Artykuł metodologiczny

Zmniejszenie stresu w ścianie lewej komory i poprawa funkcji w niewydolności serca za pomocą Algisyl-LVR

DOI:

10.3791/50096

⸱

8 kwietnia 2013

 ,  ,  , 
1Department of Surgery, UCSF/VA Medical Center, 2Clinical & Regulatory, LoneStar Heart, Inc.

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ten artykuł opisuje procedury wszczepiania nowego hydrożelu w niewydolne serca i ilościowe określanie jego wpływu na naprężenie i funkcję ściany lewej komory. Procedury te zostały z powodzeniem zastosowane u psów i ludzi.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wstrzyknięcie Algisyl-LVR, leczenia w fazie rozwoju klinicznego, jest przeznaczone do leczenia pacjentów z kardiomiopatią rozstrzeniową. Leczenie to zostało niedawno po raz pierwszy zastosowane u pacjentów, którzy mieli objawową niewydolność serca. U wszystkich pacjentów czynność serca lewej komory ciała uległa znacznej poprawie, co objawiało się konsekwentnym zmniejszaniem objętości lewej komory serca i naprężeniem ściany. W tym miejscu opisujemy tę nowatorską procedurę leczenia i metody stosowane do ilościowego określenia jej wpływu na naprężenie i funkcję ściany lewej komory.

Algisyl-LVR to żel biopolimerowy składający się z Na+-Alginate i Ca2+-Alginian. Zabieg leczniczy został przeprowadzony poprzez zmieszanie tych dwóch składników, a następnie połączenie ich w jedną strzykawkę do iniekcji domięśniowych mięśnia sercowego. Mieszaninę tę wstrzykiwano w 10 do 19 miejsc w połowie drogi między podstawą a wierzchołkiem ściany wolnej od lewej komory u pacjentów.

Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI), wraz z modelowaniem matematycznym, zostało wykorzystane do ilościowego określenia efektów tego leczenia u pacjentów przed leczeniem i w różnych punktach czasowych podczas rekonwalescencji. Powierzchnie nasierdzia i wsierdzia zostały najpierw zdigitalizowane z obrazów MR w celu zrekonstruowania geometrii lewej komory w skurczu końcowym i rozkurczu. Na podstawie tych zrekonstruowanych powierzchni zmierzono następnie objętość jamy lewej komory.

Modele matematyczne LV zostały stworzone z tych powierzchni zrekonstruowanych za pomocą rezonansu magnetycznego w celu obliczenia regionalnego obciążenia włókien mięśniowych. Każdy model lewej dawki został skonstruowany w taki sposób, że 1) odkształca się zgodnie z wcześniej zweryfikowaną zależnością naprężenie-odkształcenie mięśnia sercowego oraz 2) przewidywana objętość jamy lewej komory z tych modeli odpowiada odpowiedniej objętości zmierzonej za pomocą rezonansu magnetycznego przy rozkurczu końcowym i skurczu końcowym. Wypełnienie rozkurczowe symulowano poprzez obciążenie powierzchni wsierdzia lewej komory za pomocą zalecanego ciśnienia końcoworozkurczowego. Skurcz skurczowy symulowano poprzez jednoczesne obciążenie powierzchni wsierdzia zalecanym ciśnieniem końcowoskurczowym i dodanie aktywnego skurczu w kierunku włókien mięśniowych. Regionalne naprężenie włókien mięśniowych przy rozkurczu końcowym i skurczu końcowym obliczono na podstawie zdeformowanej lewej komory na podstawie zależności naprężenie-odkształcenie.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zmniejszenie stresu w ścianie komory jest uważane za kamień węgielny w leczeniu niewydolności serca1. W najprostszej formie podanej przez prawo Laplace'a, naprężenie ściany komory jest wprost proporcjonalne do średnicy komory i ciśnienia komorowego oraz jest odwrotnie proporcjonalne do grubości ściany komory. Powszechnie uważa się, że zwiększone obciążenie ściany komory jest odpowiedzialne za niekorzystny proces przebudowy, w którym komory stopniowo się rozszerzają, co ostatecznie prowadzi do niewydolności serca2. Badania kliniczne i badania na zwierzętach wykazały, że zwiększony stres ścienny indukuje zmiany w białkach, syntezie elementów kurczliwych i ekspresji genów, które wspierają proces przebudowy3,4,5. Wykazano również, że zwiększone naprężenia ścian są niezależnym predyktorem późniejszej przebudowy LV6,7.

