מאמר שיטה

כימות תאימות ויכולת הרחבה של Vena Cava נחותה במודל שחלות in vivo באמצעות אנגיוגרפיה תלת-ממדית

1.7K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/66724

⸱

26 באפריל 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Center for Regenerative Medicine, Nationwide Children's Hospital, 2Biomedical Sciences Graduate Program, The Ohio State University College of Medicine, 3The Heart Center, Nationwide Children's Hospital, 4Department of Pediatrics, The Ohio State University College of Medicine, 5Department of Surgery, The Ohio State University College of Medicine

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

פרוטוקול זה מאפשר כימות in vivo של ציות ורידי ויכולת הרחבה באמצעות צנתור ואנגיוגרפיה תלת ממדית כהליך הישרדות המאפשר מגוון יישומים פוטנציאליים.

תקציר

שתלי כלי דם סינתטיים מתגברים על כמה אתגרים של allografts, autografts, ו xenografts, אבל הם לעתים קרובות נוקשים יותר פחות תואם מאשר כלי הדם המקורי שבו הם מושתלים. התאמת תאימות עם כלי השיט המקורי מסתמנת כמאפיין מפתח להצלחת השתל. תקן הזהב הנוכחי להערכת תאימות כלי השיט כולל כריתה של כלי השיט ובדיקה מכנית דו-צדדית ex vivo . פיתחנו שיטת in vivo להערכת היענות ורידים והתפשטות המשקפת טוב יותר את הפיזיולוגיה הטבעית ולוקחת בחשבון את ההשפעה של שינוי לחץ הנגרם על ידי זרימת דם ועל ידי כל שינוי מורפולוגי קיים.

שיטה זו מתוכננת כהליך הישרדותי, המאפשר מחקרי אורך תוך הפחתת הצורך בשימוש בבעלי חיים. השיטה שלנו כוללת הזרקת בולוס מלח 20 מ"ל / ק"ג לתוך כלי הדם הוורידים, ולאחר מכן רכישת אנגיוגרמות תלת ממדיות לפני ואחרי בולוס כדי לצפות בשינויים המושרים על ידי הבולוס, במקביל למדידות לחץ תוך וסקולרי באזורי היעד. לאחר מכן אנו מסוגלים למדוד את ההיקף ואת שטח החתך של כלי הדם לפני ואחרי בולוס.

בעזרת נתונים אלה והלחץ התוך-וסקולרי, אנו מסוגלים לחשב את התאימות וההרחבה עם משוואות ספציפיות. שיטה זו שימשה להשוואת התאימות וההתפשטות של הווריד הנבוב התחתון בכבשים מקומיות שלא נותחו לצינור של כבשים שהושתלו עם שתל פוליטטרפלואוראתילן מורחב לטווח ארוך (PTFE). הכלי המקורי נמצא תואם יותר וניתן להרחבה מאשר שתל PTFE בכל המקומות שנמדדו. אנו מסיקים כי שיטה זו מספקת בבטחה מדידות in vivo של תאימות ורידים והרחבה.

מבוא

חולים עם מומים קריטיים בלב זקוקים לניתוח שחזור. רוב פעולות השחזור דורשות שימוש בחומרים תותבים, כולל שתלים וסקולריים. צינורות פוטנציאליים לגישור על מרחב זה כוללים חומרים סינתטיים או ביולוגיים. בתחילה, הומוגרפטים שימשו כצינור פונטן אך מאז ננטשו עקב שכיחות גבוהה של הסתיידות ואירועי פאזה חריפים1. כיום משתמשים בשתלי כלי דם סינתטיים שמקורם בפולימרים אנאורגניים. נותר אתגר ששתלים אלה פחות תואמים מכלי הדם המקורי שבו הם מושתלים ויש להם סיבוכים ארוכי טווח, כגון היצרות, חסימה והסתיידות 1,2,3,4,5.

המבנה של שתלי כלי דם סינתטיים משאיל את עצמו לחוזק מתיחה מכני, מה שמוביל לתאימות נמוכה יותר שלהם תמיד בהשוואה לרקמה טבעית2. תאימות כלי הדם, המגדירה את שינוי הנפח של כלי השיט על פני שינוי בלחץ, משמשת אינדיקטור לתגובת כלי השיט לעומסים מכניים. ההבדל בין חומר השתל לבין תכונות כלי הדם המקוריים יוצר אי התאמה לתאימות, אשר הוכחה כמשבשת את דפוסי זרימת הדם, וכתוצאה מכך אזורים של מחזור והפרדת זרימה 2,6,7,8,9. תופעה זו משנה את לחץ הגזירה על דופן האנדותל וגורמת להגדלה אינטימית 2,7,8,9. תגובות כאלה יכולות להוביל לסיבוכים הקשורים לשתל, המחייבים החלפת שתל או התערבות חוזרת6.

מכיוון שתאימות כלי הדם תופסת תפקיד מפתח בקביעת תוצאות השתל, המדידה המדויקת של תכונה זו היא חיונית. תקן הזהב הנוכחי למדידת תאימות כלי דם הוא בדיקות מכניות צינוריות ex vivo . שיטה זו כוללת כריתה של שתל או כלי דם מעניין, חיבורו לצינורות לטקס ולחץ עליו כדי להעריך התנהגות מתיחה של מתח היקפי על פני לחצים שונים. התאימות נקבעת על ידי השוואת הלחץ עם מדידה של הקוטר הפנימי10. עם זאת, שיטות ex vivo יש כמה חסרונות. בעת הערכת הפונקציונליות של שתלים מושתלים בשיטת ex vivo , יש צורך להקריב את בעלי החיים ולשתול את השתלים, מה שלא מאפשר לבצע בדיקות ממושכות. לכן, פיתחנו פרוטוקול מדידת תאימות in vivo .

