directe Assessment of Coronary Steal and Associated Changes of Collateral Hemodynamics in Chronic Total Coronary Occlusions

Coronary collaterals kan een perfusiereserve bieden in geval van een verhoogde zuurstofbehoefte van het myocard.1,2 bij sommige patiënten leidt microvasculaire vasodilatatie tijdens inspanning of farmacologische stimulatie tot een afname van de bloedtoevoer naar het collateral-dependent myocardium, een observatie beschreven als coronaire steal.3-9 dit wordt klinisch relevant wanneer specifieke geneesmiddelen worden voorgeschreven voor patiënten met coronaire hartziekte.10

bij de mens kan coronaire steal niet-invasief worden gedetecteerd door perfusiescintigrafie.11-13 directe beoordeling van het effect van vasodilatoren op de collaterale circulatie werd mogelijk via microsensoren om intracoronaire stroomsnelheid en-druk te registreren.14-16 deze studies tijdens ballonafsluiting tijdens een percutane transluminale coronaire angioplastiek (PTCA) van niet-occlusieve laesies vertegenwoordigen niet de hemodynamische situatie in een volledig collateral-dependent myocardium van een chronische totale coronaire occlusie (TCO), omdat er een aanzienlijk verschil is tussen de basislijn collateral-functie vóór herkanalisatie en recruitable collateral-functie tijdens ballonafsluiting.Deze studie moet voor het eerst het effect van farmacologische vasodilatatie op collateral-dependent coronary flow distal to the occluded laesion beoordelen en de hemodynamische veranderingen van de collateral circulation in verband met coronaire steal en de relatie ervan met klinische parameters en angiografische collateral anatomy bepalen.

methoden

patiënten

het onderzoek bestond uit 35 opeenvolgende patiënten met een TCO bij wie een over-the-wire katheter distaal tot de occlusie in een vergevorderd stadium kon zijn zonder dat vooraf sprake was van de occlusie. De inclusiecriteria waren: (1) duur van de occlusie >4 weken; (2) Timi 0 coronaire flow; (3) spontaan zichtbare zekerheden van ofwel graad 2 (gedeeltelijke epicardiale vulling van de afgesloten slagader)of 3 (volledige epicardiale vulling van de afgesloten slagader) 19; en (4) schriftelijke geïnformeerde toestemming. De ethische commissie van de universiteit keurde het studieprotocol goed.

angiografische analyse

coronaire angiogrammen van de collateral connections werden verkregen met behulp van een 7-inch veldgrootte, en de weergave met de minste voorkortening werd geselecteerd voor analyse. Angiogrammen werden opgeslagen op digitale media in DICOM formaat (512×512 matrix). De pathway anatomie werd gecategoriseerd zoals voorgesteld door Rockstroh en Brown20: septale, atriale, Tak-Tak, en bridging collaterals. De grootte van zekerheden werd ingedeeld als discontinue (grootte 0), continue verbinding net zichtbaar (Grootte 1, 0,1 tot 0,3 mm), continu van kleine zijtak Grootte (Grootte 2, 0,4 tot 0,5 mm), en grote (grootte 3, >0,5 mm) (Figuur 2). De beoordeling van de onderpandgrootte werd bevestigd door een caliper meting van de minimale diameter van het onderpandmateriaal toen het maximaal gevuld bleek met behulp van een gevalideerde software (Caas II, pie Medical Imaging). De resolutie was 1 pixel/0,12 mm. in het geval van verschillende routes per laesie, werd degene die de eerste was om het ontvangende slagader segment op een frame voor frame analyse opacificeren beschouwd als de belangrijkste route voor aanvullende statistische analyse.

de kwantitatieve angiografische analyse van de linker ventriculaire functie werd gedaan met een standaard software (Lva 4.0, pie Medische Beeldvorming). De regionale wandbeweging werd beoordeeld bij consensus van 2 ervaren onderzoekers die geblindeerd waren voor de fysiologische gegevens. Het werd ingedeeld als normaal / matig hypokinetisch of ernstig hypokinetisch / akinetisch.

