הערכת התוצאה העיקרית במודל חזיר של באוטם שריר הלב
14 באוקטובר 2016
הערכת תוצאה אמינה ומדויקת היא המפתח לתרגום של טיפולים פרה-קליניים לתוך טיפול מרפאתי. המאמר הנוכחי מתאר כיצד להעריך שלושה פרמטרים התוצאה העיקרית רלוונטיות קלינית של ביצועי הלב ונזק במודל אוטם לבבי חריף חזיר.
המטרה הכוללת של מתודולוגיה זו היא לרכוש מדידות תוצאות אמינות וניתנות לשחזור להערכת טיפולים חדשים במודל חזיר של אוטם שריר הלב החריף. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הלב וכלי הדם, כגון השפעת התערבויות טיפוליות על הסכימה של פגיעת איחוי ולמידול גם אוטם שריר הלב החריף. היתרון העיקרי של טכניקות אלו הוא בכך שהן מאפשרות הערכה מדויקת ורלוונטית מבחינה קלינית של איסכמיה, פגיעה ברפרפוזיה ושיפוץ לב.
באמצעות שיטה זו, יכול לספק תובנה לגבי פגיעה באיסכמיה של שריר הלב. ניתן ליישם אותו גם במחקרים אחרים הכוללים הערכת תפקוד לב. הפרוטוקול הנוכחי מאפשר רכישת מדידות תוצאות ראשוניות לפני, או אחרי אוטם שריר הלב החריף.
האוטם נעשה באמצעות חסימת בלון טרנס-לומינלי של 75 דקות של העורק היורד הקדמי השמאלי, המפורט בסרטון המצוטט. סרטון זה מדגים כיצד לבצע אקו לב תלת מימדי דרך הוושט, ואת הלחץ של מדידות לולאת נפח עבור מדידות מעקב לטווח בסיסי, קצר טווח וארוך. הסרטון גם מדגים כיצד למדוד את גודל האוטם ואת השטח בסיכון להכתים לאחר סיום.
הכינו את החזיר בהרדמה כמתואר בפרוטוקול הטקסט, וחברו את בעל החיים למכונת אקו לב באמצעות מובילי האק"ג. כעת, הכינו את בדיקת ההד. שים מעט ג'ל אולטרסאונד על הקצה ופתח אותו כך שיהיה גמיש.
כוונן את זווית ההדמיה ל-90 מעלות באמצעות חלק ההפעלה הידני. כשהחזיר במצב רוחבי ימני, פתח את הפה והכנס בזהירות את הגשושית לוושט. היזהר לא להפעיל לחץ רב מדי, ולהימנע מכיס הלוע האנטומי הרגיל, הדומה לדיברטיקולום של זנקר.
לאחר מכן, הכנס את הגשושית 50 עד 60 סנטימטרים, מדוד מקצה החוטם, וסובב לאט וכופף את הראש למצב אנטרולטרלי שמאלי כדי לדמיין את הלב. ודא שכל קירות הלב נראים בבירור. במידת הצורך, נעל את קצה בדיקת ההד כדי לייצב את רכישת התמונה.
בתצוגה, החלף את אפשרות 3D Full Volume כדי לייצר תמונות בניצב של החדר השמאלי. לאחר מכן, מקסם את רוחב הסקטור הנרכש על ידי בחירה ב-FV Opt Volume. כעת, השהה את האוורור ולחץ על רכוש כדי לקבל מדידות נפח מלאות.
לאחר קבלת מדידה מלאה, הפעל את האוורור המכני. לאחר רכישת ההד, פתח את נעילת הגשושית והסר אותה לאט מהחיה. לאחר מכן, עקוב אחר החזיר עד שהוא יתאושש מהניתוח.
בהכנה יש להשרות את קצות החישה של הקטטר במי מלח של 0.9% למשך 20 דקות לפחות. לאחר הכנת החזיר לניתוח, יש להחדיר 100 יחידות בינלאומיות של הפרין לקילוגרם, ולהניח מעטפת מכניס 8F לצוואר ומעטפת 9F בוואן הצוואר. לאחר מכן, הכנס קטטר ברבור גאנז חשב לנדן 9F, נפח את הבלון בקצה הקטטר ותקע אותו בעורק ריאתי קטן.