הקבוצה שלנו מתמקדת בפיתוח שתלי כלי דם מהונדסים רקמות (TEVGs) לשימוש בניתוח פונטן לשיפור מום לב מולד תסמונת לב שמאל היפופלסטית (HLHS). ההתפתחויות האחרונות בתחום ניתוחי הלב המולדים שיפרו את התוצאות לאחר הניתוח, והובילו לתוחלת חיים ארוכה יותר. זה הופך את התכונות ארוכות הטווח וההצלחה של צינור כלי הדם המושתל לקריטיות יותר ויותר. נכון לעכשיו, לא קיים מודל של HLHS בבעלי חיים, ולכן אנו מעריכים את השתלים שלנו במודל מואץ של שתל ורידי נבוב נחות (IVC). בעוד מודל זה אינו מנסה ליצור את זרימת פונטן, הוא למעשה משחזר את התנאים המודינמיים הייחודיים. השימוש האחרון שלנו בפרוטוקול in vivo זה הדגים הבדלים משמעותיים בתאימות השתל בין TEVG שלנו לבין שתלי פוליטטרה-פלואוראתילן מורחבים קונבנציונליים (PTFE)11. מכיוון שמחקר קודם זה לא התמקד במתודולוגיה, ערכנו ניסויים נוספים המפרטים את שיטת in vivo חדשנית זו.

שתלנו את השתל הסינתטי המשמש כיום כסטנדרט הטיפול, המורכב מפוליטטרה-פלואוראתילן מורחב (PTFE), בחיות מחקר של כבשי דורסט והשווינו אותו ל-IVC המקומי בחיות בקרה נאיביות כירורגית. פרוטוקול זה בוצע בקבוצת PTFE 5-7 שנים לאחר ההשתלה של צינור PTFE וחיות ביקורת לא מנותחות בגילאים שונים. כך, בסעיפים הבאים המתארים את הפרוטוקול ואת התוצאות המייצגות, נתייחס לעיתים לאזור העניין כמו, למשל, אמצע אזור השתל (אמצע השתל) של שתל אינטרפוזיציית IVC.

פרוטוקול זה מאפשר לנו לנתח את תאימות in vivo של צינור PTFE, הידוע כלא תואם בנקודת זמן ארוכת טווח, עם הווריד המקורי. בחרנו להשוות את החומר הסטנדרטי הקליני, PTFE, עם הווריד המקורי שלא נותח. בחרנו נקודת זמן ארוכת טווח מכיוון שצינור ה-PTFE ידוע כלא תואם ונוטה להסתייד, מה שמפחית עוד יותר את התאימות שלו11. בחרנו לערוך את כל ההשוואות in vivo מכיוון ששינויים המודינמיים מערכתיים משתקפים במדויק במדידות המתקבלות בשיטות in vivo. מהשוואה זו, מצאנו כי פרוטוקול זה מסוגל לאשר את אי הציות של PTFE ולקבל מדידות של ציות ורידי in vivo באופן בטוח וניתן לשחזור. שיטה זו יושמה בהצלחה במחקר שפורסם כדי להדגים הבדלים מובהקים סטטיסטית בין צינורות PTFE לבין שתלי כלי דם מהונדסים רקמות (TEVGs) in vivo11.

המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא לחשב תאימות והרחבה של IVC החזה במודל של בעלי חיים גדולים באמצעות מדידות in vivo מהליך הישרדות. לשם כך, דמיינו ומדדנו את השינויים בהיקף ובאזור החתך של IVC בית החזה לבולוס נוזלי. מדדנו בו זמנית את השינוי התוך-כלי בלחץ והשתמשנו במדידות אלה כדי לחשב תאימות והרחבה. שימוש בהדמיה אנגיוגרפית תלת ממדית מאפשר לנו יתרונות רבים, כולל היכולת להתאים את התצוגה של התמונה לאחר צילום כדי להבטיח שהמדידות שלנו נלקחות מחתך רוחב של הווריד, כמו גם לאפשר לנו למדוד מיקומים מרובים לאורך כלי השיט. שלושת תחומי העניין במחקר זה היו אזור השתל האמצעי, כמו גם שני אתרי האנסטומוזה הסמוכים של השתל PTFE, והאזורים המקבילים ב- IVC הילידי. על ידי ביצוע ניסויים in vivo, ישנם יתרונות בהערכת הפונקציונליות של שתלים בתוך זרימת הדם בפועל מוקף רקמות ואיברים. המדידות המתקבלות בשיטה זו משקפות את הפונקציונליות בפועל של השתלים באורגניזם חי.

הפרוטוקול מחולק לשישה חלקים עיקריים הכוללים הכנה מוקדמת של הכבשים, צנתור, איסוף נתוני טרום בולוס בסיסיים, איסוף נתוני מחקר, התאוששות בעלי חיים וניתוח נתונים. בחלק של הכנת בעלי חיים, אנו דנים בטשטוש, התחלת הרדמה ומיקום ציוד ניטור המשמש במהלך הליך הצנתור. בחלק השני, נסביר את תהליך הצבת שני נדן הצנתר הדרוש לאיסוף נתונים. עבור פרוטוקול זה, שני הנדן ממוקמים בווריד הצוואר הפנימי הימני (IJV) כדי לאפשר הכנסת שני צנתרים רב-מסלוליים לכלי. אחד ימוקם באזור העניין כדי לרשום את השינוי בלחץ, והשני ימוקם נמוך יותר בווריד להזרקת ניגוד. לאחר הצנתרים ממוקמים, נלקח אנגיוגרף תלת ממדי טרום בולוס בסיסי להשוואה. איסוף נתוני המחקר מתחיל בהכנת בולוס המלח במערכת שקית לחץ למתן, מתן בולוס המלח עם רישום לחצים תוך וסקולריים, ולקיחת אנגיוגרף תלת ממדי פוסט בולוס. לאחר מכן אנו מתארים את התהליך כדי להקל על התאוששות הכבשים לאחר הפרוטוקול. לבסוף, נדון בשיטה להשגת התמונות הנכונות ומדידות חתך לניתוח והשוואה סטטיסטית.

