Summary
우리는 만성 폐 고혈압을 가진 큰 동물 모형에 있는 급성 우측 심부전을 유도하고 표현하기 위하여 프로토콜을 제시합니다. 이 모형은 치료 내정간섭을 시험하기 위하여 이용될 수 있습니다, 적당한 심혼 측정기를 개발하기 위하여 또는 급성 오른쪽 심부전 병리학의 이해를 향상하기 위하여.
Abstract
만성 폐 고혈압 (PH)의 맥락에서 급성 오른쪽 심장 마비 (ARHF)의 발달은 가난한 단기 결과와 연관됩니다. 오른쪽 심실의 형태학적 및 기능적 페노티핑은 ARHF 환자에서 혈역학적 타협의 맥락에서 특히 중요합니다. 여기서, 우리는 이전에 설명된 만성 PH의 대형 동물 모델에서 ARHF를 유도하고, 금표준 방법(즉, 압력 볼륨 PV 루프)을 이용하여 표현형, 동적으로, 오른쪽 심실 기능 및 비침습적 임상이용 방법(즉, 에코카르디그래피)을 사용하는 방법을 설명한다. 만성 PH는 5 주 동안 일주일에 한 번 생물학적 접착제와 왼쪽 폐 동맥 결찰 및 오른쪽 하부 엽 색전증에 의해 돼지에서 처음 유도된다. 16주 후, ARHF는 식염수를 이용한 연속적 부피 하중에 의해 유도되며, 전신 압력에 대한 수축폐 압력의 비율이 0.9에 도달할 때까지 또는 수축기 전신 압력이 90mmHg 이하로 떨어질 때까지 반복적인 폐 색전증을 유발한다. 혈역학은 도부타민 주입(2.5 μg/kg/min~7.5 μg/kg/min)으로 복원됩니다. PV 루프와 에코카르디그래피는 각 조건 동안 수행됩니다. 각 조건은 유도, 혈역학 안정화 및 데이터 수집을 위해 약 40분이 필요합니다. 9마리의 동물 중 2마리가 폐 색전증 직후 사망했으며 7마리가 프로토콜을 완료하여 모델의 학습 곡선을 보여줍니다. 이 모델은 평균 폐 동맥 압력의 3배 증가를 유도했다. PV-루프 분석은 벤트리큘로 동맥 커플링이 부피 적재 후 보존되고 급성 폐 색전증 후 감소하며 도부타민으로 복원된 것으로 나타났다. 초음파 취득은 형태학의 오른쪽 심실 매개 변수를 정량화하고 좋은 품질로 기능을 허용했습니다. 우리는 모델에서 오른쪽 심실 허혈성 병변을 확인했습니다. 이 모델은 서로 다른 치료법을 비교하거나 ARHF의 맥락에서 오른쪽 심실 형태 및 기능의 비침습적 파라미터를 검증하는 데 사용할 수 있습니다.
Introduction
급성 우측 심부전(ARHF)은 최근에 오른쪽 심실(RV) 충진 및/또는 감소된 RV 유량 출력1로 인한 전신 혼잡을 가진 급속한 진보적 증후군으로 정의되었다. ARHF는 좌측 심부전, 급성 폐 색전증, 급성 심근 경색 또는 폐 고혈압 (PH)과 같은 여러 조건에서 발생할 수 있습니다. PH의 경우, ARHF 발병은 단기 사망률 또는 긴급 폐 이식의 40% 위험과 연관된다2,3,4. 여기에서는 만성 폐 고혈압 의 설정에서 ARHF의 대형 동물 모델을 만드는 방법과 에코카디그래피 및 압력 볼륨 루프를 사용하여 올바른 심실을 평가하는 방법에 대해 설명합니다.
ARHF의 병리학적 특징은 RV 압력 과부하, 부피 과부하, RV 출력의 감소, 중앙 정맥 압력의 증가 및/ 또는 전신 압력의 감소를 포함한다. 만성 PH에서, 폐 혈관 저항의 증가에도 불구하고 심장 출력을 보존할 수 있는 RV 수축에 있는 초기 증가가 있습니다. 따라서 만성 PH에 대한 ARHF의 맥락에서, 오른쪽 심실은 특히 이노트로픽 지원 하에 거의 이소성 압력을 생성할 수 있다. 이노트로프를 사용하여 만성 PH 및 혈역학 적 복원에 대한 ARHF는 최근 큰 동물 모델5에 설명된 바와 같이 급성 RV 허혈성 병변의 개발로 이어집니다. 이노트로페의 증가는 허혈성 병변을 더욱 발전시키고, 마지막으로 최종 장기 기능 장애및 나쁜 임상 결과의 발달로 이끌어 낼 수 있는 증가한 에너지 수요를 만듭니다. 그러나, PH에 ARHF를 가진 환자를 처리하는 방법에 관하여 아무 합의도 없습니다, 주로 유체 관리에 관하여, 이노트로프는 및 초순환 순환 지원의 역할. 따라서 급성 오른쪽 심부전의 대형 동물 모델은 ARHF 임상 관리에 대한 전임상 데이터를 제공하는 데 도움이 될 수 있습니다.
