Abstract
אנו מציגים פרוטוקול למדידה בנוקשות אב העורקים vivo בעכברים באמצעות ההדמיה אולטרסאונד ברזולוציה גבוהה. קוטר אב העורקים נמדד על ידי אולטרסאונד ולחץ דם אב העורקים נמדד פולשני עם קטטר לחץ של מצב מוצק. לחץ דם עולה ואז הוריד בהדרגה על ידי עירוי תוך ורידי של תרופות phenylephrine vasoactive וnitroprusside נתרן. קוטר אב העורקים נמדד לכל שלב לחץ לאפיין את מערכת היחסים לחץ בקוטר של האאורטה עולה. מדדי נוקשות נובעים ממערכת יחסי לחץ-קוטר ניתן לחשב מהנתונים שנאספו. חישוב תאימות עורקים מתואר בפרוטוקול זה.
טכניקה זו יכולה לשמש כדי לחקור מנגנוני נוקשות אב העורקים גדלו הקשורים למחלות לב וכלי דם והזדקנות. הטכניקה מייצרת מידה רלוונטית מבחינה פיזיולוגית של קשיחות לעומת לשעבר vivo גישות כי phהשפעות ysiological על נוקשות של אב העורקים משולבות במדידה. המגבלה העיקרית של שיטה זו היא טעות המדידה הציגה מהתנועה של אב העורקים במהלך מחזור הלב. תנועה זו יכולה להיות מתוגמלת על ידי התאמת המיקום של החללית עם תנועת אב העורקים, כמו גם ביצוע מדידות מרובות של יחסי לחץ-קוטר אב העורקים ולהרחיב את גודל קבוצת הניסוי.
Introduction
נוקשות של אב העורקים גדלו היא סימן היכר של מחלת לב וכלי דם. הזדקנות 1, 2 עישון, סוכרת 3, היפרליפידמיה 4, וגורמי סיכון אחרים למחלת לב וכלי דם הוכחו להגדיל את הנוקשות של אב העורקים. מחקרים אפידמיולוגיים הראו נוסף נוקשות של אב העורקים כמנבא חזק עצמאי של תחילת מחלת לב כלילית ושבץ, כמו גם את התרחשותם של אירועי לב וכלי דם ותמותה 5-8. בשל חשיבות הבריאות הקלינית וציבורית של קשיחות אב העורקים גדלו, מחקר נוכחי מתמקד בהבנת המנגנונים שבבסיס ההתפתחות וההתקדמות של קשיחות כלי דם. עניין רב ולכן קיים בפיתוח אמצעים מדויקים של קשיחות כלי דם במודלים ניסיוניים של מחלת לב וכלי דם.
הקשיחות של חומר יכולה להיות מאופיינת על ידי יחסי מתח מתח שלה ולכמת כמו mod אלסטיUlus. חומר אלסטי ליניארי מעווה הפיך והלחץ שלה מגדיל באופן יחסי למתח. אב העורקים והעורקים הגדולים הם גופים אלסטיים קוי: כאשר נמתחו, הנוקשות של העורק לא יישארו קבועות אך מגדילה את מידת הנפיחות. הליניאריות בתכונות המכנית של עורקים גדולים זאת בשל המאפיינים השונים של נוקשות אלמנטי נושאת עומס, כלומר קולגן ואלסטין, המהווים את קיר הכלי. אלסטין הוא להרחבה מאוד עם מודולוס אלסטיות של 0.6 MPa. לשם השוואה, קולגן הוא מאוד נוקשה עם מודולוס אלסטיות של 1 9 GPA. הנוקשות הראשוניות הוצגו על ידי אב העורקים בערכי מתח נמוכים מיוחסות לאלסטין תוך הקשיחות הגבוהה הוצגה בערכי מתח גבוהים היא עקב קולגן. עומס מועבר מאלסטין קולגן ככלי distends ואזור זה של עומס העברת המקום שבו פועלת מערכת כלי הדם. לכן, בלחצים פיסיולוגיים, נוקשות עורקיםתלוי בתרומה של קולגן ואלסטין ו -10.
ההפצה והכיוון של אלסטין וקולגן להשתנות לפי שכבה בתוך הדפנות העורקים. בתקשורת, אלסטין, קולגן, ותאי שריר חלק הם ארוזים לתוך סלילים הדוקים כי הם שכבות מעגליות. הסדר זה מאפשר את העורק להתנגד עומסים גבוהים בכיוון ההיקפי. Adventitia הוא בעיקר קולגן אלסטין עם קטן ואת סיבי הקולגן מאורגנים בצורה דמוית רשת. סיבי קולגן אלה הם גליים במצב בלתי מוטעם וליישר את עם עלייה בעומס. עליות נוקשות כסיבי קולגן ליישר את, ובכך למנוע את העורק ממתיחת יתר ופקיעה. בגלל הארגון המבני והכיוון שונה של סיבי קולגן, עורקים הם איזוטרופי: הנוקשות הציגו תלויות באם הכלי נמתח longitudinally או circumferentially 11 בvivo stiffnes.ים הוא אפוא שילוב של הקשיחות והאורך ההיקפי של אב העורקים.
