Summary
Transthoracale echocardiografie is de eerstelijns diagnostische test voor post-reanimatie linkerventrikeldisfunctie en structurele veranderingen in een varkensmodel van hartstilstand.
Abstract
Een van de belangrijkste oorzaken van hartstilstand buiten het ziekenhuis is een acuut myocardinfarct (AMI). Na succesvolle reanimatie van een hartstilstand overlijdt ongeveer 70% van de patiënten vóór ontslag uit het ziekenhuis als gevolg van myocardiale en cerebrale disfunctie na reanimatie. In experimentele modellen is myocardiale disfunctie na hartstilstand, gekenmerkt door een stoornis in zowel linkerventrikel (LV) systolische als diastolische functie, beschreven als omkeerbaar, maar er zijn zeer weinig gegevens beschikbaar in hartstilstandmodellen geassocieerd met AMI bij varkens. Transthoracale echocardiografie is de eerstelijns diagnostische test voor de beoordeling van myocardiale disfunctie, structurele veranderingen en/of AMI-extensie. In dit varkensmodel van ischemische hartstilstand werd echocardiografie uitgevoerd bij baseline en 2-4 en 96 uur na reanimatie. In de acute fase worden de onderzoeken uitgevoerd bij verdoofde, mechanisch geventileerde varkens (gewicht 39,8 ± 0,6 kg) en wordt het ECG continu geregistreerd. Mono- en bi-dimensionale, Doppler en weefsel Doppler opnames worden verkregen. Aorta- en linkeratriumdiameter, eindsystolische en einddiastolische linkerventrikelwanddiktes, einddiastolische en eindsystolische diameters en verkortingsfractie (SF) worden gemeten. Apicale 2-, 3-, 4- en 5-kamerweergaven worden verkregen, LV-volumes en ejectiefractie worden berekend. Segmentale wandbewegingsanalyse wordt uitgevoerd om de lokalisatie te detecteren en de omvang van het myocardinfarct te schatten. Pulsed Wave Doppler echocardiografie wordt gebruikt om trans-mitralisstroomsnelheden te registreren vanuit een 4-apicale kamerweergave en trans-aortastroom vanuit een 5-kamerweergave om LV cardiale output (CO) en slagvolume (SV) te berekenen. Tissue Doppler Imaging (TDI) van LV laterale en septale mitralisanulus wordt geregistreerd (TDI septale en laterale s', e', a' snelheden). Alle opnames en metingen worden gedaan volgens de aanbevelingen van de Amerikaanse en Europese Societies of Echocardiography Guidelines.
Introduction
Hartstilstand gebeurt vaak minuten na het begin van typische pijn op de borst, en in sommige gevallen is het de eerste manifestatie van coronaire hartziekte1. In feite vertoont 48% van de overlevenden van een hartstilstand buiten het ziekenhuis occlusie van een kransslagader op angiografie2. Bovendien is voor patiënten die na een hartstilstand terugkeren naar spontane circulatie (ROSC) hartdisfunctie een van de belangrijkste determinanten van morbiditeit en mortaliteit3.
Transthoracale echocardiografie (TTE) is een niet-invasief diagnostisch en prognostisch hulpmiddel dat bij patiënten wordt gebruikt om myocardiale disfunctie, structurele veranderingen en / of AMI-extensie na ROSC en in de dagen daarna te beoordelen. In experimentele ischemische en niet-ischemische hartstilstandsmodellen bij varkens wordt TTE vaak gebruikt om niet-invasief serieel de systolische functie van het hart, de hemodynica en de respons op de therapie te beoordelen. In 2008 werden veranderingen in diastolische disfunctie beschreven in termen van toename van mitralis E-snelheid en weefseldoppler (TDI) e' snelheidsverhouding (E/e') en afname van mitralis E-snelheid en A-snelheidsverhouding (E/A) kort na reanimatie in een niet-ischemisch varkensmodel van hartstilstand4.
De huidige studie beschrijft de verschillende methodologische stappen die zijn gevolgd om de linkerventrikelstructuur (LV) en de LV-systolische en diastolische functie door TTE op verschillende tijdstippen te beoordelen in een ischemisch varkensmodel van hartstilstand.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle procedures met betrekking tot dieren en hun verzorging voldeden aan nationale en internationale wetten en beleid. Goedkeuring van de studie werd verkregen van de institutionele beoordelingsraad van de Universiteit van Milaan en de overheidsinstelling (goedkeuring van het ministerie van Volksgezondheid nr. 84/2014-PR). Gegevens die de bevindingen van deze studie ondersteunen, zijn op redelijk verzoek beschikbaar bij de corresponderende auteur. Het experimentele model en de echocardiografische protocoldiagrammen zijn gedetailleerd beschreven in figuur 1 en figuur 2.
