Summary
이 원고는 마우스에서 압력 볼륨 데이터의 수집에 대한 상세한 프로토콜을 설명합니다.
Abstract
원인과 심장 질환의 진행을 이해하는 것은 생물 의학 지역 사회에 상당한 도전을 선물한다. 마우스의 유전 적 유연성은 분자 수준에서 심장 기능을 탐구하는 큰 잠재력을 제공합니다. 마우스의 작은 크기는 상세한 심장 표현형을 수행하기에 관해서 몇 가지 과제를 제시한다. 소형화 기술의 다른 발전은 마우스에서 가능한 심장 평가의 많은 방법을 만들었습니다. 이들 중, 압력, 볼륨 데이터의 동시 수집은 다른 양상을 통해 사용할 수없는 심장 기능의 상세한 그림을 제공합니다. 여기서 압력 볼륨 루프의 데이터 수집을위한 상세한 과정을 설명한다. 측정 오류의 잠재적 인 소스를 기본 원리에 대한 설명이 포함되어있다. 그들이 얻는 고품질의 혈역학 적 측정에 중요한 둘 다 같이 마취 관리와 수술 방법이 아주 자세하게 설명되어 있습니다에스. 혈역학 프로토콜 개발 및 데이터 분석의 중요한 양태의 원리도 해결된다.
Introduction
심혈관 질환은 세계 1 걸쳐 사망률과 이환율의 중요한 원인이되고 있습니다. 심장 질환은 새로운 치료법 개발에 특히 어려운 과제를 제시한다. 유전학의 발전으로 심장 질환의 발달 잠재력 유전 참여자의 다수를 식별 할 수있는 가능성을 제공한다. 심장 혈관 시스템의 통합 성격이 유전 적 목표는 그대로 동물 모델에서 유효성을 검사해야합니다. 마우스의 유전 적 유연성 및 낮은 비용 하우징은 주어진 유전자의 생리적 역할 평가 선두로 가져왔다. 마우스의 작은 크기는 심장 기능의 평가에 대한 몇 가지 독특한 도전을 선물한다. 가 심장 기능에 관한 정보를 제공 할 수있는 몇몇 양상이 있지만 심실 압력 볼륨의 동시 측정 압력 볼륨 심실 기능 (PV) 루프 분석을 허용한다. PV는 모든 루프아우 심장 기능은 혈관의 연결의 독립 분석하는 단계; 특정 유전 요소의 기능적 역할을 결정하는 중요한 인자.
압력 볼륨 루프의 평가는 수년 동안 모두 실험 및 임상 적으로 사용 된 광범위한 문헌들은 이러한 데이터의 분석은 2,3- 관한 설정이 존재한다. 마우스에 PV 루프 기술의 적응은 쥐 심장 생리 4-6의 이해에 중요한 진전이었다. 카테터 기반 PV 루프 기술 몇 압력 변환기 심실 체적을 추정 컨덕턴스의 용도. 심실 체적은 카테터에 의해 생성 된 전계의 변화를 조사함으로써 결정된다. 실린더와 우심실은 높이가 카테터 및 반경의 전극 사이의 거리에 의해 정의되는 방식이 모델은 혈액을 통해 전기장의 전도로부터 계산심실 7-9. 카테터에 의해 측정 된 전도도 신호는 두 가지 구성 요소가 있습니다. 먼저 혈액을 통해 전도이다; 이것은 심실의 부피 변화 심실 체적을 결정하는 데 사용되는 기본 신호를 구성한다. 두 번째 구성 요소를 통해 상기 심실의 벽을 따라 전도의 결과. 이것은 병렬 컨덕턴스이라고 절대 심실 체적을 결정하기 위해 제거되어야한다. 연구 실험실에서 압력 볼륨 데이터의 수집 및 계산하고 병렬 전도를 제거하는 데 사용되는 방법이 상업적으로 이용 가능한 시스템은 그 6,10,11 사이의 주요 차이가 있습니다. 컨덕턴스 카테터 병렬 컨덕턴스의 계산 고장 성 식염수의 주입을 필요로한다. 벽의 전도도가 일정하게 유지하면서 주사 일시적, 심실의 혈액의 전도율을 변화시킨다. 이 자료로부터,은을 판정 할 수있다혈액에서 유래와 어떤 전도 신호의 구성 요소는 심실 벽에서 온다. 이 방법은 병렬 전도도가 심장주기 동안 변하지 않는 것으로 가정합니다. 어드미턴스 방법은 전체 볼륨 신호 심실 벽의 기여를 평가하는 전계의 위상 변화에 의존한다. 이 방법은 혈액과 최종 부피를 결정하는 심근의 도통 소정 상수 다양한 의존하지만 심장주기 동안 병렬 컨덕턴스의 연속적인 측정을한다. 이들 시스템은 모두 좌심실 용적의 양호한 추정치를 제공하고 그들 사이의 차이는 생리 학적으로 중요 할 가능성이 없다. 심실 다른 가정의 원통 모델 다른 양상만큼 정확하지 이러한 카테터 기반 접근법 렌더링하지만,이 데이터는 심장 기능의로드와 무관 측정 평가를위한 필수적인 비트 - 바이 - 비트 단위로 제공된다.
