TY - GEN
T1 - Invasive and non-invasive monitoring during mechanical circulatory support in cardiogenic shock
AU - Hartmund Frederiksen, Peter
PY - 2023/5/22
Y1 - 2023/5/22
N2 - Akut myokardie infarkt (AMI) ses med varierende grader af iskæmisk skade og itilfælde af større AMI kan infarktet kompliceres af kardiogent shock (KS). KS eren tilstand hvor skaden på hjertet reducerer dets evne til at levere iltet blod tilkroppen og dermed opfylde organernes metaboliske behov. Typiske tegn påhypoperfusion er ændret bevidsthedsniveau, oligouri og kold, klam hud.Hypoperfusionen reducerer hjertets pumpekraft yderligere, og dette medfører ennedadgående spiral imod multiorgansvigt og død.Behandlingen af patienter med KS grundet AMI sker ad to simultane spor, ét medhovedformålet at genskabe blodgennemstrømning i koronarkredsløbet og ét dersigter efter at sikre perfusionen og hjertet og de øvrige organer. At genskabeblodgennemstrømning af koronarkredsløbet, enten med percutanballonudvidelse eller koronar bypass kirurgi, er de eneste behandlinger der harvist at sænke mortaliteten. Selv om der ikke er evidens for lavere mortalitet vedat understøtte hjertet og kroppens øvrige organer findes der adskille mulighederherfor, herunder behandling med vasopressorer og inotropika samt mekaniskcirkulations støtte. Valget af behandling afhænger af placeringen og udbredelsenaf myokardieskaden, samt eventuelle svigt af andre organsystemer. I kliniskpraksis er ekkokardiografi det mest bruge værktøj til at vurdere højre (HV) ogvenstre ventrikels (VV) funktion, finde større klap patologi og identificereeventuelle mekaniske komplikationer til AMI inden for minutter. Ekkokardiografiskundersøgelse af venstre ventrikels funktion baserer sig på to overordnedeprincipper; tegn til myokardiekontraktion eller volumen ændringer. Hvorledesdisse ekkokardiografiske parametre påvirkes af akut iskæmi og hvad deressammenhæng er med invasive tryk- og volumen-mål er i store træk uvist.Ved KS efter AMI kan både venstre og højre ventrikels funktion være påvirket,hvor påvirkning af venstre ventrikel er hyppigste. Ved primært VV svigt er derflere muligheder for mekanisk cirkulations støtte, men to hyppigt anvendte erImpella CP® eller veno-arteriel ekstrakorporal membranoxygenering (VAECMO). Impella CP® er en transvalvulær, mikroaxial pumpe der pumper blod fraVV ud i aorta ascendens, hvilket bevirker at VV aflastes. Med VA-ECMOdræneres blodet fra højre atrium og vena cava inferior, oxygeneres og pumpestilbage i aorta descendens. Dette medfører at blodet løber retrogradt tiloverkroppen og hjertet. VA-ECMO har den fordel, at det kan levere højereminutvolumen end Impella® og samtidig ilter blodet og yder biventrikulærkredsløbsstøtte. Det retrograde blodflow gør dog, at der er en betydelig risiko forbelastning af venstre ventrikel med højt tryk og volumen. Ved meget lav VVfunktion kan dette føre til udvikling af lungeødem. For at undgå VV belastning kanVA-ECMO kombineres med Impella CP®. I teorien skulle dette fjerne tryk- ogvolumen-belastningen og øge hjertets effektivitet, men dette er ikkevidenskabeligt underbygget.Ved KS grundet HV svigt er mulighederne for understøttende behandling ogmekanisk cirkulationsstøtte betydeligt anderledes. Til mekanisk cirkulationsstøtte kan Impella RP® benyttes, idet den drænerer blodet fra højre atrium og pumper det til a. pulmonalis, hvilket leder blodet uden om den svigtende HV.Dette aflaster HV sammenlignet med vasoaktiv behandling, men hvordan denneeffekt monitoreres med ekkokardiografi af HV og VV er ukendt.Formålet med denne ph.d.-afhandling var, med dyremodeller af KS at undersøgefølgende:Studie A: sammenhængen mellem speckle tracking ekkokardiografi (STE) ogDoppler baseret billeddannelse og central hæmodynamik målt medkonduktanskateter under tiltagende iskæmisk VV dysfunktion.Studie B: kombinationen af VA-ECMO og Impella® (ECMELLA) med VA-ECMOalene i forhold til hjertets energiforbrug samt organperfusionen.Studie C: effekten af Impella RP® eller vasoaktiv behandling på longitudinelfunktion målt med STE og vævs Doppler ved KS på baggrund af primært HVsvigt.MetodeI alle forsøg benyttedes grise af dansk landrace med en vægt på 70-75 kg.Instrumentering foregik perkutant og ekkokardiografi blev udført gennem ensubxiphoid midtlinje incision. Intraventrikulært tryk og volumen blev målt medkonduktanskatetre