גישת יירוט בנפח קבוע להערכת כיווץ סדרתי עם לולאות לחץ-נפח סגורות בחזה במודל חזיר

Oskar  Kjærgaard Hørsdal; Kristoffer Berg-Hansen; Nigopan Gopalasingam; Alexander Møller Larsen; Lasse Juul Christensen; Mark Stoltenberg Ellegaard; Mads Dam Lyhne; Ole Kristian Lerche Helgestad; Roni Nielsen

doi:10.3791/70220

מאמר שיטה

גישת יירוט בנפח קבוע להערכת כיווץ סדרתי עם לולאות לחץ-נפח סגורות בחזה במודל חזיר

DOI:

10.3791/70220

⸱

24 באפריל 2026

Oskar Kjærgaard Hørsdal¹^,² , Kristoffer Berg-Hansen¹^,²^,³ , Nigopan Gopalasingam¹^,² , Alexander Møller Larsen¹^,² , Lasse Juul Christensen¹^,² , Mark Stoltenberg Ellegaard²^,⁴ , Mads Dam Lyhne²^,³ , Ole Kristian Lerche Helgestad²^,⁵^,⁶ , Roni Nielsen¹^,²

¹Department of Cardiology, Aarhus University Hospital, ²Department of Clinical Medicine, Aarhus University, ³Department of Anesthesiology & Intensive Care, Horsens Regional Hospital, ⁴Department of Anesthesiology & Intensive Care, Aarhus University Hospital, ⁵Department of Cardiology, Odense University Hospital, ⁶Department of Clinical Pharmacology, Aarhus University Hospital

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה נועד לספק פרוטוקול חזיר סגור ומעשי לכימות סדרתי של כיווץ LV בלתי תלוי בעומס על ידי קיבוע V₀ וחישוב E-ים חד-פעימיים, תוך ביטול חסימות IVC החוזרות כדי לשפר את הבטיחות והיציבות בניסויים חד-דינמיים ואקוטיים.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

יחס הלחץ-נפח בסוף הסיסטולי (ESPVR) נחשב באופן נרחב לתיאור הזהב הבלתי תלוי בעומס של כיווץ החדר השמאלי (LV). מעשית, ESPVR מוערך לעיתים קרובות כקו ישר המוגדר על ידי השיפוע שלו - אלסטנס סיסטולי סופי (Ees), אינדקס ישיר למצב התכווצות - ויירוט ציר הנפח שלו (V₀), נפח LV תיאורטי בלחץ אפס. בחיות, ESPVR נגזר קלאסית מהסתימות סדרתיות של וריד נבוב תחתון (IVC) המבוצעות עם ניטור סימולטני של קטטר לחץ-נפח (PV) של LV. עם זאת, במצבי מחלה כמו שוק קרדיוגני, דלדול העומס המוקדם הנדרש עלול לעורר טכיאריתמיות רפלקסיות ואי יציבות המודינמית חולפת או מתמשכת, מה שמגביל את ההיתכנות והפרשנות. לכן, שיטות להערכה אינוטרופית במצב חי במהלך מצבים המודינמיים רגישים מוצדקות.

פרוטוקול זה נועד לתאר מודל ניסיוני מעשי שבו V₀ נקבע פעם אחת בתנאי בסיס יציבים ואז נשמר קבוע להערכת Ee חד-פעימה לאחר מכן מלולאות LV PV. גישה זו, המפורטת שלב אחר שלב לשימוש במחקרים חריפים על בעלי חיים גדולים, מאפשרת הערכה רציפה של ההתכווצות ללא חסימות IVC חזרות. במודל שוק קרדיוגני חזיר, הוא עקב באופן אמין אחר שינויים בלתי תלויים בעומס בביצועי שריר הלב תוך הימנעות מהפרעות קצב וחוסר יציבות המודינמית שנגרם על ידי הפחתת עומס מוקדם. השיטה מתאימה לכן לניסויים חריפים, סגורים בחזה, שבהם הגיאומטריה החדרית נשארת ללא שינוי, והכיווץ מווסת בעיקר את שיפוע ה-ESPVR ולא את היירוט שלו. עם זאת, הנחת V₀ הקבועה מייצגת פישוט מתודולוגי שמביא טעות שיטתית מכוונת ויש ליישם אותה רק כאשר מניפולציה חוזרת של עומס מוקדם אינה מעשית או מסוכנת. כאשר מתרחשים שיפוץ מבני, התרחבות עמוקה ב-LV או שינויים בולטים בלחץ החזה, יש להעריך מחדש את V₀. בסך הכל, פרוטוקול זה מספק גישה ישימה ופיזיולוגית נכונה להערכת כיווץ סדרתית במודלים לא יציבים של בעלי חיים גדולים, תוך איזון בין קפדנות מתודולוגית לבין בטיחות ופרקטיות ניסויים.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

התכווצות החדר השמאלי (LV) היא היכולת הפנימית של שריר הלב לייצר לחץ ללא תלות בתנאי עומס ^1,2,3. היא גורם קריטי לנפח שבץ לב, תפוקת לב ולחץ דם. לכן, כאשר הוא סובל מאיסכמיה חריפה של שריר הלב, הלב עלול לאבד במהירות את כיווצותי⁴. לכן, כיווץ שריר הלב פגום עלול לגרום לאי ספיקת לב חריפה ולשוק קרדיוגני (CS)⁵. CS גורם להיפולטנסיב ולפרוזיה לקויה לאיברים, מה שמוביל לתמותה גבוהה (30%–50% בבית החולים) למרות טיפול אגרסיבי ^5,6. טיפולים רפואיים נפוצים כוללים חומרים אינוטרופיים כמו נוראפינפרין, דובוטמין ומילרינון, שמגבירים את ההתכווצות אך עשויים גם להשפיע ישירות על הטונוס הווסקולרי⁷. הערכת ההתכווצות היא עניין מיוחד כאשר חוקרים טיפולים פרמקולוגיים חדשים, בהערכת חומרת המחלה, או בעבודה עם מודלים ניסיוניים.

