Fontan-patienter: Omfattande utvärdering av lungcirkulation och ventrikulär funktion

Bakgrund

Hos patienter med en anatomisk eller funktionell ventrikulär kammare, som omfattar ett spektrum av sällsynta och komplexa medfödda hjärtmissbildningar, har ett stegvis kirurgiskt tillvägagångssätt med tanke på en slutlig Fontan-operation blivit det första valet. Särskilt under den tidigare eran var perioperativ dödlighet den vanligaste dödsorsaken. Men många patienter har ett långt och högkvalitativt liv, som kontinuerligt förbättras genom en bättre förståelse för Fontan-hemodynamiken och förfining av de kirurgiska procedurerna. Trots det är utsikterna att Fontan-cirkulationen eventuellt misslyckas ett stort problem. Mer specifikt blir utvärdering av lungcirkulationen särskilt viktig eftersom den sviktande Fontan-cirkulationen har blivit en vanlig indikation för hjärttransplantation. Även om det är nödvändigt, särskilt i den preoperativa miljön, är en omfattande utvärdering av lungcirkulationen fortfarande svår i denna patientpopulation.

Olika typer av Fontan-cirkulation

Atriopulmonell anslutning

I den atriopulmonära anslutningen är det högra förmaket inskjutet som en klafflös kontraktilkammare mellan den systemiska venösa och pulmonella artärbädden. Även om det från början ansågs vara fördelaktigt, bidrar inte placeringen av en sådan ventillös pulserande kammare positivt till fluidenergin. Dessutom resulterar pulsering till priset av högre uppströmstryck, medan nedströmstryck förblir oförändrade.

Totala kavopulmonära shunts

Denna procedur består av att avleda den övre hålvenen tillbaka till lungartärerna och ansluta hålvenen inferior till lungartärerna. Denna åtgärd uppnås antingen genom konstruktion av en sammansatt ledning gjord av sinus venarum och ett protesplåster (intrakardial total kavopulmonell anslutning eller lateral tunnel) eller genom en extracardiac kanal (extrakardial total kavopulmonell anslutning).

Vår globala hypotes är att frånvaron av pulserande lungflöde kan leda till utveckling av pulmonella vaskulära lesioner efter Fontan-operationen och att - tillsammans med frånvaron av en subpulmonell ventrikel för tryckgenerering - kommer denna ökande efterbelastning att resultera i systemisk ventrikulär underfyllning och kommer så småningom att leda till en sviktande Fontan-cirkulation.

Fontan förslitning

Den systemiska ventrikeln

Även om förbelastningsreduktion kan leda till olämplig ventrikulär hypertrofi, med åtföljande ventrikulära avslappningsproblem och en minskad förmåga att anpassa sig till ökad efterbelastning, är det allmänt accepterat att lungkärlsystemet är viktigare än mild ventrikulär dysfunktion i denna patientpopulation. Naturligtvis kommer allvarlig ventrikulär dysfunktion att påverka patientens prognos.

Lungcirkulationen

Frånvaron av höger ventrikulär till pulmonell arteriell koppling har en djupgående inverkan på systemiskt venöst återflöde och lungcirkulationen. Flera aspekter måste beaktas vid utvärdering av lungcirkulationen

1. Systemiskt venöst tryck.

   Systemiskt ventryck, som är cirka 5 mmHg hos friska kontroller i vila och förblir oförändrat under träning, är högre hos Fontan-patienter. Hos Fontan-patienter, frånvaron av en höger ventrikel för tryckgenerering, krävs en viss grad av trängsel för att tvinga fram transpulmonellt flöde. I vila ses dock tryck över 20 mmHg sällan eftersom sådana tryck skulle leda till komplikationer (ödem, pleurautgjutning och ascites). Intressant nog är tryckförändringar som observerats under träning hos normala och Fontan-patienter ganska lika. Hos friska kontroller, en ökning av det genomsnittliga lungartärtrycket från 15 mmHg i vila till 30 mmHg under träning. Hos Fontan-patienter ökade medeltrycket i höger förmak från 15 mmHg i vila till 25 mmHg under träning.