1. Voorbereiding van dieren
- Snelle mannelijke tamme varkens (gewicht 39,8 ± 0,6 kg) gedurende 8 uur 's nachts vóór het experiment. Zorg voor gratis toegang tot water.
2. Inductie van anesthesie en onderhoud, antibiotische profylaxe
- Induceer algemene anesthesie door intramusculaire injectie van ketamine (20 mg / kg) gevolgd door intraveneus (iv) propofol (2 mg / kg). Controleer op voldoende diepte van de anesthesie door verlies van kaaktonus, verlies van hoornvliesreflex met spierontspanning en behoefte aan mechanische beademing.
- Breng een katheter in de rechter halsader en breng deze naar de superieure vena cava.
- Handhaaf anesthesie met continue infuus van propofol (4-8 mg / kg / uur).
- Injecteer sufentanyl (0,3 μg/kg) en vervolgens ampicilline (1 g) via iv.
3. Mechanische ventilatie, elektrocardiografische en hemodynamische monitoring
- Plaats een tracheale buis met manchetten zodat de varkens mechanisch worden geventileerd met een getijdenvolume van 15 ml / kg en een FiO2 van 0,21.
- Pas de ademhalingsfrequentie aan en handhaaf de partiële eindgetijdendruk van koolstofdioxide (EtCO2) tussen 35-40 mmHg met een infraroodcapnometer.
- Scheer het varken met een mechanisch scheermes over de hele borst en het linkerbeen (waar endovasculaire katheters voor hemodynamische metingen chirurgisch worden ingebracht).
- Breng frontale vlakelektrocardiogram (ECG) plaques aan op de geschoren voeten en de onderbuik, met behulp van drie ECG-pads. Plaats twee van hen op de voorpoten en de derde aan de linkerkant van de buik.
- Plaats een met vloeistof gevulde katheter in de rechter dijbeenslagader voor gemiddelde arteriële drukmetingen en voor arteriële bloedafname voor arteriële bloedzuurstofspanning (PO 2), kooldioxidespanning (PCO2) en pH.
- Verplaats een 7 F pentalumen thermodilutiekatheter van de rechter femorale ader naar de longslagader om de juiste atriale druk, kerntemperatuur en cardiale output te meten.
- Plaats een katheter met ballonpunt van 5 F uit de rechter gemeenschappelijke halsslagader. Ga naar de aorta en vervolgens naar de linker voorste dalende kransslagader voorbij de eerste diagonale tak met behulp van angiografie. Bevestig de juiste positionering door injectie van radiografisch contrastmiddel.
- Verplaats een 5 F pacing katheter van de rechter subclavia-ader naar de rechter ventrikel (RV) om ventriculaire fibrillatie (VF) te induceren.
4. Baseline transthoracale echocardiografie
OPMERKING: Gemiddeld duurt echocardiografie 20-30 minuten. Voor TTE wordt een phased-array multifrequentie 2,5 tot 5 MHz sonde gebruikt, terwijl ECG continu wordt geregistreerd. Sets frames en cine-loops bestaande uit ten minste drie opeenvolgende hartcycli worden opgeslagen voor offline analyse.
- Neem monodimensionale (M-modus) en tweedimensionale (2D) echocardiografische korte- en lange-asbeelden op aortaniveau en LV-niveau om wanddikte, aorta-, atrium- en LV-afmetingen, LV-functie en segmentale wandbeweging te beoordelen.
- Maak een 2D-weergave met korte assen op aortaniveau. Deze weergave toont het linkeratrium (LA, middenonder), de aortaklep (midden), het rechteratrium (linksonder), de tricuspidalisklep (links), het rechterventrikeluitstroomkanaal (boven) en de longklep (rechts). Plaats de cursor in het midden van de aorta en LA om de respectievelijke M-mode beelden op te nemen.
- Neem een 2D parasternale lange-as weergave. Deze weergave maakt de visualisatie mogelijk van de aortawortel- en aortaklepblaadjes, interventrikelseptum, LV en LA. De aorta moet zich in hetzelfde horizontale vlak en in een continuüm met het interventriculaire septum bevinden; De aortablaadjes moeten duidelijk zichtbaar zijn. Plaats de transducer in de derde of vierde linker intercostale ruimte, met zijn indicator naar de rechterflank, en breng kleine veranderingen aan in de sonde-angulatie om een gestandaardiseerd beeld te verkrijgen.
