Hemodynamic adaptation mechanisms of heart failure to percutaneous venoarterial extracorporeal circulatory support

Abstract

Úvod: Venoarteriální mimotělní membránová oxygenace (VA ECMO) je široce využívaná metoda v léčbě závažného oběhového selhání, avšak opakovaně byl pozorován také její negativní vliv na levou komoru srdeční (LV). Cílem práce je zhodnotit vliv průtoku mimotělní podporou (EBF, extracorporeal blood flow) na systémovou hemodynamiku během VA ECMO terapie dekompensovaného srdečního selhání. Metody: Biomodel (prase domácí) srdečního selhání s nízkým srdečním výdejem byl vytvořen dlouhodobou rychlou stimulací myokardu (chronické srdeční selhání) a koronární hypox- emií (akutní srdeční selhání). Známky dekompensovaného srdečního selhání byly defi- novány sníženým srdečním výdejem a tkáňovou hypoperfusí. Následně bylo v celkové anestezii zavedeno VA ECMO a během různých průtoků mimotělní podporou byla po- mocí PV diagramu hodnocena práce levé komory. Orgánově specifické parametry byly monitorovány regionální tkáňovou oxygenací a měřením průtoku krve v karotické a sub- klaviálí arterii. Výsledky: Závažné dekompensované srdeční selhání vedlo k systémové hypotensi, nízké tkáňové oxy- genaci, nízké saturaci smíšené venosní krve a ke zvýšení end-diastolického tlaku v levé komoře. Zvyšováním EBF od minimálního průtoku až na 5 l/min došlo k výraznému zvýšení systolického tlaku v levé komoře, snížení pulsatility v...

Introduction: Venoarterial extracorporeal membrane oxygenation (VA ECMO) is widely used in the treatment of circulatory failure, but repeatedly, its negative effects on the left ventricle (LV) have been observed. The purpose of this study is to assess the influence of ex- tracorporeal blood flow (EBF) on systemic hemodynamic changes and LV performance parameters during VA ECMO therapy of decompensated heart failure. Methods: Porcine models of low-output chronic and acute heart failure were developed by long-term fast cardiac pacing and coronary hypoxemia, respectively. Profound signs of circulatory decompensation were defined by reduced cardiac output and tissue hypoperfusion. Sub- sequently, under total anesthesia and artificial ventilation, VA ECMO was introduced. LV performance and organ specific parameters were recorded at different levels of EBF using an LV pressure-volume loop analysis, arterial flow probes on carotid and subclavian arteries, and transcutaneous probes positioned to measure cerebral and forelimb regional tissue oxygen saturations. Results: Conditions of severely decompensated heart failure led to systemic hypotension, low tissue and mixed venous oxygen saturations, and increase in LV end-diastolic pressure. By increasing the EBF from minimal flow to 5 L/min, we observed a...