Summary
Myokardlaktatproduktion (koronar arteriell-venös skillnad i serumlaktatnivå) under koronar spasm provokationstestning anses vara en mycket känslig markör som återspeglar acetylkolininducerad myokardischemi på grund av mikrovaskulär spasm. I den här artikeln presenteras procedurerna för att bedöma myokardlaktatproduktion för diagnos av koronar mikrovaskulär spasm.
Abstract
Hos ungefär en fjärdedel av patienterna med kärlkramp och icke-obstruktiva kranskärl noteras ingen epikardiell spasm vid kranskärlsröntgen under en kärlkrampsattack. Eftersom tryckhastighetsprodukten är nästan identisk i vila och vid angrepp hos dessa patienter, är det sannolikt att minskningen av kranskärlsblodflödet snarare än den ökade myokardiella syreförbrukningen förklarar myokardischemi, vilket tyder på en betydande inblandning av koronar mikrovaskulär spasm (MVS). Myokardlaktatproduktion, som kan definieras som en negativ myokardlaktatextraktionskvot (förhållandet mellan den koronarartär-venösa skillnaden i laktatkoncentration och arteriell koncentration), anses indikera objektiva bevis för att stödja den framväxande myokardischemi. Således är övervakning av myokardlaktatproduktionen och uppkomsten av bröstsmärta och ischemiska elektrokardiografiska förändringar under acetylkolin (ACh) provokationstestning av betydande värde för att detektera enheten MVS. Praktiskt, 1 minut efter att inkrementella doser av ACh (20, 50 och 100 μg) administrerats i vänster kranskärl (LCA), samlas parade prover på 1 ml blod från LCA-ostium och koronar sinus för mätning av laktatkoncentrationen med en kalibrerad automatisk laktatanalysator. Därefter kunde utvecklingen av MVS bekräftas genom negativ myokardiell laktatextraktionskvot trots frånvaron av angiografiskt påvisbar epikardiell koronarspasm eller innan den inträffade under ACh-provokationstestning. Sammanfattningsvis är bedömning av myokardlaktatproduktion väsentlig och värdefull för diagnos av MVS.
Introduction
Nyligen genomförda studier har visat att ischemi med icke-obstruktiva kranskärl (INOCA) huvudsakligen orsakas av funktionella kranskärlssjukdomar, inklusive epikardiella och mikrovaskulära spasmer1. Diagnosen koronar vasokonstriktor dysfunktion på epikardiell och/eller mikrovaskulär nivå kräver ofta intrakoronar provokationstestning med ett farmakologiskt vasoaktivt medel såsom acetylkolin (ACh) under koronarangiografi2. Många patienter med INOCA har ingen epikardiell spasm vid kranskärlsröntgen trots utveckling av anginaattack och ischemiska elektrokardiografiska (EKG) förändringar som svar på intrakoronarACh 3. Eftersom tryckhastighetsprodukten är nästan identisk i vila och vid angrepp hos dessa patienter, är det sannolikt att minskningen av kranskärlsblodflödet snarare än den ökade myokardiella syreförbrukningen förklarar myokardischemi, vilket tyder på en betydande inblandning av koronar mikrovaskulär spasm (MVS). Dessutom verkar MVS också vara involverad i kärlkramp hos en fjärdedel av patienterna med vasospastisk angina (VSA) på grund av epikardiell kranskärlsspasm4.
Eftersom det inte finns någon teknik tillgänglig för att visualisera koronarmikrokärl hos människor in vivo, definieras MVS som ischemiska EKG-förändringar associerade med reproduktion av vanlig bröstsmärta i frånvaro av epikardiell spasm (90 %) intrakoronar provokationstestning5. Vanligtvis, vid utveckling av ischemi, minskar myokardiell laktatförbrukning, och en övergång till laktatproduktion sker när myokardiell ischemi ökar i svårighetsgrad 6,7. Således anses ytterligare en mätning av myokardlaktatproduktionen vara användbar för att bekräfta ACh-inducerad mikrovaskulär myokardischemi under provokationstestning 3,4,8. Här presenterar det nuvarande protokollet koronar sinus (CS) laktatmätningar för diagnos av MVS.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Mätningen av myokardlaktatproduktionen under ACh-provokationstestning för att utvärdera kranskärlsaktivitet utfördes i enlighet med de etiska principerna i Helsingforsdeklarationen, och protokollet godkändes av de etiska kommittéerna vid Tohoku University (No.2016-1-643). Alla patienter gav skriftligt informerat samtycke före ingreppet. I den här artikeln utfördes ACh-provokationstester enligt riktlinjerna från Japanese Circulation Society9.
