Resuscitativ endovaskulær ballongokklusjon av aorta ved hjertestans utenfor sykehus (ERICA-ARREST)

Denne studien vil vurdere muligheten for å utføre prehospital resuscitativ endovaskulær ballongokklusjon av aorta (REBOA) som et tillegg til konvensjonell Advanced Life Support (ALS) hos pasienter som lider av ikke-traumatisk hjertestans utenfor sykehus (OHCA). I tillegg til å gi verdifull innsikt i den tekniske gjennomførbarheten av å utføre denne prosedyren som en del av et gjenopplivingsforsøk, vil studien også evaluere de fysiologiske fordelene med REBOA i denne pasientgruppen. Tjue pasienter vil bli registrert i denne studien. Protokollen er utformet i henhold til IDEAL-rammeverket Stage 2a1 for evaluering av kirurgiske inngrep, hvor en liten prospektiv case-serie brukes for å teste og stabilisere intervensjonen. Studien vil bidra til å fastslå om teknikken er klar for evaluering i en prospektiv multisenter randomisert studie.

Bakgrunn

I England er gjennomsnittlig total overlevelse til sykehusutskrivning fra Emergency Medical Service (EMS) behandlet OHCA 8,6 %. Dette er betydelig lavere enn i andre europeiske, skandinaviske og nordamerikanske miljøer, hvor overlevelsesraten varierer fra 14-21 %.

Å forbedre overlevelsesraten fra OHCA er en hovedprioritet for Resuscitation Council (UK), British Heart Foundation og National Health Service (NHS) England og ble identifisert som et nøkkelområde for forbedring av Department of Health. Den vanligste årsaken til plutselig OHCA er koronarsykdom.

De nåværende målene for prehospital behandling av OHCA er å gi tidlig effektiv HLR for å gi hjerne- og hjerteblodstrøm, tidlig defibrillering for å starte hjertet på nytt og å støtte sirkulasjonen med avansert livsstøtte når den er tilgjengelig. Minimering av perioder med "ingen flyt" eller "lav flyt" er nøkkelen til å sette betingelsene for vellykket gjenopplivning, og unngå irreversibel skade på kritiske organer, spesielt hjernen.

Andre tillegg til Advanced Life Support

Andre terapeutiske modaliteter som perkutan koronar intervensjon (PCI) og trombolyse er veldokumenterte terapier som er inkludert i gjeldende ALS-retningslinjer, men disse krever at pasienten har en stabil tilbakeføring av spontan sirkulasjon, og de kan først realistisk gis etter at pasienten er blitt behandlet. fullstendig gjenopplivet og levert til sykehus. Selv der dette er mulig, når disse behandlingene gis under pågående HLR, er de vanligvis meningsløse. Ekstrakorporeal membranoksygenering (ECMO) HLR (ECPR - tilveiebringelse av en nødhjerte-lunge-bypass-krets) er en foreslått intervensjon for pasienter med refraktær hjertestans med oppmuntrende data fra noen observasjonsstudier. ECPR er imidlertid en kompleks intervensjon som krever betydelige ressurser og opplæring. Det er foreløpig ikke tilgjengelig på de fleste britiske sykehus. Ingen prehospitale tjenester kan for øyeblikket levere ECPR, en situasjon som sannsynligvis vil vedvare. Det eksisterer et kapasitetsgap som denne studien tar sikte på å adressere.

Pre-hospital REBOA: forventede kliniske fordeler og utfordringer

REBOA er en teknikk som brukes for å gi midlertidig okklusjon av aorta ved oppblåsing av en intra-aorta ballong. REBOA har blitt brukt til å håndtere hemorragisk sjokk og traumatisk hjertestans ved å kontrollere blødninger og la pasientens fysiologi stabilisere seg.

REBOA har blitt foreslått som en tilleggsbehandling ved behandling av ikke-traumatiske hjertestanspasienter. Thorax aorta-okklusjon med ballong gir en omfordeling av hjertevolum til organer proksimalt til okklusjonen. Den resulterende effekten øker koronar perfusjonstrykket (CPP); drivkraften til blod gjennom kranspulsårene. CPP beregnes som det diastoliske aortatrykket minus høyre atrietrykk: høyere aorta diastolisk blodtrykk gir høyere koronar perfusjonstrykk. REBOA under gjenopplivning øker også blodstrømmen til halspulsårene, hjernearteriene og cerebralt perfusjonstrykk. Dette forbedrer blodstrømmen til hjernen, noe som kan beskytte den mot skade.