פרוטוקול

פרוטוקול המחקר אושר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של בית החולים הארצי לילדים אביגיל וקסנר מכון המחקר (AR22-0004). כל בעלי החיים קיבלו טיפול הומני בהתאם למדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה, שפורסם על ידי המכונים הלאומיים לבריאות.

1. הכנת בעלי חיים

  1. בקש מצוות וטרינרי להעריך את הכבשה שבוע לפני הצנתור, כולל בדיקה גופנית וניתוח סימנים חיוניים, כדי להבטיח שבעל החיים יוכל לקבל הרדמה בבטחה.
  2. יש לצום את בעל החיים למשך הלילה, או עד 12 שעות לפני ההליך, כדי להגביל את הסיכון לשאיפה של תוכן הקיבה עם השראת ההרדמה.
  3. לחצו על כפתור ההפעלה בלוח הבקרה כדי להפעיל את C-arm ואת מערכת האנגיוגרפיה התלת-ממדית (איור 1A). המתן עד שהמערכת תיטען במלואה.
    הערה: ודא שהפלואורוסקופיה מושהית עד שהיא מוכנה לצילום וכל אנשי הצוות לובשים עופרת מגן.
  4. הכינו מי מלח מקופחים לשימוש בהליך על ידי הוספת 1 מ"ל הפרין (ריכוז של 1,000 יחידות USP / מ"ל) ל-1,000 מ"ל של 0.9% מלוחים.
  5. לגלח את הצד השמאלי של הצוואר ולשפשף עם אלכוהול. מתן טשטוש על ידי הזרקת שילוב של קטמין (4 מ"ג/ק"ג), בוטורפנול (0.1 מ"ג/ק"ג) ודיאזפם (0.5 מ"ג/ק"ג) לווריד הצוואר השמאלי.
  6. הניחו את הכבשה המורדמת על מיטת בית חולים ומקמו אותה בשכיבה עצם החזה לצורך אינטובציה. אינטובט עם צינור אנדוטרכאלי (ET) 9-14 מ"מ, המבוסס על גודל הכבש, על ידי דיכוי הלשון והאפיגלוטיס עם לרינגוסקופ והחדרת צינור החוצן לקנה הנשימה.
  7. מקם את הכבשה במצב צדדי ימני. חבר את צינור ה- ET למכונת הנשמה ואוורר מכנית עם 100% חמצן ב- 1-3 ליטר לדקה.
  8. יש לשמור על הרדמה עם איזופלורן בשאיפה של 1-3%. הגדר את קצב הנשימה על 15-30 נשימות / דקה ואת נפח הגאות לסיים על 8-10 מ"ל / ק"ג.
  9. הניחו ציוד ניטור סטנדרטי, כולל שרוול לחץ דם ברגל הקדמית הימנית, אטב אוזניים לניטור ריווי חמצן באוזן ימין, בדיקת טמפרטורה לוושט ומוניטור CO2 בקצה צינור החוצן. מגלחים את הצמר מהאספקט הקאודלי של כל פרסה בין ציפורני הטל לעקב. מקם בלוטות אלקטרוקרדיוגרמה (ECG) ואבטח את בלוטות האק"ג באמצעות קלטת.
  10. לשמן את שתי העיניים על ידי מריחת משחה אופתלמית ולהכניס צינור orogastric כדי להבטיח גז ופינוי מזון.
  11. קבע קו IV ב- IJV השמאלי כדי לאפשר מתן עירוי קצב קבוע פרופופול (CRI) (20-40 מ"ג∙kg-1∙h-1), נוזלי תחזוקה (10 מ"ל∙kg-1∙h-1), ובולוס מלוחים.
  12. מקם את הכבשה בשכיבה צידית שמאלית. גלחו את הצד הימני של הצוואר כדי לקבל גישה לאתר הצנתור (איור 2A). מקללו את האזור עם קרצוף כלורהקסידין ואלכוהול.
  13. התנתקו מציוד הניטור וממכונת ההנשמה והעבירו את הכבשים לשולחן מעבדת הצנתורים. שוב, מקמו את החיה בתנוחת שכיבה צידית שמאלית (איור 3A).
  14. חבר מחדש למכונת ההנשמה ולציוד הניטור (מוליכי אק"ג, בדיקת טמפרטורה, שרוול לחץ דם, אוקסימטר דופק).
  15. שמור על הרדמה במהלך ההליך על ידי מתן איזופלורן בשאיפה 1-3% עם 100% O2, ו / או propofol CRI (20-40 מ"ג∙kg-1∙h-1).
    הערה: הערך את מישור ההרדמה על ידי מדידת תנועת בעלי חיים, תגובה לגירויים כואבים, קצב נשימה, קצב דופק ולחץ דם. בצע התאמות בטשטוש לפי הצורך, כגון באמצעות בולוס 5-10 מ"ל של פרופופול כדי לגרום למישור עמוק יותר של הרדמה.
  16. מדדו את רוחב הכבשים באזור הלב באמצעות קליפרים גדולים. חלק את הרוחב ב- 2 כדי להגדיר את מתמר הלחץ.
  17. נקו את אתר הניתוח ועטפו אותו בצורה סטרילית (איור 2B,C).

