Pohotovostní resuscitační endovaskulární balonová okluze aorty při srdeční zástavě mimo nemocnici (ERICA-ARREST)

Tato studie posoudí proveditelnost provedení přednemocniční resuscitační endovaskulární balónkové okluze aorty (REBOA) jako doplněk ke konvenční rozšířené podpoře života (ALS) u pacientů trpících netraumatickou mimonemocniční srdeční zástavou (OHCA). Kromě poskytnutí cenných poznatků o technické proveditelnosti provedení tohoto postupu jako součásti pokusu o resuscitaci bude studie také hodnotit fyziologické přínosy REBOA u této skupiny pacientů. Do této studie bude zařazeno dvacet pacientů. Protokol je navržen podle rámce IDEAL Stage 2a1 pro hodnocení chirurgických intervencí, kde se k testování a stabilizaci intervence používá malá prospektivní série případů. Studie pomůže zjistit, zda je technika připravena k hodnocení v prospektivní multicentrické randomizované studii.

Pozadí

V Anglii je průměrné celkové přežití do propuštění z nemocnice léčené OHCA záchrannou zdravotnickou službou (EMS) 8,6 %. To je výrazně nižší než v jiných evropských, skandinávských a severoamerických prostředích, kde se míra přežití pohybuje v rozmezí 14–21 %.

Zlepšení míry přežití v důsledku OHCA je hlavní prioritou Rady pro resuscitaci (UK), British Heart Foundation a National Health Service (NHS) Anglie a ministerstvo zdravotnictví ji označilo za klíčovou oblast pro zlepšení. Nejčastější příčinou náhlé OHCA je onemocnění koronárních tepen.

Současnými cíli pro přednemocniční léčbu OHCA je poskytnout včasnou účinnou KPR pro zajištění průtoku krve mozkem a srdcem, včasnou defibrilaci pro restart srdce a podporu cirkulace pokročilou podporou života, jakmile bude k dispozici. Minimalizace období „no-flow“ nebo „low-flow“ je klíčem k nastavení podmínek pro úspěšnou resuscitaci a zamezení nevratnému poškození kritických orgánů, zejména mozku.

Další doplňky k Advanced Life Support

Jiné terapeutické modality, jako je perkutánní koronární intervence (PCI) a trombolýza, jsou dobře zdokumentované terapie zahrnuté v současných doporučeních pro ALS, ale vyžadují, aby pacient měl stabilní návrat spontánní cirkulace, a lze je reálně poskytnout až poté, co byl pacient plně resuscitován a dopraven do nemocnice. I tam, kde je to možné, jsou tyto léčby obvykle marné, pokud jsou poskytovány během probíhající KPR. Extrakorporální membránová oxygenace (ECMO) KPR (ECPR – poskytnutí nouzového okruhu bypassu srdce-plíce) je navrhovanou intervencí pro pacienty s refrakterní srdeční zástavou s povzbudivými údaji z některých observačních studií. ECPR je však komplexní intervence, která vyžaduje značné zdroje a školení. V současné době není k dispozici ve většině britských nemocnic. Žádná přednemocniční služba v současné době nemůže poskytnout ECPR, což je situace, která pravděpodobně přetrvá. Existuje mezera ve schopnostech, kterou se tato studie snaží řešit.

Přednemocniční REBOA: očekávané klinické přínosy a výzvy

REBOA je technika používaná k zajištění dočasné okluze aorty nafouknutím intraaortálního balónku. REBOA se používá k léčbě hemoragického šoku a traumatické zástavy srdce tím, že kontroluje krvácení a umožňuje stabilizaci fyziologie pacienta.

REBOA byla navržena jako doplňková léčba při léčbě pacientů s netraumatickou srdeční zástavou. Okluze hrudní aorty s balónkem zajišťuje redistribuci srdečního výdeje do orgánů proximálně k okluzi. Výsledný efekt zvyšuje koronární perfuzní tlak (CPP); hnací síla krve přes koronární tepny. CPP se vypočítá jako diastolický aortální tlak mínus tlak v pravé síni: vyšší aortální diastolický krevní tlak má za následek vyšší koronární perfuzní tlak. REBOA během resuscitace také zvyšuje průtok krve do krčních tepen, mozkových tepen a mozkový perfuzní tlak. To zlepšuje průtok krve do mozku, což jej může chránit před poškozením.

