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방법 논문

조산 양의 폐고혈압 평가를 위한 심장 카테터 삽입

164 조회수

⸱

DOI:

10.3791/70620

⸱

2026년 5월 8일

 ,  ,  ,  ,  , 
1Division of Neonatology, Department of Pediatrics, University of Utah

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

여기서는 진화하는 기관지폐 이형성증 관련 폐고혈압의 조산 양 모델에서 심장 카테터 삽입을 통한 폐고혈압 평가 프로토콜을 제시합니다. 이 방법은 평균 폐동맥 및 폐 모세혈관 쐐기 압력을 직접 측정하고 폐혈관 저항을 계산할 수 있게 합니다.

초록

폐고혈압을 동반한 기관지폐 이형성증(BPD-PH)은 조산의 치명적인 합병증으로, 이환율과 사망률 증가와 연관되어 있습니다. 조산은 정상적인 폐 및 혈관 발달을 방해하며, 기계적 환기나 산소 치료와 같은 출생 후 노출은 폐 및 폐 혈관 성장을 더욱 저해하여 BPD-PH 발병에 기여합니다. 진화하는 BPD의 조산 양 모델에서, 양은 최대 21일간 조산과 기계식 인공호흡기를 받으며, 폐 발달 중단과 기계적 환기 및 산화 스트레스로 인한 손상을 포함하여 진화하는 BPD-PH의 주요 특징을 재현합니다.

심장 카테터 삽입 프로토콜의 목표는 조산아 및 만삭 신생아 양의 폐혈역학을 직접 평가하는 것입니다. 양들은 기관삽관, 기계식 환기, 진정 상태를 유지합니다. 심장 카테터 삽입 시, 스완-간츠 카테터는 외경정맥을 통해 상대정맥을 거쳐 우심방, 우심실, 주요 폐동맥을 통과합니다. 캐더 위치는 오른쪽 심장 방을 통과하는 동안 얻은 특징적인 압력 파형을 통해 확인됩니다. 평균 폐동맥압과 폐모세혈관 쐐기 압력은 압력 변환을 통해 측정되며, 심박출량은 폐혈관 저항 계산을 위해 열희석으로 결정됩니다.

이 프로토콜은 인간 신생아의 임상 심장 카테터 삽입 시 얻은 것과 유사한 폐 혈류역학의 재현 가능한 측정값을 제공합니다. 폐혈관 압력과 저항성을 직접 평가할 수 있게 함으로써, 이 방법은 BPD-PH 잠재적 치료법의 기전적 평가를 위한 조산 양 모델의 번역적 유용성을 높입니다.

서론

기관지폐 이형성증(BPD)은 임신 28주 이전에 태어난 조산아의 최대 45%에서 발생하며, 미국에서 증가하고 있으며, 폐고혈압(PH, BPD-PH)에 의해 복잡해질 수 있습니다1,2,3. 만성 심폐질환 과정은 조산으로 인해 정상적인 폐 성숙이 중단되면서 시작되며, 기계적 환기와 산화 스트레스로 인한 산후 손상으로 악화됩니다. 지속적인 폐 손상은 폐혈관 재형성과 PH 4,5 발생을 초래합니다.

소아 PH는 생후 3개월>아의 평균 폐동맥압(mPAP)≥20 mmHg)으로 정의됩니다. 폐혈관 저항(PVR) 지수가 >3 우드 단위(WU) x m2이고 폐모세혈관 쐐기압(PCWP)이 15 mmHg< 경우, 환자는 BPD-PH6 맥락에서 폐혈관 질환에 따른 2차적 질환으로 추정되는 모세혈관 전(pre-cappillary pH)로 정의됩니다. 폐혈관 저항은 심장 카테터 삽입 중 얻은 혈역학 측정값을 통해 계산됩니다.

figure-introduction-1

BPD-PH의 발생률은 BPD 심각도에 따라 증가하며, 중증 BPD 7.8을 가진 영아의 25–41%에서 발생합니다. BPD-PH는 이환율과 사망률을 크게 증가시키는 것과 관련이 있습니다. 메타분석에서는 BPD와 중증, 지속성 PH 9가 있는 신생아의 사망률이 4.4–6.4이며, BPD와 중증, 지속성 PH9의 사망률은 2년 내 40–47%로 보고되었습니다. BPD-PH는 또한 입원 기간이 길어지고, 가정용 산소 수요가 증가하며, 기관절개술 위험 증가, 신경발달 장애율 증가를 초래합니다 7,10,11.