여기에 설명 된 절차 내 실험에 사용되며 이영양증 심근증 12-18의 기본적인 병태 생리 학적 메카니즘을 검사하는 많은 연구에 대한 데이터를 제공했다. 아래에 설명 된 절차는 PV 루프 데이터를 얻기 위해 사용될 수있는 두 가지 중 하나이다. 원칙의 많은 중 접근 방식에 적용 할 수 있지만,이 프로토콜은 오픈 가슴 혀끝의 접근 방식에 초점을 맞출 것이다; 폐쇄 상자 프로토콜은 다른 19,20 상술되었다. 절차가 구체적으로 설명 될 것이지만, 중요한 지배적 원칙은 심장 또는 폐 중 최소한의 손상으로 심장을 노출한다. 프로토콜 전반 비 생존 절차 있고 심장의 양호한 노광을 갖는 카테터의 적절한 배치를위한 매우 중요한 것을 기억하는 것이 중요하다.
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Protocol
이 프로토콜에 설명 된 절차를 수행하기 전에, 현지 기관 동물 관리 및 사용위원회의 승인을 얻습니다.
1. 실험 조작 설정
주 :이 절차는 마취 된 동물에서 수행되는 데이터의 품질은 동물에게 제공 마취 지원 품질에 비례한다. 이 프로토콜을 수행하는 동안이 첫 번째 섹션의 의지 세부 필요한 장비와 절차는 마우스에 마취를 제공합니다.
- 마취 프로토콜을 선택합니다. 몇몇 주사 프로토콜도 사용되었지만 흡입 마취제는 PV 루프 분석을 수행하기위한 많은 유리한 특성을 갖는다. 마취 정권을 선택하는 방법에 대한 자세한 내용은 설명을 참조하십시오.
- 수술 부위 근처의 수술 테이블이나 벽에 압축 산소 탱크를 고정합니다.
- 흡입 마취제를 사용하는 경우, 보장하기 위해 기화기를 사용적절한 투여. 그들이 마취 가스의 적절한 용량을 제공하고 보장하기 위해 매년 기화기를 보정합니다. 가스 마취 회로를 진입하는 속도를 제어 할 수있는 유량계 증발기를 연결한다. / 분 1.0 L - 0.5에서 설정합니다.
- 방향 1 마취 기체의 흐름)를 유도 챔버, 2) 마스크 및 3) 인공 호흡기를 허용하는 매니 폴드를 사용한다. 마취 가스를 소거하는 것이 매우 중요하고 액티브 시스템에 의해 수행되어야하는 흄 후드 (또는 다른 유사한 인프라 구축)로 마취 또는 가스를 제거하기위한 캐니스터를 통해 하나 벤트.
주 : 모든 지역 규정을 준수하기 위해 지역 산업 보건 당국에 문의하십시오. - 전기 히터 및 / 또는 보온 램프를 이용하여 코어 바디 온도를 유지한다. 지속적으로 직장 온도계 체온을 모니터링 할 수 있습니다. 이것은 (생리 체온을 보장하기 위해 사전 증가를 허용 또는 가열이 감소된다 ͭ6; 혈역학 데이터 수집 동안 37 °의 C).
- 혈액 손실과 무감각 볼륨 손실을 상쇄하기 위해 유체 지원을 제공합니다.
- 25 % 알부민 1 ㎖을 취하고 주사기 0.9 % 염화나트륨 1.5 mL를 첨가하여 0.9 %의 NaCl에서 알부민의 10 % 용액을 제조 하였다.
- 낮은 잔류 볼륨 혈관 내 카테터를 준비합니다.
- 0.5 인치 30 게이지 바늘의 플라스틱 허브를 분쇄하기 위해 펜치를 사용합니다. 니들 홀더를 사용하여 바늘을 잡고 허브를 제거합니다. 지혈을 이용하여 바늘의 잔류 접착제를 긁어. 마이크로 보어 튜브의 길이에 바늘의 뭉툭한 끝을 삽입합니다. 튜브에 대한 길이의 20 미만 인치를 사용합니다.
