Nød genoplivning endovaskulær ballonokklusion af aorta i hjertestop uden for hospitalet (ERICA-ARREST)

Denne undersøgelse vil vurdere gennemførligheden af ​​at udføre præhospital genoplivning endovaskulær ballonokklusion af aorta (REBOA) som et supplement til konventionel Advanced Life Support (ALS) hos patienter, der lider af ikke-traumatisk hjertestop uden for hospitalet (OHCA). Ud over at give værdifuld indsigt i den tekniske gennemførlighed af at udføre denne procedure som en del af et genoplivningsforsøg, vil undersøgelsen også evaluere de fysiologiske fordele ved REBOA i denne gruppe af patienter. Tyve patienter vil blive indskrevet i denne undersøgelse. Protokollen er designet efter IDEAL-rammerne Stage 2a1 til evaluering af kirurgiske indgreb, hvor en lille prospektiv case-serie bruges til at teste og stabilisere interventionen. Undersøgelsen vil hjælpe med at fastslå, om teknikken er klar til evaluering i et prospektivt multicenter randomiseret studie.

Baggrund

I England er den gennemsnitlige samlede overlevelse til hospitalsudskrivning fra Emergency Medical Service (EMS) behandlet OHCA 8,6 %. Dette er væsentligt lavere end i andre europæiske, skandinaviske og nordamerikanske miljøer, hvor overlevelsesraterne varierer fra 14-21%.

Forbedring af overlevelsesrater fra OHCA er en stor prioritet for Resuscitation Council (UK), British Heart Foundation og National Health Service (NHS) England og blev identificeret som et nøgleområde for forbedring af Department of Health. Den mest almindelige årsag til pludselig OHCA er koronararteriesygdom.

De nuværende mål for præhospital behandling af OHCA er at give tidlig effektiv HLR for at give hjerne- og hjerteblodgennemstrømning, tidlig defibrillering for at genstarte hjertet og at støtte cirkulationen med avanceret livsstøtte, når den er tilgængelig. Minimering af perioder med "no-flow" eller "low-flow" er nøglen til at sætte betingelserne for vellykket genoplivning og undgå irreversibel skade på kritiske organer, især hjernen.

Andre tillæg til Advanced Life Support

Andre terapeutiske modaliteter såsom perkutan koronar intervention (PCI) og trombolyse er veldokumenterede behandlingsformer, der indgår i gældende ALS-retningslinjer, men disse kræver, at patienten har en stabil tilbagevenden af ​​spontan cirkulation, og de kan først realistisk gives, efter at patienten er blevet behandlet. genoplivet og afleveret til et hospital. Selv hvor dette er muligt, er de normalt forgæves, når disse behandlinger gives under igangværende HLR. Ekstrakorporal membraniltning (ECMO) CPR (ECPR - tilvejebringelse af et nødhjerte-lunge-bypass-kredsløb) er en foreslået intervention til patienter med refraktært hjertestop med opmuntrende data fra nogle observationsstudier. ECPR er imidlertid en kompleks intervention, der kræver betydelige ressourcer og uddannelse. Det er i øjeblikket ikke tilgængeligt på de fleste britiske hospitaler. Ingen præhospitale tjenester kan i øjeblikket levere ECPR, en situation, der sandsynligvis vil fortsætte. Der eksisterer et kompetencegab, som denne undersøgelse har til formål at afhjælpe.

Præhospital REBOA: forventede kliniske fordele og udfordringer

REBOA er en teknik, der bruges til at give midlertidig okklusion af aorta ved oppustning af en intra-aorta ballon. REBOA er blevet brugt til at håndtere hæmoragisk chok og traumatisk hjertestop ved at kontrollere blødning og lade en patients fysiologi stabilisere sig.

REBOA er blevet foreslået som en supplerende behandling til behandling af ikke-traumatiske hjertestoppatienter. Thorax aortaokklusion med en ballon giver en omfordeling af hjertevolumenet til organer proksimalt i forhold til okklusionen. Den resulterende effekt øger det koronare perfusionstryk (CPP); blodets drivkraft gennem kranspulsårerne. CPP beregnes som det diastoliske aortatryk minus det højre atrielle tryk: højere aorta diastolisk blodtryk resulterer i højere koronar perfusionstryk. REBOA under genoplivning øger også blodgennemstrømningen til halspulsårerne, cerebrale arterier og cerebralt perfusionstryk. Dette forbedrer blodgennemstrømningen til hjernen, hvilket kan beskytte den mod skader.

