急性心筋梗塞の豚モデルにおける主要アウトカム評価

この手法の全体的な目的は、急性心筋梗塞のブタモデルにおける新規療法の評価に向けて、信頼性と再現性のあるアウトカム測定値を取得することです。本手法は、治療的介入が虚血再灌流障害のスキームに及ぼす影響や、急性心筋梗塞のモデリングなど、心血管分野における重要な疑問への回答に寄与します。これらの技術の主な利点は、虚血再灌流障害および心リモデルの正確かつ臨床的に意義のある評価が可能になることです。

本手法により、心筋虚血再灌流傷害に関する知見を得ることができます。また、心機能の評価を伴う他の研究にも適用可能です。本プロトコルを用いることで、急性心筋梗塞の前後における主要アウトカムの測定値を取得できます。

梗塞は、左前下降枝をバルーンで75分間経腔的に閉塞させることで作製し、その詳細は引用文献のビデオに記載されている。本ビデオでは、三次元経食道心エコー図検査の実施方法、およびベースライン、短期、長期フォローアップにおける圧力－体積ループの測定方法を実演する。また、処置終了後の梗塞サイズおよびリスク領域の染色の測定方法についても実演する。

テキストプロトコルに従って麻酔を施して豚を準備し、EKGリードを用いて動物を心エコー装置に接続します。次に、エコープローブを準備します。先端に超音波ゼリーを塗布し、ロックを解除して柔軟な状態にします。

手持ちの操作部を使用して、撮像角度を90度に調整します。豚を右側臥位にし、口を開けてプローブを食道に慎重に挿入します。過度な圧力をかけないように注意し、ゼンカー憩室に似た正常な解剖学的構造である咽頭憩室を避けてください。

次に、吻端から50〜60 cmの深さまでプローブを挿入し、頭部をゆっくりと回転させて左前側方へ屈曲させ、心臓を可視化します。心壁のすべてが明確に描写されていることを確認してください。必要に応じて、超音波プローブの先端を固定し、画像取得を安定させます。

ディスプレイ上で3D Full Volumeオプションを切り替え、左心室の垂直方向の画像を2枚作成します。次に、FV Opt Volumeを選択して、取得するセクタ幅を最大にします。ここで換気を一時停止し、Acquireを押してフルボリューム測定を行います。

完全な測定が得られたら、機械換気を開始します。エコー画像の取得後、プローブのロックを解除し、動物からゆっくりと取り出します。その後、豚が手術から回復するまでモニタリングを行います。

準備として、カテーテルのセンシングチップを0.9%生理食塩水に20分以上浸します。豚の手術準備が整ったら、ヘパリンを1kgあたり100 international units投与し、頸動脈に8Fイントロデューサーシースを、頸静脈に9Fシースを留置します。次に、9Fシースを通してスワンガンツカテーテルを挿入し、カテーテル先端のバルーンを膨らませて、末梢肺動脈にウェッジさせます。

肺の末梢部に適切に配置されたら、バルーンを脱気し、Swan Ganzカテーテルを外部心拍出量測定装置に接続します。接続後、外部心拍出量測定装置の心拍出量メニューを表示します。動物の体重をシステムに入力し、BMIが22.5となるように長さを算出します。

室温の0.9% salineを20 mLシリンジに充填し、最も近位で開口しているルーメンに接続された注入ポートに取り付けます。換気を停止し、心拍5回分待ちます。まず出力装置のManualボタンを押し、次にStartボタンを押してください。

次に、心拍出量を測定するために、生理食塩水5 mLを急速注入します。15秒以内に、デバイスの測定値が表示されます。その後、人工呼吸器をオンにします。

この手順を3回繰り返し、平均一回拍出量を算出します。輸液の間は1〜2分待ち、呼気終末二酸化炭素濃度が元の値に戻るようにします。次に、Swan Ganzカテーテルを抜去し、頸静脈の9Fシースを通して8F Fogartyカテーテルを挿入し、下大静脈に留置します。

チップを0.9% salineに浸したまま、粗調整および微調整ボタンを使用して、PV loopカテーテルの圧力信号を可能な限り0に近づけて校正します。次に、測定した1回拍出量をシステムに入力します。続いて、頸動脈内の8Fシースを通してPV loopカテーテルを挿入し、透視下でチップを左心室まで進めて中心に配置します。

次に、生のコンダクタンス信号を圧力信号に対してプロットします。これにより、長方形のループが形成されるはずです。このグラフを用いて、適切に配置された最大セグメントを選択してください。その後、機械換気を一時停止し、圧力-容量ループモジュールのEnterキーを押してベースラインスキャンを行い、コンダクタンスを容量に変換します。

モジュールに心拍数、収縮期および拡張期のコンダクタンスが表示されたら、呼吸測定を再度オンにします。次に進む前に、測定された心拍数がEKGまたは血圧由来の心拍数と一致している必要があります。また、不整脈がないこと、および収縮期と拡張期のコンダクタンスが適切に検出されていることが必要です。

ベースラインデータが十分であると判断された場合は、Enterキーを押して確定し、PVループモジュールに表示されている心拍数、および収縮期および拡張期のコンダクタンスを記録します。次に、圧力信号に対して容量信号をプロットします。ループは引き続き矩形である必要があります。

ここで、換気を一時停止し、10回から12回の連続した心拍数を記録してベースラインの圧力容積を取得します。その後、再び換気を開始し、呼気終末二酸化炭素濃度を以前の値に戻します。次に、透視下でFogartyカテーテルを膨張させ、前負荷を減少させます。