נוקשות עורקים בדרך כלל לכמת in vivo כמהירות גל ציות או דופק (PWV). עמידת עורקים מוגדרת כC = ΔD / ΔP בי ΔD הוא שינוי בקוטר ΔP הוא השינוי המקביל בלחץ. ערכים נמוכים יותר של ציות מצביעים כלי נוקשה. תאימות מחושבת ממערכת יחסי לחץ-הממד של העורק ולכן מדידה ישירה של קשיחות. כנוקשות מופצת אינן אחידות בכלי הדם 12, ציות צריך להימדד באותו מקום דומה / בכל נושא כדי לערוך השוואות משמעותיות בין קבוצות ניסוי.
ההבדל בין הציות ומודולוס אלסטיות הוא שמודולוס אלסטיות הוא מנורמל לממדים של החומר. תאימות לכן משקפת קשיחות מבנית, ואילו נ"צ מודולוס אלסטיותlects קשיחות חומר. עם הזדקנות, עליות עובי דפנות עורקים ואלסטין / יחס קולגן יורד, כך גם קשיחות מבנית וחומר קשיחות גדולות יותר.
בהשוואה לעמידה, PWV הוא אמצעי עקיף של עורקים נוקשות. PWV היא המהירות שבה דופק לחץ נוסע לאורך אורכו של עורק ומושפע מהמאפיינים של קיר הכלי. משוואת Moens-Korteweg משמשת למודל היחסים בין PWV ומודולוס אלסטיות: PWV 2 (r ρ 2) h / = E כאשר E הוא מודולוס אלסטיות מצטבר, h הוא עובי קיר, ρ הוא צמיגות דם, וr הוא רדיוס כלי . ערך גבוה יותר ולכן עולה PWV כלי נוקשה.
ציות ומודולוס אלסטיות ניתן למדוד באופן ניסיוני לשעבר vivo על קטע נכרת של כלי שיט. לקביעת התאמה, מגזר הכלי הוא רכוב על myograph לחץ 13,14. לחץ בתוך הכלי הוא גדל צעד חכם והדואר וכתוצאה משינוי בקוטר הוא איתר באמצעות מיקרוסקופ וידאו. תאימות נקבעה מנתוני לחץ-הקוטר. מודולוס אלסטיות מצטבר ניתן למדוד על ידי בדיקות מתיחה. נתונים צעד חכם וכוח-עקירה בניסויים אלה, הכלי הוא נקרע לגזרים נאספו עד הפסקות טבעת ספינה. ניתן לחשב ערכי לחץ ומתח וזממו כדי לקבוע מודולוס אלסטיות מצטבר. vivo לשעבר גישות אלה יכולים לשמש כדי להעריך את השינויים בנכסים פסיביים המשפיעים על קשיחות.
In vivo, בנוסף לקיר תוכן, קשיחות כלי דם מושפעת באופן דינמי על ידי טונוס שרירים חלק ו13,15,16 לחץ דם. PWV היא השיטה הנפוצה ביותר למדידה בנוקשות אב העורקים vivo במודלים ניסיוניים. ניתן לקבוע PWV noninvasively באמצעות אולטרסאונד דופלר או applanation tonometry 17. דופק לחץ נמדד בשני מקומות נפרדים והזמן הנדרש להדופק לעבור את המרחק הוא מהירות הגל הדופק. בגלל PWV נמדד לאורך של אב העורקים, זה ערך ממוצע של קשיחות. עורקים גדולים הם לא לינארית אלסטי, כך קשיחות ולכן PWV ישתנה עם לחץ דם. ערך גבוה יותר PWV לכן יכול לנבוע מקשיחות מוגברת או לחץ גבוה. ערכי PWV לכן חייבים להיות מנורמלים ללחץ דם לגזור מסקנות לגבי הנוקשות של כלי השיט. שיטות מדידה המשלבות את ההשפעה של לחץ דם עם התכונות פסיביות של קיר כלי דם ואת ההשפעות של מתווכי vasoactive המשנות את הטון יניב מדד רלוונטי מבחינה פיזיולוגית של עורקים נוקשות. גישה זו מיושמת על ידי מדידת PWV פולשני באמצעות צנתר עם שני חיישני לחץ מופרדים במרחק קבוע 13. קטטר לחץ הכפול זה מוכנס לתוך הסמים אב העורקים וvasoactive, כגון phenylephrine או nitroprusside נתרן, הם חדורים לוריד דרךצנתר ורידים להעלות ולחץ דם נמוך.
פרוטוקול זה מתאר שיטה לקביעת נוקשות של אב העורקים בvivo ממערכת יחסי לחץ-הממד שלה במודל של עכברים. גישה זו מציעה מספר יתרונות על פני מדידת PWV פולשנית. מדדי נוקשות, כגון עמידה, ניתן לחשב את נתוני לחץ-ממד שנאספו על ידי הליך זה. יתר על כן, טכניקה זו מאפשרת למדידת קשיחות אב העורקים המקומית בגלל קשיחות נמדדת ממקום אחד. גישה זו שימושית במיוחד במדידה עולה נוקשות אב העורקים כאורך הקצר של אזור זה הופך את מדידת PWV קשה להשיג. עניין מחקרי קיים במיוחד באב העורקים עולים כי התכונות מכאניות שלה להשפיע על זלוף של הזרימה כלילית ותגובת הלב לבעיות בתפקוד כלי דם.
