Μηχανική υποβοήθηση με παλμική έναντι μη παλμικής ροής σε συνθήκες βαρύτατης καρδιογενούς καταπληξίας: πειραματική μελέτη

Abstract

The effectiveness of pulsatile versus non-pulsatile ventricular assist devices (VAD)in severe cardiogenic shock remains controversial. Our objective was to investigatewhether the addition of pulsatility by means ofintraaortic balloon counterpulsation (IABP)is an effective adjunct to the treatment of severe cardiogenic shock with a widely usednon-pulsatile device as the centrifugal pump (CP).In 18 pigs (60- 70 Kg) after anesthesia and median sternotomy, both an outflowcannula in the right external carotid artery and an inflow cannula in the left atrium wereinserted and connected with a dolphin CP. Subsequently, a 40 cc IABP was placed in thedescending aorta through the left external carotid artery. Acute cardiogenic shock wasinduced by ligation ofsmall coronary arteries and infusion of propranolol and amiodarone.Mean arterial blood pressure (MAP), end-diastolic aortic presssure (EDAP), pulsepressure index (PPI), left ventricular end diastolic pressure (LVEDP), right atrial pressure(RAP), heart rate (HR), were monitored. Cardiac output (CO) and coronary blood flow(CF) using a transit time ultrasound flowmeter were also measured. Recordings wereobtained with both devices off, with CP supporting the failing heart alone and with CPplus IABP.We induced a profound cardiogenic shock and the experimental animals retainedcombatible with life aortic pressures only with the assistance of the devices. The mainresults are summarized in the following table:

