Introduction
Cardiale druk volume curve analyse geeft gedetailleerde informatie van de hartfunctie en de gouden standaard voor functionele beoordeling 1. Terwijl beeldvormende technieken zoals echocardiografie of cardiale MRI bieden functionele maatregelen, deze maatregelen zijn sterk afhankelijk van het laden van omstandigheden. Lastonafhankelijke maatregelen van cardiale contractiliteit en relaxatie vereisen dynamische metingen van de ventriculaire druk en volume verhouding over een reeks preload en afterload. Dit begrip van de druk-volume relatie komt voort uit het baanbrekende werk van Sagawa en collega's 2,3. Ze aangetoond in ex vivo doorbloed hond harten dat de druk-volume loop afgeleid contractiliteit maatregelen onafhankelijk van beladingscondities 4 waren.
In vivo toepassing van deze analyses werd mogelijk door de ontwikkeling van conductantie catheters in 1980. Deze technische vooruitgang toegestaan Kass en collega druk-volume curve analyse mens 5,6 uitvoeren. Miniaturisatie geleidingstijd katheters en verbeteringen in chirurgische technieken in de late 1990's 7 uit analyse van knaagdieren hartfunctie haalbaar, waardoor genetische en farmacologische studies worden uitgevoerd. Dit voorschot heeft sindsdien geleid tot het wijdverbreide gebruik van de druk-volume curve analyse en heeft geleid tot een grote mate van inzicht in zoogdieren cardiale fysiologie.
Een belangrijk concept in het gebruik geleidingstijd katheters en de interpretatie van gegevens van het de verhouding tussen volume en geleidingsvermogen. Geleiding is omgekeerd evenredig met de spanning die wordt gemeten met een katheter met een proximaal geplaatste elektroden, meestal geplaatst onder de aortaklep, en distaal ten LV apex 8. Veranderingen in spanning of geleidbaarheid worden gemeten door veranderingen in de stroom van het proximale naar het distale elektrode. Hoewel het bloed zwembad dragenis significant voor geleiding, de bijdrage van de ventriculaire wand, genaamd parallelgeleiding (Vp), om gemeten geleiding worden afgetrokken absolute LV volumemetingen verkrijgen.
De methoden om deze correctie uit te voeren, een zogenaamde zoutoplossing kalibreren worden besproken in de onderstaande protocol. De wiskundige relatie tussen geleiding en het volume, beschreven door Baan en collega's, dat het volume = 1 / α; (ρ L 2) (GG p), waarbij α = uniform veld correctiefactor, ρ = bloed weerstand, L = afstand tussen de elektroden, G = geleiding en G p = niet-bloed geleiding 9. Van de nota, de uniforme veld correctiefactor bij muizen benadert 1.0 als gevolg van kleine kamer volumes 10. In combinatie met de druk transducers, de conductantiecatheter biedt real-time gelijktijdige druk en volume data.
Cardiale pressure-volume analyse presenteert bijzondere voordelen ten opzichte van andere maatregelen van de hartfunctie, als zij toestaan dat voor het meten van ventriculaire functie onafhankelijk van de belasting en de voorwaarden van de hartslag. Specifieke belasting-onafhankelijk cardiale indices van contractiliteit omvatten: eind-systolische druk volume relatie (ESPVR), d P / d t max -end-diastolisch volume relatie, maximale elasticiteit (E max) en voorspanning rekruteerbare beroerte werk (PRSW). Een last-onafhankelijke maat voor de diastolische functie is het einde-diastolische druk volume relatie (EDPVR) 11. Het volgende protocol beschrijft het gedrag van de cardiale druk volume curve analyse, met behulp van zowel een halsslagader en een apicale aanpak. Hoewel de methode om deze studies uit te voeren zijn beschreven in detail is 8,11, zullen we beoordelen belangrijkste stappen nauwkeurige druk-volume metingen zowel zoutoplossing en cuvette corrigeren voor kalibratie, en een visuele demonstratie van Thesse procedures. Onderzoek met dieren uit voor deze studie uitgevoerd werd behandeld volgens de goedgekeurde protocollen en dierenwelzijn reglementen van Institutional Animal Care en gebruik Comite Duke University Medical Center.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. conductantiecatheter Preparaten en druk kalibratie
- Sluit conductantiecatheter naar de hemodynamische katheter module. Elektronisch kalibreren druk- en volumemetingen door het opnemen van vooraf ingestelde druk en volume van de catheter module. Het opnemen van een tracing van 0 mm Hg en 25 mm Hg (Figuur 1A) en wijs spanningen zowel druk tracings (Figuur 1B en 1C). Ook een volume tracering van 5 RVU en 25 RVU (figuur 1D) opnemen en deze toewijzen spanningen zowel volume tracings (1E en 1F).
