心原性ショックの救助手順としてのIABPとImpellaの使用のモデリングとシミュレーション：非移植センターの代替手段？

重病患者の治療は、進化して物議を醸す問題のままです。近年、心原性ショックの管理のための経皮的アプローチを介した機械的循環サポートが起こっています。IABPとImpella 2.5デバイスの合計使用は、この患者グループのために役割を果たす可能性があります。シミュレーションアプローチは、達成可能な程度の支援の定量的評価に役立つ場合があります。この論文では、LVADとIABPとして適用されたImpella 2.5ポンプ間の相互作用を分析し、研究室で開発された心血管系の数値シミュレーターを使用して分析します。研究データを使用して再現された病理学的条件から始めて、シミュレーションは、LVADの異なる回転速度を設定し、IABPをフルモード（1：1）または部分モード（1：2、1：3、1：4）で駆動することにより実行されました。支援中に薬物投与によって引き起こされる効果もシミュレートされました。調査中の血行動態パラメーターは、AAが次のとおりでした：平均大動脈圧、収縮期および拡張期大動脈圧、平均肺動脈圧、平均左右の心房圧、心産生、心臓指数、左および右心室末期体積、左心室末端 - 左心室末端 - 拡張期の体積と平均冠動脈血流。この研究で検討されているエネルギー変数は、次のとおりでした：左心室および右心室の外部作業と左右の心房圧力領域。私たちのシミュレーションの結果は、IABPとImpella 2.5の使用を組み合わせた使用が、各スタンドアロンデバイスと比較して、心原性ショックの急性期に適切なサポートを達成することを示しています。これにより、治療のエスカレーションが必要な場合、さらなる安定化と移植センターへの転送が可能になります。

The treatment of critically ill patients remains an evolving and controversial issue. Mechanical circulatory support through a percutaneous approach for the management of cardiogenic shock has taken place in recent years. The combined use of IABP and the Impella 2.5 device may have a role to play for this group of patients. A simulation approach may help with a quantitative assessment of the achievable degree of assistance. In this paper, we analyse the interaction between the Impella 2.5 pump applied as the LVAD and IABP using the numerical simulator of the cardiovascular system developed in our laboratory. Starting with pathological conditions reproduced using research data, the simulations were performed by setting different rotational speeds for the LVAD and driving the IABP in full mode (1:1) or partial mode (1:2, 1:3 and 1:4). The effects induced by drug administration during the assistance were also simulated. The haemodynamic parameters under investigation were aa follows: mean aortic pressure, systolic and diastolic aortic pressure, mean pulmonary arterial pressure, mean left and right atrial pressure, cardiac output, cardiac index, left and right ventricular end-systolic volume, left ventricular end-diastolic volume and mean coronary blood flow. The energetic variables considered in this study were as follows: left and right ventricular external work and left and right atrial pressure-volume area. The outcome of our simulations shows that the combined use of IABP and Impella 2.5 achieves adequate support in the acute phase of cardiogenic shock compared to each standalone device. This would allow further stabilisation and transfer to a transplant centre should the escalation of treatment be required.