לאחר שהמקם כראוי בחלק ההיקפי של הריאה, רוקן את הבלון וחבר את צנתר הברבור גאנז למכשיר פלט לב חיצוני. עם החיבור, view תפריט תפוקת הלב בהתקן פלט הלב החיצוני. הזן את משקל החיה למערכת וחשב את האורך כך שה-BMI יהיה 22.5.
המשך על ידי העמסת מזרק של 20 מיליליטר עם תמיסת מלח ממוזגת של 0.9% בחדר והצמדתו ליציאת ההזרקה המחוברת לאור עם הפירוק הפרוקסימלי ביותר. כבו את האוורור והמתינו לחמש פעימות לב. ראשית, לחץ על ידני ולאחר מכן לחץ על התחל בהתקן הפלט.
לאחר מכן, להחדיר במהירות חמישה מיליליטר מי מלח כדי למדוד את תפוקת הלב. תוך 15 שניות יוצגו מדידות המכשיר. לאחר מכן, הפעל את האוורור.
חזור על הליך זה שלוש פעמים וחשב את נפח החבטה הממוצע. בין עירוי, המתן דקה או שתיים כדי לאפשר לפחמן הדו-חמצני של סוף הגאות לחזור לערכים הקיימים. כעת, הסר את קטטר הברבור גאנז והכנס קטטר 8F פוגארטי דרך מעטפת ה-9F בווריד הצוואר, ומקם אותו בווריד הנבוב התחתון.
בזמן שהקצה נשאר במי מלח של 0.9%, כייל את אות הלחץ של צנתר לולאת ה-PV קרוב ככל האפשר ל-0, באמצעות כפתורי המסלול והעדין. לאחר מכן, הזן את נפח השבץ הנמדד למערכת. השלב הבא הוא לקדם את צנתר לולאת ה-PV דרך מעטפת 8F בעורק הצוואר, ותוך כדי שימוש בפלואורוסקופיה, לקדם ולמרכז את הקצה לתוך החדר השמאלי.
כעת, שרטט את אות המוליכות הגולמי כנגד אות הלחץ, שאמור ליצור לולאה מלבנית. באמצעות תרשים זה, בחר את המקטע הגדול ביותר הממוקם כראוי. לאחר מכן, השהה את האוורור המכני ולחץ על Enter במודול לולאת נפח הלחץ כדי לבצע סריקה בסיסית כדי להמיר מוליכות לנפח.
כאשר המודול מראה את הדופק, המוליכות הסיסטולית והדיאסטולית, הפעל שוב את הנשימה. לפני שתמשיך, הדופק הנמדד חייב להיות שווה ל-EKG, או לדופק הנגזר מהלחץ. לא יכולה להיות הפרעת קצב, ויש לחוש כראוי את המוליכות הסיסטולית והדיאסטולית.
אם נתוני הבסיס נקבעים כמספיקים, קבל אותם על ידי לחיצה על Enter ורשום את הדופק והמוליכות הסיסטולית והדיאסטולית המוצגים במודול לולאת ה-PV. לאחר מכן, שרטט את אות עוצמת הקול כנגד אות הלחץ. הלולאות עדיין חייבות להיות מלבניות.
כעת, השהה את האוורור ורכוש את נפח הלחץ הבסיסי על ידי רישום 10 עד 12 פעימות לב רצופות. לאחר מכן, הפעל שוב את האוורור ואפשר לרמת הפחמן הדו חמצני בסוף הגאות לחזור לערכים הקיימים. לאחר מכן, בהנחיה פלואורוסקופית, נפח את צנתר פוגארטי כדי להפחית את העומס המוקדם.
