Summary
정상 체온 현장 외 심장 관류 (NESP) 동안 기증자 심장의 기능 평가를위한 신뢰할 수있는 비 침습적 접근법이 부족합니다. 본원에서 우리는 심외막 심초음파검사 및 전도도 카테터 방법을 사용하는 심근 성능의 exsitu 평가를 위한 프로토콜을 기술한다.
Abstract
심장 이식은 진행성 심부전의 황금 표준 치료법으로 남아 있습니다. 그러나 현재의 심각한 장기 부족으로 인해 확장된 기준을 가진 기증자 심장의 수가 증가하고 있습니다. 이러한 한계 이식편은 1차 이식 실패의 높은 위험과 관련이 있으며 이식 전에 현장 관 류의 이점을 얻을 수 있습니다. 이 기술은 지속적인 대사 모니터링과 함께 따뜻한 산소 혈액 관류를 사용하여 장기 보존을 연장 할 수 있습니다. 현재 임상 실습에 사용할 수있는 유일한 NESP 장치는 박동하는 심장의 기능적 평가를 허용하지 않는 언로드 된 비 작동 상태에서 장기를 관류합니다. 따라서 우리는 좌심실 예압 및 후부하를 조정하여 작업 모드 조건에서 NESP의 독창적 인 플랫폼을 개발했습니다. 이 프로토콜은 돼지 심장에 적용되었습니다. 심장의 Ex situ 기능 평가는 심장 내 전도도 카테터 삽입 및 표면 심 초음파로 달성되었습니다. 실험 프로토콜에 대한 설명과 함께, 본 명세서에서는 NESP 동안 압력-체적 루프 및 심근 파워의 획득과 관련된 진주 및 함정뿐만 아니라 주요 결과를보고합니다. 혈역학 적 소견과 초음파 변수 사이의 상관 관계는 특히 이식 전 기증자 심장의 추가 재활에 주요 관심사입니다. 이 프로토콜은 기증자 풀을 늘리고 1차 이식 실패의 발생률을 줄이기 위해 기증자 심장 평가를 개선하는 것을 목표로 합니다.
Introduction
심장 이식은 진행성 심부전의 황금 표준 치료법이지만 현재 장기 부족으로 인해 제한됩니다1. 확장된 기준(연령 >45세, 심혈관 위험 요인, 장기간의 저유량, 카테콜아민성 폭풍에 이차적인 급성 좌심실 기능 장애)을 가진 기증자 심장의 수가 증가함에 따라 1차이식 실패 위험이 증가합니다2. 더욱이, 조절된 순환기 사망(DCD) 후에 기증된 심장은 장기간의 온성 허혈3에 이차적인 심근 손상을 나타낼 수있다. 따라서 이식 전에 이러한 기증자 심장에 대한 더 나은 평가, 특히 심장 이식 4,5에 대한 적격성을 평가할 필요가 있습니다.
노르마더믹 제자리 관류(NESP)는 따뜻한 산소가 공급된 혈액을 사용하여 뛰는 심장을 보존합니다. NESP용으로 상업적으로 이용 가능한 유일한 장치는 작동하지 않는 상태(Langendorff 모드)에서 심장을 보존합니다. 이 접근법은 초기에 저온 허혈6의 임계 4시간 기간을 넘어 이식편의 보존을 확장하기 위해 적용되었다. 이 기술의 또 다른 주요 이점은 관류액6 내의 젖산 농도에 기초한 심근 생존력의 지속적인 평가를 제공하는 것이다. 그러나이 생화학 적 평가는 현재까지 이식 후 결과와 상관 관계가 없었습니다. 유사하게, NESP에 대한 Langendorff 모드는 이식 전에 심장의 혈역학 적 및 기능적 평가를 허용하지 않습니다. 일부 저자는 이식 후 심근 회복을 예측하기 위해 NESP 동안 심장 내 카테터 삽입의 잠재적 이점을보고했습니다7.
본 보고서는 NESP 기간 동안 기증자 심장 성능을 평가하기 위한 재현 가능한 방법론을 제공하는 것을 목표로 합니다. 우리는 작업 모드 관류를 허용하고 따라서 심 외막 초음파로 비 침습적 기능 변수를 획득 할 수 있도록 회로를 수정했습니다. 부하 독립적 변수인 심근 작업 지수는 압력-변형 루프를 사용하여 기록되었습니다. 우리는 심근 작업과 심장 내 전도도 카테터 삽입에서 얻은 혈역학 변수 사이의 관계를 조사했습니다.
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Protocol
본 의정서는 동물 실험에 관한 지역 윤리위원회와 동물 복지 기관위원회 (APAFIS # 30483-2021031811339219 v1, 프랑스 파리 사클레이 대학 동물 윤리위원회)의 승인을 받았습니다. 동물은 국립 보건원에서 개발 한 실험실 동물의 관리 및 사용 지침과 국립 의학 연구 협회에서 개발 한 실험실 동물 관리 원칙에 따라 처리되었습니다.
참고: 수술 절차는 인간에게 사용된 것과 동일한 기술을 사용하여 엄격한 불임 상태에서 수행되었습니다. 실험 절차에는 큰 흰 새끼 돼지 (45-60 kg)가 포함되었으며 전신 마취하에 수행되었습니다.
1. 동물 컨디셔닝 및 마취 프로토콜
- 동물 복지를 보장하기 위해 동족체와 환경 농축으로 동물이 7 일 동안 적응하도록하십시오.
- 실험 프로토콜에 포함되기 12 시간 전에 동물에게 먹이를주지 마십시오.
- 목 근육에 틸레타민과 졸라제팜(10mg/kg)의 등몰 혼합물을 근육 주사하여 시술 30분 전에 전투약을 수행하십시오.