כדי למדוד את קשר לחץ בקוטר של אב העורקים בvivo
Protocol
פרוטוקול זה אושר על ידי הוועדה המוסדית הטיפול בבעלי חיים ושימוש באוניברסיטת ג'ונס הופקינס.
1. הכנה של פתרונות, חומרים, ובעלי חיים
- הכן פתרון 300 מיקרוגרם / מיליליטר של phenylephrine (PE) ו -300 מיקרוגרם פתרון מיליליטר / של nitroprusside נתרן (SNP) בתמיסת מלח 0.9%. הכן פתרון הפרין-מלוח נפרד על ידי ערבוב 1 מיליליטר של 1,000 U / ml הפרין ל -10 מיליליטר של 0.9% מלח.
הערה: סמים צריכים להיות בטמפרטורת חדר לפני השימוש. - הפוך את הצנתר לעירוי תוך ורידי בסמים משני 30 G x ½ "מזרקים וPE 10 צינורות פוליאתילן. כדי להפוך את הקטטר, להכניס מחט אחת לקצה אחד של הצינור. להסיר את חלק המחט של המזרק האחר ולהכניס את הקצה הקהה לקצה השני של הצינור. צרף את הצנתר למזרק 1 מ"ל ולמלא את הקטטר עם פתרון הפרין-מלוח.
- עכבר מקום באינדוקצית ההרדמה הקאמרית גontaining isoflurane 2-2.5% ב100% חמצן. השאר את העכבר בתא האינדוקציה עד שאינו מגיב לגירויים חיצוניים.
- הסר את העכבר מתא האינדוקציה ולמקם אותו על משטח רל המחומם (ECG). לשמור על בעלי החיים בisoflurane 2%.
- החל משחה וטרינר או תמיסת מלח לעיניו של בעל החיים כדי למנוע יובש במהלך ההליך.
2. החדרת הצנתר לוריד זנב
- מאז ורידי הזנב ממוקמים רוחבי משני צידי הזנב, המקום חי על צידו לקבלת גישה טובה יותר. לאבטח את העכבר על כרית ECG עם קלטת. ודא שהחיה נשמר חמה כדי לקדם את ההתרחבות של ורידי הזנב.
- באמצעות פיסת צינורות silastic כחוסם עורק, לקשור החוסם עורק סביב בסיס הזנב. לקשור את חוסם עורקים חזק מספיק כדי לכווץ את הוורידים אבל לא מספיק כדי לנתק את זרימת הדם בעורקים. לאחר 2-3 דקות, הווריד צריך לתפוח החוצה ולהיות גלוי יותר.
- משוך בעדינות את הזנב המתוח. לכופף את הזנב בזווית ביד אחת ולהחזיק במקביל המחט לזנב עם האחר. פירס המחט בי הזנב כפוף דרך העור לתוך הווריד. דם ידחוף בחזרה לקטטר אם המחט מוחדרת לווריד.
- הנח טיפה אחת של דבק רקמות שבו המחט מוחדרת להבטחת קטטר. הסר את חוסם עורקים ולאשר patency על ידי הזרקת תמיסת מלח עם מעט התנגדות.
3. החדרת צנתר לחץ דם דרך עורק הירך
- הנח את צנתר הלחץ לתוך מזרק 30 מיליליטר מלא במים מזוקקים ולחבר את הצנתר ליחידת בקרת לחץ. משרים את הצנתר במים, לחשמל, ל30-45 דקות במהלך הליכי ההקמה והניתוח.
- הנח את פרקדן בעלי החיים ואת קלטת כפותיו על כרית ECG. החל קרם מקריח על החזה ומעל לעורק הירך.
- חכה 3-5 דקות ולהסיר שמנת ושיער. הלהסיר שיער מoroughly החזה כדי למנוע חפצים במהלך אולטרסאונד. נגב את שני חזה ואזורי גפיים האחורי עם כרית טבולה להסיר קרם מקריח עודף.
- בעזרת מספריים בסדר, עושה חתך בעור מעל המיקום של עורק הירך. לנתח דרך רקמת השומן תת עורי כדי לחשוף את עורק הירך. עורק הירך מכוסה חלקית על ידי הבטן. השתמש hemostats כדי להזיז את הבטן משם. שמור את הרקמות לחות באמצעות כיסויו גזה לחה או לחלופין נוטף מלוח על זה מעת לעת כדי למנוע רקמות מהתייבשות.
- באמצעות מלקחיים עדינים, להפריד את העצב מחבילת וריד העורק. בעדינות לחדור מבעד לנדן סביב חבילת עורק הווריד כדי להפריד את העורק מהווריד. לעבור תפר אחד סביב העורק בסוף הפרוקסימלי ולמקם את שני תפרים בקצה הדיסטלי.
