Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Катетеризация сердца для оценки легочной гипертензии у недоношенных ягнят

166 просмотров

⸱

DOI:

10.3791/70620

⸱

8 мая 2026 г.

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

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

Здесь мы представляем протокол оценки лёгочной гипертензии путём катетеризации сердца в модели недоношенного ягнёнка эволюционирующей бронхолегочной дисплазии, связанной с бронхолегочной дисплазией. Описанный метод позволяет напрямую измерять среднее давление клиновидных давлений в легочной артерии и капиллярах, а также рассчитывать сосудистое сопротивление лёгочной артерии.

Аннотация

Бронхолегочная дисплазия при легочной гипертензии (ПРЛ-ГГ) — это тяжёлое осложнение преждевременных родов, связанное с повышенной заболеваемостью и смертностью. Преждевременные роды нарушают нормальное развитие лёгких и сосудов, а послеродовые воздействия, такие как искусственная вентиляция и кислородная терапия, могут дополнительно ухудшить рост лёгких и лёгочных сосудистых органов, способствуя развитию ПРЛ-РГ. В модели недоношенного ягнёнка эволюционирующего ПРЛ ягнята получают преждевременные выводы и проходят на механическую вентиляцию до 21 дня, включая прерванное развитие лёгких вместе с травмами от механической вентиляции и окислительного стресса, чтобы обобщить ключевые особенности эволюционирующего ПРЛ-ПГ.

Цель протокола катетеризации сердца — напрямую оценить гемодинамику лёгочных у недоношенных и недоношенных ягнят. Ягнята интубированы, механически вентилируются и подвергаются седации на протяжении всего исследования. Во время катетеризации сердца катетер Суона-Ганца продвигается через наружную яремную вену в верхнюю полую вену, а затем через правое предсердие, правый желудочек и главную легочную артерию. Положение Кэтера подтверждается идентификацией характерных форм волн давления, полученных при продвижении через правые сердечные камеры. Среднее давление в легочной артерии и клиновидное давление в капиллярах измеряются с помощью трансдукции давления, а сердечный выброс определяется терморазбавлением для расчёта сосудистого сосудистого сопротивления.

Протокол обеспечивает воспроизводимые измерения гемодинамики лёгких, аналогичные тем, что получаются при клинической катетеризации сердца у новорождённых. Позволяя напрямую оценить сосудистое давление и устойчивость лёгочных сосудов, этот метод повышает трансляционную полезность модели преждевременного ягнёнка для механистической оценки возможных терапий при ПРЛ-РГ.

Введение

Бронхолегочная дисплазия (ПРЛ) возникает у до 45% недоношенных детей, родившихся до 28 недель беременности, в США усиливается и может осложняться легочной гипертензией (PH, BPD-PH)1,2,3. Хроническая сердечно-легочная болезнь начинается, когда нормальное созревание лёгких прерывается преждевременными родами, и усугубляется послеродовыми травмами, вызванными искусственной вентиляцией и окислительным стрессом. Продолжающееся повреждение лёгких приводит к ремоделированию сосудистой системы лёгочных и развитию PH 4,5.

Детское РГ определяется как среднее давление в легочной артерии (mPAP) ≥20 мм рт. ст. у детей >3 месяцев. Если индекс сосудистого сопротивления лёгочных (PVR) также равен >3 единицы Вуда (WU) xm2 , а клиновидное давление на капиллярах (PCWP) < 15 мм рт.ст., то пациенты определяются как обладающие предкапиллярным PH, предположительно вторичным по отношению к заболеванию лёгочных сосудов в контексте BPD-PH6. Сосудистое сосудистое сопротивление лёгочных рассчитывается на основе гемодинамических измерений, полученных во время катетеризации сердца с использованием уравнения

figure-introduction-1

Частота ПРЛ-РГ увеличивается с тяжестью ПРЛ, наблюдая у 25–41% младенцев с тяжёлымПРЛ 7,8. BPD-PH связан с существенным повышением заболеваемости и смертности. Мета-анализы сообщают о коэффициенте вероятности смертности 4,4–6,4 по сравнению с ПРЛ без РГ, а также 40–47% в течение двух лет у новорождённых с ПРЛ и тяжёлым, персистентным PH 9. ПРЛ-РГ также приводит к более длительному госпитализации, большей потребности в кислороде на дому, повышенному риску трахеостомии и повышению уровня нарушений нейроразвития 7,10,11.