- Bevestig de elektronische druk kalibratie met een manuele druk kalibratie, met behulp van een kwikkolom bloeddrukmeter. Plaats de bloeddrukmeter manchet haven met een 3-weg kraan. Vul een 3-poort hemostaseklep systeem, vaak gebruikt voor coronaire angioplastie, met RT water via de zijpoort.
- Plaats de punt van een conductantiecatheter in de vloeistof gevulde hemostaseklep en voorzichtig verzekeren without knikken katheter. Sluit de hemostaseklep om de bloeddrukmeter en opblazen tot 200 mmHg en sluit 3-weg kraan. Onderzoeken of de gemeten druk komt overeen met de druk opgeblazen op de bloeddrukmeter.
- Plaats katheter in zoutoplossing verwarmd tot 37 ° C die op het niveau van het operatiegebied en meet de druk. Pas drukregeling tot de opgenomen druk op nul.
2. Anesthesie / intubatie
- Dien ketamine / xylazine (80-100 / 10 mg kg -1) als een intraperitoneale injectie.
Opmerking: Alternatief anesthetische middelen worden gebruikt. Een uitgebreide lijst van anesthesie worden gegeven in eerdere beoordelingen van deze techniek 11,12. Juiste verdoving kan worden bevestigd door zachte staart knijpen. - Eenmaal verdoofd, scheren de nek en borst met tondeuses en leg ze op een verwarmde pad. Houd de muis rectale temperatuur op 36,5-37,5 ºC. Lage lichaamstemperatuurzal resulteren in depressieve hartslag. Breng zalf voor de ogen tot droog voorkoming
- Voeg een middellijn incisie in de nek en ontleden de tracheale spieren weg naar de luchtpijp bloot. Plaats een endotracheale buis door de mond, terwijl het visualiseren van de luchtpijp te garanderen intubatie en verbinding met de respirator.
- Handhaaf muis in de ventilator tijdens de procedure. Stel ventilatorinstellingen opgegeven dieren zoals eerder beschreven 11. Tidal Volume (ml) = 6,2 x (gewicht van het dier in kg) 1.01 en beoordeel Respiratory = 53,5 x (gewicht van het dier in kg) -0,26.
3. Plaatsing van conductantiecatheter in LV kamer
- Carotis aanpak
- Om steriliteit te verzekeren, twee steriele chirurgische instrumenten gebruikt- een voor initiële incisie en één om in het thoracotomie. Instrumenten moeten worden ontsmet met een droge sterilisator tussen dieren tijdens een individuele sessie een chirurgischend geautoclaveerd bij het eind van elke operatieve dag.
- Nadat de huid is ontsmet met drie cycli van chloorhexidine + alcohol scrub (0,5% chloorhexidine / 70% alcoholoplossing), een insnijding in de rechter halsslagader van onderkaak tot borstbeen. Ontleden omringende weefsel rechts halsslagader bloot, en snijd de nervus vagus die tegen de halsslagader uitgevoerd.
- Plaats een steriele 6-0 zijden hechtdraad rondom het distale einde (weg van de borst) van de halsslagader, binden en veilig. Plaats twee extra hechtingen onder de halsslagader proximale (dichter bij de borst) om de eerste hechting losjes binden midden hechtdraad. Trek de proximale hechtdraad en beveiligen door klemmen aan de huid. Zorg ervoor dat de halsslagader heeft zowel proximaal en distaal is geklemd alvorens.
- Voeg een kleine incisie in de halsslagader R., proximaal van de eerste hechting, en strekken zich in lengterichting naar de borst.
- Steek de conductantiecatheter tip,vooraf gedrenkt in warme saline gedurende 30 min in het vat door de incisie en zet de katheter met de middelste hechtdraad.
- Zachtjes vooraf de katheter in de linker ventrikel via de halsslagader, tijdens het kijken naar de druk-volume loop tracing om een juiste plaatsing te zorgen.
Opmerking: optimale plaatsing van de katheter druk-volume lussen die rechthoekige verschijnen opleveren (zie figuur 2). Wanneer één weerstand tegen de doorgang van de katheter wordt aangetroffen, trek heen en weer vooruit lichte druk. Zachte draaiing van de katheter kan helpen bij plaatsing in de linker ventrikel. Waardoor de conductantiecatheter kan leiden tot ernstige cardiovasculaire complicaties of beschadiging van de catheter. - Neem basislijndruk-volume lussen ~ 10 minuten na katheter en het bereiken van een stabiele toestand (figuur 2).
- Apical Approach
- In een verdoofde en geventileerd muis, maken een incisie frOM het processus xiphoideus en doorsnijden de borstwand zijdelings totdat het membraan zichtbaar.
- Snijd hoewel het membraan en visualiseren van de apex van het hart.
- Plaats de conductantie katheter in de apex van de linker ventrikel via een naald steekwond (met behulp van een 25-30 G naald), totdat het proximale elektrode net binnen de hartkamer.