- מאובטח לקשור את התפר הדיסטלי ביותר לעצור את זרימת דם דיסטלי. השתמש hemostats למשוך את pתפר roximal להפסיק באופן זמני את זרימת דם לעורק הירך. השתמש microscissors לעשות חתך קטן לתוך עורק הירך. הפוך את החתך ליד קשר דיסטלי.
- כייל את תוכנת רכישת נתונים לקטטר תוך שימוש בהגדרות הכיול ביחידת בקרת לחץ. לעבור יחידת בקרת לחץ חזרה לקריאה מתמר ולאזן את הקטטר הלחץ כך שתפוקות קטטר 0 mm Hg במזרק המים מלאים.
- הכנס את הצנתר לעורק הירך. פתח את החתך עם מלקחיים עדינים ביד אחת ולהכניס את ראש הצנתר לעורק ביד השנייה.
- קשר תפר האמצע סביב חוט קטטר כדי לאבטח את הצנתר לעורק. להירגע התפר הפרוקסימלי ולקדם את הקטטר קדימה אל אב העורקים בבטן. קשר התפר הפרוקסימלי כדי להבטיח עוד יותר את הצנתר וכדי למנוע דימום.
- להעביר בזהירות את משטח א.ק.ג. עם עכבר, קטטר לחץ ומלוח שלyringe לבמה ההדמיה אולטרסאונד. חבר את הקטטר לחץ דם ליחידת בקרת לחץ. מניחים את המזרק מלוח במשאבת המזרק. לאפשר לבעלי החיים וקטטר לאזן במשך 20 דקות.
4. מדידת קוטר אבי העורקים על פני טווח של לחץ דם
- להפחית isoflurane ל -1.5%. דמיינו את אב העורקים עולים longitudinally על B-מצב באמצעות תצוגת ציר זמן. הר מתמר על מערכת הרכבות כך שאותה התצוגה נשמרת לתקופת הניסוי.
- על המיינפריים אולטרסאונד, הצב את סמן M-המצב על הקטע של אב העורקים להיות במעקב. עקוב אחר השינוי בקוטר אב העורקים על מחזור הלב באמצעות M-mode.
- לשנות את המלוחים במזרק לפתרון PE ולמקם את המזרק לתוך משאבת המזרק.
- שיא M-mode בלחץ אב העורקים בתחילת מחקר. להתחיל עירוי ב 360 מיקרוגרם / קילוגרם / דקה ולהחדיר דקות 1 ללחץ אב העורקים להגיע לרמה. לעכבר 25 גרם, זה לעשותse משווה ל 30 μl / min.
- רשום את M-mode, ואז לעצור את העירוי, ולהמתין 2 דקות ללחץ דם לחזור לנקודת התחלה.
- קצב עירוי נמוך עד 240 מיקרוגרם / קילוגרם / דקה. לעכבר 25 גרם, מינון זה משווה ל 20 μl / min. התחל עירוי, להחדיר דקות 1 ללחץ דם לרמה, ושיא M-mode. לעצור את העירוי, ולהמתין 2 דקות ללחץ דם לחזור לנקודת התחלה.
- חזור על שלב 4.4 עבור 120 מיקרוגרם / קילוגרם / דקת PE (10 μl / min לעכבר 25 גרם).
- החלף PE עם מי מלח ולהחדיר המלוחים בשיעור המשמש לעירוי 360 מיקרוגרם / קילוגרם / דקה (30 μl / min לעכבר 25 גרם). להשרות במשך 2-3 דקות, עד שעירוי נוסף אינו מייצר עלייה בלחץ באב עורקים ולחץ חוזר לנקודת התחלה. חכה 5 דקות ללחץ הדם לייצוב בתחילת המחקר.
- החלף מלוח עם SNP.
- שיא M-mode בלחץ אב העורקים בתחילת מחקר. להתחיל עירוי ב 240 מיקרוגרם / קילוגרם / דקה (20 μl / min לעכבר 25 גרם)להשרות למשך 1 דקה. כאשר לחץ באב עורקים מגיע לרמה, להקליט M-mode. לעצור את העירוי ולחכות 2 דקות ללחץ דם לחזור לנקודת התחלה.
- קצב עירוי נמוך עד 120 מיקרוגרם / קילוגרם / דקה (10 μl / min במשך 25 עכבר ז). התחל עירוי, להחדיר דקות 1 ללחץ דם לרמה, ושיא M-mode. להפסיק עירוי ולחכות 2 דקות ללחץ דם לחזור לנקודת התחלה.
- חזור על שלב 4.8 עבור 60 מיקרוגרם / קילוגרם / דקת SNP (5 μl / min במשך 25 עכבר ז).
5. הפסקת הניסוי
- להרדימו, להגדיל את isoflurane עד 4%. כאשר נשימת הואט, בדרך כלל ב1-2 דקות, לחתוך את עצם החזה עם מספריים כדי לפתוח את חלל בית החזה ולחשוף את הלב.
- לתפוס את הלב עם מלקחיים בינוניים ולהעיף אותו מהגוף על ידי חיתוך באב העורקים עולים עם מספריים.