Během srdeční zástavy je mozková tkáň zvláště náchylná k hypoxémii; zlepšený peri-resuscitační krevní tlak může zlepšit perfuzi mozku. Mozková oxymetrie, která měří regionální cerebrální saturaci kyslíkem (rSO2) pomocí blízké infračervené spektroskopie, se ukázala jako potenciálně užitečný marker cerebrální ischémie během KPR. V preklinických a klinických studiích jsou vyšší hodnoty rSO2 během KPR spojeny s lepším přežitím srdeční zástavy a neurologickým výsledkem. rSO2 by mohl být použit jako náhradní marker pro cerebrální perfuzi.

Očekává se, že REBOA může zlepšit prokrvení mozku a srdce během KPR. Navíc zlepšený krevní tlak v aortě bude mít potenciální klinický přínos ve zlepšení míry ROSC. REBOA by také mohla poskytovat překlenovací terapii pro pacienty, kteří jsou refrakterní na konvenční KPR, dokud není pacient převezen na jednotku schopnou poskytovat ECPR. U vhodných pacientů by tedy REBOA mohla stejně tak nabídnout „most k ROSC“ nebo „most k ECPR“.

Předklinické údaje

Údaje na zvířatech potvrzují četné hemodynamické a elektrofyziologické přínosy uzávěru aortálního balónku během kardiopulmonální resuscitace. V roce 1993 Tang a kol. použili prasečí model zástavy srdce ke zkoumání účinků okluze aortálního balónku během resuscitace dvaceti anestezovaných, ventilovaných prasat. Po vyvolání ventrikulární fibrilace byly zahájeny komprese hrudníku a zvířata byla náhodně rozdělena do různých intervenčních ramen, včetně okluze aortálního balónku pomocí 10 French (F) zařízení zavedeného přes levou femorální arterii. Tato studie prokázala, že účinnost KPR byla zvýšena okluzí balónku, což vedlo k lepšímu koronárnímu perfuznímu tlaku a výrazně zlepšilo jak pravděpodobnost úspěšné resuscitace, tak 48hodinové přežití ve srovnání s kontrolními skupinami.

Na základě svých předchozích studií na zvířatech, které prokázaly zlepšení koronárního perfuzního tlaku spojeného s technikou endovaskulární resuscitace, v roce 1996 americká skupina vedená Manningem kombinovala okluzi aortálního balónku s retrográdní aortální perfuzí na psím modelu srdeční zástavy. Osm psů (včetně 4 kontrolních zvířat) bylo sedováno, intubováno, katetrizováno a vybaveno přístroji pro záznam EKG, tlaku v pravé síni a tlaku v aortě během resuscitace po srdeční zástavě vyvolané fibrilací komor (VF). Po 10 minutách zástavy vyvolané VF byla zahájena mechanická KPR. O 2 minuty později obdržela 4 studovaná zvířata selektivní perfuzi aortálního oblouku (SAAP - kombinace aortální okluze a retrográdní aortální perfuze). Defibrilace byla provedena po 3 minutách KPR a poté každou minutu. Zvířata dostávala standardní dávku adrenalinu každé 3 minuty pomocí intraaortálního katétru. Infuze SAAP vedla k významnému zvýšení střední frekvence a maximální amplitudy VF ve skupině SAAP ve srovnání s kontrolní skupinou, spolu se zlepšením koronárního perfuzního tlaku. Tato metoda resuscitace byla spolehlivá v tom, že umožnila obnovení stabilního perfuzního rytmu po defibrilaci. Autoři uvádějí, že změny v maximální amplitudě a střední frekvenci základního srdečního rytmu, vyvolané zlepšenou koronární perfuzí během resuscitace, byly pravděpodobně zodpovědné za zvýšenou pravděpodobnost úspěšné defibrilace.