- Neem basislijndruk-volume lussen ~ 10 minuten na katheter en het bereiken van een steady state.
4. Variërend nabelasting behulp Transient Aorta occlusie
- Voorbijgaande aorta occlusie uit te voeren, een kleine horizontale incisie in de borst en ontleden omringende weefsel om de dwarse aorta bloot te leggen.
- Plaats een 6-0 zijden ligatuur onder het dwarse aorta. Nadat de druk-volume lussen zijn teruggekeerd naar de basislijn, sluiting beide einden van de hechtdraad met een naaldklem, voorzichtig en langzaam de hechtdraad verhogen dan 1-2 seconden en langzaam spanningen weg. Herhaal deze procedure tot drie afzonderlijke optimale opnamen zijn gemaakt van hetzelfde dier.
Opmerking: Optimale opnames moeten minstens 5 druk volume luscycli en een gestage toename van de eind systolische druk tijdens het aanbrengen van spanning op de hechtdraad (figuur 3A en 3C) zijn.
5. Variërend Preload behulp Transient vena cava inferior occlusie (IVC)
- Voorbijgaande inferior vena cava occlusie voeren, maken een horizontale snede onder de processus xiphoideus, onder het diafragma de IVC bloot.
- Plaats een 6-0 zijden ligatuur onder het IVC. Nadat de druk-volume lussen zijn teruggekeerd naar de basislijn, sluiting beide einden van de hechtdraad met een naaldklem; voorzichtig en langzaam verhogen de hechting dan 1-2 sec, en langzaam de spanning los te laten. IVC occlusie kan ook worden uitgevoerd door het zachte uitoefening van druk met een wattenstaafje.
- Herhaal deze procedure tot drie afzonderlijke optimale opnamen made van hetzelfde dier.
Opmerking: Optimale opnames moeten minstens 5 druk volume luscycli en een constante daling van de linker ventriculaire einddiastolische druk tijdens het aanbrengen van spanning op de hechtdraad hebben (figuur 4A en 4B).
6. Saline Calibration
- Aan het einde van de studie kan een parallelgeleiding (Vp) waarde verkregen door injectie van een bolus van 10 gl hypertone zoutoplossing (15%) in het dier door de halsader (figuur 5A en 5B).
Opmerking: Dit bolus zal een duidelijke toename van het volume met geen verandering in de druk veroorzaken. Deze schijnbare verandering in volume is het gevolg van een verandering in het bloed pool geleiding plaats als gevolg van een feitelijke toename van het volume. Een tijdelijke daling van de dP / dt max kunnen worden waargenomen, zoals hypertone zoutoplossing heeft een negatief inotroop effect 13. De berekende V p kunnen samen in druk volume curve analyse software worden ingevoerdde cuvette kalibratie parameters en converteren RVUs in microliter.
7. Cuvette Calibration
- Om een cuvet kalibratie uit te voeren, plaatst een cuvet met putten van bekende diameters geleverd door de fabrikant op een verwarmingselement of een waterbad opgewarmd tot 37 ºC. Vul de eerste 4-5 gaten met verse warme gehepariniseerd bloed van muizen die een hemodynamische assessments.
Opmerking: Een cuvette kalibratie zorgt voor een nauwkeurige evaluatie van de linker hartkamer bloed zwembad met de muis bloed en zorgt voor de omzetting van datavolume van RVUs naar microliter. - Plaats de conductantie katheter in het eerste putje, totdat alle elektroden ondergedompeld. Beweeg de katheter in de put, die variëren RVUs zal genereren.
- Noteer de geleiding veranderingen in het volume kanaal RVUs. Selecteer de hoogste RVU voor de kalibratie.
Opmerking: Het volume van de putten ofwel berekend 1) met de vergelijking voor de volume van een cilinder, waarbij de straal die van de cuvette put en de lengte is gebaseerd op de lengte tussen de binnenste twee meetelektroden of 2) inchecken instructies van de fabrikant. De geleiding uitgang kan worden gecorreleerd met de bekende volumes een kalibreringsformule dat de gegevens omzet van RVUs in 11 microliter ontwikkelen.
8. Euthanasie
- Bij de sluiting van het protocol, worden de muizen gedood met behulp van cervicale dislocatie terwijl onder narcose.
- Om te zorgen dood, muizen hebben ondergaan cervicale dislocatie moet secundaire werkwijze euthanasie ondergaat. We gebruiken verbloeding onder verdoving met oogsten van hartweefsel voor experimenten of bilateraal thoracotomie onder verdoving.
9. Data-analyse met behulp van Volume Pressure Loop Analyse Software
- Bereken V p van Saline Calibration
- Selecteer druk en volume lussen verkregen tijdens het uitwerpen van hypertone zoutoplossing (figuur 5A en 5B)
- Export loops drukvolume analysesoftware. Kies optie voor Saline kalibratie (figuur 5C)
- Noteer de berekende waarde Vp (Figuur 5D).
