يظهر هذا البروتوكول استخدام جهاز إزالة الرجفان القلبي القابل للزرع (ICD) لتحفيز اضطرابات نظم البطين، وإجراء التحول القلبي الداخلي، والحصول على تسجيلات تخطيط القلب داخل القلب في نموذج خنزير.
مقالة منهجية
نموذج توقف القلب الخنزيري باستخدام جهاز مزيل رجفان قابل للزرع
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
تقدم هذه الدراسة نموذجا قابلا لتكرار توقف القلب من الخنازير باستخدام جهاز مزيل الرجفان القابل للزرع (ICD) لتحفيز وتحويل القلب الرجفان البطيني (VF) بشكل موثوق، بالإضافة إلى مراقبة تخطيط القلب داخل القلب أثناء الإنعاش. تعد نماذج الكبيرة ضرورية للأبحاث الانتقالية في توقف القلب؛ ومع ذلك، غالبا ما تعاني تقنيات الحث البصري التقليدية وتحويل القلب - التي تستخدم أقطاب كهربائية خارجية وإزالة الرجفان - غالبا بسبب تشوهات الحركة، ومعدلات التحويل غير المتسقة، والاستخدام العالي للموارد الحيوانية. يصف هذا البروتوكول دورات متكررة من تحفيز ال VF والتحول القلبي داخل نفس، مما يوفر تحكما دقيقا مع تقليل الإجهاد الفسيولوجي وأعداد، وفقا لمبادئ 3R (الاستبدال، الاختزال والتنقيح). تسمح طريقة ICD بمراقبة الإيقاع بدقة بواسطة تخطيط القلب داخل القلب طوال فترة الإنعاش، مع تحسين مقاومة القطع الأثرية مقارنة بتخطيط القلب السطحي. خضع أحد عشر خنزير لعمليات تحفيز وقلب متكررة من الولايات البصرية، مع معدلات نجاح عالية وتعافي الدورة الدموية التلقائية. يتيح النموذج جمع بيانات موحدة وموثوقة لدراسات توقف القلب، مما يضمن الاتساق التجريبي وتسهيل التحقيق القابل للتكرار في الفيزيولوجيا المرضية واستراتيجيات الإنعاش مع تقليل استخدام.
المقدمة
تشترك الخنازير والبشر في تشابهات تشريحية وفسيولوجية كبيرة، مما يجعل نماذج الخنازير ضرورية لأبحاث الإنعاش1. تشمل تقنيات تحفيز الرجفان البطيني (VF) وتوقف القلب: تطبيق التيار المستمر (DC) بواسطة إبر شوكية تدخل في عضلة القلب باستخدام بطارية 9 فولت، أو مولد جيوب2؛ تيار متردد عبر الجلد أو تحت الجلد (AC)3,4؛ التطبيق داخل عضلة القلب باستخدام قطب تسريع يستخدم إما التيار المستمر (DC) (بطارية 9 فولت)، أو التيار المتردد (AC؛ راسم المذبذب/مولد الوظائف)، أو منظم ضربات القلبالخارجي 5,6,7,8. بينما تحفز جميع هذه الطرق بشكل فعال التدفق البصري، يتم التحويل إلى إيقاع الجيوب الأنفية (SR) عادة من خلال تطبيق صدمة DC خارجية عبر الجلد، وغالبا ما يكون عودة الدورة الدموية التلقائية (ROSC) غير مثالية. علاوة على ذلك، تفرض الصدمات الخارجية ضغطا فسيولوجيا ونسجايا كبيرا وإصابة محتملةبنسبة 9,10، مما يحد من عدد التدخلات المتكررة لكل. وبالتالي، غالبا ما تتطلب دراسات الرؤية البصرية عددا كبيرا من لاكتشاف فروق ذات دلالة إحصائية، وهو ما يتعارض مع المتطلبات الأخلاقية لتقليل استخدام.
أظهرت أبحاث سابقة على البشر أن التهاب الرجفان البصري يمكن تحفيزها باستخدام نظام مزيل الرجفان القلبي القابل للزرع (ICD)11. حسب علمنا، لم تدرس عمليات التحريض المتكرر والتحويلات باستخدام نظام ICD في نموذج الخنزير. يستخدم تخطيط القلب الكهربائي (ECG) لاكتشاف التحول من الرجفان البطيني إلى إيقاع الجيوب الأنفية. خلال الإنعاش القلبي الرئوي (CPR)، قد يكون تخطيط القلب الكهربائي السطحي عالي الجودة غير موثوق أو صعب الحصول عليه بسبب تشوهات الحركة والعيوب المتعلقة بواجهة الأقطاب الكهربائية-الجلد والخصائص الكهربائية للأقطاب12، 13، 14.
تماشيا مع مبادئ 3R لأبحاث (الاستبدال، الاختصال، والتنقيح)8، وأبحاثنا المستمرة حول كشف التدفق أثناء توقف القلب 15,16,17، هدفنا إلى تطوير نموذج توقف القلب الخنازيري المتكرر والقابل للتكرار لتحفيز VF وتحويله إلى SR داخل واحد. بالإضافة إلى ذلك، هدفنا استخدام جهاز ICD للحصول على قراءات تخطيط القلب داخل القلب أثناء الإنعاش القلبي. من خلال تقليل التباين وتحسين نجاح الإنعاش القلبي الرئوي، تعالج هذه الطريقة القيود الرئيسية للنماذج الحالية، وتقلل من استخدام، وتسهل أبحاث أكثر موثوقية حول توقف القلب. يضمن هذا النهج المتطور الاتساق ويقدم مزايا كبيرة مقارنة بالتقنيات التقليدية، مما يمكن الباحثين من تحقيق نتائج موثوقة مع الالتزام بالمعايير الأخلاقية في تصميم التجارب. النموذج المعروض متقدم تقنيا ويتطلب الوصول إلى جهاز ICD ووحدة برمجة، بالإضافة إلى التنظير الفلوري أو الموجات فوق الصوتية لتوجيه إدخال السلك في منظم ضربات القلب. نظرا لحجم جهاز ICD، وأبواب تنظيم ضربات القلب، ومدخلات الأوعية، فإن النموذج مناسب للخنازير التي لا تقل عن 25 كجم.