Η μηχανική υποβοήθηση της κυκλοφορίας επί οξείας καρδιογενούς καταπληξίαςείναι μια αποτελεσματική και αποδεκτή θεραπευτική παρέμβαση με συχνότεραχρησιμοποιούμενο σύστημα υποβοήθησης την ενδοαορτική αντλία αντιώθησης (ΕΑΑ).Σε συνθήκες βαρύτατης καρδιογενούς καταπληξίας είναι γνωστό ότι η υποβοήθηση μεΕΑΑ είναι μη αποτελεσματική. Σε τέτοιες οριακές συνθήκες ένα εκ των πλέονδιαδεδομένων συστημάτων υποβοήθησης είναι η φυγόκεντρος αντλία αλλά λόγιο τηςβαρύτατης δυσλειτουργίας του μυοκαρδίου η ροή ουσιαστικά εξασφαλίζεται μόνο απότη φυγόκεντρο και ως εκ τούτου είναι μη παλμική. Η υπεροχή της παλμικής έναντι τηςμη παλμικής ροής τόσο σε περιπτώσεις βραχείας όσο και σε περιπτώσεις μακράςδιάρκειας υποστήριξης της κυκλοφορίας παραμένει ένα θέμα αμφιλεγόμενο. Τατελευταία έτη ζητούμενο είναι η ανάγκη καθορισμού με σαφήνεια εκείνων τωναιμοδυναμικών συνθηκών κατά τις οποίες η υπεροχή της παλμικής έναντι της μηπαλμικής ροής μεγιστοποιείται προκαλώντας σημαντικά αιμοδυναμικά, μεταβολικά καιάλλα οφέλη και κατ’επέκταση η εφαρμογή της σε κλινικό επίπεδο σε ανάλογες συνθήκεςθα βελτίωνε την πρόγνωση των ασθενών. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν ησύγκριση της αιμοδυναμικής επίδρασης της μη παλμικής ροής κατά τη μηχανικήυποστήριξη οξείας βαρύτατης καρδιογενούς καταπληξίας υποβοηθούμενης μεφυγόκεντρο αντλία, έναντι της παλμικής ροής που προκύπτει με την επιπρόσθετο χρήσητης ΕΑΑ.Χρησιμοποιήθηκαν 18 χοίροι (βάρους 60- 70Kg) στους οποίους μετά από γενικήαναισθησία, εξασφάλιση μηχανικού αερισμού, μέση στερνοτομή και διάνοιξη του περικαρδίου τοποθετείτο απαγωγός κάνουλα στον αριστερό κόλπο και προσαγωγόςκάνουλα στην δεξιά έξω καρωτίδα μέσω των οποίων προωθείτο το αίμα δια τηςφυγοκέντρου αντλίας από τον αριστερό κόλπο στην ανιούσα αορτή. Ακολούθωςτοποθετείτο ΕΑΑ 40cc στην κατιούσα αορτή μέσω της αριστερής έξω καρωτίδας. Στησυνέχεια προκαλείτο βαριά καρδιογενής καταπληξία με απολινώσεις κλάδων τηςπρόσθιας κατιούσας στεφανιαίας αρτηρίας, ενδοφλέβια χορήγηση αμιωδαρόνης(5mg/kg) και προπρανολόλης (έως 0,5mg/kg). Η μέση αρτηριακή πίεση, ητελοδιαστολική πίεση της αριστερής κοιλίας, η κεντρική φλεβική πίεση, η καρδιακήσυχνότητα, η στεφανιαία ροή και η καρδιακή παροχή αποτέλεσαν τις υπό διερεύνησηαιμοδυναμικές παραμέτρους κατά τη διάρκεια μηχανικής υποβοήθησης με φυγόκεντροαντλία, επιτυγχάνοντας μη παλμική ροή, έναντι του συνδυασμού φυγοκέντρου και ΕΑΑ,επιτυγχάνοντας παλμική ροή. Για τις καταγραφές της καρδιακής παροχής και τηςστεφανιαίας ροής χρησιμοποιήθηκε ειδικό υπερηχητικό ροόμετρο τεχνολογίας TransitTime.Προκλήθηκε βαρύτατη καρδιογενής καταπληξία και τα πειραματόζωαδιατηρούσαν πιέσεις συμβατές με τη ζωή μόνο με την υποβοήθηση των αντλιών. Λόγωτης βαριάς καρδιογενούς καταπληξίας η κυκλοφορία διατηρείτο σχεδόν αποκλειστικάαπό τη φυγόκεντρο αντλία με συνεχή (μη παλμική) ροή. Ενδεικτικό της απουσίαςπαλμικότητας κατά την υποβοήθηση μόνο με φυγόκεντρο αντλία είναι το γεγονός ότι οδείκτης διαφορικής πίεσης (μέγιστη- ελάχιστη αορτική πίεση) ήταν 7,6± 4,6 mmHg καιαυξήθηκε κατά την υποβοήθηση με το συνδυασμό των δύο αντλιών σε 32,7± 10,3mmHg (ρ=0,000) Κατά την υποβοήθηση με τον συνδυασμό φυγοκέντρου και ενδοαορτικήςαντλίας, έναντι φυγοκέντρου αντλίας μόνο, παρατηρήθηκε αύξηση της καρδιακήςπαροχής σε 1215,0 ± 233,6 ml/min από 805,0± 186,4 ml/min (ρ= 0, 003), αύξηση τηςστεφανιαίας ροής σε 38,6+ 14,0 mi/ min από 25,9± 10,5 mi/ min (ρ= 0, 001), αύξηση τηςμέσης αρτηριακής πίεσης σε 50,0 ± 15,8 mmHg από 41,7 ± 14,7 mmHg (ρ= 0, 000) καιελάττωση της τελοδιαστολικής αορτικής πίεσης σε 31,5 ± 16,1 mmHg από 37,9 ± 15,3mmHg (ρ= 0, 000). Επίσης με την υποβοήθηση από το συνδυασμό των δύο αντλιώνέναντι της φυγοκέντρου αντλίας μόνο, η καρδιακή συχνότητα (101,0 ± 20,4 σφ./ λεπτόέναντι 105,3 ± 23,0 σφ./ λεπτό), η τελοδιαστολική πίεση αριστεράς κοιλίας (7,6 ± 2,8mmHg έναντι 7,7 ± 2,8 mmHg) και η πίεση δεξιού κόλπου (11,2 ± 3,3 mmHg έναντι11,3 ± 3,2 mmHg) παρέμειναν σχεδόν ανεπηρέαστες.Συμπερασματικά στο συγκεκριμένο πειραματικό πρότυπο κατά τη διάρκειαμηχανικής υποβοήθησης με το συνδυασμό φυγοκέντρου και ενδοαορτικής αντλίας η ροήμετατράπηκε σε μεγάλο βαθμό από μη παλμική σε παλμική με ταυτόχρονη σημαντικήβελτίωση της αιμοδυναμικής κατάστασης των πειραματοζώων. Η αιμοδυναμικήβελτίωση φαίνεται να οφείλεται στην προσθήκη παλμικότητας στη ροή η οποία οδήγησεσε άμεση βελτίωση της αιμάτωσης των περιφερικών οργάνων που είχε ως συνέπεια τηναύξηση της φλεβικής επιστροφής και του κατά λεπτό όγκου αίματος.