Summary
Myokardielaktatproduktion (koronar arteriel-venøs forskel i serumlaktatniveau) under koronar spasmeprovokationstest betragtes som en meget følsom markør, der afspejler acetylcholin-induceret myokardieiskæmi på grund af mikrovaskulær spasme. Denne artikel præsenterer procedurerne til vurdering af myokardielaktatproduktion til diagnosticering af koronar mikrovaskulær spasme.
Abstract
Hos omkring en fjerdedel af patienterne med angina og ikke-obstruktive koronararterier bemærkes ingen epikardiespasmer på koronar arteriografi under et anginaangreb. Da trykhastighedsproduktet er næsten identisk i hvile og begyndelsen af angreb hos disse patienter, vil faldet i koronar blodgennemstrømning snarere end øget myokardieiltforbrug sandsynligvis forklare myokardieiskæmi, hvilket indikerer en betydelig involvering i koronar mikrovaskulær spasme (MVS). Myokardielaktatproduktion, som kan defineres som et negativt myokardielaktatekstraktionsforhold (forholdet mellem koronar arteriel-venøs forskel i laktatkoncentration og arteriel koncentration), betragtes som vejledende for objektive beviser til støtte for den nye myokardieiskæmi. Således er overvågning af myokardielaktatproduktionen og fremkomsten af brystsmerter og iskæmiske elektrokardiografiske ændringer under acetylcholin (ACh) provokationstest af betydelig værdi for påvisning af enheden af MVS. Praktisk talt 1 minut efter inkrementelle doser af ACh (20, 50 og 100 μg) administreres i venstre koronararterie (LCA), parrede prøver på 1 ml blod opsamles fra LCA-ostium og koronar sinus til måling af laktatkoncentration ved hjælp af en kalibreret automatisk laktatanalysator. Derefter kunne udviklingen af MVS bekræftes ved negativt myokardielactatekstraktionsforhold på trods af fraværet af angiografisk påviselig epikardiekoronar spasme eller før dets forekomst gennem ACh-provokationstest. Afslutningsvis er vurdering af myokardielaktatproduktion afgørende og værdifuld for diagnosen MVS.
Introduction
Nylige undersøgelser viste, at iskæmi med ikke-obstruktive koronararterier (INOCA) hovedsageligt skyldes funktionelle koronar vasomotionsforstyrrelser, herunder epikardiale og mikrovaskulære spasmer1. Diagnosen koronar vasokonstriktordysfunktion på epikardie- og / eller mikrovaskulære niveauer kræver ofte intrakoronar provokationstest med et farmakologisk vasoaktivt middel, såsom acetylcholin (ACh) under koronar angiografi2. Mange patienter med INOCA har ingen epikardiespasmer på koronar arteriografi på trods af udviklingen af anginaangreb og iskæmiske elektrokardiografiske (EKG) ændringer som reaktion på intrakoronarACh 3. Da trykhastighedsproduktet er næsten identisk i hvile og begyndelsen af angreb hos disse patienter, vil faldet i koronar blodgennemstrømning snarere end øget myokardieiltforbrug sandsynligvis forklare myokardieiskæmi, hvilket indikerer en betydelig involvering i koronar mikrovaskulær spasme (MVS). Derudover synes MVS også at være involveret i angina hos en fjerdedel af patienterne med vasospastisk angina (VSA) på grund af epikardial koronar spasme4.
Da der ikke findes nogen teknik til visualisering af koronar mikrokar hos mennesker in vivo, defineres MVS som iskæmiske EKG-ændringer forbundet med reproduktion af sædvanlige brystsmerter i fravær af epikardiespasmer (90%) intrakoronar provokationstest5. Normalt falder myokardielaktatforbruget ved udviklingen af iskæmi, og der sker et skift til laktatproduktion, da myokardieiskæmi stiger i sværhedsgrad 6,7. Således anses en yderligere myokardielaktatproduktionsmåling for at være nyttig til bekræftelse af ACh-induceret mikrovaskulær myokardieiskæmi under provokationstest 3,4,8. Her præsenterer den nuværende protokol koronar sinus (CS) laktatmålinger til diagnosticering af MVS.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Måling af myokardielaktatproduktion under ACh-provokationstest for at evaluere koronar vasoreaktivitet blev udført efter de etiske principper i Helsingfors-erklæringen, og protokollen blev godkendt af de etiske komitéer ved Tohoku University (nr. 2016-1-643). Alle patienter gav skriftligt informeret samtykke før proceduren. I denne artikel blev ACh-provokationstest udført efter retningslinjerne fra Japanese Circulation Society9.
1. Forberedelse af proceduren
- Sørg for, at måling af myokardielaktatproduktion udføres hos patienter, der gennemgår ACh-provokationstest for at diagnosticere VSA og / eller mikrovaskulær angina (MVA) på grund af vasospasme.