Gedeborg a kolegové dále zkoumali úlohu uzávěru aortálního balónku, aby vyhodnotili účinky této intervence na hemodynamiku a frekvenci obnovení spontánní cirkulace. Fibrilace komor byla vyvolána u 39 anestetizovaných selat, po které následoval 8minutový interval bez intervence. V hemodynamické studii (n = 10) byla zavřená KPR hrudníku prováděna po dobu 7 minut před nafouknutím intraaortálního balónku. Tato intervence zvýšila průměrný arteriální krevní tlak o 20 % a zvýšila průtok krve koronární arterií o 86 %. Průtok krve společnou karotidou se také zvýšil o 62 %. Všechny tyto změny byly statisticky významné. Je zajímavé, že ačkoliv podávání adrenalinu dále zvýšilo průměrný arteriální krevní tlak a průtok krve koronární arterií, byl pozorován paradoxní pokles v krvi z arteria carotis. Ve studii krátkodobého přežití se u devíti ze 13 zvířat (69 %) ve skupině s balónkem a u tří ze 13 zvířat (23 %) v kontrolní skupině obnovila spontánní cirkulace.

V roce 2002 Sesma et al porovnávali účinnost KPR s balónkem a bez balónku aortální okluze, monitorování kapnografie, koronárního a cerebrálního perfuzního tlaku (CePP) při normotermicky indukované zástavě VF ve zkřížené studii na 14 prasatech. Nasazení aortálního balónku vedlo k významnému zlepšení krevního oběhu: Oxid uhličitý na konci výdechu (ETCO2) vzrostl o 38 % a koronární perfuzní tlak se zpočátku zvýšil z 10 na 29 mm Hg – nárůst o 150 %. CePP se po nafouknutí balónku zlepšil z 12 na 39 mm Hg, což představuje nárůst o 200 %. Ve všech případech byly rozdíly statisticky významné (P < 0,0001), i když s postupem resuscitace časem ubývaly.

Nejnověji Hutinova resuscitační výzkumná skupina v Paříži informovala o použití REBOA jako potenciální alternativy k epinefrinu při léčbě netraumatické zástavy srdce, přičemž vyhodnotila srovnávací účinky adrenalinu vs. REBOA na ROSC, hemodynamiku a cerebrální oběh u prasat. model zástavy srdce. Po 4 minutách zástavy srdce a 18 minutách základní podpory života (BLS) za použití mechanického KPR zařízení byla zvířata randomizována tak, aby jim byla před pokusy o defibrilaci podávána buď REBOA nebo epinefrin. V každé experimentální větvi bylo zahrnuto šest zvířat. Hemodynamické parametry byly během BLS v obou skupinách podobné. Po podání epinefrinu nebo REBOA se průměrný arteriální tlak, koronární a mozkové perfuzní tlaky podobně zvýšily v obou skupinách. Průtok krve karotidou (CBF) a cerebrální regionální oxygenační saturace však byly významně vyšší u REBOA ve srovnání s podáním adrenalinu (+ 125 % a + 40 %, v tomto pořadí). ROSC byl získán u 5 zvířat v obou skupinách. Po resuscitaci zůstal CBF nižší ve skupině s epinefrinem ve srovnání s REBOA. Tato studie potvrzuje příznivé hemodynamické účinky okluze aortálního balónku během srdeční zástavy a naznačuje potenciální roli při snižování škodlivých účinků bolusového epinefrinu na cerebrální oběh. To je v souladu s Gedeborgovými zjištěními s ohledem na tok karotid po epinefrinu.

Klinická data

Lidská data týkající se potenciální role aortální balonkové okluze zahrnují řadu kazuistik použití přechodné aortální okluze během refrakterní srdeční zástavy v prostředí laboratoře srdečního katetru nebo srdečního operačního sálu. Deakin a Barron popisují dva případy těžké hemodynamické nestability a intermitentní srdeční zástavy, kdy byla použita okluze aortálního balónku: V prvním případě vzrostl průměrný tlak v radiální tepně ze 71/14 mmHg (průměr=33 mmHg) na 92/24 mmHg (průměr= 47 mmHg). Ve druhém případě se průměrný tlak v radiální tepně zvýšil z 48/21 mmHg (průměr=25 mmHg) na 62/26 mmHg (průměr=36 mmHg). Vypočítaný perfuzní tlak v koronární arterii se v případě 1 zvýšil z -2 na 8 mmHg a v případě 2 se zvýšil z 15 na 18 mmHg, což naznačuje, že okluze sestupné aorty během srdeční masáže může zlepšit koronární a mozkové perfuzní tlaky.