Wiele nowych metod leczenia chirurgicznego i urządzeń zostało opracowanych z głównym celem zmniejszenia stresu w ścianie komory, aby zapobiec i odwrócić postęp niewydolności serca u pacjentów8,9,10. Chociaż zabiegi te mają ten sam cel, osiągają go w różny sposób. Na przykład zabieg chirurgicznego zmniejszenia komory10 ma na celu zmniejszenie naprężeń ściany komory poprzez chirurgiczne zmniejszenie rozmiaru rozszerzonej lewej komory, ale jej wynik jest przedmiotem kontrowersji11,12.

Ostatnio, wstrzyknięcie biokompatybilnego materiału, Algisyl-LVR, do lewej komory jako leczenie kardiomiopatii rozstrzeniowej, wzbudziło duże zainteresowanie w środowisku medycznym. Wykazano, że leczenie to jest skuteczne w zapobieganiu, a nawet odwracaniu postępu niewydolności serca w badaniach na zwierzętach13,14, a ostatnio w badaniu klinicznym na ludziach15. W przeciwieństwie do innych urządzeń, zabieg ten ma na celu zmniejszenie naprężeń ściany komory poprzez wstrzyknięcie materiału do ściany lewej komory w celu jej zagęszczenia.

Szczegółowa wiedza na temat stresu w ścianie komory, szczególnie u ludzi, pozostaje jednak nieuchwytna. Ten brak wiedzy wynika przede wszystkim z tego, że sił lub naprężeń nie można zmierzyć bezpośrednio w nienaruszonych komorach16. Chociaż równania analityczne w formie zamkniętej, takie jak prawo Laplace'a, mogą oszacować naprężenie ściany lewej komory, zostały one opracowane w oparciu o restrykcyjne założenia, które obejmują symetrię osi i symetrię LV, izotropię materiału i jednorodność w obrębie LV. Ze względu na te czynniki przewidywanie naprężenia ściany komory w rzeczywistej lewej komorze przy użyciu prawa Laplace'a jest niedokładne17. Aby usunąć te ograniczenia i uzyskać dokładniejsze przewidywanie naprężeń ściany komory, należy zastosować modelowanie matematyczne przy użyciu metody elementów skończonych (FE) z geometrią komór specyficzną dla pacjenta zamiast uproszczonego prawaLaplace'a 17.

Metoda FE to technika numeryczna, która jest często używana do rozwiązywania zestawu równań różniczkowych cząstkowych (PDE) opisujących problem z wartością graniczną. Ta metoda jest szczególnie przydatna, gdy roztwór o zamkniętej formie jest trudny lub nie można go uzyskać analitycznie. W kontekście matematycznego modelu LV stosowanego do ilościowego określania naprężeń ściany komory, zestaw PDE jest rządzącymi równaniami równowagi mechanicznej (równowagi pędu liniowego), które opisują ruch lewej komory po przyłożeniu ciśnienia lub obciążenia na powierzchnię wsierdzia LV. Gdy stosowana jest metoda ES, ściana nn jest dzielona na połączone ze sobą poddomeny lub elementy (zwykle sześciościan z 8 węzłami narożnymi), które odkształcają się zgodnie z określoną relacją naprężenie-odkształcenie mięśnia sercowego.

Zależności naprężenie-odkształcenie opisujące duże odkształcenie LV podczas pasywnego napełniania w skurczu i podczas aktywnego skurczu w skurczu zostały wcześniej potwierdzone w dużych badaniach na zwierzętach. LV jest modelowany tak, aby był około trzy razy sztywniejszy w kierunku włókien mięśniowych niż w kierunkach prostopadłych do kierunku włókna mięśniowego podczas rozkurczu18. Aktywny skurcz podczas skurczu jest modelowany poprzez zwiększenie sztywności lewej komory wzdłuż kierunku włókien mięśniowych. Ten wzrost sztywności jest funkcją czasu i zależy od eksperymentalnie określonych zmiennych, takich jak wewnątrzkomórkowe stężenie wapnia i długość sarkomeru19.