OPMERKING: Parasternale korte en lange asweergaven worden gebruikt om de breedte van de aortawortel en de anteroposterieure dimensie van de LA te meten. De M-Mode-beelden kunnen worden genomen vanaf een lange as of een korte as ter hoogte van de aortaklep (zie stap 4.1). - Maak een 2D-weergave met korte as van de LV op papillair niveau. Gebruik een korte-asweergave op papillair- of chordaeniveau voor LV-dimensiemetingen; Op deze manier is het bij een geventileerd dier gemakkelijker om een gestandaardiseerd beeld te verkrijgen, vergeleken met dat in de lange-asweergave.
OPMERKING: De LV moet cirkelvormig lijken en beide papillaire spieren moeten duidelijk zichtbaar zijn. Papillaire spieren worden, volgens afspraak, anterolateraal en posteromediaal genoemd. Als de mitralisblaadjes zichtbaar zijn en de rechterventrikelvrije wand geen continuüm is, is het beeld niet gestandaardiseerd. - Plaats de cursor in het midden van de LV en neem een M-modus beeld van de LV op papillair niveau op.
- Herhaal stap 4.1.3 en 4.1.4 op zoek naar het subpapillaire en apicale niveau van de LV.
- Neem een 2D apical 4-kamer view (AP4CH). De LV, de LA, de rechter ventrikel (RV) en het rechter atrium (RA) zijn zichtbaar samen met de mitralis- en tricuspidaliskleppen en het interatriale en interventriculaire septum. Plaats de sonde ter hoogte van de cardiale apex (vierde intercostale ruimte; de marker op de sonde moet naar links worden gericht). De structuur die helpt bij het standaardiseren van het beeld is het interventriculaire septum, dat parallel aan de ultrasone straal moet worden weergegeven. Dit is mogelijk door de transducer mediaal of lateraal te bewegen.
OPMERKING: Foreshortening treedt op wanneer het beeldvormingsvlak niet door de ware LV-top gaat, wat resulteert in een schuin zicht op de LV-holte. Foreshortening onderschat LV-volumes en overschat LVEF. Foreshortening wordt vermeden door de positie van de sonde te veranderen en/of te verplaatsen naar een lagere intercostale ruimte en lateraal. De LV lange as moet groter zijn dan 4,8 cm bij varkens met een lichaamsgewicht van 33-35 kg. - Neem een apicale tweekamerweergave (AP2CH). Draai vanaf AP4CH de transducer 45-60 ° tegen de klok in; alleen de LA en LV moeten zichtbaar zijn, dus vermijd het interventriculaire septum en controleer of de cursor in het midden van de LA en LV passeert.
- Neem een apicale driekamerweergave (AP3CH) of een apicale lange as. Draai vanaf AP4CH de transducer 45-60° tegen de klok in. In AP3CH is de LV-apex zichtbaar, samen met de voorste septum- en posterolaterale LV-segmenten. De andere zichtbare structuren zijn LVOT, LA en de aortaklep.
- Neem een apicale vijfkamerweergave (AP5CH). Begin vanuit de AP4CH-weergave en hoek van de sonde ventraal, en vervolgens zijdelings om een schuin septum, de aorta met LVOT, LV, RV en beide atria te visualiseren.
- Gepulseerde Doppler (PW) echocardiografie
OPMERKING: Deze methode maakt het volgende mogelijk: (1) meting van transvalvulaire stroomsnelheden, cardiale output en slagvolume; (2) meting van intervallen, bijvoorbeeld versnellingstijd van de longslagader, en (3) evaluatie van de LV-diastolische functie.
OPMERKING: Het aliasingfenomeen wordt vermeden door de basisfrequentie van de pulsherhaling te verlagen of te verhogen wanneer nieuwe storende frequenties verschijnen.- Om een gestandaardiseerde AP4CH-weergave te verkrijgen, gebruikt u kleurendoppler en neemt u een cine-loop op.
- Plaats het PW-monstervolume op de rand van mitralisblaadjes en gebruik kleur-Doppler om de cursor orthogonaal op de mitralisstroom te plaatsen en uit te lijnen op de LV-lengteas. Schakel vervolgens over naar PW en neem ten minste drie hartcycli op.
- Om een gestandaardiseerde AP5CH-weergave te verkrijgen, gebruikt u kleurendoppler en neemt u een cine-loop op met ten minste drie hartcycli.
- Gebruik color Doppler om de cursor orthogonaal op de aortastroom te plaatsen. Verplaats het monstervolume naar de aortaklep totdat de stroomsnelheid versnelt. Neem ten minste drie hartcycli op.
