Summary
Die transthorakale Echokardiographie ist der diagnostische Erstlinientest für linksventrikuläre Dysfunktion nach der Reanimation und strukturelle Veränderungen in einem Schweinemodell für Herzstillstand.
Abstract
Eine der Hauptursachen für einen Herzstillstand außerhalb des Krankenhauses ist der akute Myokardinfarkt (AMI). Nach erfolgreicher Wiederbelebung nach einem Herzstillstand sterben etwa 70% der Patienten vor der Entlassung aus dem Krankenhaus an einer myokardialen und zerebralen Dysfunktion nach der Reanimation. In experimentellen Modellen wurde eine myokardiale Dysfunktion nach Herzstillstand, die durch eine Beeinträchtigung sowohl der systolischen als auch der diastolischen Funktion des linken Ventrikels (LV) gekennzeichnet ist, als reversibel beschrieben, aber in Herzstillstandsmodellen, die mit AMI bei Schweinen assoziiert sind, liegen nur sehr wenige Daten vor. Die transthorakale Echokardiographie ist der diagnostische Test der ersten Wahl zur Beurteilung von Myokardfunktionsstörungen, strukturellen Veränderungen und/oder AMI-Erweiterungen. In diesem Schweinemodell des ischämischen Herzstillstands wurde die Echokardiographie zu Studienbeginn und 2-4 und 96 Stunden nach der Wiederbelebung durchgeführt. In der Akutphase werden die Untersuchungen bei betäubten, mechanisch beatmeten Schweinen (Gewicht 39,8 ± 0,6 kg) durchgeführt und ein EKG kontinuierlich aufgezeichnet. Es werden mono- und bidimensionale, Doppler- und Gewebe-Doppler-Aufnahmen aufgenommen. Gemessen werden der Durchmesser der Aorta und des linken Vorhofs, die endsystolischen und enddiastolischen linksventrikulären Wandstärken, die enddiastolischen und endsystolischen Durchmesser sowie die Verkürzungsfraktion (SF). Apikale 2-, 3-, 4- und 5-Kammer-Ansichten werden erfasst, LV-Volumina und Ejektionsfraktion werden berechnet. Eine segmentale Wandbewegungsanalyse wird durchgeführt, um die Lokalisation zu erkennen und das Ausmaß des Myokardinfarkts abzuschätzen. Die gepulste Wellen-Doppler-Echokardiographie wird verwendet, um transmitrale Flussgeschwindigkeiten aus einer 4-apikalen Kammeransicht und transaortalen Fluss aus einer 5-Kammer-Ansicht aufzuzeichnen, um LV-Herzzeitvolumen (CO) und Schlagvolumen (SV) zu berechnen. Die Gewebe-Doppler-Bildgebung (TDI) des LV-Mitralanulus lateraler und septaler Mitralanulus wird aufgezeichnet (TDI-Septum- und laterale s'-, e', a'-Geschwindigkeiten). Alle Aufzeichnungen und Messungen werden gemäß den Empfehlungen der Richtlinien der amerikanischen und europäischen Gesellschaft für Echokardiographie durchgeführt.
Introduction
Ein Herzstillstand tritt häufig Minuten nach dem Auftreten typischer Brustschmerzen auf und ist in einigen Fällen die erste Manifestation einer koronaren Herzkrankheit1. Tatsächlich weisen 48 % der Überlebenden eines Herzstillstands außerhalb des Krankenhauses in der Angiographie einen Verschluss einer Koronararterie auf2. Darüber hinaus ist die Herzfunktionsstörung für Patienten, die nach einem Herzstillstand in den spontanen Kreislauf (ROSC) zurückkehren, eine der wichtigsten Determinanten für Morbidität und Mortalität3.
Die transthorakale Echokardiographie (TTE) ist ein nicht-invasives diagnostisches und prognostisches Instrument, das bei Patienten zur Beurteilung von Myokarddysfunktion nach der Reanimation, strukturellen Veränderungen und/oder AMI-Erweiterung nach ROSC und in den folgenden Tagen eingesetzt wird. In experimentellen ischämischen und nicht-ischämischen Herzstillstandsmodellen bei Schweinen wird TTE häufig verwendet, um die systolische Herzfunktion, die Hämodynamik und das Ansprechen auf die Therapie nichtinvasiv seriell zu beurteilen. Im Jahr 2008 wurden Veränderungen der diastolischen Dysfunktion in Bezug auf eine Erhöhung der Mitral-E-Geschwindigkeit und des Gewebe-Dopplers (TDI) e' Geschwindigkeitsverhältnisses (E/e') und eine Abnahme der Mitral-E-Geschwindigkeit und des A-Geschwindigkeitsverhältnisses (E/A) kurz nach der Reanimation in einem nicht-ischämischen Schweinemodell mit Herzstillstandbeschrieben 4.