2. צנתור

  1. הזיזו את זרוע C ממצב חונה לחזה הכבשה והרימו את השולחן לפי הצורך. לחץ על לחצנים 7 ו- 3 בלוח הבקרה, ולאחר מכן החזק את לחצן התחל כדי להשתמש בהגדרות שתוכנתו מראש כדי למקם אוטומטית את הטבלה ואת C-Arm בצד שמאל של הטבלה (איור 1A).
  2. גישה ל- IJV הימני באמצעות מחט מיקרו ניקוב 21 G ומזרק Luer Slip 10 סמ"ק; גישה ל-IJV בכיוון גולגולתי/קאודלי דרך העור תוך משיכה לאחור של בוכנת המזרק. ודאו שהדם נשאף כדי לאשר שהמחט נמצאת בכלי הדם (איור 2A, B).
  3. נתק בזהירות את המזרק תוך החזקת המחט יציבה.
  4. הכנס מדריך חוט נירוסטה (SS) בגודל 0.018 אינץ 'דרך המחט לתוך הכלי בערך באמצע הדרך. הסר את המחט מעל חוט האס אס.
  5. מניחים מרחיב 5-צרפתי (Fr) מעל חוט האס אס לתוך הכלי. הסר את החלק הפנימי של המרחיב ואת חוט SS. הזינו חוט מנחה בקוטר 0.038 אינץ' דרך המרחיב לתוך הכלי בערך באמצע הדרך והוציאו את המרחיב.
  6. השתמש באזמל בן 11 להבים כדי לחתוך את העור מעל הווריד שבו החוט נכנס. יש להאכיל נדן 9-Fr מעל חוט ההנחיה ולתוך הכלי. הסר את קטע הנדן הפנימי ואת חוט ההנחיה.
  7. אשר מיקום נדן תקין על ידי שאיפת דם ולאחר מכן שטיפת הנדן עם מלוחים heparinized.
  8. חזור על שלבים 2.2-2.7 כך שיהיו שני נדן 9-Fr ב- IJV הימני.
  9. יש לתת 150 U/kg של הפרין דרך העירוי כדי למנוע קרישה.
  10. השתמשו בדוושת הרגל כדי להתחיל פלואורוסקופיה (איור 1B). יש להחדיר צנתר Judkins Right (JR) דרך הנדן, בעקבות IVC בית החזה על פני הסרעפת לתוך IVC הבטן.
  11. משחילים חוט רוזן דרך צנתר JR עד שהוא מגיע ל-IVC הבטני והקצה יוצא מצנתר JR. תוך כדי החזקת חוט רוזן במקומו, הוציאו בעדינות את צנתר JR.
  12. חזור על שלבים 2.10-2.11 עם הנדן השני.
  13. יש להשחיל צנתר מולטיטראק 7-Fr מעל כל חוט רוזן.
  14. בהנחיית פלואורוסקופיה יש להניח צנתר אנגיוגרפי רב-מסלולי אחד בבטן IVC להזרקת חומר ניגוד.
  15. באמצעות פלואורוסקופיה, הכניסו צנתר אנגיוגרפי רב-מסלולי נוסף לאזור העניין הספציפי (למשל, מרכז השתל) לצורך מדידת לחץ (איור 2C).

figure-protocol-1
איור 1: לוח הבקרה. (A) לוח בקרה של מערכת אנגיוגרפיה תלת-ממדית (B) דוושות רגל פלואורוסקופיות לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-protocol-2
איור 2: צנתור בעלי חיים. (A) אתר הניתוח המרכזי, מוכן לצנתור. (B) טכניקה לדמיין את וריד הצוואר הפנימי הימני (חצים שחורים). (C) שני צנתרים אנגיוגרפיים רב-מסלוליים ממוקמים דרך וריד הצוואר הפנימי הימני (חץ כחול: מדידת לחץ בשתל; חץ אדום: הזרקת ניגוד לתוך IVC בטני; חץ לבן: חוטים נוקשים). קיצור: IVC = נבוב ורידי נחות. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

3. איסוף הנתונים המוקדמים

  1. חבר את המסלול המרוכז באזור העניין למתמר הלחץ באמצעות סטופקוק תלת-כיווני. כאשר הסטופקוק פתוח לרב-מסלול, משוך לאחור עם מזרק 10 מ"ל עד להסרת בועות האוויר ונראה דם.
  2. עם מזרק 10 מ"ל הפוך, להחזיר את הדם לכבשים בזהירות לא לדחוף שום אוויר בחזרה לתוך multitrack. שטפו את המולטי-טראק במי מלח מופרינים.
  3. הפוך את המיקום הכבוי של הסטופקוק למזרק כך שמתמר הלחץ והמולטי-טראק פתוחים זה לזה.
  4. הכינו את מזרק הניגוד על ידי הוספת חומר ניגוד. הנפח המינימלי עבור אנגיוגרמה תלת-ממדית הוא 60 מ"ל והניגודיות הכוללת אינה יכולה לחרוג מ-5 מ"ל/ק"ג או 250 מ"ל.
  5. חברו את מזרק הניגוד למולטי-טראק שמרכזו ב-IVC הבטני. באמצעות מזרק הניגוד, סובב את הידית נגד כיוון השעון באיטיות כדי למשוך בועות אוויר מהמולטי-טראק עד שיראה דם. סובב את הידית בכיוון השעון כדי לדחוף את הניגודיות קדימה באיטיות לתוך המולטי-טראק.
  6. השתמש פלואורוסקופיה כדי לאשר כאשר הניגודיות הגיעה לקצה של multitrack.
  7. קח את הניגודיות הכוללת המשמשת לאנגיוגרמה התלת-ממדית וחלק ב- 5 כדי לקבל mL/s. הגדר את עליית התעריף ל- 0 ו- 600 psi.
  8. הגדר את זרוע C למצב מתוכנת מראש על ידי לחיצה על לחצן תוכנית בחלק העליון הימני של המסך וכפתור 3D DSA 110 8 אינץ ' (אנגיוגרפיה תלת ממדית עם SID של 110 ס"מ ותצוגת שדה בגודל 8 אינץ').
  9. הרחק את כל החפצים והאנשים מהחזית או מהצדדים של השולחן. הפעל את תוכנית C-Arm על ידי לחיצה על הלחצן שמספרו 3 בלוח הבקרה. מקמו את אזור המטרה (למשל, אמצע השתל) במרכז מישור x-y (איור 3A-C).
  10. התקדמות לתוכנית השנייה על ידי לחיצה על הלחצן שמספרו 4 בלוח הבקרה. התאימו את גובה הטבלה בהתאם למרכז אזור העניין.
  11. לחץ על הלחצן שמספרו 5 וצלם את תמונת הבדיקה.
  12. בדוק מראש את טווח התנועה של C-Arm על ידי לחיצה על הלחצן Confirm Conditions | התחלה (איור 3D,E).
  13. בקשו מהרופא המרדים להחזיק את ההנשמה ולבצע אנגיוגרמה סיבובית תלת ממדית עם הזרקת ניגוד על ידי הפעלת התוכנית עם דוושת הרכישה האמצעית. במקביל, למדוד ולתעד את הלחץ הממוצע של אזור היעד.