Under hjertestop er hjernevæv især modtageligt for hypoxæmi; forbedret peri-genoplivningsblodtryk kan forbedre hjernegennemstrømningen. Cerebral oximetri, som måler regional cerebral iltmætning (rSO2) ved nær-infrarød spektroskopi, er dukket op som en potentielt nyttig markør for cerebral iskæmi under CPR. I prækliniske og kliniske undersøgelser er højere rSO2-værdier under HLR forbundet med forbedret overlevelse af hjertestop og neurologiske resultater. rSO2 kunne bruges som en surrogatmarkør for cerebral perfusion.

Det forventes, at REBOA kan forbedre perfusionen af ​​hjernen og hjertet under CPR. Desuden vil forbedret aortablodtryk have den potentielle kliniske fordel ved at forbedre ROSC-frekvensen. REBOA kan også give brobehandling til patienter, der er modstandsdygtige over for konventionel CPR, indtil patienten er overført til en enhed, der er i stand til at yde ECPR. Således kunne REBOA lige så godt tilbyde en "bro til ROSC" eller en "bro til ECPR" til egnede patienter.

Prækliniske data

Dyredata bekræfter flere hæmodynamiske og elektrofysiologiske fordele ved aortaballonokklusion under kardiopulmonal genoplivning. I 1993 brugte Tang et al. en svinemodel for hjertestop til at undersøge virkningerne af aortaballonokklusion under genoplivning af tyve bedøvede, ventilerede grise. Efter induktion af ventrikulær fibrillering blev brystkompressioner påbegyndt, og dyrene randomiseret til forskellige interventionsarme, inklusive aortaballonokklusion ved hjælp af en 10 French (F) anordning indsat via den venstre lårbensarterie. Denne undersøgelse viste, at effektiviteten af ​​CPR blev forstærket af ballonokklusion, hvilket resulterede i bedre koronar perfusionstryk, og forbedrede påfaldende både sandsynligheden for vellykket genoplivning og 48 timers overlevelse sammenlignet med kontrolgrupper.

Med udgangspunkt i deres tidligere dyrestudier, der viste forbedringer i koronar perfusionstryk forbundet med en endovaskulær genoplivningsteknik, kombinerede en amerikansk gruppe ledet af Manning i 1996 aortaballonokklusion med retrograd aortaperfusion i en hundemodel af hjertestop. Otte hunde (inklusive 4 kontroldyr) blev bedøvet, intuberet, kateteriseret og instrumenteret til at registrere EKG, højre atrietryk og aortatryk under genoplivning efter ventrikulær fibrillation (VF) induceret hjertestop. Efter 10 minutters VF-induceret standsning blev mekanisk HLR påbegyndt. 2 minutter senere modtog de 4 undersøgelsesdyr selektiv aortabueperfusion (SAAP - en kombination af aortaokklusion og retrograd aortaperfusion). Defibrillering blev forsøgt efter 3 minutters HLR og hvert minut derefter. Dyr modtog standarddosis epinephrin hvert 3. minut ved hjælp af et intra-aorta-kateter. SAAP-infusion resulterede i signifikante stigninger i medianfrekvens og topamplitude af VF i SAAP-gruppen sammenlignet med kontrolgruppen, kombineret med en forbedring i koronar perfusionstryk. Denne genoplivningsmetode var pålidelig til at tillade genoprettelse af en stabil perfusionsrytme efter defibrillering. Forfatterne kommenterer, at ændringerne i topamplitude og medianfrekvens af den underliggende hjerterytme, induceret af forbedret koronar perfusion under genoplivning, sandsynligvis var ansvarlige for den øgede sandsynlighed for vellykket defibrillering.