Учитывая высокую заболеваемость и смертность, связанные с ПРЛ-РГ, точные оценки РГ необходимы для информирования стратификации рисков, мониторинга и терапевтического управления, а также для оптимального отбора кандидатов для клинических испытаний с целью улучшения результатов. Хотя эхокардиография часто используется для первичного скрининга на ЛГ, катетеризация правого сердца является золотым стандартом для диагностики РГ во всех возрастных группах, включая новорождённых, поскольку позволяет напрямую измерять mPAP, PCWP иCO 12. Кардиальная катетеризация точно и точно определяет PVR, поэтому необходима для включения в клинические и трансляционные исследования, особенно в крупных животных моделях, которые тестируют потенциальные терапевтические агенты на PH12,13.

Модель преждевременного ягнёнка — это уникальная модель эволюции ПРЛ-PH на крупных животных, которая может использоваться для продвинутого понимания механизмов заболеваний и тестирования новых методов терапии14. Недоношенные ягнята рождаются на поздней каналикулярной и ранней саккулярной стадии развития лёгких (примерно на 24–28 неделе беременности) кесарево сечение после воздействия антенатальных стероидов. Ягнята интубируются и реанимируются с использованием стандартизированной техники, основанной на неонатальных рекомендациях. В неонатальном отделенииинтенсивной терапии 15 они получают экзогенное поверхностно-активное вещество, кофеин и раннее энтеральное питание (в дополнение к внутривенной (IV) декстрозе). Предыдущие исследования с этой моделью показали, что после 21 дня искусственной вентиляции лёгких с физиологическими мишенями, аналогичными тем, что применялись у недоношенных младенцев, измерения сосудистой давления лёгочных и посмертная гистология лёгких выявили повышенный PVR, упрощение альвеолярных и другие гистологические изменения, соответствующие эволюции BPD-PH15,16. Однако более ранние методы предусматривали торакотомии с прямым вставкой термисторного провода и катетера в ствол лёгких, что само по себе могло способствовать развитию BPD-PH.

Здесь описывается менее инвазивный протокол катетеризации правого сердца через наружную яремную вену для прямого измерения лёгочной гемодинамики и расчёта PVR у недоношенных и недоношенных новорождённых ягнят. Метод обеспечивает воспроизводимые измерения сосудистого давления и CO в лёгочном сосуде, аналогичные измерениям, полученным при клинической катетеризации сердца у новорождённых. Протокол повышает трансляционную полезность модели преждевременного ягнёнка для механистических исследований и доклинических терапевтических испытаний при BPD-PH.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Все экспериментальные процедуры были проспективно одобрены и выполнены в соответствии со стандартами обращения и обучения животных Институционального комитета по уходу и использованию животных Университета Юты.