מדדים מסורתיים כמו שבר פליטה LV או dP/dt(max) תלויים בעומס ויכולים להציג בצורה שגויה, מצב ההתכווצות האמיתי כאשר עומס מוקדם או אחרי. דבר זה מדגיש את ערך מדדי ההתכווצות הבלתי תלויים בעומס, כגון אלסטנס סוף סיסטולי (Ees), שיכול לעקוב באופן אמין יותר אחר ביצועי שריר הלב¹.

לכן פותחו שיטות in vivo להערכת התכווצות, כאשר ניתוח לחץ-נפח (PV) נחשב לסטנדרט הזהב במחקר ניסויי⁸. הגישה הקלאסית ב-in vivo לכמת Es היא לבצע סתימה של וריד נבוב תחתון (IVC) כדי להפחית בהדרגה ובאופן זמני עומס מוקדם. על ידי רישום נקודות לחץ סיסטולי סופי (ESP) ונפח סיסטולי סופי (ESV) במהלך הפחתת העומס המוקדם הזו, ניתן להתקין קו רגרסיה של ESPVR, ולהגדיר את השיפוע שלו, Ees, כאשר ה-x-יירוט של הקו מוגדר כ-V₀ - הנפח התיאורטי ביצירת לחץ אפס. עם זאת, במצבים שבריריים, כמו CS, אפילו חסימה קצרה של IVC יכולה לגרום להיפוטנציה חמורה, הפרעות קצב, או לפגוע עוד יותר בפרפוזיה לאיברים הסופיים במצב תפוקת לב נמוכה ממילא, מה שמגביל את ההיתכנות והפרשנות.

בפרוטוקול המחקר הנוכחי מוצגת אלטרנטיבה מעשית לשיטת החסימה המסורתית של IVC לשימוש בניסויים חריגים סגורים, שבה מתבצעת חסימה בודדת ב-IVC בתנאי בסיס יציבים לקביעת האינטראקציה של V₀ בציר הנפח. ערך זה נחשב לקבוע עבור הערכות Es חד-פעימות נוספות. גישה זו מתבססת על ראיות ממחקרים מבודדים ושלמים של בעלי חיים המראים ששינויים אינוטרופיים חריפים משנים בעיקר את שיפוע ESPVR (Ees) בעוד שהאינטרספט נשאר יציב ברובו ^2,9,10. על ידי הימנעות מסגרות חוזרות, השיטה מצמצמת הפרעות קצב וחוסר יציבות המודינמית תוך שמירה על הערכה מדויקת ובלתי תלויה בעומס של כיווץ LV. בפרוטוקול זה, אסטרטגיה זו מיושמת במודל חזיר חזה סגור של CS באמצעות קטטר PV מבוסס אדימיטנס, בהתבסס על ניסיון ממחקרים קודמים 4,8,11,12,13,14,15,16. בעוד שגישה זו מיועדת לניסויים חדים עם חזה סגור עם גאומטריה חדרית יציבה, היישום שלה מוגבל בהקשרים עם גודל תא משתנה, לחצי חזה משתנים או שיפוץ מבני; מגבלות מעשיות אלו יש לקחת בחשבון בעת הערכת התאמת השיטה למחקר נתון. בניגוד לגישות קודמות של פעימה אחת או מבוססות מודל, פרוטוקול זה קובע אמפירית את V₀ בתנאי בסיס יציבים ואז מיישם אותו לאורך כל הניסוי, ומציע חלופה בטוחה וישימה יותר להערכת כיווץ סדרתי, בלתי תלוי בעומס, במודלים של בעלי חיים גדולים שבריריים המודינמית.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה אושר על ידי הפיקוח על מחקר בעלי החיים הדני (מספר היתר: 2023–15–0201–01466, הונפק ב-19/06–2023). נקבות חזירי לנדראס דנים במשקל כ-60 ק"ג שימשו. התגובות והציוד שבו השתמשו מופיעים בטבלת החומרים.