Korzystając z tej zalecanej zależności naprężenie-odkształcenie mięśnia sercowego, metoda FE oblicza nowe pozycje węzłowe na podstawie obciążenia (obciążeń) przyłożonych do LV. Po obliczeniu nowych pozycji węzłowych można określić wynikowe odkształcenie (miara odkształcenia) i naprężenie w każdym elemencie, aby uzyskać rozkład odkształceń i naprężeń w LV.

Tutaj przedstawiamy kroki wymagane do wszczepienia Algisyl-LVR pacjentom i stworzenia odpowiednich dla pacjenta modeli matematycznych LV przed i po leczeniu, aby określić ilościowo naprężenie ściany niskiego napięcia.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Zabieg wszczepienia implantu Algisyl-LVR (patrz film)

  1. Algisyl-LVR (LoneStar Heart, Inc. Laguna Hills, CA) to hydrożel wapniowo-alginianowy składający się z dwóch składników. Składnik Na+-Alginian jest sterylnym roztworem wodnym zawierającym 4,6% mannitolu, a składnik Ca2+-alginian składa się z nierozpuszczalnych w wodzie cząstek zawieszonych w sterylnym 4,6% roztworze mannitolu (00:27).
  2. Procedura wszczepienia implantu może być wykonana przy użyciu standardowej sternotomii lub małej, ograniczonej torakotomii przedniej na bijącym sercu. Do zabiegu nie jest potrzebne krążenie pozaustrojowe.
  3. Bezpośrednio przed użyciem należy wymieszać składnik Na+-Alginian i składnik Ca+-Alginian, łącząc te dwa składniki w jednej strzykawce do wstrzyknięć domięśniowych serca (00:33).
  4. Po 2 minutach dwa różne rodzaje alginianów sieciują się i tworzą żel, który jest gotowy do implantacji i umieszczenia w mięśniu sercowym za pomocą wstrzyknięcia.
  5. Zidentyfikuj wolną ścianę lewej komory na poziomie środkowej komory, w połowie drogi między wierzchołkiem lewej komory a podstawą (00:44)
  6. Zaczynając od rowka przednio-przegrodowego na poziomie środkowej komory, włóż igłę pod kątem około 45 stopni i wstrzyknij powoli 0,3 cm3 Algisyl-LVR (0,1 ml na sekundę) jednym nieprzerwanym ruchem (01:15).
  7. Powtórzyć wstrzyknięcie (krok 6) w 10 do 19 miejscach w jednej linii (obwodowo) wzdłuż poziomu środkowej komory, zaczynając od rowka przednio-przegrodowego i kończąc na rowku tylno-przegrodowym. Liczba implantów jest podyktowana wielkością komory, odstępy między implantami wynoszą około 1 cm.

