Ecocardiografía transtorácica para evaluar la disfunción ventricular izquierda posterior a la reanimación después del infarto agudo de miocardio y el paro cardíaco en cerdos

Resumen

La ecocardiografía transtorácica es la prueba diagnóstica de primera línea para la disfunción ventricular izquierda posterior a la reanimación y los cambios estructurales en un modelo porcino de paro cardíaco.

Resumen

Una de las principales causas de paro cardíaco extrahospitalario es el infarto agudo de miocardio (IAM). Después de la reanimación exitosa del paro cardíaco, aproximadamente el 70% de los pacientes mueren antes del alta hospitalaria debido a la disfunción miocárdica y cerebral posterior a la reanimación. En modelos experimentales, la disfunción miocárdica después de un paro cardíaco, caracterizada por un deterioro tanto en la función sistólica como diastólica del ventrículo izquierdo (VI), se ha descrito como reversible, pero hay muy pocos datos disponibles en modelos de paro cardíaco asociados con IAM en cerdos. La ecocardiografía transtorácica es la prueba diagnóstica de primera línea para la evaluación de la disfunción miocárdica, los cambios estructurales y/o la extensión del IAM. En este modelo porcino de paro cardíaco isquémico, la ecocardiografía se realizó al inicio y 2-4 y 96 horas después de la reanimación. En la fase aguda, los exámenes se realizan en cerdos anestesiados y ventilados mecánicamente (peso 39,8 ± 0,6 kg) y el ECG se registra continuamente. Se adquieren registros monodimensionales y bidimensionales, Doppler y Doppler tisulares. Se miden el diámetro de la aurícula aórtica e izquierda, los espesores de la pared ventricular izquierda sistólica final y diastólica final, los diámetros diastólico final y sistólico final y la fracción de acortamiento (SF). Se adquieren vistas apicales de 2, 3, 4 y 5 cámaras, se calculan los volúmenes del VI y la fracción de eyección. El análisis del movimiento de la pared segmentaria se realiza para detectar la localización y estimar la extensión del infarto de miocardio. La ecocardiografía Doppler de onda pulsada se utiliza para registrar las velocidades del flujo transmitral desde una vista de cámara 4 apicales y el flujo transaórtico desde una vista de 5 cámaras para calcular el gasto cardíaco (CO) del VI y el volumen sistólico (SV). Se registra la imagen Doppler tisular (TDI) del anulo mitral lateral y septal del VI (velocidades TDI septal y lateral s', e', a'). Todos los registros y mediciones se realizan de acuerdo con las recomendaciones de las Sociedades Americanas y Europeas de Guías de Ecocardiografía.

Introducción

El paro cardíaco ocurre con frecuencia minutos después de la aparición del dolor torácico típico, y en algunos casos es la primera manifestación de la enfermedad arterial coronaria¹. De hecho, el 48% de los supervivientes de paro cardíaco extrahospitalario presentan oclusión de una arteria coronaria en la angiografía². Además, para los pacientes que regresan a la circulación espontánea (ROSC) después de un paro cardíaco, la disfunción cardíaca es uno de los determinantes más importantes de la morbilidad y la mortalidad³.

La ecocardiografía transtorácica (TTE) es una herramienta diagnóstica y pronóstica no invasiva utilizada en pacientes para evaluar la disfunción miocárdica posterior a la reanimación, los cambios estructurales y / o la extensión del IAM después de ROSC y en los días siguientes. En modelos experimentales de paro cardíaco isquémico y no isquémico en cerdos, la ETT se utiliza con frecuencia para evaluar en serie de forma no invasiva la función sistólica cardíaca, la hemodinámica y la respuesta a la terapia. En 2008, se describieron cambios en la disfunción diastólica en términos de aumento de la velocidad E mitral y Doppler tisular (TDI) e' relación de velocidad (E/e') y disminución de la velocidad E mitral y de la relación de velocidad A (E/A) poco después de la reanimación en un modelo porcino no isquémico de paro cardíaco⁴.