1. הרדמה והנשמה

הרדמו את החזיר בהזרקה תוך-שרירית של תערובת הרדמה 1 מ"ל/ק"ג, הכוללת 25 מ"ג/מ"ל טילטמין, 25 מ"ג/מ"ל זולאזפאם, 2.5 מ"ל בוטורפנול (10 מ"ג/מ"ל), 1.25 מ"ל קטמינול וטרינרי (100 מ"ג/מ"ל), ו-6.25 מ"ל קסילזין וטרינרי (20 מ"ג/מ"ל).
הערה: מתן טרום-הרדמה יפחית לחץ, נוציספציה ושחרור קטכולאמין במהלך ההעברה.
הובלת החיה ממתקני חווה למתקני מחקר.
הקמת גישה תוך-ורידית (I.V.) בוריד אוזן שוליים באמצעות קטטר ורידי 18-20 גרם (איור 1). קיבע את קטטר הוורידי באמצעות סרט או חומר גבס מתאים. שטף עם 10 מ"ל סליין כדי להבטיח מיקום נכון.
הערה: בליטה תת-עורית עלולה להופיע לאחר שטיפת מי מלח אם הקטטר לא ממוקם כראוי. שקלו למקם עירוי נוסף באוזן הנגדית במקרה של הזזה.
חבר חיישן פולס אוקסימטריה לניטור מוקדם של רוויית חמצן בעורקים.
הערה: במקרה של היפוקסיה עם רוויית חמצן מתחת ל-90%, יש להזריק 100% חמצן באמצעות מסכת פנים על חוטם החזיר עד שהנורמוקסיה תחזור. ודא רוויה מספקת של חמצן לפני המעבר לשלב 5.
הניחו את החזיר במצב שכיבה על שולחן הניתוחים. הנשכו את החזיר באמצעות צינור קנה הנשימה בקוטר פנימי בקוטר 7.5–8.0 מ"מ באמצעות לרינגוסקופיה ישירה. אשר את מיקום הצינור הנכון על ידי צפייה בפחמן דו-חמצני נשיפה מתמשך על מכונת הנשמה. נפח את השרוול על צינור האנדוטרכיה וקבע את הצינור לחוטם.
כוונו את הגדרות המאוורר והתחילו אוורור בלחץ חיובי באמצעות ההגדרות הבאות:
1. הגדרת אוורור מבוקרת בלחץ, עם שער נפח.
2. נפח הגאות 8 מ"ל/ק"ג.
3. לחץ סוף נשיפה חיובי של 5 ס"מ H₂מעלות.
4. השפעת טיטראט על חלק מהחמצן לנורמוקסיה, לדוגמה, רוויה של חמצן עורקי >94%.
5. הטטרציה של קצב הנשימה לנורמוקפניה, לדוגמה, לחץ חלקי של_CO2 עורקי 4.5–5.5 קילופסקל.
התחל ושמור על הרדמה כללית באמצעות גישה לעירוי באמצעות פרופופול ב-3.5–4.5 מ"ג/ק"ג לשעה ופנטניל ב-12.5–15.5 מיקרוגרם/ק"ג/שעה. העריך עומק ההרדמה בהיעדר רפלקסים בקרנית וריסילריה וחוסר תגובה לגירוי מזיק. זהירות: אין להשאיר בעלי חיים ללא השגחה בשום שלב. ודא שכל צוות הניסוי קיבל את ההכשרה הנכונה ויכול לבצע ניטור נכון של עומק ההרדמה.
צרכו אקג עם 3 לידים (גפה קדמית ימין, גפה קדמית שמאלית, גפה אחורית שמאלית).
הכניסו קטטר שתן לשלפוחית השתן וחברו את הקצה החיצוני לשקית דגימה.
מעקב אחרי טמפרטורת הליבה באמצעות גלאי רקטלי.
הערה: טמפרטורת ליבת הגוף התקינה בחזיר בוגר היא 38.5–39.5 מעלות צלזיוס^ו-17. יש לתקן היפותרמיה באמצעות מכשירי חימום פעילים, לדוגמה, שימוש בשמיכות מחוממות למניעת שינוי המודינמיקה או הפרעות קצב שנגרמו על ידי היפותרמיה.

2. גישה תוך-כלי דם מונחית אולטרסאונד

קבע את הגישה התוך-וסקולרית הבאה באמצעות הנחיית אולטרסאונד וטכניקת סלדינגר. גישות אלו יאפשרו הערכת Ee פעימה אחת.
1. הכנס מעטפת 8 Fr לעורק קרוטיד נפוץ.
  הערה: המעטפת הזו תשמש להכנסת קטטר V ל-V.
2. הכנס מעטפת 12 Fr בעורק הירך.
  הערה: מעטפת זו תשמש להכנסת בלון החסימה של IVC.
הקם את הגישות התוך-וסקולריות הבאות באמצעות הנחיית אולטרסאונד וטכניקת סלדינגר. גישות אלו יאפשרו ניטור המודינמי.
1. הכנס מעטפת 7 Fr לעורק הירך.
  הערה: מעטפת זו תשמש למדידת לחץ דם פולשנית. לחץ דם עורקי פולשני עשוי להימדד גם במקומות אחרים, כמו עורק גפי.
2. הכנס מעטפת 8 Fr לווריד היוגולרי החיצוני.
  הערה: מעטפת זו תשמש להחדרת קטטר עורק ריאה ולהערכת לחצים בעורקי הריאה.
קבע גישה תוך-וסקולרית הנדרשת למודל המחלה הרצוי. במקרה זה, נקבעת הגישה התוך-וסקולרית הבאה.
1. הכנס מעטפת 8 Fr לעורק הקרוטיד הנפוץ הנגדי כמו בשלב 1.1. מעטפת זו תשמש לצנתורי כלילי ואמבוליזציה, שיגרמו ל-CS.
  הערה: ניתן להקים גישות נוספות בהתאם לפרוטוקול המחקר.
כדי להבטיח מיקום נכון של מעטפות תוך-כלי דם, יש לשאוב דם מכל מעטפת באמצעות מזרק של 10 מ"ל. מעטפת מונחת נכון לא תהיה בעלת עמידות כאשר הדם נשאף או כאשר הוא נשאב עם מי מלח.
תפר את כל המעטפות לעור וחבר את כל המעטפות למערכות ניטור רלוונטיות.
הערה: יש לשטוף את הנרתיק לעיתים קרובות כדי למנוע קרישת דם בתוך הנרתיקים. חלופה נוספת, בהתאם לפרוטוקול המחקר, חזירים עשויים לעבור הפאריניזציה.
לאחר כיול לחץ לפי הוראות היצרן, יש להניח את קטטר ה-LV PV כפי שתואר קודם⁸ (איור 1).