Aslanger et al referují o pacientovi s infarktem myokardu a závažným onemocněním vícecévních koronárních tepen podstupujícím koronarografii, který během výkonu utrpěl těžkou hypotenzi. I přes inotropní podporu došlo k zástavě srdce. Byla zahájena KPR a byla provedena pokročilá podpora života (ALS) podle pokynů. Během stlačování hrudníku byl pozorován maximální krevní tlak přibližně 100 mmHg. Během tohoto období nebyly na monitoru mezi stlačováním hrudníku žádné arteriální křivky a rozvinula se asystolie. Během probíhající KPR bylo 7F femorální přístupové pouzdro vyměněno za 8F femorální intraaortální katetrové pouzdro. Byl zaveden a nafouknut intraaortální balónkový katétr o objemu 40 ml. Kompletní okluze descendentní aorty byla potvrzena ztrátou tvaru arteriální vlny z bočního portu femorálního pouzdra během kompresí hrudníku. Třicet sekund po okluzi balónku se objevilo spontánní lapání po dechu. Čtyřicet pět sekund po okluzi balónku byl pozorován srdeční tep 35 tepů za minutu. Tento rytmus se progresivně zrychloval a po minutě se obnovil sinusový rytmus. Kontrola pulsu potvrdila silný puls karotidy. V tomto okamžiku byl balónek vypuštěn pro ukončení aortální okluze a krevní tlak monitorovaný z femorálního pouzdra se zvýšil na 80/50 mmHg. Intraaortální balónkový katétr byl připojen ke konzole intraaortální pumpy a byla zahájena standardní kontrapulzace spolu s infuzí dopaminu. Během 12 hodin sledování byl systolický arteriální krevní tlak asi 110 mmHg a dávka dopaminu byla snížena. Poté, co pacientka nabyla vědomí, byla extubována a veškerá mechanická a inotropní podpora byla zastavena. Následující den byl klinický stav pacienta vynikající a skóre celkové výkonnostní kategorie (OPC) a cerebrální výkonnostní kategorie (CPC) byly obě jedno. Autoři uvádějí, že jejich neschopnost dokumentovat koronární perfuzní tlak je omezením této kazuistiky. Naznačují však, že obnovení dýchání a ROSC byly platnými náhradami za zlepšenou cerebrální a koronární perfuzi, a zdá se pravděpodobné, že toto zlepšení bylo způsobeno pouze včasným nasazením aortálního balónku v kontextu refrakterní srdeční zástavy navzdory resuscitaci řízené podle pokynů.

Podobný případ uvádí skupina z Barts Heart Center (Kalogeropoulos et al); mechanická KPR byla kombinována s intermitentní aortální balónkovou kontrapulzací (IABP) u 49letého muže, který utrpěl srdeční zástavu na stole během urgentní perkutánní koronární intervence pro akutní infarkt myokardu. I když se tento případ liší, protože intraaortální balónkové zařízení umožňovalo rychlé, synchronizované nafouknutí a vyfouknutí aortálního balónku (tím se zabránilo ischemii dolních orgánů a nabídlo dodatečné odlehčení levé komory), autoři navrhují, že IABP by mohla být považována za doplňkovou intervenci k mechanické KPR (mCPR ) zlepšit perfuzi myokardu a urychlit a usnadnit ROSC. Kromě toho v centrech bez dostupnosti pokročilejší mechanické podpory (jako jsou zařízení Impella nebo ECMO) může IABP jako pomocná pomocná terapie k mCPR přispět ke zlepšení perfuze myokardu a centrálních hemodynamických parametrů a zkrátit dobu do ROSC, což umožní úspěšné přemostění pokročilejší modality mechanické podpory oběhu (MCS), přenos do centra schopného PCI a úspěšná revaskularizace. V tomto případě bylo dosaženo ROSC a po delší hospitalizaci se pacient plně zotavil a byl neurologicky intaktní.