El presente estudio describe los diferentes pasos metodológicos seguidos para evaluar la estructura del ventrículo izquierdo (VI) y la función sistólica y diastólica del VI por ETT en diferentes puntos temporales en un modelo isquémico porcino de paro cardíaco.

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Protocolo

Todos los procedimientos relacionados con los animales y su cuidado se ajustaron a las leyes y políticas nacionales e internacionales. La aprobación del estudio se obtuvo de la junta de revisión institucional de la Universidad de Milán y la institución gubernamental (aprobación del Ministerio de Salud no. 84/2014-PR). Los datos que apoyan los hallazgos de este estudio están disponibles del autor correspondiente a petición razonable. El modelo experimental y los diagramas del protocolo ecocardiográfico se detallan en la Figura 1 y la Figura 2.

1. Preparación de animales

1. Cerdos domésticos machos rápidos (peso 39,8 ± 0,6 kg) durante 8 horas durante la noche antes del experimento. Proporcionar acceso gratuito al agua.

2. Inducción de anestesia y mantenimiento, profilaxis antibiótica

1. Inducir anestesia general mediante inyección intramuscular de ketamina (20 mg/kg) seguida de propofol intravenoso (iv) (2 mg/kg). Verifique la profundidad suficiente de la anestesia por pérdida del tono de la mandíbula, pérdida del reflejo corneal con relajación muscular y necesidad de ventilación mecánica.
2. Inserte un catéter en la vena yugular derecha y avance hasta la vena cava superior.
3. Mantener la anestesia con infusión intravenosa continua de propofol (4-8 mg/kg/h).
4. Inyecte sufentanilo (0,3 μg/kg) y luego ampicilina (1 g) por vía intravenosa.

3. Ventilación mecánica electrocardiográfica y monitorización hemodinámica

1. Coloque un tubo traqueal con manguito de modo que los cerdos estén ventilados mecánicamente con un volumen corriente de 15 mL/kg y un_FiO2 de 0,21.
2. Ajustar la frecuencia respiratoria y mantener la presión parcial espiratoria final del dióxido de carbono (EtCO₂) entre 35-40 mmHg con un capnómetro infrarrojo.
3. Afeite al cerdo con una navaja mecánica sobre todo el pecho y la pierna izquierda (donde se insertarán quirúrgicamente catéteres endovasculares para mediciones hemodinámicas).
4. Aplique placas de electrocardiograma (ECG) del plano frontal sobre los pies afeitados y la parte inferior del abdomen, usando tres almohadillas de ECG. Coloque dos de ellos en los pies delanteros y el tercero en el lado izquierdo del abdomen.
5. Inserte un catéter lleno de líquido en la arteria femoral derecha para medir la presión arterial media y para tomar muestras de sangre arterial para la tensión de oxígeno en sangre arterial (PO 2), la tensión de dióxido de carbono (PCO₂) y el pH.
6. Avance un catéter de termodilución de pentalumen 7 F desde la vena femoral derecha hasta la arteria pulmonar para medir la presión auricular derecha, la temperatura central y el gasto cardíaco.
7. Inserte un catéter con punta de balón 5 F desde la arteria carótida común derecha. Avance hacia la aorta y luego hacia la arteria coronaria descendente anterior izquierda más allá de la primera rama diagonal con la ayuda de una angiografía. Confirmar el posicionamiento correcto mediante inyección de medio de contraste radiográfico.
8. Avance un catéter de estimulación 5 F desde la vena subclavia derecha hasta el ventrículo derecho (VD) para inducir la fibrilación ventricular (FV).

4. Ecocardiografía transtorácica basal

NOTA: En promedio, la ecocardiografía tarda 20-30 min. Para TTE, se utiliza una sonda multifrecuencia de matriz en fase de 2,5 a 5 MHz, mientras que el ECG se registra continuamente. Los conjuntos de cuadros y bucles de cine que consisten en al menos tres ciclos cardíacos consecutivos se almacenan para el análisis fuera de línea.

