超声引导左心室辅助装置速度优化以实现最大运动耐受.docx

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1、超声引导左心室辅助装置速度优化以实现最大运动耐受译者：王虎宁夏医科大学总医院心脑血管病医院审校：郝星首都医科大学附属北京安贞医院摘要：目的：当前左心室辅助装置(1VAD)以固定转速运行，没有自动调速功能。本研究基于心肺运动试验(CPET)中主动脉瓣开放度(AVO)情况评估生理泵速优化的概念。方法：本前瞻性交叉研究(NCT)招募了植有流体动力轴承的第三代1VAD的患者，在静息速度优化后，随机分配到固定-改良速度组或改良-固定速度CPET组。固定速度CPET保持基线泵设置，而改良速度CPET期间，1VAD速度不断改变以维持周期性AV0。结果：我们纳入22名患者，平均年龄为58.47岁，4.5%为女

2、性，54.5%患有缺血性心肌病。所有受试者均完成劳力性AVO评估。周期性AVO的维持可以确保泵速从2900(1QR2640-3000)提高到3440转每分钟(RPM)(IQR3100-3700：p0,001)的安全。峰值耗氧量从11.12.4增加到12.82.8m1kgin(p0.001),最大工作负荷量从1.K1QR0.9-1.5)增加到1.2Wkg(IQR0.9-1.7;p=0.028)。Borg量表运动水平从15.21.5下降到13.51.2(p=0.005)。结论：1vAD患者在行CPET期间，可进行经胸AVO成像。基于AVO的超声引导泵速动态调整可提高运动耐受性,并增加峰值耗氧量和最

3、大工作负荷量。前言左心室辅助装置(1VAD)极大地影响了终末期充血性心力衰竭(HF)患者的存活和生活质量。当代连续血流左心室辅助装置泵(CF-1VAD)的年存活率达80%,提高了终末期HF患者的存活率和生活质量，可与心脏移植(HTX)媲美。此外，与前几代相比，第三代血泵更容易植入且更可靠，但对患者活动仍有限制。1YAD植入患者存在双心室心力衰竭、变时不足、多器官功能障碍、肺动脉高压，通气效率低、贫血和心肌病等运动耐力的限制因素。然而，心输出量增加难以满足血流量需求是可以改善的因素之一。当代1VAD的控制器不会根据血流动力学参数、运动负荷或心率(HR)改变转速，甚至无法满足运动需求，血泵转速调整

4、只能由经过培训的人员基于经胸超声心动图(TTE)在休息条件下进行，患者也无法根据预期运动负荷调整转速。因此，这里提出设计一个可以为患者量身定制的适应机体代谢变化需求的生理性1VAD速度控制器，尽管压力传感器存在技术缺口，心衰患者的峰值运动能力在1VAD植入后仍然严重受损，它可以通过已被证实安全的心肺运动试验(CPET)进行评估。在半卧位自行车CPET检查同时进行E,监测AVo率，并用这个指标评估泵速是否充足，随时动态调整转速。该研究的首要目的是评估踏车运动期间用超声检测AVO的能力。次要目的是评估在CPET期间，基于AVO率，动态调整1vAD转速，最大化发挥1VAD血泵性能，并预测可能增加的耗

5、氧量(V02)的界限值。因此，我们旨在评估CFTVAD速度动态调整的想法，以供给生理泵控制器提供建议。材料和方法研究设计由于预期的小规模和受试者的反应与泵速调整之间的相关性，选择前瞻性交叉设计：CPET仅持续几分钟且隔天进行，对这项研究无遗留和周期效应的偏移影响。木研究在2017年2月至2023年7月期间登记在每年植入20例1VAD的单中心。纳入植入式心脏复律除颤器和流体动力轴承(HVAD,Medtronic,Minnesota,USA)第三代离心式CF-1VAD术后至少3个月的患者。排除标准如下：血流动力学不稳定、非治疗性抗凝、装置或心内血栓、炎症和出血。该研究持续3天，第一天进行TTE和静

6、息泵速优化斜坡测试的基线评估。随后2天在相同条件下，不使用B受体阻滞剂，在超声心动图检查员监督下完成两次CPET(图1)。受试者通过计算机生成盲表，区组长度为2,1:1随机分配入固定-改良速度CPET或改良-固定速度CPET任一组。图1研究流程图和主要结果。CPET,心肺运动测试。1VAD速度调节在研究期间对泵速进行了两次优化。第一次是在第1天的静息状态，以确保左心室(1V)负荷相同基线水平。固定速度CPET组参数不予改变。改良速度CPET以最佳静息泵设置开始和结束。通过练习，根据实时E成像动态调整速度。最佳1VAD速度设置被定义为周期性AVO,同时保持室间隔的中心位置，最大限度地减少二尖瓣反

7、流并将平均动脉压保持在65mmHg以上。AVO率定义为前向血流足以打开主动脉瓣(AV)的心电图搏动的百分比。在基线优化和改良速度CPET期间，主要目标是通过改变转速实现大约25%-33%的AVO率(在线补充图S2)。目标AVO率基于先前的研究，旨在促进残余1V收缩。当AVO升至目标值以上时，泵速增加100转/分钟(RPM)。随着AVO降低至IJ25%以下，RPM降低100。不论是每个时间段还是全程均无确定的目标速度，仅制造商指定的泵运行限制(1800-4000RPM)。休息优化基于2分钟间隔；当达到最佳设置时，需要小幅度微调。在改良速度CPET期间，速度增量不超过每45秒100转/分，以便对产