BPD-PH와 관련된 높은 이환율과 사망률을 고려할 때, 정확한 PH 평가는 위험 계층화, 모니터링 및 치료 관리를 안내하고, 임상 시험 후보자의 최적 선발을 촉진하여 결과를 개선하는 데 필수적입니다. 심초음파는 종종 초기 PH 선별에 사용되지만, 우심 카테터 삽입은 mPAP, PCWP,CO12를 직접 측정할 수 있어 신생아를 포함한 모든 연령대에서 PH 진단의 금본위입니다. 심장 카테터 삽입은 PVR을 정확하고 정확하게 측정하므로, 임상 및 중개 연구, 특히 PH의 잠재적 치료제를 시험하는 대형 동물 모델에서 반드시 포함되어야 합니다.

조산산 모델은 BPD-PH 진화를 보여주는 독특한 대형 동물 모델로, 질병 기전 이해를 촉진하고 새로운치료법을 시험하는 데 활용될 수 있습니다. 조산아리는 산전 스테로이드 노출 후 제왕절개로 폐 발달의 후기 하도에서 초기 비상동맥 발달 단계(약 24주에서 28주에 해당)에 분만됩니다. 양들은 신생아 가이드라인에 기반한 표준화된 기법을 사용하여 삽관 및 소생술을 받습니다. 이들은 신생아 중환자실에서 표준 치료로 외부 계면활성제, 카페인, 조기 장내 영양(정맥 주사(IV) 덱스트로스 추가)을 표준 치료로 받습니다15. 이 모델을 사용한 이전 연구들은 조산아와 유사한 생리학적 표적을 대상으로 21일간 기계환기를 시행한 후, 폐혈압 및 사후 폐 조직학 측정에서 PVR 상승, 폐포 단순화 및 BPD-PH 진화와 일치하는 기타 조직학적 변화가 나타났음을 보여주었다15,16. 그러나 이전의 접근법에서는 폐 줄기에 직접 서미스터 와이어와 카테터를 삽입하는 흉강절개술이 있었으며, 이는 BPD-PH 발병에 기여했을 수 있습니다.

여기서는 외경정맥을 통한 우심 카테터 삽입을 위한 덜 침습적인 프로토콜을 설명하여, 조산아 및 만삭 신생아 양의 폐혈역학을 직접 측정하고 PVR을 산출합니다. 이 기법은 인간 신생아의 임상 심장 카테터 삽입 시 얻은 값과 유사한 폐혈관 압력과 CO의 재현 가능한 측정값을 제공합니다. 프로토콜은 BPD-PH에서 기전적 연구 및 전임상 치료 시험에서 조산 양 모델의 번역적 유용성을 향상시킵니다.

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프로토콜

모든 실험 절차는 유타 대학교 기관 동물 관리 및 사용 위원회의 동물 취급 및 훈련 기준을 준수하여 사전 승인을 받았습니다.

1. 포지션 설정

  1. 양을 엎드린 상태로 슬링에 넣고, 이전에 삽입된 혈관 접근(탯줄 또는 경정맥 중심정맥 카테터)이 제대로 작동하는지 확인하세요.
  2. 진정을 위해 덱스메데토미딘 주입량을 0.2에서 1.0 mcg/kg/h로 유지하고, 원하는 진정 깊이에 맞게 주입 속도를 조절하십시오.
  3. 필요에 따라 펜토바르비탈(1 mg/kg/용량 IV 주입)과 부프레노르핀(5 μg/kg/용량 IV 주사)으로 추가 빠른 작용 진정 및 진통을 제공합니다.
  4. 외경정맥 위에서 오른쪽 또는 왼쪽 목을 면도한 후, 1% 리도카인 0.5mL를 피하에 주입하세요. 베타딘과 알코올 스크럽을 번갈아 세 번 사용해 부위를 소독하세요.
  5. 멸균 장갑과 적절한 개인 보호 장비를 착용하세요. 사용 후 모든 바늘과 기타 날카로운 도구는 즉시 승인된 용기에 폐기하십시오.
  6. 2% 헤파린화된 식염수로 스완-간츠 카테터를 프라이머링하고, 원위 포트를 압력 변환기에 연결하여 LabChart에서 연속 기록합니다.
  7. 압력 변환기를 제로로 설정하세요.
  8. 시술 기간 동안 산소포화도(SpO2), 동맥 혈압, 심박수를 모니터링하세요. SpO2가 2분 동안 90%<심<박수, 호흡기 및 흡입 산소 분율 조정에도 불구하고 분당 >100회, 또는 동맥 혈압이 수술 전 기준선보다 >15% 감소한 경우, 또는 시술 전 기준선에서 15% 감소한 경우, 시술을 중단하여 활력 징후가 안정화될 수 있도록 하십시오.