i VV (studie A og B) og i både VV og HV (studie C). Viinducerede KS gradvist gennem injektion af mikrosfærer i koronararterierne. I studie A og B blev de givet i venstre hovedstamme, mens de i studie C blev giveti højre koronararterie. I alle tre studier definerede vi KS som en 50% eller størrereduktion i hjertets minutvolumen eller blandet venøs iltmætning eller en absolutblandet venøs iltmætning under 30%.I studie A udførte vi ekkokardiografi ved baseline, efter hver emboli samt ved KS.Simultant hermed indsamledes tryk-volumen data via konduktanskatetre. I studieB opstartedes VA-ECMO ved KS og embolisering fortsatte indtil pulstrykket varResultaterTil studie A benyttedes 12 grise og med tiltagende myokardieskade fandt vibetydelige ændringer i longitudinel strain (LS) målt med STE (-13.8±3.0% til -6.1±2.0%). Integralet af hastighed og tid i VV udløbsdel (LVOT VTI) faldt fra16.9±2.6 cm til 7.8±1.8cm fra baseline til KS. LS og LVOT VTI viste tidligere ogmere udtalte ændringer fra baseline til KS end venstre ventrikelsuddrivningsfraktion og s’. I en univariat regressionsmodel af udvalgte markørerskorrelation med hjertets arbejde fandt vi den stærkeste korrelation med LS ogLVOT VTI efterfulgt af systolisk blodtryk.I studie B inducerede vi KS i 15 grise. Ved baseline var tryk-volumen arealet(PVA) 15553±4292 mmHg*mL og 13161±4023 i henholdsvis VA-ECMO ogECMELLA armen. På tidspunktet for KS var dette reduceret til 8923±1975mmHg*mL og med forsat embolisering forblev det stabilt (8961±708 mmHg*mL) i VA-ECMO armen, imens det faldt fra 8436±2973 mmHg*mL til 6921±5036mmHg*mL i ECMELLA armen. Forskellen i PVA var signifikant forskellig efter firetimer (pKonklusionVi fandt at LS er en følsom ekkokardiografisk markør for faldende VV funktion ien dyremodel af AMI med tiltagende grader af VV dysfunktion. Ved KS behandletmed VA-ECMO og lavt pulstryk så vi at Impella CP® sænkede PVA som udtrykfor bedre aflastning og samtidig fandt vi samme organperfusion i beggebehandlingsgrupper vurderet ved arteriel laktat og flow i arteria carotis. Ved KSmed primært HV svigt fandt vi at vasoaktiv behandling øgede LS, men påbekostning af øget arbejde sammenlignet med Impella RP®.
AB - Akut myokardie infarkt (AMI) ses med varierende grader af iskæmisk skade og itilfælde af større AMI kan infarktet kompliceres af kardiogent shock (KS). KS eren tilstand hvor skaden på hjertet reducerer dets evne til at levere iltet blod tilkroppen og dermed opfylde organernes metaboliske behov. Typiske tegn påhypoperfusion er ændret bevidsthedsniveau, oligouri og kold, klam hud.Hypoperfusionen reducerer hjertets pumpekraft yderligere, og dette medfører ennedadgående spiral imod multiorgansvigt og død.Behandlingen af patienter med KS grundet AMI sker ad to simultane spor, ét medhovedformålet at genskabe blodgennemstrømning i koronarkredsløbet og ét dersigter efter at sikre perfusionen og hjertet og de øvrige organer. At genskabeblodgennemstrømning af koronarkredsløbet, enten med percutanballonudvidelse eller koronar bypass kirurgi, er de eneste behandlinger der harvist at sænke mortaliteten. Selv om der ikke er evidens for lavere mortalitet vedat understøtte hjertet og kroppens øvrige organer findes der adskille mulighederherfor, herunder behandling med vasopressorer og inotropika samt mekaniskcirkulations støtte. Valget af behandling afhænger af placeringen og udbredelsenaf myokardieskaden, samt eventuelle svigt af andre organsystemer. I kliniskpraksis er ekkokardiografi det mest bruge værktøj til at vurdere højre (HV) ogvenstre ventrikels (VV) funktion, finde større klap patologi og identificereeventuelle mekaniske komplikationer til AMI inden for minutter. Ekkokardiografiskundersøgelse af venstre ventrikels funktion baserer sig på to overordnedeprincipper; tegn til myokardiekontraktion eller volumen ændringer. Hvorledesdisse ekkokardiografiske parametre påvirkes af akut iskæmi og hvad deressammenhæng er med invasive tryk- og volumen-mål er i store træk uvist.Ved KS efter AMI kan både venstre og højre ventrikels funktion være påvirket,hvor påvirkning af venstre ventrikel er hyppigste. Ved primært VV svigt er derflere muligheder for mekanisk cirkulations støtte, men to hyppigt anvendte erImpella CP® eller veno-arteriel ekstrakorporal membranoxygenering (VAECMO). Impella CP® er en transvalvulær, mikroaxial pumpe der pumper blod