치료에 대한 반응을 정량화하는 첫 번째 단계로, 올바른 심실을 표현하기 위한 간단하고 재현 가능한 방법이 필요합니다. 현재까지 ARHF 환자의 RV 형태와 기능을 더 잘 표현하는 방법에 대한 합의가 없습니다. RV 수축(즉, 계약할 본질용량)과 심실-동맥 커플링(즉, 심실 후부하에 의해 정규화된 수축성; 심실 적응 지수)을 평가하는 금 표준 방법은 압력 볼륨(PV) 루프의 분석이다. 이 방법은 열등한 베나 카바에 삽입된 풍선을 사용하여 오른쪽 심장 카테터삽입 및 RV 전하의 일시적인 감소를 필요로 하기 때문에 두 배의 침습적이다. 임상 실습에서는 올바른 심실을 평가하는 비침습적이고 반복 가능한 방법이 필요합니다. 심장 자기 공명 (CMR)은 오른쪽 심실의 비 침습적 평가를위한 금 본위제로 간주됩니다. 중환자실(ICU)에서 관리되는 만성 PH에 대한 ARHF 환자에서 CMR의 사용은 환자의 불안정한 혈역학 적 상태 때문에 제한될 수 있습니다. 또한, 야간을 포함하여 하루에 여러 번 반복되는 CMR 평가는 비용과 제한된 가용성으로 인해 제한될 수 있습니다. 반대로, 에코카르디노그래피는 ICU 환자에서 비침습적, 재현 가능 및 저비용 RV 형태및 기능 평가를 허용합니다.
대형 동물 모델은 침습적 혈역학 파라미터와 비침습적 파라미터 사이의 관계에 초점을 맞춘 전임상 연구를 수행하는 데 이상적입니다. 큰 흰 돼지 해부학은 인간에 가깝습니다. 따라서 인간에 설명된 대부분의 심초음파 매개 변수는 돼지에서 정량화할 수 있습니다. 몇몇 사소한 변이는 심초음파 연구 결과를 위해 고려되어야 하는 인간과 돼지 심혼 사이 존재합니다. 돼지는 헌법 덱스트로카르디아와 심장 축의 약간 반시계 방향으로 회전을 제시한다. 그 결과, 정액 4 챔버 뷰는 정형 5 챔버 뷰가되고 음향 창은 xiphoid 부록 아래에 위치합니다. 또한, 방기 길고 짧은 축 뷰 음향 창은 흉골의 오른쪽에 위치하고 있습니다.
여기서, 우리는 만성 혈전색전성 PH의 큰 동물 모형에서 ARHF를 유도하고 도부타민을 사용하여 혈역학을 복원하는 새로운 방법을 기술합니다. 우리는 또한 도부타민으로 혈역학 적 복원 후 2-3 시간 이내에 모델에 존재하는 RV 허혈성 병변을보고합니다. 또한, 우리는 RV 형태와 기능의 동적 변화에 대한 통찰력을 제공하는 각 조건에서 RV PV 루프 및 심초음파 RV 매개 변수를 획득하는 방법을 설명합니다. 만성 혈전색전성 PH 및 PV 루프 방법의 대형 동물 모델이 이전에 설명되었기 때문에6, 이러한 단면도는 간략하게 설명될 것이다. 또한, 우리는 돼지 모델에서 잠재적으로 어려운 것으로 간주되는 심초음파 평가결과를 보고했습니다. 우리는 모델에서 반복된 심초음파를 달성하는 방법을 설명할 것입니다.
이 연구에서 보고된 만성 PH에 대한 ARHF의 모델은 다른 치료 전략을 비교하는 데 사용할 수 있습니다. RV phenotyping의 방법은 급성 폐 색전증7, RV 심근 경색8, 급성 호흡 곤란 증후군9 또는 좌심실 기계적 순환 력지원과 관련된 오른쪽 심부전과 같은 임상적으로 관련된 상황을 모방한 다른 대형 동물 모델에서 사용될 수 있다.
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Protocol
연구 결과는 의학 연구를 위한 국가 사회에 따라 실험실 동물 배려의 원리를 준수하고 병원 마리 Lannelongue에 있는 동물 실험을 위한 현지 윤리 위원회에 의해 승인되었습니다.
1. 만성 혈전색전성 PH
- 이전에 설명된 바와 같이 만성 혈전색전성 PH를 유도6,12.