Použití zařízení REBOA jako doplňku k resuscitaci pacientů bylo popsáno v Itálii Gamberinim a kolegy, ve smíšené kohortě traumatických a netraumatických srdečních zástav. Zákrok byl proveden pomocí jednoho ze dvou různých aortálních balónkových systémů lékaři kritické péče působící v nemocnici nebo společně s týmy záchranné lékařské služby na místě události. Z 18 úspěšných hlášených výkonů REBOA bylo 11 provedeno u netraumatických pacientů s OHCA (7 hospitalizovaných a 4 přednemocniční) s mediánem věku 52 let; nejčastější suspektní etiologií bylo srdeční onemocnění (5/11), další příčiny byly: masivní plicní embolie, hyperkalémie, neurologický syndrom a srdeční tamponáda. V 8/11 případů vedlo způsobené nafouknutí balónku k měřitelnému zvýšení ETCO2 rovnému nebo vyššímu než 10 mmHg za jednu minutu po okluzi a medián etCO2 se zvýšil z 15 na 24 mmHg (p = 0,016). Většina pacientů, u kterých došlo ke zvýšení etCO2 o hodnotě rovné nebo vyšší než 10 mmHg jednu minutu po okluzi, také dostala přechodný ROSC. Trvalého ROSC (trvajícího přes 20 minut) však dosáhli pouze 4 z 11 pacientů. Při absenci naměřených hemodynamických proměnných může zvýšení ETCO2 představovat náhradu za lepší oběh během probíhající KPR ve srovnání s výchozí hodnotou.

Nejkomplexnější studii proveditelnosti REBOA u netraumatické srdeční zástavy provedla norská vrtulníková záchranná služba (HEMS) a v roce 2019 ji zveřejnili Brede et al. Spolu s touto prospektivní observační studií proveditelnosti probíhal program monitorování bezpečnosti, aby bylo zajištěno, že samotný intervenční postup neovlivní nepříznivě kvalitu pokročilé podpory srdečního života. 10 pacientů dostalo REBOA, dodané na místě lékařem HEMS, v kohortě pacientů s průměrným věkem 63 let (rozmezí 50-74 let). Postup REBOA byl úspěšný ve všech případech, s 80% úspěšností na první pokus. Je to pravděpodobně způsobeno navržením efektivního a intenzivního týmového školícího programu. Průměrná doba procedury byla 11,7 minut (SD 3,2, rozmezí 8-16). Střední hodnota CO2 na konci výdechu se po 60 sekundách zvýšila o 1,75 kiloPascalů (kPa) ve srovnání s výchozí hodnotou (P<0,001). Šest pacientů dosáhlo návratu spontánní cirkulace (60 %), 3 pacienti přežili do přijetí do nemocnice a 1 pacient přežil více než 30 dní. Program monitorování bezpečnosti nezjistil žádný negativní vliv na pokročilou kvalitu srdeční podpory života. Významný nárůst CO2 na konci výdechu po okluzi naznačuje zlepšení cirkulace orgánů během kardiopulmonální resuscitace. Je třeba poznamenat, že tato kohorta pacientů byla poměrně pokročilá, pokud jde o zpoždění týmu HEMS při dosažení místa incidentu, pravděpodobně odrážející dlouhé doby cestování kvůli geografické vzdálenosti. Navzdory krátkým procedurálním časům (průměrná doba od příjezdu na scénu po nasazení REBOA byla 11,7 ± 3,2 minut, doba tísňového volání na scénu byla 45,6 ± 6,3 minut. To znamená, že REBOA byla aplikována 75,3 minut po začátku srdeční zástavy. Je jistě možné, že pozitivní odpověď na REBOA může být výraznější (a tedy pravděpodobnější, že povede k ROSC), pokud je aplikována dříve během srdeční zástavy; možná po 20 minutovém bodu, který je navržen jako bod inflexe, ve kterém by konvenční ALS měla být depriorizována ve prospěch nových terapií, jako je ECMO-CPR, pokud jsou dostupné.