Representative Results
תמונת אורך של אב העורקים חדר ועולה השמאלי הוא נתפס על B-מצב, כפי שמוצגת באיור 1. לחלופין, ניתן לקבל תמונת אורך של רק אב העורקים, כמו באיור 2. התנועה של קיר אב העורקים בלב מחזור מופיע כשני קווים לבנים על M-mode, כפי שמוצג באיור 3. לומן של אב העורקים הוא האזור שבין השורות. לחץ באב עורקים הוא מווסת על ידי עירוי של תרופות vasoactive. PE מעלה את הלחץ באב העורקים, כפי שמוצג באיור 4 א, וSNP מוריד את הלחץ, כפי שמוצג באיור 4. M-mode נרשם כאשר מישורי לחץ דם, 1 דקות לאחר תחילת העירוי. לחץ אב העורקים משתנה בהדרגה באמצעות שינוי המינון של התרופה מנוהלת, כפי שמוצג באיור 5. מינון של תרופה נמצא בשליטה באמצעות התעריף של עירוי. כל מינוני התרופה נמצאים במיקרוגרם / קילוגרם / דקה. קטרים מרביים ומזעריים נמדדים על tהוא M-mode, שמוצג באיור 3. קטרים אלה מתאים לסיסטולי ודיאסטולי לחצי אב העורקים שנרשמו על ידי קטטר הלחץ.
ערכי סיסטולי ודיאסטולי קוטר ולחץ של שלושה מחזורי לב נמדדים בתחילת מחקר ולכל מנת PE וSNP. סטיית התקן בין שלוש מדידות קוטר במינון תרופה אחת נעה בין 0.01 מ"מ ל0.04 מ"מ. קוטר אב העורקים ניתן להתוות נגד לחץ אב העורקים המקביל שלה כדי להמחיש את קשר לחץ-קוטר, כפי שמוצג באיור 6 א.
ערכי לחץ-קוטר אלה משמשים לחישוב תאימות אב העורקים. עמידת עורקים מחושבת על ידי
= (Sys D - קוטר D) C / (sys P - dia P) (1)
שבו sys D ו- D הוא קוטר קטרי סיסטולי ודיאסטולי וsys P וdia P לחצים סיסטולי ודיאסטולי. ציות ומתכוון לחץ אב העורקים (MAP) מחושב בתחילת מחקר ולכל מנת PE וSNP. תאימות זממה נגד MAP כדי להדגים את הלחץ-התלות של קשיחות. בגלל ההתנהגות אלסטית קוי של אב העורקים, עמידה יורדת עם עליית MAP, כפי שניתן לראות באיור 6.
איור 1:. צפה באורך של האאורטה עולה על B-מצב מדידות קוטר לקוחים מתמונת אורך של האאורטה עולה עוזבת את החדר השמאלי. LV: חדר השמאלי; הרשות הפלסטינית: עורק ריאה; AA: עולה אב העורקים. ויזואליזציה של עורק הריאה תלויה במיקום הבדיקה. קוטר אב העורקים נמדד דיסטלי לשסתום אב העורקים. תדירות הבדיקה משמשת ללכידת תמונה זו היא 40 מגה-הרץ.
page = "תמיד"> 
איור 2:. צפה בחלופי של האאורטה עולה על B-מצב האאורטה עולה בהשתתפות בולטת יותר וקירות חדר ולב השמאלי הם פחות ברורים. AA: אב העורקים עולים; LV: חדר שמאלי. תדירות הבדיקה משמשת להקלטת תמונה זו היא 40 מגה-הרץ.
איור 3:. אב העורקים דמיינו על M-mode קוטר אבי העורקים נמדד מתמונת M-המצב. התנועה של קיר אב העורקים מופיעה כשני קווים גליים. החלל בין שני הקווים הוא לומן של אב העורקים. קטרי אב העורקים סיסטולי ודיאסטולי של שלושה מחזורי לב נמדדים על פי M-mode. בתמונה זו, לחץ באב עורקים שנרשמו על ידי קטטר הלחץ, אות ECG, ומחזור הנשימה מוצגים באדום, ירוק, צהוב ועל M-mode. הבדיקה frequency משמש להקלטת תמונה זו היא 40 מגה-הרץ ומהירות סריקת הרכישה היא 1,200 הרץ.
איור 4:. שינוי לחץ באב עורקים בהדרגה לחץ אבי העורקים משתנה באופן הדרגתי על ידי המינון של תרופה הרוויה. מינון תרופה הוא מווסת על ידי קצב העירוי. כל המינונים נמצאים במיקרוגרם / קילוגרם / דקה.
איור 5:. לחץ ויסות לחץ באב עורקים בתרופות vasoactive אבי העורקים הוא גדל עם עירוי של phenylephrine המכווץ כלי הדם (PE) וירד עם עירוי של nitroprusside נתרן vasodilator (SNP). מישורי לחץ אב העורקים 1 דקות לאחר תחילת עירוי התרופה. M-מצב של קוטר אב העורקים נרשם ברמה. (א) מראה העלייה בלחץ אב העורקיםעם עירוי PE / קילוגרם / דקה 360 מיקרוגרם. (ב) מציג את הירידה בלחץ אב העורקים עם 240 מיקרוגרם / קילוגרם / עירוי דקות SNP. זמן העירוי החל והזמן M-mode נרשם מסומנים על העקבות. לחץ אב העורקים משתנה באופן הדרגתי על ידי המינון של תרופה הרוויה. מינון תרופה הוא מווסת על ידי קצב העירוי. כל המינונים נמצאים במיקרוגרם / קילוגרם / דקה.