Gedeborg og kolleger undersøgte yderligere rollen af ​​aortaballonokklusion for at evaluere virkningerne af denne intervention på hæmodynamik og hyppigheden af ​​genoprettelse af spontan cirkulation. Ventrikulær fibrillering blev induceret i 39 bedøvede smågrise efterfulgt af et 8-minutters ikke-interventionsinterval. I en hæmodynamisk undersøgelse (n = 10) blev der udført lukket bryst-HLR i 7 minutter, før en intra-aorta ballon blev pustet op. Denne intervention øgede det gennemsnitlige arterielle blodtryk med 20 % og øgede koronararterieblodgennemstrømningen med 86 %. Den almindelige halspulsåre blodgennemstrømning steg også med 62%. Alle disse ændringer var statistisk signifikante. Interessant nok, selvom administration af epinephrin yderligere øgede det gennemsnitlige arterielle blodtryk og koronararterieblodgennemstrømning, sås et paradoksalt fald i almindeligt carotisarterieblod. I en undersøgelse af korttidsoverlevelse havde ni ud af 13 dyr (69 %) i ballongruppen og i tre ud af 13 dyr (23 %) i kontrolgruppen spontan cirkulation genoprettet.

I 2002 sammenlignede Sesma et al effektiviteten af ​​HLR med og uden ballon aortaokklusionsballon, overvågning af kapnografi, koronar- og cerebralt perfusionstryk (CePP) ved normotermisk induceret VF-stop i en crossover-undersøgelse af 14 grise. Udsættelse af aortaballoner resulterede i betydelige kredsløbsforbedringer: End-tidal kuldioxid (ETCO2) steg med 38 %, og koronar perfusionstryk steg oprindeligt fra 10 til 29 mm Hg – en stigning på 150 %. CePP blev forbedret fra 12 til 39 mm Hg efter ballonen var pustet op, hvilket repræsenterer en stigning på 200 %. I alle tilfælde var forskellene statistisk signifikante (P < 0,0001), selvom de aftog efterhånden som genoplivningen skred frem med tiden.

Senest rapporterede Hutins genoplivningsforskningsgruppe i Paris om brugen af ​​REBOA som et potentielt alternativ til adrenalin i behandlingen af ​​ikke-traumatisk hjertestop, idet de vurderede de sammenlignende virkninger af adrenalin vs. REBOA på ROSC, hæmodynamik og cerebral cirkulation hos et svin. model for hjertestop. Efter 4 minutters hjertestop og 18 minutters grundlæggende livsstøtte (BLS) ved brug af en mekanisk HLR-anordning blev dyrene randomiseret til at modtage enten REBOA- eller adrenalinadministration før defibrilleringsforsøg. Seks dyr blev inkluderet i hver forsøgsarm. Hæmodynamiske parametre var ens i begge grupper under BLS. Efter adrenalinadministration eller REBOA steg det gennemsnitlige arterielle tryk, koronar- og cerebralt perfusionstryk tilsvarende i begge grupper. Imidlertid var carotis blodgennemstrømning (CBF) og cerebral regional oxygenationsmætning signifikant højere med REBOA sammenlignet med adrenalinadministration (henholdsvis + 125% og + 40%). ROSC blev opnået i 5 dyr i begge grupper. Efter genoplivning forblev CBF lavere i epinephringruppen sammenlignet med REBOA. Denne undersøgelse bekræfter de gavnlige hæmodynamiske virkninger af aortaballonokklusion under hjertestop og antyder en potentiel rolle i at reducere de skadelige virkninger af bolus epinephrin på det cerebrale kredsløb. Dette er i overensstemmelse med Gedeborgs fund med hensyn til post-epinephrin carotis flow.

Kliniske data

Menneskelige data vedrørende den potentielle rolle af aortaballonokklusion omfatter en række case-rapporter om brugen af ​​forbigående aortaokklusion under refraktært hjertestop i omgivelserne af hjertekateterlaboratoriet eller hjerteoperationsstuen. Deakin og Barron beskriver to tilfælde af svær hæmodynamisk ustabilitet og intermitterende hjertestop, hvor aortaballonokklusion blev brugt: I det første tilfælde steg det gennemsnitlige radiale arterietryk fra 71/14 mmHg (middel=33 mmHg) til 92/24 mmHg (middel= 47 mmHg). I det andet tilfælde steg det gennemsnitlige radiale arterietryk fra 48/21 mmHg (middel=25 mmHg) til 62/26 mmHg (middel=36 mmHg). Det beregnede perfusionstryk i kranspulsåren i tilfælde 1 steg fra -2 til 8 mmHg og i tilfælde 2 steg fra 15 til 18 mmHg, hvilket tyder på, at okklusion af den nedadgående aorta under hjertemassage kan forbedre koronare og cerebrale perfusionstryk.