- Sørg for, at patienterne seponerer alle vasoaktive midler for nøjagtigheden af disse diagnoser, herunder calciumantagonister, langtidsvirkende nitrater og nicorandil, mindst 48 timer før kateteriseringsstudie9.
- Barber hår på punkteringssteder, herunder både lyskeområder og håndled.
2. Indsættelse af katetre før ACh-provokationstest
- Brug lokalbedøvelse på punkteringssteder med subkutan 1% lidokain til at indsætte intravenøse og radiale arterieskeder.
BEMÆRK: Anæstesieffekten bekræftes af tabet af smertefølelse ved det bedøvede område ved at stikke med en nål. - Placer to 5 Fr venøse skeder gennem højre eller venstre lårbensvene med ultralydsvejledning.
BEMÆRK: En venøs kappe bruges til at indsætte en midlertidig pacingelektrode i højre ventrikel i tilfælde af alvorlig bradykardi efter intrakoronar ACh. Den anden er, at et CS-kateter skal indhente blodprøver for at måle laktatniveauer i CS. - Placer en 5 eller 6 Fr arteriel kappe gennem den radiale eller lårbensarterie.
- Administrer intravenøs heparin (50 til 70 E / kg) for at opnå terapeutisk antikoagulation (aktiveret koagulationstid ~ 250 s) før koronar instrumentering.
- Canulere et 5 Fr eller 6 Fr Judkins-venstre kateter i LCA gennem den radiale eller lårbensarterie.
BEMÆRK: De sædvanlige katetermanipulationer udføres med Judkins venstre kateter. - Fremskynd et CS-kateter, for ofte anvendes en hydrofil belægning Amplatz-venstre kateter, fra en venøs kappe placeret ved højre lårbensvene til højre atrium.
- Bekræft konfigurationen af CS og placeringen af dens åbning i højre atrium på forhånd ved at detektere CS-billedet i den venøse fase af LCA-angiografi (figur 1A).
- En Amplatz-venstre kateter kan koges til CS ved at dreje kateteret mod uret i højre atrium med venstre forreste skrå (LAO) visning.
- Kontroller, om kateteret er kanyleret til CS, og dets position i CS er tilstrækkelig ved kontrastinjektion fra kateterets ende (figur 1B).
BEMÆRK: Den venøse fase af LCA-angiografi bekræfter, om kateteret kanyleres til CS. - Tag et par blodprøver fra CS og ostium af LCA samtidigt for at undersøge myokardial laktatmetabolisme ved baseline. Derefter måles laktatniveauer i disse prøver ved hjælp af blodgasanalyse udstyret med automatisk laktatmålingsfunktion.
3. Måling af myokardielaktatproduktion under ACh-provokationstest
- Udfør baseline venstre koronar angiografi i en passende projektion, der sikrer den bedste adskillelse af grenene i hver koronararterie, og serielle angiografier efter intrakoronar injektion af ACh skal udføres i samme projektion.
BEMÆRK: Da den store koronar sinus dræner blod fra perfusionsområder i LCA, men ikke fra højre koronararterie, er evaluering af myokardielaktatproduktion kun mulig for LCA under ACh-provokationstest 8,10. - Administrer ACh i koronararterien på en kumulativ måde (ACh 20, 50 og 100 μg i 10 ml opløsning) over 20 s med omhyggelig overvågning af blodtryk og 12-bly elektrokardiografi (EKG). Udfør koronar angiografi, når brystsmerter eller en ændring i EKG ST-segmentet opstår, eller rutinemæssigt efter at have gennemført hver ACh-injektion 9,11.
- Der indsamles parrede prøver på 1 ml blod fra LCA-ostium og CS for at måle laktatkoncentrationer 1 minut efter, at hver dosis ACh er givet til LCA, og laktatkoncentrationerne bestemmes med en kalibreret automatisk laktatanalysator.
- Laktatekstraktionsforholdet (LER) beregnes ved at dividere koronar arteriovenøs forskel i laktatkoncentrationen med den arterielle laktatkoncentration som følger 4,8,10:
LER = (arteriel laktatkoncentration [mmol/L] - koronar venøs laktatkoncentration [mmol/L])/arteriel laktatkoncentration (mmol/L).
BEMÆRK: Myokardielaktatproduktion defineret ved negativ LER er objektiv dokumentation til støtte for den nye myokardieiskæmi 4,8,10. Derfor bliver forekomsten af MVS som myokardielaktatproduktion (negativ LFR) genkendelig uden eller før forekomsten af angiografisk tilsyneladende epikardiekoronar spasme under ACh-provokationstest3. - Administrer 5 mg isosorbiddinitrat i LCA, hvis epikardiale koronarspasmer blev induceret. Udfør straks koronar angiografi, mens koronararterien er maksimalt udvidet.
