Name: 非原位灌注期间供体心脏的功能评估:来自压力-容量环和表面超声心动图的见解 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-10-11T13:20:00.000+00:00
Duration: 8 min 21 s
Description: 了解非原位心脏灌注期间的功能评估方法，通过心外膜超声心动图与侵入性压力-容量环技术比较，为心脏移植前供体心肌性能提供可靠的非侵入性评估方案。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Georges Lopez 研究所，Lissieu，69380，法国
Claudia Lacerda，通用电气医疗集团，Buc，法国

本方案已获得当地动物实验伦理委员会和机构动物福利委员会批准（APAFIS#30483-2021031811339219 v1，法国巴黎萨克雷大学动物伦理委员会）。动物的饲养和使用遵循美国国立卫生研究院制定的《实验动物护理与使用指南》以及美国医学研究学会制定的《实验动物护理原则》。
注意：手术操作在严格无菌条件下进行，采用与人类手术相同的技术。实验操作包括使用大型白色幼猪（45-60 kg），并在全身麻醉下进行。
1. 动物条件化与麻醉方案
<ol>
	<li>让动物与同种个体共同在环境丰富化的条件下适应 7 天，以确保动物福利。</li>
	<li>在动物进入实验方案前 12 小时停止喂食。</li>
	<li>在操作前 30 分钟，通过颈肌注射等摩尔混合的替来他明和唑拉西泮（10 mg/kg）进行预麻醉处理。</li>
	<li>动物镇静后，插入耳缘静脉导管，并通过静脉推注丙泊酚（2 mg/kg）联合给予阿曲库铵（2 mg/kg）诱导全身麻醉。</li>
	<li>使用 7.5 mm 口腔气管导管对动物进行插管。</li>
	<li>通过持续心电图（EKG）、呼气末 CO2 和血氧饱和度监测动物生命体征。</li>
	<li>以吸入式异氟烷（2%）混合 40% 氧气维持全身麻醉。</li>
</ol>
2. 原位 心脏血流动力学与超声心动图评估
注意：血流动力学评估采用 Swan Ganz 导管进行，而心脏的基线功能评估则通过经胸超声心动图完成。
<ol>
	<li>采用Seldinger技术，经皮将8 French (Fr)鞘管插入头臂静脉干8。</li>
	<li>排除导管内空气并设定零压力后，将Swan Ganz导管插入8 Fr鞘管，直至监护屏幕显示肺动脉压力波形。</li>
	<li>在球囊充气状态下，将Swan-Ganz导管送入肺循环，获取肺动脉楔压。</li>
	<li>通过Swan Ganz导管近端管腔注入10 mL冷（4 °C）生理盐水，采用热稀释法测定心输出量，重复测量三次。</li>
	<li>采用双平面Simpson法评估左心室射血分数（LVEF）9。</li>
	<li>探查主动脉瓣及主动脉根部，识别是否存在结构异常或反流程度超过2级的主动脉瓣反流，此类情况可能影响经升主动脉进行的心脏离体（ex situ&#160;）灌注（图1）。</li>
</ol>
3. 常温灌注的描述与预处理 离体 灌注（NESP）装置
注意：采用改良的NESP模块以交替进行朗格多夫灌注和工作模式灌注。简而言之，将循环回路的主动脉管路连接至顺应性腔室 通过 一个Y型连接器。连接一个小儿氧合器和一个心内吸引储血器（位于模块主动脉连接端上方70-80 cm处），以在工作模式下提供约70 mmHg的左心室后负荷。使用另一个Y型连接器将另一个心内吸引储血器（位于模块主动脉连接端上方7-10 cm处）连接至主流入管路，以在工作模式下提供约10 mmHg的左心房前负荷（图2通过连接至肺动脉插管的血流传感器评估冠状动脉血流。离心泵、膜式氧合器和变温机与管路相连（图2）。有关溶液的描述，请参见 表1.
<ol>
	<li>使用预充液（表1）预充灌注管路。</li>
	<li>将泵流速设定为 1500 mL/min。</li>
	<li>将从供体猪获取的血液（1200–1500 mL）加入管路中。</li>
	<li>调节气体混合器，使氧分压 &#62;250 mmHg。</li>
	<li>将维持液和肾上腺素溶液（表1）连接至管路，并分别将初始流速设定为 5 mL/h 和 0.1 mL/h。</li>
	<li>在将心脏放入灌注模块前，将灌注液温度调节至室温（RT）。</li>
	<li>在工作模式期间，连接浓度为 2.5 mg/mL 的多巴酚丁胺注射器（流速设定为 0.04–0.12 mg/h）。</li>
</ol>
4. 常温下心脏的获取与装置 离体 心脏灌注
<ol>
	<li>心脏获取
	<ol>
		<li>将动物置于仰卧位，并持续维持全身麻醉。</li>
		<li>行胸骨正中切开术并打开心包膜。</li>
		<li>用四根固定缝线悬吊心包膜。</li>
		<li>在右心房和升主动脉上分别放置4-0聚丙烯缝线，用于固定带止血带的插管。</li>
		<li>肝素输注（300 IU/kg）后，仔细游离主动脉根部，在右心房插入双腔静脉插管用于血液收集，在升主动脉插入单腔插管用于停跳液灌注。</li>
		<li>用Silastic止血带分别隔离上腔静脉和下腔静脉。</li>
		<li>将静脉插管连接至含有10,000 IU未分馏肝素的血液收集袋。</li>
		<li>将仔猪身体置于头低脚高位（Trendelenburg位），以促进血液流入收集袋。</li>
		<li>血液收集完成后，夹闭升主动脉，在主动脉根部灌注Del Nido停跳液（表1），并确认升主动脉处于加压状态（无主动脉反流）。</li>
		<li>分别切开下腔静脉和右肺静脉以减压右心房和左心房，同时用止血带夹闭上腔静脉。</li>
		<li>停跳液灌注完成后，用两针4-0聚丙烯缝线结扎左侧半奇静脉。</li>
		<li>进行心脏获取，保留约2 cm长的肺动脉干及左心房后壁。</li>
		<li>检查房间隔以确认无未闭的卵圆孔，必要时使用4-0聚丙烯缝线予以关闭。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>NESP前心脏的器械准备
	<ol>
		<li>将心脏置于4 °C生理盐水中，分离升主动脉与肺动脉干。检查主动脉瓣和冠状动脉开口是否受损。</li>
		<li>在升主动脉远端切口下方5 mm处插入四针带垫片缝线（4-0聚丙烯），将灌注插管插入主动脉，并用血管钳夹紧主动脉以固定插管。</li>
		<li>将引流插管插入肺动脉干，并用3-0聚丙烯连续缝线固定。</li>
		<li>用5-0聚丙烯连续缝线关闭下腔静脉和上腔静脉。</li>
		<li>用4-0聚丙烯连续缝线关闭左心房后壁。</li>
		<li>通过左心房后壁插入左心室引流插管，并用止血带套扎固定。</li>
		<li>将预负荷插管插入左心耳，并用止血带套扎固定。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. 连接 NESP 机器与心脏复苏
注意：在对心脏进行插管操作前，应确保复苏所需的材料已放置在灌注回路旁边，特别是配备内置探头的除颤器以及带有心外膜电极的体外起搏器。确保压力传感器连接至主动脉管路，输出传感器放置在冠状动脉血流管路上。后负荷管路必须夹闭，工作模式回路的前负荷管路也必须夹闭。
<ol>
	<li>将泵流速降低至 200 mL/min。</li>
	<li>在排除连接器内空气后，将心脏连接至主动脉连接器。确保心脏正确连接至灌注模块，使心室下壁以及左右心房位于操作者前方。避免扭曲升主动脉，以防发生主动脉反流。</li>
	<li>在室温下将主动脉压力调节至 30 mmHg。</li>