البروتوكول
تمت الموافقة على التجارب الموصوفة في هذا البروتوكول من قبل هيئة أبحاث النرويجية (FOTS-ID 25415) وأجريت وفقا لتوجيه الاتحاد الأوروبي 2010/63/الاتحاد الأوروبي لحماية المستخدمة لأغراض علمية. تم استخدام أحد عشر خنزيرا نرويجي من نوع لاندراس (Sus scrofa domesticus)، يتألف من 10 ذكور وأنثى واحدة، بمتوسط عمر 56 ± يوم ونصف ووزن متوسط 30 ± 3 كجم. يتم توضيح الإعداد التجريبي في الشكل 1.
1. استرجاع، التخدير، والمراقبة
- استرجاع
- التنسيق مع مزارع محلي للحصول على خنازير بحجم ووزن مناسبين للتجربة المخطط لها.
- لتعزيز رفاهية، استرجع مباشرة قبل الإجراء. وفر لهم وصولا إطلاقا على الطعام والماء حتى يتم استعادتهم.
- التخدير في المزرعة
- أعط مزيجا من الأدوية العضلية التالية لخنزير يزن 30 كجم: كيتامين 2500 ملغ (25 مل من بيلاتامين VET 100 ملغ/مل)، ميدازولام 10 ملغ (2 مل من ميدازولام 5 ملغ/مل)، أتروبين 1 ملغ (1 مل من الأتروبين).
- تأكيد التخدير المناسب من خلال التحقق من أن الخنزير نائم، مستلق، وغير مستجيب للتحفيز قبل النقل.
- انقل الخنزير المخدر في قفص آمن ومهوا. تأكد من الحماية من انخفاض حرارة الجسم باستخدام البطانيات الحرارية. قلل وقت النقل.
- التحضير المخبري
- وزن الخنزير. أدخل قسطرين وريديين محيطيين بوزن 20 جرام (IV) في الأذنين باستخدام تقنية المعقمة القياسية. إذا لزم الأمر، ضع قفاز دافئ مملوء بالماء على الأوردة الضيقة لتعزيز توسع الأوعية. لف ووضع ضمادات مطاطية أو شاشة داخل الجزء الخارجي من أذن الخنزير وتثبيتها بشريط لاصق لتثبيت القسطرة الوريدية.
- اغسل واحلق الرقبة والفك. أعط الكيتامين (50 ملغ عن طريق الوريد) أو ثيوبنتال (50-100 ملغ عن طريق الوريد) حسب الحاجة للحفاظ على التخدير. تجنب الجرعات العالية من ثيوبنتال لضمان التنفس التلقائي.
- المراقبة الأولية وتحديد الموقع
- ضع الخنزير مستلقيا على طاولة العمليات. قم بتوصيل جهاز قياس تأكسج نبضات حديثي الولادة على الذيل وأقطاب تخطيط القلب (ECG) على الجذع. تحقق من القراءات الواضحة.
- ابدأ الحقن الوريدية كما يلي:
القسطرة 1: ثيوبنتال (Pentocur Abcur) مخفف بمحلول 5٪ جلوكوز أو 0.9٪ NaCl إلى تركيز نهائي 25 ملغ/مل. معدل التسريب 0.16 مل/كغ/ساعة (ما يعادل 4 ملغ/كغ/ساعة)
القسطرة 2: مزيج من ميدازولام ومورفين مخفف بمحلول 5٪ جلوكوز أو 0.9٪ NaCl إلى تركيز نهائي 0.15 ملغ/مل و2 ملغ/مل (ما يعادل 0.15 ملغ/كغ/ساعة و2 ملغ/كغ/ساعة على التوالي). معدل التسريب 1 مل/كجم/ساعة. على نفس القسطرة، أعط أسيتات رينجر (رينجر-أسيتات) 4-10 مل/كجم/ساعة.
تحذير: لا تخلط بينتوباربيتال مع أدوية أخرى لتجنب تكون البلورات في القسطرة الوريدية.
- الأكسجة والتحريض العميق
- توفير الأكسجين (6 لتر/دقيقة) عبر قناع وجه مخصص للخنازير متصل بكيس تهوية ذاتي التوسع.
- تحفز تخديرا عميقا باستخدام بنتوباربيتال (200-300 ملغ وريدا) وأكد توقف التنفس التلقائي. ابدأ التهوية باستخدام الكمامة.
- تنبيب
- استخدم كمامة فم لفتح فم الخنزير. مع وضع الخنزير، أدخل شفرة ميلر المستقيمة #5 لتحديد مكان لسان المزمار وفتح الجزء الداخلي للحنجرة. راقب التشبع (SpO2) باستخدام مقياس أكسجين النبض المرفق وقم بتهوية حسب الحاجة إذا انخفض التشبع إلى أقل من 80٪.
- للتنبيب في القصبة الهوائية، أدخل البوجي حتى يظهر رد فعل السعال إلى الكارينا. قم بدفع أنبوب داخل القصبة الهوائية بقطر خارجي بقطر 7.0 مم فوق البوجي، مع تدوير الأنبوب بزاوية 90° عكس عقارب الساعة لتسهيل المرور عبر الحبال الصوتية. أزل البوجي ونفخ الكفة.
- قم بتهوية الخنزير باستخدام كيس ذاتي التمدد متصل بجهاز الكابنوغراف. تأكد من وضع الأنبوب بمراقبةعودة ثاني أكسيد الكربون 2 وأصوات الاستماع للرئة. ثبت الأنبوب بشريط لاصق.
- إذا فشل التركيب - كما يدل على غياب أصوات التهوية وعدم وجود غاز ثاني أكسيد الكربون المدي2 ( ETCO2) في نهاية التنفس - قم بإزالة الأنبوب وكرر العملية.
- وصل الأنبوب بجهاز التنفس الصناعي. اضبط التهوية بالتحكم في الحجم كالتالي:
حجم المد: 8-10 مل/كجم
معدل التنفس: ~17/دقيقة
نسبة الأكسجين المستوحاة (FiO2): 21٪
ضغط التنفس الإيجابي (PEEP): 5 سم ساعة2O - راقب SpO2 ونهاية ETCO2. اضبط تردد التهوية للحفاظ على درجة حموضة الدم ~7.45. تجنب فرط التنفس للوقاية من القلوية. معظم الخنازير لديها فائض قاعدي (BE) أعلى فسيولوجيا يتراوح بين +5 إلى +10، وبالتالي يهدفون إلى ETCO2 أعلى من الإنسان للحفاظ على استقرار الرقم الهيدروجيني.