Under hjertestans er hjernevev spesielt utsatt for hypoksemi; forbedret blodtrykk ved peri-resuscitering kan forbedre hjernens perfusjon. Cerebral oksymetri, som måler regional cerebral oksygenmetning (rSO2) ved nær-infrarød spektroskopi, har dukket opp som en potensielt nyttig markør for cerebral iskemi under HLR. I prekliniske og kliniske studier er høyere rSO2-verdier under HLR assosiert med forbedret hjertestansoverlevelse og nevrologisk utfall. rSO2 kan brukes som en surrogatmarkør for cerebral perfusjon.

Det er forventet at REBOA kan forbedre perfusjonen av hjernen og hjertet under HLR. Dessuten vil forbedret aortablodtrykk ha den potensielle kliniske fordelen ved å forbedre ROSC-frekvensen. REBOA kan også gi brobehandling for pasienter som er motstandsdyktige mot konvensjonell HLR inntil pasienten er overført til en enhet som er i stand til å gi ECPR. Dermed kunne REBOA like godt tilby en "bro til ROSC" eller en "bro til ECPR" til egnede pasienter.

Prekliniske data

Dyredata bekrefter flere hemodynamiske og elektrofysiologiske fordeler med aortaballongokklusjon under hjerte-lunge-redning. I 1993 brukte Tang et al en svinemodell for hjertestans for å undersøke effekten av aortaballongokklusjon under gjenoppliving av tjue bedøvede, ventilerte griser. Etter å ha indusert ventrikkelflimmer, ble brystkompresjoner påbegynt, og dyrene ble randomisert til forskjellige intervensjonsarmer, inkludert aortaballongokklusjon ved hjelp av en 10 French (F) enhet satt inn via venstre femoral arterie. Denne studien viste at effekten av HLR ble forsterket av ballongokklusjon, noe som resulterte i bedre koronarperfusjonstrykk, og forbedret påfallende både sannsynligheten for vellykket gjenopplivning og 48 timers overlevelse sammenlignet med kontrollgruppene.

Med utgangspunkt i deres tidligere dyrestudier som viste forbedringer i koronar perfusjonstrykk assosiert med en endovaskulær gjenopplivningsteknikk, kombinerte en amerikansk gruppe ledet av Manning i 1996 aortaballongokklusjon med retrograd aortaperfusjon i en hundemodell av hjertestans. Åtte hunder (inkludert 4 kontrolldyr) ble bedøvet, intubert, kateterisert og instrumentert for å registrere EKG, høyre atrietrykk og aortatrykk under gjenopplivning etter ventrikkelflimmer (VF) indusert hjertestans. Etter 10 minutter med VF-indusert arrestasjon, ble mekanisk HLR igangsatt. 2 minutter senere fikk de 4 studiedyrene selektiv aortabue-perfusjon (SAAP - en kombinasjon av aorta-okklusjon og retrograd aorta-perfusjon). Defibrillering ble forsøkt etter 3 minutter med HLR og hvert minutt deretter. Dyr fikk standarddose epinefrin hvert 3. minutt ved hjelp av et intraaorta-kateter. SAAP-infusjon resulterte i signifikant økning i median frekvens og toppamplitude av VF i SAAP-gruppen sammenlignet med kontrollgruppen, kombinert med en forbedring i koronar perfusjonstrykk. Denne gjenopplivingsmetoden var pålitelig når den tillot gjenoppretting av en stabil perfuseringsrytme etter defibrillering. Forfatterne kommenterer at endringene i toppamplitude og medianfrekvens av den underliggende hjerterytmen, indusert av forbedret koronar perfusjon under gjenopplivning, sannsynligvis var ansvarlig for den økte sannsynligheten for vellykket defibrillering.