beoordeling van de hemodynamica

de PTCA werd uitgevoerd zoals eerder beschreven.17 nadat de laesie werd gekruist door een 0,014-inch geleidingsdraad, een over-the-wire uitwisseling katheter (Transit, Cordis) of low-profile ballonkatheter (Ranger, kromgetrokken) werd gevorderd distaal naar de occlusie. De geleidingsdraad werd vervangen door een drukopnamedraad (Drukdraad, radiale medische systemen). De distale coronaire druk (PD) werd geregistreerd samen met de aorta druk (PAo) van de met vloeistof gevulde geleidingskatheter. Gemiddelde druk werd gebruikt voor extra berekening. De fractionele collateral flow QC / QN tijdens hyperemie werd berekend(PD−PRA)/(PAo−PRA),21-23 waarbij PRA als rechter atriumdruk werd vervangen door 5 mm Hg.

de drukdraad werd vervolgens vervangen door de Dopplerdraad (FloWire, JoMed). Een onverklaarde bijdrage van antegrade stroom langs de uitwisselingskatheter werd uitgesloten bij alle patiënten door gebrek aan contrastpassage langs de over-the-wire katheter tijdens proximale contrastinjectie in de herkanaliseerde slagader en geen effect op het distale Doppler signaal. Alle Doppler flow signalen werden handmatig gemeten, zoals eerder beschreven.17 de snelheidsintegraal tijdens systole en diastole en de duur van systole en diastole werden gemeten om de gemiddelde pieksnelheid (APV) te berekenen. Een collateral flow index (CFI) werd berekend vóór herkanalisatie en tijdens de uiteindelijke ballonocclusie als de verhouding van distale APV/antegrade APV, de laatste verkregen op dezelfde locatie na PTCA. Een perifere resistentieindex werd berekend als RP = PD / APV (mm Hg · cm−1 · s−1).14,16 de resistentieindex van de collateral supply pathway werd gedefinieerd als RCP=(PAo-PD) / APV (mm Hg · cm−1 · s−1), waarbij zowel de weerstand van het collateral vessel als van het donorsegment proximaal ten opzichte van de collateral take-off (figuur 1) werd opgenomen.

studieprotocol

de basisopnamen begonnen met distale druk, gevolgd door de dopplerstroomsnelheid. Deze metingen werden herhaald tijdens intraveneuze adenosine-infusie (140 µg · kg−1 · min−1), maar omdat drukopnames minder worden beïnvloed door de exacte positie van de draad dan het dopplerstroomsignaal, werd adenosine gestart met de Dopplerdraad die na de baseline-meting in een constante positie werd gehouden. De APV werd geregistreerd tot 3 minuten na het begin van de adenosine-infusie. Tijdens de voortzetting van de infusie werd de dopplerdraad vervangen door de drukdraad en werden PD en PAo verkregen. De infusie met Adenosine werd na nog eens 2 minuten gestopt en de PD en PAo werden geregistreerd totdat ze waren teruggekeerd naar hun uitgangswaarden. Uit de metingen tijdens adenosine-infusie werden opnieuw CFI en afgeleide indexen berekend.

studiegroepen

de collateral flow reserve is de verhouding tussen APV tijdens adenosine-infusie en APV bij baseline. De spontane variabiliteit van het Doppler collaterale signaal was 15%, Zoals bepaald door continue analyse bij 7 patiënten. Daarom werd een verandering van de onderpandstroomreserve significant geacht, van 1,0 met ±0,15. Een collateral flow reserve <0,85, of coronaire steal, werd waargenomen bij 13 patiënten (groep S; Figuur 3). Een collaterale stroomreserve >1,15 werd waargenomen bij 11 patiënten (31%) (groep R) en er werd geen significante verandering waargenomen bij 11 patiënten (31%) (groep N).

statistieken

gegevens worden gegeven als gemiddelde±SD. Vergelijkingen van continue variabelen tussen de 3 groepen werden gedaan door ANOVA en een post-hoc Scheffé test. Categorische variabelen werden vergeleken door een Fisher ‘ s exact test. Herhaalde metingen ANOVA werd gebruikt om parameterveranderingen tijdens adenosine-infusie te vergelijken. De correlatie tussen 2 parameters werd bepaald door lineaire regressieanalyse. P<0,05 werd als significant beschouwd. Alle berekeningen werden gedaan op een PC met SPSS Voor Windows (versie 10.05, SPSS Inc).