1. Förberedelser inför ingreppet
- Se till att mätningen av myokardlaktatproduktionen utförs på patienter som genomgår ACh-provokationstestning för att diagnostisera VSA och/eller mikrovaskulär angina (MVA) på grund av vasospasm.
- Se till att patienterna avbryter alla vasoaktiva medel för att säkerställa att dessa diagnoser är korrekta, inklusive kalciumkanalblockerare, långverkande nitrater och nicorandil, minst 48 timmar före kateteriseringsstudie9.
- Raka håret på punkteringsställena, inklusive både ljumskregioner och handleder.
2. Införande av katetrar före ACh-provokationstestning
- Använd lokalbedövning på punktionsställen med subkutant 1 % lidokain för att sätta in intravenösa och radiella artärskidor.
OBS: Anestesieffekten bekräftas av förlusten av smärtkänsla vid det bedövade området genom att sticka med en nål. - Placera två 5 Fr venösa skidor genom höger eller vänster lårbensven med ultraljudsvägledning.
OBS: En venös hylsa används för att sätta in en tillfällig stimuleringselektrod i höger kammare vid svår bradykardi efter intrakoronar ACh. Den andra är att en CS-kateter tar blodprover för att mäta laktatnivåerna i CS. - Placera en 5 eller 6 Fr artärskida genom radial- eller lårbensartären.
- Administrera intravenöst heparin (50 till 70 E/kg) för att uppnå terapeutisk antikoagulation (aktiverad koagulationstid ~250 s) före koronarinstrumentering.
- Kabulera en 5 Fr eller 6 Fr Judkins-vänster kateter till LCA genom radial- eller lårbensartären.
OBS: De vanliga katetermanipulationerna utförs med Judkins vänstra kateter. - För fram en CS-kateter, för ofta används en hydrofil beläggning Amplatz-vänster kateter, från en venös hylsa placerad vid höger lårbensven till höger förmak.
- Bekräfta konfigurationen av CS och placeringen av dess öppning i höger förmak i förväg genom att detektera CS-bilden i den venösa fasen av LCA-angiografi (Figur 1A).
- Canulera en Amplatz-vänster kateter till CS genom att vrida katetern moturs vid höger förmak med vänster främre sned (LAO) vy.
- Kontrollera om katetern är kanylerad i CS och dess position i CS är tillräcklig genom kontrastinjektion från kateterns ände (Figur 1B).
OBS: Den venösa fasen av LCA-angiografin bekräftar om katetern är kanylerad till CS. - Ta ett par blodprover från CS och ostium av LCA samtidigt för att undersöka myokardiell laktatmetabolism vid baslinjen. Mät sedan laktatnivåerna i dessa prover med hjälp av blodgasanalys utrustad med automatisk laktatmätningsfunktion.
3. Mätning av myokardlaktatproduktion under ACh-provokationstestning
- Utför baslinjebilden av vänster kranskärl i en lämplig projektion som säkerställer bästa separation av grenarna i varje kranskärl, och serieangiografier efter intrakoronar injektion av ACh bör utföras i samma projektion.