- 간략하게, 약 20kg 큰 백색 돼지 (sus scrofa)에서 만성 혈전 색전성 PH의 모형을 유도합니다. 0주차에 왼쪽 투석 절제술을 통해 좌폐 동맥 결찰의 합자 수행(폐심량); 5주 동안 N-butyl-2-cyanoacrylate 및 2mL의 리피다 콘트라스트 염료(lipiodol)를 포함하는 연조직 접착제 1mL로 구성된 혼합 용액으로 오른쪽 하부 엽 폐동맥(주0.2mL ~ 0.4mL)의 색전화를 수행한다.
- 좌측 폐동맥 결찰시 0주차에 xyphoïdectomy를 수행하여 에코카르디오그래피 타당성을 개선한다. 이렇게하려면, xiphoid 과정 앞에 4cm 세로 절개를 수행. 디아테레미 나이프를 사용하여 xyphoid 프로세스를 제거합니다. 피하 계획과 피부를 실행 봉합사로 닫습니다.
- 위에서 설명한 동일한 프로토콜을 사용하여 10주에 추가 오른쪽 하부 엽 폐 색전증을 수행(단계 1.2).
- 급성 폐 색전증에 의해 유도된 급성 오른쪽 심장 병변을 피하기 위해 마지막 오른쪽 하부 엽 색전화(주 16주) 후 ARHF 유도(section 6) 모델을 수행한다.
참고: 오른쪽 심부전의 다른 큰 동물 모델을 사용할 수 있습니다., 또는 다른 병리학 조건 만성 혈전 색전 성 PH 모델에서 유도 될 수 있다.
2. 동물 포지셔닝 및 카테터 배치
- 이전에 설명한 바와 같이 전신 마취를 수행6.
- 간단히 말해서, 동물을 12 시간 동안 빨리 하십시오. 그런 다음 케타민 염산염 (30 mg/kg)의 근육 내 주입을 사전 약물에 수행합니다. 펜타닐(0.005 mg/kg), 프로포폴(2 mg/kg), 시사트라쿠리움(0.3 mg/kg)의 정맥 내 볼루스를 귀 정맥을 정맥을 정맥으로 정맥으로 수행하고 7개의 프랑스 프로브로 돼지를 선택적으로 비선택적으로 삽관합니다.
- 흡입된 2% 이소플루란, 펜타닐(0.004 mg/kg) 및 프로포폴(3 mg/kg)의 연속 주입으로 전신 마취를 유지하십시오.
- 전신 마취 유도 후, 기생충 심초음파 획득을 허용하기 위해 약간 퍼지는 위치에 앞다리로 돼지를 등에 배치합니다(섹션 3).
- 멸균 필드를 배치하기 전에 장치 전극을 팔과 다리(심초음파, 혈역학 적 습득을 위한 워크스테이션)에 놓습니다.
- 셀딩거 방법을 사용하여 8-프렌치 칼집을 경정맥에 넣습니다13.
- 경정맥에 18G(1.3mm x 48mm) IV 카테터를 도입한다.
- 45° 방향으로 맨루리움 위의 2cm의 중간 선에서 경피 천자를 수행합니다.
- 정맥 역류를 얻은 후 카테터 (0.035 인치 / 0.089 mm, 180cm, 각진)에 가이드 와이어를 삽입하십시오.
- 형광법으로 우수한 베나 카바에 가이드와이어를 올바르게 배치하고 가이드와이어에 8-프렌치 칼집을 우수한 베나 카바에 배치합니다.
참고: 가이드와이어는 척추의 오른쪽 테두리를 따라 열등한 베나 카바를 통과할 때 올바르게 배치됩니다.
- 경정맥에 18G(1.3mm x 48mm) IV 카테터를 도입한다.
- 올바른 대퇴혈관의 분할을 수행하여 유체 채워진 카테터를 올바른 대퇴동맥에 도입하여 지속적인 전신 압력 모니터링을 위해 풍선 팽창 카테터를 열등한 정맥을 통해 열등한 베나 카바에 도입하십시오.
- 사타구니에서 4cm 의 횡절개를 수행합니다.
- 베크만 리트랙터를 배치하고 대퇴 정맥과 대퇴 동맥의 전방 얼굴을 디백집과 메첸바움 가위를 사용하여 나눕니다.
- 20G 카테터를 직접 시각 조절하에 대퇴동맥에 넣고 유체 충전 카테터로 일회용 트랜스듀서에 연결하여 지속적인 전신 혈압 모니터링을 얻습니다.
참고: 평균 혈압은 지속적으로 60 mmHg 이상이어야 합니다. - 18G 카테터를 사용하여 불소 제어 하에 열등한 베나 카바를 통해 대퇴 정맥에 가이드와이어(0.035 인치 / 0.089 mm, 180cm, 각진)를 삽입하십시오.
- 형광 제어 하에 있는 함정 수준에서 열등한 베나 카바를 통해 가이드와이어에 풍선 팽창 카테터를 삽입합니다.
- 전방 뷰를 사용하여 C-암으로 불소 제어를 수행합니다. 풍선의 눈에 보이는 마커를 형광 제어 하에 다이어프램 수준 바로 위에 놓습니다. 풍선을 배치할 때 가이드와이어를 제거합니다.