- Gebruik tissue Doppler imaging (TDI): vanuit een 2D-gestandaardiseerde AP4CH meet PW TDI de pieklongitudinale myocardiale snelheid van een enkel segment.
OPMERKING: De belangrijkste beperking van TDI is de hoekafhankelijkheid. Als de invalshoek groter is dan 15°, is er ongeveer 4% onderschatting van de snelheid.
5. Inductie van een hartinfarct
- Blaas de ballon van de katheter in de linker voorste dalende kransslagader op met 0,7 ml lucht. Bevestig de occlusie door de snelle progressieve ECG ST-segment elevatie5.
6. Hartstilstand
- Hartstilstand wordt gedefinieerd zodra ventriculaire fibrillatie optreedt. Na 10 minuten occlusie kan ventriculaire fibrillatie spontaan optreden. Anders induceert u het via een pacingkatheter met 1 tot 2 mA wisselstroom (AC) die wordt afgegeven aan het rechterventrikelendocardium.
- Stop met beademing na het begin van ventriculaire fibrillatie en laat de ballonkatheterleeglopen 5.
7. Cardiopulmonale reanimatie
- Na 12 minuten onbehandeld ventriculaire fibrillatie, start cardiopulmonale reanimatie (CPR) manoeuvres. Deze omvatten borstcompressie met de mechanische borstcompressor en mechanische ventilatie met zuurstof (getijdenvolume 500 ml, 10 ademhalingen per minuut).
- Injecteer na 2 minuten en elke 5 minuten reanimatie epinefrine (30 μg/kg) via de katheter in het rechter atrium.
- Probeer na 5 minuten reanimatie defibrillatie met 150 joule shock met behulp van een defibrillator.
OPMERKING: Succesvolle reanimatie wordt gedefinieerd als herstel van georganiseerd hartritme met gemiddelde arteriële druk >60 mmHg5.
8. Ondersteunende zorg na een hartstilstand
- Na succesvolle reanimatie, handhaaf de anesthesie en blaas de ballon op in de linker voorste dalende kransslagader.
- Vijfenveertig minuten na de reanimatie laat u de ballon leeglopen en trekt u de linker voorste dalende kransslagaderkatheter5 terug (figuur 1).
- Als reanimatie niet onmiddellijk wordt bereikt, hervat u de reanimatie en gaat u door met reanimatie gedurende 1 minuut vóór de daaropvolgende defibrillatie.
- Als ventriculaire fibrillatie terugkeert, behandel het dan met onmiddellijke defibrillatie.
- Gebruik geen andere ondersteunende maatregelen dan epinefrine.
9. Vier uur (h) observatie
- Na succesvolle reanimatie, handhaven anesthesie.
- Volg de dieren hemodynamisch gedurende de 4 uur (kortdurende) observatieperiode.
- Houd de temperatuur van de dieren op 38 ± 0,5 °C.
- Herhaal 2 uur en 4 uur na de reanimatie een volledig echocardiografisch onderzoek volgens de stappen beschreven in rubriek 4.
OPMERKING: Gebroken ribben kunnen een gevolg zijn van borstcompressie. In dit geval is het belangrijk om de sonde te bewegen en zachtjes op de intercostale ruimtes te drukken. - Na een observatie van 4 uur, extubeer de varkens en breng ze terug naar hun kooi.
- Geef analgesie met butorphanol (0,1 mg/kg) via intramusculaire injectie (IM) of zoals aanbevolen door de institutionele richtlijnen voor dierverzorging.
- Injecteer vervolgens ampicilline (1 g) door IM.
10. 96-uurs observatie en euthanasie
- Aan het einde van de 96 h post-AMI-hartstilstand-ROSC (mid-term), de dieren opnieuw verdoven (stap 2) voor echocardiografisch onderzoek (stap 4). Controleer het ECG continu zoals eerder beschreven (stap 3).
11. Echocardiografische metingen
OPMERKING: Neem alle opnames en metingen volgens de aanbevelingen van de American and European Societies of Echocardiography Guidelines 6,7. Verzend alle echocardiografische opnamen via een externe bureaubladverbinding om te worden opgeslagen in een lokale database voor analyse. Een cardioloog die blind is voor de studiegroepen gemiddeld ten minste drie metingen voor elke variabele.
- Meet voor de aorta- en LA-diameter vanuit de M-modus van de korte-asweergaven ter hoogte van de aorta-sinussen met behulp van de leading-edge-to-leading-edge-methode.
- Voor LV-uitstroomkanaal (LVOT) diameter, meet deze 0,5-1 cm onder de aortacusp (proximaal) vanuit een parasternale lange-asweergave.