	<li>在复苏期间，进行轻柔的心脏按摩，直至恢复窦性心律。</li>
	<li>在 15–25 分钟内，以每次 50 mL/min 的幅度逐步增加泵流速，使主动脉压力达到 65 mmHg。同时，以每次 2–4 °C 的幅度逐步提高灌注液温度，直至达到 37 °C。</li>
	<li>当主动脉压力达到 65 mmHg 且灌注液温度达到 37 °C 后，如有需要，给予 5 J 电击，必要时重复操作，直至恢复窦性心律。</li>
	<li>将心外膜电极固定于右心室后壁，并连接至体外起搏器。以 80 次/分钟（BPM）起搏心脏，以超速抑制自发心律。</li>
	<li>将肺动脉插管连接至冠状动脉血流管路。</li>
	<li>采集动脉和静脉血样，用于灌注液的气体及生化分析。记录初始乳酸浓度，并纠正生化异常，以达到以下目标值：葡萄糖 &#62;1 g/L，K+ 3.5–5.5 mmol/L，Ca2+ 1.0–1.20 mmol/L，pH 7.35–7.45，Na+ 135–145 mmol/L，HCO3- 20–24 mmol/L。</li>
	<li>调节泵流速，使平均主动脉压力达到 65–75 mmHg，冠状动脉血流达到 650–850 mL/min。</li>
	<li>每 15 分钟进行一次动静脉血气分析，以确保心肌对乳酸的摄取有效。若静脉乳酸浓度高于动脉乳酸浓度，则通过减少维持液量将平均主动脉压力提高至 80 mmHg，并在 15 分钟后检测乳酸浓度。若动静脉乳酸清除仍不理想，则将冠状动脉血流增加至 &#62;850 mL/min，并于 15 分钟后再次检测乳酸浓度。</li>
</ol>
6. 工作模式操作步骤
注意：乳酸的有效动静脉清除通常在开始朗根多夫灌注后30分钟内完成。随后可通过将预负荷导管连接至预负荷储液器来启动工作模式（此管路在朗根多夫模式期间先前处于夹闭状态）。类似地，将后负荷管路连接至主动脉管路（图2）。设置后负荷管路上的流量传感器以测量心输出量。
<ol>
	<li>打开预负荷管路并调节泵的流速，以确保预负荷储液器稳定充盈。在此期间，左心房和左心室逐渐被血液充盈。</li>
	<li>打开主动脉后负荷管路，并夹闭用于Langendorff灌注的主回路管路。后负荷储液器随之逐渐充盈。通过溢流管路确保储液器的液体引流，将灌注液回流至回路的主储液器中。</li>
	<li>开始以0.04 mg/min的速率输注多巴酚丁胺。</li>
	<li>进行动脉和静脉血气样本分析，以确认心肌对乳酸的摄取仍有效。</li>
	<li>当心输出量稳定后，进行有创血流动力学评估，并同步进行心外膜超声测量。</li>
</ol>
7. 采用导纳法进行压力-容积（PV）环评估
注意：所有校准步骤必须在工作模式下进行。
<ol>
	<li>将导管置入左心室进行压力-容积（PV）测量
	<ol>
		<li>用生理盐水清洗7 Fr猪尾型导电性导管，并将其连接至硬件接口。</li>
		<li>轻柔地将导管推入已通过左心房顶部插入的8 Fr鞘管中，使其与二尖瓣对齐。</li>
		<li>一旦导管穿过二尖瓣，根据最佳压力和容积信号调整至合适位置。若信号噪声过大，可轻柔移动导电性导管以改善回路质量。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>PV回路导管校准
	<ol>
		<li>压力校准
		<ol>
			<li>当导电性导管准确位于左心室内后，在软件中打开校准界面，并使用导电性测量采集软件校准压力值。</li>
			<li>开始记录，依次在控制界面上选择0 mmHg和100 mmHg压力，每项记录5秒。</li>
			<li>然后停止记录，打开压力校准界面，将相应信号与对应的压力水平匹配。</li>
			<li>校准完成后，验证信号是否与有创血压监测获得的数值一致。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>容积校准
		<ol>
			<li>导电性校准
			<ol>
				<li>在软件中打开用于导电性测量的控制界面。</li>
				<li>依次开始记录，并选择校准界面建议的容积值。</li>
				<li>让系统对每个值记录5秒，然后停止记录。</li>
				<li>使用获得的数据轨迹，打开容积校准界面。</li>
				<li>将相应的轨迹与压力水平匹配。</li>
			</ol>
			</li>
			<li>并行容积校准
			<ol>
				<li>心脏周围组织具有导电性，会影响总体容积信号。为实现精确的容积测量，需去除该并行容积（后处理校准）。</li>
				<li>在此实验设置中（心肌壁），仅向左心房灌注管路中一次性注入10 cc高渗盐水溶液（4%）以评估并行容积。</li>
				<li>避免重复操作，以防发生高钠血症。</li>
			</ol>
			</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>场校正因子校准
	<ol>
		<li>输入从超声测量中获得的每搏输出量数值。 
		注：校正因子α将根据超声测量或导电性导管测得的每搏输出量比值进行计算。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>PV数据采集
	<ol>
		<li>停止心脏心外膜起搏，以避免对导电性信号造成干扰。在信号稳定后的稳态条件下进行数据记录（图3）</li>
		<li>选取连续的10个回路，打开分析软件。软件将自动提供每搏功、前可募集每搏功、最大dP/dt、最小dP/dt以及tau指数。</li>
		<li>为获得收缩末期压力-容积关系（ESPVR）和舒张末期压力-容积关系（EDPVR），在前负荷阻断期间记录信号。逐渐夹闭心房灌注管路，直至有效降低前负荷（图4），然后缓慢松开夹子。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
8. 心脏工作状态下的心外膜超声心动图评估
<ol>
	<li>超声图像序列的采集
	<ol>
		<li>将三个连接至超声心动图仪的心电图心外膜电极放置到位。</li>
		<li>在心脏周围覆盖无菌铺巾，并使用经食管探头。</li>
		<li>将探头置于左心房上壁，并手动旋转换能器，直至获得四腔心切面图像（图5）。</li>
		<li>启动超声心动图采集软件，采用X-plan模式进行心肌功能评估。</li>
		<li>随后运行超声探头马达，获取三腔心和两腔心切面图像。对这些切面的分析可用于测量左心室射血分数和整体纵向应变9。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>心肌做功指数（MWI）的评估
	<ol>
		<li>依次采集四腔心、三腔心和两腔心切面图像，并同步记录动脉压力（图6）。</li>
		<li>利用上述切面评估整体纵向应变，并打开MWI分析软件。在图像序列采集期间，使用灌注回路中外接传感器检测到的有创血压数据。</li>
		<li>手动向软件输入主动脉瓣和二尖瓣开启与关闭的精确时相。 