Opmerking: De Vp waarde wordt berekend door het identificeren van het snijpunt van de 1) Eind-diastolische volume versus eind-systolisch volume van de zoutoplossing kalibratie en 2) End-diastolisch volume = eind-systolisch volume lijn. Het snijpunt van deze lijnen geeft de Vp, die wordt berekend door de druk volume curve analyse software.
- Voer geleiding naar volume (RVU) ten opzichte van het volume kanaal opties (Figuur 1F)
- Meet Baseline druk-volume loop relatie
- Selecteer 8-10 cardiale cycli van druk en volume kanalen eenmaal steady state is bereikt (Figuur 2A) en de uitvoer naar de analyse zachteware. Identificeer 5-6 eindexpiratoire lussen (Figuur 2B)
- Gebruik de Vp waarde te corrigeren voor parallelle geleiding. Kies de optie 'Steady State' en het genereren van een hemodynamische overzichtstabel (figuur 2C)
- Maatregel Pressure-Volume loop Relation tijdens Aorta Vernauwing
- Selecteer 8-10 hartcycli van druk en volume kanalen die overeenkomen met aorta vernauwing voorafgaand aan een verhoging van eind-diastolische druk (figuur 3A) en de uitvoer naar analysesoftware. Identificeer 5-6 eindexpiratoire loops (figuur 3C)
- Selecteer "Contractiliteit" analyse (Figuur 3B), die de End-systolische druk Volume Relation berekent (ESPVR)
- Maatregel Pressure-Volume loop Relation tijdens IVC Vernauwing
- Selecteer 8-10 hartcycli van druk en volume kanalen die overeenkomen met IVC vernauwing (Figure 4A) en de uitvoer naar analyse software. Identificeer 5-6 eindexpiratoire lussen (Figuur 4B)
- Selecteer "Contractiliteit" analyse (figuur 3B), die voorspanning rekruteerbare Stroke Work berekent (PRSW) (Figuur 4C), maximum dP / dt versus EDV (figuur 4D), evenals de ESPVR en eind-diastolische druk volume verhouding (Fig 4E)
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
De druk-volume curve analyse kan worden gebruikt om de hartfunctie bij genetisch gemodificeerde muizen of muizen ondergaan 14,15 drug studies 16 meten. Representatieve druk volume lussen zijn voorzien van het eerder gepubliceerde werk 16 onderzoeken van het effect van ß-arrestine bevooroordeeld AT1R ligand, TRV120023. Om te testen of TRV120023 invloed op de hartfunctie in vivo, werd de druk-volume lus analyse uitgevoerd op wild-type muizen die conventionele en nieuwe angiotensine receptor blokkers. Intraveneuze infusie van TRV120023 verhoogde cardiale contractiliteit significant (Figuur 6 en Tabel 1, Figuur modificatie van Kim et al. 2012 AJP 16). Samentrekbaarheid maatregelen werden afgeleid uit de aorta vernauwing.
Figuur 1. Cardiac druk en volume kalibratie.Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
In druk volume curve software, toewijzen kanalen voor druk en volume-opnamen. (A) met behulp van hemodynamische katheter module, ingesteld volume-instelling tot 5 RVU en 25 RVU en selecteer beide volumes, (B) Open optie onder het kanaal volume opnames vertonen (C ) Selecteer eenheid conversie en een open "2 punts kalibratie", selecteer "punt 1" en wijs als 5 RVU en selecteer "punt 2" en wijs als 25 RVU, (D) Zet druk op 0 mm Hg en 25 mm Hg, (E ) Open opties onder het kanaal tentoonstellen druk opnames, (F) Select eenheid conversie en open "2 punts kalibratie", selecteer "punt 1" en wijs als 0 mm Hg en selecteer "punt 2" en kontign als 25 mm Hg. Aanvaarden opdrachten door het selecteren van "OK".
Figuur 2. Baseline Hemodynamica Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
(A) Screenshots druk en volume kanalen representatieve hartcycli in een basale toestand, (B) geselecteerde eindexpiratoire basislijndruk-volume lussen die zijn gecorrigeerd voor parallelgeleiding voor analyse. (C) Baseline hemodynamische samenvattingstabel berekend uit geselecteerde loops ; Pes, End systolische druk; Ped, End diastolische druk; Ves, eind systolische volume; Ved, eind diastolisch volume; SV = Stroke Volume
Figuur 3. Aorta Vernauwing Hemodynamica Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
(A) Screenshots druk en volume kanalen representatieve hartcycli tijdens aorta vernauwing, (B) menuselectie contractiliteit analyse uit te voeren, (C) Geselecteerde druk-volume loops in aorta vernauwing voor analyse. (D) ESPVR gemeten aan aorta vernauwing loops .