Aslanger et al rapporterer om en patient med myokardieinfarkt og svær multikar-koronararteriesygdom, der gennemgår koronar angiografi, og som led af alvorlig hypotension under proceduren. Trods inotrop støtte fulgte hjertestop. HLR blev påbegyndt, og avanceret livsstøtte (ALS) blev udført i henhold til retningslinjer. Et topblodtryk på ca. 100 mmHg blev observeret under brystkompressioner. Der var ingen arterielle bølgeformer på monitoren mellem brystkompressioner i hele denne periode, og asystoli udviklede sig. Under igangværende HLR blev 7F femoral-adgangsskeden udskiftet med en 8F femoral intraaorta-kateterskede. Et 40 ml intraaorta ballonkateter blev leveret og pustet op. Fuldstændig okklusion af den nedadgående aorta blev bekræftet ved tab af den arterielle bølgeform fra femoralskedens sideport under brystkompressioner. Tredive sekunder efter ballonokklusion optrådte spontane gisp. Femogfyrre sekunder efter ballonokklusion blev der observeret et hjerteslag på 35 bpm. Denne rytme accelererede gradvist, og sinusrytmen blev genoprettet efter et minut. Et pulstjek bekræftede en stærk carotispuls. På dette tidspunkt blev ballonen tømt for at afslutte aortaokklusion, og blodtrykket overvåget fra femoralskeden steg til 80/50 mmHg. Et intraaortaballonkateter blev fastgjort til en intraaortapumpekonsol, og standard modpulsering blev startet sammen med en dopamininfusion. I løbet af 12 timers opfølgning var det systoliske arterielle blodtryk omkring 110 mmHg, og dopamindosen blev vænnet fra. Efter at patienten var kommet til bevidsthed, blev hun ekstuberet, og al mekanisk og inotrop støtte blev stoppet. Den følgende dag var patientens kliniske status fremragende, og den samlede præstationskategori (OPC) og den cerebrale præstationskategori (CPC) var begge én. Forfatterne kommenterer, at deres manglende evne til at dokumentere koronar perfusionstryk er en begrænsning af denne case-rapport. Det tyder imidlertid på, at genoptagelse af vejrtrækning og ROSC var gyldige surrogater for henholdsvis forbedret cerebral og koronar perfusion, og det forekommer sandsynligt, at denne forbedring udelukkende skyldtes rettidig udsættelse af aortaballon i forbindelse med refraktært hjertestop på trods af guideline-styret genoplivning.

Et lignende tilfælde er rapporteret af en gruppe på Barts Heart Center (Kalogeropoulos et al); Mekanisk HLR blev kombineret med intermitterende aortaballonkontrapulsation (IABP) hos en 49-årig mand, som fik hjertestop ved bordet under akut perkutan koronar intervention for akut myokardieinfarkt. Selvom dette tilfælde adskiller sig, da den intraaorta ballonanordning tillod hurtig, synkroniseret oppustning og deflation af aortaballonen (dette forhindrer nedstrøms organiskæmi og tilbyder yderligere venstre ventrikulær aflæsning), foreslår forfatterne, at IABP kan betragtes som en supplerende intervention til mekanisk CPR (mCPR). ) for at forbedre myokardieperfusion og fremskynde og lette ROSC. Ydermere, i centre uden tilgængelighed af mere avanceret mekanisk støtte (såsom Impella- eller ECMO-enheder), kan IABP som en bailout-tillægsterapi til mCPR bidrage til forbedring af myokardieperfusion og centrale hæmodynamiske parametre og forkorte tiden til ROSC, hvilket muliggør vellykket brodannelse til mere avancerede mekaniske kredsløbsstøttemodaliteter (MCS), overførsel til et PCI-kompatibelt center og vellykket revaskularisering. I dette tilfælde blev ROSC opnået, og efter et længere hospitalsophold kom patienten fuldstændigt og var neurologisk intakt.

