Многопараметрический Оптический Картирование Langendorff-перфузии сердца кролика

Общей целью этой процедуры является изучение электрофизиологических свойств сердца, таких как проводимость, реполяризация, аритмогенез и обработка кальция, с использованием методов оптического картирования в сердце кролика, перфузированном лангором. Это достигается путем первичной изоляции и ретроградной перфузии неповрежденного сердца кролика через аорту. Следующим этапом процедуры является обнажение поверхности сердца, отмена сокращений сердца, использование возбуждающего сокращения статина Coler BLEs и правильное окрашивание миокарда с помощью чувствительных к напряжению и флуоресцентных индикаторов кальция.

Затем с помощью системы панорамного оптического картирования делаются записи потенциалов оптического действия от большей части эпикарда желудочков. Затем оптические сигналы сопоставляются с реконструкцией 3D-геометрии эпикардиальной поверхности сердца. На этом этапе потенциал оптического действия и переходный процесс кальция могут быть зарегистрированы одновременно с помощью непанорамной двойной системы визуализации.

Эта процедура предоставляет количественные данные о пространственном и височном миокарде, возбуждении и реполяризации, а также конгруэнтные характеристики обработки кальция, которые могут быть проанализированы как при регулярном ритме, так и при предсердной и желудочковой аритмии. Здравствуйте, меня зовут доктор Айгер Эов. Я профессор биомедицинской инженерии в Университете Вашингтона в Сент-Луисе.

Оптическая методика, которую мы сегодня представляем, является уникальной технологией, имеющей ряд преимуществ перед традиционными микро- и микроэлектрограммами, поскольку она способна регистрировать десятки, десятки тысяч потенциалов действия и переходных процессов кальция одновременно. Более того, эта технология невосприимчива к артефактам, представленным электростимуляцией и дефибрилляцией, которые сильно искажают потенциалы действия, записанные любыми электрограммами. Более того, кальциевые переходные процессы могли быть зарегистрированы только с помощью этого метода.

Альтернативы просто нет. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области электрофизиологии сердца, такие как механизмы индукции, поддержания и прекращения угрожающих жизни предсердных и желудочковых аритмий, а также моделирование функции в сопряжении проводимости и возбуждения и конструирования при таких заболеваниях, как врожденный порок сердца, метаболические заболевания и сердечная недостаточность. После подготовки к операции усыпьте кролика с помощью коктейля из пентобарбитала натрия и гепарина.

Как только кролик не реагирует на болевой рефлекс, вскройте ему грудную клетку и иссеките сердце и легкие. Сделайте разрез на верхнем конце восходящей аорты до того, как все ветви дуги аорты включат насос, чтобы запустить поток раствора Тиро в нерециркуляционной перфузионной системе LRF. Быстро установите сердце на канюлю аорты 16 калибра, соединенную с перфузионной системой LOR.

Выдуйте воздух из аорты и завяжите канюлю аорты после полной перфузии. Не теряйте времени и вскрывайте перикард. Затем удаляют из легких трахею жир, окружающий сердце и соединительные ткани.

Очень важно предотвратить накопление жидкости в левом желудочке, которое может привести к ишемии. Поэтому вставьте силиконовую дренажную трубку через легочную вену и митральный клапан в левый желудочек. Теперь переместите сердце с помощью канюли к рециркуляционной перфузионной системе lang Andorf, оснащенной системой оптического картирования.

Поместите сердце в изготовленную на заказ шестиугольную камеру и подключите канюлю к системе перфузии. Контролируйте давление в аорте с помощью датчика давления и поддерживайте его на отметке 60 плюс-минус пять миллиметров ртутного столба, регулируя расход перфузионного насоса. Поддерживайте pH на уровне 7,35 плюс-минус 0,05.

Выключите свет в комнате и медленно вводите светочувствительный стоковый раствор статинов BLEs через отверстие для инъекций в улавливателе воздушных пузырьков, расположенном над канюлей. Для достижения концентрации статина в 10 микромоляров BLEs медленно вводят 0,1 миллилитра статина BLEs. Для каждой болюсной инъекции ждите, пока давление стабилизируется перед следующей инъекцией.