resultaten

klinische variabelen

patiënten hadden een rechts (60%) of links (40%) coronaire occlusie die vergelijkbaar was verdeeld binnen de studiegroepen. Er was geen verschil in leeftijd, geslacht, voorgeschiedenis van eerder myocardinfarct, omvang van coronaire hartziekte, regionale disfunctie en klinische symptomen, maar er was een trend naar meer diabetespatiënten in groep N (tabel 1). Er werden geen verschillen in medicatie, zoals β-Blokker, waargenomen. Bij slechts 5 patiënten, 1 in groep S en 2 in de andere groepen, werd een beperkte stenose waargenomen in de donorslagader proximaal aan het opstijgen van een onderpand.

patiënten uit groep S en groep R vertoonden in 23 van de 24 gevallen (96%) een bifasisch diastolisch/systolisch collateraal stromingspatroon (Figuur 3). Patiënten in groep N vertoonden dit patroon in slechts 4 van de 11 gevallen (36%) (p<0,001). Collaterale flow trad op tijdens de volledige cardiale cyclus bij 77% in groep S en bij 73% in groep R maar bij slechts 27% in Groep N (P=0,027). In groep R was de diastolische/systolische APV-verhouding meestal hoger dan in groep S (Tabel 2).

nevenfunctie tijdens Adenosine-infusie

Adenosine verhoogde de hartslag in alle groepen (67±11 min−1 tot 78±17 min−1; P<0,001). De collateral flow reserve was 0,65±0,17 in groep S, 1,40±0,16 in groep R, en 1,02±0,10 in Groep N. zowel baseline Doppler en druk parameters en hun veranderingen tijdens adenosine infusie zijn samengevat in Tabel 2. Groep N toonde een lagere diastolische APV en diastolische / systolische snelheid ratio en een lagere CFI vergeleken met de andere groepen. De QC / QN was het hoogst in Groep N. Flow – en drukindexen waren niet gecorreleerd (r=0,16; P=0,38). De reserve van de Collateral flow was onafhankelijk van het effect van adenosine op de PD, die zelfs in groep R afnam terwijl de CFI toenam (Figuur 4).

er was een duidelijk verschil in het effect van adenosine op RP in de groepen R en S (Figuur 5). RP was iets hoger bij baseline in groep S, en het nam significant af na adenosine alleen in groep R. RCP bleef daarentegen onveranderd in groep R, maar nam toe in groep S (Figuur 5). Er werden geen significante veranderingen van RP en RCP waargenomen in groep N (tabel 2).

collaterale anatomie en Flow Reserve

bij elke patiënt werd een gemiddelde van 2,1±0,6 collaterale routes waargenomen, vergelijkbaar tussen de groepen. De belangrijkste routes waren septum bij 46%, atriaal bij 29%, tak-tak bij 17% en overbrugging bij 9%, gelijkelijk verdeeld over de studiegroepen (χ2, P=0,94). In groep S werden geen grote zekerheden of kleine discontinue verbindingen waargenomen, en alle hadden continue collateral verbindingen van grootte 1 (77%) en 2 (23%) (dat wil zeggen tussen 0,1 en 0,5 mm). In groep R werden alle collaterale routes en groottes gevonden, en slechts één had discontinue verbindingen. Van de 3 patiënten met zeer grote zekerheden (Grootte 3), zaten ze allen in groep R; Dit waren de zekerheden met de laagste RCP (3,7±1.0 mm Hg · cm−1 * s−1) vergeleken met kleinere zekerheden (8,5±4,8 mm Hg · cm−1 · s-1). In Groep N hadden de meeste patiënten discontinue of size 1 verbindingen (82%).