- 동물이 진정되면 카테터를 귀 정맥에 삽입하고 프로포폴 (2mg / kg)의 정맥 주사와 아트라쿠륨 (2mg / kg)의 투여로 전신 마취를 유도합니다.
- 7.5mm 구강 기관 프로브로 동물을 삽관하십시오.
- 연속 EKG, 호기CO2 및 산소 측정법으로 동물을 모니터링합니다.
- 흡입 된 이소 플루 란 (2 %)과 40 % 산소 보충제를 혼합하여 전신 마취를 유지하십시오.
2. 심장의 현장 혈역학 및 심 초음파 평가
참고: 혈역학적 평가는 Swan Ganz 카테터로 수행되는 반면 심장의 기본 기능 평가는 경흉부 심초음파로 수행됩니다.
- Seldinger 기술8을 사용하여 상완 두부 정맥 트렁크에 8 프랑스어 (Fr) 덮개를 경피적으로 삽입합니다.
- 카테터를 탈기하고 0 압력을 설정한 후 모니터링 화면에서 폐압 프로파일이 관찰될 때까지 Swan Ganz 카테터를 8Fr 외피에 삽입합니다.
- 풍선이 팽창하는 동안 폐 순환에서 Sawn-Ganz 카테터를 밀어 폐동맥 폐색 압력을 얻습니다.
- Swan Ganz 카테터의 근위 라인에 10mL의 저온(4°C) 식염수를 주입하여 열희석 접근법을 사용하여 심박출량을 평가합니다. 측정을 세 번 반복하십시오.
- 복엽기 Simpson 기술9를 사용하여 좌심실 박출률(LVEF)을 평가합니다.
- 대동맥 판막과 대동맥 뿌리를 탐색하여 상행 대동맥을 통한 심장의 현장 관류를 손상시킬 수 있는 2등급 이상의 구조적 장애 또는 대동맥 역류를 식별합니다(그림 1).
3. 표준 열 식 현장 관 류(NESP) 기계의 설명 및 프라이밍
알림: 수정된 NESP 모듈은 Langendorff 관류 및 작업 모드 관류를 수행하는 데 사용됩니다. 간단히 말해서, 회로의 대동맥 라인을 Y- 커넥터를 통해 준수 챔버에 연결하십시오. 소아 산소 공급기와 심장 절개술 저장소 (모듈의 대동맥 커넥터 위 70-80cm 높이)를 추가하여 작업 모드에서 약 70mmHg의 좌심실 후 부하를 제공하십시오. 작업 모드에서 약 10mmHg의 좌심방 예압을 제공하기 위해 Y- 커넥터를 사용하여 다른 심장 절개술 저장소 (모듈의 대동맥 커넥터 위 7-10cm 높이)를 주 유입 라인에 연결합니다 (그림 2). 관상 동맥 흐름은 폐 캐뉼러에 연결된 유량 센서로 평가됩니다. 원심 펌프, 멤브레인 산소 공급기 및 히터 냉각기가 회로에 연결됩니다(그림 2). 솔루션 설명은 표 1을 참조하십시오.
- 프라이밍 용액으로 관류 회로를 프라이밍합니다(표 1).
- 펌프 출력을 1500mL/분으로 설정합니다.
- 기증자 돼지 (1200-1500 mL)에서 채취 한 혈액을 회로에 추가하십시오.
- 산소 분압 >250 mmHg에 도달하도록 가스 혼합기를 설정하십시오.
- 유지 보수 용액과 아드레날린 용액(표 1)을 회로에 연결하고 초기 출력을 각각 5mL/h 및 0.1mL/h로 설정합니다.
- 관류 모듈에 심장을 배치하기 전에 실온(RT)에서 관류수의 온도를 설정합니다.
- 작업 모드에서 2.5 mg / mL 농도 (0.04-0.12 mg / h 사이의 출력)의 도부 타민 주사기를 연결하십시오.
4. 정상 발열 현장 심장 관류를 위한 심장 조달 및 계측
- 심장 조달
- 동물을 앙와위 자세에 놓고 전신 마취를 계속 유지하십시오.
- 중앙 흉골 절개술을 시행하고 심낭을 엽니 다.
- 4 개의 체류 봉합사로 심낭을 중단하십시오.
- 우심방과 오름차순 대동맥에 4-0 폴리 프로필렌 봉합사를 배치하여 지혈대로 캐뉼러를 고정합니다.
- 헤파린 주입 (300 UI / kg)과 대동맥 뿌리의주의 깊은 해부 후, 혈액 수집을 위해 우심방에 2 단계 정맥 캐뉼러를 삽입하고 심근 마비 주입을 위해 상행 대동맥에 단일 루멘 캐뉼러를 삽입합니다.
- 상류층과 하대정맥을 실라스틱 지혈대로 분리하십시오.
- 정맥 캐뉼러를 10,000IU의 비 분획 헤파린이 들어있는 혈액 수집 백에 연결하십시오.
- 새끼 돼지 몸을 Trendelenburg 위치에 놓아 수집 백으로의 혈액 배수를 개선하십시오.
- 혈액 수집이 완료되면 상행 대동맥을 교차 고정하고 대동맥 뿌리에 Del Nido 심근 마비를 주입하고(표 1) 상행 대동맥이 압력을 받고 있는지 확인합니다(대동맥 역류 없음).
- 하대 정맥과 오른쪽 폐정맥을 각각 열어 우심방과 좌심방을 내리고 상 대정맥은 지혈대로 고정합니다.
- 심근 마비 주입이 완료되면 4-0 폴리 프로필렌의 두 바늘로 왼쪽 헤미 아접합체 정맥을 결찰합니다.