Brugen af ​​et REBOA-apparat som et supplement til genoplivning af patienter er blevet beskrevet i Italien af ​​Gamberini og kolleger i en blandet gruppe af traumatiske og ikke-traumatiske hjertestop. Proceduren blev udført ved hjælp af et af to forskellige aortaballonsystemer af kritiske læger, der opererede på hospitalet eller sammen med akutmedicinske teams på stedet. Af de 18 vellykkede rapporterede REBOA-procedurer blev 11 udført hos ikke-traumatiske OHCA-patienter (7 på hospitalet og 4 præhospitalt) med en medianalder på 52 år; den mest almindelige formodede ætiologi var hjertesygdom (5/11), mens andre årsager var: massiv lungeemboli, hyperkaliæmi, et neurologisk syndrom og hjertetamponade. I 8/11 tilfælde førte forårsaget af ballonoppustning til en målbar stigning i ETCO2 lig med eller højere end 10 mmHg et minut efter okklusion og median etCO2 steg fra 15 til 24 mmHg (p = 0,016). De fleste patienter, der oplevede en stigning i etCO2 lig med eller højere end 10 mmHg et minut efter okklusion, fik også forbigående ROSC. Imidlertid blev en vedvarende ROSC (varig over 20 minutter) opnået af kun 4 ud af de 11 patienter. I fravær af målte hæmodynamiske variabler repræsenterer en stigning i ETCO2 muligvis et surrogat for øget cirkulation under igangværende HLR sammenlignet med baseline.

Den mest omfattende gennemførlighedsundersøgelse af REBOA ved ikke-traumatisk hjertestop blev udført af norske helikoptere akutmedicinske tjenester (HEMS) og rapporteret i 2019 af Brede et al. Et sikkerhedsovervågningsprogram kørte sammen med denne prospektive observationelle gennemførlighedsundersøgelse for at sikre, at selve interventionsproceduren ikke påvirkede kvaliteten af ​​avanceret hjertelivsstøtte negativt. 10 patienter modtog REBOA, leveret på stedet af HEMS-lægen, i en kohorte af patienter med en gennemsnitsalder på 63 år (interval 50-74 år). REBOA-proceduren var vellykket i alle tilfælde, med 80 % succesrate ved første forsøg. Dette skyldes sandsynligvis designet af et effektivt og intensivt teambaseret træningsprogram. Gennemsnitlig proceduretid var 11,7 minutter (SD 3,2, interval 8-16). Gennemsnitlig end-tidal CO2 steg med 1,75 kiloPascals (kPa) efter 60 sekunder sammenlignet med baseline (P<0,001). Seks patienter opnåede tilbagevenden af ​​spontan cirkulation (60%), 3 patienter overlevede for at nå ind på hospitalet, og 1 patient overlevede de sidste 30 dage. Sikkerhedsovervågningsprogrammet identificerede ingen negativ indflydelse på den avancerede hjertelivsstøttekvalitet. Den signifikante stigning i end-tidal CO2 efter okklusion tyder på forbedret organcirkulation under hjerte-lunge-redning. Det skal bemærkes, at denne patientkohorte var ret fremskreden med hensyn til HEMS-teamets forsinkelse med at nå hændelsesstedet, hvilket sandsynligvis afspejler lange rejsetider på grund af geografisk afstand. På trods af korte proceduretider (gennemsnitlig tid fra ankomst til scene til REBOA-indsættelse var 11,7±3,2 minutter, var tiderne for nødopkald til scene 45,6±6,3 minutter. Det betyder, at REBOA blev påført 75,3 minutter efter påbegyndelsen af ​​hjertestop. Det er bestemt muligt, at den positive reaktion på REBOA kan være mere udtalt (og dermed mere tilbøjelig til at føre til ROSC), hvor den påføres tidligere under hjertestoppet; måske efter 20 minutters punktet, som foreslås som det punkt for bøjning, hvor konventionel ALS bør deprioriteres til fordel for nye behandlinger såsom ECMO-CPR, hvor de er tilgængelige.