- 정확한 부피가 전달 될 수 있도록 주사기 펌프를 사용한다.
- 고품질의 태양 광 발전의 데이터 수집에 대한 적절한 환기를 확인합니다. 구입할 마우스 팬은 다양하다. 압력 제어 팬은 흡입 A에 대한 요구 폐쇄 환경을 제공nesthetic 가스는 절차를 수행하는 동안 환기의 더 나은 제어를 제공합니다.
- 흡기 압력이 압력 손상을 방지하기 위해 15cm의 H 2 O <에 한정되어 있는지 확인합니다. 호흡주기의 35 % 동안 흡기 펄스를 제공하기 위해 인공 호흡기를 설정합니다. 4 레벨의 기말 양압 (PEEP)의 사용 - 5cm의 H 2 O가 크게 폐 무기폐 방지 가스 교환을 지원함으로써, 마우스의 통기성을 향상시킬 것이다.
- 환기 기능 회로의 Y 관절에 죽은 공간 말단를 제한합니다. 마우스의 호흡량 매우 작고 죽은 공간이 탁월한 신선한 공기의 전달에서 감산하기 때문에 중요하다.
- 20 게이지 내주 혈관 내 카테터의 오프 팁을 절단하여 마우스 크기의 기관 내 (ET) 튜브를 만듭니다. 이것은 쉽게 삽입을위한 테이퍼 지점을 제공합니다. 마취 회로의 Y-공동으로 잘라 끝을 놓습니다.
- 호흡에 유연한 튜브를 사용하여회로. 튜브의 모든 구조 메모리는 마우스의기도에서 기관 내 튜브를 당겨 가능성이있는 외부의 힘을 생성합니다.
- 마우스가 내생 호흡 드라이브를 억제하는 가장 낮은 속도를 사용하여 호흡 속도를 결정하자. 분당 약 60 호흡의 비교적 느린 호흡으로 시작합니다.
참고 : 적절한 환기와 마우스가 호흡 약간의 노력을해야합니다. 환기가 불충분 한 경우, 혈액 내 이산화탄소의 축적은 마우스로 호흡 노력을 시작합니다. 이 관찰되는 경우, 호흡 속도를 증가시키는 것은 폐포 환기를 증가 스트레이트 포워드 방법이다. 이는 베타 - 아드레날린 성 수용체의 자극과 관련된 심장 부하의 높이에 응답하여 호흡 속도를 증가하는 것이 필요하다. - 호흡기 회로가 제조되면, 압력은 기관 내 끝을 (ET) 관을 연결하여 시스템을 테스트손가락으로. ≈10 CMH 2 O.의기도 압력을 확인 이 테스트는 각 절차 이전에 수행해야합니다.
2. 외과 접근
- 표 1에서 작은 집게와 가위 및 기타 장비를 사용합니다. 모든 악기 확대 수술 분야에서 쉽게 사용할 수 있도록 아주 작은 수 있습니다. 수술의 여러 측면에 대해 적절한 배율을 제공하기 위해 수술 실체 현미경을 사용합니다.
- 절차를 수행하는 동안 지혈을 극대화하기 위해 소작을 사용합니다.
참고 : 소작의 폭 넓은 클래스의 몇 가지 있습니다. Thermocautery은 근육 조직의 실수로 출혈을 멈추게하는 얇은 금속 원소를 가열한다. 이 시스템은 초기에 비교적 저렴하고; 그러나 와이어 팁 깨지기 비교적 고가 모두임을 주목하는 것이 중요하다. 전기 소 시스템은 초기 구입 비용이 더 많이 있지만, 팁은 매우 견고하고 교체 할 필요가 없습니다디. - 유도 및 수술 준비
- 마우스의 체중을 얻었다.
- 5 % 이소 플루 란으로 가득 유도 챔버에 마우스를 놓습니다.
참고 : 마우스가이 환경에서 몇 분 이상 살아남을 수 없다. 만 45-60 초는 그 복원력 반사 (의 뒷면 또는 측면에 배치 할 때 뒤집어 노력을) 잃는 마우스가 필요합니다. - 바로 잡고 반사가 손실되면, 2 % 이소 플루 란으로 농도를 감소시키고, 마스크로 마취 가스를 연다.
- 빨리 수술대에 마우스를 전송하고 마스크 내 코와 지느러미 드러 누움에 넣습니다.
