이 프로토콜은 카테터 삽입 및 3D 혈관 조영술을 생존 절차로 사용하여 정맥 순응도 및 팽창성의 생체 내 정량화를 가능하게 하여 다양한 잠재적 응용 분야를 가능하게 합니다.
방법 논문
3D 혈관 조영술을 사용한 In vivo Ovine 모델에서 열대정맥 Cava 순응도 및 팽창성 정량화
* These authors contributed equally
이 논문에서
요약
초록
합성 혈관 이식편은 동종 이식편, 자가 이식편 및 이종 이식편과 같은 몇 가지 문제를 극복하지만 이식되는 기본 혈관보다 더 단단하고 순응도가 떨어지는 경우가 많습니다. 네이티브 용기와의 규정 준수 일치는 이식 성공을 위한 핵심 특성으로 부상하고 있습니다. 선박 규정 준수를 평가하기 위한 현재 표준은 선박의 절제 및 생체 외 이축 기계 테스트와 관련이 있습니다. 우리는 자연적인 생리학을 더 잘 반영하고 혈액의 흐름과 존재하는 형태학적 변화로 인한 압력 변화의 영향을 고려하는 정맥 순응도 및 팽창성을 평가하기 위한 in vivo 방법을 개발했습니다.
이 방법은 생존 절차로 설계되어 종단 연구를 촉진하는 동시에 잠재적으로 동물 사용의 필요성을 줄일 수 있습니다. 당사의 방법은 20mL/kg 식염수 볼루스를 정맥 혈관에 주입한 다음 볼루스 전후 3D 혈관 조영술을 획득하여 볼루스에 의해 유도된 변화를 관찰하고 동시에 표적 영역의 혈관 내 압력 측정을 포함합니다. 그런 다음 볼루스 전후에 용기의 둘레와 단면적을 측정할 수 있습니다.
이러한 데이터와 혈관 내 압력을 통해 특정 방정식에 대한 적합성 및 확장성을 계산할 수 있습니다. 이 방법은 운영되지 않는 토착 양에서 하대정맥의 순응도 및 팽창성을 장기 팽창 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 이식편이 이식된 양의 도관과 비교하는 데 사용되었습니다. 네이티브 용기는 측정된 모든 위치에서 PTFE 이식편보다 더 순응하고 팽창성이 있는 것으로 나타났습니다. 우리는 이 방법이 정맥 순응도 및 팽창성에 대한 생체 내 측정을 안전하게 제공한다는 결론을 내렸습니다.
서론
심각한 심장 이상이 있는 환자는 재건 수술이 필요합니다. 대부분의 재건 수술은 혈관 이식편을 포함한 보철 재료를 사용해야 합니다. 이 공간을 연결할 수 있는 잠재적인 도관에는 합성 또는 생물학적 재료가 포함됩니다. 초기에는 동종이식편이 Fontan 도관으로 사용되었으나 석회화 및 급성기 사건의 높은 발생률로 인해 포기되었다1. 현재는 무기 고분자에서 유래한 합성 혈관 이식편이 사용되고 있습니다. 이러한 이식편은 이식된 본래 혈관보다 순응도가 떨어지고 협착, 폐색 및 석회화와 같은 장기적인 합병증이 있다는 문제가 남아 있습니다 1,2,3,4,5.
합성 혈관 이식편의 구조는 기계적 인장 강도에 적합하며, 이는 자연 조직에 비해 항상 낮은 순응도로 이어집니다2. 압력 변화에 따른 용기의 부피 변화를 정의하는 혈관 순응도는 기계적 부하에 대한 용기의 반응성을 나타내는 지표 역할을 합니다. 이식 재료와 기본 용기 특성 간의 차이로 인해 규정 준수 불일치가 발생하며, 이는 혈류 패턴을 방해하여 재순환 및 흐름 분리 영역을 초래하는 것으로 입증되었습니다 2,6,7,8,9. 이 현상은 내피 벽의 전단 응력을 변화시키고 내막 증식을 유발합니다 2,7,8,9. 이러한 반응은 이식편 관련 합병증을 유발할 수 있으며, 이식편 교체 또는 재중재가 필요할 수 있다6.
혈관 순응도는 이식편 결과를 결정하는 데 중요한 역할을 하기 때문에 이 특성의 정확한 측정이 필수적입니다. 혈관 순응도를 측정하기 위한 현재 황금 표준은 체외 관형 이축 기계 검사입니다. 이 방법에는 관심 이식편 또는 혈관을 절제하고, 라텍스 튜브에 연결하고, 다양한 압력에서 원주 응력-신장 거동을 평가하기 위해 압력을 가하는 것이 포함됩니다. 규정 준수는 압력을 내경10의 측정과 비교하여 결정됩니다. 그러나 ex vivo 방법에는 몇 가지 단점이 있습니다. ex vivo 방법을 사용하여 이식된 이식편의 기능을 평가할 때는 동물을 희생하고 이식편을 이식하는 것이 필요하므로 장기간의 검사를 수행할 수 없습니다. 따라서 우리는 in vivo compliance 측정 프로토콜을 개발했습니다.