Расположите матрицы фотодиодов или КПК под тремя равномерно расположенными углами вокруг сердца. Затем на каждом КПК сфокусируйте изображение сердца на матовом стекле плоскости изображения. Отрегулируйте положение канюли в шестиугольной камере и каждом ОАП до тех пор, пока сердце не поместится в поле зрения всех трех ОАП.

Затем сфотографируйте каждое сфокусированное изображение на матовом стекле. Медленно введите от 10 до 20 микролитров стокового раствора D four Anep в перфузионный раствор через отверстие для впрыска в ловушке воздушных пузырьков. И подождите три минуты.

Затем аккуратно поместите электрод на нужное место. Здесь он расположен в центре передней проекции сердца. Начните одновременную оптическую запись с КПК.

Убедитесь в отсутствии артефактов движения в оптическом сигнале и достаточном соотношении сигнал/шум для последующего анализа данных. Когда закончите, включите свет в комнате и сделайте фотографическую съемку сердца, делая одну фотографию на каждые 10 градусов вращения с камеры, расположенной в месте расположения одного из КПК. Затем приступайте к очистке перфузионной системы.

Поместите канюлированное сердце в непослушную стеклянную камеру и подключите канюлю к системе перфузии. Прикрепите сердце к силиконовому дну камеры на вершине желудочка и предсердиях. Чтобы обездвижить сердце, выключите свет в комнате и медленно введите статин BLEs через инъекционный порт, чтобы уменьшить движение поверхности раствора.

Над эпикардиальной поверхностью поместите стеклянную оконную крышку. Эта часть процедуры обычно выполняется в темноте, но делается и при свете. Чтобы улучшить видеоизображение, переместите двойную систему визуализации в верхнюю часть сердца.

Теперь сфокусируйте две камеры CMO на одном поле зрения. Далее расположите световоды для двух галогенных ламп с фильтром возбуждения. Окрашивайте сердце, добавив от 10 до 20 микролитров чувствительного к напряжению красителя RH 2 37 через отверстие для инъекций.

Затем добавьте 200 микролитров дорожных 2:00 AM с оником F1 27 в смеси один к одному через порт для ловушек для пузырей. Подождите примерно 20 минут, чтобы дать возможность увидеть дорогу в 2:00 ночи, прежде чем начнется картографирование. Теперь произведите тестовую запись.

Выключите суперфузионный насос, чтобы избежать движения на поверхности раствора. Включите галогенные лампы и сделайте оптическую запись с обеих камер. Затем выключите лампочку возбуждения.

Включите суперфузионный насос и проверьте качество оптических сигналов. Если сигнал слабый, закрасьте сердце дополнительным RH 2 37 и дорогу 2:00 AM. Если есть артефакт движения, добавьте дополнительные статины BLE, чтобы удалить движение со всем по порядку. Приступайте к запланированному эксперименту и очистите систему.

Когда все было готово, с помощью панорамной системы оптического картирования был показан вид спереди перфузированного сердца кролика Ланга Эндорфа. Для сравнения, реконструкция геометрии сердца показывает тот же вид спереди. Показанная здесь неразвернутая эпикардиальная поверхность имеет цветовую кодировку по фазе.

Сердце испытывало приступ липкой аритмии из пяти мест вокруг ротора. Были представлены потенциалы оптического действия. Здесь красным цветом обозначен активационный волновой фронт, распространяющийся во время цикла стабильной повторной аритмии.

Волновой фронт вращается по часовой стрелке вокруг фазовой сингулярности на передней поверхности сердца. Реполяризация выполнена в прозрачном синем цвете, что позволяет визуализировать фронты волн на задней поверхности. Сердце было проанализировано с использованием системы двойного картирования, чтобы показать одновременное картирование потенциалов действия и переходных процессов кальция.

Крупный план записей с одного из участков показывает, что потенциалы действия выделены синим цветом, а переходные процессы кальция — красным. Массив следов образцов показан из массива равномерно расположенных участков, как показано точками на этом переднем снимке. Эти данные были собраны при оптическом разрешении 200 мкм на 200 мкм на пиксель.

Последствия терапии расширяют дефибрилляционную терапию при аритмии предсердий и желудочков 10 К, поскольку мы можем непосредственно визуализировать эффект сильных электрических стимулов во время электротерапии. Ни один альтернативный метод не способен сделать это. Используя этот метод, мы разработали и валидировали новую низковольтную безболезненную дефляционную терапию фибрилляции предсердий и желудочковой тахикардии.