discussie

eerdere Studies naar het Effect van Adenosine op Collateral Function

twee groepen bestudeerden het effect van adenosine op collaterals tijdens ballon occlusie.14,16 ze meldden een toename van de collateral flow, maar een paar patiënten vertoonden ook een daling, dat wil zeggen, coronaire stelen. In een andere studie werd de Doppler coronaire stroomsnelheid beoordeeld tijdens intracoronaire adenosine-injectie in de collateral-dependent artery; coronaire steal kwam voor bij 10% van de patiënten.24 we hebben een hogere frequentie van steal waargenomen, wat deels kan worden toegeschreven aan het feit dat we adenosine systemisch toepasten, terwijl het lokaal werd geïnjecteerd in de collaterale donor of ontvanger slagader in eerdere studies.14,24 een ander probleem dat de vergelijkbaarheid met eerdere studies beperkt is dat coronaire steal niet altijd werd gedefinieerd als een vermindering van de stroomsnelheid14,24, maar als een daling van een druk-afgeleide collateral flow index.16 maar omdat steal een vermindering van de flow vertegenwoordigt, en distale coronaire druk (PD) kan afnemen, zelfs wanneer de flow toeneemt tijdens adenosine-infusie (Figuur 4), moet coronaire steal worden gedefinieerd door parameters van de flow en niet druk.

vergelijking met Scintigrafische Studies

dit onderzoek werd uitgevoerd onder omstandigheden die vergelijkbaar waren met die in scintigrafische studies.1,4,5,12,13 coronaire steal werd waargenomen bij een derde van de patiënten. Nog een derde had een onderpandstroomreserve >1. Wanneer groep S wordt vergeleken met kwantitatieve PET-studies, liggen de waarden van de collateral flow reserve (0,65±0,17) in een vergelijkbaar bereik.Bij patiënten zonder steal nam de flow 4 maal toe bij geselecteerde patiënten zonder myocardinfarct en regionale disfunctie, 1, 2 maar bij patiënten met regionale disfunctie2 en multivessel ziekte, 4, 5, 13 was de flow reserve vergelijkbaar met onze studie (1,40±0,16). Hoewel we collateral-afhankelijke stromingssnelheid gemeten hebben in een epicardiale slagader en scintigrafie de myocardiale perfusie beoordeelt, ondersteunt deze kwantitatieve overeenkomst de validiteit van de invasieve aanpak.

Directe Bevestiging van de Zekerheid Netwerk Model in de Mens

Gould en colleagues9,25 aangegeven de volgende 3 veronderstellingen nodig zijn voor het optreden van stelen: (1) het onderpand weerstand is niet te verwaarlozen; (2) de microvasculature distaal van de occlusie, die reeds maximaal verwijde, ontbreekt het aan een vasodilatatie reserve, en (3) de epicardial weerstand van de levering slagader zorgt voor een drukverschil proximaal van het onderpand oorsprong in adenosine-geïnduceerde hyperemic flow. Alle 3 veronderstellingen worden ondersteund door onze gegevens. Ten eerste vereiste coronaire diefstal goed ontwikkelde zekerheden,14,16,24, terwijl zekerheden in groep N een lagere CFI, hogere RCP en voornamelijk een systolisch onderpandstromingspatroon hadden, als bewijs van verminderde onderpandfunctie.18,26

zoals eerder aangetoond, is collaterale resistentie niet verwaarloosbaar.14,16,18 de veronderstelling dat grote zekerheden, vanwege een lage weerstand, geen steal25 zouden vertonen, werd bevestigd door onze studie, omdat grote zekerheden alleen werden waargenomen in groep R, maar niet in Groep S. Het ontbreken van een vasodilatoire reserve wordt aangetoond door de onveranderde RP in groep S, terwijl deze significant was afgenomen in groep R. aan de andere kant zou de hogere RP in Groep N en het gebrek aan respons op adenosine gerelateerd kunnen zijn aan het hogere percentage diabetici met een bekende prevalentie van microvasculaire disfunctie.27