Gedeborg og kolleger undersøkte videre rollen til aortaballongokklusjon for å evaluere effekten av denne intervensjonen på hemodynamikk og hyppigheten av gjenoppretting av spontan sirkulasjon. Ventrikkelflimmer ble indusert i 39 bedøvede smågriser, etterfulgt av et 8-minutters ikke-intervensjonsintervall. I en hemodynamisk studie (n = 10) ble lukket bryst-HLR utført i 7 minutter før en intra-aortaballong ble blåst opp. Denne intervensjonen økte gjennomsnittlig arterielt blodtrykk med 20 % og økte koronararterieblodstrømmen med 86 %. Blodstrømmen i vanlige halspulsårer økte også med 62 %. Alle disse endringene var statistisk signifikante. Interessant nok, selv om administrering av epinefrin ytterligere økte gjennomsnittlig arterielt blodtrykk og koronararterieblodstrøm, ble det sett en paradoksal reduksjon i vanlig carotisarterieblod. I en studie av korttidsoverlevelse hadde ni av 13 dyr (69 %) i ballonggruppen og i tre av 13 dyr (23 %) i kontrollgruppen spontan sirkulasjon gjenopprettet.

I 2002 sammenlignet Sesma et al effektiviteten av HLR med og uten ballong aorta-okklusjonsballong, overvåking av kapnografi, koronar- og cerebralt perfusjonstrykk (CePP) ved normotermisk indusert VF-stans i en crossover-studie av 14 griser. Utplassering av aortaballong resulterte i betydelige sirkulasjonsforbedringer: End-tidal karbondioksid (ETCO2) steg med 38 %, og koronar perfusjonstrykk økte opprinnelig fra 10 til 29 mm Hg – en økning på 150 %. CePP ble forbedret fra 12 til 39 mm Hg etter at ballongen ble blåst opp, noe som representerer en økning på 200 %. I alle tilfeller var forskjellene statistisk signifikante (P < 0,0001), selv om de avtok etter hvert som gjenopplivingen skred frem i tid.

Senest rapporterte Hutins gjenopplivingsforskningsgruppe i Paris om bruken av REBOA som et potensielt alternativ til adrenalin i behandlingen av ikke-traumatisk hjertestans, og vurderte de komparative effektene av adrenalin vs. REBOA på ROSC, hemodynamikk og cerebral sirkulasjon hos et svin. modell for hjertestans. Etter 4 minutter med hjertestans og 18 minutter med grunnleggende livstøtte (BLS) ved bruk av en mekanisk HLR-enhet, ble dyrene randomisert til å motta enten REBOA- eller adrenalinadministrasjon før defibrilleringsforsøk. Seks dyr ble inkludert i hver forsøksarm. Hemodynamiske parametere var like i begge gruppene under BLS. Etter adrenalinadministrasjon eller REBOA økte gjennomsnittlig arterielt trykk, koronar- og cerebralt perfusjonstrykk tilsvarende i begge grupper. Imidlertid var carotis blodstrøm (CBF) og cerebral regional oksygeneringsmetning signifikant høyere med REBOA sammenlignet med adrenalinadministrasjon (henholdsvis + 125 % og + 40 %). ROSC ble oppnådd i 5 dyr i begge grupper. Etter gjenopplivning forble CBF lavere i epinefringruppen sammenlignet med REBOA. Denne studien bekrefter de gunstige hemodynamiske effektene av aortaballongokklusjon under hjertestans, og antyder en potensiell rolle i å redusere de skadelige effektene av bolus-epinefrin på den cerebrale sirkulasjonen. Dette er i samsvar med Gedeborgs funn med hensyn til post-epinefrin carotis flow.

Kliniske data

Menneskelige data angående den potensielle rollen til aortaballongokklusjon inkluderer en rekke kasusrapporter om bruk av forbigående aortaokklusjon under refraktær hjertestans i omgivelser på hjertekateterlaboratoriet eller hjerteoperasjonsavdelingen. Deakin og Barron beskriver to tilfeller av alvorlig hemodynamisk ustabilitet og intermitterende hjertestans der aortaballongokklusjon ble brukt: I det første tilfellet steg gjennomsnittlig radialarterietrykk fra 71/14 mmHg (gjennomsnitt=33 mmHg) til 92/24 mmHg (gjennomsnitt= 47 mmHg). I det andre tilfellet steg gjennomsnittlig radialarterietrykk fra 48/21 mmHg (gjennomsnitt=25 mmHg) til 62/26 mmHg (gjennomsnitt=36 mmHg). Beregnet koronararterieperfusjonstrykk i tilfelle 1 økte fra -2 til 8 mmHg, og i tilfelle 2 økte fra 15 til 18 mmHg, noe som tyder på at okklusjon av den nedadgående aorta under hjertemassasje kan forbedre koronar- og cerebralt perfusjonstrykk.