1. Tome imágenes ecocardiográficas monodimensionales (modo M) y bidimensionales (2D) de eje corto y largo a nivel aórtico y nivel del VI para evaluar el grosor de la pared, las dimensiones aórtica, auricular y del VI, la función del VI y el movimiento de la pared segmentaria.
   1. Tome una vista 2D de eje corto a nivel aórtico. Esta vista muestra la aurícula izquierda (LA, centro inferior), la válvula aórtica (centro), la aurícula derecha (abajo a la izquierda), la válvula tricúspide (izquierda), el tracto de salida del ventrículo derecho (arriba) y la válvula pulmonar (derecha). Coloque el cursor en el centro de la aorta y LA para grabar las imágenes en modo M respectivas.
   2. Tome una vista paraesternal 2D de eje largo. Esta vista permite la visualización de la raíz aórtica y las valvas valvulares aórticas, tabique interventricular, VI y LA. La aorta debe estar en el mismo plano horizontal y en un continuo con el tabique interventricular; Las valvas aórticas deben ser claramente visibles. Coloque el transductor en el tercer o cuarto espacio intercostal izquierdo, con su indicador hacia el flanco derecho, haciendo pequeños cambios en la angulación de la sonda para obtener una visión estandarizada.
      NOTA: Las vistas paraesternales de eje corto y largo se utilizan para medir el ancho de la raíz aórtica y la dimensión anteroposterior de la LA. Las imágenes del modo M se pueden tomar desde un eje largo o un eje corto a nivel de la válvula aórtica (ver paso 4.1).
   3. Tome una vista 2D de eje corto del VI a nivel papilar. Utilice una vista de eje corto a nivel papilar o de cuerdas para mediciones de dimensión del VI; De esta manera, en un animal ventilado, es más fácil obtener una imagen estandarizada, en comparación con la de la vista de eje largo.
      NOTA: El VI debe aparecer circular y ambos músculos papilares deben ser claramente visibles. Los músculos papilares se llaman, por convención, anterolateral y posteromedial. Si las valvas mitral son visibles y la pared libre del ventrículo derecho no es un continuo, la imagen no está estandarizada.
   4. Coloque el cursor en el centro del VI y grabe una imagen en modo M del VI a nivel papilar.
   5. Repita los pasos 4.1.3 y 4.1.4 buscando el nivel subpapilar y apical del VI.
2. Tome una vista apical 2D de 4 cámaras (AP4CH). El VI, el LA, el ventrículo derecho (VD) y la aurícula derecha (AR) son visibles junto con las válvulas mitral y tricúspide y el tabique interauricular e interventricular. Coloque la sonda al nivel del ápice cardíaco (cuarto espacio intercostal; el marcador de la sonda debe estar orientado hacia la izquierda). La estructura que ayuda a estandarizar la vista es el tabique interventricular, que debe mostrarse paralelo al haz de ultrasonido. Esto es posible moviendo el transductor media o lateralmente.
   NOTA: El escorzo se produce cuando el plano de imagen no pasa a través del vértice del VI verdadero, lo que resulta en una vista oblicua de la cavidad del VI. El escorzo subestima los volúmenes de VI y sobreestima la FEVI. El escorzo se evita cambiando las posiciones de la sonda y/o moviéndola a un espacio intercostal inferior y lateralmente. El eje largo del VI debe ser mayor de 4,8 cm en cerdos con un peso corporal de 33-35 kg.
3. Tome una vista apical de dos cámaras (AP2CH). Desde AP4CH, gire el transductor 45-60° en sentido contrario a las agujas del reloj; solo el LA y el VI deben ser visibles, así que evite el tabique interventricular y verifique que el cursor pase en el medio del LA y el VI.
4. Tome una vista apical de tres cámaras (AP3CH) o eje largo apical. Desde AP4CH, gire el transductor 45-60° en sentido contrario a las agujas del reloj. En AP3CH, el ápice del VI es visible, junto con el tabique anterior y los segmentos posterolaterales del VI. Las otras estructuras visibles son LVOT, LA y la válvula aórtica.
5. Tome una vista apical de cinco cámaras (AP5CH). Comience desde la vista AP4CH e incline la sonda ventralmente, y luego lateralmente para visualizar un tabique oblicuo, la aorta con LVOT, LV, RV y ambas aurículas.
6. Ecocardiografía Doppler pulsada (PW)
   NOTA: Este método permite: (1) medición de las velocidades del flujo transvalvular, el gasto cardíaco y el volumen sistólico; (2) medición de intervalos, por ejemplo, tiempo de aceleración de la arteria pulmonar, y (3) evaluación de la función diastólica del VI.
   NOTA: El fenómeno de aliasing se evita disminuyendo la frecuencia de repetición de pulso basal o aumentándola cuando aparecen nuevas frecuencias perturbadoras.
   1. Para obtener una vista AP4CH estandarizada, utilice Doppler color y grabe un bucle cine.
   2. Coloque el volumen de muestra de PW en la cúspide de las valvas mitrales, y use Doppler color para colocar el cursor ortogonalmente al flujo mitral y alineado con el eje largo del VI. Luego, cambie a PW y registre al menos tres ciclos cardíacos.
   3. Para obtener una vista AP5CH estandarizada, use Doppler color y registre un bucle de cine con al menos tres ciclos cardíacos.
   4. Utilice Doppler color para colocar el cursor ortogonalmente al flujo aórtico. Mueva el volumen de la muestra hacia la válvula aórtica hasta que la velocidad del flujo se acelere. Registre al menos tres ciclos cardíacos.
7. Utilice imágenes Doppler tisulares (TDI): a partir de un AP4CH estandarizado 2D, PW TDI mide la velocidad miocárdica longitudinal máxima de un solo segmento.
   NOTA: La principal limitación de TDI es su dependencia del ángulo. Si el ángulo de incidencia excede los 15°, hay aproximadamente un 4% de subestimación de la velocidad.