Die vorliegende Studie beschreibt die verschiedenen methodischen Schritte, die zur Beurteilung der linksventrikulären (LV) Struktur und der systolischen und diastolischen LV-Funktion durch TTE zu verschiedenen Zeitpunkten in einem ischämischen Schweinemodell des Herzstillstands durchgeführt werden.
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Protocol
Alle Verfahren im Zusammenhang mit Tieren und deren Pflege entsprachen den nationalen und internationalen Gesetzen und Richtlinien. Die Genehmigung der Studie wurde vom institutionellen Prüfungsausschuss der Universität Mailand und einer staatlichen Einrichtung eingeholt (Genehmigung des Gesundheitsministeriums Nr. 84/2014-PR). Daten, die die Ergebnisse dieser Studie stützen, sind auf Anfrage beim korrespondierenden Autor erhältlich. Das experimentelle Modell und die echokardiographischen Protokolldiagramme sind in Abbildung 1 und Abbildung 2 dargestellt.
1. Tierische Vorbereitung
- Schnelle männliche Hausschweine (Gewicht 39,8 ± 0,6 kg) für 8 Stunden über Nacht vor dem Experiment. Sorgen Sie für freien Zugang zu Wasser.
2. Einleitung der Anästhesie und Erhaltung, Antibiotikaprophylaxe
- Induktion einer Vollnarkose durch intramuskuläre Injektion von Ketamin (20 mg/kg), gefolgt von intravenöser (IV) Propofol (2 mg/kg). Überprüfen Sie, ob die Anästhesietiefe ausreichend ist, indem Sie den Kiefertonus, den Verlust des Hornhautreflexes mit Muskelentspannung und die Notwendigkeit einer mechanischen Beatmung verlieren.
- Führen Sie einen Katheter in die rechte Halsvene ein und schieben Sie ihn in die obere Hohlvene vor.
- Aufrechterhaltung der Anästhesie mit kontinuierlicher intravenöser Infusion von Propofol (4-8 mg / kg / h).
- Injizieren Sie Sufentanyl (0,3 μg/kg) und dann Ampicillin (1 g) bis iv.
3. Elektrokardiographische und hämodynamische Überwachung der mechanischen Beatmung
- Platzieren Sie einen Trachealtubus mit Manschette, damit die Schweine mechanisch beatmet werden, mit einem Atemzugvolumen von 15 ml/kg und einem FiO2 von 0,21.
- Stellen Sie die Atemfrequenz ein und halten Sie den endtidalen Partialdruck von Kohlendioxid (EtCO2) mit einem Infrarot-Kapnometer zwischen 35-40 mmHg.
- Rasieren Sie das Schwein mit einem mechanischen Rasierer über die gesamte Brust und das linke Bein (wo endovaskuläre Katheter für hämodynamische Messungen chirurgisch eingeführt werden).
- Tragen Sie Elektrokardiogramm-Plaques (EKG) auf die rasierten Füße und den Unterbauch mit drei EKG-Pads auf. Platzieren Sie zwei von ihnen auf Vorderfüße und den dritten auf der linken Seite des Bauches.
- Führen Sie einen flüssigkeitsgefüllten Katheter in die rechte Oberschenkelarterie ein, um den mittleren arteriellen Druck zu messen und arterielle Blutproben für die arterielle Blutsauerstoffspannung (PO 2), die Kohlendioxidspannung (PCO2) und den pH-Wert zu entnehmen.
- Schieben Sie einen 7-F-Pentalumen-Thermodilutionskatheter von der rechten Oberschenkelvene in die Lungenarterie vor, um den rechten Vorhofdruck, die Kerntemperatur und das Herzzeitvolumen zu messen.
- Führen Sie einen 5-F-Ballonkatheter aus der rechten Halsschlagader ein. Schieben Sie es mit Hilfe der Angiographie in die Aorta und dann in die linke vordere absteigende Koronararterie jenseits des ersten diagonalen Astes vor. Bestätigen Sie die korrekte Positionierung durch Injektion von Röntgenkontrastmittel.
- Schieben Sie einen 5-F-Stimulationskatheter von der rechten Vena subclavia in den rechten Ventrikel (RV) vor, um Kammerflimmern (VF) zu induzieren.
4. Transthorakale Echokardiographie zu Studienbeginn
HINWEIS: Im Durchschnitt dauert die Echokardiographie 20-30 Minuten. Für TTE wird eine Phased-Array-Multifrequenzsonde mit 2,5 bis 5 MHz verwendet, während das EKG kontinuierlich aufgezeichnet wird. Frames und Cine-Loops, die aus mindestens drei aufeinanderfolgenden Herzzyklen bestehen, werden für die Offline-Analyse gespeichert.
- Nehmen Sie monodimensionale (M-Mode) und zweidimensionale (2D) echokardiographische Kurz- und Langachsenbilder auf Aortenebene und LV-Ebene auf, um die Wanddicke, die Aorten-, Vorhof- und LV-Dimensionen, die LV-Funktion und die segmentale Wandbewegung zu beurteilen.