Figuur 4. IVC Vernauwing Hemodynamica Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
(A) Screenshots druk en volume kanalen representatieve hartcycli tijdens IVC vernauwing, (B) geselecteerde druk-volume loops in IVC vernauwing voor analyse. De PV lussen van IVC vernauwing, Voorspanning rekruteerbare Stroke Work (C), kan Maximal dP / dt versus EDV (D) en ESPVR en EDPVR gemeten.
Figuur 5. Saline Calibration Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
(A) Screenshots van de druk en het volume kanalen van representatieve cardiale cycli tijdens hypertone zoutoplossing injectie (B) Geselecteerde zoutoplossing inspuitdruk-volume lussen f of analyse. Merk op dat de druk zal constant blijven, terwijl het volume aanzienlijk zal toenemen, (C) Menu selectie zoutoplossing kalibratie uit te voeren, (D) Vernieuwd lijnen van de maatregel eind-systolische vs eind-diastolische volume tijdens een zoutoplossing injectie en eind-systolische volume = eind-diastolische volume. Het snijpunt van deze lijnen geeft de parallelgeleiding van Vp.
Figuur 6. Verandering in Contractiliteit met Drug Administration
Verandering in cardiale contractiliteit, gemeten eind systolische elastantie, geëvalueerd wild type muizen behandeld met zoutoplossing, losartan 5 mg / kg / h of TRV023 100 ug / kg / uur gedurende 5 min. TRV023 behandelde muizen ontwikkelden een significante toename eindsystolische elasticiteit vergeleken met losartan behandelde muizen. * p <0,05 versus losartan door 1-way ANOVA.
NHOUD "fo: keep-together.within-page =" always ">
Tabel 1. Wild-type muizen; Hemodynamische Profiel in Reactie van β-arrestine 2 Biased AT1R Agonist
End-systolische druk (ESP) was significant na TRV120023 (TRV) en losartan infuus afgenomen. Cardiale contractiliteit, E es en Emax was significant verhoogd in TRV120023 100 mg · kg · min -1 -1 infusie groep. (* p <0,01; † p <0,05; ‡ p <0,001; n = 5-6 / groep). p waarden weerspiegelen vergelijking met basale staat binnen dezelfde behandelgroep met gebruik van 1-weg ANOVA. Cardiale contractiliteit parameters werden afgeleid met behulp van een aorta vernauwing protocol. AT1R, ANG II type 1 receptor; HR, hartslag; EDP, eind-diastolische druk; ESV, end-systolische volume; EDV, eind-diastolische volume; E es, end-systolische elastantie; EF, eprojectie fractie; Emax, de maximale elasticiteit; dP / dt max en dP / dt min, maximale en minimale snelheid van de druk verandering in het ventrikel, respectievelijk; τ, isovolumetrische ontspanning constant. Klik hier om een grotere versie van deze tabel bekijken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
We beschrijven een werkwijze voor de druk-volume curve analyse perfoming met een conductantiecatheter bij muizen, uitgebreide analyses van zowel cardiale contractiliteit en relaxatie ontlenen. Suga, Sagawa en collega benut druk-volume lussen maatregelen van cardiale contractiliteit bijzonder de helling van de ESPVR of eind-systolische elastantie (E sen) en Emax definiëren. Elasticiteit, bepaald door de verhouding van druk op volume (P / V) varieert over de duur van systole. Tijdens elke systole, de momentane elastantie is afhankelijk van de hartslag en cardiale contractiliteit, maar is grotendeels onafhankelijk van voorbelasting of afterload 3,17. Aldus wordt de piek elastantie of Emax gebruikt voor cardiale contractiliteit die grotendeels onafhankelijk van belastingsomstandigheden van individuele hartcycli 18 definiëren. Een nauw verwant contractiliteit termijn es E wordt bepaald door de helling van de ESPVR over een reeks van hartcyclussen in een stabiele condition. Terwijl E es verschijnt lineair over een beperkt bereik van lasten, kan E es kromlijnig en curvilineariteit is gecorreleerd met contractiele staat 19. Een toename es E of Emax geeft verhoogde contractiliteit en een afname geeft verminderde contractiliteit. Naast E es of E max, kan de druk-volume lus gegevens worden gebruikt om alternatieve samentrekbaarheid indices zoals ontlenen: DP / dtmax-EDV relatie 20, preload-rekruteerbare beroerte werk (PRSW) 21 of maximale power-EDV relaties 22. Deze alternatieve parameters onderzoekt de cardiale reactie over een bereik van voorbelasting en kunnen worden verkregen met IVC vernauwing. Het is vermeldenswaard dat, terwijl ESPVR relatief belasting-onafhankelijk, dit is niet absoluut. Er zijn verschillen in ESPVRs afgeleid van aorta- of IVC vernauwing 23, met aorta vernauwing hebben een grotere invloed op de duur van systole en de mate van verkorting8.