איור 6: קוטר לעומת לחץ ועמידה מול מתכוון חלקות לחץ אב העורקים קוטר אבי העורקים ניתן להתוות נגד לחץ אב העורקים המקביל שלה כדי להראות את קשר לחץ-קוטר ().. תאימות ניתן לחשב עבור כל תוספת לחץ וזממה נגד הלחץ הממוצע של אב העורקים (MAP) כדי להראות את התלות בלחץ של נוקשות של אב העורקים (B).
Discussion
במדידות קוטר בכמה צעדים של לחץ על פני טווח רחב של ערכי לחץ היא הכרחית לאפיון מדויק של יחסי לחץ-קוטר. גבולות הלחץ העליונים ותחתונים שיכול להיגרם פרמקולוגית עשויים להשתנות מקבוצת הניסוי, אך בטווח האידיאלי הוא סביב 25 mm Hg 125 מ"מ Hg דיאסטולי ו -50 מ"מ כספית לסיסטולי Hg 200 מ"מ. מנות של 360 מיקרוגרם / קילוגרם / דקת PE ו -240 מיקרוגרם / קילוגרם / דקת SNP בדרך כלל לעורר את גבולות טווח הלחץ. עם זאת, מינונים של PE ניתן להגדיל עד 480 מיקרוגרם / קילוגרם / דקה וSNP 360 מיקרוגרם / קילוגרם / דקה כדי לוודא שהגבולות כבר הגיעו. ריכוזי עבודה של PE וSNP יכולים להיות ירידה להשיג מרווחי לחץ עדינים. כקוטר ישתנה עם לחץ באב עורקים, וישכנע אותם ערכי לחץ בין בעלי חיים וקבוצות ניסוי הוא לא חשוב.
ורידים ועורקים cannulation יכולים להתבצע במקומות אחרים עם אותו outcomes. cannulation וריד הזנב יכול להיות מאתגר בגלל גודלו הקטן של וריד הזנב. יתר על כן, וריד הזנב אינו גלוי בקלות בעכברים בצבע כהה. וריד הירך ניתן cannulated כחלופה. מסלול זה עשוי להיות קל יותר מאז וריד הירך הוא נגיש יותר. להכנסת קטטר לחץ, חוץ מעורק הירך, יכול להיות מוכנס הצנתר דרך הראש. עורק הירך עדיף על העורק הראשי, עם זאת, כי באזור החזה נותר בשלמותה להדמית אולטרסאונד. cannulation עורק הירך יכול להיות קשה יותר, כי עורק הירך הוא קטן יותר. שימוש בקטטר F 1.2 והחדרת קטטר בעורק הירך הפרוקסימלית מתחת לחלל הבטן תקל על תהליך cannulation. הצבת כמה טיפות סוכן vasodilating כמו לידוקאין של על עורק הירך או באמצעות צנתר היכרויות גם יכול לעזור להגדיל את הכלי כדי להקל על החדרת צנתר. קטטר הלחץ צריך להיות מטופלים ומשמשעל פי הוראות היצרן.
מיקום של הצנתר בתוך אב העורקים אינו צריך להיות עקבי בין בעלי החיים כירידה בלחץ בתוך אב העורקים היא חסרת משמעות. עם זאת, הצבת קטטר באב העורקים בבטן יכולה להיות טובה יותר כדי למזער את ההפרעה להדמית אולטרסאונד של אב העורקים החזי. מחשבים מרכזיים אולטרסאונד מסוימים יכולים להקליט לחץ בזמן אמת עם עקבות M-mode, ובכך נותן מדידת לחץ לכל קוטר שנמדד על M-mode. למרבה הצער, בגלל המיקום שבו הקוטר נמדד הוא לא באותו מיקום כמו שבו לחץ נרשם, פיגור קיים בין הלחץ שנרשם בקטטר והלחץ בפועל באב העורקים עולים. כתוצאה מכך, רק מרבי ומדידות קוטר מינימליות יכולים לשמש לניתוח נתונים.