לאחר מכן, הקליטו 10 עד 12 פעימות רצופות ללא אוורור כמו קודם. לחץ הדם הסיסטולי חייב להישאר מעל 60 מילימטרים של כספית, ושום הפרעת קצב לא יכולה להפריע למדידות. לאחר רכישת הנתונים, רוקנו את צנתר פוגארטי, הפעילו את האוורור והמתינו עד שהפחמן הדו-חמצני של סוף הגאות יחזור לרמות הקיימות.
כעת, הסר את צנתרי לולאת Fogarty ו-PV תוך המשך רישום לחץ עורקי כדי לתקן סחף לחץ. לבסוף, עקוב אחר החיה עד שהיא מתאוששת לפני שתחזיר אותה לבעלי החיים האחרים. לאחר הכנת החיה לניתוח, גש לשני עורקי הצוואר באמצעות חקירה כירורגית של הצוואר.
לאחר מכן, הכנס נדן מכניס 7F ו-8F בעורק הצוואר המתאים. כעת, יש לתת הפרין ב-100 יחידות לקילו. על מנת לבצע סטרנוטומיה, בצע חתך בינוני של 30 עד 40 סנטימטר ממש מתחת לחריץ העל-סטרנלי לנקודה ממש מתחת לתהליך ה-xiphoid.
לאחר מכן, התקדמו דרך הלינאה אלבה עד עצם החזה. השתמש בדיאתרמיה כדי לפצל בזהירות את ה- xiphoid והשתמש במספריים של קלינקנברג כדי להפריד את עצם החזה האחורית מקרום הלב. המשך את ההפרדה בצורה בוטה, נע בגולגולת.
הקפד לכוון את קצות המספריים כלפי מעלה לכיוון עצם החזה כדי למנוע נזק לבבי. בצע סטרנוטומיה באמצעות פטיש וסכין Lebsche. ניתן למזער דימום ממח עצם על ידי שפשוף שעוות מח עצם על מח העצם.
פתח את בית החזה עם מפרק. כעת, פתח את קרום הלב באמצעות מספריים כירורגיים. חבר צנתרי Y סטנדרטיים לצנתרים המנחים.
לאחר מכן, חבר ברז תלת-כיווני עם הארכה של 10 סנטימטר לשני מחברי Y. לאחר מכן, מקם את אחד הצנתרים המנחים באוסטיום של העורק הכלילי הראשי השמאלי דרך אחד הנדנים. לאחר מכן, באמצעות חוט מנחה המוחדר לעורק היורד הקדמי השמאלי, קדם קטטר הרחבה כלילית דרך צנתר העורק הכלילי הראשי השמאלי, ומקם את הבלון במקום בו בוצעה החסימה הכלילית במהלך השראת אוטם שריר הלב.
אל תנפח עדיין. המשך על ידי מיקום הצנתר המנחה השני באוסטיום של העורק הכלילי הימני באמצעות המעטפת השנייה. כעת, בצע אנגיוגרפיה כלילית.
להחדיר חומר ניגוד תחת פלואורוסקופיה. ראשית, אשר מיקום נכון של הצנתר המנחה בעורק הכלילי הראשי השמאלי עם מבט אנטרופוסטריורי. לאחר מכן, דמיין את העורק הכלילי הימני.
עירוי הניגודיות עשוי לדחוף את הבלון הלאה לתוך העורק הכלילי. מקם אותו מחדש במידת הצורך. לאחר מכן, חבר מזרקים עם צבע כחול 2% אוונס טרי לברזים התלת-כיווניים.
לאחר מכן, בעזרת אנגיוגרפיה כלילית, נפחו את הבלון ואשרו שהוא חוסם לחלוטין חלק מהעורק הכלילי. החסימה היא קריטית. בזמן שהבלון מנופח, הזריק את הצבע דרך שני הצנתרים המנחים במהירות של 5 מיליליטר לשנייה.
הלב לא אמור להפוך לכחול, למעט החלק של החדר השמאלי שנמנע ממנו זרימת דם. אם הלב אינו נכנס לפרפור חדרים באופן ספונטני, גע בסוללה של תשעה וולט בחלק הלא אוטם של הלב חמש פעימות לאחר עירוי הצבע. לאחר מכן, חתכו את וריד הכבל כדי לשחרר לחץ והשתמשו ביניקה כדי לנקז את הדם.