2. Kwantyfikacja stresu w lewej komorze za pomocą modelowania matematycznego

  1. Przed zastosowaniem modelowania matematycznego do ilościowego określenia naprężeń ścian lewej komory należy już uzyskać widok krótkiej i długiej osi obrazów rezonansu magnetycznego (MRI) zawierających LV pacjenta. Akwizycja tych obrazów może być wykonana przy użyciu standardowego protokołu MRI (np. Zhang i wsp.Rozdział 20).
  2. Digitalizacja powierzchni wsierdzia i powierzchni nasierdzia lewej komory na podstawie obrazów MR zawierających widok krótkiej osi (SA) lewej komory serca. Można to zrobić za pomocą biblioteki Contour Segmentation Object (CSO), która znajduje się w ogólnodostępnym oprogramowaniu MevisLab.
    1. W naszym laboratorium stworzyliśmy program oparty na modułach znajdujących się w bibliotece CSO MevisLab, dzięki czemu w prosty sposób "konturuje" się granicę wsierdzia i nasierdzia znajdującą się w widoku SA obrazów MR zawierających LV. Punkty nasierdzia i wsierdzia w rzeczywistej przestrzeni trójwymiarowej (3D) są następnie automatycznie generowane z tych konturów.
  3. Zaimportuj punkty 3D z kroku 2 do komercyjnego oprogramowania Rapidform (INUS Technology, Inc, Sunnyvale, CA), aby utworzyć powierzchnie nasierdzia lewej komory i wsierdzia w formacie Initial Graphics Exchange Specification (IGES). Kroki używane podczas tworzenia tych powierzchni IGES w Rapidform to:
    1. Wstawianie/importowanie.
    2. Utwórz siatkę wielokątów.
    3. Wyprowadzanie powierzchni IGES.
  4. Zaimportuj powierzchnie IGES do komercyjnego oprogramowania TrueGrid, aby utworzyć siatkę ES LV.
    1. Wypełnij przestrzeń między powierzchnią wsierdzia i nasierdzia ośmiowęzłowym trójliniowym elementem z cegły. Ogólnie rzecz biorąc, siatka zawierająca około 3 000 elementów z 3 elementami o grubości ścianki jest wystarczająca do modelowania LV21.
    2. Po wykonaniu tej czynności wyeksportuj siatkę jako pokład wejściowy dla solvera ES LS-DYNA (LSTC, Livermore, CA). Więcej szczegółów na temat tego procesu można znaleźć w Guccione i wsp.Lokal mieszkalny 23.
  5. Przypisz kierunki myofiber za pomocą naszego wewnętrznego oprogramowania "Closer", które modyfikuje pokład wejściowy wyeksportowany z TrueGrid. Closer przypisuje kierunek włókna mięśniowego w każdym elemencie jako wektor, który jest równoległy do lokalnej płaszczyzny stycznej nasierdzia. Wektor ten jest zorientowany pod kątem mierzonym w stosunku do lokalnego kierunku obwodowego. U człowieka LV kąt ten jest ustawiony tak, aby zmieniał się liniowo w poprzek grubości ściany od -60 ° w nasierdziu do 60 ° w wsierdziu23.
  6. Napisz warunki brzegowe i przypisz model materiału mięśnia sercowego do elementów w talii wejściowej z kroku 5.
    1. Zastosuj przemieszczenia węzłowe u podstawy nn za pomocą słowa kluczowego "SPC" w LS-DYNA. Węzły w pierścieniu nasierdziowo-podstawnym są stałe, a pozostałe węzły u podstawy lewej wysokości są ograniczone do poruszania się tylko w płaszczyźnie podstawy.
    2. Przypisz prawo konstytutywne lub opisaną wcześniej zależność naprężenie-odkształcenie (patrz "Wprowadzenie") do wszystkich elementów, używając słowa kluczowego "MAT" o tożsamości materialnej 128 w LS-DYNA.
    3. Zdefiniuj powierzchnie pierwiastkowe tworzące wsierdzie i nałóż warunki brzegowe ciśnienia za pomocą słowa kluczowego "LOAD_SEGMENTS".
    4. Zdefiniuj krzywą obciążenia ciśnienie-czas za pomocą słowa kluczowego "DEFINE_CURVE".
      1. Aby zasymulować koniec rozkurczu, należy przepisać ciśnienie, które gwałtownie wzrasta z czasem, do zalecanego ciśnienia rozkurczowego (EDP) wynoszącego 20 mmHg. Ciśnienie jest utrzymywane na stałym poziomie EDP, a następnie pozostawia się wystarczająco dużo czasu, aby LV osiągnął stan ustalony.
      2. Aby zasymulować koniec skurczu, należy przepisać ciśnienie, które gwałtownie wzrasta w czasie od stanu końcoworozkurczowego do osiągnięcia zalecanego ciśnienia końcowoskurczowego (ESP) wynoszącego 125 mmHg. Ciśnienie jest utrzymywane na stałym poziomie ESP, a następnie pozostawia się wystarczająco dużo czasu, aby LV osiągnął stan ustalony.
  7. Zaimportuj gotowy pokład wejściowy do komercyjnego solwera ES LS-DYNA, aby obliczyć naprężenia w ścianie komory i objętość jamy lewej komory na końcu rozkurczu i na końcu skurczu.
  8. Dostosuj parametry materiału odzwierciedlające sztywność bierną i kurczliwość mięśnia sercowego, aż obliczona objętość jamy lewej komory będzie zgodna z objętością zmierzoną za pomocą rezonansu magnetycznego na końcu rozkurczu i na końcu skurczu.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wstrzyknięcie Algisyl-LVR do wolnej ściany LV pogrubia ją i stale zmniejsza rozmiar LV w miarę upływu czasu. Pogrubienie ściany lewej komory i zmniejszenie wielkości lewej komory jest widoczne w rezonansie magnetycznym lewej komory u pacjenta pod koniec skurczu, przed i 6 miesięcy po otrzymaniu Algisyl-LVR (ryc. 1).