5. Inducción del infarto de miocardio

1. Infle el balón del catéter en la arteria coronaria descendente anterior izquierda con 0,7 ml de aire. Confirmar la oclusión mediante la elevación progresiva rápida del segmento ST del ECG⁵.

6. Paro cardíaco

1. El paro cardíaco se define tan pronto como ocurre la fibrilación ventricular. Después de 10 minutos de oclusión, la fibrilación ventricular puede ocurrir espontáneamente. De lo contrario, inducirlo a través de un catéter de estimulación con corriente alterna (CA) de 1 a 2 mA administrado al endocardio ventricular derecho.
2. Suspender la ventilación después de la aparición de la fibrilación ventricular y desinflar el catéter con punta de balón⁵.

7. Reanimación cardiopulmonar

1. Después de 12 minutos de fibrilación ventricular no tratada, comience las maniobras de reanimación cardiopulmonar (RCP). Estos incluyen compresión torácica con el compresor torácico mecánico y ventilación mecánica con oxígeno (volumen corriente 500 ml, 10 respiraciones por minuto).
2. Después de 2 min y cada 5 min de RCP, inyecte epinefrina (30 μg/kg) a través del catéter colocado en la aurícula derecha.
3. Después de 5 minutos de RCP, intente la desfibrilación con una descarga de 150 julios, usando un desfibrilador.
   NOTA: La reanimación exitosa se define como la restauración del ritmo cardíaco organizado con presión arterial media >60 mmHg⁵.

8. Cuidados de apoyo posteriores al paro cardíaco

1. Después de una reanimación exitosa, mantenga la anestesia e infle el balón en la arteria coronaria descendente anterior izquierda.
2. Cuarenta y cinco minutos después de la reanimación, desinflar el balón y retirar el catéter de la arteria coronaria descendente anterior izquierda⁵ (Figura 1).
3. Si la reanimación no se logra inmediatamente, reanude la RCP y continúe durante 1 minuto antes de la desfibrilación posterior.
4. Si la fibrilación ventricular reaparece, trátela con desfibrilación inmediata.
5. No use medidas de apoyo que no sean epinefrina.

