Invasive assessment of the coronary microcirculation using the index of microcirculatory resistance: Description and validation of an animal model

IntroductionThe index of microcirculatory resistance (IMR) provides quantitative, invasive, and real-time assessment of coronary microcirculation status.AimsThe primary aim of this study was to validate the assessment of IMR in a large animal model, and the secondary aim was to compare two doses of intracoronary papaverine, 5 and 10 mg, for induction of maximal hyperemia and its evolution over time.MethodsMeasurements of IMR were performed in eight pigs. Mean distal pressure (Pd) and mean transit time (Tmn) were measured at rest and at maximal hyperemia induced with intracoronary papaverine, 5 and 10 mg, and after 2, 5, 8 and 10 minutes. Disruption of the microcirculation was achieved by selective injection of 40-μm microspheres via a microcatheter in the left anterior descending artery.ResultsIn each animal 14 IMR measurements were made. There were no differences between the two doses of papaverine regarding Pd response and IMR values – 11±4.5 U with 5 mg and 10.6±3 U with 10 mg (p=0.612). The evolution of IMR over time was also similar with the two doses, with significant differences from resting values disappearing five minutes after intracoronary papaverine administration. IMR increased with disrupted microcirculation in all animals (41±16 U, p=0.001).ConclusionsIMR provides invasive and real-time assessment of coronary microcirculation. Disruption of the microvascular bed is associated with a significant increase in IMR. A 5-mg dose of intracoronary papaverine is as effective as a 10-mg dose in inducing maximal hyperemia. Five minutes after papaverine administration there is no significant difference from resting hemodynamic status.

ResumoO índice de resistência da microcirculação (IRM) permite o estudo quantitativo, invasivo e em tempo real do estado da microcirculação coronária. O objetivo principal foi a validação da técnica de determinação do IRM num modelo animal de grande porte. O objetivo secundário foi a comparação de duas doses de papaverina, 5 e 10 mg, para indução de hiperémia máxima e quanto à sua evolução temporal. Foram estudados oito porcos. Avaliou-se a Pd e o Tmn em condições basais e com hiperemia máxima induzida pela injeção intracoronária de 5 ou 10 mg de papaverina e sucessivamente aos dois, cinco, oito e dez minutos. Para o compromisso da microcirculação foram injetadas microesferas de 40 μm de diâmetro. Em cada animal foram realizadas 14 determinações de IRM. Não se observaram diferenças significativas entre as duas doses de papaverina quanto às repostas da Pd e ao valor de IRM obtido, 11±4.5 U com 5 mg de papaverina e de 10,6±3 U com a dose de 10 mg (p=0,612). A evolução temporal dos valores de IRM foi semelhante, deixando de haver diferenças relativamente ao valor basal após cinco minutos. Com a injeção das microesferas houve uma elevação significativa do IRM (41±16 U, p=0,001). O IRM avalia em tempo real a resistência da microcirculação coronária. A administração intracoronária de 5 mg de papaverina é tão eficaz como a de 10 mg para a indução de hiperemia máxima, com o retorno às condições basais a ocorrer cinco minutos após a sua administração.