Rysunek 2 pokazuje wynik każdego kroku związanego z kwantyfikacją obciążenia ściany lewej komory. Na rycinie 2a krawędzie nasierdzia i wsierdzia zostały zidentyfikowane na podstawie krótkiej osi LV w rezonansie magnetycznym i wyprofilowane za pomocą MevisLab. Wynikowa powierzchnia wsierdzia IGES (niebieska) i powierzchnia nasierdzia (czerwona) utworzone z Rapidform przy użyciu wyprofilowanych punktów pokazano na rysunku 2b. Następnie przestrzeń między powierzchnią wsierdzia i nasierdzia wypełniono 8-węzłowym trójliniowym elementem ceglanym za pomocą TrueGrid (ryc. 2c). Wektory definiujące kierunek włókien mięśniowych w każdym elemencie zostały następnie obliczone za pomocą Closer. Wektory te są pokazane jako czarne strzałki na rysunku 2d, a wycinek ściany nn (niebieski) pokazuje zmianę kierunku włókien mięśniowych w poprzek ściany nn, jak opisano wcześniej. Na rysunku 2e przedstawiono warunki brzegowe, a mianowicie ciśnienie i przemieszczenie węzłowe przyłożone do lewej wysokości. Zastosowany nacisk jest pokazany jako strzałki skierowane w stronę ściany wsierdzia. Węzły w pierścieniu nasierdziowo-podstawnym (pokazane jako kule) były ograniczone do poruszania się we wszystkich kierunkach, podczas gdy pozostałe węzły podstawne (pokazane jako sześciany) były ograniczone do poruszania się tylko w płaszczyźnie podstawy (ryc. 2e). Wreszcie, rycina 2f przedstawia obliczone naprężenie ściany komory w kierunku włókien mięśniowych na końcu rozkurczu od pacjenta przed leczeniem. Z rysunku jasno wynika, że podwyższone naprężenia występują w wsierdziu i w regionach, w których ściana lewej komory jest cienka.

figure-results-1
Rysunek 1. Wpływ Algisylu na LV pacjenta (oznaczone strzałką) po 6 miesiącach, widoczne na obrazach rezonansu magnetycznego. Na zdjęciach widać, że LV skurczyło się, a grubość ścianki wzrosła po 6 miesiącach.

figure-results-2
Rysunek 2. Etapy związane z kwantyfikacją naprężenia ściany lewej komory. (a) Digitalizacja obrazów MR. (b) Tworzenie powierzchni IGES. (c) Tworzenie siatki ES. (d) Przypisywanie orientacji włókien mięśniowych. e) Narzucanie warunków brzegowych. (f) Obliczanie naprężenia ściany komory (pokazane tutaj na końcu rozkurczu). Zapoznaj się z tekstem, aby uzyskać wyjaśnienie.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Terapia iniekcyjna Algisyl-LVR

Wstrzykiwanie materiału do ściany wolnej od lewej komory w celu zmniejszenia obciążenia ściany komory jest nowatorską metodą leczenia przeznaczoną dla pacjentów z kardiomiopatią rozstrzeniową. Leczenie to okazało się bardzo obiecujące zarówno w badaniach przedklinicznych, jak i klinicznych 15. Od lutego 2012 r. trwa randomizowane, kontrolowane badanie mające na celu ocenę tego leczenia jako metody augmentacji LV u pacjentów z ciężką niewydolnością serca (AUGMENT-HF).