- Voor einddiastolische anteroseptale en achterste diastolische wanddikte op papillair niveau, meet aan het einde diastole vanaf de grens tussen de myocardwand en de holte en de grens tussen de myocardwand en het hartzakje.
- Bereken deze voor de LV-ejectiefractie (LVEF) als: (LV end-diastolisch volume (EDV)-LV end-systolisch volume (ESV)) / (LVEDV) * 100. Definieer einddiastole als het eerste frame na mitralisklepsluiting of het frame waarin de LV-dimensie het vaakst het grootst is. Definieer end-systole als het frame na de sluiting van de aortaklep of het frame waar de hartafmetingen het kleinst zijn. Volg de traceringen van LV-gebiedsmetingen op de grens tussen het myocardium en de LV-holte. Meet LV-gebieden en bereken LV-volumes met de single plane-regel van Simpson vanuit de AP4CH-weergave.
- Herhaal stap 11.4 in de AP2CH-weergave voor de tweedekker Simpson-methode die de einddiastolische en eindsystolische AP4CH- en AP2CH-weergaven gebruikt om LV-volumes en LVEF te berekenen.
- Meet deze voor PW piek mitralisinstroomsnelheid (E vel) (cm/s), A-snelheden (A vel) en E-golf vertragingstijd (DT) vanuit het mitralisstroomspectrum (figuur 6).
- Voor TDI systolische s' snelheden en diastolische e' en a' snelheden, meet deze uit de TDI spectrum beelden op de AP4CH view van de septale of laterale annulus en bereken gemiddelden bij baseline en 96 h na coronaire occlusie.
OPMERKING: De van E vel tot TDI afgeleide e' snelheidsverhouding (cm/sec) (E/e') is een indicator voor de diastolische functie. De normale E/e′-verhouding moet 9 of minder of meer dan 15 zijn; Waarden tussen 8-14 hebben een niet gedefinieerde betekenis. - Bereken het slagvolume (SV) als het volume bloed dat met elke systole uit de linker ventrikel wordt gepompt. De SV-formule is: SV = π * [LVOT diameter/2]2 * LVOT VTI.
- Bereken de cardiale output (CO, ml / min) als de bloedstroom die elke minuut over het uitstroomkanaal gaat. Het wordt berekend met behulp van de formule: CO = SV * HR.
- Voor de analyse van de regionale beweeglijkheid van LV, verdeelt u LV in 16 segmenten (gevisualiseerd in de korte asweergaven en / of de apicale 2, 3, 4 kamerweergaven). Scoor elk segment aan de hand van de volgende criteria: normo-kinesia (1 punt) voor normale wandverdikking en excursie; hypokinesie (2 punten) voor verminderde wandverdikking en verminderde wandexcursie; akinesia (3 punten) geen muurverdikking of muurexcursie; dyskinesie (4 punten); systolische buiten- of LV-wandverdunning omvat aneurysmale wandbeweging, met excentrische uitstulpingen tijdens zowel systole als diastole. Bereken de wall motion score index (WMSI) met behulp van de formule: totaalscore/16. In een normo-kinetische ventrikel is de WMSI 1.
12. Statistische analyse
- Express data as mean ± SEM. Gebruik one-way ANOVA, voor herhaalde metingen en Tukey's post-hoc test. *p < 0,05 vs baseline (BL); § p < 0,05 2 uur na AMI-hartstilstand-ROSC vs 96 uur na AMI-hartstilstand-ROSC; # p < 0,05 4 uur na AMI-hartstilstand-ROSC vs 96 uur na AMI-hartstilstand-ROSC.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Twaalf varkens ondergingen coronaire occlusie gevolgd door 12 minuten ventriculaire fibrillatie en 5 minuten reanimatie. Acht varkens werden met succes gereanimeerd en zeven overleefden 96 uur na AMI-hartstilstand-ROSC. Alle echocardiografische variabelen op verschillende tijdstippen tijdens het onderzoek zijn samengevat in tabel 1.
Veranderingen in hartslag (HR) en systolische echocardiografische parameters
HR nam significant toe na 2 uur en 4 uur na AMI-hartstilstand-ROSC in vergelijking met baseline (BL) (gemiddelde ± SEM: +64 ± 9 en +56 ± 12 bpm, p < 0,001 en p < 0,01, respectievelijk) samen met ESV (+15 ± 3 en +18 ± 4 ml, p < 0,01 voor beide), terwijl EDV niet significant veranderde op de verschillende tijdstippen. De gemiddelde verschillen in LVEF tussen BL en 2 h en 4 h waren respectievelijk -40 ± 4,1 en -39 ± 4,0 absolute punten % (p < 0,001 voor beide) (figuur 4).