OBS: Eftersom den stora koronarsinus dränerar blod från perfusionsregioner i LCA men inte från höger kranskärl, är utvärdering av myokardlaktatproduktion endast möjlig för LCA under ACh-provokationstestning 8,10. - Administrera ACh i kranskärlet på ett kumulativt sätt (ACh 20, 50 och 100 μg i 10 ml lösning) under 20 s med noggrann övervakning av blodtrycket och 12-avledningselektrokardiografi (EKG). Utför kranskärlsröntgen när bröstsmärta eller någon förändring av EKG ST-segmentet inträffar, eller rutinmässigt efter varje ACh-injektion 9,11.
- Samla in parade prover på 1 ml blod från LCA-ostium och CS för att mäta laktatkoncentrationer 1 minut efter varje dos av ACh som ges till LCA och bestäm laktatkoncentrationer med en kalibrerad automatisk laktatanalysator.
- Beräkna laktatextraktionskvoten (LER) genom att dividera den koronara arteriovenösa skillnaden i laktatkoncentrationen med den arteriella laktatkoncentrationen enligt följande: 4,8,10:
LER = (arteriell laktatkoncentration [mmol/L] - koronar venös laktatkoncentration [mmol/L])/arteriell laktatkoncentration (mmol/L).
OBS: Myokardlaktatproduktion definierad som negativ LER är objektiva bevis för att stödja den framväxande myokardischemien 4,8,10. Därför blir förekomsten av MVS som myokardlaktatproduktion (negativ LFR) igenkännbar utan eller före förekomsten av angiografiskt uppenbar epikardiell koronar spasm under ACh-provokationstestning3. - Administrera 5 mg isosorbiddinitrat i LCA om epikardiell koronarspasmer inducerades. Utför omedelbart kranskärlsröntgen medan kranskärlet är maximalt vidgat.
- Samla samtidigt blodprover på 1 ml blod från LCA-ostium och CS för att mäta laktatkoncentrationer efter lindring av ACh-inducerad spasm.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
En 56-årig kvinna utan riskfaktorer för kranskärlssjukdom led av övergående obehag i bröstet i vila. Hon genomgick ACh-provokationstest och mätning av myokardlaktatproduktion för diagnos av MVS. Som visas i figur 2 noterades bröstsmärta, ischemiska EKG-förändringar och negativ LER omedelbart efter 100 μg ACh-administrering i LCA. Ändå observerades ingen relevant epikardiell kranskärlsspasm vid angiografi. Därmed fick hon diagnosen MVS. Intressant nog hade hon ihållande negativ LER även efter att isosorbiddinitrat (ISDN) administrerades i LCA, vilket tyder på att myokardischemi som kan hänföras till försämrad biotillgänglighet av kväveoxid i koronar pre-arterioler var förlängd.
Figur 1: En blodprovstagningsinställning för mätning av laktatkoncentrationer i LCA och CS (LAO 50°). En Judkins-vänster kateter fördes in i LCA (svart pil). För att detektera CS-öppningen och visualisera hela dess konfiguration är den venösa fasen av LCA-angiografi (vita pilar) tillämplig (A). När det gäller CS-avbildningen som erhölls i den venösa fasen av LCA-angiografin, fördes en Amplatz-vänster kateter (vit konturpil) in i CS (vita pilar) på ett tillförlitligt och säkert sätt genom den högra lårbensvaskulära åtkomsten till CS (vita pilar) (B). CS indikerar koronar sinus; LAO lämnas främre snett; LCA är vänster kranskärl Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 2: Koronarangiografi, EKG-förändringar och laktatnivåer under ACh-provokationstestning hos en 56-årig kvinnlig patient med upprepade attacker av vilangina. Resultaten av kranskärlsangiogram av LCA och EKG vid baseline var normala (A). Intrakoronar inducerade 100 μg ACh reproduktion av hennes vanliga symtom och markant ST-segmentsdepression i V2-V 4 (röda pilar), men ingen epikardiell koronar vasokonstriktion noterades (B). Förändringar i myokardiell laktatmetabolism under ACh-provokationstestning sammanfattas (C). LER, som beräknas som förhållandet mellan den koronarartade arteriovenösa skillnaden i laktatkoncentration och arteriell koncentration, blev negativ strax efter administrering av 100 μg acetylkolin, vilket återspeglar myokardiell ischemi. ACh indikerar acetylkolin; CS är sinus kranskärl; ISDN är isosorbiddinitrat. LCA är vänster kranskärl; LER är laktatextraktionsförhållandet. