Summary
نقدم بروتوكولا للحث والنمط الظاهري لفشل القلب الأيمن الحاد في نموذج حيواني كبير مع ارتفاع ضغط الدم الرئوي المزمن. يمكن استخدام هذا النموذج لاختبار التدخلات العلاجية أو لتطوير مقاييس القلب الصحيحة أو لتحسين فهم الفيزيولوجيا المرضية لفشل القلب الأيمن الحاد.
Abstract
يرتبط تطور قصور القلب الأيمن الحاد (ARHF) في سياق ارتفاع ضغط الدم الرئوي المزمن (PH) بنتائج سيئة على المدى القصير. ويكتسي التنميط الظاهري المورفولوجي والوظيفي للبطين الأيمن أهمية خاصة في سياق تسوية الدورة الدموية لدى المرضى الذين يعانون من ARHF. هنا ، نصف طريقة للحث على ARHF في نموذج حيواني كبير تم وصفه سابقا من PH المزمن ، والنمط الظاهري ، ديناميكيا ، وظيفة البطين الأيمن باستخدام طريقة المعيار الذهبي (أي الحلقات الكهروضوئية بحجم الضغط) ومع طريقة غير جراحية متاحة سريريا (أي تخطيط صدى القلب). يتم تحفيز الرقم الهيدروجيني المزمن لأول مرة في الخنازير عن طريق ربط الشريان الرئوي الأيسر وانسداد الفص السفلي الأيمن مع الغراء البيولوجي مرة واحدة في الأسبوع لمدة 5 أسابيع. بعد 16 أسبوعا ، يتم تحفيز ARHF عن طريق تحميل الحجم المتتالي باستخدام محلول ملحي متبوعا بالانسداد الرئوي التكراري حتى تصل نسبة الضغط الرئوي الانقباضي على الضغط النظامي إلى 0.9 أو حتى ينخفض الضغط النظامي الانقباضي إلى أقل من 90 مم زئبق. يتم استعادة ديناميكا الدم مع تسريب الدوبوتامين (من 2.5 ميكروغرام / كجم / دقيقة إلى 7.5 ميكروغرام / كغ / دقيقة). يتم إجراء الحلقات الكهروضوئية وتخطيط صدى القلب خلال كل حالة. تتطلب كل حالة حوالي 40 دقيقة للحث وتثبيت الدورة الدموية والحصول على البيانات. من بين 9 ، توفي 2 مباشرة بعد الانسداد الرئوي وأكمل 7 البروتوكول ، مما يوضح منحنى التعلم للنموذج. أدى النموذج إلى زيادة 3 أضعاف في متوسط ضغط الشريان الرئوي. أظهر تحليل الحلقة الكهروضوئية أن الاقتران البطيني الشرياني تم الحفاظ عليه بعد تحميل الحجم ، وانخفض بعد الانسداد الرئوي الحاد وتم استعادته باستخدام الدوبوتامين. سمحت عمليات الاستحواذ على تخطيط صدى القلب بتحديد معلمات البطين الأيمن للمورفولوجيا ووظيفتها بنوعية جيدة. حددنا آفات إقفارية البطين الأيمن في النموذج. يمكن استخدام النموذج لمقارنة العلاجات المختلفة أو للتحقق من صحة المعلمات غير الغازية لمورفولوجيا البطين الأيمن ووظيفته في سياق ARHF.
Introduction
تم تعريف قصور القلب الأيمن الحاد (ARHF) مؤخرا على أنه متلازمة تقدمية سريعة مع احتقان جهازي ناتج عن ضعف ملء البطين الأيمن (RV) و / أو انخفاض ناتج تدفق RV 1. قد يحدث ARHF في العديد من الحالات مثل قصور القلب من الجانب الأيسر أو الانسداد الرئوي الحاد أو احتشاء عضلة القلب الحاد أو ارتفاع ضغط الدم الرئوي (PH). في حالة PH ، يرتبط ظهور ARHF بخطر 40٪ من الوفيات قصيرة الأجل أو زرع الرئة العاجل 2,3,4. هنا ، نصف كيفية إنشاء نموذج حيواني كبير من ARHF في وضع ارتفاع ضغط الدم الرئوي المزمن وكيفية تقييم البطين الأيمن باستخدام تخطيط صدى القلب وحلقات حجم الضغط.
تشمل السمات الفيزيولوجية المرضية ل ARHF الحمل الزائد لضغط RV ، والحمل الزائد للحجم ، وانخفاض في ناتج RV ، وزيادة في الضغط الوريدي المركزي و / أو انخفاض في الضغط النظامي. في درجة الحموضة المزمنة ، هناك زيادة أولية في انقباض RV مما يسمح بالحفاظ على الناتج القلبي على الرغم من الزيادة في مقاومة الأوعية الدموية الرئوية. لذلك ، في سياق ARHF على PH المزمن ، يمكن للبطين الأيمن توليد ضغوط متساوية النظام تقريبا ، خاصة تحت دعم التقلص العضلي. إذا أخذنا ARHF معا ، فإن ARHF على الرقم الهيدروجيني المزمن واستعادة الدورة الدموية مع التقلص العضلي يؤدي إلى تطور آفات إقفارية RV حادة ، كما هو موضح مؤخرا في نموذجنا الحيواني الكبير5. تخلق الزيادة في التقلص العضلي طلبا نشطا متزايدا قد يزيد من تطور الآفات الإقفارية ، ويؤدي في النهاية إلى تطور خلل وظيفي في العضو النهائي والنتائج السريرية السيئة. ومع ذلك ، لا يوجد توافق في الآراء حول كيفية إدارة المرضى الذين يعانون من ARHF على PH ، وخاصة فيما يتعلق بإدارة السوائل ، والتقلص العضلي ودور دعم الدورة الدموية خارج الجسم. وبالتالي ، قد يساعد نموذج حيواني كبير لقصور القلب الأيمن الحاد في توفير بيانات ما قبل السريرية حول الإدارة السريرية ARHF.