		注意：MWI软件将自动计算并提供整体心肌做功指数、有效做功、无效做功和总有效做功。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Lund, L. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+registry+of+the+international+society+for+heart+and+lung+transplantation%3A+thirty-second+official+adult+heart+transplantation+report-2015%3B+focus+theme%3A+early+graft+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Heart+and+Lung+Transplant%22%5BJournal%5D)">The registry of the international society for heart and lung transplantation: thirty-second official adult heart transplantation report-2015; focus theme: early graft failure.</a> Journal of Heart and Lung Transplant. 34 (10), 1244-1254 (2015).</li>
<li>Branger, P., Samuel, U. Annual report 2018 Eurotransplant International Foundation. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.eurotransplant.org/cms/mediaobject.php?file=ET_Jaarv">https://www.eurotransplant.org/cms/mediaobject.php?file=ET_Jaarv</a> (2018).</li>
<li>Guglin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+to+increase+the+utilization+of+donor+hearts%5BTitle%5D)+AND+%22Heart+Failure+Reviews%22%5BJournal%5D)">How to increase the utilization of donor hearts.</a> Heart Failure Reviews. 20 (1), 95-105 (2015).</li>
<li>Tuttle-Newhall, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organ+donation+and+utilization+in+the+United+States%3A+1998-2007%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Transplantation%22%5BJournal%5D)">Organ donation and utilization in the United States: 1998-2007.</a> American Journal of Transplantation. 9 (4), 879-893 (2009).</li>
<li>Dronavalli, V. B., Banner, N. R., Bonser, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+the+potential+heart+donor%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Assessment of the potential heart donor.</a> Journal of the American College of Cardiology. 56 (5), 352-361 (2010).</li>
<li>Reich, H. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+older+donor+age+and+cold+ischemic+time+on+long-term+outcomes+of+heart+transplantation%5BTitle%5D)+AND+%22Texas+Heart+Institute+Journal%22%5BJournal%5D)">Effects of older donor age and cold ischemic time on long-term outcomes of heart transplantation.</a> Texas Heart Institute Journal. 45, 17-22 (2018).</li>
<li>Dhital, K. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adult+heart+transplantation+with+distant+procurement+and+ex-vivo+preservation+of+donor+hearts+after+circulatory+death%3A+a+case+series%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet%22%5BJournal%5D)">Adult heart transplantation with distant procurement and ex-vivo preservation of donor hearts after circulatory death: a case series.</a> The Lancet. 385 (9987), 2585-2591 (2015).</li>
<li>Garry, B. P., Bivens, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Seldinger+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiothoracic+Anesthesia%22%5BJournal%5D)">The Seldinger technique.</a> Journal of Cardiothoracic Anesthesia. 2 (3), 403(1988).</li>
<li>Lang, R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recommendations+for+cardiac+chamber+quantification+by+echocardiography+in+adults%3A+an+update+from+the+American+Society+of+Echocardiography+and+the+European+Association+of+Cardiovascular+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Society+of+Echocardiography%22%5BJournal%5D)">Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 28 (1), 1-39 (2015).</li>
