Summary
Myokardlaktatproduksjon (koronar arteriell-venøs forskjell i serumlaktatnivå) under koronar provokasjonstesting betraktes som en svært sensitiv markør som reflekterer acetylkolinindusert myokardiskemi på grunn av mikrovaskulær spasme. Denne artikkelen presenterer prosedyrene for å vurdere myokardlaktatproduksjon for diagnostisering av koronar mikrovaskulær spasme.
Abstract
Hos omtrent en fjerdedel av pasientene med angina og ikke-obstruktiv koronararterie er det ikke observert noen epikardial spasme på koronar arteriografi under et anginaangrep. Siden trykkhastighetsproduktet er nesten identisk i hvile og angrepsstart hos disse pasientene, vil reduksjonen i koronar blodstrøm i stedet for økt myokardial oksygenforbruk sannsynligvis forklare myokardiskemi, noe som indikerer en betydelig involvering med koronar mikrovaskulær spasme (MVS). Myokardlaktatproduksjon, som kan defineres som et negativt myokardlaktatekstraksjonsforhold (forholdet mellom koronar arteriell venøs forskjell i laktatkonsentrasjon og arteriell konsentrasjon), anses å være en indikasjon på objektive bevis for å støtte den fremvoksende myokardiskemien. Dermed er overvåking av myokardial laktatproduksjon og fremveksten av brystsmerter og iskemiske elektrokardiografiske endringer under acetylkolin (ACh) provokasjonstesting av signifikant verdi for å oppdage enheten av MVS. Praktisk talt, 1 min etter at inkrementelle doser av ACh (20, 50 og 100 μg) er administrert i venstre koronararterie (LCA), samles parrede prøver på 1 ml blod fra LCA-ostium og koronar sinus for måling av laktatkonsentrasjon med en kalibrert automatisk laktatanalysator. Deretter kunne utviklingen av MVS bekreftes ved negativ myokardlaktatekstraksjonsratio til tross for fravær av angiografisk påviselig epikardial koronar spasme eller før forekomsten gjennom ACh-provokasjonstesting. Avslutningsvis er vurdering av myokardlaktatproduksjon viktig og verdifull for diagnosen MVS.
Introduction
Nylige studier viste at iskemi med ikke-obstruktiv koronararterie (INOCA) hovedsakelig skyldes funksjonelle koronar vasobevegelsesforstyrrelser, inkludert epikardiale og mikrovaskulære spasmer1. Diagnosen koronar vasokonstriktordysfunksjon på epikard- og/eller mikrovaskulært nivå krever ofte intrakoronar provokasjonstesting med et farmakologisk vasoaktivt middel som acetylkolin (ACh) under koronar angiografi2. Mange pasienter med INOCA har ingen epikardspasmer på koronar arteriografi til tross for utvikling av anginaanfall og iskemiske elektrokardiografiske (EKG) endringer som respons på intrakoronar ACh3. Siden trykkhastighetsproduktet er nesten identisk i hvile og angrepsstart hos disse pasientene, vil reduksjonen i koronar blodstrøm i stedet for økt myokardial oksygenforbruk sannsynligvis forklare myokardiskemi, noe som indikerer en betydelig involvering med koronar mikrovaskulær spasme (MVS). I tillegg synes MVS også å være involvert i angina hos en fjerdedel av pasientene med vasospastisk angina (VSA) på grunn av epikardial koronar spasme4.
Siden ingen teknikk er tilgjengelig for å visualisere koronar mikrokar hos mennesker in vivo, er MVS definert som iskemiske EKG-forandringer assosiert med reproduksjon av vanlige brystsmerter i fravær av epikardial spasme (90%) intrakoronar provokasjonstesting5. Vanligvis, ved utvikling av iskemi, reduseres myokardiallaktatforbruket, og et skifte til laktatproduksjon oppstår når myokardiskemi øker i alvorlighetsgrad 6,7. Dermed anses en ekstra myokardlaktatproduksjonsmåling å være nyttig for å bekrefte ACh-indusert mikrovaskulær myokardiskemi under provokasjonstesting 3,4,8. Her presenterer den nåværende protokollen koronar sinus (CS) laktatmålinger for diagnostisering av MVS.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Måling av myokardlaktatproduksjon under ACh-provokasjonstesting for å evaluere koronar vasoreaktivitet ble utført etter de etiske prinsippene i Helsinkideklarasjonen, og protokollen ble godkjent av etikkomiteene ved Tohoku University (No.2016-1-643). Alle pasientene ga skriftlig informert samtykke før prosedyren. I denne artikkelen ble ACh provokasjonstesting utført etter retningslinjene fra det japanske sirkulasjonssamfunnet9.