Odůvodnění

Použití REBOA jako doplňkové léčby k ALS při netraumatické srdeční zástavě je nová léčba, která má potenciál zlepšit výsledky u skupiny pacientů, kteří v současné době pociťují neutěšenou míru úmrtí a neurologického postižení. Tato studie otestuje proveditelnost nasazení REBOA v britském týmu přednemocniční kritické péče. Nejedná se o pokus o testování zdravotnického prostředku nebo o porovnání výsledků mezi různými způsoby léčby.

Žádné služby přednemocniční péče ve Spojeném království nejsou v současné době schopny nasadit REBOA v prostředí OHCA. Jak však bylo nastíněno v předchozích částech, existují dobré fyziologické údaje, které podporují jeho potenciální použití jako mostu k ROSC. V tomto nastavení lze očekávat, že REBOA zvýší aortální diastolický krevní tlak, zvýší koronární perfuzi a zlepší cerebrální perfuzi. Potenciálně by tato fyziologická zlepšení mohla zvýšit šanci na dosažení ROSC a zachovat průtok krve do mozku, čímž by se zlepšily šance na přežití se zachovanou funkcí mozku.

Zatímco předchozí jednocentrická observační studie prokázala proveditelnost REBOA u netraumatické OHCA v Norsku, toto bude první studie REBOA pro OHCA ve Spojeném království dodaná týmem HEMS. Kromě toho bude tato studie dokumentovat fyziologickou odpověď na REBOA v prostředí probíhající resuscitace, což by mohlo podpořit její budoucí užitečnost. Cílem této studie bude také poskytnout zásah v rychlejším časovém horizontu. Ve zveřejněných souborech dat, především kvůli geografickým omezením, došlo od okamžiku tísňového volání do zahájení zřízení REBOA ke zpoždění 45 až 50 minut. Pravděpodobně se bude jednat o časově kritickou intervenci a stlačená geografická spádová oblast studované populace spolu s dobře zavedeným a klinicky řízeným již existujícím programem arteriálního přístupu by měla usnadnit rychlejší dodání.

Zpětná vazba od skupiny pacientů EAAA ukázala silnou podporu studii, přičemž skupina podporovala inovaci s potenciálem zlepšit přežití po srdeční zástavě a uznala, že EAAA jsou ve vynikající pozici pro provedení studie.

Studie se bude řídit rámcem IDEAL pro hodnocení chirurgické intervence s použitím prospektivní série nové techniky ve fázi 2a k posouzení proveditelnosti techniky v daném prostředí. To pomůže informovat potenciální vývoj multicentrické randomizované kontrolované studie.

Rizika/výhody

Jedná se o invazivní a náročnou intervenci u populace, která je kriticky nemocná se zástavou srdce a nereagovala na standardní ALS. Rizika a plány zmírnění jsou podrobně popsány v části 10 a zahrnují:

• Přerušení ALS
• Neúmyslné nesprávné umístění katétru REBOA
• Komplikace v místě vpichu, jako je krvácení v místě vpichu, modřiny a menší arteriální disekce
• Ischemie dolních končetin a orgánů
• Okluze krční tepny
• Zvýšené krvácení
• Riziko infekce
• Riziko pro studující personál

Následující kroky budou kontrolovat nebo zmírňovat tato rizika:

• Zákrok bude provádět malý počet zkušených lékařů v EAAA, kteří jsou již experty na ultrazvukem řízený femorální přístup během probíhající resuscitace (úspěšně a bezpečně dosaženo přes 100 případů).
• Všichni zúčastnění pracovníci se zúčastní strukturovaného školícího programu a před provedením procedury získají certifikaci.
• Zařízení je dobře známé a již se používá v řadě indikací a pacientů
• Zařízení je malorozchodné, což omezuje riziko lokálních komplikací.
• Po každém zákroku bude provádějící lékař vyslechnut, aby se prodiskutovaly případné obavy o bezpečnost.

Studie je odůvodněna na základě očekávaných klinických přínosů uvedených výše a se zavedenými robustními postupy pro minimalizaci rizika.