3. מיקום קטטר לחץ-נפח בחדר השמאלי ובלון הווריד הנוב התחתון

לפני הכנסת קטטר ה-PV, יש לבצע כיול עמידות דם לכל בעל חיים.
1. משוך דם לתוך בקבוקון קריוגני בנפח 0.5 מ"ל. בצע מדד עמידות דם באמצעות גלאי הכיול מיד לאחר איסוף הדם.
הכנס את קטטר ה-LV PV דרך מעטפת עורק 8 Fr. במהלך הכוונה פלואורוסקופית במינון נמוך, עקוב אחרי הקטטר של ה-LV PV אל מסתם האאורטה. התקדמו דרך המסתם האאורטלי במהלך הסיסטולה.
הערה: לא אמורה להיות התנגדות בכל שלב במהלך התקדמות קטטר ה-VV הקטטר.
הניחו את קצה קטטר ה-LV PV קרוב ככל האפשר לקודקוד ה-LV.
עקבו אחרי הפרוטוקול של היצרן כדי לבחור את מספר מקטעי עוצמת ההקלטה הרלוונטיים, כדי לאופטם את מיקום קטטר ה-LV PV בהתבסס על אותות הפאזה והעוצמה שהוקלטו.
הערה: מיקום הקטטר חשוב מאוד לאיסוף נתונים. ניתן לאשר את המיקום באמצעות הנחיה פלואורוסקופית. עם זאת, ניתן גם לאשר מיקום נכון באמצעות ערכי הפאזה. האות צריך להיות בעל ערך ממוצע <10° וצורה מחזורית. במהלך מיקום קטטר PV, יש לבחור את המקטע הנכון. בקונפיגורציה הראשונית (קטע 1), האלקטרודות 1 עד 4 פעילות. במיקום זה, הנפח הנמדד לעיתים קרובות מוערך פחות מדי, בדרך כלל משום שהאלקטרודות נמצאות רחוק מדי משסתום האאורטה. בקטע 2, האלקטרודות 1, 2, 4 ו-5 פעילות; בהתאם לממדי החדר האלה, תצורה זו עדיין יכולה לייצר אותות בנפח נמוך. כאשר מתקדמים לסגמנט 3, נעשה שימוש באלקטרודות 1, 2, 5 ו-6, אשר אצל חזירים בוגרים בדרך כלל מניבים נפחים פיזיולוגיים ולולאות PV מעוצבות בהתאם. התקדמות נוספת לקטע 4 (אלקטרודות 1, 2, 6 ו-7) עשויה להרחיב את שדה החישה מעבר לאורך החדר וליצור אותות לא מדויקים בלבבות קטנים.
הכנס את בלון ה-IVC דרך מעטפת וריד הירך 12 Fr וקדם את הבלון לרמת הסרעפת בהנחיית פלואורוסקופיה.
הערה: ניתן להשהות את הניסוי ברמה זו כדי לייצב את ההמודינמיקה לפני תחילת פרוטוקול המחקר. ערכי ההמודינמיים, הנשימתיים והאלקטרוליטים החריגים עשויים להיות מתוקנים בשלב זה. תקופת ייצוב של 1–2 שעות מספיקה לעיתים קרובות 13,14,15,16.