كخطوة أولى لتحديد الاستجابة للعلاج ، هناك حاجة إلى طرق بسيطة وقابلة للتكرار للنمط الظاهري للبطين الأيمن. حتى الآن ، لا يوجد توافق في الآراء حول كيفية تحسين النمط الظاهري لمورفولوجيا RV ووظيفة المرضى الذين يعانون من ARHF. الطريقة القياسية الذهبية لتقييم انقباض RV (أي القدرة الجوهرية على الانقباض) والاقتران البطيني الشرياني (أي الانقباض الذي يتم تطبيعه بواسطة الحمل اللاحق البطيني ؛ مؤشر التكيف البطيني) هو تحليل حلقات حجم الضغط (PV). هذه الطريقة غازية مرتين لأنها تتطلب قسطرة القلب اليمنى وانخفاضا عابرا في التحميل المسبق RV باستخدام بالون يتم إدخاله في الوريد الأجوف السفلي. في الممارسة السريرية ، هناك حاجة إلى طرق غير جراحية وقابلة للتكرار لتقييم البطين الأيمن. يعتبر الرنين المغناطيسي للقلب (CMR) المعيار الذهبي للتقييم غير الجراحي للبطين الأيمن. في المرضى الذين يعانون من ARHF على درجة الحموضة المزمنة الذين تتم إدارتهم في وحدة العناية المركزة (ICU) ، قد يكون استخدام CMR محدودا بسبب حالة الدورة الدموية غير المستقرة للمريض. وعلاوة على ذلك، فإن التقييمات المتكررة لاتفاقية النقل الطرقي للبضائع، عدة مرات في اليوم، بما في ذلك في الليل، قد تكون محدودة بسبب تكلفتها ومحدودية توافرها. وعلى العكس من ذلك، يسمح تخطيط صدى القلب بإجراء مورفولوجيا ووظائف غير جراحية وقابلة للتكرار ومنخفضة التكلفة في مرضى وحدة العناية المركزة.
النماذج الحيوانية الكبيرة مثالية لإجراء دراسات ما قبل السريرية التي تركز على العلاقة بين معلمات الدورة الدموية الغازية والمعلمات غير الغازية. تشريح الخنزير الأبيض الكبير قريب من البشر. وبالتالي ، فإن معظم معلمات تخطيط صدى القلب الموصوفة في البشر قابلة للقياس الكمي في الخنازير. توجد بعض الاختلافات الطفيفة بين قلب الإنسان وقلب الخنزير والتي يجب مراعاتها في دراسات تخطيط صدى القلب. تقدم الخنازير دكستروكارديا دستورية ودوران عكس اتجاه عقارب الساعة قليلا لمحور القلب. نتيجة لذلك ، يصبح المنظر القمي المكون من 4 غرف منظرا قميا من 5 غرف وتقع النافذة الصوتية أسفل ملحق xiphoid. بالإضافة إلى ذلك ، توجد النوافذ الصوتية ذات المحاور الطويلة والقصيرة على الجانب الأيمن من القص.
هنا ، نصف طريقة جديدة للحث على ARHF في نموذج حيواني كبير من PH الانصمام الخثاري المزمن واستعادة الدورة الدموية باستخدام الدوبوتامين. كما أبلغنا عن آفات إقفارية RV موجودة في النموذج في غضون 2-3 ساعات بعد استعادة الدورة الدموية باستخدام الدوبوتامين. علاوة على ذلك ، نصف كيفية الحصول على حلقات RV الكهروضوئية ومعلمات RV لتخطيط صدى القلب في كل حالة مما يوفر رؤى حول التغيرات الديناميكية في مورفولوجيا RV ووظيفتها. وبما أن النموذج الحيواني الكبير لدرجة الحموضة الانصمامية الخثارية المزمنة وطرق الحلقة الكهروضوئية قد تم وصفها سابقا6، سيتم وصف هذه الأقسام بإيجاز. أيضا ، أبلغنا عن نتائج تقييمات تخطيط صدى القلب التي تعتبر صعبة في نماذج الخنازير. سنشرح طرق تحقيق تخطيط صدى القلب المتكرر في النموذج.
يمكن استخدام نموذج ARHF على الرقم الهيدروجيني المزمن المبلغ عنه في هذه الدراسة لمقارنة الاستراتيجيات العلاجية المختلفة. يمكن استخدام طرق التنميط الظاهري RV في نماذج حيوانية كبيرة أخرى تحاكي الحالات ذات الصلة سريريا مثل الانسداد الرئوي الحاد7 أو احتشاء عضلة القلب RV8 أو متلازمة الضائقة التنفسية الحادة9 أو قصور القلب الأيمن المرتبط بفشل البطين الأيسر10 أو دعم الدورة الدموية الميكانيكية للبطين الأيسر11.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
امتثلت الدراسة لمبادئ رعاية الحيوانات المختبرية وفقا للجمعية الوطنية للبحوث الطبية وتمت الموافقة عليها من قبل لجنة الأخلاقيات المحلية للتجارب على الحيوانات في مستشفى ماري لانيلونغ.
1. درجة الحموضة الانصمامية الخثارية المزمنة
- تحفيز درجة الحموضة الانصمامية الخثارية المزمنة كما هو موضح سابقا6,12.
- باختصار ، حث نموذجا من الرقم الهيدروجيني المزمن للجلطة الدموية في حوالي 20 كجم من الخنازير البيضاء الكبيرة (sus scrofa). إجراء الرباط من ربط الشريان الرئوي الأيسر من خلال بضع الصدر الأيسر في الأسبوع 0 (التامور مغلقة); وإجراء انصمام أسبوعي للشريان الرئوي في الفص السفلي الأيمن (0.2 مل إلى 0.4 مل في الأسبوع) بمحلول مختلط يتكون من 1 مل من غراء الأنسجة الرخوة بما في ذلك N-butyl-2-cyanoacrylate و 2 مل من صبغة التباين الدهني (ليبيودول) لمدة 5 أسابيع.
- قم بإجراء استئصال xyphoïdectomy في الأسبوع 0 في وقت ربط الشريان الرئوي الأيسر لتحسين جدوى تخطيط صدى القلب. للقيام بذلك ، قم بإجراء شق طولي 4 سم أمام عملية الخناق. قم بإزالة عملية xyphoid باستخدام سكين diathermy. أغلق الخطة تحت الجلد والجلد بخياطة جارية.