Van 2 h tot 96 h na AMI-hartstilstand-ROSC had HR de neiging om te normaliseren (gemiddelde ± SEM-verschil -49 ± 9,1 bpm, p < 0,05). De LVEF verbeterde en steeg met 24,9 ± 2,5 punten procent (p < 0,05), maar bleef onder BL. Veranderingen in LV-volumes waren minimaal en niet significant; de resultaten waren vergelijkbaar voor veranderingen tussen 4 h en 96 h post-AMI-hartstilstand-ROSC (figuur 4 en figuur 5).
Veranderingen in diastolische echocardiografische parameters
DT was de enige echocardiografische diastolische variabele die significant veranderde op de verschillende studietijdstippen (figuur 6). Na 2 uur daalde DT met 16% van BL en handhaafde de afname 4 uur na AMI-hartstilstand-ROSC. Op 96 h na AMI-hartstilstand-ROSC keerde DT terug vergelijkbaar met die bij BL.
LV regionale motiliteit 96 h na AMI-hartstilstand-ROSC
Het gemiddelde ± SEM-aantal akinetische/dyskinetische (A/D) segmenten was 4,2 ± 0,7 en WMSI was 26 ± 4,4%. De meest gecompromitteerde segmenten waren mid anterolateraal, mid-inferoseptaal, apicale voorste en apicale inferieur.
Tabel 1: Echocardiografische variabelen op verschillende tijdstippen na AMI-hartstilstand-ROSC. BL, basislijn; HR, hartslag; AoD, aortadiameter; LAD, linker atrium diameter; AWThd, diastolische voorste wanddikte; AWThs, systolische voorste wanddikte; EDD, einddiastolische diameter; ESD, eind-systolische diameter; IPWThd, diastolische infero-posterieure wanddikte; IPWThs, systolische infero-posterieure wanddikte; SF, verkortingsfractie; EDV, eind-diastolisch volume; ESV, eind-systolisch volume; LVEF, linkerventrikel ejectiefractie; E vel, piek mitralisinstroom E snelheid; Een vel, piek mitralisinstroom Een snelheid; DT, vertragingstijd; CO, cardiale output; SV, slagvolume; s' sept, TDI-afgeleide mitralisvormige s' septumsnelheid; e' vel, TDI-afgeleide mitralisvormige e' septumsnelheid; a' vel, TDI-afgeleide mitralisvormige a' septumsnelheid; s' lat, TDI-afgeleide mitralisvormige ringvormige s' laterale snelheid; e' lat, TDI-afgeleide mitralisvormige ringvormige e' laterale snelheid; a' lat, TDI-afgeleide mitralisvormige a' laterale snelheid; E/e' septumverhouding, piek mitralisinstroomsnelheid (E vel) tot TDI-afgeleide mitralisvormige e' septumsnelheidsverhouding; E/e' laterale verhouding, piek mitralisinstroomsnelheid (E vel) tot TDI-afgeleide mitralisvormige e' laterale snelheidsverhouding. De gegevens zijn gemiddeld ± SEM. Klik hier om deze tabel te downloaden.