4. מדידות בסיס וקביעת V₀

במצב בסיס בריא, לאחר הציוד כפי שתואר, יש לבצע כיול של כל הציוד, כולל קטטר LV PV כפי שתואר על ידי היצרן, וכפי שמתואר בפירוט במקומות אחרים⁸.
הערה: יש לכייל גם את הלחץ וגם את הנפח, בהתאם לשאלה האם הקטטר משתמש בטכנולוגיות מבוססות כניסה או מוליכה. יש לבצע כיול לחץ לפני הכנסת הקטטר. בקיצור, הכיול כולל את השלבים הבאים:
1. בצע כיול לחץ לפני הכנסת קטטר ה-VV ה-LV in vivo .
2. הבטיחו קצב סינוסים יציב.
3. כאשר משתמשים בקטטרים מבוססי טכנולוגיית אדימיטנס, משתמשים בנפח שבץ שמקורו בקטטר עורק הריאה לכיול נפח.
  הערה: יש לבצע סריקת כיול נפח בסיסית במהלך דום נשימה זמני בסוף הנשיפה.
לבצע החזקת נשימה זמנית בסוף הנשיפה למשך 10–15 מחזורי לב לקבלת ערכי בסיס.
הערה: לאחר כל החזקת נשימה בסוף הנשיפה, תנו לבעל החיים להתאושש עד לנרמול ערכי ההמודינמיקה כמו דופק ולחץ דם, וכן ערכי נשימה כמו רוויית חמצן עורקי_ו-CO2 בסוף הנשיפה.
לקביעת V₀, יש לבצע את השלבים הבאים:
1. בצע עוד עצירת נשימה בקצה הנשימה והמתין כמה פעימות לב לפני שמנפח לאט את בלון ה-IVC עד שלחץ ה-LV יורד מתחת ל-50 מ"מ כספית. שחרר את הבלון במהירות וחזר לאוורור.
  הערה: הליך זה יפחית בהדרגה את עומס ה-LV, ולולאות PV חייבות להראות הזזה הדרגתית שמאלה ומטה במהלך הפחתת עומס ^{קדם-עומס} ^1,2,3 (איור 2A ואיור 3A).
2. אפשר לבעלי החיים להחלים, לאחר כל חסימת IVC והחזקת נשימה עד שהנורמוקסיה, הנורמוקפניה והנורמוטנציה משתוקקים. בדרך כלל זה לוקח 2–3 דקות. בצע שני סבבים נוספים של חסימת IVC. וודא קצב סינוסים יציב.
  הערה: לעיתים, התנפחות בלון ה-IVC להפחתת עומס מוקדם עלולה לגרום להפרעות קצב או להפרעות חוץ-סיסטוליות חדריות, מה שעלול להפריע לזרימת הדם וליצור קשיים בניתוח הנתונים. במקרה זה, יש לבצע ניפוח איטי יותר של בלון ה-IVC. יש לבצע שלוש סתימות עצמאיות ללא הפרעות קצב.
3. לאחר שלושת הסגרים, אין צורך בסתימות IVC נוספות. ניתן להסיר את קטטר הבלון של IVC.
ב-LabChart 8 Pro, פתחו את מודול הלולאה הפוטו-וואי-מובנה. בתוך לנתח, select אוקלוזיה. בחר ידנית לולאות רציפות במהלך הפחתת עומס מוקדם לניתוח. החריג פעימות חוץ-רחמיות ומחזורים סמוכים. הפעיל התאמה ליניארית או ריבועית באמצעות תפריט הנרחב.
הערה: V₀ ניתן לחשב ישירות לאחר מדידות הבסיס, או במהלך ניתוח נתונים לאחר הוק. עבור כל מחזור שנשמר במהלך הפחתת העומס המוקדם, ESP ו-ESV מזוהים לפי ההגדרות הסטנדרטיות של המודול.
1. השתמשו בפונקציה המובנית של התוכנה לניתוח מחזורי הלב הנבחרים. יש לנתח 10 לולאות במהלך הפחתת עומס מוקדם בהדרגה. סקר את כל פעימות הלב והחריגה ידנית פעימות חוץ-רחמיות או ארטיפקטים, ושומרים רק על לולאות מונוטוניות המתפתחות בצורה חלקה. אם מעדיפים זאת, תוארו שיטות ניקוי נתונים אוטומטיות¹⁸.
  הערה: במהלך חסימת IVC, ה-LV נוטה להפרעות קצב. במקרה של פעימות חוץ-רחמיות על-חדריות או חדריות, יש להסיר פעימות אלו יחד עם פעימת הלב הקודמת והבאה (איור 2B). יתרה מזאת, בהתאם לקצב הלב, חסימת IVC עשויה להפעיל רפלקסים של ברורצפטור, שיכולים להשפיע על אינוטרופיה.
2. לגבי פעימות לב נשמרות, יש לוודא ידנית שהפונקציה המובנית של התוכנה מזהה נכון את לחץ ונפח סוף הסיסטוליה.
3. להתאים את קו ESPVR.
  הערה: בעיקרון, ניתן להשתמש בקו ESPVR מותאם ליניארית ^1,2 (איור 2A). עם זאת, קו ESPVR עשוי להיות בעל קימור ^1,19,20,21 (איור 3). אם ה-ESPVR נראית לעין, יש להחיל התאמה לא ליניארית מקובלת על ה-ESPVR, לדוגמה, רגרסיה ריבועית באמצעות תפריטים נפתחים 19,21,22. תוכנות ניתוח כמו LabChart 8 Pro מאפשרות אפשרויות מרובות. כאשר ה-ESPVR עוקב ויזואלית אחרי קו ישר, יש להחיל התאמה ליניארית של ריבועים מינימליים; כאשר העקמומיות ניכרת, ניתן להשתמש בהתאמה ריבועית. זהירות: בחירת התאמת ESPVR ליניארית לעומת ריבועית צריכה להיות מונחית הן על ידי איכות ההתאמה האובייקטיבית מהמודול המובנה והן על ידי בדיקה ויזואלית של צורת ה-ESPVR. יש ליישם כללי החלטה מוגדרים מראש, לדוגמה, מודל ריבועי עשוי להיות מועדף אם הוא משפר את R² המותאם ב-≥0.05 לעומת ההתאמה הליניארית (איור 4)²³; עם זאת, יש תמיד לבצע בדיקה ויזואלית של מורפולוגיית הלולאה ודפוסים שאריתיים כדי לאשר עקמומיות פיזיולוגית סבירה. שיפורים נומריים קטנים ב-R² ללא ראיות ויזואליות עקביות לעקמומיות לא צריכים להצדיק שימוש בהתאמה לא ליניארית.
4. מחשבים את ה-V₀ מקו ESPVR המותאם, ליניארי או מעוקל, כנקודת יירוט עם ציר X.
  הערה: יש לתעד את צורת המודל ואת איכות ההתאמה. כאשר נצפית קמירות משמעותית של ה-ESPVR, התאמות ליניאריות עלולות להמעיט בערך האלסטנס האמיתי בלחצים גבוהים ולהעריך אותה יתר על המידה בלחצים נמוכים (איור 4). במקרים אלו, מומלץ להתאים ריבועי לקביעת V₀ כפי שמתואר בשלב 4.3. למרות שהערכת Ee בקצב יחיד היא בהכרח ליניארית, מודעות לעקמומיות ESPVR היא חיונית, שכן התנהגות לא ליניארית עלולה להשפיע על מדידות סדרתיות, במיוחד במהלך שינויים גדולים לאחר עומס.
5. חזור על הגישה בין שלוש הסגרים העצמאיים וקח את ממוצע שלוש המדידות של V₀ .
  הערה: שלילי V₀ אינו מרמז על נפח חדרי שלילי בעל משמעות פיזיקלית; אלא משקף את מגבלות מודל ESPVR הלינארי ואת הלא-ליניאריות הבסיסית של מכניקת החדר הפנימית, במיוחד בנפחים ולחצי נמוכים. הופעת V₀ שלילית נפוצה יותר בחדרים בעלי כיווץ גבוה ובמיוחד כאשר התאמות ליניאריות מיושמות בטווחי עומס גבוהים יותר.
חשב את Ee כשיפוע הקו בין V₀ לבין הלחץ והנפח הממוצע בקצה הסיסטולי החל משלב 2.
הערה: בשלב זה בוצעו מדידות בסיס, וניתן כעת ליישם את מודל המחלה הרלוונטי. ניתן להשהות את הניסוי ברמה זו כדי להבטיח המודינמיקה תקינה, פרמטרים של אוורור ואלקטרוליטים.

5. השראה של שוק קרדיוגני איסכמי

הערה: פרוטוקול זה מתאר כיצד ניתן להעריך את Es ללא חסימות IVC נוספות במודל של CS איסכמית, כפי שמתואר 4,11,12,13,14. פרוטוקול מפורט למודל מחלה זה הוא מעבר להיקף הפרוטוקול וניתן למצוא אותו במקום אחר²⁴. בקיצור, CS מושרה כך:

הפיק תלייה סטנדרטית של חלקיקי אמבוליזציה על ידי ערבוב מיקרוספירות במשקל 0.125 גרם עם 5 מ"ל חומר ניגוד יודינט ו-5 מ"ל 0.9% מלח, מה שיוצר נפח כולל של 10 מ"ל. ערבב בעדינות את המתלה לפני ובמהלך השימוש, והזריק 1 מ"ל אליקוות דרך קטטר המדריך הכלילי (איור 5).
הנח קטטר מדריך כלילי (5–7 Fr, למשל, JL 3.5) דרך מעטפת עורקית בעורק קרוטידי (ראה שלב 2) לאוסטיום של עורק הכלילי השמאלי.
השרה איסכמיה שריר הלב ו-CS על ידי מיקרואמבוליזציה תוך-כלילית של עורק הכלילי הראשי השמאלי באמצעות חלקיקי אמבוליזציה מסחריים של פוליוויניל אלכוהול. לאחר כל הזרקה, אפשר להמוחינמיקה להתייצב למשך 2–5 דקות, ולחזור על ההזרקות עד שתפוקת הלב של החום או רוויית החמצן הוורידית המעורב יורדת יורדת ב-30% יחסית לקו הבסיס (איור 6).
הערה: השראה מוצלחת של CS מאושרת על ידי היצרות לולאות PV והזזת נפח סוף הסיסטולי ימינה, המשקפת ירידה חדה בכיווציות ^4,9.