figure-protocol-3
איור 3: מיקום זרוע C וטווח תנועה. (A) מיקום כבשים לתחילת ההליך (B) מיקום ראשון לתוכנית אנגיוגרמה תלת-ממדית (C) זרוע C נעה בציר xy (D) זרוע C נעה בציר z (E) זרוע C משלימה סיבוב בדיקה עם טווח תנועה מלא. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

4. מתן בולוס מי מלח ואיסוף נתונים

  1. הכנה: 20 מ"ל/ק"ג של 0.9% מלוחים.
  2. להכנת שקית הבולוס בלחץ, הוסיפו שקית של 1,000 מ"ל של 0.9% מלח ליחידת שקית בלחץ. השתמש ביחידה שנייה במידת הצורך כדי להשיג את הנפח הכולל שיש לנהל.
  3. לחץ את נורת הניפוח עד שמד הלחץ יעלה לאזור הירוק, מיד לפני הקו האדום (לחץ 250-300 מ"מ כספית). שוטפים מי מלח דרך הקו ומסירים בועות אוויר.
  4. חברו את שקית המלח בלחץ לנדן 9-Fr ושמרו על 250-300 מ"מ כספית כדי לשמור על מהירות קבועה של הבולוס. תנו לו לזרום עד שהכבשה קיבלה בולוס שווה ערך ל-20 מ"ל/ק"ג או שהלחץ הממוצע מגיע ל-15 מ"מ כספית.
  5. בזמן שהבולוס זורם, רשמו לחצים תוך-וסקולריים של אזור המטרה בכל דקה.
  6. הכינו את ה-C-Arm לאנגיוגרפיה סיבובית תלת-ממדית שנייה על ידי חזרה על שלבים 3.9-3.12. ברגע שהבולוס מסתיים, לפני שהלחץ מתחיל לרדת, קח את האנגיוגרפיה התלת-ממדית השנייה ואת מדידת הלחץ התוך-כלי השני במקביל על ידי ייזום כמתואר בשלב 3.13.

5. התאוששות

  1. לאחר השלמת ההדמיה, החזירו את ה-C-Arm למצב חניה מתוכנת מראש על ידי הזנת מספר 77 והחזקת לחצן Start עד שה-C-Arm ימקם את עצמו.
  2. הסר את צנתרי האנגיוגרפיה הרב-מסלולית ואת חוטי רוזן.
  3. יש להסיר את שני הנדן תוך הפעלת לחץ ישיר על אתרי החדרה עם מדבקת המוסטזיס למשך 7 דקות לפחות כדי לעצור את הדימום.
  4. עטפו גליל סטרילי של גזה סביב טלאים וצוואר כך שהעטיפה תהיה בטוחה לשמירה על לחץ, אך לא הדוקה מדי כדי להסתכן בניתוק זרימת הדם או במניעת נשימה.
  5. כבו את חומרי ההרדמה (איזופלורן ו/או פרופופול CRI).
  6. שמור על הכבשים על מכונת ההנשמה עם 100% O2 עד שהם נושמים באופן עקבי בכוחות עצמם.
    הערה: סימנים לכך שהכבשה מתעוררת כוללים תנועה, מצמוץ, תגובה לגירויים כואבים, טונוס לסת או ניסיונות ללעוס, ונשימה ללא סיוע של מכונת הנשמה.
  7. ברגע שהכבשים מסוגלות לנשום בכוחות עצמן, אקסטובט (להסיר את צינור החוצן) ולהסיר את הצינור האורוגסטרי.
  8. הוציאו את כל ציוד הניטור והעבירו את הכבשים למיטת בית חולים. החזירו אותו לחדר הדיור.
  9. סייעו לכבשים להישאר בשכיבה עצם החזה או כאשר הן מנסות לעמוד עד שהכבשים מסוגלות לשמור על שיווי משקל בכוחות עצמן. מנעו מהם להיתקל בקירות.
  10. ברגע שהם נראים ערים מספיק, לתת כמויות קטנות של חציר או תבואה.