1. Настройка позиции

  1. Поместите ягнёнка в полощу и убедитесь, что ранее установленный сосудистый катетер работает (пуповина или яремная вена).
  2. Поддерживайте инфузию дексмедетомидина на уровне 0,2–1,0 мкг/кг/ч для седации и корректируйте скорость инфузии для достижения желаемой глубины седации.
  3. При необходимости вводите дополнительное более быстродействующее седационное и обезболивающее пентобарбитал (1 мг/кг/доза внутривенно) и бупренорфин (5 мкг/кг/доза внутривенно) по мере необходимости.
  4. Сбрийте правую или левую шею над наружной яремной веной и введите 0,5 мл 1% лидокаина подкожно в область участка. Стерилизуйте участок тремя чередующимися бетадиновыми и спиртовыми скрабами.
  5. Наденьте стерильные перчатки и соответствующие средства индивидуальной защиты. Утилизируйте все иглы и другие острые изделия сразу после использования в одобренный контейнер для острых предметов.
  6. Подготовьте катетер Swan-Ganz с 2% гепаринизированным физиологическим раствором и подключите дистальный порт к датчику давления для непрерывной записи в LabChart.
  7. Обнули датчик давления.
  8. Отслеживайте насыщение кислородом (SpO2), артериальное давление и частоту сердечных сокращений на протяжении всей процедуры. Прекратите процедуру, чтобы стабилизировать жизненные показатели, или прервать процедуру, если SpO2 <90% в течение 2 минут, частота сердечных сокращений <60 ударов в минуту, или частота дыхания >100 вдохов в минуту, несмотря на корректировку фракции кислорода в аппарате ИВЛ и вдыхания, или если артериальное давление снизилось на >15% от исходного уровня до процедуры.

2. Введение и развитие катетера

  1. Используйте лезвие 11, чтобы сделать разрез диаметром 1 см над наружной яремной веной и обнажить сосуд.
  2. Вскрыть наружную яремную вену, затем изолировать её, проведя под вену шелковый шов размером 3.0. Используйте этот шов для поддержания проксимального контроля сосуда в случае кровотечения при введении катетера.
  3. Введите в сосуд иглу 18 G, 2,5 дюйма.
  4. Проведите направляющую проволоку через иглу с помощью техники Селдингера.
  5. Введите в сосуд 6-футовый интродуктор (заполненный гепаринизированным физиологическим раствором) по направляющему проводу.
  6. Снимите направляющий провод, пока впускатель остаётся на месте.
  7. Зашвите индуктор, чтобы закрепить его положение в сосуде на глубине примерно 3,0–3,5 см, используя ранее установленный шелковый шпал.
  8. Подтвердите возврат крови из интродуктора аспирацией, а затем промите интродуктор гепаринизированным физиологическим раствором.
  9. Пропустите заранее подготовленный катетер Суона-Ганца через интродуктор и постепенно продвигайтесь, контролируя волну трансдуцированного давления.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Проверьте и перепроверьте выравнивание и обнулирование датчика перед введением катетера. Небольшие ошибки при выравнивании трансдьюсера могут влиять на давление в лёгочных артериях, PCWP, mPAP и PVR. Даже ошибка выравнивания в 1–2 см может существенно повлиять на результат.

3. Измерение давления и сердечного выпуска (CO)