עכשיו, רוקנו את הבלון. משוך אותו יחד עם שני הצנתרים המנחים. לאחר מכן, הוציאו את הלב על ידי ניתוח הממברנות שמסביב, וביצוע חתך רוחבי דרך הכלים הגדולים.
הקפידו לשטוף את כל הדם ולצבוע עם 0.9% מלח, גם מבחוץ וגם מבפנים. לאחר מכן, נתח בזהירות את החדר השמאלי. לאחר מכן, צור חמישה חלקים שווים בעובי של 10 מילימטר מהקודקוד לבסיס, במישור מקביל לחריץ חדר הפרוזדורים.
צלמו את שני הצדדים של כל חמש הפרוסות בתנאי תאורה סביבתית באמצעות סרגל בתמונה לכיול. לאחר מכן, צבעו את הפרוסות ב-TTC וצלמו אותן שוב. אקו לב תלת מימדי דרך הוושט שימש להערכת תפקוד הלב העולמי.
שבוע לאחר אוטם שריר הלב החריף, תפקוד הלב הכללי הידרדר בהשוואה לערכי בסיס בריאים, בהתבסס על תוצאות של 10 בעלי חיים. זה הוסבר על ידי התכווצות מופחתת של הדופן הקדמית. נעשה שימוש גם בלולאות נפח לחץ, הן להערכת תפקוד הלב הגלובלי והן לחישוב תכונות שריר הלב הפנימיות.
מדידות התוצאות של הראשונות חושבו בקלות, וכוללות EDV בפינה הימנית התחתונה, ו-ESV בפינה השמאלית העליונה. ערכים אלה מספקים מידע חשוב על גיאומטריית החדר השמאלי. ממדדים אלה חושב מקטע דחיית החדר השמאלי, מדד חשוב לתפקוד משאבת החדר השמאלי, יחד עם מספר פרמטרים נוספים.
עבור ביצועי לב פנימיים, נגזרו מדידות שונות מלולאות ה-PV, כגון יחסי נפח הלחץ הסיסטולי הסופי והדיאסטולי הקצה. לאחר אוטם שריר הלב, שיפוע יחסי הלחץ של הנפח הסיסטולי הסופי עשוי לרדת, מה שמעיד על ירידה בהתכווצות. בסופו של דבר, נעשה שימוש בכתמים כדי לזהות את שריר הלב המרוחק מהאזור בסיכון, ואת שריר הלב האוטם.
כ-22% מהחדר השמאלי הרכיבו את האזור בסיכון, שרובו היה אוטם. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להיות בעל הבנה טובה כיצד לבצע אקו לב תלת מימדי דרך הוושט, רכישת נתוני לולאת נפח לחץ וגודל אוטם לאזור בסיכון לצביעה. לאחר השליטה, ניתן לבצע אקו לב דרך הוושט תוך 20 דקות.
רכישת נתוני לולאת נפח לחץ תוך 30 דקות. וגודל האוטם והאזור בסיכון להכתים תוך 60 דקות. בעת ניסיון לולאות PV ואזור גודל אוטם בסיכון להכתים, חשוב לזכור להיזהר לא לגרום להפרעות קצב.
הטכניקות המוצגות בסרטון זה יכולות לעזור לחוקרים בתחום מחלות לב וכלי דם לחקור איסכמיה ופגיעות רפרפוזיה במודלים של בעלי חיים גדולים.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מאמר זה מציג מתודולוגיה להערכת תפקוד לבבי ונזק במודל של אוטם שריר לב חריף בחזיר. הגישה שואפת לספק מדידות תוצאה מהימנות וניתנות לשחזור לצורך הערכת טיפולים חדשים במחקר קרדיווסקולרי.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מחקר קרדיווסקולרי
- אוטם בשריר הלב
- התערבויות טיפוליות
רקע
- הערכה מהימנה של התוצאות היא קריטית לצורך העברת טיפולים פרה-קליניים למסגרות קליניות.