- 대퇴 정맥에서 출혈을 피하기 위해 정맥 팽창 풍선 카테터 주위에 5.0 폴리 프로필렌 모모 필라멘트 봉합사 지갑을 바느질.
3. 에코카르디그래피
- 동물 위치 및 카테터 배치(섹션 2) 직후에 전신 마취 및 기계적 환기하에 있는 동물에서 에코카르티그래피를 수행합니다.
- 최종 만료 무호흡증 동안 적어도 3 개의 심장 주기에 대한 시네 루프 형식으로 각 심초음파 뷰를 획득하십시오.
- 2 차원 및 조직 도플러 모드에서 모든 뷰를 획득하십시오.
- xiphoid 프로세스하에서 정액 5 챔버 뷰를 획득합니다.
- 흉골의 오른쪽에 있는 기컨스러블 짧고 긴 축 뷰를 획득합니다.
- 연속 및 펄스 도플러 모드를 사용하여 valvular 흐름을 획득합니다.
- 측면 트리쿠스피드 제무 및 횡격막 및 격막 성모 성 액음의 조직 도플러 신호를 획득합니다.
참고: 인체의 심초음파 평가를 위한 최신 가이드라인을 사용하여 심초음파 획득 및 해석14를 사용하십시오.
4. 오른쪽 심장 카테터라이제이시
- 심장 에코(섹션 3) 및 압력 볼륨 루프 획득 전(섹션 5) 후 오른쪽 심장 카테터라이제이시 작업을 수행합니다.
- 백조 간즈 카테터를 일회용 트랜스듀서에 연결합니다.
- 이전에 경정맥(섹션 2.4)에 삽입된 경정맥 8-프렌치 칼집에 스완 간즈 카테터를 도입하고 평균 적인 심방, 오른쪽 심실 및 폐 동맥 압력을 획득하십시오. 필요한 경우 카테터를 불소 시경에 놓습니다.
참고: 유체 채워진 카테터가 식염수로 잘 제거되어 있는지 확인하고 압력 신호 댐핑을 피하기 위해 기포를 제거하십시오. - 폐 동맥에 백조 간즈 카테터를 배치 한 후, 제조 업체의 지시에 의해 설명 된 대로 열 희석 방법으로 심장 출력을 측정; 스트로크 볼륨 계산을 위한 심박수를 동시에 측정합니다.
- 식염수는 심장 출력의 과대 평가를 피하기 위해 4 °C에 있는지 확인합니다.
- 일회용 트랜스듀서를 PV 루프 워크 스테이션에 연결하여 유체 충전 카테터에서 추출한 압력을 실시간으로 수집합니다.
5. 전도방법을 이용한 압력 볼륨 루프 획득
참고: 이 섹션은 이전에 게시되었습니다15.
- 형광 제어 하에 오른쪽 심실에 전도도 카테터를 소개합니다.
- 압력 볼륨 루프의 " 라이브" 인수를 사용하여 품질 신호를 확인합니다.
- 최적의 신호를 얻기 위해 적절한 전극을 활성화하십시오(즉, 생리학적 모양을 가진 시계 반대 방향 PV 루프).
- 제조업체의 지시에 따른 워크플로우의 압력 및 부피 보정 단계를 후속시(혈액 전도도, 병렬 부피, 뇌졸중 볼륨 보정 = 알파 교정).
참고: 스완 간즈 카테터를 가진 외부 스트로크는 각 조건에 대해 반복될 수 있습니다. 다른 교정 단계는 한 번만 수행할 수 있습니다. - 최종 만료 무호흡증 동안 안정적인 상태 및 급성 전하감소(즉, 열등한 베나 카바의 급성 폐색)에서 PV 루프 제품군을 획득한다.
- 조건당 최소 3회 인수를 수행합니다(steady + IVC 오클루전).
6. 부피 및 압력 과부하에 의해 급성 오른쪽 심부전의 유도 (그림 1).
- 3단계 식염수 주입(약 2시간)을 사용하여 부피 과부하를 유도합니다.
- 자유 유동 주입 출력으로 식염수 의 15 mL / kg의 첫 번째 주입을 시작합니다.
- 각 주입이 끝난 후 혈역학 안정화 후 5분 후에 측정(오른쪽 심장 카테터리즘, PV 루프 및 심초음파)을 수행합니다.
- 측정이 종료된 직후 15mL/kg의 두 번째 부피 주입을 시작합니다.
- 측정이 종료된 직후 식염수 30mL/kg의 세 번째 부피 주입을 시작합니다.
주의: 볼륨 로딩은 사용되는 동물 모델에 따라 혈역학적 손상 또는 폐 부종을 유발할 수 있습니다. 이 모델에서, 부피 로딩은 심장 출력 증가, 안정적인 오른쪽 심방 압력 및 보존 된 ventriculo 동맥 커플링을 특징으로 하는 적응 반응을 드러냈습니다.