우리 그룹은 선천성 심장 결함 저형성 좌심 증후군(HLHS)을 개선하기 위해 Fontan 수술에 사용할 조직 공학 혈관 이식편(TEVG)을 개발하는 데 중점을 둡니다. 선천성 심장 수술 분야의 최근 발전으로 수술 후 결과가 개선되어 기대 수명이 길어졌습니다. 이로 인해 이식된 혈관 도관의 장기적인 특성과 성공이 점점 더 중요해지고 있습니다. 현재 HLHS의 동물 모델이 존재하지 않으므로 가속 대동물 하대정맥(IVC) 삽입 이식편 모델에서 이식편을 평가합니다. 이 모델은 Fontan 순환의 흐름을 생성하려고 시도하지 않지만 고유한 혈류역학적 조건을 효과적으로 요약합니다. 최근에 이 in vivo 프로토콜을 사용하여 TEVG와 기존의 확장 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 이식편 간에 이식편 순응도에서 상당한 차이가 있음을 보여주었습니다11. 이 이전 연구는 방법론에 초점을 맞추지 않았기 때문에 이 새로운 in vivo 방법에 대해 자세히 설명하는 추가 실험을 수행했습니다.
우리는 현재 발포 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 구성된 표준 치료 역할을 하는 합성 이식편을 도싯 양 연구 동물에 이식하고 수술적으로 순진한 대조 동물에서 네이티브 IVC와 비교했습니다. 이 프로토콜은 PTFE 도관 이식 후 5-7년 동안 PTFE 그룹과 다양한 연령의 미작동 대조 동물에 대해 수행되었습니다. 따라서, 프로토콜 및 대표 결과를 설명하는 후속 섹션에서는 때때로 관심 영역(예: IVC 삽입 이식편)의 이식편(중간이식편) 영역의 중간이라고 지칭할 것입니다.
이 프로토콜을 사용하면 장기간 부적합 것으로 알려진 PTFE 도관의 생체 내 적합성을 기본 정맥과 분석할 수 있습니다. 우리는 임상 표준 물질인 PTFE를 천연 미수술 정맥과 비교하기로 결정했습니다. PTFE 도관이 규정을 준수하지 않는 것으로 알려져 있고 석회화가 발생하여 규정 준수를 더욱 감소시키는 것으로 알려져 있기 때문에 장기적인 시점을 선택했습니다11. 우리는 전신 혈류역학적 변화가 in vivo 방법을 통해 얻은 측정에 정확하게 반영되기 때문에 모든 in vivo 비교를 수행하기로 결정했습니다. 이 비교를 통해 이 프로토콜은 PTFE의 비준수를 확인하고 안전하고 재현 가능한 방식으로 생체 내 정맥 준수에 대한 측정값을 얻을 수 있음을 발견했습니다. 이 방법은 생체 내PTFE 도관과 조직 공학 혈관 이식편(TEVG) 간의 통계적으로 유의미한 차이를 입증하기 위해 발표된 연구에서 성공적으로 구현되었습니다 11.
이 프로토콜의 전반적인 목표는 생존 절차의 생체 내 측정을 사용하여 난소 대형 동물 모델에서 흉부 IVC의 순응도 및 확장성을 계산하는 것입니다. 이를 위해 흉부 IVC의 둘레와 단면적에서 유체 볼루스에 대한 변화를 시각화하고 측정했습니다. 우리는 동시에 혈관 내 압력의 변화를 측정하고 이러한 측정을 사용하여 순응도와 팽창성을 계산했습니다. 3D 혈관 조영 이미징을 사용하면 정맥의 단면에서 측정을 수행할 수 있도록 캡처 후 이미지의 보기를 조정할 수 있을 뿐만 아니라 혈관을 따라 여러 위치를 측정할 수 있는 기능을 포함하여 여러 가지 이점을 얻을 수 있습니다. 이 연구에서 관심 있는 세 가지 영역은 중간 이식편 영역과 PTFE 이식편의 인접한 두 개의 문합 부위 및 네이티브 IVC의 유사한 영역이었습니다. in vivo 실험을 수행함으로써 실제 혈액 흐름 내에서 조직과 장기로 둘러싸인 이식편의 기능을 평가하는 데 이점이 있습니다. 이 방법을 통해 얻은 측정값은 살아있는 유기체에서 이식편의 실제 기능을 반영하는 것으로 믿어집니다.
프로토콜은 양의 시술 전 준비, 카테터 삽입, 기준선 사전 볼루스 데이터 수집, 연구 데이터 수집, 동물 회복 및 데이터 분석을 포함한 6가지 주요 섹션으로 나뉩니다. 동물 준비 섹션에서는 진정, 마취 시작 및 카테터 삽입 절차 중에 사용되는 모니터링 장비의 배치에 대해 설명합니다. 두 번째 섹션에서는 데이터 수집에 필요한 두 개의 카테터 덮개를 배치하는 과정을 설명합니다. 이 프로토콜의 경우 두 개의 멀티트랙 카테터를 혈관에 도입할 수 있도록 두 개의 칼집을 우측 내부 경정맥(IJV)에 배치합니다. 하나는 압력 변화를 기록하기 위해 관심 영역에 배치되고 다른 하나는 조영제 주입을 위해 정맥의 아래쪽에 배치됩니다. 카테터를 삽입한 후에는 비교를 위해 기준선 pre bolus 3D 혈관 조영술을 촬영합니다. 연구 데이터 수집은 투여를 위해 가압 백 시스템에서 식염수 볼루스를 준비하고, 식염수 볼루스에 혈관 내 압력을 기록하고, 볼루스 후 3D 혈관 조영술을 취하는 것으로 시작됩니다. 그런 다음 프로토콜 후 양의 회복을 촉진하는 과정을 설명합니다. 마지막으로, 분석 및 통계적 비교를 위해 적절한 이미지와 단면 측정을 얻는 방법에 대해 설명합니다.