2. Vänster förmakstryck.

   Hos friska kontroller visar trycket i vänster förmak liten variation i vila och bestäms huvudsakligen av den atrioventrikulära klaffen och ventrikulär dysfunktion. Hos Fontan-patienter är diastoliska parametrar svårare att bedöma eftersom preload insufficiens bör övervägas.8 Under träning förblir trycket i vänster förmak normalt stabilt eller ökar något hos friska individer. Det finns dock få data tillgängliga om tryck i vänster förmak under träning hos Fontan-patienter.

3. Lungkretsloppet

Även om det fortfarande inte finns några entydiga bevis, indikerade flera författare att PVR verkar vara den huvudsakliga bestämningsfaktorn för hjärtminutvolymen hos Fontan-patienter i vila och under träning. En låg PVR är ännu viktigare hos dessa patienter eftersom de inte har möjlighet att anpassa sig till en högre efterbelastning, medan för patienter med en subpulmonell ventrikel kommer ökad efterbelastning att motverkas av RV-hypertrofi. Det har föreslagits att Fontan-patienter med låg PVR förblir stabila i många decennier, medan en hög PVR verkar vara dålig prognostisk faktor.

Mätning av PVR och problem hos Fontan-patienter

Vanligast är att PVR mäts med Fick-metoden baserad på principen att en känd mängd av en specifik indikator tillsätts till en vätskevolym. Om koncentrationen före och efter denna tillsats är känd kan vätskevolymen beräknas. Fick-metoden använder det fysiologiska upptaget av syre som en indikator. Denna metod kan dock vara felaktig i denna patientpopulation. Andra tekniker, såsom färgspädningstekniken eller termodilutionstekniken lider av sina egna begränsningar, såsom minskad tillförlitlighet i närvaro av shuntar eller valvulär uppstötning.

För att ge en mer exakt mätning av PVR har ett kombinerat tillvägagångssätt av invasiva tryckmätningar och hastighetskodad magnetisk resonans blivit tillgängligt och har visat sig vara genomförbart i olika patientpopulationer. Hjärtminutvolym mätt med detta tillvägagångssätt har visat sig vara korrekt och genomförbart hos Fontan-patienter. Dessutom kan flödet till vänster och höger lungartär mätas separat.

Mätning av PVR och ventrikulära volymer under träning

Som tidigare nämnts är transpulmonellt flöde hos Fontan-patienter beroende av förekomsten av låg PVR och normalt beteende hos PVR under träning för att kunna öka hjärtminutvolymen. En ökning av PVR under träning skulle orsaka en mer uttalad underfyllning av den systemiska ventrikeln med efterföljande mindre ökning eller till och med minskning av slagvolymen. Både tryck- och flödesmätningar har visat sig möjliga hos patienter med medfödd hjärtsjukdom i vila och under träning.

Mätning av PVR och ventrikulära volymer efter vasodilatation Flera studier har visat att läkemedel som påverkar lungkärlsystemet (sildenafil, bosentan, NO) minskar PVR och ökar hjärtminutvolymen hos utvalda patienter. Speciellt hos patienter med förhöjd PVR har dessa läkemedel potential att minska PVR och öka ventrikulära volymer, hjärtminutvolym och träningstolerans. Huruvida dessa läkemedel förbättrar resultatet återstår att utvärdera.

Studiens syfte

Möjlighet att mäta PVR hos Fontan-patienter med samtidig insamling av invasiva tryck och MR-flödesdata.

Effekt av Sildenafil 50 mg på PVR, ventrikulär volym och funktion i vila

Effekt av cykelstress på PVR, ventrikulär volym och funktion

Utvärdera tillförlitligheten av cykelstressekokardiografi vid bestämning av ventrikulär volym och funktion som en indirekt parameter som återspeglar statusen för lungkärlsystemet