המגבלה העיקרית של שיטה זו היא חוסר הוודאות במדידה שהוצגה על ידי אב העורקים הסטה פנימה והחוצה of מטוס אולטרא-סאונד במהלך מחזור הלב. השגיאה הציג Motion היא משותפת לכל מחקרי ההדמיה מבוססת, כולל MRI ו- CT. אסטרטגיות פיצוי כוללות שימוש בתכונות אנטומיים להעביר את מסגרת התייחסות לתנועה 18 ומיושמים במהלך עיבוד הנתונים. כתוכנת פיצוי תנועה היא לא זמינה, החוקר צריך להיות ערני לגבי התאמת המיקום של החללית כדי לעקוב אחר השינוי במיקומו של אב העורקים כעליית לחץ דם ומקטין. כמו כן יש לקחת מדידות קוטר דרך המרכז של אב העורקים. עם זאת, קביעה אם מיקום הקלטת M-mode עובר דרך המרכז יכולה להיות קשה לשפוט על תמונת אולטרסאונד, במיוחד עם עמדות אב העורקים משתנות. חוסר הוודאות שהוצגה על ידי מגבלות אלה באו לידי ביטוי במידת הפיזור בנתונים, כפי שניתן לראות באיור 6. קבלת תמונה של החתך במקום ציר אורך של ascendiאב העורקים ng יכול להיות פתרון. עם זאת, קבלת השקפה זו יכולה לפעמים להיות מאתגרת יותר והעקבות M-מצב וכתוצאה מכך יכולות להיות פחות ברורות. היקף החתך מתמונת B-mode ניתן היה למדוד במקום קוטר מתמונת M-המצב. עם זאת, קביעה כאשר היקף מקסימאלי ומינימאלי הושג יהיה מוגבל על ידי מסגרת שיעור B-המצב ועלול להיות קשה יותר לשפוט מאשר על M-mode.
ביצוע מדידות מרובות של עלילת לחץ-קוטר והגדלת גודל קבוצת ניסוי יכול לשפר את דיוק הנתונים. ניתן לאסוף נתונים בלחץ-קוטר בכמה מוקדים לאורך החזה. פרוטוקול זה יבוצע ראשון עם החללית שהונחה על מיקום אחד בחזה. אב העורקים היו אז להיות דמיינו עם הבדיקה מונחת על מיקום אחר והפרוטוקול חוזר ונשנה.
סוכני vasoactive משמשים כדי לווסת את לחץ דם עלולים להשפיע על musc חלק אב העורקיםטון le, אשר בתורו ישפיע על נוקשות. עם זאת, מניפולציה של לחץ באב עורקים על ידי חזרת ורידים הוכח לייצר שינויים דומים בPWV נמדד פולשני כמניפולציה תרופתית בחולדות. ממצאים אלה מראים כי עירוי של תרופות vasoactive לפעול בעיקר בעורקי התנגדות ההיקפיים ואינו משפיע על שרירים טון חלק אב העורקים 19 באופן משמעותי.
פרוטוקול זה יכול להתבצע בחולדות עם כמה שינויים קלים. החזה מגולח לפני החלת קרם מקריח. X ½ "קטטר 27 G זמין מסחרי משמש לעירוי תרופה. מינוני התרופה המשמשים ללווסת את לחץ באב עורקים הם 40, 80, ו -120 מיקרוגרם / קילוגרם / דקה של PE ו- 40, 80, ו -120 מיקרוגרם / קילוגרם / דקה של SNP.
מלבד אב העורקים עולים, הבדלים אזוריים בנוקשות אב העורקים ניתן לקבוע בפרוטוקול זה. נוקשות אזוריות נמדדו על ידי גישה זו תהיה מדויקות יותר מאשר על ידי PWV כמדידות arדואר נלקח ממקום אחד בניגוד לשני מקומות לPWV. עם זאת, אזורים לאורך אב העורקים שניתן למדוד עם טכניקה זו מוגבלים לאלה שניתן דמיינו על ידי אולטרסאונד.
מודולוס אלסטיות גם יכול להיות מחושב מהנתונים שנאספו על ידי בשיטה זו אם ניתן להשיג מדידת עובי דופן. מדויק במדידת vivo של אב העורקים העכבר הוא מוגבל על ידי גבולות הרזולוציה של טכנולוגיית אולטרסאונד הנוכחית. שיפור עתיד של טכנולוגיית אולטרא-סאונד יכול לעשות במדידה ריאלי יותר vivo עובי קיר. כחלופה, ניתן לבצע מדידות עובי vivo לשעבר. myography לחץ יספק את המדידות מדויקות ביותר, כי העובי ניתן למדוד בכל תוספת לחץ.