프로토콜
연구 프로토콜은 Nationwide Children's Hospital Abigail Wexner Research Institute(AR22-0004)의 기관 동물 관리 및 사용 위원회(Institutional Animal Care and Use Committee)의 승인을 받았습니다. 모든 동물은 미국 국립보건원(National Institutes of Health)에서 발행한 실험동물 관리 및 사용 지침(Guide for the Care and Use of Laboratory Animals)에 따라 인도적인 보살핌을 받았습니다.
1. 동물 준비
- 동물이 안전하게 마취를 받을 수 있도록 신체 검사 및 활력 징후 분석을 포함하여 카테터 삽입 1주일 전에 수의학 팀이 양을 평가하도록 합니다.
- 마취 유도 시 위 내용물의 흡인 위험을 제한하기 위해 밤새 또는 시술 12시간 전까지 동물을 단식시킵니다.
- 컨트롤 패널의 on 단추를 눌러 C-arm 및 3D 혈관 조영 시스템을 켭니다(그림 1A). 시스템이 완전히 로드될 때까지 기다립니다.
알림: 이미징할 준비가 될 때까지 형광 투시법이 일시 중지되고 모든 직원이 보호 리드를 착용하고 있는지 확인하십시오. - 1,000mL의 0.9% 식염수에 1mL의 헤파린(1,000 USP 단위/mL 농도)을 추가하여 절차에 사용할 헤파린화 식염수를 준비합니다.
- 목의 왼쪽을 면도하고 알코올로 문지릅니다. 케타민(4mg/kg), 부토르파놀(0.1mg/kg), 디아제팜(0.5mg/kg)의 조합을 좌정맥에 주입하여 진정제를 투여합니다.
- 진정제를 투여한 양을 병원 침대에 놓고 삽관을 위해 흉골 누운 곳에 놓습니다. 후두경으로 혀와 후두개를 누르고 ET 튜브를 기관에 삽입하여 양의 크기에 따라 9-14mm ET(Endotracheal) 튜브로 삽관합니다.
- 양을 오른쪽 측면 위치에 놓습니다. ET 튜브를 인공호흡기에 부착하고 1-3L/min에서 100% 산소로 기계적으로 환기합니다.
- 1-3% 흡입 이소플루란으로 마취를 유지합니다. 호흡수를 15-30호흡/분으로 설정하고 종료 일회 호흡량을 8-10mL/kg으로 설정합니다.
- 오른쪽 앞다리에 혈압 커프, 오른쪽 귀에 산소 포화도를 모니터링하기 위한 귀 클립, 식도에 온도 프로브, ET 튜브에 호기말 CO2 모니터를 포함한 표준 모니터링 장비를 배치합니다. 이슬발톱과 발뒤꿈치 사이의 각 발굽의 꼬리 부분에서 양모를 면도합니다. 심전도(ECG) 노드를 배치하고 ECG 노드를 테이프로 고정합니다.
- 안과 연고를 바르고 구강관을 삽입하여 가스와 음식물을 배출합니다.
- 프로포폴 일정속 주입(CRI)(20-40mg∙kg-1∙h-1), 유지 수액(10mL∙kg-1∙h-1) 및 식염수를 투여할 수 있도록 왼쪽 IJV에 IV 라인을 설정합니다.
- 양을 왼쪽 측면 누워있는 곳에 놓습니다. 카테터 삽입 부위에 접근할 수 있도록 목의 오른쪽을 면도합니다(그림 2A). 클로르헥시딘 스크럽과 알코올로 해당 부위를 닦습니다.
- 모니터링 장비와 인공호흡기에서 분리하고 양을 카테터 삽입 실험실 테이블로 옮깁니다. 다시 말하지만, 동물을 왼쪽 측면으로 누운 위치에 놓습니다(그림 3A).
- 인공호흡기 및 모니터링 장비(ECG 리드, 온도 프로브, 혈압 커프, 맥박 산소 농도계)에 다시 연결합니다.
- 흡입 이소플루란 1-3%와 100%O2 및/또는 프로포폴 CRI(20-40 mg∙kg-1∙h-1)를 투여하여 시술 중 마취를 유지합니다.
알림: 동물의 움직임, 고통스러운 자극에 대한 반응, 호흡수, 맥박수 및 혈압을 측정하여 마취면을 평가합니다. 5-10mL의 프로포폴 볼루스를 사용하여 더 깊은 마취 평면을 유도하는 것과 같이 진정제를 적절하게 조정합니다. - 큰 캘리퍼스를 사용하여 심장 영역에서 양의 너비를 측정합니다. 너비를 2로 나누어 압력 변환기를 설정합니다.