1. Forberedelse for prosedyren
- Sørg for at måling av myokardlaktatproduksjon utføres hos pasienter som gjennomgår ACh provokasjonstesting for å diagnostisere VSA og / eller mikrovaskulær angina (MVA) på grunn av vasospasme.
- Sørg for at pasientene seponerer alle vasoaktive midler for nøyaktighet av disse diagnosene, inkludert kalsiumkanalblokkere, langtidsvirkende nitrater og nikorandil, minst 48 timer før kateteriseringsstudie9.
- Barber hår på stikksteder, inkludert både lyske og håndledd.
2. Innsetting av katetre før ACh provokasjonstesting
- Bruk lokalbedøvelse på stikksteder med subkutan 1% lidokain for å sette inn intravenøse og radiale arterieskjeder.
MERK: Anestesieffekten bekreftes av tap av smertefølelse på det bedøvede området ved å stikke med en nål. - Plasser to 5 Fr venøse skjeder gjennom høyre eller venstre femorale vene med ultralydveiledning.
MERK: En venøs kappe brukes til å sette inn en midlertidig pacing elektrode i høyre ventrikkel i tilfelle av alvorlig bradykardi etter intrakoronar ACh. Den andre er for et CS-kateter for å få blodprøver for å måle laktatnivået i CS. - Plasser en 5 eller 6 Fr arteriell skjede gjennom den radiale eller femorale arterien.
- Administrer intravenøst heparin (50 til 70 E / kg) for å oppnå terapeutisk antikoagulasjon (aktivert koagulasjonstid ~ 250 s) før koronar instrumentering.
- Canulate en 5 Fr eller 6 Fr Judkins-venstre kateter i LCA gjennom radial eller femorale arterien.
MERK: De vanlige katetermanipulasjonene utføres med Judkins venstre kateter. - Advance et CS kateter, for ofte et hydrofilt belegg Amplatz-venstre kateter brukes, fra en venøs kappe plassert på høyre femorale vene til høyre atrium.
- På forhånd bekrefter du konfigurasjonen av CS og plasseringen av åpningen i høyre atrium ved å påvise CS-bildet i venefasen av LCA-angiografi (figur 1A).
- Kanuler et Amplatz-venstre kateter til CS ved å vri kateteret mot klokken i høyre atrium med venstre fremre skrå (LAO) visning.
- Kontroller om kateteret er kanylert til CS og dets posisjon i CS er tilstrekkelig ved kontrastinjeksjon fra enden av kateteret (figur 1B).
MERK: Den venøse fasen av LCA-angiografi bekrefter om kateteret kanyleres til CS. - Ta et par blodprøver fra CS og ostium av LCA samtidig for å undersøke myokardlaktatmetabolismen ved baseline. Deretter måles laktatnivåene i disse prøvene ved hjelp av blodgassanalyse utstyrt med automatisk laktatmålingsfunksjon.
3. Måling av myokardlaktatproduksjon under ACh provokasjonstesting
- Utfør baseline venstre koronar angiografi i en hensiktsmessig projeksjon som sikrer best mulig separasjon av grenene i hver koronararterie, og serielle angiografier etter intrakoronar injeksjon av ACh bør utføres i samme projeksjon.
MERK: Siden den store koronar sinus drenerer blod fra perfusjonsregioner i LCA, men ikke fra høyre koronararterie, er evaluering av myokardlaktatproduksjon bare mulig for LCA under ACh provokasjonstesting 8,10. - Administrer ACh i koronararterien på en kumulativ måte (ACh 20, 50 og 100 μg i 10 ml oppløsning) over 20 s med nøye overvåking av blodtrykk og 12-bly elektrokardiografi (EKG). Utfør koronar angiografi når brystsmerter eller EKG ST-segmentendring oppstår, eller rutinemessig etter å ha fullført hver ACh-injeksjon 9,11.