참고: 호흡 곤란 또는 혈역학적 내성이 떨어지는 경우 볼륨 하중을 중지할 수 있습니다.
- 반복적인 폐 색전증으로 압력 과부하를 유도합니다.
- 형광 조절 하에 오른쪽 하부 엽 폐 동맥에 경정맥 칼집을 통해 5 개의 프랑스어 혈관 전지 카테터를 삽입합니다.
- N-butyl-2-cyanoacrylate 및 2 mL의 리피다 콘트라스트 염료를 포함하는 연조직 접착제의 1mL로 구성된 혼합 용액의 0.15 mL의 볼러스로 오른쪽 하부 엽 폐 동맥을 색전시한다. 식염수 10mL로 카테터를 씻어내시다.
- 전신 압력 및 폐 동맥 압력을 사용하여 색전 후 2 분 동안 혈역학 반응을 평가합니다.
- 혈역학적 타협을 얻을 때까지 2분마다 0.15mL의 색전증을 반복합니다(즉, 수축기 전신 압력 <90 mmHg 또는 수축기 폐 압력>0.9).
주의: 폐 색전증은 심각한 혈역학 적 타협을 유도 할 수 있습니다, 때로는 돌이킬 수없는, 즉각적인 죽음으로 이어지는. 색전화 단계를 시작하기 전에 혈역학 적 지원 (순환 적 체포의 경우 도부타민 프로토콜 또는 에피네프린)을 시작할 준비가되어 있습니다. PV 루프 및 심초음파 모니터링을 시작할 준비를 하십시오. 이 단계는 심각한 혈역학 적 타협과 연관될 수 있기 때문에, 스완 간츠 카테터를 사용하여 오른쪽 심장 카테터삽입은 도부타민 지원을 더 빨리 시작할 수 있도록 피할 수 있다.
7. 도부타민으로 전신 혈역학의 복원을 유도
- 혈역학적 타협에 도달하고 PV 루프 및 심초음파 획득을 수행한 후 2.5 μg/kg/min에서 도부타민 주입을 시작합니다.
참고: 다른 약물이나 치료는 이 시점에서 시작할 수 있습니다. - 헤모다이내믹 안정화를 위해 10분에서 15분 까지 기다립니다.
- 오른쪽 심장 카테터화, PV 루프 및 심초음파 획득을 수행합니다.
- 도부타민 주입의 복용량을 5 μg/kg/min로 증가시면 됩니다.
- 헤모다이내믹 안정화 및 반복 인수를 위해 15분 기다립니다.
- 오른쪽 심장 카테터라이제이시, PV 루프 및 심초음파 획득을 반복합니다.
- 도부타민 주입의 복용량을 7.5 μg/kg/min로 증가시면 됩니다.
참고: 다른 복용량, 약물 또는 치료 시작할 수 있습니다.
8. 안락사 및 심장 조직 수확
- 프로토콜의 끝에서 진동 톱을 사용하여 중앙 분리를 수행합니다.
- 심낭을 열고 염화 칼륨 (0.2 g/kg)의 치명적인 용액을 주입하십시오.
- 마음을 수확하십시오. 병리학 및 분자 평가를 위해 오른쪽 및 왼쪽 심실 프리 월의 샘플을 선택합니다.
참고: 오른쪽 심실및 통계에 대한 병리학적 평가를 위한 방법은 이전에 보고되었습니다5.
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Representative Results
타당성
우리는 이전에보고 된 큰 동물 CTEPH 모델에서 ARHF 유도의 9 연속 절차의 결과를 설명5. 프로토콜의 기간은 마취 유도, 설치, 혈관 접근 / 카테터 배치, 볼륨 / 압력 과부하 및 혈역학 복원, 데이터 수집 및 안락사를 포함하여 완료하는 데 약 6 시간이었습니다. 각 혈역학 조건은 조건, 혈역학 안정화 및 데이터 수집의 유도를 달성하기 위하여 약 40 분 이 필요합니다.
이 프로토콜은 학습 곡선을 나타내는 9마리 의 동물 중 7마리에서 달성되었습니다. 이러한 설명(게시되지 않음) 이후에 세 가지 추가 프로토콜이 성공적으로 달성되었습니다. 2 프로토콜 실패의 원인은 폐 색전증 단계 후 돌이킬 수없는 혈역학 실패의 유도였다.
PV 루프는 오른쪽 심장 카테터리즘과 심장 에코 후 에피네프린 볼루스로 신속한 전신 혈역학 적 복원을 제공 할 필요성 때문에 혈역학적 타협 시 7 마리 중 1 마리에서 획득되지 않았습니다. 이 경우, 도부타민은 에피네프린으로 전신 혈역학의 복원 직후에 시작되었다.