- قم بإجراء انسداد رئوي إضافي في أسفل الفص الأيمن في الأسبوع 10 باستخدام نفس البروتوكول الموضح أعلاه (الخطوة 1.2).
- قم بإجراء نموذج تحريض ARHF (القسم 6) بعد 6 أسابيع من آخر انصمام للفص السفلي الأيمن (الأسبوع 16) من أجل تجنب آفات القلب اليمنى الحادة الناجمة عن الانسداد الرئوي الحاد.
ملاحظة: يمكن استخدام نموذج حيواني كبير آخر لقصور القلب الأيمن ، أو يمكن تحفيز حالات مرضية أخرى في نموذج PH للانصمام الخثاري المزمن.
2. تحديد مواقع الحيوانات ووضع القسطرة
- إجراء التخدير العام كما هو موضح سابقا6.
- لفترة وجيزة ، دع الحيوان يصوم لمدة 12 ساعة. ثم قم بإجراء حقن عضلي من هيدروكلوريد الكيتامين (30 ملغم / كغم) للتطبيب المسبق. أداء البلعة عن طريق الوريد من الفنتانيل (0.005 ملغ / كغ) ، البروبوفول (2 ملغ / كغ) و cisatracurium (0.3 ملغ / كغم) عن طريق الوريد من خلال الوريد والتنبيب بشكل غير انتقائي الخنزير مع مسبار فرنسي 7.
- الحفاظ على التخدير العام مع استنشاق 2 ٪ isoflurane ، والتسريب المستمر من الفنتانيل (0.004 ملغ / كغم) والبروبوفول (3 ملغ / كغ).
- بعد تحريض التخدير العام ، ضع الخنزير على ظهره مع ساقيه الأماميتين في وضع منتشر قليلا للسماح باكتساب تخطيط صدى القلب شبه الستيري (القسم 3).
- ضع أقطاب الجهاز الكهربائية على الذراعين والساقين (تخطيط صدى القلب ، محطة العمل لاقتناء الدورة الدموية) قبل وضع الحقول المعقمة.
- ضع غمد 8 فرنسي في الوريد الوداجي باستخدام طريقة Seldinger13.
- أدخل قسطرة وريدية 18 جم (1.3 مم × 48 مم) في الوريد الوداجي.
- قم بإجراء ثقب عن طريق الجلد على الخط الأوسط عند 2 سم فوق المنوبريوم مع اتجاه 45 درجة.
- بعد الحصول على ارتجاع وريدي ، أدخل سلك توجيه في القسطرة (0.035 بوصة / 0.089 مم ، 180 سم ، بزاوية).
- تحقق من الموضع الصحيح للسلك الإرشادي في الوريد الأجوف العلوي باستخدام التنظير الفلوري وتخلص من الغمد الفرنسي 8 على سلك التوجيه في الوريد الأجوف العلوي.
ملاحظة: يتم وضع سلك التوجيه بشكل صحيح عندما يمر عبر الوريد الأجوف السفلي على طول الحدود اليمنى للعمود الفقري.
- أدخل قسطرة وريدية 18 جم (1.3 مم × 48 مم) في الوريد الوداجي.
- قم بإجراء تقسيم للأوعية الفخذية اليمنى لإدخال قسطرة مملوءة بالسوائل في الشريان الفخذي الأيمن للمراقبة المستمرة للضغط الجهازي وقسطرة توسيع بالون في الوريد الأجوف السفلي من خلال الوريد الفخذي على النحو التالي.
- إجراء شق عرضي 4 سم في الفخذ.
- ضع متراجع بيكمان وقسم الوجه الأمامي للوريد الفخذي والشريان الفخذي باستخدام ملقط ديباكي ومقص ميتزنباوم.
- ضع قسطرة 20 جم في الشريان الفخذي تحت السيطرة البصرية المباشرة وقم بتوصيلها بمحول طاقة يمكن التخلص منه بقسطرة مملوءة بالسوائل للحصول على مراقبة مستمرة لضغط الدم الجهازي.
ملاحظة: يجب أن يكون متوسط ضغط الدم أعلى باستمرار من 60 مم زئبق. - استخدم قسطرة 18 جم لإدخال سلك إرشادي (0.035 بوصة / 0.089 مم ، 180 سم ، بزاوية) في الوريد الفخذي من خلال الوريد الأجوف السفلي تحت التحكم بالمنظار الفلوري.
- أدخل قسطرة توسيع بالون على السلك الإرشادي من خلال الوريد الأجوف السفلي على مستوى الترابية تحت التحكم بالمنظار.
- قم بإجراء التحكم الفلوري باستخدام ذراع C باستخدام منظر أمامي خلفي. ضع العلامات المرئية للبالون مباشرة فوق مستوى الحجاب الحاجز تحت التحكم الفلوري. قم بإزالة سلك الإرشاد عند وضع البالون.
- قم بخياطة محفظة بخياطة أحادية الخيوط من البولي بروبيلين 5.0 حول قسطرة بالون التمدد الوريدي لتجنب النزيف من الوريد الفخذي.
3. تخطيط صدى القلب
- قم بإجراء تخطيط صدى القلب مباشرة بعد وضع الحيوان ووضع القسطرة (القسم 2) في الحيوانات التي لا تزال تحت التخدير العام والتهوية الميكانيكية.
- احصل على كل عرض تخطيط صدى القلب في شكل حلقة سينمائية لمدة 3 دورات قلبية على الأقل أثناء انقطاع النفس الزفيري النهائي.
- الحصول على جميع وجهات النظر في 2-البعد والأنسجة دوبلر وسائط.
- الحصول على وجهة نظر قمية من 5 غرف تحت عملية xiphoid.
- الحصول على وجهات نظر المحور القصير والطويل شبه النجمي على الجانب الأيمن من القص.
- احصل على تدفق الصمام باستخدام أوضاع دوبلر المستمرة والنبضية.
- الحصول على إشارات دوبلر الأنسجة من الحلقة ثلاثية الشرف الجانبية والحلقة التاجية الجانبية والحاجزية.