<li>White, C. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+donor+heart+viability+during+ex+situ+heart+perfusion%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Physiology+and+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Assessment of donor heart viability during ex situ heart perfusion.</a> Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 93 (10), 893-901 (2015).</li>
<li>Hatami, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myocardial+functional+decline+during+prolonged+ex+situ+heart+perfusion%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Thoracic+Surgery%22%5BJournal%5D)">Myocardial functional decline during prolonged ex situ heart perfusion.</a> Annals of Thoracic Surgery. 108 (2), 499-507 (2021).</li>
<li>Hatami, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+position+of+the+heart+during+normothermic+ex+situ+heart+perfusion+is+an+important+factor+in+preservation+and+recovery+of+myocardial+function%5BTitle%5D)+AND+%22American+Society+of+Artificial+Internal+Organs+Journal%22%5BJournal%5D)">The position of the heart during normothermic ex situ heart perfusion is an important factor in preservation and recovery of myocardial function.</a> American Society of Artificial Internal Organs Journal. 67 (11), 1222-1231 (2021).</li>
<li>Hatami, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normothermic+ex+situ+heart+perfusion+in+working+mode%3A+assessment+of+cardiac+function+and+metabolism%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Normothermic ex situ heart perfusion in working mode: assessment of cardiac function and metabolism.</a> Journal of Visualized Experiments. (143), e58430(2019).</li>
<li>Tchouta, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Twenty-four-hour+normothermic+perfusion+of+isolated+ex+situ+hearts+using+plasma+exchange%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Thoracic+and+Cardiovascular+Surgery%22%5BJournal%5D)">Twenty-four-hour normothermic perfusion of isolated ex situ hearts using plasma exchange.</a> Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 164 (1), 128-138 (2020).</li>
<li>Ribeiro, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparing+donor+heart+assessment+strategies+during+ex+situ+heart+perfusion+to+better+estimate+posttransplant+cardiac+function%5BTitle%5D)+AND+%22Transplantation%22%5BJournal%5D)">Comparing donor heart assessment strategies during ex situ heart perfusion to better estimate posttransplant cardiac function.</a> Transplantation. 104 (9), 1890-1898 (2020).</li>
<li>Guihaire, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Are+pressure-volume+loops+relevant+for+hemodynamic+assessment+during+ex+vivo+heart+perfusion%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Heart+and+Lung+Transplantation%22%5BJournal%5D)">Are pressure-volume loops relevant for hemodynamic assessment during ex vivo heart perfusion.</a> Journal of Heart and Lung Transplantation. 39 (10), 1165-1166 (2020).</li>
<li>Hamed, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serum+lactate+is+a+highly+sensitive+and+specific+predictor+of+post+cardiac+transplant+outcomes+using+the+Organ+Care+System%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Heart+and+Lung+Transplantation%22%5BJournal%5D)">Serum lactate is a highly sensitive and specific predictor of post cardiac transplant outcomes using the Organ Care System.</a> Journal of Heart and Lung Transplantation. 28 (2), 71(2009).</li>
</ol>