- 전기 소를 사용하는 경우, 전기 소 시스템의 접지 패드와 전기적으로 결합하기 위해 마우스를 식염수 적신 거즈를 사용한다.
- 수술 테이프로 사지를 고정합니다. 이 테이프는 젖어도 접착 성을 제공합니다.
- 모니터링 핵심 몸에 직장 thermoprobe를 삽입온도. 테이프로 고정합니다.
- 마우스의 목과 가슴에 제모 제를 적용합니다. 제모가 작동하려면 3 분, 다음이 목화로 만들어진 어플리케이터를 사용하여 영역 및 / 또는 실험실 잎사귀에서 모피를 제거 - 2 기다립니다.
주 : 수술 부위의 드레이핑이 요구되지 않으며, 이것은 비 생존 방법이지만, 사용할 경우 소작 접지 패드 의사의 노출을 제한하는 것이 바람직 할 수있다. - 마우스 수술 수험 공부되면 발가락 핀치를 수행하여 마우스의 수술 평면을 평가한다. 적절한 마취 깊이를 보장되면 마우스는 최초의 절개에 대한 준비가되어 있습니다.
- 경구 삽관이나 기관 절개를 통해기도의 제어를 얻습니다. 기관 절개술을 수행 할 비교적 간단 편리한 방법입니다.
참고 :이 절차 설명 전반에 걸쳐 모든 방향 및 방향은 외과 의사에 대해됩니다.- 르에서 절개를합니다중간 라인의 ≈ 5mm의 오른쪽에서 연장 흉골 노치의 VEL은 정중선의 왼쪽 5mm를 ≈합니다.
- 레벨로 rostrally 연장 제 절개의 우측 가장자리를 따라 연장되는 제 2 절개를 ≈ 하악의 끝 2mm 꼬리.
- 중간 라인의 왼쪽에 ≈ 5mm 통해 제 절개의 주동이의 끝에서 연장 세 번째 절개를합니다. 하부 조직을 노출 좌측 얻어진 피변 후퇴.
- 무딘 절개에 의한 중간 선에서 귀밑샘과 턱밑 침샘을 분리합니다. 이 기관을 덮는 기본 근육을 노출됩니다.
- 퉁명스럽게기도를 노출 좌우 sternohyoideus 근육을 구분합니다.
- 식도를 포함하지 않도록주의하면서 기관에서 3-0 실크 봉합사의 ≈10 cm 조각을 전달합니다.
- 기관 절개술에 대한 위치를 확인 : 후두에 바로 꼬리 최초의 기관 링 전에 간격이이 아이디어입니다리터 위치는 기관 절개술을 수행 할 수 있습니다.
- 인공 호흡기에 마취 가스를 제공하고 인공 호흡기를 켭니다 매니 폴드를 조정합니다.
- 손가락으로 기관 내 (ET) 튜브의 끝 부분을 연결하여 누수를 확인합니다. ≈10 cmH2O의기도 압력을 확인합니다.
- 메스로 20 게이지 바늘을 사용하여 기관 절개. ET의 튜브는 기관 관강 많이 채워 같이, 비교적 넓은 절개 만든다.
- 신속하게 이동, 마스크를 제거하고주의 깊게 기관에 ET 튜브를 삽입합니다. 조직은 매우 연약하고, 기관의 벽을 깨는 것은 기흉이 발생할 수 있습니다로 강제하지 마십시오.
참고 : 즉시 삽입시 가슴의 여행은 분명하게해야한다. - 인출되는 것을 ET 관을 방지하기 위해 테이프로 환기 회로를 고정합니다.
- 동부 표준시 튜브 주위에 도장을 형성하기 위해 3-0 봉합사의 단일 오버 핸드 매듭을 묶어.
참고 :이 시점 가슴 excursi에서기능은 명확하게 알 수 있어야한다. 그렇지 않다면 그것은 보통 문제 기관 내의 ET 튜브의 위치이다. 동부 표준시 튜브를 다시 당겨 가이드로 기관의 방향에 초점을 맞추고, 위치를 조정하려고합니다.
- 경정맥 사이트의 준비
- 주동이-측면으로 외부 경정맥을 노출 왼쪽 침샘 후퇴.
- 무딘 절개와 혈관을 덮고있는 얇은 근육 (sternomastoideus)을 이등분. 이것은 경정맥의 외부 표면이 노출된다.
- 정맥의 벽은 매우 얇은만큼주의를 사용해야하지만 조심스럽게, 조직의 주요 부분을 취소합니다. 이 작업이 완료되면, 나중에 삽관을 위해 그것을 유지하기 위해 침샘과 경정맥을 커버합니다.