Aslanger et al rapporterer om en pasient med hjerteinfarkt og alvorlig koronararteriesykdom i flere kar som gjennomgår koronar angiografi som led av alvorlig hypotensjon under prosedyren. Til tross for inotrop støtte, fulgte hjertestans. HLR ble igangsatt og avansert livsstøtte (ALS) ble utført i henhold til retningslinjer. Et toppblodtrykk på ca. 100 mmHg ble observert under brystkompresjoner. Det var ingen arterielle bølgeformer på monitoren mellom brystkompresjonene gjennom denne perioden, og asystoli utviklet seg. Under pågående HLR ble 7F femoral tilgangskjede byttet ut med en 8F femoral intraaorta kateterkappe. Et 40 ml intraaortaballongkateter ble levert og blåst opp. Fullstendig okklusjon av den synkende aorta ble bekreftet ved tap av den arterielle bølgeformen fra sideporten til femoralskjeden under brystkompresjoner. Tretti sekunder etter ballongokklusjon dukket det opp spontane gisp. 45 sekunder etter ballongokklusjon ble det observert et hjerteslag på 35 bpm. Denne rytmen akselererte gradvis, og sinusrytmen ble gjenopprettet etter et minutt. En pulssjekk bekreftet en sterk carotispuls. På dette tidspunktet ble ballongen tømt for å terminere aorta-okklusjon og blodtrykket overvåket fra femoralskjeden økte til 80/50 mmHg. Et intraaortaballongkateter ble festet til en intraaortapumpekonsoll og standard motpulsering ble startet sammen med en dopamininfusjon. I løpet av 12 timers oppfølging var det systoliske arterielle blodtrykket ca. 110 mmHg og dopamindosen ble avvent ned. Etter at pasienten var kommet til bevissthet, ble hun ekstubert og all mekanisk og inotrop støtte ble stoppet. Den påfølgende dagen var pasientens kliniske status utmerket, og den generelle ytelseskategorien (OPC) og den cerebrale ytelseskategorien (CPC) var begge én. Forfatterne kommenterer at deres manglende evne til å dokumentere koronar perfusjonstrykk er en begrensning av denne kasusrapporten. Det antyder imidlertid at gjenopptakelse av pusten og ROSC var gyldige surrogater for henholdsvis forbedret cerebral og koronar perfusjon, og det virker sannsynlig at denne forbedringen utelukkende skyldtes rettidig utplassering av aortaballong i sammenheng med refraktær hjertestans til tross for veiledningsrettet gjenopplivning.

Et lignende tilfelle er rapportert av en gruppe ved Barts Heart Center (Kalogeropoulos et al); mekanisk HLR ble kombinert med intermitterende aortaballongmotpulsasjon (IABP) hos en 49 år gammel mann som fikk hjertestans på bordet under akutt perkutan koronar intervensjon for akutt hjerteinfarkt. Selv om dette tilfellet er forskjellig ettersom den intraaorta ballonganordningen tillot rask, synkronisert oppblåsing og deflasjon av aortaballongen (dette forhindrer nedstrøms organiskemi og tilbyr ekstra venstre ventrikkelavlastning), foreslår forfatterne at IABP kan betraktes som en tilleggsintervensjon til mekanisk HLR (mCPR). ) for å forbedre myokardperfusjon og fremskynde og lette ROSC. Videre, i sentre uten tilgjengelighet av mer avansert mekanisk støtte (som Impella- eller ECMO-enheter), kan IABP som en redningsterapi til mCPR bidra til forbedring av myokardperfusjon og sentrale hemodynamiske parametere og forkorte tiden til ROSC, noe som muliggjør vellykket brobygging til mer avanserte modaliteter for mekanisk sirkulasjonsstøtte (MCS), overføring til et PCI-kompatible senter og vellykket revaskularisering. I dette tilfellet ble ROSC oppnådd, og etter et lengre sykehusopphold ble pasienten fullstendig frisk og var nevrologisk intakt.