we hebben niet direct de coronaire druk in de donorslagader geregistreerd bij de collateral origin. De vele naast elkaar bestaande collaterale trajecten maken een dergelijke aanpak moeilijk en onbetrouwbaar; bij slechts 2 van de 13 patiënten met steal zagen we een enkele bijkomende start. De toename van RCP bij patiënten met steal tijdens adenosine-infusie vertegenwoordigde een verhoogde weerstand van de complete collateral supply pathway, die het donorarteriesegment proximaal tot de collateral take-off omvat (figuur 1). Uitgaande van een constante collaterale resistentie, Wees de toename van RCP op een toename van de resistentie van het donorsegment of, op een andere manier, een afname van de distale coronaire donordruk. Dit vereist geen circumscript epicardiale stenose, zoals onlangs aangetoond door een drukdaling tijdens hyperemie in angiografisch normale segmenten van patiënten met coronaire hartziekte toe te schrijven aan diffuse atherosclerose.28,29

de angiografie van Collateral Pathway en Coronary Steal

is van beperkte waarde voor het beoordelen van de functie van collaterals,23, 30, maar het illustreert hun anatomie.Angiografische beoordeling van collateralen is meestal semiquantatief.32 onlangs werd een verfijnde kwantitatieve aanpak voorgesteld, maar daarvoor zijn hoogwaardige cine-films nodig.20 met de beperking van een lagere ruimtelijke resolutie van digitale media, analyseerden we de onderliggende anatomie en grootte ten opzichte van het capillaire bed om een uitbreiding van het netwerkmodel van coronaire steal te testen. Er werd gesuggereerd dat prearteriolaire zekerheden nodig zouden zijn voor coronaire stelen.25 dit werd bevestigd in groep S, waar alle zekerheden continue verbindingen vertoonden tussen donor-en ontvangende segmenten. Een andere aanname was dat een toename van de stroom zou optreden in nauwelijks zichtbare postarteriolaire collaterals die door het microvasculaire bed van de donorslagader. Hun stroomcapaciteit moet toenemen met perifere vasodilatatie van de donor microcirculatie. Dit kon niet worden bevestigd in onze studie, omdat deze postarteriolaire zekerheden voornamelijk werden waargenomen in Groep N en duidden op een lage collateral functie. Zichtbare verbindingen waren de belangrijkste vereiste voor de incidentie van coronaire steal, maar ook voor een positieve collateral flow reserve. Nochtans, was er geen anatomische weg die de reactie op adenosine voorspelde.

Studiebeperkingen

Flow en druk geregistreerd distaal tot een occlusie zijn benaderingen van collaterale functie, omdat zij alleen dat deel van collaterale perfusie beoordelen dat de afgesloten epicardiale arterie bereikt. Collaterale perfusie via intramyocardiale routes kan worden onderschat. Een toename van de collaterale stroomsnelheid tijdens adenosine kan leiden tot een afschuifspanning–gerelateerde vasodilatatie en, bijgevolg, een onderschatting van de werkelijke volumestroom. De betrokken stromingssnelheden waren echter ver onder die welke werden opgeroepen tijdens de observatie van door de stroom gemedieerde epicardiale vasodilatatie.Het aanbrengen van Nitroglycerine zou de invloed van kleine diameterveranderingen hebben vermeden, maar omdat nitroglycerine zelf de bijkomende hemodynamica beïnvloedt,14 hebben we het niet toegepast tijdens collateral flow metingen. De rechter atriale druk (PRA) werd niet direct gemeten. Dit beïnvloedt de berekening van absolute waarden van drukindexen, maar omdat PRA niet aanzienlijk verandert tijdens adenosine-infusie,22,34, Zou het geen beslissende invloed hebben op de beoordeling van de intra-individuele respons op adenosine.

klinische implicaties

bij patiënten met coronaire hartziekte kan coronaire steal optreden zonder een omschrijvende laesie van de donorslagader, maar vereist de aanwezigheid van diffuse atherosclerose die tijdens hyperemie een drukgradiënt in de donorslagader veroorzaakt. We konden niet detecteren klinische discriminatoren van coronaire stelen in TCOs. Steal maar ook een collateral flow reserve >1 deed zich voor ongeacht de regionale myocardiale functie. Sommige angiografische kenmerken van collateralen, zoals zichtbare maar niet erg grote collateral verbindingen (0,1 tot 0,5 mm), zijn verplicht voor het coronaire steal fenomeen, maar het kan niet worden voorspeld of steal of een positieve collateral flow reserve zou optreden.

voetnoten