- 수술 부위를 무균 세척하고 멸균 방식으로 드레이프합니다(그림 2B,C).
2. 카테터 삽입
- C-Arm을 주차 위치에서 양의 가슴으로 이동하고 필요에 따라 테이블을 들어 올립니다. 제어판의 버튼 7과 3을 누른 다음 시작 버튼을 길게 눌러 사전 프로그래밍된 설정을 사용하여 테이블과 테이블 왼쪽의 C-Arm을 자동으로 배치합니다(그림 1A).
- 21G 마이크로 천자 바늘과 10cc 루어 슬립 주사기를 사용하여 올바른 IJV에 접근합니다. 주사기 플런저를 뒤로 당기면서 피부를 통해 두개골/꼬리 방향으로 IJV에 접근합니다. 바늘이 혈관에 있는지 확인하기 위해 혈액을 흡인해야 합니다(그림 2A, B).
- 바늘을 단단히 잡고 주사기를 조심스럽게 분리합니다.
- 바늘을 통해 0.018인치 스테인리스강(SS) 와이어 가이드를 용기에 대략 절반 정도 삽입합니다. SS 와이어 위에서 바늘을 제거합니다.
- 5-프랑스(Fr) 확장기를 SS 와이어 위에 놓고 용기에 넣습니다. 확장기의 내부 부분과 SS 와이어를 제거합니다. 확장기를 통해 0.038인치 가이드와이어를 혈관에 절반 정도 공급하고 확장기를 제거합니다.
- 11날 메스를 사용하여 와이어가 들어가는 정맥 위의 피부를 자릅니다. 9-Fr 칼집을 가이드와이어 위로 용기에 공급합니다. 내피단과 가이드와이어를 제거합니다.
- 혈액을 흡인한 다음 헤파린화 식염수로 칼집을 씻어내어 적절한 칼집 위치를 확인합니다.
- 오른쪽 IJV에 두 개의 9-Fr 피복이 있도록 2.2-2.7단계를 반복합니다.
- 응고를 방지하기 위해 IV를 통해 150U/kg의 헤파린을 투여합니다.
- 풋 페달을 사용하여 형광 투시를 시작합니다(그림 1B). 칼집을 통해 Judkins Right(JR) 카테터를 삽입하고 흉부 IVC를 따라 횡격막을 가로질러 복부 IVC로 들어갑니다.
- JR 카테터를 통해 Rosen 와이어를 끼우고 복부 IVC에 도달하고 팁이 JR 카테터에서 나올 때까지 연결합니다. Rosen 와이어를 제자리에 고정한 상태에서 JR 카테터를 조심스럽게 제거합니다.
- 두 번째 칼집에 대해 2.10-2.11단계를 반복합니다.
- 각 Rosen 와이어에 7-Fr Multitrack 카테터를 끼웁니다.
- 형광 투시 지침에 따라 조영제 주입을 위해 복부 IVC에 하나의 멀티트랙 혈관 조영 카테터를 삽입합니다.
- 형광 투시법을 사용하여 압력 측정을 위해 다른 멀티트랙 혈관 조영 카테터를 특정 관심 영역(예: 이식편 중심)에 삽입합니다(그림 2C).
그림 1: 제어판 (A) 3D 혈관 조영 시스템 제어판 (B) 형광 투시 풋 페달 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2: 동물 카테터 삽입. (A) 카테터 삽입을 위해 준비된 주요 수술 부위. (B) 우측 내부 경정맥(검은색 화살표)을 시각화하는 기술. (C) 두 개의 다트랙 혈관 조영 카테터를 우측 내부 경정맥을 통해 삽입합니다(파란색 화살표: 이식편의 압력 측정, 빨간색 화살표: 복부 IVC에 조영제 주입, 흰색 화살표: 뻣뻣한 와이어). 약어: IVC = 하대정맥. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
3. 사전 데이터 수집
- 3방향 스톱콕을 사용하여 관심 영역 중앙에 있는 멀티트랙을 압력 변환기에 연결합니다. 멀티트랙에 마개를 연 상태에서 기포가 제거되고 피가 보일 때까지 10mL 주사기로 뒤로 당깁니다.
- 10mL 주사기를 거꾸로 뒤집은 상태에서 공기가 멀티트랙으로 다시 밀려나지 않도록 주의하면서 혈액을 양에게 되돌려 줍니다. 헤파린화 식염수로 멀티트랙을 세척합니다.
- 압력 변환기와 멀티트랙이 서로 열리도록 스톱콕의 꺼짐 위치를 주사기로 뒤집습니다.
- 조영제를 추가하여 조영제를 준비합니다. 3D 혈관 조영술의 최소 부피는 60mL이며 총 조영제는 5mL/kg 또는 250mL를 초과할 수 없습니다.
- 조영제를 복부 IVC 중앙의 멀티트랙에 연결합니다. 조영제 인젝터를 사용하여 손잡이를 시계 반대 방향으로 천천히 돌려 혈액이 보일 때까지 멀티트랙에서 기포를 잡아당깁니다. 노브를 시계 방향으로 돌려 콘트라스트를 멀티트랙으로 천천히 밀어 넣습니다.