2. الأجهزة
- وضع القسطرة الشريانية
- اجعل الخنزير على الظهر على ظهره وثبت الأطراف بضمادة شاش.
- قم بتعقيم الرقبة والفك والفخذ والبطن بكلورهيكسيدين 5 ملغ/مل من الإيثانول وغطه بستائر معقمة.
- قم بتمديد الساق الخلفية لتمديد الشريان الحرقفي. استخدم الموجات فوق الصوتية لتحديد موقع الشريان الحرقفي وإدخال قسطرة شريانية بمؤشر النبض الفرنسي (PiCCO) باستخدام تقنية سيلدينجر.
- وصل القسطرة بمحول ضغط مملوء مسبقا وقم بتثبيت التسهيل. قم بصفر المحول وتأكد من تتبع ضغط الشريان بشكل جيد. حرر الساق الخلفية.
- قسطرة المثانة
- حدد المثانة عند أدنى خط حلمة باستخدام الموجات فوق الصوتية. قم بإجراء بطن صغير باستخدام دياثيرمي لكشف المثانة.
تحذير: معدات الدياثرم تولد درجات حرارة عالية، مما يشكل خطرا للإصابة الحرارية. تجنب ملامسة القطب لمنع الإصابة الشخصية وضمان التحكم الدقيق، وتجنب ملامسة الأنسجة المحيطة لمنع الضرر غير المقصود. الدياثيرمي ينتج دخانا جراحيا قد يكون مسرطانا. قلل من الاستخدام وتأكد من إخلاء الدخان المحلي الفعال وتهوية الغرف. - ضع خياطة كيس (قطر 0.5 سم) على المثانة. قم بعمل شق بقطر 0.5 سم باستخدام الدياثيرمي داخل الخيط وأدخل قسطرة شارير 12.
- نفخ بالون القسطرة بماء معقم وشد الخياطة. ثبت القسطرة على كيس جمع.
- أعد إدخال المثانة في التجويف البريتوني وأغلق البطن بالدبابيس.
- حدد المثانة عند أدنى خط حلمة باستخدام الموجات فوق الصوتية. قم بإجراء بطن صغير باستخدام دياثيرمي لكشف المثانة.
- وضع القسطرة الوريدية المركزية (CVC)
- قم بإمالة الخنزير في وضعية ترينديلنبورغ وزيادة ضغط جهاز التنفس إلى 10 سمس H2Oلتوسيع عروق الرقبة.
- استخدم الموجات فوق الصوتية لتحديد موقع الوريد الوداجي الخارجي الأيسر وإدخال أنبوب القلب الوعري بثلاثة أقمشة باستخدام تقنية سيلدينجر.
- تحقق من ارتداد التدفق الوريدي على جميع اللومينات. نقل التخدير والحقن السوائل إلى مركز القلب القلبي.
- قم بتوصيل محول ضغط إلى التجويف الثالث وتأكد من تتبع الضغط الوريدي المركزي (CVP).
- مدخل الأوعية الدموية وتركيب أقطاب القلب المزيل الرجفان القابل للزرع (ICD)
- حدد موقع الوريد الوداجي الخارجي الأيمن باستخدام الموجات فوق الصوتية.
- أدخل مدخل وعائي 7 Fr باستخدام تقنية سيلدينجر. أكد ارتداد الوردة وغسل المحلول الملحي. (قد يختلف حجم المدخل حسب نوع سلك ICD - استشر المنتج المعني).
- خفض PEEP إلى 5 سميمسساعة 2O وتسوية طاولة العمليات. تأكيد وضع طرف المدخل عبر تخطيط صدى القلب عبر المريء أو التنظير الفلوري.
- أدخل قطب ICD أحادي الملف عبر المدخل الوعائي. ادفع القطب إلى قمة البطين الأيمن.
- راقب موقع الأقطاب الكهربائي بشكل مناسب باستخدام تخطيط صدى القلب عبر الصدر أو عبر المريء أو التنظير الفلوري، حسب توفره.
- توصيل موصل ICD بمحلل نظام الإيقاع (PSA) باستخدام سلك الموصل المخصص. تأكيد وضعها في البطين الأيمن بقياس موجات R داخل القلب بقوة >6 مللي فولت.
- عرض الحلزون لتثبيت طرف ال ICD على الشغاف في البطين الأيمن (الحاجز الرأسي أو البعيد).
- تأكد من الموقع المناسب للرصاص من خلال قياسات عتبة الإيقاع (<2.5 فولت؛ 0.4 مللي ثانية) والممانعة (500-1500 Ω للضربات، 50-100 Ω لملف الصدمات). أعد وضع الرصاص إذا لزم الأمر.
- قم بعمل شق جلدي أفقي بطول 4 سم أسفل الترقوة اليسرى باستخدام عملية الدياثيرم. باستخدام ملقط وأصابع، أنشئ جيب صغير تحت الجلد، كبير بما يكفي لاحتواء جهاز ICD.
- وصل السلك إلى ICD وأدخل الجهاز في الجيب. من المهم أن يكون لكابل ICD موقع جيد في البطين الأيمن وأن يكون المسمار القابل للسحب مثبتا بقوة على عضلة القلب. إذا انخفضت موجة R المقاسة أو زاد عتبة الإيقاع بشكل كبير، أعد تموضع التقدم. علاوة على ذلك، إذا كانت المعاوقة (الإيقاع و/أو الصدمة) خارج النطاق، تحقق من أن طرف الموصل للسلك قد تم دفعه بالكامل إلى رأس ICD وأن برغي التثبيت مثبت بإحكام.
3. برمجة جهاز تنظيم ضربات القلب/جهاز إزالة الرجفان
- الانتقال من وضع محلل نظام الإيقاع (PSA) إلى وضع المبرمج على PSA. قم بتوصيل ICD بالمبرمج باستخدام الهوائي المرفق وتأكيد القياس عن بعد اللاسلكي.
- يفتح برنامج برمجة ICD تلقائيا. كرر قياسات موجة R داخل القلب، والعتبة، والممانعات، وإعادة وضع رصاص ICD إذا لزم الأمر.
- برمجة وضع الإيقاع حسب الإعدادات المطلوبة (مثلا، VVI 60 نبضة في الدقيقة، الإخراج 3.5 فولت؛ عرض النبضة 0.4 مللي ثانية؛ تم تفعيل الاستشعار التلقائي).