- 좌심방 후벽과 함께 폐동맥의 2cm를 유지하면서 심장 조달을 진행하십시오.
- 심방 중격을 검사하여 난소 공이 없는지 확인하고 필요한 경우 4-0 폴리 프로필렌 봉합사를 사용하여 닫습니다.
- NESP 이전의 심장 계측
- 심장을 4 ° C 식염수에 넣고 상행 대동맥을 폐동맥에서 분리합니다. 대동맥 판막과 관상 동맥이 손상되지 않았는지 확인하십시오.
- 오름차순 대동맥의 말단 부분 아래 5mm 아래에 4 개의 스티치 (4-0 폴리 프로필렌)를 삽입하고 주입 캐뉼러를 대동맥에 삽입합니다. 캐뉼러를 고정하기 위해 대동맥 주위에 호스 클램프를 조입니다.
- 배수 캐뉼러를 폐동맥에 삽입하고 3-0 폴리 프로필렌 실행 봉합사로 고정합니다.
- 5-0 폴리 프로필렌 실행 봉합사로 열등하고 우수한 대정맥을 닫습니다.
- 좌심방 후벽을 4-0 폴리 프로필렌 달리기 봉합사로 닫습니다.
- 좌심방 벽의 후벽을 통해 왼쪽 통풍구 캐뉼러를 삽입하고 지혈대를 올가미로 만듭니다.
- 예압 캐뉼라를 좌심방 부속기에 삽입하고 지혈대를 올무로 묶습니다.
5. NESP 기계에 연결 및 심장 소생술
알림: 심장을 계측하기 전에 소생술에 필요한 재료, 특히 내부 프로브가있는 제세 동기와 심 외막 전극이있는 외부 심박 조율기 옆에 있는지 확인하십시오. 압력 라인이 대동맥 라인에 연결되어 있고 출력 센서가 관상 동맥 흐름 라인에 있는지 확인하십시오. 애프터로드 라인과 작업 모드 회로의 예압 라인을 고정해야합니다.
- 펌프 유량을 200mL/분으로 줄입니다.
- 커넥터를 탈수 한 후 심장을 대동맥 커넥터에 연결하십시오. 심장이 관류 모듈에 적절하게 연결되어 하심실 벽과 좌심방 및 우심방이 작업자 앞에 있는지 확인하십시오. 대동맥 역류를 방지하기 위해 상행 대동맥을 비틀지 마십시오.
- RT에서 대동맥 압력을 30mmHg로 조정하십시오.
- 소생술하는 동안 부비동 리듬이 회복 될 때까지 부드러운 심장 마사지를 수행하십시오.
- 15-25분 내에 펌프 유량을 50mL/min 단위로 천천히 증가시켜 65mmHg의 대동맥압을 달성합니다. 동시에 37 °C에 도달하기 위해 2-4 °C의 단계로 관류 온도를 높입니다.
- 대동맥 압력이 65mmHg이고 관류 온도가 37 ° C가되면 필요한 경우 5J에서 감전을 전달하고 부비동 리듬이 회복 될 때까지 반복합니다.
- 우심실 후벽에 심 외막 전극을 고정하고 외부 심박 조율기에 연결하십시오. 심장의 속도를 80BPM으로 조절하여 자발적인 리듬을 과도하게 유도합니다.
- 폐 캐뉼러를 관상 동맥 흐름 라인에 연결하십시오.
- 관류의 가스 및 생화학 분석을 위해 동맥혈 및 정맥혈 샘플을 수행합니다. 포도당 >1 g / L, K + 3.5-5.5 mmol / L, Ca 2 + 1.0-1.20 mmol / L, pH 7.35-7.45, Na + 135-145 mmol / L 및 HCO3-20-24 mmol / L.
- 65-75 mmHg의 평균 대동맥 압력과 650-850 mL / min의 관상 동맥 흐름에 도달하도록 펌프 흐름을 조정하십시오.
- 젖산의 심근 추출이 효과적인지 확인하기 위해 15 분마다 동정맥 혈액 가스 분석을 수행하십시오. 정맥 젖산염이 동맥 젖산염보다 높으면 유지 용액을 줄여 평균 대동맥압을 80mmHg로 높이고 15 분 후에 젖산 농도를 확인하십시오. 동정맥 젖산 청소율이 여전히 손상되면 관상 동맥 흐름을 >850mL로 늘리고 15 분 후에 젖산 농도를 확인하십시오.
6. 작업 모드 절차
참고: 젖산의 효율적인 동정맥루 청소는 일반적으로 Langendorff 관류 시작 후 30분 이내에 달성됩니다. 그런 다음 예압 캐뉼러를 예압 저장소에 연결하여 작업 모드를 시작할 수 있습니다(이 라인은 이전에 Langendorff 모드에서 클램핑되었습니다). 유사하게, 애프터로드 라인은 대동맥 라인에 연결됩니다 (그림 2). 심 박출량을 측정하기 위해 애프터로드 라인에 유량 센서를 설정하십시오.
- 예압 라인을 열고 펌프 흐름을 조정하여 예압 저장소가 안정적으로 채워지도록 하십시오. 이 기간 동안 좌심방과 좌심실은 점차적으로 혈액으로 채워집니다.
- 대동맥 후부하 라인을 열고 Langendorff 관류에 사용되는 회로의 메인 라인을 고정하십시오. 애프터로드 저장소는 점진적으로 채워집니다. 향수를 회로의 주 저장소로 다시 가져오는 오버플로 라인으로 저장소의 배수를 보장합니다.
- 0.04 mg / min의 도부 타민 주입을 시작하십시오.
- 동맥 및 정맥혈 가스 샘플 분석을 수행하여 젖산의 심근 추출이 여전히 효과적인지 확인하십시오.