Opracowywanych jest wiele wersji produktu, które są ukierunkowane na różne segmenty lekarzy i potrzeby kliniczne. W wersji produktu chirurgicznego dla kardiochirurgów alginian jest dostarczany w standardowej strzykawce i niestandardowym systemie igieł przeznaczonym dla chirurgów do wykonywania zastrzyków przez małe nacięcie chirurgiczne w klatce piersiowej (minimalna torakotomia). Zabieg wszczepienia implantu wykonywany jest na bijącym sercu. Właściwości fizyczne hydrożelu alginianowego po wstrzyknięciu do mięśnia sercowego są podobne do właściwości rozkurczowego mięśnia sercowego i stają się trwałym implantem. Oczekuje się, że czas trwania całej procedury operacyjnej w większości przypadków będzie krótszy niż 60 minut, co ogranicza ekspozycję pacjenta do minimalnego czasu znieczulenia. Druga wersja produktu może zaoferować pacjentom z niewydolnością serca zabieg, który może być wykonywany przez kardiologów interwencyjnych, a w niektórych odosobnionych przypadkach przez innych specjalistów w nieinwazyjnym lub hybrydowym laboratorium kardiologicznym. Pozwoliłoby to również na zbadanie ostrych skutków.

Kwantyfikacja obciążenia lewej komory za pomocą modelowania matematycznego

Metoda wykorzystania modelowania matematycznego metodą ES jest obecnie jedynym sposobem na precyzyjne ilościowe określenie in vivo regionalnego naprężenia ściany w komorach. Połączenie modelowania matematycznego z obrazowaniem medycznym, takim jak rezonans magnetyczny, umożliwia obliczenie in vivo regionalnego naprężenia ściany w komorach specyficznych dla pacjenta, aby pomóc zrozumieć stan funkcjonalny tych komór i określić ilościowo mechaniczne skutki leczenia iniekcyjnego u pacjentów.

Chociaż potraktowaliśmy tutaj LV jako materiał jednorodny, metoda ta może być (i była) rozszerzona o ilościowe określenie obciążenia ściany komory in vivo w niejednorodnych komorach, szczególnie gdy występuje zawał mięśnia sercowego. W takich przypadkach granice zawału i przyległej do niego strefy granicznej muszą zostać zidentyfikowane na podstawie rezonansu magnetycznego przy użyciu gadolinu jako środka kontrastowego. Granice te są importowane do TrueGrid w celu utworzenia elementów, które znajdują się wyłącznie w każdym odrębnym regionie, a mianowicie w zapędzie, strefie granicznej i regionie zdalnym. Parametry materiałowe odzwierciedlające zmiany patologiczne w każdym regionie można przypisać za pomocą odpowiednich pierwiastków w LS-DYNA. Parametry te stwierdzono u pacjenta z zawałem mięśnia sercowego przy użyciu szczepu mięśnia sercowego in vivo mierzonego z oznaczonego MRI 21. Pacjenci, którzy wymagają chirurgicznej rewaskularyzacji, często doświadczają migotania przedsionków w okresie pooperacyjnym, co wiąże się z bardzo niską jakością oznakowanych danych MRI. Tacy pacjenci potrzebują również kilku dni na rekonwalescencję po operacji. W związku z tym echokardiografia 3D i śledzenie plamek mogą być bardziej odpowiednią metodą obrazowania i techniką pomiaru obciążenia mięśnia sercowego niż oznakowany rezonans magnetyczny do badania ostrych skutków zabiegów chirurgicznych.