- نظم معايير علاج تسرع القلب وفقا للقيم المطلوبة، بما في ذلك عدد المناطق، عدد موجات R المطلوبة للعلاج، ونوع العلاج، مثل منطقتين مع تسرع البطين (VT) 190-240 والرجفان البطيني (VF) > 240. في منطقة VT، 32 فاصلا، محاولتان لتمارين مضادة لتسرع القلب قبل عملية التحول القلبي بقوة 30 J، وفي منطقة VF، 12 فواصل قبل صدمة DC.
ملاحظة: يعتمد وقت الكشف عن اضطراب نظم القلب على المعايير المبرمجة، بما في ذلك معدل ضربات القلب (طول الدورة) وعدد موجات R المتتالية المطلوبة للتشخيص. على سبيل المثال، إذا كان معدل ضربات القلب 240 نبضة في الدقيقة وكانت هناك حاجة إلى 12 موجة R متتالية لتشخيص ال VF، فإن وقت الكشف سيكون أقصر بكثير مما لو كان معدل ضربات القلب 180 نبضة في الدقيقة و32 موجة R مطلوبة. ينطبق هذا على البيئات التي يقدم فيها العلاج تلقائيا، كما في الممارسة السريرية. على النقيض من ذلك، عند استخدام وضع اختبار المبرمج، يمكن تقديم العلاج بعد فترة زمنية محددة مسبقا (حتى 20 ثانية) أو يدويا، حيث لا يعطى العلاج حتى يقوم المشغل بتفعيله. في هذه الأوضاع الأخيرة، يتم اكتشاف اضطراب النظم يدويا وليس تلقائيا. - على الجانب الأيمن من شاشة المبرمج، اختر أيقونة الاختبار ، ثم افتح مجلد Fibber و NIPS . اضغط على أيقونة الفيبر البطيني لتمكين تحفيز VF باستخدام طرق مختلفة، وأكثرها موثوقية للفيبر البطيني هي DC Fibber11 — جهد DC ثابت يبلغ 7.5 فولت لمدة 2 ثانية. خيارات أخرى للرؤية البصرية هي الصدمة على موجة T-wave أو وتيرة 50 هرتز.
- عند تحفيز التغذية البصرية، هناك ثلاث خيارات لتقديم العلاج (الزاوية السفلية اليسرى من الشاشة). استخدم الوضع التلقائي، حيث يقوم الجهاز تلقائيا بإعطاء صدمة وفقا لمعايير علاج التسارع السريع المبرمجة في ICD. خيارات أخرى هي التوقيت (Timed)، حيث يمنح ICD صدمة بعد فترة زمنية قابلة للبرمجة بين 3 ثوان و20 ثانية، أو اليدوي، حيث يعطى العلاج فقط عند الضغط على أيقونة تسليم العلاج .
- يمكن تحفيز تسرع القلب البطيني عن طريق النقر على أيقونة NIPS البطينية . اختر أيقونة الانفجار وطول الدورة المرغوب للتحفيز، مثل 300 مللي ثانية، وهو ما يعادل معدل ضربات القلب 200. اضغط مع الانتظار لتطبيق الانفجار لمدة تصل إلى 20 ثانية (كحد أقصى) لتحفيز VT. إذا لم تنجح، يمكن تكرار العملية بدورة أقصر، مثل 280 مللي ثانية أو 260 مللي ثانية.
- إذا تم تحفيز VT أو VF، يتم تقديم العلاج وفقا للإعدادات المبرمجة في مجلد Tachy. للوصول إلى الإعدادات، انقر على أيقونة المعلمات في الجهاز. ضمان استعادة SR.
4. إنشاء مراقبة دوبلر السباتي السباتي المستمرة غير الجراحية
- لمراقبة تدفق السباتي، استخدم مزيجا من تتبع الضغط داخل الشريان الشرياني من الشريان السباتي الأيسر، وإذا كان متوفرا، مدعوما بقياس سرعة تدفق غير جراحي موجه بالموجات فوق الصوتية في الشريان السباتي الأيمن باستخدام دوبلر مستمر بدون استخدام اليدين، مثل RescueDoppler15.
- اربط مسبار دوبلر بشكل عمودي على الشريان السباتي الأيسر. تأكد من التلامس الصحيح للبشرة باستخدام كميات كبيرة من جل الموجات فوق الصوتية.
- تحقق من جهاز الفحص بالموجات فوق الصوتية للتأكد من وجود أثر جيد للسباط السباتي. ثبت المجس جيدا باستخدام شريط لاصق.
5. إجراء دراسات توقف القلب
- لمراقبة نظم القلب، استخدم تخطيط القلب داخل القلب الذي تم الحصول عليه من جهاز تنظيم ضربات القلب وتتبع تخطيط القلب السطحي من جهاز مراقبة المريض.
- لمراقبة ROSC، استخدم الضغط الشرياني الغازي في الشريان السباتي الأيسر الذي تم الحصول عليه من جهاز مراقبة المريض، وقياس سرعة التدفق غير الجراحي الموجه بالموجات فوق الصوتية في الشريان السباتي الأيمن الذي تم الحصول عليه من جهاز RescueDoppler.
- تحفيز VF أو VT وفقا لبروتوكول الدراسة باستخدام إحدى الطرق المتاحة في المبرمج. بالنسبة لأجهزة أبوت، الطريقة الأكثر موثوقية لتحرث التردد البصري هي التيار المستمر (DC Fibber): جهد مستمر ثابت يبلغ 7.5 فولت يطبق لمدة 2 ثانية. تشمل الطرق البديلة لاستحث VF الصدمة على موجة T أو التوازن 50 هرتز. تحفز VT عن طريق الإيقاع السريع المفرط، عادة بطول دورة بين 300-250 مللي ثانية (يعادل معدل ضربات القلب بين 200-240 نبضة في الدقيقة).
- لاحظ توقف تدفق السباتي على أثر دوبلر السباتي. حافظ على فترة عدم التدفق وفقا لبروتوكول الدراسة.
- قم بإجراء الإنعاش القلبي الرئوي اليدوي، أو الضغطات الميكانيكية، أو تدخلات أخرى وفقا لبروتوكول الدراسة.