ملاحظة: استخدم أحدث المبادئ التوجيهية لتقييم تخطيط صدى القلب لدى البشر لعمليات اكتساب وتخطيط صدى القلب وتفسيرها14.
4. قسطرة القلب اليمنى
- إجراء قسطرة القلب اليمنى بعد صدى القلب (القسم 3) وقبل عمليات الاستحواذ على حلقة الضغط والحجم (القسم 5)
- اربط قسطرة Swan-Ganz بمحول الطاقة الذي يمكن التخلص منه.
- أدخل قسطرة Swan-Ganz في الغمد الوداجي 8-French الذي تم إدخاله مسبقا في الوريد الوداجي (القسم 2.4) واكتسب متوسط ضغوط الشريان الأذيني الأيمن والبطين الأيمن والشريان الرئوي. ضع القسطرة تحت التنظير الفلوري إذا لزم الأمر.
ملاحظة: تحقق من تطهير القسطرة المملوءة بالسوائل جيدا بالمحلول الملحي وإزالة فقاعات الهواء لتجنب تخميد إشارة الضغط. - بعد وضع قسطرة Swan-Ganz في الشريان الرئوي ، قم بقياس الناتج القلبي باستخدام طريقة التخفيف الحراري كما هو موضح في تعليمات الشركة المصنعة ؛ قياس معدل ضربات القلب في وقت واحد لحساب حجم السكتة الدماغية.
- تأكد من أن المحلول الملحي عند 4 درجات مئوية لتجنب المبالغة في تقدير الناتج القلبي.
- قم بتوصيل محول الطاقة الذي يمكن التخلص منه بمحطة العمل ذات الحلقة الكهروضوئية للاقتناء المباشر للضغوط المستمدة من القسطرة المملوءة بالسوائل.
5. اكتساب حلقة حجم الضغط باستخدام طريقة التوصيل
ملاحظة: سبق نشر هذا القسم15.
- أدخل قسطرة التوصيل إلى البطين الأيمن تحت التحكم بالمنظار الفلوري.
- تحقق من إشارة الجودة باستخدام " في العيش" الحصول على حلقات حجم الضغط.
- قم بتنشيط الأقطاب الكهربائية الكافية للحصول على الإشارة المثلى (أي الحلقات الكهروضوئية عكس اتجاه عقارب الساعة ذات الشكل الفسيولوجي).
- متابعة خطوات معايرة الضغط والحجم لسير العمل وفقا لتعليمات الشركة المصنعة (الموصلية الدموية ، الحجم المتوازي ، معايرة حجم السكتة الدماغية = معايرة ألفا).
ملاحظة: يمكن تكرار السكتة الدماغية الخارجية مع قسطرة Swan-Ganz لكل حالة. في حين يمكن تنفيذ خطوات المعايرة الأخرى مرة واحدة فقط. - اكتساب عائلات الحلقة الكهروضوئية في حالات مستقرة وأثناء التخفيض الحاد للحمل المسبق (أي الانسداد الحاد للوريد الأجوف السفلي) أثناء انقطاع النفس الزفيري النهائي.
- قم بإجراء 3 عمليات استحواذ على الأقل لكل حالة (انسداد ثابت + IVC).
6. تحريض قصور القلب الأيمن الحاد من حيث الحجم والضغط الزائد (الشكل 1).
- تحفيز الحمل الزائد للحجم باستخدام تسريب ملحي من 3 خطوات (حوالي 2 ساعة).
- ابدأ التسريب الأول ل 15 مل / كجم من المياه المالحة مع إخراج ضخ التدفق الحر.
- قم بإجراء القياسات (قسطرة القلب اليمنى ، الحلقات الكهروضوئية وتخطيط صدى القلب) بعد 5 دقائق من استقرار الدورة الدموية بعد نهاية كل تسريب.
- ابدأ ضخ الحجم الثاني من 15 مل / كجم مباشرة بعد نهاية القياسات.
- ابدأ ضخ الحجم الثالث من 30 مل / كجم من المياه المالحة مباشرة بعد نهاية القياسات.
تنبيه: يمكن أن يؤدي تحميل الحجم إلى حل وسط الدورة الدموية أو الوذمة الرئوية اعتمادا على النموذج الحيواني المستخدم. في هذا النموذج، كشف تحميل الحجم عن استجابة تكيفية تتميز بزيادة الناتج القلبي، والضغط الأذيني الأيمن المستقر، والاقتران البطيني الشرياني المحفوظ.
ملاحظة: يمكن إيقاف تحميل الحجم في حالة ضعف الجهاز التنفسي أو تحمل الدورة الدموية.
- تحفيز الحمل الزائد للضغط مع الانسداد الرئوي التكراري.
- أدخل قسطرة وعائية فرنسية من 5 من خلال الغمد الوداجي في الشريان الرئوي أسفل الفص الأيمن تحت السيطرة الفلورية.
- قم بصمام الشريان الرئوي للفص السفلي الأيمن باستخدام بلعة 0.15 مل من محلول مختلط يتكون من 1 مل من غراء الأنسجة الرخوة بما في ذلك N-butyl-2-cyanoacrylate و 2 مل من صبغة التباين الدهنية. اغسل القسطرة ب 10 مل من المياه المالحة.
- تقييم الاستجابة الديناميكية الدموية بعد 2 دقيقة من الانصمام باستخدام الضغط الجهازي وضغط الشريان الرئوي.
- كرر الانصمام من 0.15 مل كل دقيقتين حتى الحصول على حل وسط الدورة الدموية ، (أي الضغط النظامي الانقباضي <90 مم زئبق أو الضغط الرئوي الانقباضي على نسبة الضغط النظامي الانقباضي >0.9).