- 심 박출량이 안정되면 심 외막 초음파 측정과 함께 침습적 혈역학 적 평가를 수행하십시오.
7. 컨덕턴스 방법을 사용한 압력-부피(PV) 루프 평가
알림: 모든 보정 단계는 작업 모드에서 수행해야 합니다.
- 좌심실에 PV 카테터 배치
- 식염수로 7 Fr 피그테일 컨덕턴스 카테터를 청소하고 하드웨어 인터페이스에 연결합니다.
- 승모판과 정렬되도록 좌심방 지붕을 통해 이전에 삽입된 도입기 8 Fr 외피에 카테터를 부드럽게 밀어 넣습니다.
- 카테터가 승모판을 가로 지르 자마자 최적의 압력 및 부피 신호를 고려하여 적절한 위치를 조정하십시오. 노이즈가 너무 많으면 컨덕턴스 카테터를 부드럽게 움직여 루프의 품질을 향상시킵니다.
- PV 루프 카테터 교정
- 압력 교정
- 컨덕턴스 카테터가 좌심실에 적절하게 배치되면 소프트웨어에서 교정 인터페이스를 열고 컨덕턴스 측정을 위해 수집 소프트웨어를 사용하여 압력 값을 교정합니다.
- 녹음을 시작하고 제어 인터페이스에서 0mmHg 압력과 100mmHg를 선택하고 각각 5초 동안 녹음합니다.
- 그런 다음 기록을 중지하고 압력 교정 인터페이스를 엽니다. 해당 신호를 압력 레벨과 일치시킵니다.
- 보정이 완료되면 신호가 침습적 혈압 모니터링으로 얻은 값과 일치하는지 확인합니다.
- 볼륨 보정
- 컨덕턴스 교정
- 컨덕턴스 측정을 위해 소프트웨어의 제어 인터페이스를 엽니다.
- 녹음을 차례로 시작하고 보정 인터페이스에서 제안한 볼륨을 선택합니다.
- 인터페이스가 각각 5초 동안 녹화하도록 한 다음 녹화를 중지합니다.
- 획득한 데이터 트레이스를 사용하고 볼륨 교정 인터페이스를 엽니다.
- 해당 트레이스를 압력 수준과 일치시킵니다.
- 병렬 볼륨 교정
- 주변 심장 조직은 전기를 전도하고 전체 볼륨 신호에 기여합니다. 정확한 부피 측정(후처리 교정)을 위해 이 병렬 부피를 제거합니다.
- 이 설정(심근벽)에서 평행 부피를 평가하려면 10cc의 고장성 식염수(4%)를 좌심방 라인에 한 번 주입합니다.
- 고 나트륨 혈증을 피하기 위해 수술을 반복하지 마십시오.
- 컨덕턴스 교정
- 압력 교정
- 필드 보정 계수 교정
- 초음파 측정에서 얻은 스트로크 볼륨 값을 입력합니다.
참고: 알파 계수는 초음파 측정 또는 컨덕턴스 카테터 삽입으로 얻은 뇌졸중 부피의 비율을 고려하여 계산됩니다.
- 초음파 측정에서 얻은 스트로크 볼륨 값을 입력합니다.
- PV 데이터 수집
- 컨덕턴스 신호와의 간섭을 피하기 위해 심장의 심 외막 페이싱을 중지하십시오. 신호가 안정화될 때 정상 상태로 데이터 기록(그림 3)
- 일련의 10개의 연속 루프를 선택하고 분석 소프트웨어를 엽니다. 소프트웨어는 뇌졸중 작업, 사전 모집 가능한 뇌졸중 작업, 최대 dP/dt, 최소 dP/dt 및 타우 지수를 자동으로 제공합니다.
- 수축기 말 압력-부피 관계 및 이완기 말 압력-부피 관계를 얻으려면 예압 폐색 중에 신호를 기록하십시오. 예압 감소가 효과적일 때까지 심방 관류 라인을 점차적으로 고정합니다(그림 4). 그런 다음 cl을 풉니다.amp.
8. 작동 상태에서 심장의 심 외막 심 초음파 평가
- 초음파 루프 획득
- 심 초음파 기계에 연결된 3 개의 EKG 심 외막 전극을 놓습니다.
- 심장 주위에 멸균 드레이프를 바르고 경식도 프로브를 사용하십시오.
- 프로브를 좌심방의 상부 벽에 적용하고 4 챔버보기가 얻어 질 때까지 변환기를 수동으로 돌립니다 (그림 5).
- X-plan 모드를 사용하여 심근 성능 평가를 위한 심초음파 획득 소프트웨어를 시작합니다.
- 그런 다음 초음파 프로브 모터를 실행하여 3 개 및 2 개의 챔버보기를 얻습니다. 이러한 견해의 분석을 통해 좌심실 박출률과 전체 종단 변형률9을 측정 할 수 있습니다.
- 심근 작업 지수 (MWI) 평가
- 4, 3 및 2 챔버 뷰를 획득하고 동시 동맥압을 기록합니다 (그림 6).
- 이러한 보기와 개방형 MWI 소프트웨어를 사용하여 전체 종단 변형률을 평가합니다. 루프 획득 중에 관류 회로의 외부 센서에서 감지한 침습적 혈압을 사용하십시오.
- 대동맥 및 승모판의 정확한 개폐 시기를 소프트웨어에 수동으로 알립니다.
알림: MWI 소프트웨어는 글로벌 MWI, 건설적인 작업, 낭비되는 작업 및 효과적인 작업을 자동으로 제공합니다.