- عند الرغبة، حول الخنزير إلى إيقاع الجيوب الأنفية عن طريق إعطاء صدمة كهربائية يدوية عبر جهاز إزالة الرجفان القابل للزرع. برمج مستوى الطاقة وضبط حسب حجم. بالنسبة للخنازير البالغة بالكامل، عادة ما يكون الحد الأقصى للطاقة بين 36-41 جول، حسب الشركة المصنعة. في الصغيرة، قد يكون 10-20 جول كافيا.
ملاحظة: عند البشر، عادة ما يولد جهاز ICD طاقة تتراوح بين 30-40 جول عند علاج ال VF. في الخنازير التي تزن 30 كجم، قد تكون طاقة أقل كافية، مما يزيد من عمر ICD الذي يمكن إعادة استخدامه في أخرى. الطاقة الموزعة قابلة للبرمجة، لكن أقل من 15 جول غير موصى به، لأن عدم النجاح والحاجة إلى تكرار الصدمات ذات الطاقة الأعلى سيؤدي إلى فترة أطول من التوقف وتقليل قابلية التكرار بين. - لضمان معدل تحويل مرتفع، أنهي VF خلال 120 ثانية. إذا كان في حالة VT، تحقق التحويل إما عن طريق تنظيم ضربات القلب المضادة لتسرع القلب (ATP) — أي بإرسال نبضات منخفضة الجهد بسرعة أسرع من تسارع القلب — أو عن طريق صدمة DC متزامنة (التحول القلبي).
ملاحظة: لا يمكن برمجة أجهزة ICD المتاحة تجاريا لإيقاف العلاج إلى أجل غير مسمى. لأسباب تتعلق بالسلامة، ستصدر تلقائيا صدمة ملتزمة بمجرد انتهاء أقصى وقت للكشف، بشرط أن يبقى الإيقاع في VF.
تحذير: تجنب الاتصال المباشر بالحيوان عند إعطاء صدمة كهربائية (DC). على الرغم من أن الصدمة تعطى بواسطة أقطاب كهربائية مزروعة وخطر الإصابة الكهربائية ضئيل، إلا أنه يجب اتباع احتياطات السلامة القياسية. - دع يرتاح، وتأكد من تطبيع المعايير الفسيولوجية، بما في ذلك ضغط الدم، ETCO2، ودرجة الحموضة. وقت الراحة الطبيعي هو حوالي 5-10 دقائق أو حتى تعود المعايير الحيوية إلى أقرب ما يمكن إلى القيم الأساسية.
- كرر الخطوات من 5.3 إلى 5.6 عدة مرات حسب بروتوكول الدراسة.
6. القتل الرحيم والتخلص من النفايات
- بعد الانتهاء من الدراسة، قم بإعدام الخنزير بإعطاء إما 50 ملم من كلوريد البوتاسيوم (50 مل من كلوريد البوتاسيوم 1 ملليمول/مل) أو 0.1 ملغ/كجم بنتوباربيتال (إكزاجون فيت 400 ملغ/مل).
تحذير: أدوية القتل الرحيم فعالة وقاتلة. تعامل مع الأمر بعناية صارمة واتبع بروتوكولات السلامة المحلية. - قم بإزالة جميع الأجسام الغريبة، بما في ذلك منظم ضربات القلب والأقطاب الكهربائية والقسطرة والأنابيب والخطوط من جثة. تخلص من جميع الأدوات الحادة (مثل الحقن) في حاوية معتمدة للآلات الحادة.
تحذير: قبل إزالة القرص الصناعي للدلالة، تأكد من برمجة علاج التعطيل لمنع الصدمات غير المقصودة أثناء التعامل والتخزين والتحضير لإعادة الاستخدام. عامل جثة وجميع المعدات ذات الاستخدام الواحد كمواد بيولوجية خطرة. تخلص منها وفقا للوائح السلامة البيولوجية وإدارة النفايات المحلية.
النتائج
اعتبر التحفيز المتعمد في الوقت المناسب لالتهاب الرحم البصري والتحول القلبي إلى SR مع ROSC نتيجة إيجابية للطريقة. كان الفشل في تحفيز التهاب القلب أو القلب يعتبر نتيجة سلبية. باستخدام وضع VF fibber كان يثير بشكل متسق VF أو VT في جميع، كما هو مرغوب (الجدول 1). علاوة على ذلك، استخدام وضع جهاز إزالة الرجفان كان يسبب تحسن الكارديوفرات لجميع الخنازير باستمرار. كان كل من إدخال ال VF والقلب يتم التحكم فيه عن بعد من وحدة البرمجة؛ لذا، لم تكن هناك حاجة لمولد جيوب أنفية خارجي أو جهاز إزالة الرجفان. تم تحويل جميع إلى إيقاع الجيوب الأنفية بشكل متكرر باستخدام ROSC عدة مرات خلال كل تجربة (الجدول 1)15,17. كانت فترة الراحة بين كل تسلسل VF لا تقل عن 5 دقائق. كان معدل النجاح في تحقيق ROSC بعد استحث VF 92٪ عبر جميع التسلسلات في جميع (الجدول 1). تطلب VF صدمتين تيار مستمر للتحويل إلى ROSC حدث مرتين في واحد. في حيوانين تعرضوا لاحتشاء عضلة القلب الكبير عمدا ناتج عن حقن حبيبات دقيقة في الشرايين التاجية قبل تحفيز VF15، أدى تحفيز VF إلى ظهور التهاب القلب الزائد (PEA). في أحد، أدى صدمة التيار المستمر إلى الانتقال الفوري إلى ارتداد الانقسام. تم تشغيل الإنعاش القلبي الرئوي القياسي لاحقا في جميع الثلاثة، لكن لم يحقق أي منها ROSC. في هذه السلسلة من 11 تجربة خنزير باستخدام تحفيز وقلب الرجفان البطيني المعتمد على ICD، خضع كل بنجاح لدورات متكررة من الرجفان البطيني والإحياء. أسفر بروتوكول ICD باستمرار عن معدلات نجاح عالية في التحول القلبي مع أقل قدر من الإجهاد الفسيولوجي وتعافي سريع للدورة الدموية التلقائية. وفر مراقبة تخطيط القلب داخل القلب توثيقا خاليا من الآثار العصبية طوال فترة الإنعاش، مما مكن من الكشف الدقيق عن اضطرابات النظم والتدخلات. تظهر هذه النتائج موثوقية التقنية وقابليتها للتكرار وإمكانية تحليل النتائج التفصيلي، مثل قياس معدلات التحويل، وفترات الاسترداد، وجودة إشارة تخطيط القلب الكهربائي، مما يدعم التحقيق التجريبي القوي لاستراتيجيات الإنعاش