- Samle parede prøver på 1 ml blod fra LCA ostium og CS for å måle laktatkonsentrasjoner 1 min etter at hver dose ACh er gitt til LCA og bestemme laktatkonsentrasjoner med en kalibrert automatisk laktatanalysator.
- Beregn laktatekstraksjonsforholdet (LER) ved å dividere den koronare arteriovenøse forskjellen i laktatkonsentrasjonen med arteriell laktatkonsentrasjon som følger 4,8,10:
LER = (arteriell laktatkonsentrasjon [mmol/L] - koronar venøs laktatkonsentrasjon [mmol/L])/arteriell laktatkonsentrasjon (mmol/L).
MERK: Myokardlaktatproduksjon definert ved negativ LER er objektivt bevis for å støtte den fremvoksende myokardiskemien 4,8,10. Derfor blir forekomsten av MVS som myokardlaktatproduksjon (negativ LFR) gjenkjennelig uten eller før forekomsten av angiografisk tilsynelatende epikardial koronar spasme under ACh-provokasjonstesting3. - Administrer 5 mg isosorbiddinitrat i LCA hvis epikardiale koronar spasmer ble indusert. Utfør straks koronar angiografi mens koronararterien er maksimalt utvidet.
- Samtidig samles blodprøver av 1 ml blod fra LCA ostium og CS for å måle laktatkonsentrasjoner etter lindring av ACh-indusert spasme.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
En 56 år gammel kvinne uten koronar risikofaktor led av forbigående ubehag i brystet i hvile. Hun gjennomgikk ACh provokasjonstesting og måling av myokardlaktatproduksjon for diagnostisering av MVS. Som vist i figur 2 ble brystsmerter, iskemiske EKG-forandringer og negativ LER registrert umiddelbart etter 100 μg ACh-administrasjon i LCA. Likevel ble det ikke observert relevant epikardial koronar spasme ved angiografi. Dermed fikk hun diagnosen MVS. Oppsiktsvekkende nok hadde hun vedvarende negativ LER selv etter at isosorbiddinitrat (ISDN) ble administrert i LCA, noe som tyder på at myokardiskemi som kan tilskrives nedsatt biotilgjengelighet av nitrogenoksid i koronar prearterioler ble forlenget.
Figur 1: En blodprøveinnstilling for måling av laktatkonsentrasjoner i LCA og CS (LAO 50°). Et Judkins-venstre kateter ble introdusert i LCA (svart pil). For å oppdage CS-åpningen og visualisere hele konfigurasjonen, er den venøse fasen av LCA-angiografi (hvite piler) anvendelig (A). Når det gjaldt CS-avbildning tatt i venefasen av LCA-angiografi, ble det via høyre femorale vaskulære tilgang til CS (hvite piler) lagt pålitelig og sikkert gjennom høyre femorale vaskulær tilgang til CS (hvite piler) (B). CS indikerer koronar sinus; LAO er venstre fremre skrå; LCA er venstre koronararterie. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 2 Koronar angiografi, EKG-forandringer og laktatnivå under ACh-provokasjonstesting hos en 56 år gammel kvinnelig pasient med repeterende hvilende anginaanfall. Funn ved baseline koronar angiografi med LCA og EKG var normale (A). Intrakoronar 100 μg ACh induserte reproduksjon av sine vanlige symptomer og markert ST-segmentdepresjon i V2-V 4 (røde piler), men ingen epikardial koronar vasokonstriksjon ble notert (B). Endringer i myokardial laktatmetabolisme gjennom ACh provokasjonstesting er oppsummert (C). LER, som beregnes som forholdet mellom koronar arteriovenøs forskjell i laktatkonsentrasjon og arteriell konsentrasjon, ble negativ like etter administrering av 100 μg acetylkolin, noe som reflekterer myokardiskemi. ACh indikerer acetylkolin; CS er koronar sinus; ISDN er isosorbiddinitrat; LCA er venstre koronararterie; LER er laktatekstraksjonsforhold. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Deteksjon av forbedret koronar vasokonstriksjon er mulig ved en ytterligere farmakologisk provokasjonstesting med ACh eller ergometrin under koronar angiografi. Selv nå er det ingen teknikk for direkte å visualisere koronarmikrovaskulaturen for evaluering av dens funksjon in vivo, forekomsten av koronar spasmer på mikrovaskulært nivå kan utelukkende utledes av reproduksjon av vanlige symptomer sammen med iskemiske EKG-endringer til tross for fravær av epikardial koronar spasme under ACh provokasjonstesting. Spesielt bekrefter en ekstra måling av myokardlaktatproduksjon, en svært sensitiv surrogatmarkør for myokardiskemi, tilstedeværelsen av myokardiskemi objektivt gjennom provoserende testing. Mohri et al. viste at myokardlaktatproduksjon ble observert under intrakoronar ACh-indusert anginaanfall hos 9 av de 11 pasientene (82%) uten epikardial koronar spasme. Det ble imidlertid observert hos ingen av 10 pasienter med atypiske brystsmerter som viste en tilsvarende grad av epikardial konstriksjon indusert av ACh3. Videre kan ca. 25 % av pasientene med vasospastisk angina (VSA) forårsaket av epikardial koronar spasme være assosiert med MVS4. De er utbredt hos kvinner og har ofte langvarige og narkotikatolerante anfall4. Siden fremvoksende MVS kunne detekteres ved myokardlaktatproduksjon før forekomsten av angiografisk epikardial spasme8, kan høyrisiko VSA-pasienter dissekeres med både mikrovaskulære og epikardiale spasmer fra de med epikardial spasme alene.
Måling av myokardlaktatproduksjon under ACh-provokasjonstesting er trygg og grei fra et teknisk synspunkt. Faktisk avhenger prosedyrens suksess av kanyleringen i CS. Som vist i figur 1 er det derfor avgjørende å identifisere lokalisasjonen av CS-åpningen ved hjelp av venefaseavbildningen av LCA-angiografi før man forsøker å sette inn et kateter i CS. Denne prosessen bidrar til enkel kanylering i CS og forhindrer komplikasjoner, inkludert CS-disseksjon, perforering av CS eller høyre atrium og resulterende hjertetamponade. Faktisk, i den forrige studien med 198 pasienter som gjennomgikk evaluering av myokardlaktatproduksjon under ACh-provokasjonstesting, ble det ikke observert noen komplikasjon forbundet med kanylering i CS8.
Av og til er det imidlertid en unnlatelse av å sette inn et kateter for å samle blodprøver i CS. Den anatomiske plasseringen av CS-ostium til høyre atrium er det avgjørende punktet for vellykket kanylering. Når et Amplatz-venstre kateter avanseres fra høyre vena femoral, er kateterinnsetting i CS ofte vanskelig i tilfeller med CS ostium for nær eller for langt fra åpningen av vena cava inferior. I slike tilfeller må vaskulær tilgang for CS-kateteret endres fra vena femoralis til vena jugularis interna for å fullføre kanylering til CS. I motsetning til dette medfører prosedyren under systemisk heparinisering en risiko for blødningskomplikasjoner. Endring av stikksted for CS-kateteret bør derfor bestemmes med tanke på klinisk risiko og nytte av evaluering av myokardlaktatproduksjon under ACh-provoserende testing.
Avslutningsvis er måling av myokardlaktatproduksjon viktig og verdifull for diagnosen MVS, og prosedyren er generelt trygg og grei, selv om den krever litt erfaring.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
H.S. mottok forelesningshonorar fra Bayer Yakuhin, Ltd. og Daiichi Sankyo Co. Ltd., men oppgir ingen interessekonflikter vedrørende dette arbeidet. Alle de andre forfatterne har ingenting å avsløre.
Acknowledgments
Vi takker alle ansatte på kateteriseringslaboratoriet på Tohoku universitetssykehus.
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).