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Representative Results
본원에서 우리는 이식 전에 공여자 심장의 Langendorff 관류에 대해 임상 실습에서 일반적으로 사용되는 변형된 심장 관류 모듈을 사용하여, 단심실 작동 상태의 NESP 프로토콜을 기술하였다. 본 커스텀 모듈을 이용한 NESP의 이 새끼 돼지 모델은 2019년에 개발되었습니다. 대부분의 관류 회로가 실험에 재사용되었기 때문에 회로의 수정은 미미했습니다. 모듈의 캡은 운송 중에 심장을 보호하기 위해 유연하고 방수 된 멤브레인을 제공했습니다. 또한 멸균 된 환경에 남아있는 동안 표면 심 초음파를 허용했습니다. 혼합 혈액 및 프라이밍 용액으로 권장되는 프라이밍 부피는 임상 실습에서 약 1200-1500mL입니다. 본 프로토콜에서, 프라이밍 부피는 더 높았는데(2000mL) 이는 작업 모드 관류를 위해 더 긴 튜빙과 추가 저장소가 필요했기 때문이다. 따라서 이러한 고려 사항은 >1500mL의 혈액 수집을 위해 50kg 이상의 동물이 필요했습니다.
관류 모듈에서 돼지 심장의 배치는 작업 모드10,11에서 이전에 보고된 NESP 모델과 비교했을 때 달랐습니다. 실제로, 그들 대부분은 대동맥에 매달려있는 심장을 혈액 수집 실 위의 수직 위치에 묘사했습니다. 이 프로토콜에서는 상업적으로 맞춤화된 모듈을 사용하고 관류 상자에 앞쪽이 약간 기울어진 위치에 놓이고 뒤쪽이 작업자를 향하도록 심장을 설정했습니다. 그러나, Hatami et al.은 NESP 동안 심장의 위치가 최적의 심근 관류12에 중요한 요소이며 교수형 위치보다 더 나을 것이라고 제안했다.
본 프로토콜은 6마리의 동물을 사용하여 30분 동안 실험 Langendorff 모드(LM)를 수행한 후 2시간 동안 작업 모드(WM) 관류를 수행했습니다. 평균 대동맥압(MAP)과 심박출량(CO)을 지속적으로 모니터링하고 30분마다 기록하였다. 심장 파워 출력 (CPO)은 다음과 같이 계산되었다: CO x MAP/451. NESP 동안 젖산 생존력에 대한 증거로서 젖산염(MEL)의 심근 추출이 효과적인지 확인하기 위해 관류액 내 젖산 농도 평가를 30분마다 수행했습니다. 혈류역학적 평가는 WM 관류 동안 T0, T60 및 T120에서 가능한 한 빨리 수행되었습니다. NESP 동안의 대사 및 혈역학적 측정은 표 2에 요약되어 있습니다.
심장 카테터 삽입에 의한 혈역학 적 평가를 고려할 때, 좌심방 지붕을 통해 배치 된 컨덕턴스 카테터를 사용한 다음 승모판을 가로 질러 피그 테일을 좌심실의 정점에 배치하여 최적의 PV 루프를 달성했습니다. 컨덕턴스 카테터의 위치는 심 외막 심 초음파를 사용하여 확인되었습니다 (그림 5). PV 루프 신호의 품질은 카테터 위치 및 외부 페이싱과의 간섭에 따라 달라질 수 있습니다(그림 7).
작업 모드 관류 중 기능 평가
WM 관류 중 심 초음파 평가는이 연구에 사용 된 맞춤형 설정에서 수행되었으며 실험에 대한 재현성과 함께 좌심실 박출률 (LVEF) 평가, 전체 종단 변형률 (GLS) 및 심근 작업 지수 (MWI)를 제공했습니다. 3개의 좌심실 보기는 모두 모든 실험에서 임의의 시점에서 얻어졌다(도 6). 평균 LVEF, GLS 및 MWI는 각각 40.8 (± 11) %, -8.00 (± 2) % 및 652 (± 158) mmHg %였다. 컨덕턴스 카테터 측정은 WM 관류 동안 수행되었다. WM 관류 동안 평균 SW, 최대 dP/dt, 최소 dP/dt, 수축기 말 압력-부피 관계(ESPVR), 타우 및 사전 모집 가능한 뇌졸중 작업(PRSW)은 각각 877(± 246) mmHg·mL, 1463(± 385) mmHg/s, -1152(± 383) mmHg/s, 5.13(± 3.16), 79.4(± 23) ms 및 63.4(± 17.5) mmHg·mL였습니다. WM 관류 동안 컨덕턴스 카테터 또는 표면 심 초음파로 평가 된 혈역학 적 매개 변수는 표 3 및 표 4에 요약되어 있습니다.
MWI의 유의한 감소는 모든 실험(도 8A)뿐만 아니라 심박출량(도 8B) 및 ESPVR과 관련된 기타 파라미터(도 8C)에서 시간이 지남에 따라 WM 관류 동안 관찰되었다. 글로벌 MWI는 컨덕턴스 카테터로 측정한 심박출량과 상관관계가 있었습니다(r = 0.85, p < 0.001)(그림 9).