Begrundelse

Brug af REBOA som en supplerende behandling til ALS ved ikke-traumatisk hjertestop er en ny behandling, som har potentiale til at forbedre resultaterne hos en patientgruppe, som i øjeblikket oplever dystre dødsrater og neurologisk handicap. Denne undersøgelse vil teste gennemførligheden af ​​at implementere REBOA i et britisk præhospitalt kritisk plejeteam. Det er ikke et forsøg at teste et medicinsk udstyr eller at sammenligne resultater mellem forskellige behandlinger.

Ingen britiske præhospitale plejetjenester er i øjeblikket i stand til at implementere REBOA i rammerne af OHCA. Men som beskrevet i de foregående afsnit er der gode fysiologiske data til at understøtte dets potentielle brug som en bro til ROSC. I denne indstilling kunne REBOA forventes at hæve det diastoliske blodtryk i aorta, øge koronar perfusion og øge cerebral perfusion. Potentielt kan disse fysiologiske forbedringer øge chancen for at opnå ROSC og bevare blodgennemstrømningen til hjernen, hvilket forbedrer chancerne for at overleve med bevaret hjernefunktion.

Mens en tidligere observationsundersøgelse i et enkelt center har vist gennemførligheden af ​​REBOA i ikke-traumatisk OHCA i Norge, vil dette være den første undersøgelse af HEMS-team leveret REBOA til OHCA i Storbritannien. Derudover vil denne undersøgelse dokumentere den fysiologiske respons på REBOA i forbindelse med igangværende genoplivning, hvilket kan understøtte dets fremtidige nytte. Denne undersøgelse vil også have til formål at levere interventionen i en hurtigere tidsskala. I de offentliggjorte datasæt var der, primært på grund af geografiske begrænsninger, en forsinkelse på 45 til 50 minutter fra tidspunktet for nødopkald til påbegyndelse af etablering af REBOA. Det vil sandsynligvis være en tidskritisk intervention, og det komprimerede geografiske opland for undersøgelsespopulationen bør sammen med et veletableret og klinisk styret allerede eksisterende arteriel adgangsprogram lette hurtigere levering.

Feedback fra EAAA-patientgruppen viste stærk støtte til undersøgelsen, hvor gruppen støttede en innovation med potentiale til at forbedre overlevelse efter hjertestop og anerkendte, at EAAA er i en fremragende position til at udføre undersøgelsen.

Undersøgelsen vil følge den IDEALE ramme for evaluering af en kirurgisk intervention ved at bruge den prospektive fase 2a-serie af en ny teknik til at vurdere gennemførligheden af ​​teknikken i omgivelserne. Dette vil hjælpe med at informere om den potentielle udvikling af et multicenter randomiseret kontrolleret forsøg.

Risiko/fordele

Dette er et invasivt og krævende indgreb i en befolkning, der er kritisk syge, da de er i hjertestop og ikke har reageret på standard ALS. Risici og afbødningsplaner er nærmere beskrevet i afsnit 10 og inkluderer:

• Afbrydelse af ALS
• Utilsigtet fejlplacering af REBOA-kateter
• Få adgang til komplikationer som f.eks. blødning fra punkteringsstedet, blå mærker og mindre arteriel dissektion
• Iskæmi i underekstremiteter og organer
• Okklusion af halspulsåren
• Øget blødning
• Risiko for infektion
• Risiko for studiepersonale

Følgende trin vil kontrollere eller mindske disse risici:

• Proceduren vil blive udført af et lille antal erfarne læger ved EAAA, som allerede er eksperter i ultralydsvejledt lårbensadgang under igangværende genoplivning (over 100 tilfælde er allerede opnået med succes og sikkert).
• Alt deltagende personale vil deltage i et struktureret træningsprogram og blive certificeret, før de kan udføre proceduren.
• Udstyret er velkendt og bruges allerede til en række indikationer og patienter
• Udstyret er lille gauge, hvilket begrænser risikoen for lokale komplikationer.
• Efter hver procedure vil den udførende læge blive interviewet for at diskutere eventuelle sikkerhedsproblemer.

Undersøgelsen er begrundet ud fra de forventede kliniske fordele skitseret ovenfor og med robuste procedurer på plads for at minimere risikoen.