6. קביעה סדרתית של EES בקצב יחיד לאורך כל המחקר

הערה: ניתן לנתח נתוני PV באמצעות LabChart 8 Pro או תוכנה דומה הכוללת מודול ניתוח PV-loop ייעודי. כל ההקלטות צריכות להיבדק ויזואלית כדי להבטיח קצב סינוסים יציב והיעדר סטיית אות. מחזורי לב בודדים מחולקים אוטומטית על ידי התוכנה ויש לבחון אותם ידנית לאחר מכן. יש להוציא את האקסטרסיסטולים החודריים, כמו גם הקצב שלפני ומיד לאחר המחזור החוץ-רחמי, שכן תנאי הטעינה משתנים באופן זמני בכל שלושת הפעימות.

לאחר הגדרת V₀ ספציפי לנושא בבסיס (ראו סעיף קודם), יש לבצע הערכה חד-פעימה של Ee ללא סתירות IVC נוספות.
בכל נקודת זמן, יש לבצע שלוש החזקות נשימה רצופות בסוף הנשימה במשך 10–20 מחזורי לב תוך רישום לולאות PV. לכל נקודת זמן, בהתבסס על תקופות החזקת הנשימה, מוגדרים ה-ESP וה-ESV הממוצעים.
הערה: יש להבטיח קצב סינוסים יציב במהלך תקופות דום הנשימה החולף. יש לבדוק בקפידה כל מורפולוגיית לולאה בודדת. יש לכלול את הלולאות רק אם הן מייצגות מחזור חדרי פיזיולוגי סביר עם תנאי טעינה יציבים ויצירת לחץ חדרי ריאלי. פעימות חוץ-רחמיות, פעימות שלפני ואחרי האקטופיה, אינן צריכות להיכלל בניתוח (איור 2). לפרוטוקולים מפורטים על בחירת פעימות, אנא ראו הנחיות מתודולוגיות שפורסמו ^8,18.
אזהרה: PEEP גבוה עשוי להשפיע על תנאי החזרה ועומס ורידיים¹². ודאו שלולאות נופלות זו על גבי זו, מה שמצביע על תנאי עומס שווים. למרות שכ-10 לולאות בדרך כלל מספיקות לניתוח ESPVR, לעיתים תידרש רישום ארוך יותר של חסימת IVC כדי לוודא שלא מתרחשת הזזת נקודות קצה הסיסטולית שמאלה נוספות בזמן שהלחץ ממשיך לרדת (איור 2, איור 3 ואיור 4).
חשב את Ee עבור כל נקודת זמן באמצעות ערכי V₀ קבועים וערכי ESP ו-ESV ממוצעים מלולאות ה-PV בנשימה²
הערה: בשאר הפרוטוקול, V₀ נשמר קבוע בעוד ש-ESP ו-ESV עשויים להשתנות בין נקודות זמן בהתאם לפרוטוקול המחקר וההתערבויות. לכן, אף השפעה של עומס או מצב התכווצות אינה יכולה להשפיע על V₀, רק Ees.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ההוראות לעיל מציגות פרוטוקול להפקת Es על בסיס פעימה אחת, תוך שמירה על נפח תיאורטי של יצירת לחץ אפס, V₀, קבוע. סעיף זה מציג נתונים משני מחקרים שנערכו במעבדתנו. ראשית, נערך מחקר פיילוט נפרד לבחינת התפתחות V₀ו-Es לאחר השראת CS. שנית, במאגר נתונים גדול של 30 חזירים שנכללו במחקרים שפורסמו בעבר, המודל האיסכמי של CS מוצג⁴.

מחקר 1
בסדרת הפיילוטים שלא פורסמה, הושרה CS, ותפוקת הלב ירדה ב-32.5%. לאחר השרא...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה מתאר אסטרטגיה פרגמטית, ניתנת לשחזור וברת ביצוע להערכה סדרתית ובלתי תלויה בעומס של כיווץ LV, הרלוונטית גם במחלות לב חריפות כגון CS איסכמית. הפרוטוקול משתמש באינטרסט עם ציר נפח קבוע, V₀, כדי להעריך Ee מפעימות בודדות, תוך הימנעות מחסימות IVC וכך להפחית את הסיכון להפרעות קצב ולחץ דם נמוך במצבים קרדיווסקולריים פגיעים. החידוש המתודולוגי של הפרוטוקול הנוכחי טמון בשילוב המפורש_{של V 0} ספציפי לנבדק שנקבע אמפירית ומבוסס על סתירות IVC עם הערכה סדרתית של Ees חד-פעימה ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מצהירים שאין להם ניגודי עניינים.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