6. ניתוח נתונים

  1. יצא את נתוני האנגיוגרפיה התלת-ממדית הגולמיים המקוריים מתוכנת דימות האנגיוגרפיה בתבנית קובץ DICOM.
  2. הפעל את תוכנת מציג DICOM. גרור ושחרר את קובץ האנגיוגרפיה התלת-ממדית לתוך המציג כדי לפתוח אותו (איור 4A).
  3. בתוך תוכנת מציג DICOM, בחר בכלי 3D MPR (Multi-Planar Reconstruction) כדי ליצור תצוגה משוחזרת תלת-ממדית של נתוני האנגיוגרפיה. זה יציג שלוש תצוגות דו-ממדיות נפרדות משלוש זוויות שונות: מישור צירית, מישור קשת (איור 4B) ומישור העטרה (איור 4C).
  4. התאימו את המיקום והכיוון של אזור המטרה במישור הקשת והעטרה כדי להשיג את המיקום האנכי הרצוי על-ידי הצבת אזור המטרה במרכז וסיבוב כיוון קווי הייחוס בכל מישור בעזרת כלי ידני (איור 4D).
  5. השתמשו בכלי העיפרון במציג DICOM כדי לשרטט את דופן הכלי במבט צירית של אזור המטרה (איור 4E). התוכנה מחשבת באופן אוטומטי ומציגה הן את השטח והן את ההיקף (היקף) של האזור באמצע התצוגה הצירית.
  6. השתמש במשוואה (1) כדי לחשב תאימות, כאשר A הוא שטח החתך (cm2) ו- P הוא הלחץ (mmHg):
    figure-protocol-4(1)
  7. השתמש במשוואה (2) כדי לחשב יכולת הרחבה כאשר C הוא ההיקף (cm) ו- P הוא הלחץ (mmHg):
    figure-protocol-5(2)

figure-protocol-6
איור 4: ניתוח נתונים במציג DICOM. (A) נתונים גולמיים של אנגיוגרמה תלת-ממדית שנטענו במציג DICOM. (B) החלק הסגיטלי של השתל. (ג) החלק העטרתי. (D) מדמיינים חתך רוחב אמיתי לאחר התאמת הזווית על חתכי הקשת והעטרה. (E) כלי העיפרון משמש לשרטוט כלי המטרה לביצוע מדידות היקף ושטח חתך. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

תוצאות

ביצענו הליך זה בהצלחה עם למעלה מ-25 כבשים. חשוב לציין כי לא היו מקרים של תחלואה ותמותה הקשורים להליך זה. כל הכבשים הציגו התאוששות לא מסובכת. תוצאות מייצגות אלה נלקחו משלוש כבשים שהושתלו בהן שתלי PTFE ומשלוש כבשים מקומיות שלא נותחו. איור 5 מספק את מדידות הלחץ התוך-וסקולרי שנלקחו משתי קבוצות חיות המחקר במהלך הפרוטוקול. ערכים אלה חשובים לחישובי תאימות והרחבה, אך גם כדי להדגים את הבטיחות של פרוטוקול זה כאשר אנו שומרים על השינוי בלחץ תוך כלי הדם מתחת ל -15 מ"מ כספית.

figure-results-1
איור 5: לחצים תוך-וסקולריים עבור משוואות תאימות והרחבה. (A) ייצוג גרפי של מדידות הלחץ התוך-וסקולרי המוחלט שנלקחו באזור האמצע או באזור המתאים של כלי הדם המקומי, במהלך מתן הבולוס. (B) טבלה מסכמת של שינויי לחץ תוך-וסקולריים עבור כל חיית מחקר. ערכים אלה שימשו בחישובי תאימות והרחבה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 6A,B הן תמונות מייצגות של מדידות מציג DICOM בקבוצות המקוריות ובקבוצות PTFE. האיור מדגים את השינוי בהיקף שנראה בכבשים הילידיות בתגובה לבולוס, שאינו נראה בקבוצת PTFE. מתוך המדידות חישבנו את התאימות וההרחבה, המוצגות באיור 6C. ערכים אלה לאחר מכן גרפים ונותחו סטטיסטית. השוואת התאימות וההרחבה בין כבשים מקומיות לכבשי PTFE מראה כי כלי כבשים מקומיים תואמים וניתנים להרחבה יותר מאשר שתלי PTFE. כל ההבדלים שנצפו נטו לכיוון מובהקות סטטיסטית, כאשר רק ההשוואות הדיסטליות וההשוואות הפרוקסימליות היו מובהקות סטטיסטית (p < 0.05).

figure-results-2
איור 6: תוצאות מייצגות. (A) תמונות מייצגות של היקף כלי השיט המקורי שנמדד במציג DICOM לפני ואחרי בולוס. קו מתאר היקפי (ירוק) אותר במציג DICOM. ערכי היקף ואזור חתך רוחב (טקסט בקופסה ירוקה) נוצרו אוטומטית על-ידי מציג DICOM. (B) תמונות מייצגות של היקף שתל ה-PTFE שנמדד במציג DICOM לפני ואחרי בולוס. קו מתאר היקפי (ירוק) אותר במציג DICOM. ערכי היקף ואזור חתך רוחב (טקסט בקופסה ירוקה) נוצרו אוטומטית על-ידי מציג DICOM. (ג) טבלת תאימות והרחבה מחושבת עבור כל חיית מחקר בכל מיקום כלי שיט. ערכי תאימות והרחבה שליליים הותאמו לאפס. (ד) ייצוג נתוני תאימות והרחבה. תקינות הנתונים נבדקה לפני כל ההשוואות הסטטיסטיות. ערכי תאימות והרחבה נותחו באמצעות מבחן t לא מזווג, שבו התיקון של וולש הוחל על כל המדידות למעט תאימות דיסטלית. ערכי תאימות דיסטליים ופרוקסימליים היו גבוהים משמעותית בקבוצה המקורית בהשוואה לקבוצת PTFE (דיסטלי: p = 0.0485, פרוקסימלי: p = 0.0247). התאימות ל-midgraft לא הייתה מובהקת סטטיסטית בין קבוצות, אך תאימות מקורית ל-midgraft הייתה תמיד גבוהה יותר מאשר ה-PTFE. קיצור: PTFE = polytetrafluoroethylene. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

דיון

תאימות ויכולת הרחבה הן תכונות מפתח לתפקוד כלי הדם, ומשמשות כאינדיקטורים לסיבוכים והתערבויות פוטנציאליים. כימות והשוואה מדויקים של שינויים בפרמטרים אלה חשובים להערכת יעילות השתל. שיטת in vivo שלנו מתגברת על המגבלות של ניתוח ex vivo ושומרת על תוצאות דומות. השוואת נתוני in vivo שלנו לנתוני ex vivo שהוצגו על ידי Blum et al., שתי השיטות מראות הבדלים ניכרים בין חומר השתל הסינתטי המעניין לבין הווריד המקורי10. המובהקות הסטטיסטית שלנו הוגבלה על ידי גודל המדגם הנמוך. למרות התמקדותם בצינור השתלה שונה, אנו מוצאים את הפרוטוקולים דומים מבחינה מדעית ביחס לתפוקות נתונים, כאשר שיטת in vivo עדיפה מהסיבות שהוזכרו קודם לכן.

