Ecocardiografia Transtorácica para Avaliação da Disfunção do Ventrículo Esquerdo Pós-Ressuscitação Após Infarto Agudo do Miocárdio e Parada Cardíaca em Suínos

Resumo

A ecocardiografia transtorácica é o teste diagnóstico de primeira linha para disfunção ventricular esquerda pós-ressuscitação e alterações estruturais em um modelo suíno de parada cardíaca.

Resumo

Uma das principais causas de parada cardíaca extra-hospitalar é o infarto agudo do miocárdio (IAM). Após a ressuscitação bem-sucedida da parada cardíaca, aproximadamente 70% dos pacientes morrem antes da alta hospitalar devido à disfunção miocárdica e cerebral pós-ressuscitação. Em modelos experimentais, a disfunção miocárdica após parada cardíaca, caracterizada por um comprometimento da função sistólica e diastólica do ventrículo esquerdo (VE), tem sido descrita como reversível, mas há muito poucos dados disponíveis em modelos de parada cardíaca associados ao IAM em suínos. A ecocardiografia transtorácica é o exame diagnóstico de primeira linha para a avaliação da disfunção miocárdica, alterações estruturais e/ou extensão do IAM. Neste modelo suíno de parada cardíaca isquêmica, o ecocardiograma foi realizado no início do estudo e 2-4 e 96 horas após a ressuscitação. Na fase aguda, os exames são realizados em suínos anestesiados, ventilados mecanicamente (peso 39,8 ± 0,6 kg) e o ECG é registrado continuamente. São adquiridos registros mono e bidimensionais, Doppler e Doppler tecidual. Os diâmetros da aorta e do átrio esquerdo, as espessuras da parede do ventrículo esquerdo sistólico e diastólico final do terminal, os diâmetros diastólico e sistólico final e a fração de encurtamento (SF) são medidos. As vistas apicais de 2, 3, 4 e 5 câmaras são adquiridas, os volumes de VE e a fração de ejeção são calculados. A análise da motilidade segmentar da parede é feita para detectar a localização e estimar a extensão do infarto do miocárdio. O ecodopplercardiograma de onda pulsada é usado para registrar as velocidades do fluxo transmitral a partir de uma visão de câmara de 4 apicais e o fluxo trans-aórtico de uma visão de 5 câmaras para calcular o débito cardíaco (CO) e o volume sistólico (SV) do VE. A imagem com Doppler tecidual (IDT) do ânus mitral lateral e septal do VE é registrada (velocidades s', e', a' do IDT e do IDT). Todas as gravações e medições são feitas de acordo com as recomendações das Diretrizes das Sociedades Americanas e Europeias de Ecocardiografia.

Introdução

A parada cardíaca frequentemente ocorre minutos após o início da dor torácica típica e, em alguns casos, é a primeira manifestação da doença arterial coronariana¹. De fato, 48% dos sobreviventes de parada cardíaca extra-hospitalar apresentam oclusão de artéria coronária na angiografia². Além disso, para os pacientes que retornam à circulação espontânea (ROSC) após a parada cardíaca, a disfunção cardíaca é um dos mais importantes determinantes da morbidade e mortalidade³.

A ecocardiografia transtorácica (ETT) é uma ferramenta diagnóstica e prognóstica não invasiva utilizada em pacientes para avaliar disfunção miocárdica pós-ressuscitação, alterações estruturais e/ou extensão do IAM após ROSC e nos dias seguintes. Em modelos experimentais de parada cardíaca isquêmica e não isquêmica em suínos, o ETT é frequentemente usado para avaliar em série de forma não invasiva a função sistólica cardíaca, a hemodinâmica e a resposta à terapia. Em 2008, alterações na disfunção diastólica foram descritas em termos de aumento da velocidade E mitral e da razão de velocidade Doppler tecidual (TDI) e' (E/e') e diminuição da velocidade E mitral e da razão de velocidade A (E/A) logo após a ressuscitação em um modelo suíno não isquêmico de parada cardíaca⁴.

O presente estudo descreve as diferentes etapas metodológicas seguidas para avaliar a estrutura do ventrículo esquerdo (VE) e a função sistólica e diastólica do VE por ETT em diferentes momentos-momento em um modelo isquêmico de parada cardíaca em suínos.