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Detektion av förstärkt koronar vasokonstriktion är möjlig genom ytterligare farmakologisk provokationstestning med ACh eller ergometrin under koronarangiografi. Inte ens nu finns det någon teknik för att direkt visualisera den koronara mikrovaskulaturen för utvärdering av dess funktion in vivo, förekomsten av kranskärlsspasm på mikrovaskulär nivå kunde enbart härledas genom reproduktion av vanliga symtom tillsammans med ischemiska EKG-förändringar trots frånvaron av epikardiell kranskärlsspasm under ACh-provokationstestning. En ytterligare mätning av myokardlaktatproduktion, en mycket känslig surrogatmarkör för myokardischemi, bekräftar förekomsten av myokardischemi objektivt sett under provokativ testning. Mohri et al. visade att myokardlaktatproduktion noterades under intrakoronar ACh-inducerad anginaattack hos 9 av de 11 patienterna (82 %) utan epikardiell koronarspasm. Det observerades dock inte hos någon av 10 patienter med atypisk bröstsmärta som uppvisade en jämförbar grad av epikardiell sammandragning inducerad avACh 3. Dessutom kan cirka 25 % av patienterna med vasospastisk angina (VSA) orsakad av epikardiell kranskärlsspasm associeras med MVS4. De är vanliga hos kvinnor och har ofta långvariga och drogtoleranta anfall4. Eftersom begynnande MVS kunde detekteras genom myokardlaktatproduktion före uppkomsten av angiografisk epikardiell spasm8, kan högrisk-VSA-patienter dissekeras med både mikrovaskulära och epikardiella spasmer från de med enbart epikardiell spasm.
Mätning av myokardlaktatproduktion under ACh-provokationstestning är säker och okomplicerad ur teknisk synvinkel. Faktum är att förfarandets framgång beror på kanyleringen till CS. Därför, som visas i figur 1, är det viktigt att identifiera platsen för CS-öppningen med hjälp av venfasavbildningen av LCA-angiografi innan man försöker föra in en kateter i CS. Denna process bidrar till att underlätta kanylering till CS och förhindrar komplikationer, inklusive CS-dissektion, perforering av CS eller höger förmak och resulterande hjärttamponad. Faktum är att i den tidigare studien med 198 patienter som genomgick utvärderingen av myokardlaktatproduktion under ACh-provokationstestning, noterades ingen komplikation i samband med kanyleringen till CS8.
Ibland händer det dock att det inte går att föra in en kateter för att ta blodprover i CS. Den anatomiska placeringen av CS-ostium till höger förmak är den avgörande punkten för framgångsrik kanylering. När en kateter av Amplatz-vänstertyp förs fram från höger lårbensven, är det ofta svårt att föra in katetern i CS i fall med CS-ostium för nära eller för långt från öppningen av den nedre hålvenen. I sådana fall måste vaskulär åtkomst för CS-katetern ändras från lårbensvenen till den inre jugularven för att slutföra kanyleringen till CS. Däremot medför ingreppet under systemisk heparinisering en risk för blödningskomplikationer. Således bör bytet av punktionsställe för CS-katetern bestämmas i termer av klinisk risk och nytta av utvärdering av myokardlaktatproduktion under ACh-provocerande testning.
Sammanfattningsvis är mätning av myokardlaktatproduktion viktig och värdefull för diagnos av MVS, och proceduren är i allmänhet säker och okomplicerad, även om den kräver viss erfarenhet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
H.S. erhöll föreläsningsarvoden från Bayer Yakuhin, Ltd. och Daiichi Sankyo Co. Ltd., men förklarar att det inte föreligger några intressekonflikter i detta arbete. Alla de andra författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Vi tackar all personal vid kateteriseringslaboratoriet på Tohoku universitetssjukhus.
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).
