Πειραματική (in vitro) και κλινική μελέτη της επίδρασης της αρτηριακής ενδοτικότητας στην άμεση απόδοση της ενδοαορτικής αντλίας αντιώθησης

Abstract

Quantitative data concerning the effect of arterial compliance (AC) on the effectiveness of intra-aortic balloon counterpulsation (IABC) are lacking. Especially, data indicating this effect independently from blood pressure levels, heart rate and cardiac output do not exist. The main objective of the present study was to examine and quantify the relationship between AC and IABC performance. Furthermore, this study sought to clarify the mechanisms that lead to IABC ineffectiveness, which is observed especially in cases with very low arterial blood pressures. The study performed: (a) experimentally (in-vitro), in a hydraulic lumped-element, Windkessel type, model of systemic circulation; the independent effect of AC, pressure, "heart" rate and flow rate were studied, and (b) clinically, in 19 patients with post-infarction cardiogenic shock, who underwent mechanical assistance with IABC. AC was estimated in patients noninvasively by arterial tonometry and pulse wave analysis. Experimental data indicated that reduction in AC lead to an improvement (almost by 80 %) in IABC performance, regardless of the pressure level. Clinical data showed that acute hemodynamic performance of IABC is negatively and significantly associated with AC, independently from blood pressure levels. IABC is less effective when AC is high. Hence, IABC may render effective in cases with very low blood pressure, if AC is decreased and vice versa. Thus, arterial compliance may be a new criterion to decide IABC initiation and/or a target for future pharmacological intervention with agents that may affect directly arterial compliance, in patients with insufficient hemodynamic response to IABC.

Η ενδοαορτική αντλία αντιώθησης (ΈΑΑ) είναι η πιο διαδεδομένη και εύχρηστη μέθοδος μηχανικής υποβοήθησης του καρδιαγγειακού συστήματος. Οι μηχανισμοί που οδηγούν στην αναποτελεσματικότητα της ΕΑΑ που παρατηρείται σε ορισμένες περιπτώσεις (π.χ. συστολική πίεση < 60-70 mmHg) δεν έχουν μελετηθεί πλήρως. Σκοπός της μελέτης ήταν η διερεύνηση της επίδρασης ορισμένων χαρακτηριστικών του κυκλοφορικού συστήματος στην άμεση απόδοση της ΕΑΑ και κυρίως της αρτηριακής ενδοτικότητας. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε πειραματικό (in-vitro) και σε κλινικό επίπεδο. Το πειραματικό μερος συνίσταται στην κατασκευή ενός υδραυλικού συστήματος προσομοίωσης της συστηματικής κυκλοφορίας, τύπου Windkessel. Στο πειραματικό μοντέλο μελετήθηκαν οι μεμονωμένες μεταβολές της ενδοτικότητας, της πίεσης, της "καρδιακής" συχνότητας και της παροχής. Το κλινικό μέρος της μελέτης περιελάμβανε την εκτίμηση της αρτηριακής ενδοτικότητας (τονομετρία και ανάλυση σφυγμικού κύματος) σε 19 ασθενείς με καρδιογενή καταπληξία που υποστηρίζονταν μηχανικά με ΕΑΑ. Δείχθηκε ότι η αρτηριακή ενδοτικότητα αποτελεί καθοριστικό παράγοντα που διαμορφώνει την άμεση απόδοση της ΕΑΑ, και μάλιστα ανεξάρτητα από τα επίπεδα της αρτηριακής πίεσης. Όσο χαμηλότερη είναι η ενδοτικότητα τόσο μεγαλύτερη η απόδοση της ΕΑΑ. Ενδεχομένως, η γνώση των επιπέδων της αρτηριακής ενδοτικότητας, να αποτελέσει ένα νέο δευτερεύον κριτήριο για την εφαρμογή της ΕΑΑ, ή και στόχο πιθανών φαρμακευτικών παρεμβάσεων που να επηρεάζουν άμεσα την αρτηριακή ενδοτικότητα σε ασθενείς με μη ικανοποιητική ανταπόκριση στην ΕΑΑ.