Fordelene ved hjerte Gensynkronisering terapi i en asynkron hjertesvigt Model induceret af venstre bundt gren Ablation og hurtige Pacing
Summary
Etableringen af en kronisk asynkron hjertesvigt (HF) model af hurtige pacing kombineret med venstre bundt gren ablation præsenteres. To-dimensionelle speckle tracking billedbehandling og aorta velocity time integral anvendes til at validere denne stabile HF modellen med venstre ventrikel asynkroniske og fordelene ved hjerte Gensynkronisering terapi.
Abstract
Det er nu almindeligt anerkendt, at patienter med hjertesvigt (HF) med venstre grenblok (LBBB) give agenturgiveren betydelige kliniske fordele fra hjertets Gensynkronisering terapi (CRT), og LBBB er blevet en af de vigtige prædiktorer for CRT svar. Den konventionelle tachypacing-induceret HF model har flere store begrænsninger, herunder manglen på stabile LBBB og hurtig tilbageførsel af venstre ventrikel (LV) dysfunktion efter ophør af pacing. Derfor er det afgørende at etablere en optimal model af kronisk HF med isolerede LBBB for at studere CRT fordele. I den foreliggende undersøgelse, er en canine model af asynkrone HF induceret af venstre bundt gren (LBB) ablation og 4 uger af hurtige højre ventrikel (RV) pacing etableret. RV og højre atrium (RA) pacing elektroder via halsfedt tilgang, sammen med en epikardielle LV pacing elektrode, blev implanteret for CRT ydeevne. Præsenteres her er de detaljerede protokoller af radiofrekvens (RF) kateter ablation, pacing fører implantation og hurtige pacing strategi. Intracardiac og overflade electrograms under drift var også givet for en bedre forståelse af LBB ablation. To-dimensionelle speckle tracking imaging og aorta velocity time integral (aVTI) blev erhvervet for at validere den kroniske stabil HF model med LV asynkroniske og CRT fordele. Ved at koordinere ventrikulær aktivering og sammentrækning, CRT uniformerede LV mekanisk arbejde og restaureret LV pumpe funktion, som blev efterfulgt af tilbageførsel af LV dilatation. Desuden viste den histopatologiske undersøgelse en betydelig genoprettelse af cardiomyocyte diameter og kollagen volumenfraktion (CVF) efter CRT ydeevne, der angiver en histologisk og cellulære reverse remodeling fremkaldes ved CRT. I denne betænkning beskrev vi en gennemførlig og gyldig metode til at udvikle en kronisk asynkron HF model, som var egnet til at studere strukturelle og biologiske omvendt remodeling følgende CRT.
Introduction
Avanceret kronisk HF er en førende årsag til dødelighed for forskellige hjerte-kar-sygdomme. En delmængde af patienter med hjerteinsufficiens (CHF) også udvikle ventrikulær overledning discoordination, der forværrer symptomer og prognosen. CRT, også omtalt som biventricular pacing, er blevet indført som en alternativ behandling for disse patienter, for over 20 år1,2. Desværre, omkring 20-40% af patienterne viser dårligt respons på CRT. Siden da har mange undersøgelser udført for at maksimere CRT svar3. Det er nu almindeligt anerkendt, at patienter med LBBB kan udnytte mere CRT end dem med ikke-LBBB4, da en LBBB mønster medfører en større størrelsesorden af hjertets dyssynchrony på grund af asymmetrien i frie bevægelighed væg mellem septal og laterale vægge . I mellemtiden nylige undersøgelser er begyndt at udforske ændringer i genekspression og molekylær remodeling tilknyttet CRT5. Ledsager den strukturelle omvendt remodeling induceret af CRT, er cellulære og molekylære tilbagevenden til et normalt niveau af stor interesse6. Derfor er det afgørende at etablere en optimal model af CHF med isolerede LBBB for at studere CRT fordele.
Kronisk, hurtig ventrikulær pacing var engang brugt til at producere CHF i en canine model. RV pacing kunne utvivlsomt producerer forsinket LV sammentrækning som en model for LBBB-lignende sammentrækning mønster. Men denne type af funktionel asynkroniske med en intakt ledningssystem kan ikke efterligne anatomisk LBBB og er ikke betragtes som en passende model, for at studere CRT ydeevne, essensen af som er at koordinere nedsat elektrisk aktivering og myokardial sammentrækning. Hurtig genoprettelse af LV kontraktilitet og delvis tilbagebetaling af LV dimensioner efter ophør af pacing blev også rapporteret7.