- 형광 투시를 사용하여 콘트라스트가 멀티트랙의 끝에 도달했는지 확인합니다.
- 3D 혈관 조영술에 사용된 총 조영제를 5로 나누어 mL/s를 얻습니다. 속도 상승을 0 및 600psi로 설정합니다.
- 화면 오른쪽 상단의 프로그램 버튼과 3D DSA 110 8'' 버튼(SID가 3cm이고 필드 View가 110인치인 8D 혈관 조영술)을 클릭하여 C-arm을 사전 프로그래밍된 모드로 설정합니다.
- 모든 개체와 사람을 테이블의 앞이나 옆에서 멀리 이동합니다. 제어판에서 3번 버튼을 클릭하여 C-Arm 프로그램을 시작합니다. 대상 영역(예: 미드그라프)을 x-y 평면의 중앙에 배치합니다(그림 3A-C).
- 제어판에서 4로 번호가 매겨진 버튼을 클릭하여 두 번째 프로그램으로 진행합니다. 그에 따라 테이블의 높이를 조정하여 관심 영역을 중앙에 맞춥니다.
- 5번 버튼을 누르고 테스트 이미지를 촬영합니다.
- Confirm Conditions 버튼을 클릭하여 C-Arm의 동작 범위를 사전 테스트합니다. 시작(그림 3D,E).
- 마취과 의사에게 인공호흡을 유지하고 중간 획득 페달로 프로그램을 시작하여 조영제 주입과 함께 3D 회전 혈관 조영술을 받도록 요청합니다. 동시에 목표 영역의 평균 압력을 측정하고 기록합니다.
그림 3: C-arm 위치 및 동작 범위. (A) 절차 시작을 위한 양 위치 (B) 3D 혈관 조영 프로그램의 첫 번째 위치 (C) xy축에서 이동한 C-arm (D) z축에서 이동한 C-arm (E) 전체 동작 범위로 테스트 스핀을 완료하는 C-arm. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
4. 식염수 덩어리 투여 및 데이터 수집
- 0.9% 식염수 20mL/kg을 준비합니다.
- bolus 가압 백을 준비하려면 0.9% 식염수 1,000mL 백을 가압 백 장치에 추가합니다. 관리할 총 부피를 얻기 위해 필요한 경우 두 번째 장치를 사용하십시오.
- 압력 게이지가 빨간색 선(압력 250-300mmHg) 바로 앞의 녹색 영역으로 올라갈 때까지 팽창 전구를 짜십시오. 라인을 통해 식염수를 씻어내고 기포를 제거합니다.
- 가압 식염수 백을 9-Fr 칼집에 연결하고 볼루스의 일정한 속도를 유지하기 위해 250-300mmHg를 유지합니다. 양이 20mL/kg에 해당하는 덩어리를 받거나 평균 압력이 15mmHg에 도달할 때까지 흐르게 하십시오.
- 볼루스가 흐르는 동안 매분마다 목표 영역의 혈관 내 압력을 기록합니다.
- 3.9-3.12단계를 반복하여 두 번째 3D 회전 혈관 조영술을 위해 C-Arm을 준비합니다. 볼루스가 끝나자마자 압력이 떨어지기 시작하기 전에 3.13단계에 설명된 대로 시작하여 두 번째 3D 혈관 조영술 및 동시 혈관 내 압력 측정을 수행합니다.
5. 회복
- 이미징이 완료되면 숫자 77 을 입력하고 C-Arm이 제 위치에 놓일 때까지 시작 버튼을 눌러 C-Arm을 사전 프로그래밍된 주차 위치에 다시 놓습니다.
- 멀티트랙 혈관 조영술 카테터와 Rosen 와이어를 제거합니다.
- 출혈을 멈추기 위해 최소 7분 동안 지혈 패치로 삽입 부위에 직접 압력을 가하면서 양쪽 칼집을 제거합니다.
- 멸균 거즈 롤을 패치와 목에 감아 랩이 압력을 유지할 수 있도록 단단히 고정되 혈액 순환을 차단하거나 호흡을 방해할 위험이 있을 정도로 너무 꽉 조이지 않도록 합니다.
- 마취제(이소플루란 및/또는 프로포폴 CRI)를 끕니다.
- 양이 지속적으로 스스로 숨을 쉴 때까지 100%O2 로 인공호흡기를 유지하십시오.
알림: 양이 깨어나고 있다는 징후에는 움직임, 깜박임, 고통스러운 자극에 대한 반응, 턱의 긴장 또는 씹으려는 시도, 인공 호흡기의 도움 없이 숨을 쉬는 것이 포함됩니다. - 양이 스스로 숨을 쉴 수 있게 되면 발관(ET 튜브 제거)하고 구강 튜브를 제거합니다.
- 모든 모니터링 장비를 제거하고 양을 병원 침대로 옮깁니다. 다시 하우징 룸으로 이동합니다.
- 양이 흉골 누운 자세를 유지하거나 양이 스스로 균형을 유지할 수 있을 때까지 서 있으려고 할 때 도와줍니다. 벽에 부딪히지 않도록 하십시오.