  1. Продвигайте катетер Сван-Ганца до тех пор, пока типичное венозное давление не будет заменено типичным трассированием давления правого предсердия (рисунок 1). Обратите внимание, что давление в правом предсердии обычно не достигает нуля (хотя это может возникать при тяжёлой гиповолемии). Зафиксируйте трансдуцированные давления.
  2. Продвигайте катетер Сван-Ганца дальше, пока не появится типичное отслеживание давления правого желудочка (желудочка) (рисунок 1). Обратите внимание, что давление в правом желудочке достигает нуля. Зафиксируйте трансдуцированные давления.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Артефакт катетерного кнута, вызванный движением кончика катетера с кровотоком, может привести к резко высоким систолическим скачкам.
  3. Медленно продвигайте катетер Сван-Ганца до получения артериального трассировки лёгочной артерии. Обратите внимание, что давление в артериальной артерии лёгочных артерий не достигает нуля. Зафиксируйте трансдуцированные давления.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Если возникают трудности с продвижением катетера в легочную артерию, баллон может быть ненадолго надут, чтобы стимулировать движение кончика катетера к легочному клапану. Ещё один способ устранения неисправности — переместить животное. Чрезмерное затухание формы волны может возникать из-за изгибов в трубке, что приводит к ложно низкому давлению.
  4. Дополнительно продвигайте катетер и надувайте его баллон, чтобы создать клин у стенки сосуда, что позволит измерить PCWP. Ограничьте надувание шарика максимумом 10 с после подтверждения формы волны.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Надувание шариков должно сопровождаться ощущением сопротивления. Если сопротивление не заметно, рассмотрите возможность разрыва шара и не вставляйте дополнительного воздуха.
  5. Измерять сердечный выброс с помощью терморазбавления, ссылаясь на инструкции с аппарата сердечного выпуска (точные шаги могут немного отличаться в зависимости от используемой модели).
    1. Подключите сердечный выходной аппарат к порту катетера Swan-Ganz.
    2. Поместите термисторный кабель в контейнер с ледяной водой.
    3. Введите соответствующую вычислительную константу на основе модели катетера и вводите температуру для вычисления сердечного выхода.
    4. Наполните восемь шприцев по 5 мл физиологическим раствором 0,9% и поместите в ледяную воду.
    5. Ввести 3–5 мл (в зависимости от модели катетера Сван-Ганца) холодный инъекцион (0–5°C) через катетер.
    6. Записывайте сердечный выброс с аппарата.
    7. Следуйте указаниям аппарата сердечного вывода и повторите холодное введение 5–6 раз.
  6. Спустите баллон и вынимите катетер Swan-Ganz. Если катетеризация сердца не выполнена в последний день исследования, удалите интродуктор и перевязывайте наружную яремную вену с помощью швов 3.0 шелка. Следите за животным на предмет осложнений.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Ожидаемые трассировки давления из правого предсердия, правого желудочка, легочной артерии и клиновидных капилляров легочных показаны на рисунке 1. При входе в центральную вену трассировка давления должна показывать волновую форму волны с очень низким давлением (на фото отсутствует). Возможно, присутствует респираторная вариация. Резких вверх не должно быть (характерно для артериального трассировки). При входе в правое предсердие волна становится организованн...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Катетеризация сердца обеспечивает прямое измерение mPAP и расчёт CO в модели недоношенного ягнёнка эволюционирующего BPD-PH. Процедура техническая и требует специализированного оборудования, но обеспечивает точные и воспроизводимые измерения, поэтому она является предпочтительным диагностическим методом у людей и считается лучшей конечной точкой клинических испытаний. Когда катетеризация сердца проводится в модели преждевременного ягнёнка, ключевыми этапами процедуры являются успешное пе...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

У авторов нет соответствующих конфликтов интересов, которые можно было бы раскрыть.

Благодарности

Мы благодарим многочисленных студентов бакалавриата Университета Юты, которые помогали с обращением с ягнёнком и сделали возможными эти исследования. Мы также благодарим кафедру педиатрии Университета Юты за постоянную поддержку нашей лаборатории.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
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

