בתדירות גבוהה ברזולוציה גבוהה אקו: העדות הראשונה על מדוד לא פולשני חוזרות ונשנות של הזנים Contractility שריר הלב, ו regurgitation צניפי בלב איסכמיה reperfused Murine

סרטון זה מדגים פרוצדורה לביצוע אקו-קרדיוגרפיה בתדר גבוה וברזולוציה גבוהה במצב של איסכמיה. איסכמיה של לבב עם reperfusion מושרית באופן כירורגי על ידי חסימה של העורק הלבבי השמאלי היורד (left interior descending artery) בעכבר תחת הרדמה. לאחר ההתאוששות, העכבר ממוקם על פלטפורמה חמה, בעלת צימוד אוויר, הכוללת ECG והרדמה.

סרטים נרכשים במצב B כדי לקבל ניתוח מאמץ (strain) בציר האורך, ובמצב המיועד להדמיית מאמץ של תפקוד הלב וסנכרוניות, ובמצב דופלקס צבעני (color doppler) לקבלת פרופיל המהירות. הסרטים מעובדים לאחר מכן כדי להפיק עקומות מאמץ, סנכרוניות מבוססת מאמץ, ולקביעת קצב השינוי בלחץ ה-LV. שלום, אני ד"ר Chandon Sen ממכון דייוויס לחקר הלב והריאות וממחלקה לכירורגיה במרכז הרפואי של אוניברסיטת אוהיו סטייט.

בדיקת אקו-קרדיוגרפיה ברזולוציה גבוהה ותדר גבוה היא כלי חדש ועוצמתי להשגת נתונים רלוונטיים מבחינה קלינית באמצעות מדידות חוזרות מאותו בעל חיים. היום נראה לכם כיצד להשתמש בטכניקה זו כדי למדוד כיווצות של מאמץ שריר הלב (myocardial strain contractibility), כמו גם רגרגיטציה מיטראלית בלב עכבר עם פרפוזיה של איסכמיה. ראשית, ג'ייסון דריגס מהמעבדה שלי ידגים את ההליכים הכירורגיים להשראת איסכמיה ופרפוזיה של לב העכבר.

בשלב הבא, ד"ר Surya Al, עמית פוסט-דוקטורט להנדסה ביו-רפואית במעבדתי, ידגים את הליכי הדימות. לבסוף, ד"ר Thomas Ryan, מנהל מרכז הלב במרכז הרפואי של אוניברסיטת אוהיו סטייט ומומחה קליני לאקו-קרדיוגרפיה, יסגור את הדברים.

אם כך, נתחיל. התחילו את ההליך על ידי הנחת עכבר C 57 black six זכר בן שמונה שבועות תחת הרדמה על שולחן ניתוחים מחומם. יש לנטר את טמפרטורת הגוף של החיה באמצעות גשש תרמי רקטלי ולשמור עליה ברמה של 36.7 plus or minus 0.5 °C לאורך כל הניתוח.

חטאו את העור עם חומר חיטוי ולאחריו אלכוהול, וחזרו על הפעולה שלוש פעמים כל אחת. בצעו אינטובציה באמצעות חתך מדיאלי של 0.7 סנטימטר מעל הקנה. חשפו את הקנה על ידי דיסקציה קהה של בלוטות סמוכות. לאחר מכן, העבירו קטטר במידה של 20 gauge דרך הפה כצינור ET. בעזרת קצה הקטטר, המשיכו להנשים את העכברים עם 0.5% isof fluorine.

כדי לשמור על ההרדמה, סגרו את העור מסביב לצוואר בעזרת תפר 5-0. הגדירו ECG בעל שלושה ערוצים על ידי החדרת מחטים תת-עוריות כדי לנטר את האלקטרופיזיולוגיה הלבבית לאורך כל הניתוח. יש לתעד שינויים באלקטרופיזיולוגיה הלבבית.

השתמש בתוכנת PC power lab. סובב את בעל החיים כדי לחשוף את הצד השמאלי. בצע חתך לאורך המישור הרוחבי.

לאחר מכן, בצעו דיסקציה גסה דרך המרווחים הבין-צלעיים הרביעי והחמישי. השאירו את בית החזה פתוח באמצעות מפריחי צלעות מנחושת בעודכם חותכים את רסן הלב (pericardium). לאחר מכן, הסיטו את הריאה השמאלית כדי לאפשר גישה לרסן הלב בין העורק הריאתי לבין העליות השמאליות.

לאורך דופן המחיצה עובר העורקום התת-חורי השמאלי (left anterior descending artery) אחרי 7.0. תפרי פרולין תחתיו. לאחר מכן, מקם PE ten שניים גדולים מעליו וקשור את הצינור למקומו.