2. 카테터 도입 및 진행

  1. 11번 칼날로 외경정맥 위에 1cm 절개를 하고 혈관을 노출하세요.
  2. 외경정맥을 박리한 후 3.0 실크 봉합선을 정맥 아래에 통과시켜 격리합니다. 카테터를 삽입할 때 출혈 시 혈관의 근위 조절을 유지하기 위해 이 봉합사를 사용하세요.
  3. 18G, 2.5인치 바늘을 용기에 넣으세요.
  4. 셀딩거 기법을 사용해 바늘 사이로 가이드 와이어를 앞으로 밀어 넣습니다.
  5. 가이드 와이어를 통해 6Fr 인트로듀서(헤파린화된 생리식염수로 채워짐)를 혈관 안으로 밀어넣습니다.
  6. 인트로듀서가 제자리에 있는 동안 가이드와이어를 제거하세요.
  7. 도입부를 봉합하여 약 3.0cm에서 3.5cm 깊이에서 혈관 내 위치를 고정하고, 이전에 놓은 실크 타이를 사용한다.
  8. 흡인 후 유도제에서 혈액 회귀를 확인한 후 헤파린화된 생리식염수로 도입기를 세척하세요.
  9. 미리 준비된 스완-간츠 카테터를 도입기를 통과시키고, 변환된 압력파형을 모니터링하면서 점차 진행합니다.
    참고: 카테터를 삽입하기 전에 트랜스듀서의 수평 맞추와 제로조정을 여러 번 점검하세요. 변환기 레벨링의 작은 오차가 폐동맥 압력, PCWP, mPAP, PVR에 영향을 줄 수 있습니다. 1–2cm 정도의 레벨링 오차도 결과를 의미 있게 바꿀 수 있습니다.

3. 압력 및 심박출량(CO) 측정

  1. 스완-간츠 카테터를 전진시켜 전형적인 정맥 압력 추적이 전형적인 우심방 압력 추적으로 대체될 때까지 진행합니다(그림 1). 우심방압이 일반적으로 0에 도달하지 않는다는 점을 관찰하세요(심한 저혈량혈증 상황에서는 발생할 수 있습니다). 변환된 압력을 기록하세요.
  2. 스완-간츠 카테터를 더 진행하여 전형적인 우심실(복식) 압력 추적이 관찰됩니다(그림 1). 우심실 압력이 0에 도달하는 것을 관찰하세요. 변환된 압력을 기록하세요.
    참고: 혈류와 함께 카테터 끝이 움직여 발생하는 카테터 휩 인공물은 불법적으로 높은 수축기 급증을 초래할 수 있습니다.
  3. 폐동맥 추적 검사를 받을 때까지 천천히 스완-간츠 카테터를 진행하세요. 폐동맥(동맥) 압력이 0에 도달하지 않는 것을 관찰하세요. 변환된 압력을 기록하세요.
    참고: 카테터를 폐동맥으로 진입시키는 데 어려움이 있을 경우, 풍선을 잠시 부풀려 카테터 끝이 폐판막 쪽으로 이동하도록 유도할 수 있습니다. 또 다른 문제 해결 방법은 동물의 위치를 바꾸는 것입니다. 튜빙의 휘임으로 인해 파형이 과도하게 감쇠되어 잘못된 낮은 압력 측정값을 만들 수 있습니다.
  4. 카테터를 더 앞으로 밀어 풍선을 팽창시켜 혈관 벽에 쐐기를 만들어 PCWP 측정을 가능하게 합니다. 파형이 확정되면 풍선 팽창 시간을 최대 10초로 제한하세요.
    참고: 풍선 인플레이션은 저항감과 함께 있어야 합니다. 저항이 없다면, 풍선이 터져 추가 공기를 주입하지 않았을 가능성을 고려하세요.
  5. 심박출량을 열희석법으로 측정하며, 심산출량 측정기 지침을 참고하세요(모델에 따라 정확한 단계는 약간 다를 수 있습니다).
    1. 심박출량 기계를 스완-간츠 카테터 포트에 연결해.
    2. 서미스터 케이블을 얼음물이 담긴 용기에 넣으세요.
    3. 카테터 모델을 기반으로 적절한 계산 상수를 입력하고 주입 온도를 입력하여 심장 출력을 계산합니다.
    4. 0.9% 식염수를 담은 5mL 주사기 8개를 채우고 얼음물에 넣으세요.
    5. 3–5mL(사용 중인 스완-간츠 카테터 모델에 따라 다름)를 카테터를 통해 0–5°C로 냉주입합니다.
    6. 기계에서 나오는 심박출량을 기록해.
    7. 심박출량 기계의 안내에 따라 냉 주사를 5–6번 반복하세요.
  6. 풍선을 빼고 스완-간츠 카테터를 빼. 만약 연구 마지막 날에 심장 카테터 삽입이 이루어지지 않았다면, 도입기를 제거하고 3.0 실크 봉합사로 외경정맥을 결찰합니다. 동물의 합병증을 관찰하세요.