- 그들이 충분히 깨어 있는 것처럼 보이면 소량의 건초나 곡물을 주십시오.
6. 데이터 분석
- 혈관 조영 영상 소프트웨어의 원본 원시 3D 혈관 조영 데이터를 DICOM 파일 형식으로 내보냅니다.
- DICOM 뷰어 소프트웨어를 실행합니다. 3D 혈관 조영술 파일을 뷰어로 끌어다 놓아 엽니다(그림 4A).
- DICOM 뷰어 소프트웨어 내에서 3D MPR(Multi-Planar Reconstruction) 도구를 선택하여 혈관 조영 데이터의 3D 재구성 보기를 생성합니다. 이렇게 하면 세 가지 다른 각도에서 세 가지 뚜렷한 2D 보기, 즉 축면, 시상면(그림 4B) 및 코로나 평면(그림 4C)이 표시됩니다.
- 시상면과 관상면에서 대상 영역의 배치와 방향을 조정하여 대상 영역을 중앙에 배치하고 수공구로 각 평면의 기준선 방향을 회전하여 원하는 수직 위치를 얻습니다(그림 4D).
- DICOM 뷰어 내에서 연필 도구를 사용하여 대상 영역의 축 방향 보기에서 선박 벽의 윤곽을 그립니다(그림 4E). 소프트웨어는 축 뷰의 중간에 있는 영역의 면적과 둘레(둘레)를 자동으로 계산하고 표시합니다.
- 방정식 (1)을 사용하여 규정 준수를 계산하며, 여기서 A는 단면적(cm2)이고 P는 압력(mmHg)입니다.
(1) - 방정식 (2)를 사용하여 C는 둘레(cm)이고 P는 압력(mmHg)인 팽창도를 계산합니다.
(2)
그림 4: DICOM 뷰어의 데이터 분석. (A) DICOM 뷰어에 로드된 3D 혈관 조영술의 원시 데이터. (B) 이식편의 시상 부분. (C) 코로나 섹션. (D) 실제 단면은 시상 및 관상 단면의 각도를 조정한 후 시각화됩니다. (E) 연필 도구는 둘레와 단면적을 측정하기 위해 대상 용기의 윤곽을 그리는 데 사용됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
결과
우리는 25마리 이상의 양과 함께 이 절차를 성공적으로 수행했습니다. 중요한 것은 이 시술과 관련된 이환율 및 사망률 사례가 없었다는 것입니다. 모든 양들은 합병증 없이 회복되었다. 이 대표적인 결과는 PTFE 이식편을 이식한 양 3마리와 수술하지 않은 토종 양 3마리에서 채취한 것입니다. 그림 5 는 프로토콜 동안 두 그룹의 연구 동물에서 얻은 혈관 내 압력 측정을 제공합니다. 이러한 값은 규정 준수 및 확장성 계산에 중요할 뿐만 아니라 혈관 내 압력의 변화를 15mmHg 미만으로 유지함에 따라 이 프로토콜의 안전성을 입증하는 데에도 중요합니다.
그림 5: 규정 준수 및 확장성 방정식을 위한 혈관 내 압력. (A) bolus 투여 과정 동안 중간 이식편 영역 또는 기본 혈관의 해당 영역에서 수행된 절대 혈관 내 압력 측정의 그래픽 표현. (B) 각 연구 동물에 대한 혈관 내 압력 변화의 요약표. 이러한 값은 규정 준수 및 확장성 계산에 사용되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 6A,B는 네이티브 및 PTFE 그룹의 DICOM 뷰어 측정을 대표하는 이미지입니다. 이 그림은 PTFE 그룹에서는 볼 수 없는 볼루스(bolus)에 대한 반응으로 토착 양에서 볼 수 있는 둘레의 변화를 보여줍니다. 측정을 통해 그림 6C에 표시된 규정 준수 및 확장성을 계산했습니다. 그런 다음 이러한 값을 그래프로 표시하고 통계적으로 분석했습니다. 토종 양과 PTFE 양 간의 규정 준수 및 확장성을 비교한 결과, 토종 양 용기가 PTFE 이식편보다 순응도가 더 높고 신장이 용이하다는 것을 알 수 있습니다. 관찰된 차이는 모두 통계적 유의성을 향하는 경향을 보였으며, 원위 순응도 및 근위 순응도 비교만 통계적으로 유의했습니다(p < 0.05).