- 개흉술; 심장이나 폐에 손상을주지 않고 흉막 공간을 입력
- 의 오른쪽 가장자리를 확장 가슴을 덮고있는 피부의 대부분을 제거정중선의 왼쪽 ≈ 1.5 cm에 다음 중간 선에 걸쳐 칼 모양의 프로세스의 수준에 이르기까지 원래의 피부 절개.
참고 : 출혈의 중요한 원인이 될 수있는 외부 유방 혈관을 통해 절단시 케어주의해야한다. 를 절단하기 전에이 혈관을 소작하는 것은 대부분이 출혈을 방지 할 수 있습니다. - 무딘 절개를 이용하여 기본 근육을 노출 측방 피변 후퇴.
- 혈관 확장시키고 집게를 사용 흉골의 꼬리 양태 가까운 오른쪽에 pectoralis 주요 삽입 격리. 소작과 근육을 잘라.
- 흉골에 첨부 파일을 따라 pectoralis 전공을 잘라. 지혈을 위해 절단 된 모서리를 소작.
- 다음 마우스의 좌우 측면을 덮는 근육의 큰 시트 인 동일한 측에 latissimus dorsi을 저해. 소작이 근육을 절단 한 후 두개쪽으로 절단 끝을 철회. 이것은 일부 무딘 필요할 수 있습니다해부.
참고 : 리브는 이제 명확하게 분명하고 심장이 일부 마우스 계통에서 볼 수있다. 대부분의 마우스에서 네 번째 늑간의 꼬리 반으로 가슴을 입력하면 심장에 좋은 액세스를 제공합니다. 네번째 늑간 번째 가장 꼬리 공간이다. - 가슴을 입력하려면 신중하게 늑간 근육 층을 통해 아래 해부 날카로운 집게의 쌍을 사용합니다.
- 흉막 공간이 개방되면, 조심스럽게 무딘로 만들어진 용기 확장기를 삽입합니다. 선박 확장기를 사용하면, 가슴 벽에 부드러운 상향 력을 제공 조심스럽게 늑간 근육의 나머지 부분을 절개하는 무딘 끝 스프링 가위를 사용합니다.
- 먼저 폐 엽을 아래에 베이지 않도록주의하면서 옆으로 잘라. 다음 내측 절개를 확장하지만 3 유지 - 내부 유방 동맥을 피하기 위해 중앙선의 4mm의 측면을.
참고 : 내부 유방 선박은 흉골에 평행하게 실행실수로 잘라 경우 상당한 혈액 손실이 발생할 수 있습니다. - 조심스럽게 폐 또는 심장과 접촉하지 않고 절단 된 조직과 소작 접촉을 할 수 있도록 위쪽으로 조직을 롤 작은면 팁 어플리케이터를 사용하여 늑간 근육의 절단 가장자리를 소작.
- 식염수 젖은 작은면이 중간 선을 향해 가리키는 절개를 통해 어플리케이터를 스쳐 놓습니다. 기본 구조에서 떨어져 가슴 벽을 당겨 완만 한 상승 견인을 제공합니다. 절개의 내측 가장자리 흉벽을 소작 및 좌측 정중선의 ≈ 1cm의 좌우 끝 시작한다.
- 그것은 소작 팁하에 연속되도록 왼쪽으로 어플리케이터를 전진.
- 조직이 완전히 소작되면, 조심스럽게 흉골을 통해 절단 가위를 사용합니다. 심장의 정점이 시점에서 분명히 볼 수 있어야합니다.
- 무딘 절개를 사용하여 심낭을 방해하고 꼬리 대정맥을 식별합니다.
- 출혈의 증거를 확인하고 지금 소작. 모든 출혈이 해결되면, 조심스럽게 입체 재단의 소작 접지 패드와 식염수 적신 거즈를 제거합니다.
- 의 오른쪽 가장자리를 확장 가슴을 덮고있는 피부의 대부분을 제거정중선의 왼쪽 ≈ 1.5 cm에 다음 중간 선에 걸쳐 칼 모양의 프로세스의 수준에 이르기까지 원래의 피부 절개.
- 경정맥 카테터를 배치
- 조심스럽게 30 게이지 바늘을 통해 튜브를 미끄러지는 10 %의 알부민이 들어있는 주사기 단계 1.6.2에서 만든 카테터를 연결합니다.
- 카테터를 통해 알부민을 주입 시작합니다.
- 바늘이 위로 경사지게하여 니들 자체에 경정맥에 놓여 지도록 배향 카테터. 필요한 경우, 적절한 방향으로 경사 이동하도록 튜브의 바늘을 회전 바늘 홀더를 사용한다.