9. Observación de cuatro horas (h)

1. Después de una reanimación exitosa, mantenga la anestesia.
2. Monitorizar a los animales hemodinámicamente durante el período de observación de 4 h (a corto plazo).
3. Mantener la temperatura de los animales a 38 ± 0,5 °C.
4. A las 2 h y 4 h después de la reanimación, repetir un examen ecocardiográfico completo, siguiendo los pasos descritos en la sección 4.
   NOTA: Las costillas rotas pueden ser una consecuencia de la compresión torácica. En este caso, es importante mover la sonda presionándola suavemente en los espacios intercostales.
5. Después de una observación de 4 h, extubar a los cerdos y devolverlos a su jaula.
6. Administrar analgesia con butorfanol (0,1 mg/kg) mediante inyección intramuscular (IM) o según lo recomendado por las guías institucionales de cuidado animal.
7. Luego, inyecte ampicilina (1 g) por IM.

10. 96 horas de observación y eutanasia

1. Al final de las 96 h post-IAM-paro cardíaco-ROSC (a medio término), volver a anestesiar a los animales (paso 2) para el examen ecocardiográfico (paso 4). Controle el ECG continuamente como se describió anteriormente (paso 3).

11. Mediciones ecocardiográficas

NOTA: Tome todas las grabaciones y mediciones de acuerdo con las recomendaciones de las Guías de la Sociedad Americana y Europea de Ecocardiografía ^6,7. Envíe todas las grabaciones ecocardiográficas mediante una conexión de escritorio remoto para almacenarlas en una base de datos local para su análisis. Un cardiólogo ciego a los grupos de estudio promedia al menos tres mediciones para cada variable.

1. Para el diámetro aórtico y LA, mida desde el modo M de las vistas de eje corto a nivel de los senos aórticos utilizando el método de borde de ataque a borde de ataque.
2. Para el diámetro del tracto de salida del VI (LVOT), mídalo 0.5-1 cm por debajo de la cúspide aórtica (proximal) desde una vista paraesternal de eje largo.
3. Para el grosor de la pared anteroseptal y diastólica posterior de la diastólica final a nivel papilar, medir en la diástole final desde el borde entre la pared miocárdica y la cavidad y el borde entre la pared del miocardio y el pericardio.
4. Para la fracción de eyección del VI (FEVI), calcularla como: (volumen diastólico final del VI (VED)-volumen sistólico final (VES)) / (VVI) * 100. Defina la diástole final como el primer marco después del cierre de la válvula mitral o el marco en el que la dimensión del VI es con mayor frecuencia la más grande. Defina la sístole final como el marco después del cierre de la válvula aórtica o el marco donde las dimensiones cardíacas son más pequeñas. Siga los trazados de las mediciones del área del VI en el límite entre el miocardio y la cavidad del VI. Mida las áreas de BT y calcule los volúmenes de BT modificando la regla de plano único de Simpson desde la vista AP4CH.
5. Repita el paso 11.4 en la vista AP2CH para el método biplano de Simpson que utiliza las vistas AP4CH y AP2CH diastólicas finales y sistólicas finales para calcular los volúmenes del VI y la FEVI.
6. Para la velocidad máxima de flujo mitral de PW (E vel) (cm/s), las velocidades A (A vel) y el tiempo de desaceleración de la onda E (DT), mide estos a partir del espectro de flujo mitral (Figura 6).
7. Para las velocidades sistólicas de TDI y las velocidades e' y a' diastólicas, mida estas a partir de las imágenes del espectro TDI en la vista AP4CH desde el anillo septal o lateral y calcule los promedios al inicio y 96 h después de la oclusión coronaria.
   NOTA: La relación de velocidad e' derivada de E vel a TDI (cm/seg) (E/e') es un indicador de la función diastólica. La relación E/e′ normal debe ser 9 o menos o más de 15; Los valores entre 8-14 presentan una significación no definida.
8. Calcule el volumen sistólico (VS) como el volumen de sangre bombeado fuera del ventrículo izquierdo con cada sístole. La fórmula SV es: SV = π * [diámetro LVOT/2]² * LVOT VTI.
9. Calcule el gasto cardíaco (CO, ml / min) como el flujo sanguíneo que pasa a través del tracto de salida cada minuto. Se calcula utilizando la fórmula: CO = SV * HR.
10. Para el análisis de la motilidad regional del VI, divida el VI en 16 segmentos (visualizados en las vistas cortas del eje y/o en las vistas apicales de cámara 2, 3, 4). Puntúe cada segmento utilizando los siguientes criterios: normo-kinesia (1 punto) para engrosamiento y excursión normal de la pared; hipocinesia (2 puntos) para reducir el engrosamiento de la pared y reducir la excursión de la pared; acinesia (3 puntos) sin engrosamiento de la pared o excursión de la pared; discinesia (4 puntos); El adelgazamiento de la pared sistólica hacia afuera o del VI incluye el movimiento de la pared aneurismático, con protuberancias excéntricas durante la sístole y la diástole. Calcule el índice de puntuación de movimiento de la pared (WMSI) utilizando la fórmula: puntuación total/16. En un ventrículo normocinético, el WMSI es 1.