- Nehmen Sie eine 2D-Kurzachsenansicht auf Aortenebene auf. Diese Ansicht zeigt den linken Vorhof (LA, unten Mitte), die Aortenklappe (Mitte), den rechten Vorhof (unten links), die Trikuspidalklappe (links), den rechtsventrikulären Ausflusstrakt (oben) und die Pulmonalklappe (rechts). Platzieren Sie den Cursor in der Mitte der Aorta und LA, um die jeweiligen M-Mode-Bilder aufzunehmen.
- Nehmen Sie eine parasternale 2D-Längsachsenansicht auf. Diese Ansicht ermöglicht die Visualisierung der Aortenwurzel und der Aortenklappensegel, des interventrikulären Septums, der LV und der LA. Die Aorta muss sich in derselben horizontalen Ebene und in einem Kontinuum mit dem interventrikulären Septum befinden. Die Aortensegel müssen deutlich sichtbar sein. Platzieren Sie den Schallkopf im dritten oder vierten linken Interkostalraum mit seiner Anzeige zur rechten Flanke und nehmen Sie kleine Änderungen an der Sondenwinkelung vor, um eine standardisierte Ansicht zu erhalten.
HINWEIS: Parasternale Kurz- und Längsachsansichten werden verwendet, um die Breite der Aortenwurzel und die anteroposteriore Dimension der LA zu messen. Die M-Mode-Bilder können sowohl von einer langen als auch von einer kurzen Achse auf Höhe der Aortenklappe aufgenommen werden (siehe Schritt 4.1). - Nehmen Sie eine 2D-Kurzachsenansicht des LV auf papillärer Ebene auf. Verwenden Sie eine Kurzachsenansicht auf Papillar- oder Chordae-Ebene für LV-Dimensionsmessungen. Auf diese Weise ist es bei einem belüfteten Tier einfacher, ein standardisiertes Bild zu erhalten, verglichen mit dem in der Längsachsenansicht.
HINWEIS: Die LV muss kreisförmig erscheinen und beide Papillarmuskeln müssen deutlich sichtbar sein. Papilläre Muskeln werden traditionell als anterolateral und posteromedial bezeichnet. Wenn die Mitralsegel sichtbar sind und die rechtsventrikuläre freie Wand kein Kontinuum ist, ist das Bild nicht standardisiert. - Platzieren Sie den Cursor in der Mitte des LV und nehmen Sie ein M-Mode-Bild des LV auf der Papillarebene auf.
- Wiederholen Sie die Schritte 4.1.3 und 4.1.4 und suchen Sie nach der subpapillären und apikalen Ebene des LV.
- Nehmen Sie eine apikale 2D-4-Kammer-Ansicht (AP4CH) auf. Die LV, die LA, der rechte Ventrikel (RV) und der rechte Vorhof (RA) sind zusammen mit der Mitral- und Trikuspidalklappe sowie dem interatrialen und interventrikulären Septum sichtbar. Positionieren Sie die Sonde auf Höhe der Herzspitze (vierter Interkostalraum; der Marker auf der Sonde muss nach links ausgerichtet sein). Die Struktur, die zur Standardisierung der Ansicht beiträgt, ist das interventrikuläre Septum, das parallel zum Ultraschallstrahl angezeigt werden sollte. Dies ist möglich, indem der Aufnehmer entweder medial oder seitlich bewegt wird.
HINWEIS: Eine Verkürzung tritt auf, wenn die Abbildungsebene nicht durch den wahren LV-Scheitelpunkt verläuft, was zu einer schrägen Ansicht des LV-Hohlraums führt. Die Verkürzung unterschätzt die LV-Volumina und überschätzt die LVEF. Eine Verkürzung wird vermieden, indem die Sondenpositionen verändert und/oder in einen niedrigeren Interkostalraum und seitlich verschoben werden. Die LV-Längsachse muss bei Schweinen mit einem Körpergewicht von 33-35 kg größer als 4,8 cm sein. - Nehmen Sie eine apikale Zwei-Kammer-Ansicht (AP2CH) ein. Drehen Sie den Wandler von AP4CH um 45-60° gegen den Uhrzeigersinn. nur die LA und LV müssen sichtbar sein, also vermeiden Sie das interventrikuläre Septum und überprüfen Sie, ob der Cursor in der Mitte der LA und LV passiert.
- Nehmen Sie eine apikale Dreikammeransicht (AP3CH) oder eine apikale Längsachse an. Drehen Sie den Wandler von AP4CH um 45-60° gegen den Uhrzeigersinn. Bei AP3CH ist die LV-Spitze zusammen mit dem vorderen Septum und den posterolateralen LV-Segmenten sichtbar. Die anderen sichtbaren Strukturen sind LVOT, LA und die Aortenklappe.
- Nehmen Sie eine apikale Fünf-Kammer-Ansicht (AP5CH) vor. Beginnen Sie mit der AP4CH-Ansicht und winkeln Sie die Sonde ventral und dann seitlich an, um ein schräges Septum, die Aorta mit LVOT, LV, RV und beide Vorhöfe sichtbar zu machen.