所有作者均无利益冲突需要披露。

在NESP方案中有一些关键步骤需要考虑。原位对心脏的初步评估仍然至关重要，特别是主动脉瓣不应存在明显的主动脉瓣反流（2级或以上）；否则，由于冠状动脉灌注受损和心肌缺血，心脏在Langendorff灌注期间的复苏将受到影响。在Langendorff灌注后启动工作心脏模型（WM）是一项具有挑战性的操作，至少需要两人协作调节前负荷储液器的充盈、泵的流量、左心房压力以及主动脉流出道管路。这一过渡阶段需在心肌实现有效的乳酸代谢提取后进行。在此期间，由于大量空气栓塞导致泵功能失效，灌注回路可能会停止运行。超声探头需放置于左心房壁以获得稳定的两腔和三腔切面图像，但心脏周围复杂的插管和装置设置会部分干扰探头的最优定位。超声心动图数据必须在非常稳定的超声信号下记录，并至少包含三个心动周期。
在NESP期间，关于心脏复苏的报道在文献中并不明确。仅有少数研究详细描述了启动NESP的复苏操作流程13。本方案中开发了初步的复苏方法，以建立最佳的复苏技术，包括通过逐步增加冠状动脉血流和血液温度（从室温升至37 °C）实现渐进性再灌注。超声成像的...

心脏移植是治疗晚期心力衰竭的金标准，但受限于目前器官供体的短缺1。越来越多具有扩展标准的供体心脏（年龄 &gt;45岁、存在心血管危险因素、长时间低灌注、因儿茶酚胺风暴继发的急性左心室功能障碍）被分配用于移植，但其发生原发性移植物功能衰竭的风险增加2。此外，经控制性循环死亡（DCD）后捐献的心脏可能因长时间的温缺血而出现心肌损伤3。因此，在移植前对这些供体心脏进行更准确的评估十分必要，尤其是评估其是否适合进行心脏移植4,5。
常温 离体 灌注（NESP）利用温氧合血来维持心脏跳动。目前唯一 commercially available 的 NESP 设备以非工作状态（Langendorff 模式）保存心脏。该方法最初应用于将移植物的保存时间延长至超过冷缺血的关键 4 小时期限6该技术的另一主要优势在于，可根据灌注液中的乳酸浓度对心肌存活性进行连续评估。6然而，迄今为止，这种生化评估尚未与移植后的预后结果相关联。同样，非搏动性灌注（NESP）中的兰根多夫（Langendorff）模式无法在移植前对心脏进行血流动力学和功能评估。一些研究人员已报道，在NESP期间进行心内导管插入术可能有助于预测移植后心肌功能的恢复情况。7.
本报告旨在提供一种可重复的方法，用于评估心脏在NESP期间的供体心脏功能。我们对灌注回路进行了改进，以实现工作模式灌注，从而可通过心外膜超声心动图无创获取功能参数。通过压力-应变环记录心肌做功指数这一负荷无关的指标。我们探讨了心肌做功与通过心腔内导纳导管技术获得的血流动力学参数之间的关系。