Net als de ESPVR, eind-diastolische druk-volume verhouding (EDPVR) een opgedrukte handeling van cardiale compliance. Deze relatie wordt verkregen door het identificeren einddiastolische druk over een bereik van belastingscondities, die dan geschikt om ofwel een exponentieel model gedefinieerd als P = α (e ß V -1) + P0 (α een stijfheid en schalen coëfficiënt ß = kamer stijfheid coëfficiënt P en 0 = druk bij een 0 volume) 8 of een lineair model (figuur 4C). Druk-volume lus analyse kan aanvullende informatie over de diastolische functie te geven. Een maat voor actieve ontspanning is afgeleid van de afname van ventriculaire druk tijdens isovolumetrische ontspanning. De mono-exponentiële decay van de pieksnelheid van ontspanning voor het begin van LV vulling wordt uitgedrukt tijdconstante t 8.
De meting van parallelgeleiding is van cruciaal belang voor de beoordeling van cardiac volume. Terwijl wij het gebruik van zout kalibratie zijn beschreven parallelgeleiding beoordelen, heeft een groeiende hoeveelheid literatuur alternatieve methoden geïdentificeerd parallelconductantie beoordelen. Saline kalibratie gebruikt Baan formule 9, waarin α uniform veld correctiefactor. Echter, verandert het bewegende hartwand het elektrisch veld waardoor de afgifte van een dynamische α constant 24 verhogen. Bovendien is de bijdrage van de ventriculaire wand geleidbaarheid varieert gedurende systole en diastole, maar de zoutoplossing kalibratie gebruikt een vaste waarde voor parallelle geleiding 24. Om dit aan te pakken, de concepten van tijd variërende veld correctie, genaamd Wei-vergelijking, en ogenblikkelijke parallelgeleiding, aangeduid als "toegang", zijn bedacht 25. Nieuwere micro-katheters die toegang te meten zijn gemaakt en met succes gebruikt in cardiale verwondingen modellen 1. Deze technologieën vormen een significant vooruitgang in de beoordeling van de druk-volume curve analyse.
De systolische en diastolische parameters verkregen van de druk-volume curve analyse een uitgebreide evaluatie van de hartfunctie. De nauwkeurigheid en precisie van deze analyses afhankelijk aandacht voor experimentele details. Om een goede kwaliteit van de cardiale druk-volume lussen te verkrijgen bij muizen, een bekwame bestuurder is cruciaal. Daarnaast dient men zich bij de keuze van anesthesie, goede ventilatie, lichaamstemperatuur en positioneren van de katheter in de LV. De juiste analyse van de verkregen gegevens is afhankelijk van structureel instrument, zoutoplossing en cuvette kalibratie. Deze aspecten worden belicht in deze schriftelijke methoden en de bijbehorende video moet een kader waarop aan het begin van deze cardiale fysiologie studies.
Probleemoplossing
1. hypotensie of bradycardie in een basale toestand: Normaal muis bloeddruk en hart-raten zijn samengevat in eerdere beoordelingen van dit onderwerp 11.
a) Zorg ervoor dat de lichaamstemperatuur boven de 36 ° C met een rectale thermometer. Als hierna 36 ° C, kan een verwarmingselement of verwarmingslampen worden gebruikt om de muis lichaamstemperatuur te verhogen.
b) beoordelen voor bloeden tijdens de chirurgische ingreep. Hemostase kan worden bereikt met manuele druk of cauterisatie. Significant volumeverlies kan worden behandeld met een zoutoplossing vochtbolussen.
c) beoordelen of de muis is over-verdoofd. Als dit wordt vermoed, kan zoute vloeistof bolussen worden gebruikt om hypotensie te behandelen. Opmerkelijk, ketamine / xylazine, dat wordt gebruikt voor de experimenten blijkt, cardiodepressieve kan worden. Alternatief kan geïnhaleerd isofluraan anesthesie gebruikt (Inductie 3-4%, onderhoud 1,5% gemengd met 95% zuurstof en 5% CO 2) worden vervangen. Alternatieve anesthetica zoals urethaan (800 mg kg -1) / etomidaat (5-10mg kg -1) / morfine (2 mg kg -1) en natriumpentobarbital (40-80 mg kg -1) kunnen intraperitoneaal worden 11 toegediend.
2. Lawaai in de druk of het volume kanalen: Dit kan het gevolg zijn van elektromagnetische storing of een kapotte / vieze conductantiecatheter. Voeg een zorgvuldige beoordeling van elektronische apparaten die kunnen bijdragen aan storingen. Als het geluid blijft, onderzoekt de conductantiecatheter onder een microscoop om te beoordelen voor het aanhangend materiaal of schade aan de catheter tip. Probeer eventueel een frisse conductantiecatheter om als het oplossingen van het probleem te zien.