Protocolo

Todos os procedimentos que envolvem animais e seus cuidados estão em conformidade com as leis e políticas nacionais e internacionais. A aprovação do estudo foi obtida do comitê de revisão institucional da Universidade de Milão e da instituição governamental (aprovação do Ministério da Saúde nº 84/2014-PR). Os dados que apoiam os resultados deste estudo estão disponíveis do autor correspondente mediante solicitação razoável. O modelo experimental e os diagramas do protocolo ecocardiográfico estão detalhados na Figura 1 e na Figura 2.

1. Preparação animal

1. Porcos domésticos machos rápidos (peso 39,8 ± 0,6 kg) por 8 horas durante a noite antes do experimento. Fornecer acesso gratuito à água.

2. Indução de anestesia e manutenção, profilaxia antibiótica

1. Induzir anestesia geral por injeção intramuscular de cetamina (20 mg/kg) seguida de propofol (iv) intravenoso (2 mg/kg). Verifique a profundidade suficiente da anestesia por perda do tônus da mandíbula, perda do reflexo corneano com relaxamento muscular e necessidade de ventilação mecânica.
2. Insira um cateter na veia jugular direita e avance-o para a veia cava superior.
3. Manter a anestesia com infusão iv contínua de propofol (4-8 mg/kg/h).
4. Injetar sufentanil (0,3 μg/kg) e, em seguida, ampicilina (1 g) através de iv.

3. Monitorização eletrocardiográfica e hemodinâmica da ventilação mecânica

1. Coloque um tubo traqueal com manguito para que os suínos sejam ventilados mecanicamente com um volume corrente de 15 mL/kg e um FiO₂ de 0,21.
2. Ajuste a frequência respiratória e mantenha a pressão parcial final da maré de dióxido de carbono (EtCO₂) entre 35-40 mmHg com um capnômetro infravermelho.
3. Raspe o porco com uma navalha mecânica sobre todo o tórax e perna esquerda (onde cateteres endovasculares para medições hemodinâmicas serão inseridos cirurgicamente).
4. Aplique placas de eletrocardiograma do plano frontal (ECG) sobre os pés raspados e abdômen inferior, usando três almofadas de ECG. Coloque dois deles nos pés dianteiros e o terceiro no lado esquerdo do abdômen.
5. Insira um cateter cheio de líquido na artéria femoral direita para medições da pressão arterial média e para amostragem de sangue arterial para tensão arterial de oxigênio (PO 2), tensão de dióxido de carbono (PCO₂) e pH.
6. Avançar um cateter de termodiluição de pentalúmen 7 F da veia femoral direita para a artéria pulmonar para medir a pressão atrial direita, a temperatura central e o débito cardíaco.
7. Insira um cateter com ponta de balão 5 F da artéria carótida comum direita. Avance-o para a aorta e, em seguida, para a artéria coronária descendente anterior esquerda além do primeiro ramo diagonal com o auxílio da angiografia. Confirme o posicionamento correto por injeção de meio de contraste radiográfico.
8. Avançar um cateter de estimulação 5 F da veia subclávia direita para o ventrículo direito (VD) para induzir fibrilação ventricular (FV).

4. Ecocardiografia transtorácica basal

NOTA: Em média, a ecocardiografia leva de 20 a 30 minutos. Para o TTE, uma sonda multifreqüência phased-array de 2,5 a 5 MHz é usada, enquanto o ECG é gravado continuamente. Conjuntos de quadros e ciné-loops consistindo de pelo menos três ciclos cardíacos consecutivos são armazenados para análise off-line.