Ссылки

  1. Lee, S. M., et al. Evaluation of trends in bronchopulmonary dysplasia and respiratory support practice for very low birth weight infants: a population-based cohort study. J Pediatr. 243, 47-52.e2 (2022).
  2. Lapcharoensap, W., et al. Hospital variation and risk factors for bronchopulmonary dysplasia in a population-based cohort. JAMA Pediatr. 169 (2), e143676 (2015).
  3. Moreira, A., et al. Rates of bronchopulmonary dysplasia in very low birth weight neonates: a systematic review and meta-analysis. Respir Res. 25 (1), 219 (2024).
  4. Mourani, P. M., et al. Early pulmonary vascular disease in preterm infants at risk for bronchopulmonary dysplasia. Am J Respir Crit Care Med. 191 (1), 87-95 (2015).
  5. Altit, G., et al. Pathophysiology, screening and diagnosis of pulmonary hypertension in infants with bronchopulmonary dysplasia: a review of the literature. Paediatr Respir Rev. 23, 16-26 (2017).
  6. Hansmann, G., et al. 2019 updated consensus statement on the diagnosis and treatment of pediatric pulmonary hypertension: the European Pediatric Pulmonary Vascular Disease Network (EPPVDN), endorsed by AEPC, ESPR, and ISHLT. J Heart Lung Transplant. 38 (9), 879-901 (2019).
  7. Arjaans, S., et al. Identification of gaps in the current knowledge on pulmonary hypertension in extremely preterm infants: a systematic review and meta-analysis. Paediatr Perinat Epidemiol. 32 (3), 258-267 (2018).
  8. Hansmann, G., et al. Pulmonary hypertension in bronchopulmonary dysplasia. Pediatr Res. 89 (3), 446-455 (2021).
  9. Mascarenhas, D., et al. Pulmonary hypertension in preterm neonates with bronchopulmonary dysplasia: a meta-analysis. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 110 (4), 344-352 (2025).
  10. Abman, S. H., et al. Pediatric pulmonary hypertension: guidelines from the American Heart Association and American Thoracic Society. Circulation. 132 (21), 2037-2099 (2015).
  11. Khemani, E., et al. Pulmonary artery hypertension in formerly premature infants with bronchopulmonary dysplasia: clinical features and outcomes in the surfactant era. Pediatrics. 120 (6), 1260-1269 (2007).
  12. Abman, S. H., Ivy, D. D., Archer, S. L., Wilson, K. Executive summary of the American Heart Association and American Thoracic Society joint guidelines for pediatric pulmonary hypertension. Am J Respir Crit Care Med. 194 (7), 898-906 (2016).
  13. Sirajuddin, A., et al. ACR appropriateness criteria suspected pulmonary hypertension: 2022 update. J Am Coll Radiol. 19 (11 Suppl), S502-S512 (2022).
  14. Albertine, K. H. Utility of large-animal models of BPD: chronically ventilated preterm lambs. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 308 (10), L983-L1001 (2015).
  15. Albertine, K. H., et al. Chronic lung disease in preterm lambs: effect of daily vitamin A treatment on alveolarization. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 299 (1), L59-L72 (2010).
  16. Bland, R. D., et al. Inhaled nitric oxide effects on lung structure and function in chronically ventilated preterm lambs. Am J Respir Crit Care Med. 172 (7), 899-906 (2005).
  17. Nasr, V. G., DiNardo, J. A. Sedation and analgesia in pediatric cardiac critical care. Pediatr Crit Care Med. 17 (8 Suppl 1), S225-S231 (2016).
  18. Odegard, K. C., et al. SCAI/CCAS/SPA expert consensus statement for anesthesia and sedation practice: recommendations for patients undergoing diagnostic and therapeutic procedures in the pediatric and congenital cardiac catheterization laboratory. Anesth Analg. 123 (5), 1201-1209 (2016).
  19. But, A. K., et al. The effects of pre-operative dexmedetomidine infusion on hemodynamics in patients with pulmonary hypertension undergoing mitral valve replacement surgery. Acta Anaesthesiol Scand. 50 (10), 1207-1212 (2006).
  20. Lazol, J. P., et al. Effect of dexmedetomidine on pulmonary artery pressure after congenital cardiac surgery: A pilot study. Pediatr Crit Care Med. 11 (5), 589-592 (2010).
  21. Ebert, T. J., et al. The effects of increasing plasma concentrations of dexmedetomidine in humans. Anesthesiology. 93 (2), 382-394 (2000).
  22. Janda, S., Shahidi, N., Gin, K., Swiston, J. Diagnostic accuracy of echocardiography for pulmonary hypertension: a systematic review and meta-analysis. Heart. 97 (8), 612-622 (2011).
  23. Nawaytou, H., et al. Clinical utility of echocardiography in former preterm infants with bronchopulmonary dysplasia. J Am Soc Echocardiogr. 33 (3), 378-388.e1 (2020).
  24. Douglass, M., et al. Folic acid, either solely or combined with L-citrulline, improves NO signaling and ameliorates chronic hypoxia-induced pulmonary hypertension in newborn pigs. Physiol Rep. 9 (21), e15096 (2021).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Эта статья была опубликована

Видео скоро будет доступно

Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.