OKH נתמכת על ידי קרן סופוס יעקובסן, בית הספר לתארים מתקדמים לבריאות בפקולטה של אוניברסיטת ארהוס, והאקדמיה הדנית לקרדיווסקולרי, הממומנת על ידי קרן נובו נורדיסק (מענק מספר NNF20SA0067242) וקרן הלב הדנית. אנו מודים לקספר ליקהקה וותלונד (אוניברסיטת ארהוס) ולהלוור גולדברנדסן (אוניברסיטת אורהוס) על תרומתם הוולונטרית לאיסוף נתונים.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
0.9% saline	Fresenius Kabi, Germany	921046	Microsphere suspension and flush
10 mL syringes	BD, USA	BD Plastipak 302143	Microsphere injection
12 Fr femoral venous sheath	Terumo, Japan	Radifocus Introducer II	For IVC occlusion balloon insertion
20 G venous catheter	BD, USA	BD Insyte 381223	Ear vein IV access
7 Fr femoral arterial sheath	Terumo, Japan	Radifocus Introducer II	Invasive arterial pressure monitoring
8 Fr carotid arterial sheath	Terumo, Japan	Radifocus Introducer II	Access for LV PV catheter
8 Fr jugular venous sheath	Terumo, Japan	Radifocus Introducer II	Pulmonary artery catheter access
Contour PVA microspheres	Boston Scientific, USA	Contour 355–500 µm	Induction of ischemic cardiogenic shock
Coronary guide catheter	Boston Scientific, USA	JL 3.5 / JR 4.0	Coronary access for microsphere injection
ECG electrodes (3-lead)	Ambu, Denmark	BlueSensor P	Continuous ECG monitoring
Endotracheal tube 7.5–8.0 mm	Smiths Medical, UK	Portex ETT	Tracheal intubation
Fentanyl (IV)	Hameln Pharma, Germany	Fentanyl Hameln	Continuous IV analgesia
Fluoroscopy system	-	-	Catheter guidance
Heated blankets	3M, USA	Bair Hugger Warming Unit	Maintenance of normothermia
Heparin	Leo Pharma, Denmark	Innohep	Anticoagulation if used
Iomeron contrast agent	Bracco Imaging, Italy	Iomeron 350	Coronary angiography and microsphere suspension
IVC occlusion balloon catheter	Fogarty / Edwards Lifesciences, USA	Fogarty Occlusion Balloon	Temporary preload reduction
LabChart 8 Pro software	ADInstruments, New Zealand	LabChart 8 Pro	PV loop acquisition and analysis
LV PV catheter (admittance)	Millar Inc., USA	MPVS Ultra PV Loop Catheter	Admittance-based LV pressure–volume measurement
Mechanical ventilator	GE Healthcare, USA	Datex Ohmeda S/5	Positive pressure ventilation
MPVS Module	ADInstruments, New Zealand	MPVS Ultra/Duo	Interface for PV catheter
PowerLab data acquisition system	ADInstruments, New Zealand	PowerLab 16/35	Signal acquisition
Propofol (IV)	Fresenius Kabi, Germany	Diprivan / Propofol-Lipuro	Continuous IV anesthesia
Pulmonary artery catheter 7.5 Fr	Edwards Lifesciences, USA	Swan-Ganz 131HF7	Thermodilution CO and PA pressure
Pulse oximeter	-	-	Peripheral oxygen saturation monitoring
Rectal temperature probe	-	-	Core temperature monitoring
Seldinger guidewires	Terumo, Japan	Radifocus Guide Wire M	Vascular access
Sterile saline flushes	Fresenius Kabi, Germany	0.9% NaCl	Sheath flushing
Suture material	Ethicon, USA	Vicryl 3-0	Fixation of sheaths
Syringe pumps	Becton Dickinson (BD), USA	BD Alaris	Continuous anesthetic infusion
Ultrasound system	-	-	Vascular access guidance
Urinary catheter	Teleflex, USA	Rüsch Foley catheter	Bladder drainage
Zoletil (tiletamine/zolazepam)	Virbac, France	Zoletil 100	Used for pre-anesthesia; mixed with butorphanol, ketamine, xylazine according to protocol