- Gepulste Doppler-Echokardiographie (PW)
HINWEIS: Diese Methode ermöglicht: (1) Messung der transvalvulären Fließgeschwindigkeiten, des Herzzeitvolumens und des Schlagvolumens; (2) Messung von Intervallen, z. B. Beschleunigungszeit der Pulmonalarterie, und (3) Bewertung der diastolischen LV-Funktion.
HINWEIS: Das Aliasing-Phänomen wird vermieden, indem die Basisimpulswiederholfrequenz verringert oder erhöht wird, wenn neue Störfrequenzen auftreten.- Um eine standardisierte AP4CH-Ansicht zu erhalten, verwenden Sie einen Farbdoppler und nehmen Sie einen Cine-Loop auf.
- Platzieren Sie das PW-Probenvolumen an der Spitze der Mitralsegel und verwenden Sie den Farbdoppler, um den Cursor orthogonal zum Mitralfluss zu platzieren und auf die LV-Längsachse auszurichten. Wechseln Sie dann zu PW und zeichnen Sie mindestens drei Herzzyklen auf.
- Um eine standardisierte AP5CH-Ansicht zu erhalten, verwenden Sie einen Farbdoppler und zeichnen Sie eine Cine-Schleife mit mindestens drei Herzzyklen auf.
- Verwenden Sie den Farbdoppler, um den Cursor orthogonal zum Aortenfluss zu platzieren. Bewegen Sie das Probenvolumen in Richtung der Aortenklappe, bis sich die Strömungsgeschwindigkeit beschleunigt. Notieren Sie mindestens drei Herzzyklen.
- Verwenden Sie Gewebe-Doppler-Bildgebung (TDI): Aus einem 2D-standardisierten AP4CH misst PW TDI die maximale longitudinale Myokardgeschwindigkeit aus einem einzelnen Segment.
HINWEIS: Die Haupteinschränkung von TDI ist seine Winkelabhängigkeit. Wenn der Einfallswinkel 15° überschreitet, liegt eine Unterschätzung der Geschwindigkeit um etwa 4% vor.
5. Induktion eines Myokardinfarkts
- Blasen Sie den Ballon des Katheters in der linken vorderen absteigenden Koronararterie mit 0,7 ml Luft auf. Bestätigen Sie die Okklusion durch das schnell progrediente EKG ST-Strecken-Elevation5.
6. Herzstillstand
- Ein Herzstillstand ist definiert, sobald Kammerflimmern auftritt. Nach 10 Minuten Okklusion kann Kammerflimmern spontan auftreten. Andernfalls induzieren Sie es durch einen Stimulationskatheter mit 1 bis 2 mA Wechselstrom (AC), der an das rechtsventrikuläre Endokard abgegeben wird.
- Brechen Sie die Beatmung nach dem Einsetzen von Kammerflimmern ab und entleeren Sie den Katheter mit Ballonspitze5.
7. Herz-Lungen-Wiederbelebung
- Beginnen Sie nach 12 Minuten unbehandeltem Kammerflimmern mit Herz-Lungen-Wiederbelebungsmanövern (CPR). Dazu gehören die Thoraxkompression mit dem mechanischen Thoraxkompressor und die mechanische Beatmung mit Sauerstoff (Atemzugvolumen 500 ml, 10 Atemzüge pro Minute).
- Nach 2 Minuten und alle 5 Minuten HLW injizieren Sie Adrenalin (30 μg/kg) durch den Katheter im rechten Vorhof.
- Versuchen Sie nach 5 Minuten HLW eine Defibrillation mit einem Defibrillator mit einem Defibrillator.
HINWEIS: Eine erfolgreiche Wiederbelebung ist definiert als Wiederherstellung des organisierten Herzrhythmus mit mittlerem arteriellen Druck >60 mmHg5.
8. Unterstützende Pflege nach einem Herzstillstand
- Halten Sie nach erfolgreicher Wiederbelebung die Anästhesie aufrecht und blasen Sie den Ballon in der linken vorderen absteigenden Koronararterie auf.
- Entleeren Sie den Ballon fünfundvierzig Minuten nach der Reanimation und ziehen Sie den linken vorderen absteigenden Koronararterienkatheterzurück 5 (Abbildung 1).
- Wenn die Wiederbelebung nicht sofort erreicht wird, setzen Sie die HLW fort und setzen Sie sie 1 Minute lang fort, bevor Sie anschließend defibrillieren.
- Wenn Kammerflimmern erneut auftritt, behandeln Sie es durch sofortige Defibrillation.
- Verwenden Sie keine anderen unterstützenden Maßnahmen als Adrenalin.
9. Vierstündige (h) Beobachtung
- Halten Sie nach erfolgreicher Wiederbelebung die Anästhesie aufrecht.
- Überwachen Sie die Tiere hämodynamisch während des 4-stündigen (kurzzeitigen) Beobachtungszeitraums.
- Halten Sie die Temperatur der Tiere bei 38 ± 0,5 °C.