מספר שלבים קריטיים בהליך זה דורשים תשומת לב זהירה, במיוחד בהחדרת הצנתר ומתן הבולוס. אם הגישה לווריד מתגלה כמאתגרת, התאמת זווית ראש הכבשה או שימוש בעזרי מיקום יכולים להועיל. ניתן להקל על הצבת צנתר JR באזור העניין המדויק באמצעות חוט גלישה. שלב קריטי נוסף עשוי להתרחש בעת החלפת שקיות מלח עקב דרישת בולוס גדולה. מתג מהיר חיוני כדי למנוע תנודות לחץ תוך וסקולריות משמעותיות. כדי להימנע מבעיה זו, הכנו את שתי שקיות המלח כך שיתאימו בדיוק לנפח הדרוש וחיברנו את שתיהן לנדן עם סטופק. לפני תחילת השימוש בבולוס הפעלנו לחץ על שתי השקיות, וצמצמנו את הזמן הדרוש למעבר הזרימה משקית אחת לשנייה. חיוני לשמור על גישה חסכונית בזמן מכיוון שתקופות הרדמה ממושכות עלולות להשפיע לרעה על התאוששות הכבשים.

קריטי לבדוק את טווח ה-C-Arm לפני הפעלת הפרוטוקול. בעת בדיקת C-Arm, ודא כי הוא מרכז את האזור של עניין במדויק. מיקום מחדש של C-Arm כראוי יבטיח הדמיה מלאה של אזור העניין בתמונה הסופית. תזמון הוא קריטי כדי לצלם את הבולוס בצורה יעילה. התחל את רצף ההדמיה ברגע ששקית הלחץ מרוקנת. הקפדה על כך שסיבוב הבדיקה של ה-C-Arm נעשה לפני מתן הנוזל יכולה לעזור לתפוס את הרגע הקריטי הזה.

יש לציין כי הדמיית אנגיוגרפיה דו-ממדית אינה תחליף מתאים לאנגיוגרפיה תלת-ממדית. משוואות התאימות וההרחבה דורשות שטח חתך מדויק וערכי היקף, שהדמיה דו-ממדית אינה יכולה לספק בשל זוויות כלי שיט טבעיות ושינויים במורפולוגיה. אולטרסאונד תוך וסקולרי, למרות שהוא נחשב, הוא מאתגר מבחינה טכנית וחסר יכולת כוונון לאחר לכידה.

שיטה זו ישימה כיום לכלי דם ורידיים ותדרוש שינוי לפני החלתה על מחזור הדם העורקי. יישומים פוטנציאליים של שיטה זו כוללים השוואת חומרים מושתלים או מושתלים במערכת הוורידית, כמו גם הערכת שינויי תאימות הקשורים להזדקנות לאורך זמן. לפני הממשל של בולוס נוזלי, השיטה הנוכחית באמצעות אנגיוגרפיה 3D לא לבטל את ההשפעה של פעימת IVC מן פעימות הלב.

גילויים

מחקר זה מומן בחלקו על ידי חברת Gunze Ltd.