Eksperimentelle undersøgelser har induceret kronisk LBBB af RF ablation at etablere asynkron ventrikulær kontraktion8. En kombination af reduktion i globale pumpe funktion og regionale ugyldig mekanisk arbejde kunne forværre CHF ved at generere hjerte ineffektivitet samt hjerte remodeling på vævet, cellulære og molekylære niveauer. I LBBB hearts er arbejdsbyrde lavest i septum og højeste i LV laterale væg. Som en konsekvens, er cardiac remodellering mest udtalt i den laterale væg9. Formålet med den foreliggende undersøgelse er: (i) at fremme en stabil og kronisk HF model med interventrikulært og intraventrikulært mekaniske asynkroniske ved hjælp af hurtige RV pacing i kombination med LBB ablation; (ii) at bekræfte dyssynchronous HF i vores model og CRT fordele ved at koordinere sammentrækning af to-dimensionelle speckle tracking ekkokardiografi og aVTI; og (iii) at foreløbigt udforske cellulære omvendt remodeling fremkaldes ved CRT.
Protocol
Representative Results
Discussion
Forstørrede kardiomyopati udgør en væsentlig årsag til CHF, som er karakteriseret ved ventrikulær dilatation, systolisk dysfunktion med reduceret LVEF og abnormiteter af diastoliske fyldning11. Da kronisk takykardi-medieret HF er en anerkendt klinisk tilstand, hurtig pacing enten atrium og ventrikel i mindst 3 til 4 uger fungerer som et hyppigt anvendte dyremodel til at fremkalde CHF11. Hæmodynamiske ændringer forekomme så snart 24 h efter hurtige pacing, med fortsa…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde er finansieret af National Natural Science Foundation of China (81671685) og Shanghai Kommissionen om sundhed og familieplanlægning (No. 201440538)
Materials
| Closed iv catheter system (0.9mm×25mm) | Becton Dickinson Medical | 5264442 | Used as venous retention needle |
| Sodium pentobarbital | Sigma-Aldrich Company | 130205 | For anesthesia |
| Pet clipper | Wuhan Shernbao pet supplies Co., Ltd. | PGC-660 | For hair shaving |
| Electrocardiograph | Shanghai photoelectric medical electronic instrument Co., Ltd. | ECG-6511 | For electrocardiogram recording |
| Echocardiograph | GE-Vingmed Ultrasound Company | VIVID E9 | For echocardiographic assessment |
| EchoPAC software | GE healthcare | Version201 | Offline analysis |
| Laryngoscope | Shanghai Medical Instrument Co., Ltd | Orotracheal intubation | |
| Endotracheal tube | SIMS Portex Inc, UK | 274093 | Orotracheal intubation |
| Volume cycled respirator | Newport Corporation | C100 | Artificial ventilation |
| HeartStart XL Defibrillator/Monitor | Philips Medical Systems | M4735A | Electrocardiogram monitor during operation |
| Benzalkonium Bromide Tincture | Shanghai Yunjia Pharmaceutical Co., Ltd. | H31022694 | Used for skin disinfection |
| Rib retractor | Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. | For thoracotomy | |
| 4-0 suture | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., LTD. | 24L1005 | Suture of LV epicardial electrode |
| 2-0/T suture | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., LTD. | 11M0505 | Suture of pacing leads, fascia, vessels, etc. |
| 0-suture | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., LTD. | 11P0501 | Skin suture |
| penicillin powder | North China Pharmaceutical Co., Ltd. | F6034105 | |
| DSA X-ray machine | Philips | Allura Xper FD10 | X-ray for fluoroscopy |
| LV pacing electrode | Medtronic, Inc. | LBT 4965 | |
| RV pacing electrode | St. Jude Medical | Tendril 1888 | |
| RA pacing electrode | St. Jude Medical | IsoFlex 1642T | |
| Pacemaker pulse generator | Medtronic, Inc. | Enpulse E2DR01 | For rapid RV pacing |
| CRT pulse generator | St. Jude Medical | Anthem PM 3212 | For CRT performance |
| Multi-channel electrophysiologic recorder | GE Medical Systems | 2003232-004 | For surface and intracardiac electrogram |
| Catheter input module | GE Medical Systems | 301-00202-08 | Multiple pole switches for stimulation or recording |
| Radiofrequency generator | Johnson-Johnson Company | ST-4460 | For RF current delivery |
| Cordless return electrode | Covidien | E7509 | For current circuit formation |
| Cordis 6-Fr sheath | Johnson-Johnson Company | 504-606X | Access for mapping catheter |
| Cordis 7-Fr sheath | Johnson-Johnson Company | 504-607X | Access for mapping and ablation catheter |
| 6-Fr quadripolar catheter | Johnson-Johnson Company | F6QRA005RT | Mapping catheter |
| 7-Fr 4mm-tip steerable ablation catheter | St. Jude Medical | 402823 | Mapping and ablation catheter |
| Prucka Cardio-Lab®2000 | GE Medical Systems | 6.9.00.000 | Software package for electrogram recording |
| Heparin | Haitong Pharmaceutical Co., Ltd | 160505 | Anticoagulant during catheter ablation |
| Digital image analysis system | Leica Microsystems | Qwin V3 | For histologic analysis |
References
- Bristow, M. R., et al. Cardiac-resynchronization therapy with or without an implantable defibrillator in advanced chronic heart failure. N Engl J Med. 350 (21), 2140-2150 (2014).