1. Tome imagens ecocardiográficas monodimensionais (modo M) e bidimensionais (2D) de eixo curto e longo no nível da aorta e no nível do VE para avaliar a espessura da parede, as dimensões aórtica, atrial e do VE, a função do VE e o movimento segmentar da parede.
   1. Faça uma visão 2D de eixo curto no nível da aorta. Esta visualização mostra o átrio esquerdo (AE, centro inferior), a valva aórtica (centro), o átrio direito (inferior esquerdo), a valva tricúspide (esquerda), a via de saída do ventrículo direito (superior) e a válvula pulmonar (direita). Coloque o cursor no meio da aorta e LA para gravar as respectivas imagens do modo M.
   2. Faça uma visão 2D paraesternal de eixo longo. Essa visualização permite a visualização da raiz aórtica e dos folhetos valvares aórticos, septo interventricular, VE e AE. A aorta deve estar no mesmo plano horizontal e em um continuum com o septo interventricular; os folhetos aórticos precisam ser claramente visíveis. Colocar o transdutor no terceiro ou quarto espaço intercostal esquerdo, com seu indicador em direção ao flanco direito, fazendo pequenas alterações na angulação da sonda para obter uma visão padronizada.
      NOTA: Vistas paraesternais de eixo curto e longo são usadas para medir a largura da raiz aórtica e a dimensão anteroposterior do AE. As imagens do Modo M podem ser obtidas a partir de um eixo longo ou de um eixo curto ao nível da válvula aórtica (ver passo 4.1).
   3. Tire uma visão 2D de eixo curto do LV no nível papilar. Use uma visão de eixo curto no nível papilar ou cordas para medições da dimensão do VE; desta forma, em um animal ventilado, é mais fácil obter uma imagem padronizada, em comparação com a da visão de eixo longo.
      NOTA: O VE deve parecer circular e ambos os músculos papilares precisam estar claramente visíveis. Os músculos papilares são chamados, por convenção, ântero-laterais e póstero-mediais. Se os folhetos mitrais forem visíveis e a parede livre do ventrículo direito não for contínua, a imagem não será padronizada.
   4. Coloque o cursor no meio do VE e grave uma imagem em modo M do VE no nível papilar.
   5. Repita os passos 4.1.3 e 4.1.4 procurando o nível subpapilar e apical do VE.
2. Pegue uma visão apical 2D de 4 câmaras (AP4CH). O VE, o AE, o ventrículo direito (VD) e o átrio direito (AR) são visíveis juntamente com as valvas mitral e tricúspide e o septo interatrial e interventricular. Posicione a sonda no nível do ápice cardíaco (quarto espaço intercostal; o marcador na sonda precisa ser orientado para a esquerda). A estrutura que ajuda a padronizar a visão é o septo interventricular, que deve ser exibido paralelamente ao feixe de ultrassom. Isso é possível movendo o transdutor medial ou lateralmente.
   NOTA: O encurtamento prévio ocorre quando o plano de imagem não passa pelo ápice verdadeiro do VE, resultando em uma visão oblíqua da cavidade do VE. O encurtamento antecipado subestima os volumes do VE e superestima o FEVE. O encurtamento é evitado alterando as posições da sonda e/ou movendo-a para um espaço intercostal mais baixo e lateralmente. O eixo longo do VE precisa ser maior que 4,8 cm em suínos com peso corporal de 33 a 35 kg.
3. Tome uma visão apical de duas câmaras (AP2CH). A partir de AP4CH, gire o transdutor 45-60° no sentido anti-horário; apenas o AE e o VE devem estar visíveis, portanto, evite o septo interventricular e verifique se o cursor passa no meio do AE e do VE.
4. Pegue uma visão apical de três câmaras (AP3CH) ou eixo longo apical. A partir de AP4CH, gire o transdutor 45-60° no sentido anti-horário. Na AP3CH, o ápice do VE é visível, juntamente com os segmentos do septo anterior e do VE póstero-lateral. As outras estruturas visíveis são a VSVE, o AL e a valva aórtica.
5. Pegue uma visão apical de cinco câmaras (AP5CH). Comece a partir da visão AP4CH e incline a sonda ventralmente e, em seguida, lateralmente para visualizar um septo oblíquo, a aorta com LVOT, LV, RV e ambos os átrios.
6. Ecocardiografia com Doppler pulsado (PW)
   NOTA: Este método permite: (1) mensuração das velocidades de fluxo transvalvar, débito cardíaco e volume sistólico; (2) mensuração de intervalos, por exemplo, tempo de aceleração da artéria pulmonar, e (3) avaliação da função diastólica do VE.
   NOTA: O fenômeno de aliasing é evitado diminuindo a frequência de repetição de pulso basal ou aumentando-a quando novas frequências perturbadoras aparecem.
   1. Para obter uma visualização AP4CH padronizada, use o Doppler colorido e grave um loop de cine.
   2. Coloque o volume da amostra de PP na cúspide dos folhetos mitrais e use o Doppler colorido para colocar o cursor ortogonalmente ao fluxo mitral e alinhado ao eixo longo do VE. Em seguida, mude para PW e registre pelo menos três ciclos cardíacos.
   3. Para obter uma visão padronizada AP5CH, use Doppler colorido e registre um cine-loop com pelo menos três ciclos cardíacos.
   4. Use o Doppler colorido para colocar o cursor ortogonalmente ao fluxo aórtico. Mova o volume da amostra em direção à válvula aórtica até que a velocidade do fluxo acelere. Registre pelo menos três ciclos cardíacos.
7. Use imagens com Doppler tecidual (TDI): a partir de um AP4CH PADRONIZADO EM 2D, o IDT PP mede a velocidade miocárdica longitudinal de pico de um único segmento.
   NOTA: A principal limitação da TDI é a sua dependência de ângulo. Se o ângulo de incidência exceder 15°, há cerca de 4% de subestimação da velocidade.