혈역학 및 RV 기능에 대한 볼륨 및 압력 과부하의 영향
급성 부피 로딩은 ARHF를 유도하지 않고 오히려 만성 PH 모델의 적응 표현형을 강조했다. 부피 하중으로, 심장 출력은 오른쪽 심방 압력의 증가 없이 증가, ventriculo 동맥 커플링 안정 남아 있는 동안 (그림 2).
혈역학 적타협 기준은 동물 1마리, 동물 2마리에 2색볼리, 5마리의 동물 3개, 동물 1마리에 4색볼리 로 인해 1마리의 색전증을 달성했다. PE 직후 두 마리의 동물이 사망했습니다(색전차 1마리와 색볼루 1마리의 동물 1마리). 다른 동물에서, 심한 저혈압은 PV 루프 및 심초음파 데이터 수집 전에 에피네프린 볼루스와 도부타민의 즉각적인 시작이 필요했습니다. 급성 폐 색전증 직후에 발생하는 2명의 사망은 오른쪽 심장 충치의 급성 혈전증과 관련이 있었습니다( 그림 3에 도시된 바와 같이).
혈역학적 타협은 심장 출력, 뇌졸중 부피 및 심실 관절 커플링(Ees/ea)의 현저한 감소와 관련이 있었으며, RV 수축은 안정적으로 유지되었습니다(그림 2); 오른쪽 심방 압력과 평균 폐 동맥 압력의 두 배 증가가 있었다.
ARHF에 대한 도부타민 효과
도부타민은 정상 범위 내에서 심장 출력, 뇌졸중 볼륨 및 벤트리큘로 동맥 커플링을 복원했습니다(그림 2).
에코카르디그래피
에코카르디그래피는 프로토콜 동안 RV 크기와 기능의 동적 변화를 정량화할 수 있었다(그림 4). 초음파 초음파 매개 변수는 에피네프린 볼루스와 도부타민의 즉각적인 시작을 요구하는 폐 색전증 후 심한 혈역학적 타협을 가진 1 동물에서 평가되지 않았습니다.
RV PV 루프
압력 볼륨 루프 분석을 통해 RV 종단 수축기 엘라스트란스 및 벤트리큘로-동맥 커플링의 동적 정량화를 허용했습니다(그림 2 및 도 5).
오른쪽 심실 허혈성 병변
hematein 후, eosin, 그리고 사프란 염색 후, 우리는 RV 자유 벽의 체형 층과 경내 층에서 RV 허혈성 병변을 관찰 (도 6). 허혈성 병변은 picnotic 핵을 가진 hypereosinophilic 심근세포의 클러스터에 의해 특징지어졌습니다.
그림 1: 프로토콜 요약입니다. PH, 폐 고혈압; VL1, 식염수 의 15 mL / kg의 볼륨 하중; VL2, 식염수 의 15 mL / kg; VL3, 식염수 의 30 mL / kg; ARHF, 급성 오른쪽 심부전; PE, 폐 색전증. * 전신 수축기 압력 <90 mmHg 또는 수축기 폐 / 전신 압력 비율 >0.9. 이 그림은 5에서 수정되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2: 개별 혈역학 및 압력 볼륨 루프 동적 변화. MPAP, 평균 폐 동맥 압력; MAP, 평균 동맥 압력; RAP, 오른쪽 심방 압력; HR, 심박수; SV, 스트로크 볼륨; CO, 심장 출력; Ees; 오른쪽 심실 종단 실증 적도; Ea, 동맥 의 엘라스트. 플롯은 중앙값 및 교차 수반입니다. *기준선대비 P<0.05; 비교는 그래프 패드 프리즘과 윌콕슨 일치 쌍 서명 순위 테스트를 사용하여 수행되었다 6. 이 그림은 5에서 수정되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3: 프로토콜 실패의 원인의 예: 폐 색전증 후 급성 오른쪽 심장 혈전증 (화살표) 돌이킬 수없는 혈역학 타협에 대한 책임, 즉각적인 죽음과 프로토콜 실패. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4: 대표적인 심초음파 창 및 결과. (A) 정압 5 챔버 (A5C) 뷰의 취득을위한 위치. (B) 기하부축(PSSAX) 뷰의 획득을 위한 위치. (C) 프로토콜의 상이한 단계 동안 A5C 및 PSSAX 뷰의 동적 심초음파 평가. VL, 볼륨 로드; PE, 폐 색전증; 도부 2.5, 도부타민 2.5 μg/kg/분; 도부 7.5, 도부타민 7.5 μg/kg/min. *오른쪽 심실; ** 왼쪽 심실. 이 그림은 5에서 수정되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 5: 대표적인 동적 RV 멀티비트 압력 볼륨 루프입니다. PH, 폐 고혈압; PE, 폐 색전증; Ees, 종단 수축기 엘라스트란스 (블랙 라인 라벨 *); Ea, 동맥 엘라스트 (검은 줄 표시 **); Ees/Ea, 벤트리큘로 동맥 커플링. 이 그림은 5에서 수정되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