- 카테터가 완전히 플러시 때 주입을 중지합니다.
- 겸자와 카테터 바늘을 잡고. 다른 한편으로, 경정맥의 시각화를 허용하도록 침샘을 철회하기 위해 조직 집게를 사용합니다. 말단 경정맥을 둘러싼 조직에 부드러운 견인을 적용혈관 벽에 긴장을 만드는 정맥. 접근 방식의 얕은 각도를 사용하여 조심스럽게 정맥에 바늘을 삽입합니다. 용기 내에 4mm - 바늘 (3)의 선단을 전진.
- 카테터 바늘 테이프 조각으로 카테터 튜브를 고정 해제하기 전에,이 바늘의 움직임 한번 방출 제한 할 것이다.
- 바늘을 풀고 부드럽게 카테터가 줄에 피를 시각화하여 혈관의 내강에 있는지 확인하기 위해 다시 주사기 플런저에 당기십시오.
- 일단 제대로 기본 침샘에 바늘을 연결하는 수술 접착제 카테터를 고정되어 위치.
- 전량을 계산하는 주입한다. 심각한 출혈이 아니라면 5 μL / g 체중의 체적은 충분할 것이다. 6 일으키는 중요한 혈액 손실이 있다면 - 6.5 μL / g를 요구 될 수있다. 15 분 - 전체 주입 (10)에 완료됩니다되도록 유량을 설정합니다.
- 에서 PV 카테터 배치좌심실
- 상술 한 수술 동안, 평형화 있도록 식염수를 함유하는 주사기의 PV 카테터를 배치했다.
- 배치 직전, 마우스 옆에 주사기와 카테터를 이동합니다. 중심부와 거의 동일한 높이에서 카테터 팁 압력 판독을 제로.
- 식염수 적신 작은 솜을 사용하여 정점의 시각화 할 수 있도록 마음을 기동, 도포를 쳐 냈습니다.
- 25 게이지 바늘을 사용하여 가능한 한 정점의 중심 자상 절개 가깝게 만든다.
- 바늘의 제거 후, 신속하게 절개를 통해 카테터를 삽입한다. 그것은 카테터를 삽입하는 데 많은 힘을, 그래서 뇌실에 카테터를 전진 할 때 구속을 표시하지 않습니다. 때때로 추가 스터브 절개를 수행 할 필요가있다. 이것이 필요한 경우, 심장에 대한 손상을 최소화하기 위해 초기 위치 주변 후속 절개를 수행하려고.
아니E : 카테터가 심실에 진출하면 최종 배치가 매우 중요하다. 심실 압력 추적은 <(이 시점에서 80 mmHg로) 낮은 이완기 혈압 (10 mmHg로) 높은 수축기 혈압>에 의해 명백 할 것이다. 이상적으로, 카테터는 심실 내에서 외부 전극과 뇌실을 중심으로한다. 카테터 위치의 미세 조정은 측간 ≈ 90 °의 각도를 가진 박스 형상 추적을 찾고 상기 PV 루프 데이터를 관찰함으로써 수행 될 수있다.
3. 절차의 자세한 사항
주 : 카테터 짧은 안정화주기 대신에 일단 (10-15 분) 동물이 수술 급성 스트레스의 일부를 복구하고, 유체의 주입 시간을 허용 할 수 있도록 할 필요가있다. 이 안정화 기간 후 실제 프로토콜을 시작할 수 있습니다.
- 태양 광 카테터를 배치 및 수술 조작이 중단되면,마취의 깊은 수술 비행기에 대한 필요성이 줄어들대로 1 % ≈하는 이소 플루 란을 켭니다.
- 이 기간 동안주의 깊게 마취의 적절한 수준을 유지하도록 마우스를 모니터링 할 수 있습니다. 조심스럽게 움직임을 평가; 호흡 근육의 움직임 호흡 저하 수준을 제시하고 인공 호흡기 호흡 속도를 증가시킴으로써 해결 될 수있다. 사지 또는 수염의 경련의 이동은 마우스가 너무 밝 점점 더 많은 마취를 필요로한다 징후입니다.