الشكل 1: الإعداد التجريبي. (أ) تم تنبيب التجريبية بأنبوب داخل القصبة الهوائية في وضع الاستلقاء وتوصيلها بجهاز تنفس صناعي. في وضعية الاستلقاء على الظهر، تحت توجيه الموجات فوق الصوتية، تم إنشاء الوصول الوعائي التالي: (ب) تم إدخال خط شريان PiCCO في الشريان الفخذي، (ج) تم وضع قسطرة وريدية مركزية في الوريد الوداجي الخارجي الأيمن، و(د) تم إدخال مدخل غمد وعائي في الوريد الوداجي الداخلي الأيمن. بالإضافة إلى ذلك، تم إدخال قسطرة فوق عانة في المثانة (غير موضحة هنا)، و(ه) تم وضع مسبار تدفق السباتي من RescueDoppler فوق الشريان السباتي الأيسر. (و) عبر الغلاف الوعائي، تم دفع قطب منظم ضربات القلب إلى البطين الأيمن وتم التحقق من موقعه باستخدام تخطيط صدى القلب أو التنظير الفلوري. (G) تم إدخال وحدة مزيل الرجفان القلبي القابلة للزرع (ICD) في جيب تحت الجلد تحت الترقوة اليسرى وتوصيلها بقطب منظم ضربات القلب. (ح) تم توصيل بجهاز مراقبة متعدد الوسائط يسجل تخطيط القلب الكهربائي، وتصوير متعدد الذيل (SpO₂)، وضغط الدم الشريائي، وضغط الأوردة المركزية، وثاني أكسيد الكربون في نهاية المد. (I) تم توصيل حساس RescueDoppler بمسجل RescueDoppler، مما يوفر تتبع تدفق السباتي المستمر. (J) تم توصيل جهاز ICD عبر القياس عن بعد إلى مبرمج ICD. تم إنشاء الشكل باستخدام BioRender. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
| اضطراب نظم القلب الناتج عن جهاز تنظيم ضربات القلب | إجراءات الإنعاش القلبي الرئوي التي أجريت | معدل تحويل اضطراب نظم القلب (٪) | |||
| خنزير* | الرجفان البطيني (n) | تسرع البطين (n) | الضغط اليدوي (n) | الضغط الميكانيكي (n) | |
| 1 | 12 | 4 | 6 | 2 | 91.6 |
| 2 | 14 | 7 | 0 | 5 | 100 |
| 3 | 9 | 7 | 0 | 9 | 100 |
| 4 | 8 | 4 | 5 | 5 | 100 |
| 5 | 18 | 0 | 12 | 5 | 94.4 |
| 6 | 8 | 0 | 8 | 0 | 87.5 |
| 7 | 15 | 8 | 9 | 6 | 100 |
| 8 | 18 | 0 | 9 | 9 | 94.4 |
| 9 | 14 | 2 | 9 | 5 | 100 |
| 10 | 27 | 0 | 13 | 11 | 100 |
| 11 | 19 | 0 | 12 | 4 | 84.2 |
الجدول 1: ملخص لحالات VF/VT الناجم عن ICD والتحول القلبي اللاحق. *خضع أحد عشر خنزينا لتجارب. في المتوسط، تم تحفيز 18 اضطرابا في نظم القلب، بما في ذلك الرجفان البطيني (VF) وتسرع البطين (VT) - لكل باستخدام جهاز مزيل الرجفان القابل للزرع (ICD). كان متوسط مدة VT/VF 0.75 دقيقة. تم إجراء الإنعاش القلبي الرئوي في نوبات مختارة من VF وفقا لبروتوكولات الدراسة السابقة 15,16,17. ثم تم تحويل إلى نظام الجيوب الأنفية (SR) بواسطة صدمة تيار مستمر (DC) عبر ICD. تم تثبيت كل لمدة 5 دقائق قبل أن يتم تحفيز اضطراب نظم النظم التالي.
المناقشة
حسب علمنا، لم يتم وصف النموذج المعروض الذي يستخدم جهاز إزالة رجفان قابل للزرع لتحفيز وتغذية البطين القلبية (VF) في الخنازير من قبل في الأدبيات. عادة ما يتم تحفيز VF باستخدام مولدات موجات جيبية أو تيار مباشر من بطارية خارجية عبر أقطاب إبيكاردية. عادة ما يتم إجراء جراحة القلب باستخدام أجهزة إزالة الرجفان الخارجية. بينما قد تحفز هذه الطرق بشكل موثوق في تحفيز الرجفان البصري، تم الإبلاغ عن فشل في تحويل إلى القلب باستخدام جهاز إزالة الرجفان الخارجي في ما يصل إلى 45٪ من الحالات2.
يعد مراقبة تخطيط القلب أثناء الإنعاش القلبي الرئوي تحديا بسبب تشوهات مرتبطة بالضغط قد تعيق الإيقاع الأساسي18. ومع ذلك، فإن جهاز إزالة الرجفان القابل للزرع مع تخطيط القلب داخل القلب يتيح مراقبة الإيقاع المستمرة أثناء ضغطات الصدر، مما يسمح بتقييم الإيقاع في الوقت الحقيقي أكثر دقة وتحليل موثوق بعد الضغط.
على النقيض من ذلك، كان هذا النموذج يتعامل بشكل موثوق مع جميع في الكارديوفر، مع عدة تحويلات ناجحة في كل تجربة. مكن ذلك من تكرار استخدام الفردية عبر البروتوكولات التجريبية، مما قلل من عدد التي تضحى بها وحسن كفاءة الموارد بشكل عام. بالإضافة إلى ذلك، ألغى النموذج الحاجة إلى رقع إزالة الرجفان الخارجية، مما أتاح مساحة على الصدر وحسن الوصول أثناء القياس.