Figuur 1: Experimenteel model van hartstilstand. VF, ventriculaire fibrillatie; reanimatie, cardiopulmonale reanimatie; Epi, epinefrine; ROSC, terugkeer van spontane circulatie; BL, basislijn; ECG, elektrocardiogram; Echo, echocardiografie; h, uren; min, minuten. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: TTE-stroomdiagram in een varkensmodel van ischemische hartstilstand. LA, linker atrium; M-modus, monodimensionaal; LV, linker ventrikel; LVOT, linkerventrikel uitstroomkanaal; LVEF, linkerventrikel ejectiefractie; PW, gepulste golf; TDI, weefsel Doppler beeldvorming. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Myocardinfarct (MI) uitbreiding op papillair niveau door morfometrie en bidimensionale echocardiografie 96 h na coronaire occlusie. (A) Representatief ex vivo 0,5 cm plakje varkenshart op papillair niveau, gekleurd met trifenyltetrazoliumchloride (TTC) om de gezonde myocardiale zone (rood) weer te geven tegen de infarctzone (bruin). Echocardiografisch 2D-parasternaal korte-asbeeld op papillair niveau in diastole (B) en in systole (C). Pijlen geven de gescheiden MI-gebieden aan die zijn aangegeven in A, B en C. RV, rechterventrikel; IS, infero-septumwand; AS, anteroseptumwand; IVS, intraventriculair septum; APM, voorste papillaire spier; PPM, achterste papillaire spier; LV, linker ventrikel; AL, antero-zijwand; ANT, voorste wand; INF, inferieure muur; IL, infero-zijwand. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: Systolische functieparameters met hartslag bij BL en na AMI, hartstilstand en reanimatie. One-way ANOVA voor herhaalde metingen en Tukey's post-hoc test: *** p < 0,001, ** p < 0,01 vs BL; § p < 0,05 2 uur versus 96 uur; # p < 0,05, ## p < 0,01 4 uur vs 96 uur BL, basislijn; 2U, 2 uur na AMI-hartstilstand-ROSC; 4H, 4 h AMI- hartstilstand-ROSC; 96H, 96 h AMI- hartstilstand -ROSC; HR, hartslag; LVEF, linkerventrikel ejectiefractie; LVEDV, linkerventrikel einddiastolisch volume; LVESV, linkerventrikel-eind-systolisch volume. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 5: Apicale vierkamerweergave op verschillende tijdstippen na AMI-hartstilstand-ROSC. BL, basislijn; H, uur; LV, linker ventrikel; RV, rechter ventrikel; LA, linker atrium; RA, rechter atrium. Pijlen geven apicale trombi aan in de buurt van akinetische segmenten. De systolische en diastolische binnengrenzen van de uitgangswaarde en 96 h LV zijn wit weergegeven. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 6: M-mode sporen van korte as, MV kleur Doppler en TDI beelden bij een gezond varken en 96 h na myocardinfarct (MI)-hartstilstand-ROSC. Representatieve beelden van de LV van M-mode echocardiografie bij baseline (A) en 96 h na AMI-hartstilstand-ROSC (B). ASW, anteroseptale wand; PIW, posteroinferior muur. * = normo-kinetisch; ** = ernstig hypokinetisch. Apicale vierkamerweergave: pulsgolf Doppler (PW) van de transmitralisklepstroom bij baseline (C) en 96h na AMI-hartstilstand-ROSC (D). Evel, PW vroege piek mitralisinstroomsnelheid; Avel, PW late piek mitralisinstroomsnelheid; DT, vertragingstijd. Representatieve beelden van septale en laterale TDI-snelheden bij baseline (E) en (F) 96 h na MI-hartstilstand-ROSC. s', TDI systolische snelheid; e' TDI vroege diastolische snelheid; a', TDI late diastolische snelheid. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Een volledig echocardiografisch onderzoek in een varkensexperimenteel model van AMI, hartstilstand en reanimatie kan verschillende informatie geven over de evolutie van de LV-functie en LV-structurele veranderingen, hoewel er enige hoeveelheid gegevens beschikbaar is in de literatuur 5,8. In "pure" modellen van experimentele hartstilstand (beperkt tot geïnduceerde ventriculaire fibrillatie) keert myocardfunctiestoornis om in de eerste dagen na ROSC, maar er is weinig bekend over wat er gebeurt als AMI de oorzaak is van hartstilstand.
Deze studie bij varkens onderzocht de korte- en middellange termijn post-AMI-hartstilstand veranderingen in LV-structuur, regionale motiliteit en globale LV-functie. Na 2 uur en 4 uur na reanimatie nam de ESV significant toe en daalde de LVEF ten opzichte van de uitgangswaarde. Deze resultaten worden verklaard door een 26% akinetische/dyskinetische wandbewegingsscore-index als gevolg van de post-AMI-verwonding van mid-anterolaterale en apicale segmenten (figuur 3).
Myocardiale bedwelming als gevolg van post-ROSC ischemie-reperfusieletsel is bekend. Yang l et al. vonden dat diastolische parameters bij varkens post-ROSC zonder AMI normaliseerden in 24 uur, terwijl de LV systolische functie normaliseerde in 48 h8. Voor zover bekend zijn er geen gegevens beschikbaar over een langere opvolging. Vammen et al.9, in een post-ROSC- en AMI-model bij varkens, toonden aan dat de lagere LVEF bij zowel schijn- als AMI-dieren na 48 uur weer normaal werd. In een eerder werk wezen de auteurs op de relatie tussen kleiner infarct, lagere hoogsensitieve troponineplasmaconcentratie en beter herstel van de linkerventrikelfunctie 96 h na ROSC 5,10.