주 :이 프로토콜과 함께 사용될 수있다 치료 순열 다양한있다. 이러한 치료의 대부분은 약물의 주입이 필요합니다. 효과적으로 데드 공간 용적을 관리하는 것이 필수적이다. 용액 스위치는 다른 하나의 주사기 펌프의 바늘에서 카테터 튜브를 슬라이딩시킴으로써 달성 될 수있다. 곧 이전 주입이 끝나기 전에 카테터 튜브를이 허용 이렇게하면로드 할다음 약물과. 이 용액 스위치의 타이밍을 결정하기 위해 카테터 튜브 내부의 체적을 알 필요가있다. 라인에 작은 기포가 도입 주입 스위치의 정확한 타이밍을 판정 할 수있다; 정맥 순환에 주입이 거품은 내약성이된다.
- 이 기간 동안주의 깊게 마취의 적절한 수준을 유지하도록 마우스를 모니터링 할 수 있습니다. 조심스럽게 움직임을 평가; 호흡 근육의 움직임 호흡 저하 수준을 제시하고 인공 호흡기 호흡 속도를 증가시킴으로써 해결 될 수있다. 사지 또는 수염의 경련의 이동은 마우스가 너무 밝 점점 더 많은 마취를 필요로한다 징후입니다.
- 예압을 낮추고 후 부하를 증가시켜 중심부의 하중 조건을 변경.
- 심장으로 정맥 반환을 차단하여 프리로드를 줄입니다. 이 준비를 시각화하고 심장 다이어프램에서 통과 꼬리 대정맥을 폐색. 3 초 - 더 이상 2보다 지속, 원활하고 상대적으로 신속하게 폐쇄를 수행합니다. 2 초 - 1을 지속 부드러운 복부 압축을 수행하여 일시적으로 좌심실 후 부하를 증가시킨다.
- 마음의로드에서 이러한 변경하는 동안 인공 호흡기에 의해 도입 된 모든 이슈를 제거하기 위해 호흡을 일시 중지합니다.
- 제를 사용하여 대량의 신호를 보정전자 전도성 카테터. 이러한 절차는 입장 기술을 사용하여 카테터와 필요하지 않습니다.
- 병렬 컨덕턴스를 계산하는 고장 성 식염수 (20 % 염화나트륨)의 10 μL - 실험 프로토콜 후 5 주입.
- 카테터를 제거하고 헤파린 주사기에 좌심실에서 혈액을 그림으로써 혈액을 수집합니다. 알려진 볼륨의 큐벳에이 혈액을 놓고 전도도를 측정하기 위해 카테터를 사용합니다.
- 볼륨 컨덕턴스 신호 변환 큐벳 컨덕턴스 수단을 사용하여 병렬 컨덕턴스 카테터에 의해 측정 된 절대 볼륨을 정의하는 것이 필요하다.
- 프로토콜이 완료되면 대정맥 대동맥 첨부 절개 다음 심장을 제거하여 마우스를 안락사.
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Representative Results
관례 적으로, 볼륨도 1과 Y 축의 X 축 및 압력에 도시된다. 구형 유사해야 부피 대 플로팅 압력으로 인한 압력 볼륨 루프, 즉 압력 isovolumic 변경 (나타내는 수직 에지, 승모판 및 대동맥 밸브 모두)가 폐쇄 될 때. 승모판과 상부 수평 부분을 통해 충전하는 대동맥 밸브를 통해 비우는 심실을 나타냅니다 심실 바닥의 수평 나타냅니다. 90의 건강한 야생형 마우스 왼쪽 심실 압력에 - 12,000 mmHg로 / 초 (정상 혈역학 적 매개 변수의 범위에 대해 표 1 참조) - 110 mmHg로 8000의 최대 DP / DT 예상된다. 표에 제공된 정상 범위는 야생형 C57BL / 10, C57BL / 6 마우스로부터 얻어진 값에 기초; 그러나 계통 (21) 사이에 유의 한 차이가 있음을 주목하는 것이 중요하다. 프로 시저 오여기 utlined 좌심실 내에 카테터를 위치하는 정점 스터브 절개의 사용에 초점을 맞추고있다. 인기있는 또 다른 방법은 오른쪽 경동맥 동맥에 카테터를 삽입 다음 대동맥 밸브를 통해 역행 카테터를 삽입하는 것입니다. 그것은 보통 인트라 흉부 압력의 유지 결과 닫힌 가슴 수행 할 수 있다는 장점으로하는 역행 방식; 그러나 동물은 자주 이용 제한이 절차를 수행하는 동안 통풍이된다. 열린 가슴의 접근 방식은 심실 내 카테터를 조종하는 더 큰 능력을 제공한다 폐쇄 가슴 접근 제한, 심실 내 카테터 방향을 제어. 카테터의 삽입 역행과 잠재적 인 문제가 유출 트랙 폐색에 대한 가능성이다. 마우스 대동맥의 직경이 0.8에서 시판 압력 볼륨 카테터 직경이 0.33 (1.0 프랑스어)에서 0.47 mm 내지 1.2 mm로 22, 23로 변화 (1.4 Fre을NCH). 크고 작은 대동맥의 맥락에서 이러한 카테터의 상대적인 크기가 작은 마음에 큰 문제가 될 수있다.도 2에 대동맥 교차하는 카테터에 의해 차단 유출 관의 일부를 도시하고 수행 할 때 고려되어야 작은 마음의 PV 루프 연구. 카테터 포착이다 PV 데이터 일반적인 중 하나의 분석이 복잡하게 측정 몇몇 이슈가있다. 이 가능성 심실 내의 유두근 또는 다른 동적 구조 (도 3)에 의해 압력 센서의 직접 압축에 기인 수축기 끝의 압력의 급증으로 명백하다. 결정 수축 기능의 대부분의 방법들은 최대 압력을 사용하기 때문에, 문제가된다. 카테터 포착하여 데이터 세트에서 수축기 혈압과 압력의 최대 유도체 (DP / DT)가 밀접하게 조사 할 필요가 있고 분석은 의미있는 데이터를 얻기 위해 변경 될 필요가있다.