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burkhoff, D., Mirsky, I., Suga, H. Assessment of systolic and diastolic ventricular properties via pressure-volume analysis: A guide for clinical, translational, and basic researchers. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 289 (2), H501-H512 (2005).
Suga, H., Sagawa, K. Instantaneous pressure-volume relationships and their ratio in the excised, supported canine left ventricle. Circ Res. 35 (1), 117-126 (1974).
Sagawa, K., Suga, H., Shoukas, A. A., Bakalar, K. M. End-systolic pressure-volume ratio: a new index of ventricular contractility. Am J Cardiol. 40 (5), 748-753 (1977).
Hørsdal, O. K., et al. The immediate cardiovascular and mitochondrial response in ischemic cardiogenic shock. J Cardiovasc Transl Res. 18 (5), 1204-1217 (2025).
van Diepen, S., et al. Contemporary management of cardiogenic shock: A scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 136 (16), e232-e268 (2017).
Helgestad, O. K. L., et al. Temporal trends in incidence and patient characteristics in cardiogenic shock following acute myocardial infarction from 2010 to 2017: A Danish cohort study. Eur J Heart Fail. 21 (11), 1370-1378 (2019).
Vahdatpour, C., Collins, D., Goldberg, S. Cardiogenic shock. J Am Heart Assoc. 8 (8), e011991(2019).
Lyhne, M. D., et al. Closed chest biventricular pressure-volume loop recordings with admittance catheters in a porcine model. J Vis Exp. (171), e62563(2021).
Dickstein, M. L., et al. Assessment of right ventricular contractile state with the conductance catheter technique in the pig. Cardiovasc Res. 29 (6), 820-826 (1995).
Spratt, J. A., et al. The end-systolic pressure-volume relationship in conscious dogs. Circulation. 75 (6), 1295-1309 (1987).
Hørsdal, O. K., et al. The venous-to-arterial carbon dioxide difference is an indicator of cardiac index in cardiogenic shock complicating myocardial infarction—A porcine study. Heart Lung Circ. 34 (5), 526-528 (2025).
Hørsdal, O. K., et al. Cardiovascular effects of increasing positive end-expiratory pressure in a model of left ventricular cardiogenic shock in female pigs. Anesthesiology. 141 (6), 1105-1118 (2024).
Hørsdal, O. K., et al. Lactate infusion improves cardiac function in a porcine model of ischemic cardiogenic shock. Crit Care. 29 (1), 113(2025).
Hørsdal, O. K., et al. The ketone body 3-hydroxybutyrate increases cardiac output and cardiac contractility in a porcine model of cardiogenic shock: A randomized, blinded, crossover trial. Basic Res Cardiol. 120 (3), 579-596 (2025).
Christensen, L. J., et al. Butyrate increases cardiac output and causes vasorelaxation in a healthy porcine model. Life Sci. 363, 123407(2025).
Hørsdal, O. K., et al. Lactate infusion elevates cardiac output through increased heart rate and decreased vascular resistance: A randomized, blinded, crossover trial in a healthy porcine model. J Transl Med. 22 (1), 285(2024).
Straw, B. E. Diseases of Swine. , Blackwell Publ. (2006).
Stonko, D. P., et al. A technical and data analytic approach to pressure-volume loops over numerous cardiac cycles. JVS Vasc Sci. 3, 73-84 (2022).
Kass, D. A., et al. Influence of contractile state on curvilinearity of in situ end-systolic pressure-volume relations. Circulation. 79 (1), 167-178 (1989).
Kass, D. A., et al. Comparative influence of load versus inotropic states on indexes of ventricular contractility: experimental and theoretical analysis based on pressure-volume relationships. Circulation. 76 (6), 1422-1436 (1987).
van der Velde, E. T., et al. Nonlinearity and load sensitivity of end-systolic pressure-volume relation of canine left ventricle in vivo. Circulation. 83 (1), 315-327 (1991).
Sato, T., et al. ESPVR of in situ rat left ventricle shows contractility-dependent curvilinearity. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 274 (5), H1429-H1434 (1998).
Horn, S. D., Yesalis, C. E., Bartels, R. H. Selection of regression models for health care data. Med Care. 16 (7), 574-583 (1978).
Møller-Helgestad, O. K., Ravn, H. B., Møller, J. E. Large porcine model of profound acute ischemic cardiogenic shock. Methods Mol Biol. 1816, 343-352 (2018).
Josiassen, J., et al. Impella RP versus pharmacologic vasoactive treatment in profound cardiogenic shock due to right ventricular failure. J Cardiovasc Transl Res. 14 (6), 1021-1029 (2021).
Frederiksen, P. H., et al. Impact of Impella RP versus vasoactive treatment on right and left ventricular strain in a porcine model of acute cardiogenic shock induced by right coronary artery embolization. J Am Heart Assoc. 12 (3), e026087(2023).
Frederiksen, P. H., et al. Haemodynamic implications of VA-ECMO versus VA-ECMO plus Impella CP for cardiogenic shock in a large animal model. ESC Heart Fail. 11 (4), 2305-2313 (2024).
Udesen, N. L. J., et al. Impact of concomitant vasoactive treatment and mechanical left ventricular unloading in a porcine model of profound cardiogenic shock. Crit Care. 24 (1), 95(2020).
Frederiksen, P. H., et al. Association between speckle tracking echocardiography and pressure-volume loops during cardiogenic shock development. Open Heart. 11 (1), e002512(2024).
Kirk, M. E., et al. Impact of sternotomy and pericardiotomy on cardiopulmonary haemodynamics in a large animal model. Exp Physiol. 108 (5), 762-771 (2023).
Senzaki, H., Chen, C. H., Kass, D. A. Single-beat estimation of end-systolic pressure-volume relation in humans. Circulation. 94 (10), 2497-2506 (1996).
Shishido, T., et al. Single-beat estimation of end-systolic elastance using bilinearly approximated time-varying elastance curve. Circulation. 102 (16), 1983-1989 (2000).
Thomas, J. D., Popović, Z. B. Assessment of left ventricular function by cardiac ultrasound. J Am Coll Cardiol. 48 (10), 2012-2025 (2006).
Chen, C. H., et al. Noninvasive single-beat determination of left ventricular end-systolic elastance in humans. J Am Coll Cardiol. 38 (7), 2028-2034 (2001).
Martinez Naya, N., et al. Comprehensive echocardiographic protocol for pigs with emphasis on diastolic function: Advantages over MRI assessment. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 328 (3), H401-H414 (2025).
Nielsen, J. M., et al. Left ventricular volume measurement in mice by conductance catheter: evaluation and optimization of calibration. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 293 (1), H534-H540 (2007).
Hasin, Y., Rogel, S. Ventricular rhythms in acute myocardial infarction. Cardiology. 61 (3), 195-207 (1976).
Alviar, C. L., et al. Positive pressure ventilation in cardiogenic shock: Review of the evidence and practical advice for patients with mechanical circulatory support. Can J Cardiol. 36 (2), 300-312 (2020).
Blaudszun, G., Morel, D. R. Relevance of the volume-axis intercept, V₀, compared with the slope of end-systolic pressure-volume relationship in response to large variations in inotropy and afterload in rats. Exp Physiol. 96 (11), 1179-1195 (2011).
Kumada, M., Terui, N., Kuwaki, T. Arterial baroreceptor reflex: Its central and peripheral neural mechanisms. Prog Neurobiol. 35 (5), 331-361 (1990).
van Hout, G. P. J., et al. Admittance-based pressure-volume loop measurements in a porcine model of chronic myocardial infarction. Exp Physiol. 98 (11), 1565-1575 (2013).
Clark, J. E., Marber, M. S. Advancements in pressure-volume catheter technology—stress remodelling after infarction. Exp Physiol. 98 (3), 614-621 (2013).
Andersen, S., et al. Comparison of admittance and cardiac magnetic resonance generated pressure-volume loops in a porcine model. Physiol Meas. 45 (5), 055014(2024).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

In Vivo

גישת יירוט בנפח קבוע להערכת כיווץ סדרתי עם לולאות לחץ-נפח סגורות בחזה במודל חזיר

במאמר זה

סיכום

תקציר

מבוא

פרוטוקול

תוצאות

דיון

גילויים

תודות

חומרים

מקורות

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

מאמרים קשורים