<table><tbody><tr><td>3T 加热冷却系统</td><td>Liva Nova，Ch&amp;acirc;蒂隆，法国</td><td>IM-00727 A</td><td>体外加热冷却装置</td></tr><tr><td>4-0聚丙烯缝合线</td><td>Peters，法国博比尼</td><td>20S15B</td><td>缝合线</td></tr><tr><td>5-0聚丙烯缝合线</td><td>Peters，法国博比尼</td><td>20S10B</td><td>缝线</td></tr><tr><td>腺苷</td><td>Efisciens BV，荷兰鹿特丹</td><td>9088309</td><td>用于离体灌注的药物</td></tr><tr><td>肾上腺素</td><td>Aguettant，里昂，法国</td><td>600040</td><td>用于离体灌注的药物</td></tr><tr><td>阿曲库铵</td><td>Pfizer Holding France，巴黎，法国</td><td>582547</td><td>麻醉诱导用药</td></tr><tr><td>DeltaStream</td><td>费森尤斯医疗，L&amp;rsquo;法国阿尔布雷勒</td><td>MEH2C4024</td><td>体外血泵</td></tr><tr><td>心外膜心电图电极</td><td>美国伊利诺伊州沃基根市，Cardinal Health LLC</td><td>31050522</td><td>心电图检测电极</td></tr><tr><td>体外起搏器</td><td>美敦力公司，明尼阿波利斯，明尼苏达州，美国</td><td>5392</td><td>起搏器装置</td></tr><tr><td>葡萄糖 5%</td><td>B.Braun Melsungen AG，德国美尔森</td><td>3400891780017</td><td>用于预充液的药物</td></tr><tr><td>心脏灌注套装，器官护理系统</td><td>Transmedics，美国马萨诸塞州安多弗</td><td>Ref#1200</td><td>常温离体心脏灌注装置</td></tr><tr><td>Intellivue MX550</td><td>飞利浦医疗，法国叙雷讷</td><td>NA</td><td>永久监测系统</td></tr><tr><td>Istat 1</td><td>Abbott，芝加哥，伊利诺伊州，美国</td><td>714336-03O</td><td>血液分析仪</td></tr><tr><td>Labchart</td><td>AD Instruments Ltd，法国巴黎</td><td>LabChart&amp;nbsp;v8.1.21</td><td>压力容积环采集软件</td></tr><tr><td>镁</td><td>Aguettant，里昂，法国</td><td>564 780-6</td><td>心脏停搏液用药</td></tr><tr><td>硫酸镁</td><td>Aguettant，里昂，法国</td><td>600111</td><td>心脏停搏液用药</td></tr><tr><td>甘露醇 20%</td><td>Macopharma，Mouvoux，法国</td><td>3400891694567.00</td><td>心脏停搏液用药</td></tr><tr><td>甲泼尼龙</td><td>Mylan S.A.S，法国圣普里耶斯特</td><td>400005623</td><td>引物溶液用药</td></tr><tr><td>Millar 导管式容积导管</td><td>AD Instruments Ltd，法国巴黎</td><td>Ventri-Cath 507</td><td>压力-容积环导管法</td></tr><tr><td>MWI 软件</td><td>美国伊利诺伊州芝加哥市通用电气医疗集团</td><td>NA</td><td>用于超声心动图仪的软件</td></tr><tr><td>经口插管导管</td><td>Smiths医疗ASD公司，明尼阿波利斯，明尼苏达州，美国</td><td>100/199/070</td><td>麻醉期间用于插管的探针</td></tr><tr><td>10% 氯化钾</td><td>德国美乐森 B.Braun Melsungen AG 公司</td><td>3400892691527.00</td><td>心脏停搏液用药</td></tr><tr><td>丙泊酚</td><td>Zoetis France，Malakoff，法国</td><td>8083511</td><td>麻醉诱导用药</td></tr><tr><td>Quadrox-I 小型成人氧合器</td><td>杰廷格，G&amp;ouml;瑞典哥德堡</td><td>BE-HMO 50000</td><td>体外血液氧合器</td></tr><tr><td>林格氏液</td><td>德国美乐森 B.Braun Melsungen AG 公司</td><td>DKE2323</td><td>心脏停搏液用药</td></tr><tr><td>碳酸氢钠</td><td>法国雷诺丹实验室，伊塔苏</td><td>3701447</td><td>心脏停搏液用药</td></tr><tr><td>氯化钠</td><td>Aguettant，里昂，法国</td><td>606726</td><td>引物溶液用药</td></tr><tr><td>Swan Ganz导管</td><td>Merit Medical，美国犹他州南乔丹</td><td>5041856</td><td>右心压力和心输出量探头</td></tr><tr><td>替来他明</td><td>Virbac France，卡罗斯，法国</td><td>3597132126021.00</td><td>麻醉诱导用药</td></tr><tr><td>经食管探头（3&amp;ndash;8 MHz 6VT</td><td>美国伊利诺伊州芝加哥市通用电气医疗集团</td><td>NA</td><td>经食管超声心动图超声探头</td></tr><tr><td>Vivid E95 超声成像仪</td><td>美国伊利诺伊州芝加哥市通用电气医疗集团</td><td>NA</td><td>超声心动图机</td></tr><tr><td>Xyloca&amp;iuml;2%</td><td>Aspen，法国吕埃-马尔迈松</td><td>600550</td><td>心脏停搏液用药</td></tr><tr><td>佐拉西泮</td><td>Virbac France，卡罗斯，法国</td><td>3597132126021.00</td><td>麻醉诱导用药</td></tr></tbody></table>

供体心脏功能评估 离体 灌注：来自压力-容积环与表面超声心动图的见解

Functional Assessment of the Donor Heart During Ex Situ Perfusion: Insights from Pressure-Volume Loops and Surface Echocardiography

心脏移植仍是治疗晚期心力衰竭的金标准。然而，目前器官供体严重短缺，导致越来越多具有扩展标准的供体心脏被分配用于临床。这些边缘供心发生原发性移植物功能衰竭的风险较高，可能受益于移植前的离体灌注（ex situ perfusion）。该技术通过温氧合血持续灌注并结合连续代谢监测，实现器官的延长保存。目前临床唯一可用的非搏动性灌注（NESP）设备以无负荷非工作状态灌注器官，无法对跳动的心脏进行功能评估。因此，我们开发了一种新型的NESP工作模式平台，可调节左心室前负荷和后负荷。该方案应用于猪心脏模型。ex situ 心脏功能评估通过心腔内导纳导管术和体表超声心动图实现。本文在描述实验方案的同时，报告了主要研究结果，以及在NESP期间获取压力-容积环和心肌功率时的关键要点与潜在问题。血流动力学指标与超声参数之间的相关性尤为重要，尤其对于移植前供心的进一步功能评估与康复具有重要意义。本方案旨在改进供体心脏的评估方法，以扩大供体池并降低原发性移植物功能衰竭的发生率。