- Wiederholen Sie 2 h und 4 h nach der Reanimation eine vollständige echokardiographische Untersuchung gemäß den in Abschnitt 4 beschriebenen Schritten.
HINWEIS: Gebrochene Rippen können eine Folge der Herzdruckmassage sein. In diesem Fall ist es wichtig, die Sonde zu bewegen und sie sanft auf die Interkostalräume zu drücken. - Extubieren Sie die Schweine nach einer 4-stündigen Beobachtung und bringen Sie sie in ihren Käfig zurück.
- Analgesie mit Butorphanol (0,1 mg/kg) durch intramuskuläre Injektion (IM) oder wie in den institutionellen Tierpflegerichtlinien empfohlen.
- Dann injizieren Sie Ampicillin (1 g) per IM.
10. 96-Stunden-Beobachtung und Euthanasie
- Am Ende der 96 h nach dem AMI-Herzstillstand (ROSC) (mittelfristig) werden die Tiere für die echokardiographische Untersuchung (Schritt 4) erneut anästhesiert (Schritt 2). Überwachen Sie das EKG kontinuierlich, wie zuvor beschrieben (Schritt 3).
11. Echokardiographische Messungen
HINWEIS: Nehmen Sie alle Aufzeichnungen und Messungen gemäß den Empfehlungen der Richtlinien 6,7 der American and European Society of Echocardiography vor. Senden Sie alle echokardiographischen Aufzeichnungen über eine Remote-Desktop-Verbindung, um sie zur Analyse in einer lokalen Datenbank zu speichern. Ein Kardiologe, der für die Studiengruppen verblindet ist, durchschnittlich mindestens drei Messungen für jede Variable.
- Messen Sie für den Aorten- und LA-Durchmesser vom M-Modus der Kurzachsenansichten auf Höhe der Aortenhöhlen mit der Vorderkanten- zur Vorderkantenmethode.
- Messen Sie den Durchmesser des LV-Ausflusstrakts (LVOT) 0,5-1 cm unter dem Aortenhöcker (proximal) aus einer parasternalen Längsachse.
- Für die enddiastolische anteroseptale und posteriore diastolische Wanddicke auf papillärer Ebene ist die Enddiastole von der Grenze zwischen der Myokardwand und der Höhle und der Grenze zwischen der Myokardwand und dem Perikard zu messen.
- Berechnen Sie die LV-Ejektionsfraktion (LVEF) wie folgt: (LV-enddiastolisches Volumen (EDV)-LV-endsystolisches Volumen (ESV)) / (LVEDV) * 100. Definieren Sie die Enddiastole als den ersten Rahmen nach dem Verschluss der Mitralklappe oder den Rahmen, in dem die LV-Dimension am häufigsten am größten ist. Definieren Sie die Endsystole als den Rahmen nach dem Aortenklappenverschluss oder den Rahmen, in dem die Herzdimensionen am kleinsten sind. Verfolgen Sie die Spuren der LV-Flächenmessungen an der Grenze zwischen dem Myokard und der LV-Höhle. Messen Sie LV-Flächen und berechnen Sie LV-Volumina mit der modifizierten Simpson-Einzelebenenregel aus der AP4CH-Ansicht.
- Wiederholen Sie Schritt 11.4 in der AP2CH-Ansicht für die Doppeldecker-Simpson-Methode, die die enddiastolischen und endsystolischen AP4CH- und AP2CH-Ansichten verwendet, um LV-Volumina und LVEF zu berechnen.
- Messen Sie die PW-Spitzenmitraleinströmgeschwindigkeit (E vel) (cm/s), die A-Geschwindigkeiten (A vel) und die E-Wellen-Verzögerungszeit (DT) anhand des Mitralflussspektrums (Abbildung 6).
- Für die Geschwindigkeiten der systolischen TDI und die diastolischen Geschwindigkeiten von e' und a' messen Sie diese anhand der TDI-Spektrumbilder in der AP4CH-Ansicht aus dem Septum- oder lateralen Ring und berechnen Sie die Mittelwerte zu Studienbeginn und 96 h nach dem koronaren Verschluss.
HINWEIS: Das von E vel zu TDI abgeleitete Geschwindigkeitsverhältnis (cm/s) (E/e') ist ein Indikator für die diastolische Funktion. Das normale E/e′-Verhältnis sollte 9 oder kleiner oder mehr als 15 sein; Werte zwischen 8-14 stellen eine nicht definierte Signifikanz dar. - Berechnen Sie das Schlagvolumen (SV) als das Blutvolumen, das mit jeder Systole aus dem linken Ventrikel gepumpt wird. Die SV-Formel lautet: SV = π * [LVOT-Durchmesser/2]2 * LVOT-VTI.
- Berechnen Sie das Herzzeitvolumen (CO, ml/min) als den Blutfluss, der jede Minute durch den Ausflusstrakt fließt. Sie wird nach folgender Formel berechnet: CO = SV * HR.