그림 1 : 대동맥 판막의 흉골 경 흉부 심 초음파 보기. 대동맥 판막과 상행 대동맥을 검사하여 상행 대동맥류가없고 2 등급 이상의 심각한 대동맥 역류가 없는지 확인합니다. 기능적 좌심실 박출률도 평가됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2: 단심실 작업 모드를 위한 수정된 장기 관리 시스템 회로 . (A) 혈관 탄성을 재현하기 위해 애프터로드 라인에 컴플라이언스 챔버가 설정됩니다. Y- 커넥터는 13-15 mmHg에서 좌심방에 예압을 제공하기 위해 심장 이식편 위 10cm 높이의 저장소를 채우기 위해 주 동맥 라인에 설정됩니다. 또 다른 Y- 커넥터는 대동맥 커넥터 앞의 주 동맥 라인에 배치됩니다. (B) Y- 커넥터의 가지 중 하나는 3/8 인치 튜브에 연결되어 소아용 산소 공급기와 70cm 높이의 저장소를 연결하여 60mmHg의 좌심실의 애프터 로드를 제공합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3: 압력-체적 컨덕턴스 카테터에서 제공하는 안정적인 컨덕턴스 신호. 소프트웨어에 기록된 압력-체적 루프의 안정적인 신호는 좌심방에 설정된 8Fr 외피를 통해 좌심실에 삽입된 카테터의 중앙 위치에 의해 제공됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4: 예압 저장소의 점진적 교차 클램핑. 예압 저장소와 좌심방으로부터 튜브를 점진적으로 폐색하는 절차는 좌심방에 주입되는 부피의 감소를 제공한다. 그런 다음 압력 체적 루프가 수집 소프트웨어로 기록됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 5: WM 중 심장 이식편의 표면 심초음파 평가 중 경식도 초음파 프로브 위치 . (A) NESP 동안 심장의 뒤쪽 면이 작업자를 향하는 동안 프로브는 좌심방 벽에 배치됩니다. (b) 이러한 배치는 좌심방, 좌심실 및 승모판의 심초음파도를 제공한다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 6: NESP 동안 TEE 프로브로 얻은 좌심실 보기. 좌심방의 후벽에 설정된 경식도 프로브를 사용하는 심 외막 심 초음파는 좌심방과 좌심실의 2 챔버보기를 제공합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 7: 컨덕턴스 신호 획득 불량의 예. (A) 심실 중격의 움직임에 의해 방해받는 신호가 있는 중앙에 위치하지 않은 컨덕턴스 카테터. (B) 외부 페이싱에 의해 방해받는 컨덕턴스 신호. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 8: WM 관류 중 시간 경과에 따른 선형 회귀. (A) 심근 작업 지수 (MWI, mmHg%), (B) 심 박출량 (CO, mL.min-1) 및 (C) 수축기 말 압력-부피 관계 (ESPVR). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 9: 작업 모드 관류 중 MWI와 심박출량 간의 관계. 작업 모드에서 현장 심장 관류 중 심근 작업 지수(mmHg %)와 심박출량(mL·min-1) 간의 상관 곡선. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
| 프라이밍 용액 | 유지보수 솔루션 | 아드레날린 솔루션 | 델 니도 심근 마비 |
| 500 mL NaCl 용액 | 아데노신 60 mg | 아드레날린 0.25 mg | 500 mg의 링거 용액 |
| 마그네슘 150 mg | 40mL의 NaCl 용액 | 포도당 5 % 500mL | KCl 10% 10 mL |
| 메치르프레드니솔론 250 mg | (농도 : 1.5 밀리그램 / mL) | 자일로카인 3 mL 2% | |
| 세포탁심 1 g | 만니톨 6 mL 20% | ||
| 6 mL 중탄산 나트륨 8.4% | |||
| 황산마그네슘 15% 7 mL |
표 1: 솔루션 설명. 이 표는 이 프로토콜에 사용되는 프라이밍, 유지, 아드레날린 및 델니도 심근 마비 용액을 준비하는 데 사용되는 성분의 부피와 농도를 제공합니다. Del Nido 심근 마비 용액은 차가운 허혈성 시간 동안 심근 보호와 함께 심장 마비를 달성하는 데 사용됩니다. 프라이밍 용액은 실험 프로토콜 중에 수집 된 혈액과 함께 관류 기계에 주입됩니다. 유지 보수 용액과 아드레날린 용액은 안정적인 관류 매개 변수를 유지하기 위해 현장 외 심장 관류 중에 주입됩니다.
| 티0 | T120 | |
| 젖산 농도 (밀리몰 / L) | 2.4 (0.97–2.83) | 1.27 (0.36–2.48) |
| 젖산염의 심근 추출 (mmol / L) | 0.15 (0.14–0.19) | 0.08 (0.04–0.09) |
| 산이 | 7.37 ( 7.31–7.45) | 7.41 (7.31–7.47) |
| 칼륨 (밀리몰 / L) | 4.6 ( 4.4–5.1) | 4.9 (4.3–5.5) |
| 수축기 대동맥 압력 (mmHg) | 132.5 (101.0–142.3) | 101.0 (96.2–109.3) |
| 평균 대동맥압 (mmHg) | 97.5 (73.0–106.8) | 77.0 (69.0–85.5) |
| 관상 동맥 흐름 (mL / 분) | 925 (550–1050) | 700 (550–875) |
| 심장 파워 출력 | 326.5 (116.5–485.5) | 228.0 (185.5–361.0) |
표 2: WM 관류 동안 평가된 혈역학적 및 대사 매개변수. 데이터는 중앙값 및 사분위수 범위와 함께 제공됩니다.
| SW (mmHg·mL) | 최대 dP / dt (mmHg / s) | 최소 dP/dt (mmHg/s) | 증권 시세 표시기 | 타우 (ms) | 증권 시세 표시기 | |
| 의미하다 | 877 | 1463 | -1152 | 5.13 | 79.4 | 63.4 |
| 중앙값 | 816 | 1423 | -1025 | 4.01 | 73.9 | 62.8 |
| 표준 편차 | 246 | 385 | 383 | 3.16 | 23.0 | 17.5 |
| 최소 | 528 | 778 | -1856 | 2.19 | 52.0 | 40.0 |
| 최대 | 1244 | 2119 | -755 | 13.8 | 134 | 101 |
표 3: WM 관류 동안 컨덕턴스 카테터 방법으로 얻은 평균 및 중앙값. 약어 : ESPVR : 수축기 말 압력-부피 비율; PRSW : 사전 모집 가능한 뇌졸중 작업; 세레나: 스트로크 작업.
| GLS (%) | LVEF (SB) | 증권 시세 표시기 | 증권 시세 표시기 | |
| 의미하다 | -8.04 | 40.8 | 652 | 936 |
| 중앙값 | -8.00 | 37 | 642 | 919 |
| 표준 편차 | 2.03 | 11.0 | 158 | 208 |
| 최소 | -11.5 | 27 | 389 | 579 |
| 최대 | -5.00 | 59 | 898 | 1268 |
표 4: WM 관류 중 표면 심초음파로 얻은 평균 및 중앙값. 약어 : GLS : 글로벌 종 방향 변형; LVEF: 좌심실 박출률; MWI : 심근 작업 지수; MWE : 심근 작업 효율; GCW : 글로벌 건설적인 작업.