本文介绍了一种在单心室工作状态下进行的无血心脏停搏液灌注（NESP）方案，该方案使用了一种改良的心脏灌注模块，该模块通常在临床实践中用于心脏移植前供体心脏的Langendorff灌注。本研究所用的定制模块于2019年开发，用于构建仔猪NESP模型。灌注回路的改动较小，大部分灌注管路在实验中得以重复利用。模块的盖子配备了一层柔韧且防水的膜，可在运输过程中保护心脏，同时允许在保持无菌环境的前提下进行心脏表面超声心动图检查。在临床实践中，推荐的预充量（混合血液与预充液）约为1200–1500 mL。而在本方案中，预充量更高（2000 mL），因为工作模式灌注需要更长的管路和额外的储液装置。因此，此类设计要求实验动物体重超过50 kg，以采集足够的血液 &gt;1500 mL
与先前报道的NESP工作模式模型相比，猪心脏在灌注模块中的放置方式有所不同10,11。事实上，大多数模型描述的是将心脏通过主动脉悬挂，垂直置于血液收集室上方。在本方案中，我们使用了一个 commerc...

一种在常温下对供体心脏进行功能评估的可靠非侵入性方法 离体 心脏灌注（NESP）的研究尚不充分。本文描述了一种NESP的实验方案 离体 使用心外膜超声心动图和导纳导管法评估心肌功能

心脏移植仍是治疗晚期心力衰竭的金标准。然而，目前器官严重短缺导致……

在离体离体灌注期间对心脏进行血流动力学评估的描述尚不充分。本方案提供了一种在工作模式下评估离体心脏功能的方法。我们的方法将有创性压力-容积环（PV loop）技术与心外膜超声心动图进行比较，用于评估心脏在离体离体灌注期间的功能状态。该方法需要具备离体心脏灌注经验的团队，以及接受过经食管超声心动图培训的心脏病专家参与。心脏移植中的一个主要担忧是原发性移植物功能衰竭的风险。我们采用的心外膜超声心动图方法可在离体灌注期间、移植前对心脏功能进行评估。这种非侵入性方法可在移植前的离体心脏灌注期间应用。首先，在麻醉动物的右心房和升主动脉上分别放置四根零号聚丙烯缝线，以通过止血带固定插管。注入肝素，并仔细解剖主动脉根部。然后将双级静脉插管插入右心房以采集血液，将单腔插管插入升主动脉用于灌注停跳液。结扎上腔静脉和下腔静脉后，将静脉插管连接至含有10,000单位未分馏肝素的采血袋。将仔猪体位置于头低脚高位（Trendelenberg位），以促进血液流入采血袋。继续进行心脏获取，保留肺动脉干2厘米以及左心房后壁。将心脏置于4°C的生理盐水中，分离升主动脉与肺动脉干。确认主动脉瓣和冠状动脉开口无损伤。在升主动脉远端以下5毫米处插入四根4-0聚丙烯缝线，并将灌注导管插入主动脉。在主动脉周围收紧止血夹以固定导管。将引流导管插入肺动脉干，并用3-0聚丙烯连续缝线固定。用5-0聚丙烯连续缝线闭合下腔静脉和上腔静脉。用4-0聚丙烯连续缝线闭合左心房后壁。将左心室插管经左心房后壁插入，并在周围套扎一根牵引线。将预装的套管插入左心耳，并在其周围固定牵引线。将泵的流速降低至200毫升每分钟。在排除连接器内空气后，将心脏连接至主动脉连接器。在室温下将主动脉压力调节至30毫米汞柱。复苏期间，进行平稳的心脏按摩，直至恢复窦性心律。在15至25分钟内，以每分钟50毫升的增幅逐步增加泵流量，使主动脉压力达到65毫米汞柱。同时，以每步升高2至4摄氏度的幅度逐步提高灌注温度，直至达到37摄氏度。当达到所需的主动脉压力和灌注温度后，如有需要，可给予5焦耳的电击，并重复操作直至恢复窦性心律。将心外膜电极固定于右心室后壁，并连接至体外起搏器。然后将肺动脉插管连接至冠状动脉灌注管路。打开预负荷管路，并调节泵的流速，以确保预负荷储液器稳定充盈。打开主动脉后负荷管路，并夹闭用于Langendorff灌注的主回路管路。后负荷储液器将被逐渐充满。通过溢流管路确保储液器的排出，使过量液体回流至循环系统的主要储液器中。开始以每分钟0.04毫克的速度输注多巴酚丁胺。然后移除心室引流管。用生理盐水清洁七法猪尾导电性导管，并将其连接至硬件接口。轻柔地将导管推入已通过左心房顶部插入的8法鞘管内，使其与二尖瓣对齐。停止心脏心外膜起搏，以避免对导纳信号造成干扰。在信号稳定后，于稳态条件下记录数据。选择连续的10个心动周期并打开分析软件。为了获得收缩末期和舒张末期的压力-容积关系，需在前负荷阻断期间记录信号。逐渐夹闭心房灌注管路，直至前负荷降低发挥作用，然后缓慢松开夹子。在心脏周围放置无菌巾后，将探头置于左心房上壁，并手动旋转换能器，直至获得四腔心切面。随后运行超声探头显示器，获取三腔心和两腔心切面。为评估心肌做功指数（MWI），需采集四腔心、三腔心及两腔心切面，并同步记录动脉压。使用这些切面并打开 MWI 软件来评估整体纵向应变。通过体外循环回路中外部传感器检测到的有创血压，采用循环采集法。手动告知软件主动脉瓣和二尖瓣开启与关闭的确切时间。在定制装置中对工作模式灌注期间进行了超声心动图评估。在所有实验中，任意时间点均获取了全部三个左心室切面图像。左心室射血分数、整体纵向应变和 M W I 的平均值分别约为 40.8%、-8.0% 和 65 毫米汞柱。在工作模式灌注期间，通过导管法或体表超声心动图评估血流动力学参数。在工作模式灌注过程中，所有实验均观察到随时间推移，心室做功指数（M W I）显著下降。心脏输出量及与收缩末期压力-容积关系相关的其他参数也表现出类似的下降趋势。超声心动图探头必须放置在左心房顶部。必须正确获取至少三个到六个心肌周期的稳定图像。在离体心脏灌注期间，对心肌组织代谢状态和内皮功能的评估可为心脏移植物提供补充性评价，以优化灌注参数设置。