- Für die Analyse der regionalen Motilität von LV wird LV in 16 Segmente unterteilt (visualisiert in den Ansichten der kurzen Achse und/oder der apikalen 2-, 3- und 4-Kammer-Ansichten). Bewerten Sie jedes Segment anhand der folgenden Kriterien: Normo-Kinesie (1 Punkt) für normale Wandverdickung und Auslenkung; Hypokinesie (2 Punkte) für reduzierte Wandverdickung und reduzierte Wandauslenkung; Akinesie (3 Punkte) keine Wandverdickung oder Wandauslenkung; Dyskinesie (4 Punkte); Die systolische Ausdünnung der Außen- oder LV-Wand umfasst eine aneurysmatische Wandbewegung mit exzentrischen Ausbuchtungen sowohl während der Systole als auch während der Diastole. Berechnen Sie den Wall Motion Score Index (WMSI) mit der Formel: Gesamtpunktzahl/16. In einem normo-kinetischen Ventrikel ist der WMSI 1.
12. Statistische Auswertung
- Express-Daten als Mittelwert ± REM. Verwenden Sie die Einweg-ANOVA für wiederholte Messungen und den Post-hoc-Test von Tukey. *p < 0,05 gegenüber dem Ausgangswert (BL); § p < 0,05 2 h nach AMI-Herzstillstand-ROSC vs. 96 h nach AMI-Herzstillstand-ROSC; # p < 0,05 4 h nach AMI-Herzstillstand-ROSC vs. 96 h nach AMI-Herzstillstand-ROSC.
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Representative Results
Zwölf Schweine wurden einem Koronararterienverschluss unterzogen, gefolgt von 12 Minuten Kammerflimmern und 5 Minuten HLW. Acht Schweine wurden erfolgreich wiederbelebt und sieben überlebten 96 Stunden nach dem AMI-Herzstillstand (ROSC). Alle echokardiographischen Variablen zu verschiedenen Zeitpunkten während der Studie sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Veränderungen der Herzfrequenz (HR) und der systolischen echokardiographischen Parameter
Die HR stieg 2 h und 4 h nach AMI-Herzstillstand-ROSC im Vergleich zum Ausgangswert (BL) signifikant an (Mittelwert ± SEM: +64 ± 9 und +56 ± 12 bpm, p < 0,001 bzw. p < 0,01) zusammen mit ESV (+15 ± 3 und +18 ± 4 ml, p < 0,01 für beide), während sich EDV zu den verschiedenen Zeitpunkten nicht signifikant veränderte. Die mittleren Unterschiede in der LVEF zwischen BL und 2 h und 4 h betrugen -40 ± 4,1 bzw. -39 ± 4,0 absolute Punkte (p < 0,001 für beide) (Abbildung 4).
Von 2 h bis 96 h nach AMI-Herzstillstand-ROSC normalisierte sich die HR tendenziell (Mittelwert ± SEM-Differenz -49 ± 9,1 bpm, p < 0,05). Der LVEF verbesserte sich und stieg um 24,9 ± 2,5 Prozentpunkte (p < 0,05), blieb aber unter BL. Die Veränderungen der LV-Volumina waren minimal und nicht signifikant; Die Ergebnisse waren für Veränderungen zwischen 4 h und 96 h nach AMI-Herzstillstand-ROSC ähnlich (Abbildung 4 und Abbildung 5).
Veränderungen der diastolischen echokardiographischen Parameter
DT war die einzige echokardiographische diastolische Variable, die sich zu den verschiedenen Studienzeitpunkten signifikant veränderte (Abbildung 6). Nach 2 Stunden verringerte sich die DT um 16% gegenüber BL und hielt die Abnahme 4 Stunden nach AMI-Herzstillstand-ROSC aufrecht. 96 h nach AMI-Herzstillstand-ROSC kehrte DT ähnlich wie bei BL zurück.
LV regionale Motilität 96 h nach AMI-Herzstillstand-ROSC
Die mittlere ± SEM-Anzahl akinetischer/dyskinetischer (A/D) Segmente betrug 4,2 ± 0,7 und die WMSI 26 ± 4,4%. Die am häufigsten kompromittierten Segmente waren mittelanterolateral, mittelinferoseptal, apikal anterior und apikal inferior.