3. Volume opnametijd drijft de tijd: Dit kan te wijten zijn aan onvoldoende opwarmtijd voor hemodynamische module. Laat de module opwarmen gedurende 30 minuten voordat de kalibratie stappen en analyse.
5. Volume lezen is groter dan verwacht: Dit kan gebeuren als de gemeten volume is niet gecorrigeerd voor parallelle geleiding. PerfORM het zoute kalibratie-protocol beschreven in stap 6 op de parallelle geleiding te verkrijgen.
6. Slechte kwaliteit druk volume loops: De ideale druk-volume curve een vierkante of rechthoekige teleurstellend (zie figuur 2 bijvoorbeeld). Als de vorm van de lus is onregelmatig, voorzichtig manipuleren of draai het conductantie catheter in de LV holte te zien of verandert de vorm van de lus. Onze voorkeur aanpak voor de toegang tot de LV is door de halsslagader (Protocol stap 3.1), omdat dit niet vereist het openen van de kist, die van invloed kan zijn hemodynamiek. Echter, de halsslagader benadering gevoelig voor katheter artefact een onregelmatige loops zijn. Zo kan een apicale benadering (Protocol stap 3.2) worden gebruikt om dit probleem aan te pakken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
Dit werk wordt ondersteund door de American Heart Association 14FTF20370058 (DMA) en NIH T32 HL007101-35 (DMA).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| AnaSed (xylazine) | Lloyd Laboratories | NADA no. 139-236 | Anesthetic |
| Ketaset (ketamine) | Pfizer | 440842 | Anesthetic |
| VIP3000 | Matrx Medical Inc. | Anesthesia machine | |
| Ventilator | Harvard Apparatus | Model 683 | Surgical Equipment |
| Tubing kit | Harvard Apparatus | 72-1049 | Surgical Equipment |
| Homeothermic Blanket | Kaz Inc. | 5628 | Surgical Equipment |
| Stereo microscope | Carl Zeiss Optical Inc. | Stemi 2000 | Surgical Equipment |
| Illuminator | Cole–Parmer | 41720 | Surgical Equipment |
| Dumont no. 55 Dumostar Forceps | Fine Science Tools Inc | 11295-51 | Surgical Instruments |
| Graefe forceps, curved | Fine Science Tools Inc | 11052-10 | Surgical Instruments |
| Moria MC31 forceps | Fine Science Tools Inc | 11370-31 | Surgical Instruments |
| Mayo scissors | Fine Science Tools Inc | 14512-15 | Surgical Instruments |
| Iris scissors | Fine Science Tools Inc | 14041-10 | Surgical Instruments |
| Halsey needle holder | Fine Science Tools Inc | 12501-13 | Surgical Instruments |
| Olsen–Hegar needle holder | Fine Science Tools Inc | 12002-12 | Surgical Instruments |
| spring scissors | Fine Science Tools Inc | 15610-08 | Surgical Instruments |
| disposable underpads | Kendall/Tyco Healthcare | 1038 | Surgical Supplies |
| Sterile gauze sponges, sterile | Dukal | 62208 | Surgical Supplies |
| Cotton-tipped applicators, sterile | Solon | 368 | Surgical Supplies |
| Surgical suture, silk, 6-0 | DemeTECH | FT-639-1 | Surgical Supplies |
| 1 cc Insulin syringes | Becton Dickenson | 329412 | Surgical Supplies |
| Access 9 Hemostasis Valve | Merit Medical | MAP111 | Hemodynamic equipment |
| Sphygmomanometer | Baumanometer | 320 | Hemodynamic equipment |
| Millar PV system MPVS-300/400 or MPVS Ultra (includes calibration cuvette) | ADInstruments Inc | Hemodynamic equipment | |
| 1.4F conductance catheter | ADInstruments Inc | SPR-839 | Hemodynamic equipment |
| PowerLab 4/30 with Chart Pro | ADInstruments Inc. | ML866/P | Hemodynamic software |
| animal clipper | Wahl | 8787-450A | Miscellaneous |
| Intradermic tubing PE-10 | Becton Dickenson | 427401 | Miscellaneous |
| Intradermic tubing PE-50 | Becton Dickenson | 427411 | Miscellaneous |
| Needle assortment (18, 25 and 30 gauge; Thomas Scientific) | Miscellaneous | ||
| 0.9% (wt/vol) sodium chloride injection, USP) | Hospira | NDC no. 0409-4888-50 | Miscellaneous |
| Surgical tape | Miscellaneous | ||
| Alconox (Alconox Inc.) for catheter cleaning | ADInstruments Inc. | Miscellaneous |
References
- Clark, J. E., Marber, M. S. Advancements in pressure-volume catheter technology - stress remodelling after infarction. Exp Physiol. 98 (3), 614-621 (2013).