השאר את הצינורית למשך 60 דקות כדי להשרות איסכמיה. לאחר 60 דקות, גזור את קצוות התפר בלולאה כדי לבצע רפרפוזיה ללב. סגור את בית החזה באמצעות תפר פרולין 7-0.

סגרו את העור סביב אזור בית החזה באמצעות חמש תפרים מסוג proline. הסירו את מקור הגז מהמנשם ואפשרו למכרסם לנשום אוויר חדר. ברגע שתחל נשימה ספונטנית והבעל חיים יגיב ללחיצה על בהונות, החזירו אותו לכלוב נקי באינקובטור בטמפרטורה של 37 °C.

הוציאו את נקב הסימון מהקנה כאשר בעל החיים נמצא כמעט בהכרה ולא ניכרות בו בעיות. לאחר שבעל החיים התאושש, ניתן להחזירו לסולריום עד לביצוע ההדמיה. את פרוטוקולי ההדמיה המתוארים כאן יש לבצע הן שלושה ימים לפני והן שבעה ימים לאחר השראת הפרפוזיה האיסכמית.

כדי להעריך שינויים בתפקוד הלב והפרעות בתנועת הדופן, התחילו את הליך ההדמיה על ידי הנחת עכבר מורדם ב-isof fluorine במצב שכיבה על הבטן תחת הגשושית של מערכת הדמיה vivo 2100. מקמו קונו אף כדי לספק אספקה רציפה של 1.5%ISO fluorine באוויר ומרחו ג'ל הולכה על העכבר. הפעילו את ה-vivo 2100 ואתחלו את המתמר MS 400.

השתמש בכדור הגלילה בלוח הבקרה של ה-vivo 2100 כדי לבחור ב-cardiology ולרכוש תמונת M mode סטנדרטית. הנח את הפרוב על העכבר, ולאחר מכן לחץ על ctor כדי להתחיל ברכישת הסרטון. לביצוע מדידות, לחץ על measurement וסמן לפחות שלושה מחזורי לב הן בדופן העליונה והן בדופן התחתונה של חלל ה-LV.

הפרמטרים הבאים יופיעו על המסך: מימדי הדפנות, נפחים בסטולה ובדיאסטולה, נפח פעימה, שברי פליטה או EF, קיצור פרקציונלי או FS, תפוקת לב או CO, וקטרים פנימיים. בסטולה ובדיאסטולה, הפרמטרים יופיעו באופן אוטומטי על המסך ברגע שהשרטוט יושלם. לאחר השלמת ההדמיה במצב M, מקם את העכבר במיקום פאראסטנלי ולחץ על מצב B.

כדי לבצע דימות מאמץ (strain imaging), לחצו על sinister. לאחר מכן, השתמשו במ probes כדי להשיג סרטוני B mode של ציר קצר וארוך. כדי לנתח את הסרטונים, בחרו ב-B mode movie ולחצו על סמל ה-vivo strain כדי להשתמש באלגוריתם מעקב הנקודות (speckle tracking).

חלון חדש יופיע עם סרטון במצב B בצד שמאל ואפשרות להתחלת ניתוח בצד ימין. סמנו את הגבולות האפיקרדיאליים והאנדוקרדיאליים. לחצו על סמל התחלת הניתוח כדי לפתוח חלון נוסף.

לאחר מכן, בחרו במהירות (velocity), בעקירה (displacement), במאמץ (strain) ובקצב המאמץ (strain rate). בחרו כאן נקודה בעלת עניין. אתר הפגיעה נבחר, והתוכנה משרטטת עקומות התואמות לנקודת הפגיעה עבור כל הפרמטרים שנבחרו.

כעת לחצו על המקש הימני בעכבר כדי להעתיק את התרשימים או לייצא את הנתונים. לצורך ניתוח הסנכרוניות של השריר הלבבי, עברו לצד ימין של החלון החדש ולחצו על סמל הניתוח של הזמן לשיא (time to peak). כעת יופיע חלון המציג את דף הסנכרוניות הסגמנטלית של ה-LV ואת אפשרויות הבחירה של עיוות (strain) וקצב עיוות (strain rate) של דחיקה רדיאלית ואורכית.

בחר את כפתור המתיחה (strain), ולאחר מכן שמור את הנתונים. חזור על תהליך זה עבור מתיחת הזזה (displacement strain) וקצב המתיחה (strain rate). השאר את בעל החיים במנח פאראסטרנלי (parasternal) כדי לבצע מדידות זרימה בדופלר.

התחל להשתמש בכדור המעקב כדי למקם את נפח הדגימה במסתם המיטרלי, במוצא האורטלי ובסילון המיטרלי. לחץ על PW כדי לקבל את פרופיל הזרימה. ייפתח חלון חדש שבו יוצג הסרטון בחלק העליון ופרופילי המהירות בחלק התחתון; לחץ על image store.