次に、前述と同様に、人工換気を行わずに10〜12拍の連続した鼓動を記録します。収縮期血圧は60 mmHg以上に維持されなければならず、不整脈が測定を妨げてはいけません。データの取得後、フォガティカテーテルを脱気し、人工換気を再開して、呼気終末二酸化炭素濃度が元のレベルに戻るまで待機します。

次に、圧力ドリフトを補正するために動脈圧の記録を継続しながら、FogartyカテーテルとPVループカテーテルを取り除きます。最後に、動物が回復したことを確認してから、他の動物と同じケージに戻します。手術の準備が整ったら、頸部の外科的開拓により、両側の総頸動脈にアプローチします。

次に、それぞれの頸動脈に7Fおよび8Fのイントロデューサーシースを挿入します。続いて、ヘパリンを1kgあたり100単位で投与します。胸骨正中切開を行うために、胸骨上切痕の直下から剣状突起の直下の点まで、30〜40cmの中程度の切開を加えます。

次に、白線を胸骨まで進めて展開します。電気メスを用いて剣状突起を慎重に切開し、Klinkenberg剪刀を用いて胸骨後面と心膜を剥離します。そのまま鈍的に剥離を続け、頭側へ進みます。

心臓への損傷を避けるため、剪刀の先端が胸骨に向かって上方を向いていることを確認してください。ハンマーとLebscheナイフを使用して胸骨切開を行います。骨髄ワックスを塗布することで、骨髄からの出血を最小限に抑えることができます。

リトラクターを用いて胸腔を開きます。次に、外科用剪刀で心膜を切開します。標準的なY型カテーテルをガイドカテーテルに接続します。

次に、10 cmの延長チューブを備えた3方活栓を両方のYコネクタに接続します。続いて、シースのいずれかを介して、ガイディングカテーテルの1本を左冠動脈主幹部の開口部に配置します。次に、左前降枝に挿入したガイドワイヤーを用いて、冠動脈拡張カテーテルを左冠動脈主幹部カテーテル経由で進め、心筋梗塞誘発時に冠動脈閉塞を行った部位にバルーンを配置します。

まだ拡張しないでください。もう一方のシースを用いて、もう一方のガイディングカテーテルを右冠動脈口に留置します。その後、冠動脈造影を行います。

透視下で造影剤を注入します。まず、前後像を用いて、ガイドカテーテルが左主冠状動脈に正しく配置されていることを確認します。その後、右冠状動脈を可視化します。

造影剤の注入により、バルーンが冠動脈のさらに深部へ押し出される場合があります。必要に応じて位置を調整してください。その後、調製直後の2%Evans Blue染料を満たしたシリンジを3方活栓に接続します。

次に、冠動脈造影を行い、バルーンを拡張させて、冠動脈の一部が完全に閉塞していることを確認します。この閉塞は極めて重要です。バルーンが拡張している間に、両方のガイディングカテーテルから造影剤を5 milliliters per secondで注入します。

血流が途絶えた左心室の一部を除き、心臓が青くなることはないはずです。心臓が自発的に心室細動を起こさない場合は、色素注入の5拍後に、心臓の非梗塞部位に9V電池を接触させてください。その後、静脈管を切開して圧力を解放し、吸引器を用いて血液を排出します。

次に、バルーンを脱気させます。2本のガイドカテーテルと共にバルーンを回収します。その後、周囲の膜を剥離し、大血管を横方向に切断して心臓を摘出します。

0.9% 生理食塩水を用いて、外側と内側の両方の血液および染料を完全に洗い流してください。次に、左室を慎重に解剖します。その後、房室溝に平行な面で、心尖部から心底部に向かって厚さ 10 mm の等分な切片を5枚作成します。

キャリブレーション用に定規を写し込み、環境光条件下で5枚すべてのスライスの両面を撮影します。その後、スライスをTTCで染色し、再度撮影します。全心機能の評価には、3D経食道心エコー図検査を用いました。

10匹の動物を用いた結果に基づくと、急性心筋梗塞から1週間後、心機能の全体的な指標は健康なベースライン値と比較して悪化していました。これは前室中隔壁の収縮低下によるものでした。また、心機能全体の評価および心筋固有の特性を算出するために、圧容積ループも用いられました。

前者のアウトカム測定値は容易に算出でき、右下隅のEDVおよび左上隅のESVが含まれます。これらの値は、左室形状に関する重要な情報を提供します。これらの測定値から、左室ポンプ機能の重要な指標である左室駆出率およびその他のいくつかのパラメータが算出されました。

心機能の固有性能については、収縮末期および拡張末期の圧容積関係など、PVループからさまざまな指標を導出しました。心筋梗塞後、収縮末期容積圧関係の勾配が低下することがあり、これは収縮力の低下を示しています。最終的に、染色を用いて、リスク領域および梗塞心筋から遠隔心筋を識別しました。

左室の約22%がリスク領域であり、その大部分が梗塞となっていました。このビデオを視聴することで、3D経食道心エコー図検査の実施方法、圧力-容積ループデータの取得、およびリスク領域に対する梗塞サイズの染色の方法について十分に理解できるはずです。習熟すれば、経食道心エコー図検査は20分で実施可能です。

圧容量ループのデータ収集に30分、心筋梗塞サイズおよびリスク領域の染色の実施に60分を要します。PVループの測定および梗塞サイズとリスク領域の染色を行う際は、不整脈を誘発させないよう注意することが重要です。

このビデオで紹介する手法は、心血管疾患分野の研究者が、大型動物モデルを用いて虚血および再灌流傷害を探索する際に役立ちます。