- המחקר מתמקד בפרמטרים עיקריים של תוצאות הקשורות לתפקוד הלב.
- הוא עושה שימוש במודל חזיר כדי לדמות אוטם שריר לב חריף.
- המתודולוגיה עוסקת בפגיעה מרפרפוזיה לאחר איסכמיה ובמידול מחדש של הלב.
מטרת המחקר
- לקבלת מדידות מדויקות של תפקוד הלב לאחר אוטם שריר הלב.
- להערכת ההשפעות של התערבויות טיפוליות על ביצועי הלב.
- לספק תובנות לגבי פגיעה כתוצאה מreperfusion לאחר איסכמיה של שריר הלב.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- הערכה של פרמטרי תוצאה ראשוניים לפני ואחרי אוטם שריר הלב.
- שימוש בטכניקות להערכה מדויקת של פגיעה עקב רפרפוזיה לאחר איסכמיה.
- יישום המתודולוגיה במגוון מחקרים על תפקוד הלב.
- התמקדות בהערכות בעלות רלוונטיות קלינית של נזק לבבי.
תוצאות עיקריות
- המתודולוגיה מאפשרת מדידות תוצאה אמינות.
- היא מספקת מסגרת להערכת טיפולים חדשים בסביבה פרה-קלינית.
- התובנות שיירכשו יכולות להנחות מחקרים עתידיים בתחום הקרדיווסקולרי.
- מדגימה את החשיבות של הערכה מדויקת בתהליכי תרגום קליני.
מסקנות
- המחקר מציג שיטה בעלת ערך להערכת הביצועים של הלב.
- הוא מדגיש את החשיבות של מדידות תוצאה מהימנות בהערכת טיפול.
- ניתן להתאים את הגישה למחקרי תפקוד לבביים שונים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למסגרת ניהולית
הערכת תוצאות רחבה במודלים פרה-קליניים היא קריטית להפחתת סיכונים של מועמדים לטיפולים קרדיווסקולריים לפני השקעה קלינית. מתודולוגיה זו מספקת מדידות סטנדרטיות הניתנות להשלכה קלינית של גודל השבב (infarct size), תפקוד הלב וביצועי השריר הלבבי במודל של אוטם שריר הלב (AMI) בחזיר. על ידי מתן אפשרות להשוואה כמותית של השפעות טיפוליות על פגיעת איסכמיה-reperfusion ועל רמודלינג, היא תומכת בביטחון ניבויי בקבלת החלטות לגבי תיקוף מטרה ואופטימיזציה של מועמדים מובילים (lead optimization).
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של היפותזות טיפוליות לגבי גודל השבץ (infarct size) ביחס לשטח שבסיכון (area at risk), גורם מכריע בהתקדמות אי-ספיקת לב.
- ערך מדעי: תומך בהפחתת סיכונים ביולוגיים על ידי כימות שינויים בתפקוד לבבי גלובלי ואזורי באמצעות 3D-TEE ולולאות לחץ-נפח (pressure-volume loops).
- ערך תפעולי: מספק תוצריים כמותיים הניתנים לשחזור לצורך הערכת מעורבות המטרה (target engagement) ומודולציה של מסלולים במערכות הרלוונטיות למחלה.
סריקה ופיתוח בדיקות
- ערך מדעי: מאפשר הפקה של מדידות סטנדרטיות של גודל האוטם ואזור הסיכון באמצעות צביעת TTC לצורך הערכה עקבית של תרכובות.
- ערך מדעי: מספק מדדי כיווצות של השריר הלבבי שאינם תלויים בעומס, המופקים מעקומות לחץ-נפח (PV loops), לצורך סריקה מכניסטית.
- ערך תפעולי: קובע את מוכנות הבדיקה בלוחות זמנים מוגדרים: 20 דקות עבור 3D-TEE, 30 דקות עבור PV loops ו-60 דקות עבור צביעת אוטם.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: מגשר בין שלב הגילוי לרצף הפרה-קליני על ידי שימוש במדדי תוצאה רלוונטיים קלינית המשקפים מצבים בקרדיולוגיה אנושית.