Na koniec wykorzystaliśmy komercyjne oprogramowanie Rapidform, Truegrid i LS-DYNA w procesie generowania specyficznych dla pacjenta modeli matematycznych komór, ponieważ stwierdziliśmy, że są one ogólnie skuteczne w wykonywaniu swoich zadań. Dostępne jest jednak inne oprogramowanie, takie jak Cubit (do generowania siatki ES) i Abaqus (solver FE), które mogą być również odpowiednie do tworzenia modeli matematycznych komór.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Pan Hinson jest pracownikiem LoneStar Heart, Inc.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie było wspierane przez granty National Heart, Lung, and Blood Institute R01-HL-77921 i -86400 (dla J. M. Guccione).

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
REGENTS
Na+-Alginate LoneStar Heart, Inc
Ca2+-Alginate LoneStar Heart, Inc
EQUIPMENT
MevisLabMevis Medical Solution
TrueGridXYZ Scientific Application, Inc
RapidformInus Technology, Inc
LS-DynaLivermore Software Technology Corporation

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Yin, F. C. Ventricular wall stress. Circ. Res. 49 (4), 829-842 (1981).
  2. Grossman, W. Cardiac hypertrophy: useful adaptation or pathologic process. Am. J. Med. 69 (4), 576-584 (1980).
  3. Swynghedauw, B. Development and functional adaptation of contractile proteins in cardiac and skeletal muscles. Physiol. Rev. 66 (3), 710-771 (1986).
  4. Komuro, I., Kurabayashi, M., Takaku, F., Yazaki, Y. Expression ofcellular oncogenes in the myocardium during the developmental stage and pressure-overloaded hypertrophy of the rat heart. Circ. Res. 62 (6), 1075-1079 (1988).
  5. Schunkert, H., Dzau, V. J., Tang, S. S., Hirsch, A. T., Apstein, C. S., Lorell, B. H. Increased rat cardiac angiotensin converting enzyme activity and mRNA expression in pressure overload left ventricular hypertrophy: effect on coronary resistance, contractility, and relaxation. J. Clin. Invest. 86 (6), 913-920 (1990).
  6. Aikawa, Y., Rohde, L., Plehn, J., Greaves, S. C., Menapace, F., Arnold, M. O., Rouleau, J. L., Pfeffer, M. A., Lee, R. T., Solomon, S. D. Regional wall stress predicts ventricular remodeling after anteroseptal myocardial infarction in the Healing and Early Afterload Reducing Trial (HEART): an echocardiography-based structural analysis. Am. Heart J. 141 (2), 234-242 (2001).
  7. Hung, C. L., Verman, A., Uno, H., Shin, S. H., Bourgoun, M., Hassanein, A. H., McMurray, J. J., Velazquez, E. J., Kober, L., Pfeffer, M. A., Solomon, S. D. VALIANT investigators. Longitudinal and Circumferential Strain Rate, Left Ventricular Remodeling, and Prognosis After Myocardial Infarction. J. Am. Coll. Cardiol. 56 (22), 1812-1822 (2010).
  8. Mann, D. L., Acker, M. A., Jessup, M., Sabbah, H. N., Starling, R. C., Kubo, S. H. Clinical evaluation of the CorCap Cardiac support device in patients with dilated cardiomyopathy. Ann. Thorac. Surg. 84 (4), 1226-1235 (2007).
  9. Grossi, E. A., Patel, N., Woo, J. Y., Goldberg, J. D., Schwartz, C. F., Subramanian, V., Feldman, T., Bourge, R., Baumgartner, N., Genco, C., et al. for the RESTOR-MV Study Group. Outcomes of the RESTOR-MV trial (randomized evaluation of a surgical treatment for off-pump repair of the mitral valve). J. Am. Coll. Cardiol. 56 (24), 1984-1993 (2010).
  10. Athanasuleas, C. L., Stanley, A. W. H., Buckberg, G. D. Restoration of contractile function in the enlarged left ventricle by exclusion of remodeled akinetic anterior segment: surgical strategy, myocardial protection and angiographic results. J. Card. Surg. 13 (6), 418-428 (1998).
