좌심질환으로 인한 폐고혈압의 전임상 모델에서 도플러 초음파를 이용한 이완기 기능 평가 프로토콜을 제시합니다.
방법 논문
좌심질환으로 인한 폐고혈압의 전임상 모델에서 도플러 초음파를 이용한 이완기 기능 평가 프로토콜을 제시합니다.
이완기 기능 장애와 박출률 보존 심부전(HFpEF)은 좌심 질환으로 인한 폐고혈압(PH)에 중요한 원인입니다. 전임상 모델에서 이완 이상에 대한 표준 생체 내 평가에는 2차원(2D) 심초음파와 도플러 평가가 포함되며, 이는 복잡하고 비용이 많이 들며 정교한 심초음파 장비가 필요합니다. 여기서는 2D 심초음파 없이 펄스파 도플러 초음파를 이용한 잘 확립된 설치류 모델에서 좌심 질환으로 인한 이완기 기능 장애를 평가하는 유용한 대체 방법이 입증되었습니다. 이완기 승갑판 흐름 패턴은 심근창에서 확인되며, 동시에 기록된 심전도 추적과 연관됩니다. 이완기 기능 지수를 수집하며, 이 지수의 식별은 이 프로토콜에서 설명됩니다. 이 저비용, 쉽게 구현된 기법은 PH, 심혈관 질환, HFpEF와 관련된 이완기 기능 장애의 관련 표지를 식별합니다. 더불어, 2D 심초음파가 선호되지 않거나 사용할 수 없을 때도 시간에 따른 진행을 재현 가능하게 감지합니다. 이 방법의 주요 한계는 심장 구조의 시각화 부재, 도플러 신호의 각도 의존성으로 인한 부정확성 가능성, 그리고 탐침 위치를 조정하고 혈류에 맞춰 정렬을 최적화함으로써 완화할 수 있는 동물의 신체 습관에 있습니다.
폐고혈압(PH)은 치료법이 없는 치명적인 질병으로, 폐 혈압 상승을 특징으로 합니다1. 좌심병(LHD)은 전 세계적으로 가장 흔한 PH 원인이며, 높은 비용과 상당한 이환율과 관련이 있습니다 2,3. PH-LHD의 심장 원인에는 수축기 또는 이완기 기능 장애를 일으키는 여러 원인이 있으며, 예를 들어 심부전은 전 세계적으로 사망의 주요 원인 중 하나인 다면적 임상 증후군입니다. 심부전 환자 중 HFpEF는 사건 기반 입원 환자의 절반 이상을 차지합니다. 이완기 기능 장애는 LHD(PH-LHD)6,7에 의해 HFpEF와 PH 간 상호작용에서 가장 중요한 전구체 중 하나이자 근본적인 특징으로 확인되었습니다. PH와 HFpEF의 임상 및 아임상 특징을 재현하는 적합한 전임상 모델이 부족하여, 이들 질환의 기전에 대한 이해는 불완전합니다.
이완기 기능 장애는 PH-LHD의 특징이며, 2D 및 도플러 심초음파로 평가할 수있습니다. 좌심실 이완기 기능 평가를 위한 2차원 및 도플러 방법에는 초기 이완기 E파 속도의 최고점, 후기 이완기 A파 최고점, 승모판 A 지속 시간(A파 시작부터 A파 종료 0시까지), 승모판 E/A 비율, E파 감속 시간(DT, E파 피크 이후 0 속도 기준선으로 외삽한 시간 간격) 등이 포함됩니다. 승모판 고리의 조직 도플러 영상(TDI, e', 승모판 고리 조직 이완의 심초음파 매개변수)과 IVRT(등용성 이완 시간, 대동맥판 폐쇄와 승모판 개방 사이의 시간)입니다. 이완 장애의 심초음파 지표로는 A파 증강 및 E파 감소 시 E/A 비율이 감소하거나 역전된 경우, IVRT 연장, E파 감속 시간 감소, 지연된 조직 도플러 지수(e' 속도 연장, 평균 중격 E/e' 증가), 그리고 전역 종단 변형(GLS)의 절대값 감소가 포함됩니다9. 심초음파와 침습적 혈역학 측정을 비교한 연구들은 심초음파 측정과 침습적 측정이 비교 가능하며 심장 혈역학을 평가하는 신뢰할 만한 방법임을 입증했습니다10. 하지만 2D 심초음파는 복잡하고 비용이 많이 들며, 정교한 심초음파 장비와 인력이 필요합니다. 이러한 요인들은 동물에서 질병의 진행을 추적하는 데 큰 제약을 제공합니다. 따라서 연구자들은 종단 연구에서는 두 가지 측정(연구 시작과 종료)을, 횡단면 연구 설계에서는 단일 측정에 의존합니다.