도 6: 피덴도카르늄 및 하위 에피카르듐 층의 대표적인 RV 허혈성 병변. (A) 부피심 허혈성 병변; (B) 수심 허혈성 병변; (C) 정상 핵(1), 내트라피토플라스믹 vacuolization (2) 및 피노트 핵(3)을 가진 과피성 허혈성 병변의 경계의 배율. (D) 만성 폐 고혈압 (PH),만성 PH 및 건강한 대조군동물에 대한 급성 오른쪽 심장 마비 (ARHF)를 가진 동물로부터 RV 자유 벽의 2cm 길이 샘플에서 피하 및 피상체 허혈성 병변의 개별 번호; 플롯은 중앙값입니다. 비교는 그래프 패드 프리즘 6와 만 휘트니 테스트를 사용하여 수행되었다. *P<0.05. 이 그림은 5에서 수정되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
우리는 도부타민을 이용한 부피 및 압력 과부하 및 혈역학 적 복원을 포함한 대형 동물 모델에서 만성 PH에 ARHF의 주요 병리학적 특징을 모델링하는 방법을 설명합니다. 우리는 또한 프로토콜 도중 생성된 각 조건에서 오른쪽 심실의 동적 변경을 표현하기 위하여 혈역학 및 화상 진찰 데이터를 취득하는 방법을 보고했습니다. 이러한 방법은 특히 유체 관리 및 inotropic 지원과 관련하여 ARHF 분야에서 미래의 연구 프로토콜을 구축하기 위한 배경 데이터를 제공할 수 있습니다.
헤모역학적 타협을 유도하는 것은 동물의 예기치 않은 즉각적인 사망의 위험 때문에 모델에서 중요한 단계였습니다. 따라서, 우리는 작은 색전색 볼륨으로 진보적 인 폐 색전증을 유도하는 것이 좋습니다. 폐 색전증의 시간에, 조사관은 즉시 데이터 수집 및 혈역학 지원을 시작할 준비가되어 있어야합니다. 우리의 경험에서, 우리는 프로토콜이 완료 된 7 마리의 동물 중 6 마리에서 도부타민을 시작하기 전에 PV 루프 획득 및 에코 카피그래피를 실현 할 수있었습니다.
오른쪽 심실을 표현하는 중요한 단계는 포괄적인 혈역학, PV 루프 및 심초음파 데이터를 얻는 것입니다. 오른쪽 심장 카테터화는 각 조건에 대한 심장 출력 및 뇌졸중 볼륨 변화를 추정할 수 있습니다. 심부전과 뇌졸중 볼륨의 변화는 에코카르디그래피로 더욱 평가될 수 있다. 심장 출력 및 뇌졸중 볼륨의 이 다중 모달 분석은 PV 루프의 외부 볼륨 보정을 더 잘 변화시다. 중요한 것은, PV 루프 파라미터의 절대 값과 변경 속도는 각 상황에 대해 수행되는 외부 방법을 통해 심장 출력 및 뇌졸중 볼륨 변화를 포함시킴으로써 보다 정확하게 정량화될 수 있다는 것입니다.
우리는 부피 적재가 혈역학적 타협을 유도하지 않고 오히려 PH 모델의 적응 표현형을 드러내는 것을 관찰하여 심장 출력, 뇌졸중 부피 및 보존된 벤트리큘로 동맥 커플링으로 전신 압력의 증가를 관찰했습니다. 따라서, 우리의 모델에서, 초기 부피 적재는 급성 폐 색전증 후 심장 출력 및 뇌졸중 볼륨의 주요 하락을 관찰하는 조건을 제공, 따라서 모델의 감도를 증가. 향후 연구는 혈역학적 타협 시 부적하중 또는 유체 고갈의 효과를 결정해야 합니다.
우리의 프로토콜에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 이 프로토콜은 부종의 원인을 분석하기 위해 제작되지 않았지만 흥미로운 연구 영역을 나타낼 수 있습니다. 프로토콜의 또 다른 제한은 시간 소비와 모든 단계를 수행하는 데 필요한 기술입니다. 부피 적재 단계는 프로토콜에서 단축되거나 제거 될 수 있지만 급성 폐 색전증 후 심장 출력 및 뇌졸중 부피의 절대 값이 감소 할 수 있습니다. 프로토콜을 수행하는 데 필요한 기술은 여러 조사자의 협업을 통해 카테터를 불소 검사 아래에 배치하고, 에코카디그래피를 수행하고, PV 루프 품질을 실시간으로 분석해야 합니다. 우리는 RV 볼륨의 3 차원 평가를 수행하지 않았음을 인정합니다. RV PV 루프 평가를 위한 RV 볼륨 보정에 보다 정밀도를 제공할 수 있으므로 RV 볼륨의 3차원 평가를 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다. 첫 번째 단계 중 하나는 메서드의 타당성을 평가하는 것입니다. 또한, 당사의 프로토콜에는 침입 RV 평가를 위한 수술실 및 형광검사와 같은 특정 시설이 필요합니다.