Tabelle 1: Echokardiographische Variablen zu unterschiedlichen Zeitpunkten nach AMI-Herzstillstand-ROSC. BL, Basislinie; Herzfrequenz, Herzfrequenz; AoD, Aortendurchmesser; LAD, linker Vorhofdurchmesser; AWThd, diastolische Vorderwanddicke; AWThs, systolische Vorderwanddicke; EDD, enddiastolischer Durchmesser; ESD, endsystolischer Durchmesser; IPWThd, diastolische infero-posteriore Wandstärke; IPWThs, systolische infero-posteriore Wandstärke; SF, Verkürzungsfraktion; EDV, enddiastolisches Volumen; ESV, endsystolisches Volumen; LVEF, Ejektionsfraktion des linken Ventrikels; E vel, maximale Mitral-Zufluss-E-Geschwindigkeit; A vel, Spitzengeschwindigkeit des Mitraleinflusses A; DT, Verzögerungszeit; CO, Herzzeitvolumen; SV, Hubvolumen; s' sept, TDI-abgeleitete mitrale ringförmige s-Septumgeschwindigkeit; e' vel, TDI-abgeleitete mitrale ringförmige e'septumgeschwindigkeit; a' vel, TDI-abgeleitete mitrale ringförmige a'-Septumgeschwindigkeit; s' lat, TDI-abgeleitete Mitralringgeschwindigkeit s' laterale Geschwindigkeit; e' lat, TDI-abgeleitete Mitralringgeschwindigkeit e' laterale Geschwindigkeit; a' lat, TDI-abgeleitete Mitralringgeschwindigkeit a' laterale Geschwindigkeit; E/e'-Septumverhältnis, maximale Mitraleinströmgeschwindigkeit (E vel) zu TDI-abgeleitetem Mitral-Ring-E'-Septumgeschwindigkeitsverhältnis; E/e' laterales Verhältnis, maximale Mitral-Zuflussgeschwindigkeit (E vel) zu TDI-abgeleitetem Mitral-Ring-E'-Quergeschwindigkeitsverhältnis. Die Daten sind Mittelwerte ± SEM. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
Abbildung 1: Experimentelles Modell des Herzstillstands. VF, Kammerflimmern; HLW, Herz-Lungen-Wiederbelebung; Epi, Adrenalin; ROSC, Rückkehr der spontanen Zirkulation; BL, Basislinie; EKG, Elektrokardiogramm; Echo, Echokardiographie; h, Stunden; min, Minuten. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 2: TTE-Flussdiagramm in einem Schweinemodell des ischämischen Herzstillstands. LA, linkes Atrium; M-Modus, eindimensional; LV, linker Ventrikel; LVOT, Ausflusstrakt des linken Ventrikels; LVEF, linksventrikuläre Ejektionsfraktion; PW, gepulste Welle; TDI, Gewebe-Doppler-Bildgebung. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 3: Myokardinfarkt (MI)-Ausdehnung auf papillärer Ebene durch Morphometrie und zweidimensionale Echokardiographie 96 h nach Koronararterienverschluss . (A) Repräsentative ex vivo 0,5 cm große Scheibe Schweineherz auf papillärer Ebene, gefärbt mit Triphenyltetrazoliumchlorid (TTC), um die gesunde Myokardzone (rot) gegen die infarkte (braun) darzustellen. Echokardiographische 2D-parasternale Kurzachsenansicht auf papillärer Ebene in Diastole (B) und in Systole (C). Pfeile zeigen die abgegrenzten MI-Bereiche an, die in A, B und C angegeben sind. RV, rechter Ventrikel; IS, infero-septale Wand; AS, antero-septale Wand; IVS, intraventrikuläres Septum; APM, vorderer Papillarmuskel; PPM, hinterer Papillarmuskel; LV, linker Ventrikel; AL, antero-laterale Wand; Ameise, Vorderwand; INF, untere Wand; IL, infero-laterale Wand. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 4: Systolische Funktionsparameter mit Herzfrequenz bei BL und nach AMI, Herzstillstand und Wiederbelebung. Einweg-ANOVA für wiederholte Messungen und Tukey-Post-hoc-Test: *** p < 0,001, ** p < 0,01 vs. BL; § p < 0,05 2 h vs 96 h; # p < 0,05, ## p < 0,01 4 h vs. 96 h. BL, Ausgangswert; 2H, 2h nach AMI-Herzstillstand-ROSC; 4H, 4 h AMI- Herzstillstand-ROSC; 96H, 96 h AMI- Herzstillstand -ROSC; Herzfrequenz, Herzfrequenz; LVEF, linksventrikuläre Ejektionsfraktion; LVEDV, linksventrikuläres enddiastolisches Volumen; LVESV, linksventrikuläres endsystolisches Volumen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 5: Apikale Vierkammeransicht zu unterschiedlichen Zeitpunkten nach AMI-Herzstillstand-ROSC. BL, Basislinie; H, Stunde; LV, linker Ventrikel; RV, rechter Ventrikel; LA, linkes Atrium; RA, rechter Vorhof. Pfeile zeigen apikale Thromben in der Nähe von akinetischen Segmenten an. Baseline und 96 h LV systolische und diastolische Binnengrenzen sind weiß dargestellt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 6: M-Mode-Spuren von Kurzachsen-, MV-Farbdoppler- und TDI-Bildern bei einem gesunden Schwein und 96 h nach Myokardinfarkt (MI)-Herzstillstand-ROSC. Repräsentative Bilder der LV aus der M-Mode-Echokardiographie zu Studienbeginn (A) und 96 h nach AMI-Herzstillstand-ROSC (B). ASW, anteroseptale Wand; PIW, posteroinferiore Wand. * = normo-kinetisch; ** = stark hypokinetisch. Apikale Vier-Kammer-Ansicht: Pulswellen-Doppler (PW) des transmitralen Klappenflusses zu Studienbeginn (C) und 96h nach AMI-Herzstillstand-ROSC (D). Evel, PW frühe maximale Mitraleinströmgeschwindigkeit; Avel, PW Mitraleinströmgeschwindigkeit mit spätem Peak; DT, Verzögerungszeit. Repräsentative Bilder der septalen und lateralen TDI-Geschwindigkeiten zu Studienbeginn (E) und (F) 96 h nach MI-Herzstillstand-ROSC. s', systolische TDI-Geschwindigkeit; e' TDI frühe diastolische Geschwindigkeit; a', TDI spätdiastolische Geschwindigkeit. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
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Discussion
Eine vollständige echokardiographische Untersuchung in einem Schweineversuchsmodell für AMI, Herzstillstand und Wiederbelebung kann unterschiedliche Informationen über die Entwicklung der LV-Funktion und der LV-Strukturveränderungen liefern, obwohl einige Daten in der Literatur verfügbar sind 5,8. In "reinen" Modellen des experimentellen Herzstillstands (beschränkt auf induziertes Kammerflimmern) kehrt sich die Beeinträchtigung der Myokardfunktion in den ersten Tagen nach ROSC um, aber es ist wenig darüber bekannt, was passiert, wenn AMI die Ursache für einen Herzstillstand ist.