이완기 기능 장애의 이러한 지표 중 E, A, E/A, A 지속 시간, DT, IVRT는 펄스파 도플러 심초음파로 평가할 수 있어 2D 심초음파가 필요 없습니다. 본 글에서는 이완기 기능에 대한 도플러 평가 프로토콜을 잘 확립된 ZSF-1 쥐 모델인 PH-LHD11에서 시연합니다. 총 25마리(유전적으로 비만, 15마리가 유전적으로 마른) 수컷 ZSF1 쥐를 종단적으로 추적 관찰하여 8주에서 24주 사이 16주 동안 이완기 기능 장애 발생 여부를 초음파로 평가했습니다. 두 코호트 모두에서 동일한 심초음파 지표가 평가되었습니다. 모든 동물은 기저선(8주 생후 기준치)에서 평가되었습니다. 이완기 기능 장애의 도플러 증거는 생후 16주경에 나타나며, 중간 측정이 이루어졌다. 종말점 측정은 생후 24주에 이루어졌습니다. 데이터 수집을 수행한 연구자는 비만 집단에서 명백한 체중 증가로 인해 눈을 채울 수 없었으나, 데이터 분석을 수행한 연구자는 동물의 표현형에 대해 눈을 가렸다. 이 쉽게 구현 가능한 방법은 설치류의 질병 진행을 종단적으로 평가할 수 있는 길을 제공하지만, 이 기법의 한계로는 양질의 도플러 신호가 각도에 의존한다는 점이 있어, 프로브 정렬과 동물 크기에 따라 얻기 어려울 수 있습니다.
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모든 절차는 존스 홉킨스 대학교 동물 관리 및 사용 위원회(ACUC)의 프로토콜 RA21M273 승인에 따라 진행되었습니다. 데이터 수집이나 측정 목적을 위해 동물이 불편함을 겪지 않았습니다. 시약과 사용된 장비는 재료표에 나열되어 있습니다.
1. 장비 및 동물 준비
2. 심전도 추적 획득
3. 컴퓨터 설치
4. 도플러 측정 수행
5. 도플러 초음파 데이터 획득
6. 실험 종료
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이 방법은 PH-LHD의 이완기 기능을 종단적으로 평가할 수 있게 합니다. 이완기 기능을 가장 정확하게 평가하기 위해, 승모판과 대동맥판의 개폐와 관련된 전행성 및 역행성 혈류 패턴을 여러 주기에 걸쳐 동일한 심장 주기 내에서 시각화해야 합니다(그림 1). 대동맥판막의 폐쇄는 이완기의 시작을 알리며, 이완기의 가장 초기 단계는 등용성 이완으로, 승모판 개방과 이후의 이중성 이완기 이중증 및 후기 이완기 동안 이상성 승모관 흐름이 시작됩니다. 이완기는 혈류가 멈추고 승모판막이 닫히면서 끝납니다. 이러한 흐름 패턴 변화는 그림 1 에 나타나는데, 수축기 경동맥 흐름은 제로 유동 기준선 아래에 표시되고, 등용 이완은 대동맥판 폐쇄와 승모판 개방 사이에 유량이 0으로 표시되며, 이상 이완기 이완기 승갑체 유속은 기저선 위에서 M자 형태로 나타나고, 승모판 폐쇄와 대동맥판...
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본 논문에서는 2D 심초음파 없이 펄스파 도플러 초음파를 이용한 잘 확립된 설치류 모델에서 PH-LHD의 이완기 기능 장애를 평가하는 대체 방법을 입증하였습니다. 이완기 승모관 혈류 패턴은 심근 창문에서 확인되며, 동시에 기록된 심전도 추적과 연관되어 이완기 기능 지수를 결정할 수 있습니다. 이 저비용 기법은 이완기 기능과 기능 장애의 지표를 종방향으로 식별하여 비용이 많이 드는 2D 심초음파 검사를 피할 수 있습니다.
이완기 기능 장애는 PH-LHD의 주요 특징으로, 수동 심실 강직성 증가와 능동적 이완 기능 저하가 특징입니다. 좌심실의 이완기 순응력 감소는 휴식 시 좌심실 이완기 혈압(LVEDP)과 운동 시(≥≥25 mmHg) 및 운동 시 좌심실 이완기 말기압(LVEDP)과 폐모세혈관 쐐기압(PCWP)을 증가시킵니다(25 mmHg). 이는 HFpEF의 진단 및 PH-LHD의 전구체이지만, 침습적 기법이나 첨단 영상 ...
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저자들은 사용된 재료의 제조업체와는 금전적 관계가 없습니다.
이 연구는 미국 심장 협회의 MB 경력 개발 상(24CDA1267633), JS의 NHLBI R56 상(1R56HL169285), LS의 NHLBI 상(R01HL14811201)의 지원을 받았습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 마취 설치 | 베트에이입 주식회사 | 901806 | |
| 컴퓨터 | 델 | 7420 플러스 | |
| 면봉 | 퓨리탄 메디컬 프로덕츠 컴퍼니 | 806-WC | |
| 제모 크림 그리고 nbsp; | 처치와 드와이트 | 300725 | |
| 도플러 프로브 10MHz와 20MHz | 인더스 인스트루먼트 | NA | |
| 도플러 설정 | 인더스 인스트루먼트 | NA | |
| 심전도 패드 | 인더스 인스트루먼트 | NA | |
| 전극 겔 | 파커 연구소 | 45993 | |
| 이소플루란 베이퍼라이저 | 베트에이입 주식회사 | 911103 | |
| 초음파 젤 | 파커 연구소 | 45659 | |
| 환기식 마취 유도실 | 베트에이입 주식회사 | 942102 |
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