우리의 지식에, 우리는 만성 PH와 ARHF의 첫 번째 동물 모델을 설명했다. 이전 연구는 급성 폐 동맥 수축 후 도부타민과 레보시엔단오른쪽 심실의 동적 변화를보고7. 우리 그룹에서, 우리는 또한 혈역학 타협없이 만성 PH에 도부타민 주입을 사용하여 RV 예비군을 정량화15. 멀티비트 PV 루프는 하중 조건과 독립적으로 심실 수축을 나타내는 종단 수축을 정량화하는 금 표준 방법으로 간주됩니다16. RV 엘라스트란스(Ees=끝 수축기 엘라스트란스) 절대값은 여러 가지 방법론적 한계가 있기 때문에 주의해서 해석되어야 합니다. 주요 한계는 종단 수축점의 정의와 외부 방법(열희석 및 에코카르디그래피)17을 사용하여 볼륨 보정의 정밀도입니다. 동맥 용질에 대한 최종 수축기 엘라스트란스(Ea=끝-수축기 압력 스트로크 볼륨 비율)의 비율은 벤트리큘로-동맥 커플링(Ees/Ea) 비율로 알려져 있으며, 외부 볼륨 교정으로 인한 오류를 감소시킨다. 환기 동맥 커플링은 RV 수축의 적응을 포착하여 후부하를 증가시키기 때문에 폐 고혈압 분야에 큰 관심을 가지고 있습니다. 후부하에 RV 적응을 측정하는 방법은 PH18,19,20을 가진 환자의 더 나은 phenotyping이 있기 때문에 최근 몇 년 동안에 큰 관심을 얻고있다.
우리의 방법은 이전에 출판 된 값21 과 에코 카르디오그래피를 사용하여 RV 기능 추정과 일치하는 ventriculo 동맥 커플링 (즉, Ees /Ea)의 값을 제공했습니다. 이 프로토콜에서, 우리는 혈역학 타협의 맥락에서 수행 될 때 급성 정맥 카바 폐색이 안전하다는 것을 보여줍니다. 더욱이, 대형 동물 모델에서 RV 심초음파 평가는 RV 리모델링222를 가진 이전에 보고된 마우스 모델에 비해 상이한 RV 기능 파라미터를 정량화할 수 있게 됨에 따라 소형 동물 모델에서 RV 심초음파 평가로부터 보완하였다.
이 연구에 설명 된 방법은 ARHF 의 분야에서 주요 질문을 해결하는 것을 목표로 다른 연구 프로토콜에 사용할 수 있습니다. 첫째, 이러한 방법은 만성 PH에 대한 ARHF의 맥락에서 다른 치료 전략을 비교하는 것을 목표로 하는 연구 프로토콜을 수행하는 데 사용될 수 있다. 둘째, 반복적이고 동시적인 PV 루프 및 심초음파 평가는 임상 관심의 다른 상황에서 심초음파 지수의 유효성을 검사할 수 있다.
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Disclosures
저자는 공개 할 것이 없습니다.
Acknowledgments
이 작품은 투자 d'Avenir 프로그램의 일환으로 프랑스 국립 연구 기관 (ANR)에 의해 감독 공공 보조금에 의해 지원됩니다 (참조: ANR-15RHUS0002).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Radiofocus Introducer II | Terumo | RS+B80K10MQ | catheter sheath |
| Equalizer, Occlusion Ballon Catheter | Boston Scientific | M001171080 | ballon for inferior vena cava occlusion |
| Guidewire | Terumo | GR3506 | 0.035; angled |
| Vigilance monitor | Edwards | VGS2V | Swan-Ganz associated monitor |
| Swan-Ganz | Edwards | 131F7 | Swan-Ganz catheter 7 F; usable lenghth 110 cm |
| Echocardiograph; Model: Vivid 9 | General Electrics | GAD000810 and H45561FG | Echocardiograph |
| Probe for echo, M5S-D | General Electrics | M5S-D | Cardiac ultrasound transducer |
| MPVS-ultra Foundation system | Millar | PL3516B49 | Pressure-volume loop unit; includes a powerLab16/35, MPVS-Ultra PV Unit, bioamp and bridge amp and cables |
| Ventricath 507 | Millar | VENTRI-CATH-507 | conductance catheter |
| Lipiodol ultra-fluid | Guerbet | 306 216-0 | lipidic contrast dye |
| BD Insyte Autoguard | Becton, Dickinson and Company | 381847 | IV catheter |
| Arcadic Varic | Siemens | A91SC-21000-1T-1-7700 | C-arm |
| Prolene 5.0 | Ethicon | F1830 | polypropilene monofil |
References
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