Diese Studie an Schweinen untersuchte die kurz- und mittelfristigen Veränderungen der LV-Struktur, der regionalen Motilität und der globalen LV-Funktion nach AMI-Herzstillstand. 2 h und 4 h nach der Reanimation stieg die ESV signifikant an und die LVEF nahm im Vergleich zum Ausgangswert ab. Diese Ergebnisse werden durch einen 26%igen akinetischen/dyskinetischen Wandbewegungs-Score-Index erklärt, der auf die Post-AMI-Verletzung der mittleren anterolateralen und apikalen Segmente zurückzuführen ist (Abbildung 3).
Die myokardiale Betäubung aufgrund einer Post-ROSC-Ischämie-Reperfusionsverletzung ist bekannt. Yang l et al. fanden heraus, dass sich die diastolischen Parameter bei Schweinen nach ROSC ohne AMI innerhalb von 24 h normalisierten, während sich die systolische LV-Funktion in 48 hnormalisierte 8. Nach unserem Kenntnisstand liegen keine Daten für ein längeres Follow-up vor. Vammen et al.9 zeigten in einem Post-ROSC- und AMI-Modell bei Schweinen, dass sich der niedrigere LVEF sowohl bei Schein- als auch bei AMI-Tieren nach 48 Stunden wieder normalisierte. In einer früheren Arbeit wiesen die Autoren auf den Zusammenhang zwischen einem kleineren Infarkt, einer niedrigeren hochempfindlichen Troponin-Plasmakonzentration und einer besseren Wiederherstellung der linksventrikulären Funktion 96 h nach ROSC 5,10 hin.
Die kardiale Magnetresonanz (CMRI) ist die Goldstandard-Bildgebungsmethode zur Untersuchung der Herzstruktur und -funktion11, aber sie ist teuer und erfordert lange Erfassungs- und Nachbearbeitungszeiten. TTE ist eine weniger zeitaufwändige, billigere und leichter verfügbare Methode für die experimentelle In-vivo-Forschung und kann wiederholten Untersuchungen am selben Tier während experimenteller Studien folgen.
TTE in experimentellen Herzstillstandsmodellen bei Schweinen ist eine große Herausforderung, aber die Methode weist mehrere Schwierigkeiten auf, qualitativ hochwertige Bilder während der akuten Phase nach der mechanischen Beatmung nach ROSC zu erhalten, und zwar aufgrund von: 1) dem Vorhangeffekt der linken Lunge, 2) dem erhöhten Brustwiderstand, 3) der suboptimalen Tierpositionierung und 4) dem Bedarf an erfahrenen Sonographen. In der Tat ist eine vollständige Ausbildung auf diesem Gebiet unerlässlich, insbesondere wenn gleichzeitig eine Beurteilung der Hämodynamik und der LV-Funktion erforderlich ist.
Eine Einschränkung unserer Studie ist das Fehlen einer Scheingruppe (Herzstillstand ohne AMI), um das Ausmaß der systolischen LV-Dysfunktion zu beurteilen, die auf eine Myokardnekrose nach einem Koronararterienverschluss zurückzuführen ist, und zwar aufgrund der Post-ROSC-Myokardverletzung.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass TTE eine zuverlässige, nicht-invasive diagnostische Methode ist, um die Entwicklung der LV-Dysfunktion beim Post-Herzstillstands-Syndrom nach AMI in einem experimentellen Schweinemodell zu untersuchen.
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Disclosures
Die Autoren haben nichts zu offenbaren.
Acknowledgments
Wir danken Judith Bagott für die sprachliche Bearbeitung.
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
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