Validatie van nieuwe niet-invasieve parameters van diastolische afzuiging in de linkerventrikel

Achtergrond

1. Klinische achtergrond: Hartfalen is wereldwijd een wijdverbreide oorzaak van morbiditeit en mortaliteit. Ondanks hun vergelijkbare klinische manifestatie, zijn systolisch en diastolisch hartfalen twee verschillende entiteiten die verschillen met betrekking tot pathofysiologie, diagnose, prognose en behandeling.

Diastolische disfunctie treedt vroeg in het begin van hartfalen op. In het verleden werd diastolische disfunctie vaak per uitsluiting gedefinieerd als hartfalen zonder bewijs van systolische disfunctie. Deze definitie kan geschikt zijn voor klinische diagnose als concentrische of excentrische LV-hypertrofie naast elkaar bestaat, maar is fysiologisch misleidend, aangezien de diastolische disfunctie aanhoudt of zelfs verergert met het begin van de systolische disfunctie. Er moet rekening mee worden gehouden dat symptomen bij hartfalen nauwer verband houden met diastolische dan met systolische disfunctie. Bovendien lijkt ook de prognose van hartfalen nauwer verband te houden met de onderliggende mate van diastolische in plaats van systolische disfunctie. Ondanks het klinische belang ervan zijn grote onderzoeken naar het behandelresultaat voor diastolisch hartfalen (zoals de CHARM-preserved en PEP-CHF-onderzoeken) echter schaars en teleurstellend. Drie belangrijke redenen voor deze gegevensschaarste zijn onder andere: overschatting van eindpuntgebeurtenissen in de vermogensanalyses van de respectieve onderzoeken, gebrek aan therapeutische middelen die specifiek gericht zijn op diastolische disfunctie, en gebrek aan eenvoudige echocardiografische parameters die de diastolische functie onafhankelijk kunnen meten. van beladingstoestanden. Dit laatste komt aan de orde in de hier gepresenteerde studie. Zoals hieronder in detail zal worden beschreven, is de vroeg-diastolische functie onlosmakelijk verbonden met de eind-systolische toestand van het ventrikel. Een echocardiografische parameter die een vroege-diastolische mechanische gebeurtenis beschrijft, zal daarom zeer waarschijnlijk variëren met veranderingen in de eind-systolische toestand. De huidige studie zal nieuwe parameters van vroeg-diastolische functie onderzoeken door contractiliteitsveranderingen uit te lokken.

1.2 Fysiologische achtergrond: Het lijdt geen twijfel dat het menselijk hart een zuigpomp is die in staat is bloed op te zuigen alvorens het uit te stoten. Er is een concept van vroeg-diastolische afzuiging: er wordt aangenomen dat systolische myocardiale verkorting potentiële energie opslaat in elastische vezels en myocytfilamenten die vrijkomen in de vroege diastole om een ​​zuigeffect te produceren, en zo bij te dragen aan een snelle LV-vulling.

In 1930, Katz et al. publiceerde voor het eerst een studie die een zuigfenomeen beschrijft in een in-vitropreparatie van een geïsoleerd kloppend schildpadventrikel. Ze toonden aan dat de vroeg-diastolische volumetoename van het ventrikel samenvalt met een drukdaling, wat consistent is met het concept van zuiging. Hij concludeerde dat contractie en relaxatie de elastische toestand van het ventrikel veranderen tussen twee limieten (eind-systolisch en -diastolisch), en stelde een zuigeffect voor dat wordt geproduceerd door elastische terugslag. Deze visie vertegenwoordigde een paradigmaverandering, aangezien vulling voorheen werd beschouwd als het resultaat van atriale druk. Als zuiging wordt gedefinieerd volgens Katz, d.w.z. vulling tijdens drukverval, dan wordt het waargenomen in alle uitstotende harten, ongeacht contractiliteit, eindsystolisch volume of vuldruk. Dit type zuiging komt overeen met wat vroege fysiologen misschien de ventriculaire vulling 'vis a fronte' noemden: een vulmechanisme dat door het hart wordt gegenereerd. Het vormt een zuigeffect ten opzichte van het vulreservoir. Het kan optreden als gevolg van zowel elastische terugslag als ontspanning.