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Discussion
NESP 프로토콜에서 고려해야 할 몇 가지 중요한 단계가 있습니다. 심장의 현장 예비 평가는 특히 심각한 대동맥 역류 (2 등급 이상)가 없어야하는 대동맥 판막을 고려할 때 중요했습니다. 그렇지 않으면 Langendorff 기간 동안 관상 동맥 관류 및 심근 허혈로 인해 심장 소생술이 손상됩니다. Langendorff 관류 후 WM의 시작은 예압 저장소의 채우기, 펌프 흐름, 좌심방의 압력 및 대동맥 유출 라인을 조절하기 위해 최소 두 사람이 필요한 어려운 기동이었습니다. 이 전환 기간은 젖산염에 대한 대사 효과적인 심근 추출이 달성되면 수행되었습니다. 이 기간 동안 관류 회로는 주요 공기 색전증과 관련된 펌프 해체로 인해 멈출 수 있습니다. 안정적인 2 개 및 3 개의 챔버보기를 얻기 위해 왼쪽 심방 벽에 초음파 프로브를 최적으로 배치하는 것은 성가신 캐뉼러와 심장 주위에 설정된 재료로 인해 부분적으로 방해를 받았습니다. 심 초음파 데이터는 최소 3 번의 수축주기로 매우 안정적인 초음파 신호로 기록되어야했습니다.
NESP 동안 심장의 소생술은 문헌에 명시 적으로보고되지 않았다. NESP13을 시작하기 위한 소생술 절차를 자세히 설명하는 연구는 소수에 불과하다. 예비 소생술 접근법은 관상 동맥 흐름과 혈액 온도를 천천히 증가시킴으로써 (실온에서 37 ° C까지) 점진적 재관류를 포함한 최적의 소생술 기술을 달성하기 위해이 프로토콜에서 개발되었습니다. 초음파 영상의 주요 문제는 좌심방 지붕에서 프로브의 최적 위치를 찾는 것이 었습니다. 후벽이 작업자를 향하는 관류 된 심장의 위치는 심장을 움직이지 않고 대동맥 판막 막 역류의 위험없이 표면 심 초음파를 수행 할 수있었습니다. 회로에 기포가 있으면 이미징 품질이 변경되었으며이 문제는 가능한 한 피해야합니다. 회로의 최적화는 특히 애프터로드 저장소에서 주 저장소로의 혈액 배수를 고려하여 혈액 난기류를 줄이기 위해 수행되었습니다. 좌심실로의 컨덕턴스 카테터의 일정하지 않은 위치는 품질이 떨어지는 PV 루프 곡선을 제공했습니다. 그러나 PV 루프 신호는 좌심방 후벽의 중앙, 승모판의 중심을 통해 좌심실의 중간 부분에 카테터를 도입함으로써 크게 향상 될 수 있습니다.
좌심강 로딩은 현장 심 초음파 평가에 필수적입니다. 비록 심박출량의 감소가 이전에 다른 연구에서 기술된 반면, 젖산염 경향은 안정적으로 유지되었다 하더라도, 실제 단심실 작동 모드관류 11을 사용하여 그러한 고려를 기술한 논문은 소수에 불과하다. 심실 작업 모드 관류는 기술적 인 이유로이 모델에서 수행되지 않았는데, 이는 이러한 시스템이 훨씬 더 복잡하고 번거롭기 때문입니다. 그러나 RV의 작업 모드 부족은 LV 평가의 교란 요인 인 LV 및 RV 상호 의존성 때문에 의심 스럽습니다. RV 실패는 높은 사망률과 관련된 이식 후 일반적인 합병증이기 때문에 우심실 평가의 부족도 의심 스러울 수 있습니다. 칼륨 농도는 우리의 맞춤형 회로에 혈액 여과막이 포함되어 있지 않았기 때문에 제거 가능성없이 향수에서 지속적으로 증가했습니다. 이 관류 모드와 관련된 주요 문제는 기관 자체가 신진 대사를 조절하고 심근 대사에 의해 생성 된 모든 대사 산물을 제거 할 수있는 다른 기관과 분리되어 있다는 사실입니다. 일부 저자는 작업 모드14에서 연장 된 NESP를 제공하는 혈액 여과 시스템을 포함하는 관류 모델을 설명했으며, 관류 말기시 심근 부종이 크게 감소하여 시간이 지남에 따라 심근 성능이 저하됩니다.
심근 혈류 역학 및 심 초음파 성능은 우리의 경험에서 작업 모드에서 NESP에서 감소했으며 전도도 카테터 삽입으로 기록 된 심장 혈류 역학도 감소했습니다. 이것은 관류가 이식 전에 기증자 심장에 대한 방부제 방법으로 간주되어서는 안된다는 것을 시사합니다. WM 동안 생화학 적 경향은 Langendorff 모드와 비교하여 달랐습니다. WM 동안 젖산염의 심근 추출은 지속적으로 효과적 이었지만 혈역학 적 성능은 점진적으로 감소했습니다. 이 발견은 젖산 추세가 다른 연구15에서 이전에 관찰 된 바와 같이 WM에서 심근 성능을 평가하는 데 관련된 매개 변수가 아닐 수 있음을 시사합니다.