- Cleland, J. G., et al. The effect of cardiac resynchronization on morbidity and mortality in heart failure. N Engl J Med. 352 (15), 1539-1549 (2005).
- Rickard, J., et al. Predictors of response to cardiac resynchronization therapy: A systematic review. Int J Cardiol. 225, 345-352 (2016).
- Ponikowski, P., et al. 2016 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: The Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC). Developed with the special contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. Eur J Heart Fail. 18 (8), 891-975 (2016).
- Yang, S., et al. Glycoproteins identified from heart failure and treatment models. Proteomics. 15 (2-3), 567-579 (2015).
- Barth, A. S., et al. Cardiac resynchronization therapy corrects dyssynchrony-induced regional gene expression changes on a genomic level. Circ Cardiovasc Genet. 2 (4), 371-378 (2009).
- Howard, R. J., Stopps, T. P., Moe, G. W., Gotlieb, A., Armstrong, P. W. Recovery from heart failure: structural and functional analysis in a canine model. Can J Physiol Pharmacol. 66 (12), 1505-1512 (1988).
- Vernooy, K., et al. Cardiac resynchronization therapy cures dyssynchronopathy in canine left bundle-branch block hearts. Eur Heart J. 28 (17), 2148-2155 (2007).
- Spragg, D. D., Kass, D. A. Pathobiology of left ventricular dyssynchrony and resynchronization. Prog Cardiovasc Dis. 49 (1), 26-41 (2006).
- Wang, J., et al. Effect of Cardiac Resynchronization Therapy on Myocardial Fibrosis and Relevant Cytokines in a Canine Model With Experimental Heart Failure. J Cardiovasc Electrophysiol. 28 (4), 438-445 (2017).
- Houser, S. R., et al. Animal models of heart failure: a scientific statement from the American Heart Association. Circ Res. 111 (1), 131-150 (2012).
- Shinbane, J. S., Wood, M. A., Jensen, D. N., Ellenbogen, K. A., Fitzpatrick, A. P., Scheinman, M. M. Tachycardia-induced cardiomyopathy: a review of animal models and clinical studies. J Am Coll Cardiol. 29 (4), 709-715 (1997).
- Helguera, M. E., Trohman, R. G., Tchou, P. J. Radiofrequency catheter ablation of the left bundle branch in a canine model. J Cardiovasc Electrophysiol. 7 (5), 415-423 (1996).
- Blanck, Z., Deshpande, S., Jazayeri, M. R., Akhtar, M. Catheter ablation of the left bundle branch for the treatment of sustained bundle branch reentrant ventricular tachycardia. J Cardiovasc Electrophysiol. 6 (1), 40-43 (1995).
- Auger, D., et al. Effect of induced LV dyssynchrony by right ventricular apical pacing on all-cause mortality and heart failure hospitalization rates at long-term follow-up. J Cardiovasc Electrophysiol. 25 (6), 631-637 (2014).
- Delgado-Montero, A., et al. Additive Prognostic Value of Echocardiographic Global Longitudinal and Global Circumferential Strain to Electrocardiographic Criteria in Patients With Heart Failure Undergoing Cardiac Resynchronization Therapy. Circ Cardiovasc Imaging. 9 (6), e004241 (2016).
- Delgado, V., et al. Assessment of left ventricular dyssynchrony by speckle tracking strain imaging comparison between longitudinal, circumferential, and radial strain radial strain in cardiac resynchronization therapy. J Am Coll Cardiol. 51 (20), 1944-1952 (2008).
- Risum, N., et al. Variability of global left ventricular deformation analysis using vendor dependent and independent two-dimensional speckle-tracking software in adults. J Am Soc Echocardiogr. 25 (11), 1195-1203 (2012).
- Barold, S. S., Ilercil, A., Herweg, B. Echocardiographic optimization of the atrioventricular and interventricular intervals during cardiac resynchronization. Europace. 10 (Suppl 3), iii88-iii95 (2008).
- Höke, U., et al. Relation of Myocardial Contrast-Enhanced T1 Mapping by Cardiac Magnetic Resonance to Left Ventricular Reverse Remodeling After Cardiac Resynchronization Therapy in Patients With Nonischemic Cardiomyopathy. Am J Cardiol. 119 (9), 1456-1462 (2017).
- Osmancik, P., Herman, D., Stros, P., Linkova, H., Vondrak, K., Paskova, E. Changes and prognostic impact of apoptotic and inflammatory cytokines in patients treated with cardiac resynchronization therapy. Cardiology. 124 (3), 190-198 (2013).
- Francia, P., et al. Plasma osteopontin reveals left ventricular reverse remodelling following cardiac resynchronization therapy in heart failure. Int J Cardiol. 153 (3), 306-310 (2011).