In een fysiek strenger concept wordt zuigen gedefinieerd als vullen bij negatieve LV transmurale druk. Volgens deze definitie voert de ventriculaire wand werk uit om bloed in de holte te trekken. Er zijn twee belangrijke voorwaarden voor zo'n zuiggebeurtenis. Ten eerste moet het eindsystolische volume lager zijn dan het volume van elastisch ventriculair evenwicht, anders zou er geen elastische energie worden opgeslagen. Ten tweede moet de vroege diastolische relaxatie snel genoeg zijn om herstellende krachten de overhand te laten krijgen op de verdwijnende actieve krachten. Het zuigproces duurt totdat het evenwichtsvolume is bereikt. Atriale druk rekt vervolgens het ventrikel uit tot een volume waar een krachtbalans tussen vuldruk en ventriculaire passieve spanning elke verdere stroming belemmert (diasthase). Het diasthasevolume is waarschijnlijk hoger dan het elastische evenwichtsvolume, wat een ventriculaire materiaaleigenschap is. Omdat LV-vulling zichzelf zeer snel alle negatieve transmurale drukken opheft, en het evenwichtsvolume van de LV waarschijnlijk klein is, is zuigkracht volgens deze definitie bijna uitsluitend gemeten onder bepaalde omstandigheden, zoals in bijna lege ventrikels (bijv. kunstmatig lage nabelasting), tijdens kunstmatige afwezigheid van vulling of tijdens inotrope stimulatie.

1.3 Concept van het testen van nieuwe parameters: in de huidige studie zullen verschillende stappen van modelreductie worden getest. Elke reductie is bedoeld om niet-invasieve metingen steeds eenvoudiger en haalbaarder te maken bij verminderde echokwaliteit. De vergelijking met de gouden standaard zal dan de kosten van modelreducties in termen van precisie en voorspellend vermogen zichtbaar maken. Aangezien directe drukmetingen op niet-invasieve wijze niet haalbaar zijn, zijn enkele vereenvoudigingen van het pompmodel verplicht. Het meest bruikbaar is om het hart terug te brengen tot een 1-dimensionaal, zuigerachtig pompsysteem dat alleen in apico-basale richting beweegt (longitudinale functie). In zo'n model zijn niet alleen contracties, maar ook stroomrichtingen longitudinaal. De 1-dimensionale Euler-vergelijking kan vervolgens worden gebruikt om momentane atrioventriculaire drukgradiënten te berekenen op basis van Color Doppler M-Mode echocardiogrammen. Evenzo kan apico-basale verplaatsing van de 'zuiger' eenvoudig worden gemeten door middel van M-Mode echocardiogrammen van de mitralisannulus (systolische excursie in het ringvormige vlak van de mitralisklep, MAPSE). In combinatie kan het zuigeffect van het ventrikel ten opzichte van het linker atrium worden beoordeeld. Een verdere vereenvoudiging bestaat uit het vervangen van MAPSE door de veel gebruikte Doppler tissue imaging (DTI) -parameters van systolische (s') en vroeg-diastolische (e') snelheid. De referentiemethode van deze studie zal bestaan ​​uit invasief gemeten afzuigwerk, waartegen de nieuwe parameters direct zullen worden vergeleken.

Objectief

De studie wordt uitgevoerd om prospectief nieuwe, niet-invasieve parameters van vroege diastolische functie te testen met betrekking tot hun vermogen om het fysiologische fenomeen van LV-zuiging te kwantificeren.

Hypothese: De volgende parameters correleren significant met LV zuigarbeid, maar in dalende orde van grootte (r2): absolute zuigarbeid van druk/MAPSE, relatieve zuigarbeid van IVPG/MAPSE, e'/L0, e'/s', ( in rust en onder dobutamine).

methoden

Referentie voor LV-uitzuigwerk: geleidingskatheter wordt ingebracht via de aortaklep en langs de lengteas van de LV geplaatst. Continue geleiding wordt omgezet in LV-volumegegevens en gelijktijdige drukmetingen worden uitgevoerd.

Echo-parameters:

IVPG (intraventriculaire drukgradiënten) wordt berekend op basis van Color-Doppler M-Mode echocardiogrammen. Deze beeldvormingsmodaliteit produceert een kleurgecodeerd, longitudinaal voorwaarts stroomsnelheidsprofiel (y-as) in de tijd (x-as). Dergelijke snelheidskaarten kunnen vervolgens worden verwerkt om momentane drukgradiënten op te halen tussen twee willekeurige punten op de lengteas.

MAPSE (mitrale ringvormige vlak systolische excursie) wordt uitgevoerd met M-Mode echocardiogram van het septum en de laterale mitralisklep annulus.

Weefselsnelheid: piek systolische snelheid (s') en de piek vroeg-diastolische negatieve snelheid (e') van septum en laterale mitralisanulus worden gemeten door pulsed-wave Doppler tissue imaging (DTI).