그림 6: 대표 결과. (A) DICOM 뷰어 사전 및 사후 볼루스에서 측정한 네이티브 용기 둘레의 대표 이미지. 원주 윤곽선(녹색)이 DICOM 뷰어에서 추적되었습니다. 그런 다음 원주 및 횡단면 값(상자형 녹색 텍스트)이 DICOM 뷰어에 의해 자동으로 생성되었습니다. (B) DICOM 뷰어 사전 및 사후 볼루스에서 측정된 PTFE 이식편 둘레의 대표 이미지. 원주 윤곽선(녹색)이 DICOM 뷰어에서 추적되었습니다. 그런 다음 원주 및 횡단면 값(상자형 녹색 텍스트)이 DICOM 뷰어에 의해 자동으로 생성되었습니다. (C) 각 용기 위치에서 각 연구 동물에 대해 계산된 규정 준수 및 팽창성 표. 음수 준수 및 확장성 값이 0으로 조정되었습니다. (D) 규정 준수 및 확장성 데이터의 표현. 데이터 정규성은 모든 통계 비교 전에 테스트되었습니다. 순응도 및 확장성 값은 쌍을 이루지 않은 Student's t-test로 분석되었으며, 여기서 Welch의 보정은 원위 순응도를 제외한 모든 측정에 적용되었습니다. 원위 및 근위 순응도 값은 PTFE 그룹에 비해 네이티브 그룹에서 유의하게 높았습니다(원위: p=0.0485, 근위: p=0.0247). 중간 이식편 순응도는 그룹 간에 통계적으로 유의하지 않았지만 천연 중간 이식편 순응도는 항상 PTFE보다 높았습니다. 약어: PTFE = 폴리테트라플루오로에틸렌. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
토론
순응도와 확장성은 혈관 기능의 핵심 속성으로, 잠재적인 합병증 및 중재의 지표 역할을 합니다. 이러한 매개변수의 변화를 정확하게 정량화하고 비교하는 것은 이식편 효능을 평가하는 데 중요합니다. 당사의 in vivo 방법은 ex vivo 분석의 한계를 극복하고 유사한 결과를 유지합니다. 당사의 in vivo 데이터와 Blum et al.이 제시한 ex vivo 데이터를 비교하면, 두 방법 모두 관심 있는 합성 이식 재료와 천연 정맥10 사이에 현저한 차이를 보여줍니다. 우리의 통계적 유의성은 표본 크기가 작기 때문에 제한되었습니다. 다른 이식편 도관에 초점을 맞추고 있음에도 불구하고, 우리는 프로토콜이 데이터 출력과 관련하여 과학적으로 비교할 수 있다는 것을 발견했으며, 앞서 언급한 이유로 in vivo 방법이 더 선호됩니다.
이 절차의 몇 가지 중요한 단계, 특히 카테터 삽입 및 볼루스 투여에서 세심한 주의가 필요합니다. 정맥에 접근하는 것이 어려운 것으로 판명되면 양의 머리 각도를 조정하거나 위치 조절 보조 장치를 사용하는 것이 도움이 될 수 있습니다. JR 카테터를 정확한 관심 영역에 배치하는 것은 글라이드 와이어를 사용하여 용이하게 할 수 있습니다. 또 다른 중요한 단계는 큰 볼루스 요구 사항으로 인해 식염수 백을 전환할 때 발생할 수 있습니다. 급격한 혈관 내 압력 변동을 피하기 위해서는 빠른 전환이 필수적입니다. 이 문제를 피하기 위해 필요한 부피와 정확히 일치하도록 두 식염수 백을 준비하고 둘 다 마개로 칼집에 연결했습니다. bolus 시작 전에 두 bag에 모두 압력을 가하여 한 bag에서 다른 bag으로 흐름 전환에 필요한 시간을 줄였습니다. 장시간 마취 기간은 양의 회복에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로 시간 효율적인 접근 방식을 유지하는 것이 중요합니다.
프로토콜을 시작하기 전에 C-Arm의 범위를 테스트하는 것이 중요합니다. C-Arm을 테스트하는 동안 관심 영역이 정확하게 중앙에 배치되었는지 확인합니다. C-Arm을 적절하게 재배치하면 최종 이미지에서 관심 영역을 완전히 시각화할 수 있습니다. 볼루스를 효과적으로 이미지화하려면 타이밍이 중요합니다. 가압된 백을 비우자마자 이미징 시퀀스를 시작합니다. 유체를 투여하기 전에 C-Arm의 테스트 스핀이 수행되었는지 확인하면 이 중요한 순간을 포착하는 데 도움이 될 수 있습니다.
참고로, 2D 혈관 조영술은 3D 혈관 조영술을 대체하기에 적합하지 않습니다. 규정 준수 및 확장성 방정식에는 정밀한 단면적 및 둘레 값이 필요한데, 자연스러운 혈관 각도와 형태 변화로 인해 2D 이미징이 제공할 수 없습니다. 혈관 내 초음파는 고려되지만 기술적으로 까다롭고 캡처 후 조정 기능이 부족합니다.
이 방법은 현재 정맥 혈관 구조에 적용 가능하며 동맥 순환에 적용하기 전에 수정이 필요합니다. 이 방법의 잠재적인 응용 분야에는 정맥 시스템에서 이식 또는 이식 재료를 비교하고 종단적 노화와 관련된 순응도 변화를 평가하는 것이 포함됩니다. 유체 볼루스를 투여하기 전에는 3D 혈관 조영술을 사용하는 현재 방법으로는 심장 박동에서 IVC 박동성의 영향을 제거하지 못했습니다.
공개 사항
이 연구는 Gunze Ltd.의 일부 후원을 받았습니다.