כדי לקבל תמונה סטטית, המש aיכו ברכישת פרופילי מהירות זרימה של רפלקס (regurgitant flow) באמצעות דופלר כוח (power doppler) של המסתם המיטרלי, הסילון הרפלקסיבי והסילון האאורטלי באותו אופן, על ידי מיקום נפח הדגימה במיקום הרצוי, לחיצה על PW ולאחר מכן שמירת התמונה. כדי לרכוש זרימה בדופלר צבעוני, עברו לפאנל הבקרה ולחצו על color. לאחר מכן, באמצעות תמונת זרימת הדם המקודדת בצבע, מצאו את רדיוס הפתח על ידי לחיצה על measure ובחירה באייקון האורך (length) המופיע בתפריט. לאחר מכן, בחרו MV flow מהתפריט הנפתח.

לאחר מכן, מקמו את הסמן על הנקודות ההתחלתית והסופית של השיפוע התלול ביותר בפרופיל המהירות. לחצו על לחצון העכבר השמאלי כדי לראות את המהירות בנקודות הרלוונטיות מתוך מהירויות אלו. השתמשו ביחסי RNLI שונו כדי למצוא את מפל הלחץ DP לאורך DT במילימטרים של כספית.

בשלב הבא, החסירו את זרימת המוצא מהאורטה מזרימת הכניסה למסתיק (MV) במונחים של נפחי דם, כדי לקבוע את נפח הרגורגיטציה, המהווה מדד לחומרת הרגורגיטציה. לאחר השגת כל התמונות, הסירו את חרוט האף והחזירו את העכבר לכלובו כאשר בעל החיים התאושש. העבירו אותו לביווריום כאן.

מוצגות תוצאות מייצגות של מדידות מאמץ (strain) רדיאלי והיקפי של השריר הלבבי, סינכרוניות, זרימת צבע ומדידות דופלר. סרטון זה של מדידות מאמץ שריר לבבי שבוצעו שלושה ימים לאחר איסכמיה וreperfusion מדגימות התכווצות מוגבלת באורך אתר הפגיעה, וסממני הווקטורים שנצפו היו לא תקינים באתר הפגיעה, דבר המעיד על שריר לבבי מעוות.

הגרפים המקודדים בצבעים מייצגים את נתוני המאמץ התואמים לנקודות הצבעוניות בסרטון. תמונה זו מציגה סנכרוניות רקמתית סקטורית המבוססת על מאמץ רדיאלי. שימו לב שזמן סנכרון הגדול מ-20 עד 30 מילישניות נחשב כבלתי מסונכרן.

תמונות אלו, שצולמו שלושה ימים לאחר IR, מציגות את מדידת הקוטר של מסתם המיטרלי ומדגימות את הסילון המיטרלי או את שטח הפנים. כאן נעשה שימוש בטכניקת המדידה של פרמטרים תפקודיים בעכבר לפני IR; שרטוט גבול השריר הלבבי באמצעות תוכנה מאפשר הערכה של שינויים בפרמטרים בין שלב ה-pre IR לשלב ה-post IR. הקו האנכי האדום מייצג דיאסטולה והקו האנכי הירוק מייצג סיסטולה.

סרטון זה מדגים זרימה ב-color doppler עם רגורגיטציה מיטראלית. ביום השלישי לאחר IR, ויזואליזציה זו של זרימת הדם בעלייה השמאלית, במסתם המיטרלי, בחדר השמאלי, באורטה ובעלייה הימנית משמשת לתורו למציאת שטח פתח הסילון המיטרלי. כפי שצוין קודם לכן, זהו הדיווח הראשון המדגים את הפוטנציאל של אולטרסאונד בתדר גבוה לחקר איסכמיה-רפרפוזיה במודל עכבר.

זוהי הפעם הראשונה שבה פרמטרים כמותיים מורכבים כגון strain, סנכרוניות ורגורגיטציה מיטראלית הודגמו במודל זה. כמי שמעורב בתחום האקו-קרדיוגרפיה כמעט 30 שנה ועובד באופן קבוע עם חולים עם מחלה בעורקי הכליליים, אני יכול לומר שהממצאים הללו רלוונטיים מבחינה קלינית ולמתודולוגיה זו יש חשיבות לחקר איסכמיה וריפרפוזיה. בעת ביצוע הליכים אלו, חשוב לזכור כי המצב והמינון הבאים הם קריטיים, ומומלץ להשתמש במינון מינימלי; השגת מבט ציר ארוך פארא-סטרנלי דורשת ידיים מנוסות; מדידת מהירות השיא של הרגורגיטציה היא למציאת DPDT, ויש לבצעה בזהירות כדי למזער שגיאות.

זהו זה. תודה שצפיתם ובהצלחה בניסויים שלכם.