proximal till midsegment av en stor epikardiell kransartär. Efterföljande mätningar av systemisk och koronär hemodynamik utfördes med Impella vid minsta och maximala stödnivåer. Impella-assisterad HRPCI resulterade i en signifikant ökning av systemisk hemodynamik (medelvärde, systoliskt och diastoliskt tryck) som liknar tidigare rapporter.8,9 vi visade emellertid för första gången att en Impella-enhet har en gynnsam effekt på det genomsnittliga koronartrycket distalt mot en kritisk koronarskada, liksom en signifikant förbättring av diastoliska och effektiva CPPs.

i tidigare studier som huvudsakligen studerade kardiopulmonell återupplivning beräknades 10,11 CPP som skillnaden mellan genomsnittligt aortatryck och höger förmakstryck. Koronarcirkulationen är emellertid unik eftersom flödet utsätts för extravaskulära kompressionskrafter under systole och diastol till följd av både myokardiell sammandragning och förhöjt intraventrikulärt tryck. Det har föreslagits att vid bedömning av CPP som helt enkelt använder det högra förmakstrycket kanske inte är tillräckligt eftersom det inte tar hänsyn till de extravaskulära och intraventrikulära krafterna,12 och nedströmstrycket är inte bara relaterat till det högra förmakstrycket utan också till LVEDP.13 Därför placerade vi i vår studie en kateter i vänster ventrikel för att mäta LVEDP direkt och därefter beräkna den effektiva CPP baserat på LVEDP-mätningen i motsats till höger förmakstryck trots ökad procedurkomplexitet.

förbättringen av den effektiva CPP som observerades i denna studie berodde på en kombination av både ökat medelvärde och diastoliskt blodtryck, liksom en samtidig minskning av LVEDP. I jämförelse, så vitt vi vet, finns det inga mänskliga kliniska data som stöder att iabp signifikant minskar LVEDP, och djurmodeller har inte visat någon signifikant effekt av iabp på LVEDP.14,15 dessutom har det visats i flera studier att i jämförelse med Iabp ger Impella överlägset systemiskt hemodynamiskt stöd, inklusive högre genomsnittliga aortatryck.7,9 i kombination hjälper de ovannämnda skillnaderna i hemodynamiska effekter mellan 2-enheterna att förklara varför en gynnsam effekt på CPP sågs i vår studie med Impella men inte visat i tidigare studier med Iabp. Resultaten av vår studie kan också förklara varför undergruppen av multivessel CAD i PROTECT II trial16 hade mer intraprocedural hemodynamisk stabilitet med Impella-enheten jämfört med Iabp oavsett antalet behandlade kärl. Patienter som behandlades med iabp med multivessel-sjukdom hade en större minskning av genomsnittligt aortatryck med varje efterföljande kärl som behandlades. Man kan anta att detta kan vara sekundärt till intraprocedural ischemi och observerades mindre hos patienter behandlade med Impella.16

medelvärdet Pd / Pa i vår studie var 0,65 (intervall, 0,44–0.88), vilket tyder på att behandlade lesioner verkligen var hemodynamiskt signifikanta. Tidigare studier har visat att ett vilande PD/Pa-förhållande 0.86 hade en 100% korrelation med en fraktionerad flödesreserv 0.80.17 som man kan förvänta sig skilde sig PD/Pa-förhållandet inte signifikant mellan minsta och maximala stödnivåer med Impella. Detta beror på att både distalt koronartryck (Pd) och aortatryck samtidigt ökar med användning av Impella, vilket lämnar det totala förhållandet oförändrat. Dessutom påverkas PD / Pa-förhållandet signifikant av blodtryck och hjärtfrekvens,18 som båda kommer att förändras med användning av MCS. Därför tror vi att även om PD/Pa-förhållandet kan vara användbart vid bedömning av koronarstenos, kommer förändringar i detta förhållande inte nödvändigtvis att korrelera med förändringar i koronar perfusionsgradienter.