تحذير: يمكن أن يؤدي الانسداد الرئوي إلى حل وسط شديد في الدورة الدموية، وأحيانا لا رجعة فيه، مما يؤدي إلى الوفاة الفورية. قبل البدء في خطوة الانصمام ، كن مستعدا لبدء دعم الدورة الدموية (بروتوكول الدوبوتامين أو الإبينيفرين في حالة توقف الدورة الدموية). كن مستعدا لبدء الحلقات الكهروضوئية ومراقبة تخطيط صدى القلب. نظرا لأن هذه الخطوة قد تترافق مع تسوية ديناميكية الدم الشديدة ، يمكن تجنب قسطرة القلب اليمنى باستخدام قسطرة Swan-Ganz لبدء دعم الدوبوتامين في وقت أقرب.
7. الحث على استعادة الدورة الدموية الجهازية مع الدوبوتامين
- بعد الوصول إلى حل وسط الدورة الدموية وإجراء الحلقات الكهروضوئية وعمليات الاستحواذ على تخطيط صدى القلب ، ابدأ تسريب الدوبوتامين عند 2.5 ميكروغرام / كجم / دقيقة.
ملاحظة: يمكن بدء الأدوية أو العلاجات الأخرى في هذه المرحلة الزمنية. - انتظر من 10 إلى 15 دقيقة لتحقيق استقرار الدورة الدموية.
- قم بإجراء قسطرة القلب اليمنى والحلقات الكهروضوئية وعمليات الاستحواذ على تخطيط صدى القلب.
- زيادة جرعة تسريب الدوبوتامين إلى 5 ميكروغرام / كغ / دقيقة.
- انتظر 15 دقيقة لتحقيق الاستقرار الديناميكي للدم وتكرار عمليات الاستحواذ.
- كرر قسطرة القلب اليمنى والحلقات الكهروضوئية وعمليات الاستحواذ على تخطيط صدى القلب.
- زيادة جرعة تسريب الدوبوتامين إلى 7.5 ميكروغرام / كغ / دقيقة.
ملاحظة: يمكن البدء في تناول جرعات أو أدوية أو علاجات أخرى.
8. القتل الرحيم وحصاد أنسجة القلب
- في نهاية البروتوكول، قم بإجراء بضع القص المتوسط باستخدام منشار متذبذب.
- افتح التامور وحقن محلول قاتل من كلوريد البوتاسيوم (0.2 جم / كجم).
- حصاد القلب. حدد عينات من جدران البطين الحر الأيمن والأيسر للتقييمات المرضية والجزيئية.
ملاحظة: تم الإبلاغ سابقا عن طرق التقييمات المرضية للبطين الأيمن والإحصاءات5.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
جدوي
نحن نصف نتائج 9 إجراءات متتالية لتحريض ARHF في نموذج CTEPH حيواني كبير تم الإبلاغ عنه سابقا5. كانت مدة البروتوكول حوالي 6 ساعات لإكمالها ، بما في ذلك تحريض التخدير ، والتركيب ، والوصول إلى الأوعية الدموية / وضع القسطرة ، وتحريض الحمل الزائد للحجم / الضغط واستعادة الدورة الدموية ، والحصول على البيانات والقتل الرحيم. تتطلب كل حالة من حالات الدورة الدموية حوالي 40 دقيقة لتحقيق تحريض الحالة وتثبيت الدورة الدموية والحصول على البيانات.
تم تحقيق البروتوكول في 7 من أصل 9 ، والتي تمثل منحنى التعلم. وقد تم بنجاح تحقيق ثلاثة بروتوكولات إضافية بعد وصفها (لم تنشر). كان سبب فشل بروتوكول 2 هو تحريض فشل الدورة الدموية الذي لا رجعة فيه بعد مرحلة الانسداد الرئوي.
لم يتم الحصول على الحلقات الكهروضوئية في 1 من أصل 7 في وقت التسوية الديناميكية الدموية بسبب الحاجة إلى توفير استعادة ديناميكية الدم الجهازية السريعة مع بلعة الإبينيفرين بعد قسطرة القلب اليمنى والصدى القلبي. في هذه الحالة ، بدأ الدوبوتامين مباشرة بعد استعادة الدورة الدموية الجهازية مع الإبينيفرين.
تأثيرات الحمل الزائد للحجم والضغط على ديناميكا الدم ووظيفة RV
لم يحفز تحميل الحجم الحاد ARHF ولكنه سلط الضوء على النمط الظاهري التكيفي لنموذج الأس الهيدروجيني المزمن. مع تحميل الحجم ، زاد الناتج القلبي دون زيادة في الضغط الأذيني الأيمن ، في حين ظل الاقتران البطيني الشرياني مستقرا (الشكل 2).
تم تحقيق معايير التسوية الديناميكية الدموية بعد 1 صمة في واحد ، و 2 صمة في 2 ، و 3 صمة في 5 و 4 صمة في واحد. مات حيوانان مباشرة بعد PE (حيوان واحد مع 1 صمة و 1 مع 4 صمة). في آخر ، تطلب انخفاض ضغط الدم الحاد بلعة أدرينالين وبدء فوري للدوبوتامين قبل الحصول على بيانات الحلقة الكهروضوئية وصدى القلب. ارتبطت الوفيات 2 التي حدثت مباشرة بعد الانسداد الرئوي الحاد بتخثر حاد في تجاويف القلب اليمنى (كما هو موضح في الشكل 3).
وارتبطت تسوية الدورة الدموية بانخفاض كبير في الناتج القلبي وحجم السكتة الدماغية واقتران البطين والشرايين (Ees/ea)، في حين ظلت انقباض RV مستقرة (الشكل 2)؛ كانت هناك زيادة بمقدار الضعفين في الضغط الأذيني الأيمن ومتوسط ضغط الشريان الرئوي.
تأثير الدوبوتامين على ARHF
أعاد الدوبوتامين الناتج القلبي وحجم السكتة الدماغية واقتران البطين والشريان ضمن المعدل الطبيعي (الشكل 2).
تخطيط صدى القلب
وكان تخطيط صدى القلب ممكنا من خلال تحديد كمي للتغيرات الدينامية في حجم ووظيفة RV أثناء البروتوكول (الشكل 4). لم يتم تقييم معلمات تخطيط صدى القلب في 1 يعاني من خلل شديد في الدورة الدموية بعد الانسداد الرئوي الذي يتطلب بلعة أدرينالين والبدء الفوري للدوبوتامين.