Bruken av et REBOA-apparat som et supplement til gjenopplivning av pasienter er beskrevet i Italia av Gamberini og kolleger, i en blandet gruppe av traumatiske og ikke-traumatiske hjertestanser. Prosedyren ble utført ved bruk av ett av to forskjellige aortaballongsystemer av leger som opererte på sykehus eller sammen med akuttmedisinske team på stedet. Av de 18 vellykkede rapporterte REBOA-prosedyrene ble 11 utført hos ikke-traumatiske OHCA-pasienter (7 på sykehus og 4 prehospitale) med en median alder på 52 år; den vanligste mistenkte etiologien var hjertesykdom (5/11), mens andre årsaker var: massiv lungeemboli, hyperkalemi, et nevrologisk syndrom og hjertetamponade. I 8/11 tilfeller førte ballongoppblåsing forårsaket til en målbar økning i ETCO2 lik eller høyere enn 10 mmHg ett minutt etter okklusjon og median etCO2 økte fra 15 til 24 mmHg (p = 0,016). Flertallet av pasientene som opplevde en økning i etCO2 lik eller høyere enn 10 mmHg ett minutt etter okklusjon, fikk også forbigående ROSC. Imidlertid ble en vedvarende ROSC (som varer over 20 minutter) oppnådd av bare 4 av de 11 pasientene. I fravær av målte hemodynamiske variabler representerer en økning i ETCO2 muligens et surrogat for økt sirkulasjon under pågående HLR sammenlignet med baseline.

Den mest omfattende mulighetsstudien av REBOA ved ikke-traumatisk hjertestans ble utført av norske helikopter akuttmedisinske tjenester (HEMS) og rapportert i 2019 av Brede et al. Et sikkerhetsovervåkingsprogram kjørte sammen med denne prospektive observasjonsmulighetsstudien for å sikre at selve intervensjonsprosedyren ikke påvirket kvaliteten på avansert hjertelivsstøtte negativt. 10 pasienter mottok REBOA, levert på stedet av HEMS-legen, i en kohort av pasienter med en gjennomsnittsalder på 63 år (spredning 50-74 år). REBOA-prosedyren var vellykket i alle tilfeller, med 80 % suksessrate ved første forsøk. Dette skyldes sannsynligvis utformingen av et effektivt og intensivt teambasert treningsprogram. Gjennomsnittlig prosedyretid var 11,7 minutter (SD 3,2, område 8-16). Gjennomsnittlig endetidal CO2 økte med 1,75 kiloPascal (kPa) etter 60 sekunder sammenlignet med baseline (P<0,001). Seks pasienter oppnådde tilbakevending av spontan sirkulasjon (60 %), 3 pasienter overlevde for å komme til sykehusinnleggelse, og 1 pasient overlevde de siste 30 dagene. Sikkerhetsovervåkingsprogrammet identifiserte ingen negativ innvirkning på den avanserte hjertelivsstøttekvaliteten. Den betydelige økningen i endetidal CO2 etter okklusjon antyder forbedret organsirkulasjon under hjerte-lunge-redning. Merk at denne pasientkohorten var ganske avansert når det gjelder forsinkelsen til HEMS-teamet med å nå hendelsesstedet, noe som sannsynligvis gjenspeiler lange reisetider på grunn av geografisk avstand. Til tross for korte prosedyretider (gjennomsnittlig tid fra ankomst på stedet til REBOA utplassering var 11,7±3,2 minutter, nødanrop til åsted var 45,6±6,3 minutter. Dette betyr at REBOA ble påført 75,3 minutter etter utbruddet av hjertestans. Det er absolutt mulig at den positive responsen på REBOA kan være mer uttalt (og dermed mer sannsynlig å føre til ROSC) der den påføres tidligere under hjertestansen; kanskje etter 20-minutters punktet, som foreslås som punktet for bøyning der konvensjonell ALS bør deprioriteres til fordel for nye terapier som ECMO-HLR, der de er tilgjengelige.