- Samtidig indsamles blodprøver på 1 ml blod fra LCA-ostium og CS for at måle laktatkoncentrationer efter lindring af ACh-induceret spasme.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
En 56-årig kvinde uden koronar risikofaktorer led af forbigående ubehag i brystet i hvile. Hun gennemgik ACh provokationstest og måling af myokardielaktatproduktion til diagnose af MVS. Som vist i figur 2 blev brystsmerter, iskæmiske EKG-ændringer og negativ LER observeret umiddelbart efter 100 μg ACh-administration i LCA. Alligevel blev der ikke observeret nogen relevant epikardiekoronar spasme på angiografi. Således blev hun diagnosticeret som MVS. Interessant nok havde hun vedvarende negativ LER, selv efter at isosorbiddinitrat (ISDN) blev administreret i LCA, hvilket tyder på, at myokardieiskæmi, der kan tilskrives nedsat biotilgængelighed af nitrogenoxid i koronar præarterioler, blev forlænget.
Figur 1: En indstilling for blodprøvetagning til måling af laktatkoncentrationer i LCA og CS (LAO 50°). Et Judkins-venstre kateter blev indført i LCA (sort pil). For at detektere CS-åbningen og visualisere hele dens konfiguration er den venøse fase af LCA-angiografi (hvide pile) anvendelig (A). Med hensyn til CS-billeddannelse opnået i den venøse fase af LCA-angiografi blev et Amplatz-venstre kateter (hvid skitseret pil) indsat gennem højre lårbens vaskulære adgang til CS (hvide pile) pålideligt og sikkert (B). CS indikerer koronar sinus; LAO efterlades forreste skrå; LCA er venstre koronararterie. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 2: Koronar angiogrammer, EKG-ændringer og laktatniveauer under ACh-provokationstest hos en 56-årig kvindelig patient med gentagne hvilende anginaangreb. Kardiokinar angiogram ved baseline af LCA- og EKG-fund var normale (A). Intrakoronar 100 μg ACh inducerede reproduktion af hendes sædvanlige symptomer og markeret ST-segment depression i V2-V 4 (røde pile), men der blev ikke observeret epikardial koronar vasokonstriktion (B). Ændringer i myokardielaktatmetabolisme gennem ACh-provokationstest er opsummeret (C). LER, der beregnes som forholdet mellem koronar arteriovenøs forskel i laktatkoncentration og arteriel koncentration, blev negativ lige efter administration af 100 μg acetylcholin, hvilket afspejler myokardieiskæmi. ACh angiver acetylcholin; CS er koronar sinus; ISDN er isosorbiddinitrat; LCA er venstre koronararterie; LER er laktatekstraktionsforhold. Klik her for at se en større version af denne figur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Påvisning af forbedret koronar vasokonstriktion er mulig ved en yderligere farmakologisk provokationstest med ACh eller ergometrin under koronar angiografi. Selv nu er der ingen teknik til direkte at visualisere koronar mikrovaskulatur til evaluering af dens funktion in vivo, forekomsten af koronar spasme på mikrovaskulært niveau kunne udelukkende udledes ved reproduktion af sædvanlige symptomer sammen med iskæmiske EKG-ændringer på trods af fraværet af epikardial koronar spasme under ACh-provokationstest. Især bekræfter en yderligere måling af myokardielaktatproduktion, en meget følsom surrogatmarkør for myokardieiskæmi, tilstedeværelsen af myokardieiskæmi objektivt gennem provokerende testning. Mohri et al. viste, at myokardielaktatproduktion blev noteret under intrakoronar ACh-induceret anginaangreb hos 9 af de 11 patienter (82%) uden epikardiekoronar spasme. Det blev imidlertid observeret hos ingen af 10 patienter med atypiske brystsmerter, som viste en sammenlignelig grad af epikardiekonstriktion induceret afACh 3. Desuden kan ca. 25% af patienterne med vasospastisk angina (VSA) forårsaget af epikardiekoronar spasme være forbundet med MVS4. De er udbredt hos kvinder og har ofte langvarige og lægemiddeltolerante anfald4. Da nye MVS kunne påvises ved myokardielaktatproduktion før forekomsten af angiografisk epikardiespasme8, kan VSA-patienter med høj risiko dissekeres med både mikrovaskulære og epikardiespasmer fra dem med epikardiespasmer alene.