حلقات RV الكهروضوئية
سمح تحليل حلقة حجم الضغط بالتحديد الكمي الديناميكي للإيلاستانس الانقباضي النهائي RV والاقتران البطيني الشرياني (الشكل 2 والشكل 5).
آفات إقفارية البطين الأيمن
بعد تلطيخ الهيماتين والإيوسين والزعفران ، لاحظنا آفات إقفارية RV في الشغاف السفلي وفي الطبقات تحت القلب للجدار الحر RV (الشكل 6). تميزت الآفات الإقفارية بمجموعات من الخلايا العضلية القلبية المفرطة في اليوزينيات مع نواة بيكنوتية.
الشكل 1: ملخص البروتوكول. درجة الحموضة ، ارتفاع ضغط الدم الرئوي. VL1 ، تحميل الحجم مع 15 مل / كجم من المياه المالحة ؛ VL2 ، 15 مل / كجم من المياه المالحة ؛ VL3 ، 30 مل / كجم من المياه المالحة ؛ ARHF, قصور القلب الأيمن الحاد; PE ، الانسداد الرئوي. * الضغط الانقباضي الجهازي <90 مم زئبق أو نسبة الضغوط الرئوية / الجهازية الانقباضية >0.9. تم تعديل هذا الرقم من5. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 2: التغيرات الديناميكية الفردية في الدورة الدموية وحلقة الضغط والحجم. MPAP, يعني ضغط الشريان الرئوي; MAP ، متوسط الضغط الشرياني . RAP ، الضغط الأذيني الأيمن ؛ الموارد البشرية ، معدل ضربات القلب. SV ، حجم السكتة الدماغية. CO ، الناتج القلبي. إيس. البطين الأيمن نهاية الانقباضي المطاطي. Ea ، المرونة الشريانية. المؤامرات هي متوسط النطاق والرباعي. *P<0.05 مقارنة بخط الأساس؛ تم إجراء المقارنات باستخدام اختبارات الرتبة الموقعة من أزواج Wilcoxon المتطابقة مع GraphPad Prism 6. تم تعديل هذا الرقم من5. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 3: مثال على سبب فشل البروتوكول: تجلط القلب الأيمن الحاد (السهم) بعد الانسداد الرئوي المسؤول عن تسوية الدورة الدموية التي لا رجعة فيها ، والموت الفوري وفشل البروتوكول. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 4: نوافذ ونتائج تخطيط صدى القلب التمثيلية. (أ) موقف للحصول على وجهة النظر القمية المكونة من 5 غرف (A5C). (ب) موضع للحصول على عرض المحور القصير شبه النجمي (PSSAX). (ج) التقييمات الديناميكية لتخطيط صدى القلب لطريقتي A5C وPSSAX خلال الخطوات المختلفة للبروتوكول. VL ، تحميل الحجم ؛ PE ، انسداد رئوي. دوبو 2.5 ، دوبوتامين 2.5 ميكروغرام / كجم / دقيقة ؛ دوبو 7.5, الدوبوتامين 7.5 ميكروغرام/كغ/دقيقة* البطين الأيمن; ** البطين الأيسر. تم تعديل هذا الرقم من5. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 5: حلقات حجم الضغط الديناميكية متعددة الضربات RV التمثيلية. درجة الحموضة ، ارتفاع ضغط الدم الرئوي. PE ، انسداد رئوي. Ees ، الإيلاستية الانقباضية النهائية (الخط الأسود المسمى *) ؛ Ea ، elastance الشرياني (خط أسود يحمل علامة **) ؛ Ees / Ea ، اقتران البطين والشرايين. تم تعديل هذا الرقم من5. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 6: الآفات الإقفارية التمثيلية RV في الشغاف الفرعي وفي طبقات epicardium الفرعية. (أ) الآفة الإقفارية تحت صحافة القلب. (ب) الآفات الإقفارية تحت الشغاف؛ (ج) تكبير حدود آفة إقفارية تحت القلب مع نوى طبيعية (1) وفراغ داخل السيتوبلازم (2) ونوى بيكنوتية (3). (د) الأعداد الفردية للآفات الإقفارية تحت الشغاف وتحت القلب في عينات طولها 2 سم من الجدار الحر RV من الحيوانات المصابة بقصور القلب الأيمن الحاد (ARHF) على ارتفاع ضغط الدم الرئوي المزمن (PH) ، والحيوانات ذات الرقم الهيدروجيني المزمن والضوابط الصحية ؛ المؤامرات هي الوسيطات. تم إجراء مقارنات باستخدام اختبار مان ويتني مع GraphPad Prism 6. *ص<0.05. تم تعديل هذا الرقم من5. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
نحن نصف طريقة لنمذجة السمات الفسيولوجية المرضية الرئيسية ل ARHF على الرقم الهيدروجيني المزمن في نموذج حيواني كبير بما في ذلك الحجم والضغط الزائد واستعادة الدورة الدموية مع الدوبوتامين. أبلغنا أيضا عن كيفية الحصول على بيانات الدورة الدموية والتصوير للنمط الظاهري للتغيرات الديناميكية للبطين الأيمن في كل حالة تم إنشاؤها أثناء البروتوكول. يمكن أن توفر هذه الأساليب بيانات أساسية لبناء بروتوكولات بحثية مستقبلية في مجال ARHF ، خاصة فيما يتعلق بإدارة السوائل ودعم التقلص العضلي.
كان الحث على حل وسط الدورة الدموية خطوة حاسمة في النموذج بسبب خطر الموت الفوري وغير المتوقع للحيوان. وبالتالي ، نوصي بتحفيز الانسداد الرئوي التدريجي بأحجام صمام صغيرة. في وقت الانسداد الرئوي ، يجب أن يكون الباحثون مستعدين للبدء فورا في الحصول على البيانات ودعم الدورة الدموية. في تجربتنا ، تمكنا من تحقيق عمليات الاستحواذ على الحلقة الكهروضوئية وتخطيط صدى القلب قبل بدء الدوبوتامين في 6 من أصل 7 تم الانتهاء من البروتوكول فيها.