Begrunnelse

Bruk av REBOA som tilleggsbehandling til ALS ved ikke-traumatisk hjertestans er en ny behandling som har potensial til å forbedre resultatene hos en pasientgruppe som for tiden opplever dystre dødsrater og nevrologisk funksjonshemming. Denne studien vil teste muligheten for å distribuere REBOA i et britisk prehospitalt kritisk omsorgsteam. Det er ikke en utprøving å teste et medisinsk utstyr eller å sammenligne utfall mellom ulike behandlinger.

Ingen britiske prehospitale omsorgstjenester er for øyeblikket i stand til å distribuere REBOA i OHCA-miljøet. Imidlertid, som skissert i de forrige avsnittene, er det gode fysiologiske data som støtter den potensielle bruken som en bro til ROSC. I denne innstillingen kan REBOA forventes å øke det diastoliske blodtrykket i aorta, øke koronar perfusjon og forbedre cerebral perfusjon. Potensielt kan disse fysiologiske forbedringene øke sjansen for å oppnå ROSC, og bevare blodstrømmen til hjernen, og forbedre sjansene for å overleve med bevart hjernefunksjon.

Mens en tidligere enkeltsenterobservasjonsstudie har vist gjennomførbarheten av REBOA ved ikke-traumatisk OHCA i Norge, vil dette være den første studien av HEMS-team levert REBOA for OHCA i Storbritannia. I tillegg vil denne studien dokumentere den fysiologiske responsen på REBOA i sammenheng med pågående gjenopplivning, noe som kan underbygge dens fremtidige nytte. Denne studien vil også ta sikte på å gi intervensjon i en raskere tidsskala. I de publiserte datasettene, primært på grunn av geografiske begrensninger, var det en forsinkelse på 45 til 50 minutter fra tidspunktet for nødanrop til igangsetting av etablering av REBOA. Det vil sannsynligvis være en tidskritisk intervensjon, og det komprimerte geografiske nedslagsfeltet til studiepopulasjonen, sammen med et veletablert og klinisk styrt pre-eksisterende arteriell tilgangsprogram, bør legge til rette for raskere levering.

Tilbakemeldinger fra EAAA-pasientgruppen viste sterk støtte til studien, der gruppen støttet en innovasjon med potensial for å forbedre overlevelse etter hjertestans og erkjenner at EAAA er i en utmerket posisjon til å gjennomføre studien.

Studien vil følge det IDEALE rammeverket for evaluering av en kirurgisk intervensjon, ved å bruke Stage 2a prospektiv serie av en ny teknikk for å vurdere gjennomførbarheten av teknikken i miljøet. Dette vil bidra til å informere om potensiell utvikling av en multisenter randomisert kontrollert studie.

Risiko/fordeler

Dette er en invasiv og krevende intervensjon i en populasjon som er kritisk syk da de er i hjertestans og ikke har reagert på standard ALS. Risikoer og avbøtende planer er nærmere beskrevet i avsnitt 10 og inkluderer:

• Avbrudd i ALS
• Utilsiktet feilplassering av REBOA-kateter
• Få tilgang til komplikasjoner som stikkstedets blødning, blåmerker og mindre arteriell disseksjon
• Underekstremitet og organiskemi
• Okklusjon av halspulsåren
• Økt blødning
• Risiko for infeksjon
• Risiko for studiepersonell

Følgende trinn vil kontrollere eller redusere disse risikoene:

• Prosedyren vil bli utført av et lite antall erfarne leger ved EAAA som allerede er eksperter på ultralydveiledet lårbenstilgang under pågående gjenopplivning (over 100 tilfeller er allerede vellykket og trygt oppnådd).
• Alt deltakende personell vil ta del i et strukturert opplæringsprogram og bli sertifisert før de kan utføre prosedyren.
• Utstyret er velkjent og brukes allerede i en rekke indikasjoner og pasienter
• Utstyret er lite måler, noe som begrenser risikoen for lokale komplikasjoner.
• Etter hver prosedyre vil den utførende legen bli intervjuet for å diskutere eventuelle sikkerhetsproblemer.

Studien er begrunnet basert på de forventede kliniske fordelene som er skissert ovenfor og med robuste prosedyrer på plass for å minimere risiko.