NESP 동안 심장의 기능 평가는 임상의에게 큰 관심을 끌 것입니다. 침습적 평가 방법 (PV 루프 기술)에는 몇 가지 한계가 있습니다. 실제로, 컨덕턴스 기술은 일반적으로 심근 자체와 함께 전기 신호를 유도하는 생리적 생물학적 환경 없이 심장 이식편의 격리 때문에 신뢰할 수 있는 결과를 신중하게 도출하도록 고려되어야 합니다(16). NESP 기술로 보존 된 한계 이식편을 이식하기로 한 결정은 현재 젖산 경향17에만 근거합니다. 우리는 이 접근법이 이식 전에 이 주요 문제를 해결하기 위해 쉽게 적용될 수 있다고 믿습니다. 그것은 기증자 심장의 해부학 적 (판막 질환, 심근 두께) 및 기능적 평가를 모두 제공 할 수 있습니다. 좌심실의 심 초음파 평가는 전임상 모델에서 달성되었으며 전도도 카테터로 평가 된 심 박출량과 유의 한 상관 관계가있는 부하 독립적 매개 변수 인 MWI를 얻을 수있었습니다. 이러한 예비 결과는 작업 모드에서 NESP 동안 표면 심 초음파 평가의 역할을 강조합니다.
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Disclosures
모든 저자는 공개 할 이해 상충이 없습니다.
Acknowledgments
조르주 로페즈 연구소, 리시외, 69380, 프랑스
클라우디아 라세르다, 제너럴 일렉트릭 헬스케어, 부크, 프랑스
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 3T Heater Cooler System | Liva Nova, Châtillon, France | IM-00727 A | Extracorporeal Heater Cooler device |
| 4-0 polypropylene suture | Peters, bobigny, France | 20S15B | sutures |
| 5-0 polypropylene suture | Peters, bobigny, France | 20S10B | sutures |
| Adenosine | Efisciens BV, Rotterdam, Netherlands | 9088309 | Drugs for the ex-vivo perfusion |
| Adrenaline | Aguettant, Lyon, France | 600040 | Drugs for the ex-vivo perfusion |
| Atracurium | Pfizer Holding France, Paris, France | 582547 | Drugs for the induction of the anesthesia |
| DeltaStream | Fresenius Medical Care, L’Arbresle, France | MEH2C4024 | Extracorporeal blood pump |
| EKG epicardial electrodes | Cardinal Health LLC, Waukegan, Illinois, USA | 31050522 | EKG detection electrodes |
| External pacemaker | Medtronic Inc. Minneapolis, Minneapolis, USA | 5392 | Pacemaker device |
| Glucose 5% | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 3400891780017 | Drugs for the priming solution |
| Heart Perfusion Set, Organ Care System | Transmedics, Andover, MA, USA | Ref#1200 | Normothermic ex-vivo heart perfusion device |
| Intellivue MX550 | Philips Healthcare, Suresnes, France | NA | Permanent monitoring system |
| Istat 1 | Abbott, Chicago, Ill, USA | 714336-03O | Blood Analyzer machine |
| Labchart | AD Instruments Ltd, Paris, France | LabChart v8.1.21 | Pressure Volume loops aquisition software |
| Magnesium | Aguettant, Lyon, France | 564 780-6 | Drugs for the cardioplegia |
| Magnesium Sulfate | Aguettant, Lyon, France | 600111 | Drugs for the cardioplegia |
| Mannitol 20% | Macopharma, Mouvoux, France | 3400891694567.00 | Drugs for the cardioplegia |
| Methylprednisolone | Mylan S.A.S, Saint Priest, France | 400005623 | Drugs for the priming solution |
| Millar Conductance Catheter | AD Instruments Ltd, Paris, France | Ventri-Cath 507 | Pressure Volume loops conductance catheter |
| MWI software | General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA | NA | software used for the Ultrasound echocardiographic machine |
| Orotracheal probe | Smiths medical ASD, Inc., Minneapolis, Minneapolis, USA | 100/199/070 | probe for the intubation during anesthesia |
| Potassium chloride 10% | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 3400892691527.00 | Drugs for the cardioplegia |
| Propofol | Zoetis France, Malakoff, France | 8083511 | Drugs for the induction of the anesthesia |
| Quadrox-I small Adult Oxygenator | Getinge, Göteborg, Sweden | BE-HMO 50000 | Extracorporeal blood oxygenator |
| Ringer solution | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | DKE2323 | Drugs for the cardioplegia |
| Sodium Bicarbonate | Laboratoire Renaudin, itxassou, France | 3701447 | Drugs for the cardioplegia |
| Sodium chloride | Aguettant, Lyon, France | 606726 | Drugs for the priming solution |
| Swan Ganz Catheter | Merit Medical, south jordan, utah, USA | 5041856 | Right pressure and cardiac output probe |
| Tiletamine | Virbac France, Carros, France | 3597132126021.00 | Drugs for the induction of the anesthesia |
| Transesophagus probe (3–8 MHz 6VT) | General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA | NA | Ultrasound echocardiographic transesophagus probe |
| Vivid E95 ultraSound Machine | General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA | NA | Ultrasound echocardiographic machine |
| Xylocaïne 2% | Aspen, Reuil-malmaison, France | 600550 | Drugs for the cardioplegia |
| Zolazepam | Virbac France, Carros, France | 3597132126021.00 | Drugs for the induction of the anesthesia |
References
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