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결과

오른쪽 심방, 우심실, 폐동맥 및 폐 모세혈관 쐐기 위치에서 예상되는 압력 추적 경로는 그림 1에 나타난다. 중심 정맥에 진입하면 압력 추적은 매우 낮은 압력의 물결 파형을 보여야 합니다(사진에는 없음). 호흡기 변이가 있을 수 있습니다. 동맥 추적의 특징인 날카로운 업스트로크는 없어야 합니다. 우심방에 진입하면 파형은 조직적이고 리드미컬해지며, 사이클당 두 개의 작은 봉우리(심방 수축이 동반되는 'a'파와 심방이 채워질 때 'v'파)가 나타납니다. 우심실에 들어오면 수축기 압력이 급격히 상승합니다. 파형은 높게 보이고 가파른 상승 스트로크, 좁은 수축기 급증, 그리고 이완기 동안 거의 0에 가까운 급격한 감소를 이룹니다. 디크로틱 노치는 없어야 합니다. 폐동맥에서는 우심실과 유사한 수축기 압력, 우심실에 비해 이완기 압력이 증가하는 것, 그리고 폐 판막 폐쇄를 나타내는 독특한 이중적 절곡이 특징입니다. 풍선이 부풀...

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토론

심장 카테터 삽입은 발병 BPD-PH의 조산기 양 모델에서 mPAP의 직접 측정과 CO를 계산합니다. 이 절차는 기술적이며 전문 장비가 필요하지만, 정확하고 재현 가능한 측정을 제공하기 때문에 인간에서 선호되는 진단 절차이며 우수한 임상 시험 평가 지표로 간주됩니다. 조산산 양 모델에서 심장 카테터 삽입이 시행될 때, 절차의 핵심 단계는 카테터를 우심으로 성공적으로 전진시키고, 압력 측정 중 카테터 위치를 정확히 평가하며, 트랜스듀서의 신중한 제로조정, 그리고 PCWP 측정을 위한 풍선의 적절한 배치 및 팽창입니다.

카테터를 입구 부위(외경정맥)에서 오른쪽 심장으로 전진시키는 것은 개인의 해부학적 차이로 인해 어려울 수 있습니다. 카테터는 때때로 방정맥, 내유정맥, 또는 반대쪽 상완두정맥으로 우선적으로 들어가기도 합니다. 양의 경우 상당히 작은 내경정맥이 아닌 외경정맥을 통해 카테터를 삽입함으로써 카테터가 동측 쇄골하정...

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공개 사항

저자들은 공개할 관련 이해 상충이 없습니다.

감사의 글

우리는 양 취급을 도와 이 연구를 가능하게 한 유타 대학교의 수많은 학부생들에 감사드립니다. 또한 유타 대학교 소아과에 대해 지속적으로 연구실을 지원해 주신 점에 감사드립니다.

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재료

```html
이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
0.45% Sodium Chloride Injection USPBaxter2B1313
3-Way Stopcock w/ Swivel Male Luer LockMedexMX5311L
48 in (121.9 cm) Extension SetMedexMX048
5 mL SyringeTerumoSS-05L
Bridge AmpADInstrumentsFE221/CS
CONTINU-FLO Solution Set with CONTROL-A-FLOW RegulatorBaxter2C6895
DB9M - DB9F Cable (400 mm)ADInstrumentsMLAC02
DIN(8) to MLT0699 or MLT0670 Cable (3.9 m)ADInstrumentsMLAC06
Disposable BP Transducer (Stopcock)ADInstrumentsMLT0670
Injectate Temperature ProbeEdwards Lifesciences9850A
LabChart 8.1.30 for WindowsADInstrumentsPro Upgrade
Patient CCO CableEdwards Lifesciences70CC2
Percutaneous Sheath Introducer Kit with Integral Hemostasis Valve/Side Port for use with 4 - 6 Fr. CathetersArrowAK-09601
Power Lab CADInstrumentsPLC01
Swan-Ganz True Size Thermodilution CatheterEdwards Lifesciences132F56 Fr, 10 cm, Ballon Volume 0.7 mL
Vigilance II MonitorEdwards LifesciencesVIG2
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