Disclosures
יש לי המחברים אין לחשוף.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment | |||
| High-resolution ultrasound machine | Visual Sonics | Vevo2100 | |
| 13-24 MHz transducer | Visual Sonics | MS250 | Used for imaging rats |
| 22-55 MHz transducer | Visual Sonics | MS550D | Used for imaging mice |
| Imaging Station | Visual Sonics | Imagine Station 1 | |
| 1.2F Pressure catheter | Transonic | FTH-1211B-0018 | |
| SP200 pressure control unit | Transonic | FFS-095-DP01 | |
| Standard Infusion Only Harvard Pump 11 Plus syringe pump | Harvard Apparatus | 702208 | |
| Isoflurane vaporizer | VetEquip | 911103 | |
| Induction chamber | VetEquip | 941443 | |
| 100% O2 | Airgas | OX USP200 | |
| Single Stage Brass 0-50 psi General Purpose Cylinder Regulator CGA540 | Airgas | Y11215B540 | |
| Stereo Boom Stand Microscope | National Optical | 420-BMSQ | |
| Fiber optic illuminator & light pipe | Cole Palmer | EW-41500-50 | |
| Supplies | |||
| 30G x 1/2" BD PrecisionGlide Needle | BD | 305106 | For tail vein cannulation in mice |
| Polyethylene Tubing PE10 | Becton Dickinson | 427401 | For tail vein cannulation in mice |
| 27G x 1/2" Surfloe winged infusion set | Terumo | SV*27EL | For tail vein cannulation in rats |
| Signa Gel Electrode Gel | Parker | 15-25 | Use for ECG recording |
| Aquasonic Clear Ultrasound Gel | Parker | 03-08 | Use for ultrasound |
| 1ml Sub-Q Syringes, 26G x 5/8" | BD | 309597 | |
| Nair | Nair | Depilatory cream | |
| Histoacryl | TissueSeal | TS1050071FP | Tissue glue |
| Braided Silk Suture 6-0 | Teleflex | 104-S | |
| Dumostar P55 fine forceps | Roboz | RS-4984 | |
| Microscissors | WPI | 501839 | |
| Fine scissors | FST | 14060-11 | |
| Medium forceps | Ted Pella | 5665 | |
| Hemostatic forceps | Roboz | RS-7131 | |
| Non-sterile cotton gauze sponge | Fisherbrand | 22-362-178 | |
| Cotton tipped applicators | Oritan | 803-WC | |
| Label tape | Fisherbrand | 15-901-20 | |
| Drugs | |||
| Sodium chloride | Sigma Aldrich | S7653 | |
| R-Phenylephrine hydrochloride | Sigma Aldrich | P6126 | |
| Sodium nitroprusside dihydrate | Sigma Aldrich | 71778 | |
| Software | |||
| Prism | GraphPad | ||
| Excel | Microsoft |
References
- Mitchell, G. F., et al. Changes in arterial stiffness and wave reflection with advancing age in healthy men and women - The Framingham Heart Study. Hypertension. 43, 1239-1245 (2004).
- Mahmud, A., Feely, J. Effect of smoking on arterial stiffness and pulse pressure amplification. Hypertension. 41, 183-187 (2003).
- Lehmann, E. D., Gosling, R. G., Sonksen, P. H.
- Wang, Y. -X., et al. Reduction of cardiac functional reserve and elevation of aortic stiffness in hyperlipidemic Yucatan minipigs with systemic and coronary atherosclerosis. Vasc. Pharmacol. 39, 69-76 (2002).
- Ben-Shlomo, Y., et al. Aortic Pulse Wave Velocity Improves Cardiovascular Event Prediction: An Individual Participant Meta-Analysis of Prospective Data From 17,635 Subjects. J. Am. Coll. Cardiol. 63, 636-646 (2014).
- Mitchell, G. F., et al. Arterial stiffness and cardiovascular events: the Framingham Heart Study. Circulation. 121, 505-511 (2010).
- Mattace-Raso, F. U., et al. Arterial stiffness and risk of coronary heart disease and stroke: the Rotterdam Study. Circulation. 113, 657-663 (2006).
- Laurent, S., et al. Aortic stiffness is an independent predictor of all-cause and cardiovascular mortality in hypertensive patients. Hypertension. 37, 1236-1241 (2001).
- Fung, Y. C. Biomechanics: Mechanical Properties of Living Tissues. , 2nd edn, Springer. New York, NY. (1993).
- Shadwick, R. E.
- Gasser, T. C., Ogden, R. W., Holzapfel, G. A. Hyperelastic modelling of arterial layers with distributed collagen fibre orientations. Journal of The Royal Society Interface. 3, 15-35 (2006).
- Zieman, S. J., Melenovsky, V., Kass, D. A. Mechanisms, Pathophysiology, and Therapy of Arterial Stiffness. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 25, 932-943 (2005).
- Jung, S. M., et al. Increased tissue transglutaminase activity contributes to central vascular stiffness in eNOS knockout mice. Am. J. Physiol.-Heart Circul. Physiol. 305, 803-810 (2013).
- Santhanam, L., et al. Decreased S-Nitrosylation of Tissue Transglutaminase Contributes to Age-Related Increases in Vascular Stiffness. Circ. Res. 107, 117-243 (2010).
- Fitch, R. M., Vergona, R., Sullivan, M. E., Wang, Y. X. Nitric oxide synthase inhibition increases aortic stiffness measured by pulse wave velocity in rats. Cardiovasc. Res. 51, 351-358 (2001).
- Bergel, D. H. The static elastic properties of the arterial wall. The Journal of Physiology. 156, 445-457 (1961).
- Leloup, A. J., et al. Applanation Tonometry in Mice: A Novel Noninvasive Technique to Assess Pulse Wave Velocity and Arterial Stiffness. Hypertension. 21, 21 (2014).
- Morrison, T. M., Choi, G., Zarins, C. K., Taylor, C. A. Circumferential and longitudinal cyclic strain of the human thoracic aorta: age-related changes. J Vasc Surg. 49, 1029-1036 (2009).
- Butlin, M., Hammond, A., Lindesay, G., Viegas, K., Avolio, A. P. In vitro and in vivo use of vasoactive agents in characterising aortic stiffness in rats: testing the assumptions. Hypertens. 30, 42 (2012).