- ערך מדעי: מאפשר קבלת החלטות על קידום הפיתוח בהתאם לסיכון, באמצעות מעקב אורך של רמודלינג לבבי וירידה תפקודית לאחר MI.
- ערך תפעולי: תומך בשיתוף פעולה בין-תפקודי באמצעות מדידות סטנדרטיות הניתנות לביקורת, הישימות בצוותי גילוי, צוותים פרה-קליניים וצוותים תרגומיים.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
השיטה משתלבת ברצף הגילויים הקרדיווסקולרי, החל מתיקוף המטרה, דרך זיהוי מובילים ועד לבדיקת יעילות פרה-קלינית, ומספקת מדדי תוצאה ראשוניים המנחים החלטות של המשך או עצירה (go/no-go) בכל שלב.
- ביולוגיה של הגילוי: מאפשרת בדיקת השערות על מסלולים מולקולריים המודולים את התפתחות האוטם ומנגנוני תיקון של הלב.
- סריקה: מספקת מערכות מוכנות לבדיקה עם נקודות קצה כמותיות וניתנות לשחזור להערכת השפעות של תרכובות על פגיעה כתוצאה מאיסכמיה-reperfusion.
- אנליטיקה: מספקת זרמי נתונים רב-ממדיים — גודל האוטם (%), נפחים ונטריקולריים, מקדם פליטה ומדדי כיווצות הנגזרים מלחץ ונפח — לאפיון פנוטיפי מקיף.
- מחקר תרגומי: תואמת לנקודות קצה של קרדיולוגיה קלינית, ובכך משפרת את הערך החזוי לתגובה טיפולית בבני אדם.
- שימוש חוזר ארגוני: מבססת פלטפורמה פרה-קלינית הניתנת לשימוש חוזר לבדיקות איטרטיביות של מועמדים לטיפול במספר פרויקטים.
השפעה תפעולית ועסקית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון בניבוי על ידי הפחתת עמימות מכניסטית בתיקוף של מטרות קרדיווסקולריות.
- ערך תפעולי: משפר את השחזוריות והסטנדרטיזציה בין אתרים ומחקרים באמצעות לוחות זמנים פרוצדורליים מוגדרים ובקרות איכות.
- ערך אסטרטגי: משפר את יעילות ההון על ידי מתן אפשרות לזיהוי מוקדם של מועמדים לא יעילים, ובכך מפחית את הסיכון לכשל ביולוגי בשלבים מאוחרים.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם סיכון באמצעות הערכה כמותית ואובייקטיבית של התועלת הטיפולית על מבנה ותפקוד הלב.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בניתוחים בבעלי חיים גדולים, בצנתור לב ובאקו-לב (echocardiography) מתקדם.
- תלוי במכשור ייעודי, כולל מערכות אולטרסאונד בעלות יכולת 3D-TEE, קטטרי מד-לחץ ונפח (pressure-volume catheters) ופלואורוסקופיה.
- מחייב סטנדרטיזציה בין-צוותית של פרוטוקולים למדידת תוצאות כדי להבטיח השוואה של הנתונים.
- כולל שיקולי התאמה בעת הרחבה למודלים אחרים של בעלי חיים גדולים או לאטיולוגיות של מחלות שונות.
- מגבלות מעשיות כוללות את מורכבות הפרוצדורה ואת הצורך למנוע השראת הפרעות קצב (arrhythmia) במהלך מדידות לחץ-נפח.
שאלות נפוצות בתחום הביו-פארמה
Chapters in this video
0:05
Title
0:57
Three Dimensional Transesophageal Echocardiography (3D-TEE)
3:14
Admittance-based Pressure-volume (P-V) Loop Acquisition
7:44
Area At Risk (AAR) and Infarct Size (IS) Quantification
11:44
Results: 3D TEE and PV Loop Analysis Two Weeks Post-infarction
13:18
Conclusion