الخطوة الحاسمة للنمط الظاهري للبطين الأيمن هي الحصول على بيانات شاملة عن الدورة الدموية والحلقة الكهروضوئية وتخطيط صدى القلب. تسمح قسطرة القلب اليمنى للمرء بتقدير الناتج القلبي وتغيرات حجم السكتة الدماغية لكل حالة. يمكن تقييم التغيرات في الناتج القلبي وحجم السكتة الدماغية بشكل أكبر باستخدام تخطيط صدى القلب. هذا التحليل متعدد الوسائط للناتج القلبي وحجم السكتة الدماغية يغير بشكل أفضل معايرة الحجم الخارجي للحلقات الكهروضوئية. الأهم من ذلك ، يمكن تحديد القيم المطلقة ومعدلات التغيرات في معلمات الحلقة الكهروضوئية بدقة أكبر من خلال تضمين الناتج القلبي وتغيرات حجم السكتة الدماغية مع الطرق الخارجية التي يتم إجراؤها لكل حالة.
لاحظنا أن تحميل الحجم لم يحفز على حل وسط الدورة الدموية ولكنه كشف عن النمط الظاهري التكيفي لنموذج PH حيث لاحظنا زيادة في الناتج القلبي وحجم السكتة الدماغية والضغط النظامي مع الاقتران البطيني الشرياني المحفوظ. لذلك ، في نموذجنا ، وفر تحميل الحجم الأولي الظروف اللازمة لمراقبة انخفاض كبير في الناتج القلبي وحجم السكتة الدماغية بعد الانسداد الرئوي الحاد ، وبالتالي زيادة حساسية النموذج. يجب أن تحدد الدراسات المستقبلية تأثير تحميل الحجم أو استنفاد السوائل في وقت التسوية الديناميكية الدموية.
بروتوكولنا لديه العديد من القيود. لم يتم بناء هذا البروتوكول لتحليل سبب الوذمة ، لكنه قد يمثل مجالا بحثيا مثيرا للاهتمام. حد آخر للبروتوكول هو استهلاك الوقت والمهارات المطلوبة لتنفيذ جميع الخطوات. يمكن تقصير مرحلة تحميل الحجم أو إزالتها من البروتوكول ، ولكن هذا قد يؤدي إلى انخفاض في القيمة المطلقة للناتج القلبي وحجم السكتة الدماغية بعد الانسداد الرئوي الحاد. تتطلب المهارات المطلوبة لتنفيذ البروتوكول تعاون العديد من الباحثين لوضع القسطرة تحت التنظير الفلوري ، وإجراء تخطيط صدى القلب ، وتحليل جودة الحلقة الكهروضوئية في الوقت الفعلي. نحن نقر بأننا لم نقم بإجراء تقييمات ثلاثية الأبعاد لأحجام RV. نحن نهدف إلى تطوير تقييمات ثلاثية الأبعاد لأحجام RV لأنها قد توفر المزيد من الدقة في معايرة حجم RV لتقييمات الحلقة الكهروضوئية RV. وتتمثل إحدى الخطوات الأولى في تقييم جدوى هذه الطريقة. علاوة على ذلك ، يتطلب بروتوكولنا مرافق محددة مثل غرفة العمليات والتنظير الفلوري لتقييمات RV الغازية.
على حد علمنا ، وصفنا أول نموذج حيواني من ARHF مع PH المزمن. أفادت دراسات سابقة عن تغيرات ديناميكية في البطين الأيمن مع الدوبوتامين والليفوسيميندان بعد انقباض الشريان الرئوي الحاد7. في مجموعتنا ، قمنا أيضا بقياس احتياطي RV باستخدام تسريب الدوبوتامين في درجة الحموضة المزمنة دون تسوية الدورة الدموية15. تعتبر الحلقات الكهروضوئية متعددة الضربات الطريقة القياسية الذهبية لقياس الإيلاستانس الانقباضي النهائي، الذي يمثل انقباض البطين بشكل مستقل عن ظروف التحميل16. يجب تفسير القيم المطلقة ل RV (Ees = end systolic elastance) بحذر نظرا لوجود العديد من الحدود المنهجية. الحدود الرئيسية هي تعريف النقطة الانقباضية النهائية ودقة معايرة الحجم بالطرق الخارجية (التخفيف الحراري وتخطيط صدى القلب)17. تقلل نسبة الإيلاستانس الانقباضي النهائي على الإيلاستانس الشرياني (Ea = نسبة الضغط الانقباضي النهائي على نسبة حجم السكتة الدماغية) ، والمعروفة باسم نسبة الاقتران البطيني الشرياني (Ees / Ea) ، من الأخطاء الناتجة عن معايرة الحجم الخارجي. يعد الاقتران البطيني الشرياني ذا أهمية كبيرة في مجال ارتفاع ضغط الدم الرئوي لأنه يلتقط تكيف انقباض RV مع زيادة الحمل اللاحق. اكتسبت طرق قياس تكيف RV مع الحمل اللاحق اهتماما كبيرا في السنوات الأخيرة لأنها تحتوي على نمط ظاهري أفضل للمرضى الذين يعانون من PH18,19,20.
قدمت أساليبنا قيما للاقتران البطيني الشرياني (أي Ees/Ea) بما يتفق مع القيم المنشورة سابقا21 ومع تقدير دالة RV باستخدام تخطيط صدى القلب. في هذا البروتوكول ، نظهر أن انسداد الوريد الأجوف الحاد آمن عند إجراؤه في سياق تسوية الدورة الدموية. وعلاوة على ذلك، كان تقييم تخطيط صدى القلب RV في النموذج الحيواني الكبير مكملا لتقييم تخطيط صدى القلب RV في نماذج الحيوانات الصغيرة لأنه سمح بتحديد معلمات وظيفة RV المختلفة مقارنة بنماذج الفئران المبلغ عنها سابقا مع إعادة تشكيل RV22.
