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ポルシモデルにおける修正体温希釈による体外療法中の右心機能の評価
Assessment of Right Heart Function during Extracorporeal Therapy by Modified Thermodilution in a Porcine Model.
PMID: 32657798 DOI: 10.1097/ALN.0000000000003443.
抄録
背景:
静脈大動脈体外体膜酸素療法は、急性心肺不全の治療法として注目されている。静脈大動脈外体外膜酸素療法中の心拍出量のモニタリングは依然として困難である。本研究では、ブタモデルを用いた静脈大動脈外体外膜酸素療法中の新しい体温希釈法を検証することを目的としている。
BACKGROUND: Veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation therapy is a growing treatment modality for acute cardiorespiratory failure. Cardiac output monitoring during veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation therapy remains challenging. This study aims to validate a new thermodilution technique during veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation therapy using a pig model.
方法:
健康な16頭の豚を中心に静脈大動脈体外膜酸素化のためのカニューレを行い、肺動脈に血流評価用の精密フロープローブを配置した。胸部閉鎖後、体外膜酸素化回路、右心房、右心室に0.9％生理食塩水のコールドボーラスを異なる体外膜酸素化流量（4、3、2、1 l/min）で注入した。体外膜酸素化回路と肺動脈に設置したラピッドレスポンスサーミスタで温度変化を記録した。カテーテル定数を算出した後、各回路を通過する注入量の分布を評価し、肺血流の計算を可能にした。指数的な温度減衰を解析することで右心室機能の評価が可能となった。
METHODS: Sixteen healthy pigs were centrally cannulated for veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation, and precision flow probes for blood flow assessment were placed on the pulmonary artery. After chest closure, cold boluses of 0.9% saline solution were injected into the extracorporeal membrane oxygenation circuit, right atrium, and right ventricle at different extracorporeal membrane oxygenation flows (4, 3, 2, 1 l/min). Rapid response thermistors in the extracorporeal membrane oxygenation circuit and pulmonary artery recorded the temperature change. After calculating catheter constants, the distributions of injection volumes passing each circuit were assessed and enabled calculation of pulmonary blood flow. Analysis of the exponential temperature decay allowed assessment of right ventricular function.
結果:
計算された血流量は測定された血流量とよく相関した（r = 0.74、P < 0.001）。バイアスは-6 ml/min [95% CI ± 48 ml/min]であり、臨床的に許容される一致限界（668 ml/min [95% CI ± 166 ml/min]）であった。パーセンテージ誤差は体外膜酸素化血流量の減少に応じて変化し、全体のパーセンテージ誤差は32.1％、低体外膜酸素化血流量でのパーセンテージ誤差は24.3％であった。右室駆出率は17[14～20.0]%であった。体外膜酸素化血流量の低下は、肺血管抵抗の低下とともに拡張末期および収縮末期体積を増加させた。中心静脈圧と右室駆出率は変化しなかった。拡張末期容積と収縮末期容積は高い相関を示した（r = 0.98、P < 0.001）。
RESULTS: Calculated blood flow correlated well with measured blood flow (r = 0.74, P < 0.001). Bias was -6 ml/min [95% CI ± 48 ml/min] with clinically acceptable limits of agreement (668 ml/min [95% CI ± 166 ml/min]). Percentage error varied with extracorporeal membrane oxygenation blood flow reductions, yielding an overall percentage error of 32.1% and a percentage error of 24.3% at low extracorporeal membrane oxygenation blood flows. Right ventricular ejection fraction was 17 [14 to 20.0]%. Extracorporeal membrane oxygenation flow reductions increased end-diastolic and end-systolic volumes with reductions in pulmonary vascular resistance. Central venous pressure and right ventricular ejection fractions remained unchanged. End-diastolic and end-systolic volumes correlated highly (r = 0.98, P < 0.001).
結論:
適応された熱希釈法により、心拍出量と右心室挙動の信頼性の高い評価が可能となる。静脈大動脈外体外膜酸素療法の離乳時には、右心室は、おそらく静脈還流が増加しているため、安定した機能であっても拡張します。静脈大動脈体外体膜酸素療法は、重度の心不全や肺不全を経験している患者の救済療法として受け入れられている。静脈大動脈体外体膜酸素療法からの離脱は、患者の心肺ケアの次のステップを決定するために重要である。静脈大動脈外体外膜酸素療法のサポート中および離脱中の右室機能の評価は、しばしば心エコー検査を用いて行われるが、心エコー検査では心室負荷に応じて右室寸法が変化し、内在性の右室機能とは関連していない可能性があるため、課題がある。
CONCLUSIONS: Adapted thermodilution allows reliable assessment of cardiac output and right ventricular behavior. During veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation weaning, the right ventricle dilates even with stable function, possibly because of increased venous return. : WHAT WE ALREADY KNOW ABOUT THIS TOPIC: Veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation is an accepted rescue therapy for patients experiencing severe cardiac or pulmonary failure.Weaning from veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation is important for determining next steps in patients' cardiopulmonary care. Assessment of right ventricular function during veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation support and weaning is often done using echocardiography, but echocardiographic guidance provides challenges because right ventricular dimensions change with ventricular loading and may not be related to intrinsic right ventricular function.
この記事が私たちに伝える新しいこと:
中心カニューレーションを介して静脈大動脈体外膜酸素化支持を受けた16頭の健康なブタにおいて、熱希釈による心拍出量評価を新たに適応させた結果、右心室心拍出量と右心室機能の信頼性の高い推定が可能となった。
WHAT THIS ARTICLE TELLS US THAT IS NEW: In 16 healthy pigs that received veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation support via central cannulation, a novel adaptation of thermodilution cardiac output assessment provided reliable estimation of right ventricular cardiac output and right ventricular function.Future studies appear warranted to determine whether this method of modified thermodilution can be used to accurately assess right ventricular output and function during veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation support.