functional-assessment-donor-heart-during-ex-situ-perfusion-insights

Research

科研

JoVE Journal

Medicine

医学

非原位灌注期间供体心脏的功能评估:来自压力-容量环和表面超声心动图的见解

大多数涉及朗根多夫装置的研究使用小型动物模型，因为较大哺乳动物系统的复杂性更高。我们描述了一种适用于大型动物模型的朗根多夫系统，该系统可用于多种物种（包括人类），并可相对简便地进行数据采集。...

用于大型动物模型的离体工作心脏系统

我们介绍了一种大鼠异位腹部心肺联合移植（HAHLT）的新技术。该移植构型可实现移植物循环的部分负荷，从而允许对功能进行直接评估。此模型可用于研究移植移植物的急性或慢性功能及免疫状态。...

大鼠异位腹部心脏/单肺联合移植在容量负荷配置下的手术方法

常温离体心脏灌注（ESHP）可使心脏维持在跳动的、接近生理状态的条件下保存。当以工作模式进行时，ESHP 提供了对供体心脏功能和器官活力进行复杂评估的机会。本文中，我们描述了在 ESHP...

常温离体心脏灌注的工作模式：心脏功能与代谢评估

本方案展示了一种简单且灵活的方法，用于评估新的预处理药物或策略，以提高心脏在循环死亡后捐献的可行性。...

循环死亡后心脏捐献的临床前模型

本研究的目的是建立一种利用转化动物模型研究心脏动力学的方法。所述实验方法结合了双发射光学生理记录技术与电生理学研究，以评估离体完整猪心脏模型中的电活动。...

离体Langendorff灌注心脏的光学心电图与电生理学研究

本文介绍了一种在冷保存后利用离体心脏灌注系统可靠定量供体心脏左右心室功能的实验方案 离体 灌注系统...

评估 离体 Langendorff 模型中的小鼠双心室功能

此处，我们介绍一种在常温下异位移植心脏后的评估方案 离体...

常温非原位灌注异位心脏移植大鼠模型

冠状动脉疾病筛查可能增加扩展标准供体心脏的获取。一种在供体心脏获取过程中进行可重复冠状动脉造影的方案 原位之外...

猪模型离体心脏灌注期间的冠状动脉造影

利用被动左心房加压与被动后负荷进行心脏负荷加载以评估移植物

本方案描述了利用左前降支动脉（LAD）90分钟闭胸冠状动脉球囊阻塞并随后进行再灌注的方法，建立猪心肌梗死（MI）模型。此外，还介绍了多种结局参数的检测方案，包括心脏功能、血流动力学、微血管阻力和梗死面积。...

猪心肌梗死及功能结局评估

了解非原位心脏灌注期间的功能评估方法，通过心外膜超声心动图与侵入性压力-容量环技术比较，为心脏移植前供体心肌性能提供可靠的非侵入性评估方案。

供体心脏功能评估离体灌注：来自压力-容积环与表面超声心动图的见解

探索更多视频

供体心脏功能评估 离体 灌注：来自压力-容积环与表面超声心动图的见解

探索更多视频

供体心脏功能评估离体灌注：来自压力-容积环与表面超声心动图的见解