يمكن استخدام الطرق الموضحة في هذه الدراسة لبروتوكولات بحثية مختلفة تهدف إلى معالجة الأسئلة الرئيسية في مجال ARHF. أولا ، يمكن استخدام هذه الطرق لإجراء بروتوكولات بحثية تهدف إلى مقارنة استراتيجيات العلاج المختلفة في سياق ARHF على درجة الحموضة المزمنة. ثانيا ، يمكن أن يسمح التقييم التكراري والمتزامن للحلقة الكهروضوئية وتخطيط صدى القلب بالتحقق من صحة مؤشرات تخطيط صدى القلب في الحالات المختلفة ذات الاهتمام السريري.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.
Acknowledgments
يتم دعم هذا العمل من خلال منحة عامة تشرف عليها الوكالة الوطنية الفرنسية للبحوث (ANR) كجزء من برنامج Investissements d'Avenir (المرجع: ANR-15RHUS0002).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Radiofocus Introducer II | Terumo | RS+B80K10MQ | catheter sheath |
| Equalizer, Occlusion Ballon Catheter | Boston Scientific | M001171080 | ballon for inferior vena cava occlusion |
| Guidewire | Terumo | GR3506 | 0.035; angled |
| Vigilance monitor | Edwards | VGS2V | Swan-Ganz associated monitor |
| Swan-Ganz | Edwards | 131F7 | Swan-Ganz catheter 7 F; usable lenghth 110 cm |
| Echocardiograph; Model: Vivid 9 | General Electrics | GAD000810 and H45561FG | Echocardiograph |
| Probe for echo, M5S-D | General Electrics | M5S-D | Cardiac ultrasound transducer |
| MPVS-ultra Foundation system | Millar | PL3516B49 | Pressure-volume loop unit; includes a powerLab16/35, MPVS-Ultra PV Unit, bioamp and bridge amp and cables |
| Ventricath 507 | Millar | VENTRI-CATH-507 | conductance catheter |
| Lipiodol ultra-fluid | Guerbet | 306 216-0 | lipidic contrast dye |
| BD Insyte Autoguard | Becton, Dickinson and Company | 381847 | IV catheter |
| Arcadic Varic | Siemens | A91SC-21000-1T-1-7700 | C-arm |
| Prolene 5.0 | Ethicon | F1830 | polypropilene monofil |
References
- Harjola, V. P., et al. Contemporary management of acute right ventricular failure: a statement from the Heart Failure Association and the Working Group on Pulmonary Circulation and Right Ventricular Function of the European Society of Cardiology. European Journal of Heart Failure. 18 (3), 226-241 (2016).
- Haddad, F., et al. Characteristics and outcome after hospitalization for acute right heart failure in patients with pulmonary arterial hypertension. Circulation: Heart Failure. 4 (6), 692-699 (2011).
- Sztrymf, B., et al. Prognostic factors of acute heart failure in patients with pulmonary arterial hypertension. European Respiratory Journal. 35 (6), 1286-1293 (2010).
- Huynh, T. N., Weigt, S. S., Sugar, C. A., Shapiro, S., Kleerup, E. C. Prognostic factors and outcomes of patients with pulmonary hypertension admitted to the intensive care unit. Journal of Critical Care. 27 (6), 739 (2012).
- Boulate, D., et al. Early Development of Right Ventricular Ischemic Lesions in a Novel Large Animal Model of Acute Right Heart Failure in Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension. Journal of Cardiac Failure. 23 (12), 876-886 (2017).
- Noly, P. E., et al. Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension and Assessment of Right Ventricular Function in the Piglet. Journal of Visualized Experiments. (105), e53133 (2015).
- Kerbaul, F., et al. Effects of levosimendan versus dobutamine on pressure load-induced right ventricular failure. Critical Care Medicine. 34 (11), 2814-2819 (2006).
- Ratliff, N., Peter, R., Ramo, B., Somers, W., Morris, J. A model for the production of right ventricular infarction. The American journal of pathology. 58 (3), 471 (1970).
- Ballard-Croft, C., Wang, D., Sumpter, L. R., Zhou, X., Zwischenberger, J. B. Large-animal models of acute respiratory distress syndrome. The Annals of Thoracic Surgery. 93 (4), 1331-1339 (2012).
- Dixon, J. A., Spinale, F. G. Large animal models of heart failure: a critical link in the translation of basic science to clinical practice. Circulation: Heart Failure. 2 (3), 262-271 (2009).
- Letsou, G. V., et al. Improved left ventricular unloading and circulatory support with synchronized pulsatile left ventricular assistance compared with continuous-flow left ventricular assistance in an acute porcine left ventricular failure model. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 140 (5), 1181-1188 (2010).
- Mercier, O., et al. Piglet model of chronic pulmonary hypertension. Pulmonary Circulation. 3 (4), 908-915 (2013).
- Seldinger, S. I. Catheter replacement of the needle in percutaneous arteriography: a new technique. Acta Radiologica. (5), 368-376 (1953).
- Lang, R. M., et al. Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 16 (3), 233-270 (2015).
- Guihaire, J., et al. Right ventricular reserve in a piglet model of chronic pulmonary hypertension. European Respiratory Journal. 45 (3), 709-717 (2015).
- Burkhoff, D. Pressure-volume loops in clinical research: a contemporary view. Journal of the American College of Cardiology. 62 (13), 1173-1176 (2013).
- Sagawa, K. The end-systolic pressure-volume relation of the ventricle: definition, modifications and clinical use. Circulation. 63 (6), 1223-1227 (1981).
- Amsallem, M., et al. Load Adaptability in Patients With Pulmonary Arterial Hypertension. The American Journal of Cardiology. 120 (5), 874-882 (2017).
- Dandel, M., Knosalla, C., Kemper, D., Stein, J., Hetzer, R. Assessment of right ventricular adaptability to loading conditions can improve the timing of listing to transplantation in patients with pulmonary arterial hypertension. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 34 (3), 319-328 (2015).
- Vanderpool, R. R., et al. RV-pulmonary arterial coupling predicts outcome in patients referred for pulmonary hypertension. Heart. 101 (1), 37-43 (2015).
- Boulate, D., et al. Pulmonary Hypertension. , Springer. 241-253 (2016).
- Cheng, H. W., et al. Assessment of right ventricular structure and function in mouse model of pulmonary artery constriction by transthoracic echocardiography. Journal of Visualized Experiments. (84), e51041 (2014).