terapeutiska alternativ som för närvarande är tillgängliga för kliniker för att behandla hemodynamisk instabilitet under HRPCI inkluderar farmakoterapi och MCS (Iabp, Impella, Tandemhjärta och extrakorporeal membranoxygenator). Tyvärr kan inte alla dessa metoder faktiskt förbättra systemisk och koronar perfusion samtidigt. Inotrop och vasopressorbehandling kan förbättra systemiskt blodtryck och hjärtutgång; emellertid kan paradoxalt sett försämra myokardiell syreförsörjning och öka efterfrågan sekundärt till ökad kontraktilitet, takykardi och koronär vasokonstriktion.13,19 extrakorporeal membranoxygenator kan väsentligt förbättra hjärtutgången och systemisk perfusion, men kan resultera i förhöjning av fyllningstryck, efterbelastning och ökat syrebehov i myokardiet.5,20,21 tidigare studier har visat försämrad rörelse i vänster ventrikulär vägg i regioner som subtenderas av en stenotisk kransartär under extrakorporealt membranoxygenatorstöd.22 IABP kan öka hjärtutgången och diastoliskt blodtryck,5,20 samt förbättra koronarblodflödet i icke-stenotiska artärer.5,23 flera tidigare studier har emellertid undersökt effekterna av IABP på koronar hemodynamik i närvaro av en signifikant stenos med olika metoder, inklusive termodilutionskatetermetoder,1 koronartryckstråd,2 epikardiell Doppler-sond,4 och koronar Doppler-tråd,3,24 och alla har misslyckats med att visa en konsekvent förbättring av koronarblodflödet eller koronartryck distalt till en stenos med iabp-stöd. Som ett resultat har det föreslagits att effekten av IABPs på ischemi till stor del är relaterad till minskning av ventrikulär efterbelastning och väggspänning i motsats till att öka koronärt blodflöde eller koronartryck distalt till en stenos.3,4

som ett resultat av de senaste framstegen inom PCI-teknik och erfarenhet, åtföljd av en märkbar ökning av patienternas ålder och comorbiditeter, behandlar läkare för närvarande mer komplexa multivessel CAD.13,25 det finns ett ökande behov av MCS under HRPCI för att säkerställa patientsäkerhet och optimera procedurresultat. Det är därför önskvärt att ha en MCS-enhet som förbättrar koronar hemodynamik trots närvaron av koronarstenos vid utförande av PCI. Förbättrad koronar perfusion i denna inställning kan potentiellt förbättra patientens tolerans för ischemi och förbättra resultaten.

begränsningar

koronarblodflödet bestäms primärt av CPP och koronar vaskulär resistens, varvid den senare styrs av en myriad av endotel -, myogena och neurohormonala faktorer.12,26 därför är CPP en väsentlig, men inte den enda faktorn, vid bestämning av koronärt blodflöde. I denna studie mätte vi inte koronarflödet bortom stenosen direkt, utan vi mätte koronartryck. Baserat på den grundläggande lagen om vätskedynamik förväntas en ökning av körtrycksgradienten över kärlbädden om autoregulering avskaffas resultera i ökat blodflöde.13 dessutom kan passage av koronartryckstråden över koronarskadan ha resulterat i ökad tryckgradient på grund av själva tråden; denna effekt är emellertid sannolikt relativt konstant mellan 2-studieförhållandena. På grund av procedurens komplexitet och tid som behövs för att utföra initial hemodynamik, mätte vi inte koronar hemodynamik efter PCI. Sist, med tanke på vår provstorlek, kan vi inte direkt associera förbättringen i CPP med förändringar i kliniska resultat. Framtida studier med större patientkohorter som utvärderar både koronarflöde och tryck kan vara fördelaktiga för att utöka fältet för koronar hemodynamik och myokardskydd i stödd HRPCI.

slutsatser

så vitt vi vet är detta den första studien som visar en ökning av det invasivt uppmätta koronartrycket tillsammans med en förbättring av den effektiva CPP med användning av MCS. Denna gynnsamma effekt på koronar hemodynamik kan bidra till intraprocedural myokardskydd och minimera ischemi med dess potentiella skadliga effekter på klinisk stabilitet. Dessa fynd kan hjälpa kliniker att välja lämplig hemodynamisk stödanordning vid behandling av patienter med kritisk multivessel CAD.

fotnoter