12. Análisis estadístico

1. Exprese los datos como media ± SEM. Utilice ANOVA unidireccional, para mediciones repetidas y la prueba post-hoc de Tukey. *p < 0,05 vs basal (BL); § p < 0,05 2 h después del IAM-paro cardíaco-ROSC vs 96 h post-IAM-paro cardíaco-ROSC; # p < 0,05 4 h post IAM-paro cardiaco-ROSC vs 96 h post IAM-paro cardiaco-ROSC.

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Resultados

Doce cerdos se sometieron a oclusión de la arteria coronaria seguida de 12 min de fibrilación ventricular y 5 min de RCP. Ocho cerdos fueron resucitados con éxito, y siete sobrevivieron a las 96 h después de AMI-paro cardíaco-ROSC. Todas las variables ecocardiográficas en diferentes puntos temporales durante el estudio se resumen en la Tabla 1.

Cambios en la frecuencia cardíaca (FC) y los parámetros ecocardiográficos sistólicos
La FC aumentó sign...

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Discusión

Un examen ecocardiográfico completo en un modelo experimental porcino de IAM, paro cardíaco y reanimación puede dar información diferente sobre la evolución de la función del VI y los cambios estructurales del VI, aunque hay cierta cantidad de datos disponibles en la literatura ^5,8. En modelos "puros" de paro cardíaco experimental (restringido a la fibrilación ventricular inducida), el deterioro de la función miocárdica se revierte en los primeros días...

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Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Aquasonic	Parker	-	ultrasound gel
Adult foam ECG disposable monitoring and stress testing, wet gel, non-invasive patien	Philips	40493E	ECG electrode
Bellavista 1000	Bellavista	MB230000	ventilator with infrared capnometer
ComPACS	Medimatic SRL	-	local database and software
CX50	Philips	-	Echocardiographic machine
InTube Tracheal tube	Intersurgical Ltd	8040080	cuffed tracheal tube
LUCAS2	Phisio-Control Inc	-	mechanical chest compressor
MRx defibrillator	Philips	-	defibrillator
S5-1	Philips	-	Phased array probe
Swan-Ganz catheter 2 lumen 5fr	Edwards	110F5	for the coronary artery occlusion
Swan-Ganz catheter 2 lumen 7fr	Edwards	111F7	for mean arterial pressure measurement
Swan-Ganz catheter for thermodiluition 7fr	Edwards	131F7	to measure right atrial pressure, core temperature and cardiac output