5. Indução do infarto do miocárdio

1. Inflar o balão do cateter na artéria coronária descendente anterior esquerda com 0,7 mL de ar. Confirmar a oclusão pela rápida elevação progressiva do segmento ST do ECG⁵.

6. Parada cardíaca

1. A parada cardíaca é definida assim que ocorre fibrilação ventricular. Após 10 min de oclusão, a fibrilação ventricular pode ocorrer espontaneamente. Caso contrário, induzi-lo através de um cateter de estimulação com corrente alternada (CA) de 1 a 2 mA entregue ao endocárdio do ventrículo direito.
2. Descontinuar a ventilação após o início da fibrilação ventricular e esvaziar o cateter com ponta de balão⁵.

7. Ressuscitação cardiopulmonar

1. Após 12 min de fibrilação ventricular não tratada, inicie manobras de ressuscitação cardiopulmonar (RCP). Estes incluem compressão torácica com o compressor mecânico do tórax e ventilação mecânica com oxigênio (volume corrente 500 mL, 10 respirações por minuto).
2. Após 2 min e a cada 5 min de RCP, injete epinefrina (30 μg/kg) através do cateter posicionado no átrio direito.
3. Após 5 min de RCP, tente a desfibrilação com choque de 150 joules, usando um desfibrilador.
   NOTA: A ressuscitação bem-sucedida é definida como a restauração do ritmo cardíaco organizado com pressão arterial média >60 mmHg⁵.

8. Cuidados de suporte pós-parada cardíaca

1. Após a ressuscitação bem-sucedida, mantenha a anestesia e insufle o balão na artéria coronária descendente anterior esquerda.
2. Quarenta e cinco minutos após a ressuscitação, esvaziar o balão e retirar o cateter de artéria coronária descendente anterior esquerdo⁵ (Figura 1).
3. Se a ressuscitação não for imediatamente alcançada, retome a RCP e continue-a por 1 minuto antes da desfibrilação subsequente.
4. Se a fibrilação ventricular se repetir, trate-a por desfibrilação imediata.
5. Não use medidas de suporte além da epinefrina.

9. Observação de quatro horas (h)

1. Após a ressuscitação bem-sucedida, mantenha a anestesia.
2. Monitorar os animais hemodinamicamente durante o período de observação de 4 horas (curto prazo).
3. Manter a temperatura dos animais a 38 ± 0,5 °C.
4. Às 2 h e 4 h após a ressuscitação, repetir um exame ecocardiográfico completo, seguindo os passos descritos na secção 4.
   NOTA: Costelas quebradas podem ser uma consequência da compressão torácica. Neste caso, é importante mover a sonda pressionando-a suavemente nos espaços intercostais.
5. Após uma observação de 4 horas, extubar os porcos e devolvê-los à gaiola.
6. Dê analgesia com butorfanol (0,1 mg/kg) por injeção intramuscular (IM) ou conforme recomendado pelas diretrizes institucionais de cuidados com animais.
7. Em seguida, injete ampicilina (1 g) por IM.

10. Observação de 96 horas e eutanásia

1. Ao final das 96 h pós-IAM-parada cardíaca-ROSC (médio prazo), reanestesiar os animais (etapa 2) para exame ecocardiográfico (etapa 4). Monitore o ECG continuamente, conforme descrito anteriormente (etapa 3).

11. Medidas ecocardiográficas

NOTA: Realizar todas as gravações e medições de acordo com as recomendações das Diretrizes das Sociedades Americanas e Europeias de Ecocardiografia ^6,7. Envie todas as gravações ecocardiográficas por uma conexão de área de trabalho remota para serem armazenadas em um banco de dados local para análise. Um cardiologista cego para os grupos de estudo tem em média pelo menos três medidas para cada variável.