- Sunagawa, K., Maughan, W. L., Burkhoff, D., Sagawa, K. Left ventricular interaction with arterial load studied in isolated canine ventricle. Am J Physiol. 245 (Pt 1), H773-H780 (1983).
- Suga, H., Sagawa, K., Demer, L. Determinants of instantaneous pressure in canine left ventricle. Time and volume specification. Circ Res. 46 (2), 256-263 (1980).
- Suga, H., Sagawa, K., Shoukas, A. A. Load independence of the instantaneous pressure-volume ratio of the canine left ventricle and effects of epinephrine and heart rate on the ratio. Circ Res. 32 (3), 314-322 (1973).
- Kass, D. A., et al. Improved left ventricular mechanics from acute VDD pacing in patients with dilated cardiomyopathy and ventricular conduction delay. Circulation. 99 (12), 1567-1573 (1999).
- Kass, D. A., et al. Diastolic Compliance of Hypertrophied Ventricle Is Not Acutely Altered by Pharmacological Agents Influencing Active Processes. Annals of Internal Medicine. 119 (6), 466-473 (1993).
- Georgakopoulos, D., et al. In vivo murine left ventricular pressure-volume relations by miniaturized conductance micromanometry. Am J Physiol. 274 (4 pt 2), H1416-H1422 (1998).
- Cingolani, O. H., Kass, D. A. Pressure-volume relation analysis of mouse ventricular function. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 301 (6), H2198-H2206 (2011).
- Baan, J., et al. Continuous Measurement of Left-Ventricular Volume in Animals and Humans by Conductance Catheter. Circulation. 70 (5), 812-823 (1984).
- Pearce, J. A., Porterfield, J. E., Larson, E. R., Valvano, J. W., Feldman, M. D. Accuracy considerations in catheter based estimation of left ventricular volume. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2010, 3556-3558 (2010).
- Pacher, P., Nagayama, T., Mukhopadhyay, P., Batkai, S., Kass, D. A. Measurement of cardiac function using pressure-volume conductance catheter technique in mice and rats. Nature Protocols. 3 (9), 1422-1434 (1038).
- Hanusch, C., Hoeger, S., Beck, G. C. Anaesthesia of small rodents during magnetic resonance imaging. Methods. 43 (1), 68-78 (2007).
- Georgakopoulos, D., Kass, D. A. Estimation of parallel conductance by dual-frequency conductance catheter in mice. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 279 (1), H443-H450 (2000).
- Esposito, G., et al. Increased myocardial contractility and enhanced exercise function in transgenic mice overexpressing either adenylyl cyclase 5 or 8. Basic Res Cardiol. 103 (1), 22-30 (2008).
- Kohout, T. A., et al. Augmentation of cardiac contractility mediated by the human beta(3)-adrenergic receptor overexpressed in the hearts of transgenic mice. Circulation. 104 (20), 2485-2491 (2001).
- Kim, K. S., et al. beta-Arrestin-biased AT1R stimulation promotes cell survival during acute cardiac injury. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 303 (8), H1001-H1010 (2012).
- Suga, H., Sagawa, K. Mathematical Interrelationship between Instantaneous Ventricular Pressure-Volume Ratio and Myocardial Force-Velocity Relation. Annals of Biomedical Engineering. 1 (2), 160-181 (1972).
- Suga, H. Ventricular energetics. Physiol Rev. 70 (2), 247-277 (1990).
- Kass, D. A., et al. Influence of contractile state on curvilinearity of in situ end-systolic pressure-volume relations. Circulation. 79 (1), 167-178 (1989).
- Little, W. C. The left ventricular dP/dtmax-end-diastolic volume relation in closed-chest dogs. Circ Res. 56 (6), 808-815 (1985).
- Glower, D. D., et al. Linearity of the Frank-Starling relationship in the intact heart: the concept of preload recruitable stroke work. Circulation. 71 (5), 994-1009 (1985).
- Sharir, T., et al. Ventricular systolic assessment in patients with dilated cardiomyopathy by preload-adjusted maximal power. Validation and noninvasive application. Circulation. 89 (5), 2045-2053 (1994).
- Baan, J., Van der Velde, E. T. Sensitivity of left ventricular end-systolic pressure-volume relation to type of loading intervention in dogs. Circ Res. 62 (6), 1247-1258 (1988).
- Wei, C. L., et al. Volume catheter parallel conductance varies between end-systole and end-diastole. IEEE Trans Biomed Eng. 54 (8), 1480-1489 (2007).
- Porterfield, J. E., et al. Dynamic correction for parallel conductance, GP, and gain factor, alpha, in invasive murine left ventricular volume measurements. J Appl Physiol (1985). 107 (6), 1693-1703 (2009).