תודות

עבודה זו נתמכה על ידי R01 HL163065 ו-W81XWH1810518. אנו מביעים את הערכתנו לצוות המסור בליבת המחקר בבעלי חיים. ברצוננו גם להביע את תודתנו לכרמן ארסואגה על מומחיותה שלא תסולא בפז ועל הטיפול הערני שלה לאורך כל המחקר.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
0.035 אינץ' x 260 ס"מ רוזן מדריך חוט מעוקלטבח רפואיG01253מדריך להחזקת קת'ים להחלפת מיקום (Multi-track, IVUS וכו')
0.035 אינץ' x 150 ס"מ GlidewireTerumoGR3507מדריך ל-JR קאנט
0.9% נתרן כלורי מלחבקסטר תאגיד בריאותNCH בית מרקחתלדילול נוראפינפרין, ניטור לחץ
10.0 צינור אנדוטרכיאליCoviden86117לאבטחת דרכי הנשימה
16 G IV קטטרBD382259למתן נוזלים ותרופות הרדמה
22 G IV קטטרBD381423ללחץ דם פולשני
5Fr x .35" JR2.5Cook Medical G05035מדריך לחוט ורד
70% אלכוהול איזופרופיל AspenVet11795782תמיסת ניקוי מקומית
7Fr x 100 ס"מ רב מסלוליםB. Braun615001איסוף לחץ, מתן ניגודיות למיקום תוך-וסקולרי ספציפי
9Fr נדן מבואTerumoRSS901גישה לצנתר דרך העור לתוך כלי לחוטים לעבור דרך
מחסנית ACTאבוט דיאגנוסטיקה03P86-25זמן קרישה מופעל
מזרק אנגיוגרפי עם מילוי ספייקGuerbet900103Sלמזרק ניגודיות
שקית קנקןAdvance Medical Designs, LLC10-102פנצ'רים שקית מלח למזיגה ומילוי קערה סטרילית במי מלח
ButorphanolZoetisNCH בית מרקחתתרופת הרגעה: ריכוז 10 מ"ג/מ"ל, מינון 0.1 מ"ג/ק"ג
חבילת מחקר צנתוריםCardinal HealthSAN33RTCH6חבילת צנתורים עם חומרי אספקה שונים
CetacaineCetylite220תרסיס הרדמה מקומי
ChloraprepBD930825תמיסת ניקוי מקומית
תמיסת כלורהקסידין 2% VedcoINCVINV-CLOR-SOLNפתרון ניקוי מקומי
תואם תחבושת מתיחהCoviden2232עטיפת צוואר למניעת דימום
צינורות חיבורDeroyal77-301713מחבר יציאת t לקווי נוזלים/תרופות
DiazepamHospira PharmaceuticalsNCH בית מרקחתתרופת הרגעה: ריכוז 5 מ"ג/מ"ל, מינון 0.5 מ"ג/ק"ג
נקודות ניטור א.ק.ג3M2570
סט מתן נוזליםAlaris2420-0007
סט חימום נוזליםCarefusion50056
Hemcon PatchTricol Biomedical1102תיקון להמוסטזיס
HeparinHospira, IncNCH בית מרקחתאנג'יקו-אגולנט: 1,000 יחידות USP/mL
Infinix-i INFX-8000CToshiba Medical Systems2B308-124EN *Eמערכת אנגיוגרפיה התערבותית
מתמרלחץ פולשניMedline23DBB538ללחץ דם פולשני
IsofluraneBaxter Healthcare CorporationNCH בית מרקחתהרדמה המשמשת בחדר הכנה
קטמיןHospira PharmaceuticalsNCH בית מרקחתתרופת הרגעה: ריכוז 100 מ"ג/מ"ל, מינון 4 מ"ג/ק"ג
ג'לי סיכהMedLineMDS0322273ZET צינור סיכה
סט מבוא מיקרופונצ'רקוק רפואיG47945גישה דרך העור לתוך כלי
מחט ומזרקים309604 בריאות קרדינללהרגעה
הזרקת נורפינפרין ביטרטרט, USPבקסטר תאגיד הבריאותNCH בית מרקחת1 מ"ג/מ"ל
אופטיריי 320חברת ליבל-פלרסהיים, LLCNCH בית מרקחתניגודיות 
OptixcareAventixOPX-4252חומר סיכה לקרנית
OsiriX MDPixmeoSARL-DICOMתוכנת צפייה וניתוח
שקית אינפוזורית לחץCarefusion64-10029לשמירה על לחץ דם פולשני
פרופופולFresenius KabiNCH בית מרקחתתרופת הרדמה: ריכוז 10 מ"ג/מ"ל, מינון 20-45 מ"ג· kg-1· h-1
תפר משי 3-0EthiconC013Dלאבטחת צנתר IV 
אלונקה SoftCarryארבעה דגלים מעל אספןSSTR-4
צינור קיבהJorgensen Lab, INCJ0348Rלשחרור מיצי קיבה וגזים ומניעת נפיחות
T-portMedlineDYNDTN0001מתחבר לצנתר IV
שקית ניקוז שתןCoviden3512מתחבר לצינור הקיבה לאיסוף מיצי קיבה
שמיכתחימוםמעבדת יורגנסןJ1034B

מקורות

  1. Hagler, D. J., et al. Fate of the Fontan connection: Mechanisms of stenosis and management. Congenit Heart Dis. 14 (4), 571-581 (2019).
  2. Nezerati, R. M., Eifert, M. B., Dempsey, D. K., Cosgriff-Hernandez, E. Electrospun vascular grafts with improved compliance matching to native vessels. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 103 (2), 313-323 (2015).
  3. Bates, O., Semple, T., Krupickova, S., Bautisa-Rodriguez, C. Case report of a Gore-Tex TCPC conduit dissection causing severe stenosis. Eur Heart J Case Rep. 5 (11), 1-6 (2021).
  4. Sathananthan, G., et al. Clinical importance of Fontan Circuit thrombus in the adult population: Significant association with increased risk of cardiovascular events. Can J Cardiol. 35 (12), 1807-1814 (2019).
  5. Kumar, P., Bhatia, M. Computed tomography in the evaluation of Fontan Circulation. J Cardiovasc Imaging. 29 (2), 108-122 (2021).
  6. Abbott, W. M., Megerman, J., Hasson, J. E., L'Italien, G., Warnock, D. F. Effect of compliance mismatch on graft patency. J Vasc Surg. 5 (2), 376-382 (1987).
  7. Weston, M. W., Rhee, K., Tarbell, J. M. Compliance and diameter mismatch affect the wall shear rate distribution near an end-to-end anastomosis. J Biomech. 29 (2), 187-198 (1996).
  8. Ballyk, P. D., Walsh, C., Butany, J., Ojha, M. Compliance mismatch may promote graft-artery intimal hyperplasia by altering suture-line stress. J Biomech. 31 (3), 229-237 (1997).
  9. Lemson, M. S., Tordoir, J. H. M., Daemen, M. J. A. P., Kitslaar, P. J. E. H. M. Intimal hyperplasia in vascular grafts. Eur J Vasc Endovasc Surg. 19 (4), 336-350 (2000).
  10. Blum, K. M., et al. Tissue engineered vascular grafts transform into autologous neovessels capable of native function and growth. Commun Med. 2, 3(2022).
  11. Turner, M. E., et al. Tissue engineered vascular grafts are resistant to the formation of dystrophic calcification. Nat Commun. 15, 2187(2024).

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

גמישות כלי דםאנגיוגרפיה תלת-ממדיתמדידה אין-ביבו (In Vivo)שתל וסקולרישתל PTFEעיצוב מחדש של כלי דםמחקר אורךלחץ תוך-כלי
כימות תאימות ויכולת הרחבה של Vena Cava נחותה במודל שחלות in vivo באמצעות אנגיוגרפיה תלת-ממדית
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.