يتميز النموذج بقدرته على دراسة التأثيرات الفسيولوجية لفترات توقف الدورة الدموية القصيرة والكاملة في السليمة، حيث يتم إعادة بدء القلب من خلال صدمة داخلية خفيفة وواحدة. تمكن هذه الخاصية من إجراء تحقيقات محكمة حول تحمل الإقفاري في الأعضاء الحيوية مثل الكلى والجهاز الهضمي، وإعادة توزيع تدفق الدم بعد نقص التروية العالمي، والتفاعل بين التنشيط الودي الداخلي، واستجابات الإجهاد الإقفاري، وإعطاء أدوية الأدرينالي. لذلك، يوفر النموذج منصة تجريبية قيمة لاستكشاف الاستجابات النظامية والخاصة بالأعضاء لتوقف القلب، مما يسبب نقص التروية في الجسم بالكامل في ظروف موحدة للغاية. بعيدا عن وضع الأقطاب، فإن الحفاظ على الاستقرار الفسيولوجي أمر حاسم لقابلية التكرار. يضمن المراقبة المستمرة لدرجة الحرارة والتهوية وعمق التخدير وجود حرارة طبيعية، وأكسجة كافية، وديناميكا دموية مستقرة طوال التجربة.
تظهر النتائج الممثلة المقدمة موثوقية وقابلية تكرار تحفيز وتحويل القلب للبيضان البصري الذي يتحكم به ICD في بيئة تجريبية مضبوطة. القدرة على تحفيز وإنهاء التوقيت عن بعد مكنت من توقيت سريع ودقيق، مع أقل تداخل خارجي، وهو أمر ذو قيمة لدراسة فسيولوجيا توقف القلب وديناميكيات الإنعاش. ركز تحليل النتائج على اتساق تحفيز القلب، وعدد عمليات القلب الناجحة، واستقرار الجراحة القلبية السرية.
في هذه الدراسة، التزمنا بمبدأ 3Rs من خلال توليد بيانات إحصائية قوية مع تقليل عدد المستخدمة. نظرا لمعدل الإنعاش العالي الناجح، كان بالإمكان تحفيز الرجفان البطيني والتحول القلبي عدة مرات في كل شخص. من خلال استخدام إحصائيات القياسات المتكررة داخل المشاركين ونماذج التأثيرات المختلطة التي تأخذ في الاعتبار التأثيرات الثابتة والعشوائية، أمكن إجراء الدراسة باستخدام أحد عشر فقط.
القيود
القيود الأساسية للنموذج تكمن في الحاجة إلى معدات متخصصة وخبرة المشغلين. مولد منظم ضربات القلب، وجهاز توصيل الضربات عبر الأوريد، ووحدة برمجة، ومشغل مدرب كلها ضرورية. تحديد موقع رأس الضربات البدقة أمر بالغ الأهمية ويتطلب توجيها تصويريا، عادة عبر تخطيط صدى القلب عبر الصدر أو التنظير الفلوري.
وبالتالي، قد يكون تنفيذ هذا النموذج تحديا في بيئات محدودة الموارد. ومع ذلك، بمجرد تأسيسه، يقدم طريقة فعالة وقابلة للتكرار لتحفيز وإنهاء الرجفان البصري، مما يقلل من حدوث الرجفان غير القابل للتحويل ويعزز التحكم التجريبي. هذا النموذج ذو صلة واسعة بمجموعات البحث التي تجري دراسات الإنعاش في الجسم الحي على نماذج الكبيرة.
تم تطوير هذا النموذج الخنزيري لتقييم جدوى المراقبة الآلية لدوبلر السباتي السباتي أثناء الإنعاش القلبي، وليس لاختبار استراتيجيات الإنعاش السريري. ركزت الدراسة على الاستجابات الفسيولوجية الحادة وأجريت كبروتوكول نهائي، استبعد المتابعة طويلة الأمد أو التقييم النسيجي. بالإضافة إلى ذلك، استخدمنا 11 فقط في هذه الدراسة. على الرغم من إجراء عدة تجارب متكررة على كل، قد لا يكون التباين بين الأفراد قد تم التقاطه بالكامل. علاوة على ذلك، لم تشمل الدراسة مجموعة ضابطة تستخدم الطرق التقليدية. على الرغم من أن هذه الطرق أشير إليها بأنها ذات معدل فشل مرتفع، فإن غياب المقارنة المباشرة ضمن نفس الإطار التجريبي يحد من القدرة على إظهار المزايا النسبية للتقنية المقترحة. أخيرا، يتطلب النموذج الوصول إلى معدات متخصصة مثل ICD، والمبرمج، وجهاز الموجات فوق الصوتية دوبلر، مما قد يحد من قابليته للتطبيق في البيئات التي تعاني من محدودية الموارد. بالإضافة إلى ذلك، فإن البروتوكول الجراحي يتطلب تقنيا صعوبة كبيرة، ويشمل عدة نقاط وصول وعائية، وإنشاء فخرة المثانة، وزرع ICD، مما قد يمثل منحنى تعلم حاد للمشغلين غير المتمرسين.
في هذا الإعداد التجريبي، لم يكن بالإمكان تصدير تسجيلات تخطيط القلب داخل القلب من وحدة البرمجة؛ لذلك، اعتمد تفسير البيانات فقط على المراقبة البصرية. يجب أن تتضمن الدراسات المستقبلية طريقة تمكن من تصدير آثار تخطيط القلب الكهربائي مباشرة لتسهيل التحليل الكمي.
الإفصاحات
شارلوت بيورك إنغول هي مستشارة لشركة سيمون الطبية، الشركة التي تملك التكنولوجيا المرتبطة بشركة ريسكيو دوبلر. المؤلفون الآخرون يعلنون عدم وجود تضارب مصالح.