Måling af myokardielaktatproduktion under ACh-provokationstest er sikker og ligetil fra et teknisk synspunkt. Procedurens succes afhænger nemlig af kanyleringen til CS. Som vist i figur 1 er det derfor afgørende at identificere placeringen af CS-åbning ved hjælp af venøs fasebilleddannelse af LCA-angiografi, før man forsøger at indsætte et kateter i CS. Denne proces bidrager til let kanylering i CS og forhindrer komplikationer, herunder CS-dissektion, perforering af CS eller højre atrium og resulterende hjertetamponade. Faktisk blev der i den tidligere undersøgelse med 198 patienter, der gennemgik evalueringen af myokardielaktatproduktion under ACh-provokationstest, ikke bemærket nogen komplikation forbundet med kanylering i CS8.
Lejlighedsvis er der dog en undladelse af at indsætte et kateter for at indsamle blodprøver i CS. Den anatomiske placering af CS-ostium til højre atrium er det afgørende punkt for vellykket kanylering. Når et Amplatz-venstre kateter er avanceret fra højre lårbensvene, er kateterindsættelse i CS ofte vanskelig i tilfælde med CS-ostium for tæt på eller for langt fra åbningen af den ringere vena cava. I sådanne tilfælde skal vaskulær adgang til CS-kateteret ændres fra lårbensvenen til den indre jugularvene for at fuldføre kanylering til CS. I modsætning hertil indebærer proceduren under systemisk heparinisering en risiko for blødningskomplikationer. Således bør ændringen af punkteringsstedet for CS-kateteret bestemmes med hensyn til klinisk risiko og fordel ved evaluering af myokardielaktatproduktion under ACh-provokerende testning.
Afslutningsvis er måling af myokardielaktatproduktion afgørende og værdifuld for diagnosen MVS, og proceduren er generelt sikker og ligetil, selvom den kræver en vis erfaring.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
H.S. modtog forelæsningshonorarer fra Bayer Yakuhin, Ltd. og Daiichi Sankyo Co. Ltd., men erklærer ingen interessekonflikter vedrørende nærværende arbejde. Alle de andre forfattere har intet at afsløre.
Acknowledgments
Vi takker alt personale i kateteriseringslaboratoriet på Tohoku University Hospital.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| ABL8000 FLEX blood gas analyzer | RADIOMETER, Copenhagen, Denmark | k041874 | The automatic lactate analyzer |
| OUTLOOK | Terumo Corp, Tokyo, Japan | RQ-5JL4000 | The Judkins-left catheter for coronary angiography |
| Ovisot for injection | Daiichi sankyo company, limited, Tokyo, Japan | 871232 | Injectable product of acetylcholine chloride for acetylcholine provocation testing |
| Supersheath | MEDIKIT CO., LTD., Tokyou, Japan | CS50P11TSM | The sheath for insertion of a catheter |
| Technowood SoftNAV Catheter | Technowood Corp, Tokyo, Japan | H710-FL445SH | The Amplatz-left catheter for blood sampling from coronary sinus |
References
- Kunadian, V., et al. An EAPCI expert consensus document on ischaemia with non-obstructive coronary arteries in collaboration with European Society of Cardiology Working Group on Coronary Pathophysiology & Microcirculation endorsed by Coronary Vasomotor Disorders International Study Group. European Heart Journal. 41 (37), 3504-3520 (2020).
- Ong, P., et al. Diagnosis of coronary microvascular dysfunction in the clinic. Cardiovascular Research. 116 (4), 841-855 (2020).
- Mohri, M., et al. Angina pectoris caused by coronary microvascular spasm. Lancet. 351 (9110), 1165-1169 (1998).
- Sun, H., et al. Coronary microvascular spasm causes myocardial ischemia in patients with vasospastic angina. Journal of the American College of Cardiology. 39 (5), 847-851 (2002).
- Ong, P., et al. International standardization of diagnostic criteria for microvascular angina. International Journal of Cardiology. 250, 16-20 (2018).
- Matsuyama, K., et al. Increased plasma level of endothelin-1-like immunoreactivity during coronary spasm in patients with coronary spastic angina. American Journal of Cardiology. 68 (10), 991-995 (1991).
- Goldberg, S., et al. Coronary hemodynamic and myocardial metabolic alterations accompanying coronary spasm. American Journal of Cardiology. 43 (3), 481-487 (1979).
- Odaka, Y., et al. Plasma concentration of serotonin is a novel biomarker for coronary microvascular dysfunction in patients with suspected angina and unobstructive coronary arteries. European Heart Journal. 38 (7), 489-496 (2017).
- J. C. S. Joint Working Group. Guidelines for diagnosis and treatment of patients with vasospastic angina (Coronary Spastic Angina) (JCS 2013). Circulation Journal. 78 (11), 2779-2801 (2014).
- Kaikita, K., et al. Determinants of myocardial lactate production during acetylcholine provocation test in patients with coronary spasm. Journal of American Heart Association. 4 (12), (2015).
- Sueda, S., Kohno, H., Ochi, T., Uraoka, T. Overview of the acetylcholine spasm provocation test. Clinical Cardiology. 38 (7), 430-438 (2015).