  11. Jones, R. H., Velazquez, E. J., Michler, R. E., Sopko, G., Oh, J. K., O'Connor, C. M., Hill, J. A., Menicanti, L., Sadowski, Z., Desvigne-Nickens, P., Rouleau, J. L., Lee, K. L. STICH Hypothesis 2 Investigators. Coronary bypass surgery with or without surgical ventricular reconstruction. N. Engl. J. Med. 360 (17), 1705-1717 (2009).
  12. Buckberg, G. D., Athanasuleas, C. L., Wechsler, A. S., Beyersdorf, F., Conte, J. V., Strobeck, J. E. The STICH trial unravelled. Eur. J. Heart Fail. 12 (10), 1024-1027 (2010).
  13. Sabbah, H. N., Wang, M., Jiang, A., Ilsar, I., Sabbah, M. S., Helgerson, S., Peterson, R., Tarazona, N., Lee, R. Circumferential mid-ventricular intramyocardial injections of alginate hydrogel improve left ventricular function and prevent progressive remodeling in dogs with chronic heart failure. Circulation. 120, S912Forthcoming.
  14. Yu, J., Christman, K. L., Chin, E., Sievers, R. E., Saeed, M., Lee, R. J. Restoration of left ventricular geometry and improvement of left ventricular function in a rodent model of chronic ischemic cardiomyopathy. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 137 (1), 180-187 (2009).
  15. Lee, R. J., Hinson, A., Helgerson, S., Bauerschmitt, R., Sabbah, H. N. Polymer-based restoration of left ventricular mechanics. Cell Transplant. 22 (3), 529-533 (2013).
  16. Huisman, R. M., Elzinga, G., Westerhof, N., Sipkema, P. Measurement of left ventricular wall stress. Cardiovasc. Res. 14 (3), 142-153 (1980).
  17. Zhang, Z., Tendulkar, A., Sun, K., Saloner, D. A., Wallace, A. W., Ge, L., Guccione, J. M., Ratcliffe, M. B. Comparison of the Young-Laplace law and finite element based calculation of ventricular wall stress: implications for post infarct and surgical ventricular remodeling. Ann. Thorac. Surg. 91 (1), 150-156 (2011).
  18. Guccione, J. M., McCulloch, A. D., Waldman, L. K. Passive material properties of intact ventricular myocardium determined from a cylindrical model. J. Biomech. Eng. 113 (1), 42-55 (1991).
  19. Guccione, J. M., Waldman, L. K., McCulloch, A. D. Mechanics of active contraction in cardiac muscle: Part II--Cylindrical models of the systolic left ventricle. J. Biomech. Eng. 115 (1), 82-90 (1993).
  20. Zhang, P., Guccione, J. M., Nicholas, S. I., Walker, J. C., Crawford, P. C., Shamal, A., Acevedo-Bolton, G., Guttman, M. A., Ozturk, C., McVeigh, E. R., Saloner, D. A., Wallace, A. W., Ratcliffe, M. B. Endoventricular patch plasty for dyskinetic anteroapical left ventricular aneurysm increases systolic circumferential shortening in sheep. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 134 (4), 1017-1024 (2007).
  21. Wenk, J. F., Klepach, D., Lee, L. C., Zhang, Z., Ge, L., Tseng, E. E., Martin, A., Kozerke, S., Gorman, J. H. 3rd, Gorman, R. C., Guccione, J. M. First evidence of depressed contractility in the border zone of a human myocardial infarction. Ann. Thorac. Surg. 93 (4), 1188-1193 (2012).
  22. Guccione, J. M., Kassab, G. S., Ratcliffe, M. B. Computational cardiovascular mechanics: modeling and applications in heart failure. , Springer. (2010).
  23. Streeter, D. D., Spotnitz, H. M., Patel, D. P., Ross, J. Jr, Sonnenblick, E. H. Fiber Orientation in the Canine Left Ventricle during Diastole and Systole. Circ. Res. 24 (3), 339-347 (1969).

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Wstrzykiwanie Algisyl LVRanaliza napr e w kien mi niowychmodelowanie matematyczneobrazowanie rezonansem magnetycznymmetoda element w sko czonychobj to jamy komorypowierzchnia ws czkowpowierzchnia osierdziowamodel specyficzny dla pacjenta

Powiązane artykuły