شكر وتقدير
استخدمنا Perplexity وMicrosoft Copilot للمساعدة في التدقيق اللغوي باللغة الإنجليزية. تمت مراجعة جميع المحتويات والموافقة عليها من قبل المؤلفين. حصل هذا المشروع على تمويل من جامعة نورد، وجامعة النرويج للعلوم والتكنولوجيا، والمجلس النرويجي للبحوث.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| أبوت دوراتا 7120 ICD لفة واحدة | أبوت، أبوت بارك، إلينوي | 7120 | |
| قرص أبوت جالانت VR ICD | أبوت، أبوت بارك، إلينوي | CDVRA500Q | |
| مبرمج أبوت ميرلين | أبوت، أبوت بارك، إلينوي | 3650 | |
| قسطرة وريدية مركزية ثلاثية سيرتوفيكس | ب. براون الطبية، ميلسونغن، ألمانيا | 4167408-07 | |
| أنبوب القصبة الهوائية Portex #7.0 | سميثس ميديكال، روكلاند، ماساتشوستس | 100/150/070 | |
| إكساجون VET (بنتوباربيتال 400 ملغ/مل) | فيتفيفا ريختر، ويلز، النمسا | لا يوجد | |
| هيبارين 5000 وحدة دولية/مل | بانفارما، لويترé، فرنسا | ETI3M807-1 | |
| كيتامين 50 ملغ/مل | قاعدة أبكور الجوية، هلسينغبورغ، السويد | LB-12355-01 | |
| ميدازولام 5 ملغ/مل | ب. براون الطبية، ميلسونغن، ألمانيا | 753-12612876-0621 | |
| المورفين | قاعدة أبكور الجوية، هلسينغبورغ، السويد | LB-122184-01 | |
| محلول محلول محلول عادي بالماء الملحي | فريسينيوس كابي، أوبسالا، السويد | B202382-05 | |
| بينتو كور (ثيوبنتال) | قاعدة أبكور الجوية، هلسينغبورغ، السويد | LB-122564-01 | |
| قسطرة الطرف الوريدية 20G فاسوكس | ب. براون الطبية، ميلسونغن، ألمانيا | 4268113B | |
| PiCCO مجموعة المراقبة (محول ضغط، نظام التدفق والثرميستور) | بالشن، فيلدكيرشن، ألمانيا | PV8215 | |
| قسطرة PiCCO 5 Fr 20 سم | بالشن، فيلدكيرشن، ألمانيا | PV2015L20-A | |
| محول الضغط ومجموعة التدفق TruWave | إدواردز لايف ساينس، إيرفاين، كاليفورنيا | PX272 | |
| ريسكيو دوبلر | سيمون الطبية، تروندهايم، النرويج | لا يوجد | ملكية خاصة، غير متوفرة تجاريا |
| أسيتات الرنجر | فريسينيوس كابي، أوبسالا، السويد | B203150-02 | |
| مصور المسارات البولية 12 | مختلف | لا يوجد | |
| مقدمة غلاف الأوعية الدموية المقدمة 7.0 Fr | ميريت ميديكال، ساوث جوردان، يوتا | PSI-7F-11-035-18G | |
| جل الموجات فوق الصوتية Vue | أوبتيموم ميديكال ليدز، يونايتد كينغديم | 1157 |
المراجع
- Cherry, B. H. Modeling cardiac arrest and resuscitation in the domestic pig. World J Crit Care Med. 4 (1), 1(2015).
- Burgert, J. M., Johnson, A. D., Garcia-Blanco, J. C., Craig, W. J., O'Sullivan, J. C. An Effective and Reproducible Model of Ventricular Fibrillation in Crossbred Yorkshire Swine (Sus scrofa) for Use in Physiologic Research. Comp Med. 65 (5), 444-447 (2015).
- Schwarz, B., et al. Neither vasopressin nor amiodarone improve CPR outcome in an animal model of hypothermic cardiac arrest. Acta Anaesthesiol Scand. 47 (9), 1114-1118 (2003).
- White, N. J., et al. Coagulopathy during cardiac arrest and resuscitation in a swine model of electrically induced ventricular fibrillation. Resuscitation. 82 (7), 925-931 (2011).
- Euler, D. E., Whitman, T. A., Roberts, P. R., Kallok, M. J. Low Voltage Direct Current Delivered Through Unipolar Transvenous Leads: An Alternate Method for the Induction of Ventricular Fibrillation. Pacing Clin Electrophysiol. 22 (6), 908-914 (1999).
- Ruemmler, R., Ziebart, A., Garcia-Bardon, A., Kamuf, J., Hartmann, E. K. Standardized Model of Ventricular Fibrillation and Advanced Cardiac Life Support in Swine. J Vis Exp. (155), e60707(2020).
- Xanthos, T., et al. Cardiopulmonary arrest and resuscitation in Landrace/Large White swine: a research model. Lab Anim. 41 (3), 353-362 (2007).
- Greenwood, J. C., et al. Carbon monoxide as a cellular protective agent in a swine model of cardiac arrest protocol. PLoS One. Wang, M. 19 (5), e0302653(2024).
- Vogel, U., Wanner, T., Bültmann, B. Extensive pectoral muscle necrosis after defibrillation: nonthermal skeletal muscle damage caused by electroporation. Intens Care Med. 24 (7), 743-745 (1998).
- Guensch, D. P., et al. Evidence for Acute Myocardial and Skeletal Muscle Injury after Serial Transthoracic Shocks in Healthy Swine. PLoS One. Akar, F. G. 11 (9), e0162245(2016).
- Rubenstein, J. C., Gupta, M. S., Kim, M. H. Effectiveness of VF induction with DC fibber versus conventional induction methods in patients on chronic amiodarone therapy. J Interv Card Electrophysiol. 38 (2), 137-141 (2013).
- Fitzgibbon, E., Berger, R., Tsitlik, J., Halperin, H. R. Determination of the noise source in the electrocardiogram during cardiopulmonary resuscitation. Crit Care Med. 30 (4), S148-S153 (2002).
- Babaeizadeh, S., Firoozabadi, R., Han, C., Helfenbein, E. D. Analyzing cardiac rhythm in the presence of chest compression artifact for automated shock advisory. J Electrocardiol. 47 (6), 798-803 (2014).
- Ruiz de Gauna, S., et al. Rhythm analysis during cardiopulmonary resuscitation: past, present, and future. BioMed Res Int. 2014, 386010(2014).
- Faldaas, B. O., et al. Hands-free continuous carotid Doppler ultrasound for detection of the pulse during cardiac arrest in a porcine model. Ressuc Plus. 15 (100412), 1-10 (2023).
- Faldaas, B. O., et al. Real-time feedback on chest compression efficacy by hands-free carotid Doppler in a porcine model. Ressusc Plus. 18, 100583(2024).
- Faldaas, B. O., et al. A hands-free carotid Doppler can identify spontaneous circulation without interrupting cardiopulmonary resuscitation: an animal study. Intensive Care Med Exp. 12 (1), 121(2024).
- Ruiz De Gauna, S., et al. Rhythm Analysis during Cardiopulmonary Resuscitation Past, Present, and Future. BioMed Res Int. 2014, 1-13 (2014).
إعادة الطباعة والأذونات
الوسوم