감사의 글
이 작업은 R01 HL163065 및 W81XWH1810518의 지원을 받았습니다. Animal Research Core의 헌신적인 직원들에게 감사의 마음을 전합니다. 우리는 또한 연구 전반에 걸쳐 귀중한 전문 지식과 세심한 주의를 기울인 Carmen Arsuaga에게 감사를 표하고 싶습니다.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 0.035" x 260cm Rosen 곡선 와이어 가이드 | Cook Medical | G01253 | 배치 교체 캐스(멀티트랙, IVUS 등) 고정 가이드 |
| 0.035"x 150cm Glidewire | Terumo | GR3507 | JR 카테터 |
| 0.9% 염화나트륨 식염수 | Baxter Healthcare Corporation | NCH 약국 | 노르에핀페린 희석용, 압력 모니터링 |
| 10.0 기관내관 | Coviden | 86117 | 기도를 확보하기 위해 |
| 16 G IV 카테터 | BD | 382259 | 액체와 마취제를 투여하기 위해 |
| 22 G IV 카테터 | BD | 381423 | 침습성 혈압을 위해 |
| 5Fr x .35" JR2.5 | Cook Medical | G05035 | 로젠 와이어 |
| 가이드 70% 이소프로필 알코올 | Aspen Vet | 11795782 | 국소 세척 용액 |
| 7Fr x 100cm 멀티 트랙 | B. Braun | 615001 | 압력 수집, 특정 혈관 내 위치에 대한 대조 관리 |
| 9Fr 도입기 칼집 | Terumo | RSS901 | 전선이 ACT 카트리지를 통과할 수 있도록 피부를 통해 혈관으로 카테터에 액세스 |
| Abbot Diagnostics | 03P86-25 | Activated Clotting Time | |
| 혈관 조영 주사기(충전 스파이크 | 포함) Guerbet | 900103S | 조영제 주입기 |
| 백 디켄터 | Advance Medical Designs, LLC | 10-102 | 염분 봉내 소독수를 붓고 채우는 식염수 백 |
| Butorphanol | Zoetis | NCH 약국 | 진정제: 농도 10mg/mL, 투여량 0.1mg/kg |
| Cath Research Pack | Cardinal Health | SAN33RTCH6 | 기타 Cath 팩 공급 |
| Cetacaine | Cetylite | 220 | 국소 마취 스프레이 |
| Chloraprep | BD | 930825 | 국소 세척 용액 |
| 클로르헥시딘 2% 용액 | Vedco INC | VINV-CLOR-SOLN | 국소 세척 용액 |
| Conform 스트레치 붕대 | Coviden | 2232 | 출혈 방지를 위한 넥 랩 |
| 연결 튜빙 | Deroyal | 77-301713 | T-포트를 유체/약물 라인에 연결 |
| Diazepam | Hospira Pharmaceuticals | NCH 약국 | 진정제: 농도 5 mg/mL, 투여량 0.5 mg/kg |
| EKG 모니터링 점 | 3M | 2570 | |
| 유체 투여 세트 | Alaris | 2420-0007 | |
| 유체 온난화 세트 | Carefusion | 50056 | |
| Hemcon 패치 | Tricol Biomedical | 1102 | 지혈용 패치 |
| Heparin | Hospira, Inc | NCH 약국 | 혈관 응고제: 1,000 USP 단위/mL |
| Infinix-i INFX-8000C | Toshiba Medical Systems | 2B308-124EN*E | 중재적 혈관 조영술 시스템 |
| 침습적 압력 변환기 | Medline | 23DBB538 | 침습성 혈압 |
| Isoflurane | Baxter Healthcare Corporation | NCH 약국 | 준비실에서 사용되는 마취제 |
| 케타민 | Hospira Pharmaceuticals | NCH 약국 | 진정제: 농도 100mg/mL, 복용량 4mg/kg |
| 윤활 젤리 | MedLine | MDS0322273Z | ET 튜브 윤활제 |
| 천자 도입기 세트 | Cook Medical | G47945 | 피부를 통해 혈관으로 접근 |
| 바늘 및 주사기 | Cardinal Health | 309604 | 진정제 |
| 노레핀페린 타르타르산염 주사, USP | Baxter Healthcare Corporation | NCH 약국 | 1 mg/mL |
| Optiray 320 | Liebel-Flarsheim Company, LLC | NCH 약국 | 대조 |
| Optixcare | Aventix | OPX-4252 | 각막 윤활제 |
| OsiriX MD | Pixmeo SARL-DICOM | 뷰어 및 분석 소프트웨어 | |
| 압력 주입기 백 | Carefusion | 64-10029 | 침습성 혈압 유지 |
| Propofol | Fresenius Kabi | NCH 약국 | 마취제: 농도 10 mg/mL, 복용량 20-45 mg· kg-1· h-1 |
| Silk 봉합사 3-0 | Ethicon | C013D | IV 카테터를 확보하기 위해 |
| SoftCarry Stretcher | Four Flags Over Aspen | SSTR-4 | |
| 위관 | Jorgensen Lab, INC | J0348R | 위액과 가스를 방출하고 팽만감을 방지하기 위해 |
| T-port | Medline | DYNDTN0001 | IV 카테터에 연결 |
| 소변 배출 주머니 | Coviden | 3512 | 위관에 연결하여 위액을 모으기 위해 온 |
| 난화 담요 | 요르겐센 연구소, INC | J1034B |
참고문헌
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재인쇄 및 허가