8、生的变化进行超声心动图分析并防止抽吸事件。在改良速度CPET的峰值运动后，泵速在超声心动图引导下逐渐降低至基线。超声心动图使用了两个飞利浦系统(Phi1ipsU1trasound,Bothe11Washington,USA)：术前和静息1VAD超声心动图用固定的iE33,运动研究用便携式Cx50(在线补充图S1)。两种设备都配备了1-5MHz扇形传感器。图像以DICOM格式存储，Cx50配备了数字视频录像机。所有TTE均由同一位受过超声心动技术认证，对HF和1VAD有丰富经验，可决定血泵速度调整的心脏病专家根据指南进行。超声心动图测量和图像解释由两名对临床数据不知情的心脏病专家独立进行,借助C

9、omPACS(MedimaticS.R.1.Genova,Ita1y)工作站。由于根尖视图有限，使用Teichho1z公式确定植入后射血分数(EF)。右心室(RV)收缩功能主要通过三尖瓣环平面收缩偏移(TAPSE).右心室游离壁应变(RvFWS)和面积变化分数(FAC)进行评估。在没有1VAD人群的参考值的情况下，以下被认为是“好”：TAPSE213mm,RVFWS-10%和FAC228机在自行车测力计上以半卧位进行测试。使用ErgometricsER9001斜躺式测力计(ergo1ineGmbH,Bitz,Baden-WUrttemberg,Germany)和固定式MESSTART2000M

10、ergospirometer(MESSp.Zo.o.,Skawina,Ma1opo1ska,Po1and)(在线补充图S1)。锻炼方案基于每以每2分钟25瓦(W)为工作负荷增量。使用E1emanoES-H55血压计(TerUmOCorPOration,Tokyo,Japan)。1VAD监测受限于缺乏对控制器经授权的高频采样方法，为了后续评估1VAD操作，使用EOS600D相机(Canon,Tokyo,Japan)记录泵监视器。相机放置在定制的对焦架上(在线补充图S1和S3),并使用MagiC1anternV.2.3固件进行了增强。结果共纳入22名患者。，多数为超重(26.8kgm2;IQR24

11、.5-30.8)男性(21,95.5%),有缺血性心肌病(12,54.5%),年龄50多岁(58.47岁)。术前大多数正性肌力药物依赖外病情稳定。其中半数患者以1VAD为HTX过渡，而另一半则为前过渡治疗，在术后有明显功能改善，约术后7个月被招募入组。详见表1。Tab1e1C1inica1characteristicsbysequenceandbytota1Tota1FixedspeedCPfTfirstModifiedspeedCPETfirstN221111Age.mean(SD).years58.4(7)S8.5(7.5)S8.3(6.8)*mak,n(%)1(4.5)1(4.5)0(0

12、)Bodymassindex,median(IQR).km26.8(24.5-30.8)25.204.3-28.4)28.406.1-342)AetiotogyDi1atedCdrdkXnyoPathy,(%)Coronaryarterydisease,n(%)10(45.5)12(S4.5)6(273)5(22.4(182)7(318)IntentiontotreatBridgetotransp1antn(%)11(50)4(18.2)7(31.8)Bridgetocandidacy,n(%)11(50)7(318)4(182)Dayson1VAD.mkOQR)221.5(1423-310.

13、3)2J0(1345-312.5)181(152-269)NYHAc1ass.(%)I6(273)2(9.1)4(18.2)I113(59.1)8(36.4)5(22.7)HI3(13.6)1(45)2(9.1)Meanarteria1pressuremean(SD).mmHg90.5(9期92.8(9.8)87.6(8.9)HR.mean(SD),bpm72.9(143)75.8(16.1)69.9(122)Haemog1obin,mean(SD)4gf1Medication124(16)127(12)122(19)Betab1ockef22(100)11(50)11(50)Ivabfddi

14、ne4(18.2)2(9.1)2(91)Digoxin2(9.1)0(0)2(91)Angiotensinconvertingenzymeinhibitors11(50)5C2.7)6(27.3)Minera1ocorticoidreceptorantagonist14(63.6)7(31.8)7(31Ventricu1arsysto1kfunctionTAPStmedianOQRXmm15(14-17)16(15-17)14(14-14)FACmean(SO),%32.1(7.4)31.7(7.4)32.6(7.8)RVFWimean(SD).%-9.9(43)-142(4-(3.4)RVs

15、ysto1kfunction(categorised)Good,(%)12(54.5)6(27.3)6(273)Mi1d1yimpaired,(%)9(40.9)5C2.7)4(18.2)Moderate1yimpaired,n(%)EFTeichhoIz.median(IQR).%1(4.5)IO(IO-IS)0(0)10(5-10)1(4.5)1S(IO-IS)AortkregurgitationNone,n(%)Mi1d,n(%)20(90.9)2(9.1)11(50)0(0)9(40.9)2(9.1)Mitra1regurgitationNone,n(%)IS(68.2)701.8)8(36.4)Mi1d,n(%)6(273)3(13.6)3(13.6)Moderate,n(%)1(4.5)1W5)0(0)TricuspidregurgitationNone,n(%)16(72.7)