1. Para o diâmetro da aorta e do AE, meça a partir do modo M das vistas de eixo curto no nível dos seios aórticos usando o método de ponta a ponta.
2. Para o diâmetro da via de saída do VE (VSVE), meça-o 0,5-1 cm abaixo da cúspide aórtica (proximal) a partir de uma visão paraesternal de eixo longo.
3. Para a espessura da parede diastólica diastólica final e diastólica posterior no nível papilar, meça na diástole final a partir da fronteira entre a parede miocárdica e a cavidade e a fronteira entre a parede do miocárdio e o pericárdio.
4. Para a fração de ejeção do VE (FEVE), calcule-a como: (volume diastólico final do VE (VDE)-volume sistólico final do VE (VSE)) / (VDVE) * 100. Defina a diástole final como o primeiro quadro após o fechamento da válvula mitral ou o quadro em que a dimensão do VE é mais frequentemente a maior. Defina a sístole final como o quadro após o fechamento da válvula aórtica ou o quadro onde as dimensões cardíacas são menores. Siga os traçados das medidas da área do VE no limite entre o miocárdio e a cavidade do VE. Meça as áreas do VE e calcule os volumes do VE modificando a regra de plano único de Simpson a partir da visualização AP4CH.
5. Repita a etapa 11.4 na visualização AP2CH para o Método Simpson biplano que usa as visualizações AP4CH e AP2CH diastólicas e sistólicas finais para calcular os volumes do VE e a FEVE.
6. Para a velocidade de entrada mitral de pico (E vel) (cm/s), as velocidades A (A vel) e o tempo de desaceleração da onda E (DT), meça-as a partir do espectro de fluxo mitral (Figura 6).
7. Para as velocidades sistólicas s do IDT e as velocidades e' e a' diastólicas, meça-as a partir das imagens do espectro do IDT na visão AP4CH a partir do anel septal ou lateral e calcule as médias no início e 96 h após a oclusão coronariana.
   NOTA: A relação e' velocidade (cm/seg) (E/e') derivada de E vel para TDI é um indicador da função diastólica. A relação E/e′ normal deve ser 9 ou menos ou mais de 15; valores entre 8-14 apresentam significância não definida.
8. Calcule o volume sistólico (SV) como o volume de sangue bombeado para fora do ventrículo esquerdo com cada sístole. A fórmula da VS é: VS = π * [diâmetro da VSVE/2]² * ITVV da VSVE.
9. Calcule o débito cardíaco (CO, mL/min) como o fluxo sanguíneo que passa pela via de saída a cada minuto. É calculado usando a fórmula: CO = SV * HR.
10. Para análise da motilidade regional do VE, divida o VE em 16 segmentos (visualizados nas incidências de eixo curto e/ou nas incidências apicais de 2, 3, 4 câmaras). Pontuar cada segmento utilizando os seguintes critérios: normocinesia (1 ponto) para espessamento normal da parede e excursão; hipocinesia (2 pontos) para redução do espessamento da parede e redução da excursão da parede; acinesia (3 pontos) sem espessamento da parede ou excursão da parede; discinesia (4 pontos); o afinamento sistólico da parede externa ou do VE inclui o movimento da parede aneurismática, com protuberâncias excêntricas durante a sístole e a diástole. Calcule o índice de escore de movimento da parede (WMSI) usando a fórmula: escore total/16. Em um ventrículo normocinético, o WMSI é 1.

12. Análise estatística

1. Expresse os dados como média ± MEV. Use ANOVA unidirecional, para medições repetidas e teste post-hoc de Tukey. *p < 0,05 vs linha de base (BL); § p < 0,05 2 h pós-IAM-parada cardíaca-ROSC vs 96 h pós-IAM-parada cardíaca-ROSC; # p < 0,05 4 h pós-IAM-parada cardíaca-ROSC vs 96 h pós-IAM-parada cardíaca-ROSC.

Resultados

Doze suínos foram submetidos à oclusão da artéria coronária seguida de 12 min de fibrilação ventricular e 5 min de RCP. Oito suínos foram ressuscitados com sucesso e sete sobreviveram às 96 h pós-IAM-parada cardíaca-ROSC. Todas as variáveis ecocardiográficas em diferentes momentos do estudo estão resumidas na Tabela 1.

Alterações na frequência cardíaca (FC) e nos parâmetros ecocardiográficos sistólicos
A FC aumentou significativamente ?...

Discussão

Um exame ecocardiográfico completo em um modelo experimental de IAM, parada cardíaca e ressuscitação de suínos pode fornecer diferentes informações sobre a evolução da função do VE e alterações estruturais do VE, embora haja alguma quantidade de dados disponíveis na literatura ^5,8. Em modelos "puros" de parada cardíaca experimental (restrita à fibrilação ventricular induzida), o comprometimento da função miocárdica se reverte nos primeiros di...

Materiais

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