fraVV ud i aorta ascendens, hvilket bevirker at VV aflastes. Med VA-ECMOdræneres blodet fra højre atrium og vena cava inferior, oxygeneres og pumpestilbage i aorta descendens. Dette medfører at blodet løber retrogradt tiloverkroppen og hjertet. VA-ECMO har den fordel, at det kan levere højereminutvolumen end Impella® og samtidig ilter blodet og yder biventrikulærkredsløbsstøtte. Det retrograde blodflow gør dog, at der er en betydelig risiko forbelastning af venstre ventrikel med højt tryk og volumen. Ved meget lav VVfunktion kan dette føre til udvikling af lungeødem. For at undgå VV belastning kanVA-ECMO kombineres med Impella CP®. I teorien skulle dette fjerne tryk- ogvolumen-belastningen og øge hjertets effektivitet, men dette er ikkevidenskabeligt underbygget.Ved KS grundet HV svigt er mulighederne for understøttende behandling ogmekanisk cirkulationsstøtte betydeligt anderledes. Til mekanisk cirkulationsstøtte kan Impella RP® benyttes, idet den drænerer blodet fra højre atrium og pumper det til a. pulmonalis, hvilket leder blodet uden om den svigtende HV.Dette aflaster HV sammenlignet med vasoaktiv behandling, men hvordan denneeffekt monitoreres med ekkokardiografi af HV og VV er ukendt.Formålet med denne ph.d.-afhandling var, med dyremodeller af KS at undersøgefølgende:Studie A: sammenhængen mellem speckle tracking ekkokardiografi (STE) ogDoppler baseret billeddannelse og central hæmodynamik målt medkonduktanskateter under tiltagende iskæmisk VV dysfunktion.Studie B: kombinationen af VA-ECMO og Impella® (ECMELLA) med VA-ECMOalene i forhold til hjertets energiforbrug samt organperfusionen.Studie C: effekten af Impella RP® eller vasoaktiv behandling på longitudinelfunktion målt med STE og vævs Doppler ved KS på baggrund af primært HVsvigt.MetodeI alle forsøg benyttedes grise af dansk landrace med en vægt på 70-75 kg.Instrumentering foregik perkutant og ekkokardiografi blev udført gennem ensubxiphoid midtlinje incision. Intraventrikulært tryk og volumen blev målt medkonduktanskatetre i VV (studie A og B) og i både VV og HV (studie C). Viinducerede KS gradvist gennem injektion af mikrosfærer i koronararterierne. I studie A og B blev de givet i venstre hovedstamme, mens de i studie C blev giveti højre koronararterie. I alle tre studier definerede vi KS som en 50% eller størrereduktion i hjertets minutvolumen eller blandet venøs iltmætning eller en absolutblandet venøs iltmætning under 30%.I studie A udførte vi ekkokardiografi ved baseline, efter hver emboli samt ved KS.Simultant hermed indsamledes tryk-volumen data via konduktanskatetre. I studieB opstartedes VA-ECMO ved KS og embolisering fortsatte indtil pulstrykket varResultaterTil studie A benyttedes 12 grise og med tiltagende myokardieskade fandt vibetydelige ændringer i longitudinel strain (LS) målt med STE (-13.8±3.0% til -6.1±2.0%). Integralet af hastighed og tid i VV udløbsdel (LVOT VTI) faldt fra16.9±2.6 cm til 7.8±1.8cm fra baseline til KS. LS og LVOT VTI viste tidligere ogmere udtalte ændringer fra baseline til KS end venstre ventrikelsuddrivningsfraktion og s’. I en univariat regressionsmodel af udvalgte markørerskorrelation med hjertets arbejde fandt vi den stærkeste korrelation med LS ogLVOT VTI efterfulgt af systolisk blodtryk.I studie B inducerede vi KS i 15 grise. Ved baseline var tryk-volumen arealet(PVA) 15553±4292 mmHg*mL og 13161±4023 i henholdsvis VA-ECMO ogECMELLA armen. På tidspunktet for KS var dette reduceret til 8923±1975mmHg*mL og med forsat embolisering forblev det stabilt (8961±708 mmHg*mL) i VA-ECMO armen, imens det faldt fra 8436±2973 mmHg*mL til 6921±5036mmHg*mL i ECMELLA armen. Forskellen i PVA var signifikant forskellig efter firetimer (pKonklusionVi fandt at LS er en følsom ekkokardiografisk markør for faldende VV funktion ien dyremodel af AMI med tiltagende grader af VV dysfunktion. Ved KS behandletmed VA-ECMO og lavt pulstryk så vi at Impella CP® sænkede PVA som udtrykfor bedre aflastning og samtidig fandt vi samme organperfusion i beggebehandlingsgrupper vurderet ved arteriel laktat og flow i arteria carotis. Ved KSmed primært HV svigt fandt vi at vasoaktiv behandling øgede LS, men påbekostning af øget arbejde sammenlignet med Impella RP®.
U2 - 10.21996/qrqx-sc23
DO - 10.21996/qrqx-sc23
M3 - Ph.d.-afhandling
PB - Syddansk Universitet. Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet
ER -