Cardiale magnetische resonantie (CMRI) is de gouden standaard beeldvormingsmethode om de hartstructuur en -functie te onderzoeken11, maar het is duur en vereist lange acquisitie- en nabewerkingstijden. TTE is een minder tijdrovende, goedkopere en gemakkelijker beschikbare methode voor experimenteel in vivo onderzoek en kan herhaalde onderzoeken bij hetzelfde dier tijdens experimentele studies volgen.
TTE in experimentele hartstilstandmodellen bij varkens is zeer uitdagend, maar de methode levert verschillende problemen op bij het verkrijgen van beelden van goede kwaliteit tijdens de acute fase post-ROSC mechanische beademing vanwege: 1) het gordijneffect van de linkerlong, 2) de verhoogde weerstand van de borst, 3) suboptimale dierpositionering en 4) de behoefte aan ervaren sonografen. In feite is volledige training in het veld essentieel, vooral wanneer een beoordeling van de hemodynamiek en de LV-functie tegelijkertijd vereist is.
Een beperking van onze studie is de afwezigheid van een schijngroep (hartstilstand zonder AMI), om het niveau van LV systolische disfunctie te beoordelen dat kan worden toegeschreven aan myocardiale necrose na coronaire occlusie en dat als gevolg van het post-ROSC myocardiale letsel.
Kortom, TTE is een betrouwbare, niet-invasieve diagnostische methode voor het onderzoeken van de evolutie van LV-disfunctie in het post-hartstilstandsyndroom na AMI in een varkensexperimenteel model.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
We zijn Judith Bagott dankbaar voor de taalbewerking.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Aquasonic | Parker | - | ultrasound gel |
| Adult foam ECG disposable monitoring and stress testing, wet gel, non-invasive patien | Philips | 40493E | ECG electrode |
| Bellavista 1000 | Bellavista | MB230000 | ventilator with infrared capnometer |
| ComPACS | Medimatic SRL | - | local database and software |
| CX50 | Philips | - | Echocardiographic machine |
| InTube Tracheal tube | Intersurgical Ltd | 8040080 | cuffed tracheal tube |
| LUCAS2 | Phisio-Control Inc | - | mechanical chest compressor |
| MRx defibrillator | Philips | - | defibrillator |
| S5-1 | Philips | - | Phased array probe |
| Swan-Ganz catheter 2 lumen 5fr | Edwards | 110F5 | for the coronary artery occlusion |
| Swan-Ganz catheter 2 lumen 7fr | Edwards | 111F7 | for mean arterial pressure measurement |
| Swan-Ganz catheter for thermodiluition 7fr | Edwards | 131F7 | to measure right atrial pressure, core temperature and cardiac output |
References
- Kubota, T., et al. Out-of-hospital cardiac arrest does not affect post-discharge survival in patients with acute myocardial infarction. Circulation Reports. 3 (4), 249-255 (2021).
- Spaulding, C. M., et al. Immediate coronary angiography in survivors of out-of-hospital cardiac arrest. The New England Journal of Medicine. 336 (23), 1629-1633 (1997).
- Nolan, J. P., et al. European Resuscitation Council and European Society of Intensive Care Medicine guidelines 2021: post-resuscitation care. Intensive Care Medicine. 47 (4), 369-421 (2021).
- Xu, T., et al. Postresuscitation myocardial diastolic dysfunction following prolonged ventricular fibrillation and cardiopulmonary resuscitation. Critical Care Medicine. 36 (1), 188-192 (2008).
- Fumagalli, F., et al. Ventilation with argon improves survival with good neurological recovery after prolonged untreated cardiac arrest in pigs. Journal of the American Heart Association. 9 (24), 016494 (2020).
- Nagueh, S. F., et al. et al Recommendations for the evaluation of left ventricular diastolic function by echocardiography: An update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. Journal of the American Society of Echocardiography. 29 (4), 277-314 (2016).
- Lang, R. M., et al. et al Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. Journal of the American Society of Echocardiography. 28 (1), 1-39 (2015).
- Yang, L., et al. Investigation of myocardial stunning after cardiopulmonary resuscitation in pigs. Biomed Environ Sci. 24 (2), 155-162 (2011).
- Vammen, L., et al. Cardiac arrest in pigs with 48 hours of post-resuscitation care induced by 2 methods of myocardial infarction: A methodological description. Journal of the American Heart Association. 10 (23), 022679 (2021).
- Ristagno, G., et al. Postresuscitation treatment with argon improves early neurological recovery in a porcine model of cardiac arrest. Shock. 41 (1), 72-78 (2014).
- Rysz, S., et al. et al The effect of levosimendan on survival and cardiac performance in an ischemic cardiac arrest model - A blinded randomized placebo-controlled study in swine. Resuscitation. 150, 113-120 (2020).