압력 볼륨 루프 심장 기능을 평가하기 위해 다양한 프로토콜에 사용될 수있다. 다음은 β 아드레날린 자극 12,14,16,17 통해 심장 예약의 평가를 포함한다. 약물의 매우 다양한 심장 생리학상의 심각한 영향을 평가하기 위해 주입 될 수있다. 심장 기능에 저산소증 및 / 또는 산증의 효과를 변경할 수 있도록 가스 혼합물의 투여 24-27 직접 해결되어야하는기도의 제어는 허용한다. 또한,이 PV 데이터의 분석은 다양한 질환 상태 (12)에 현저하게 변경 될 수있다 좌심실의 수동 특성의 상세한 평가를 제공 할 수있다.
| 매개 변수 | 정상 범위 |
| 수축기 압력 | 90-110 mmHg로 |
| 이완기 압력 | 4-10 mmHg로 |
| 최대 DP / DT | 8,000 - 12,000 mmHg로 / 초 |
| 최소 DP / DT | -8,500 - -12,000 mmHg로 / 초 |
| 타우 | 5-6 초 |
| 심박수 | 550-600 BPM |
| 심 박출량 | 10-13 ml / 분 |
| 구혈률 | 40-60% |
선택한 혈역학 적 매개 변수 표 1. 일반 값입니다.
그림 1 :. 절차를 사용하여 수집 생에 설명 된 야생형 C57BL / 10 마우스 대표적인 데이터로부터 대표 압력 볼륨 루프의 원고. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2 : 대동맥 직경 및 잠재적 유출 트랙 방해의 중요성의 개략도 마우스 대동맥의 상대적인 크기와 마우스에 대한 시판 압력 볼륨 카테터의 개략도.. 이 데이터는 역행 카테터 삽입 방법을 사용하여 작은 쥐를 평가할 때 유출 트랙 폐쇄를 고려의 중요성을 강조한다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
이 과정에서 세 가지 중요한 단계가 있습니다 : 1) 기관 내 튜브와 적절한 환기, 경정맥 IV 카테터 2) 배치, 좌심실의 PV 카테터의 3) 적절한 배치의 배치. 적당한 호흡 속도를 결정하는 환기 기능 지원을 제공하는 중요한 부분이다. 의식 마우스는 일반적으로 빠른 얕은 호흡과 폐포 환기를 유지한다. 일반적으로 통풍이 마우스는 훨씬 더 큰 갯벌 볼륨을해야합니다. 따라서 느린 호흡이 필요합니다. 너무 작은 환기 호흡 산증 발생합니다 너무 많은 환기, 호흡 알칼리증에 심장 기능을 변경합니다 두 조건을 이끌 것으로 중요합니다. 호흡 속도를 최적화하는 간단한 방법은 마우스의 호흡 노력으로부터 신호를 받아 마취 된 마우스에서 호흡 노력을 제거 최저 호흡 속도를 사용하는 것이다.
PV 루프의 중요한 기능분석은 심장 기능의 심각한 우울증 마취없이 충분한 수준을 유지할 수있다. 성공적 PV 루프 분석을 적용 할 수있는 많은 마취 체제가있다. 흡입 및 주 사용 마취제 : 이러한 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 이 후자의 그룹 내에서 사용될 수있는 혼합물의 다양한 종류가 있지만, 이들의 혼합물의 대부분은 전위 심장 - 우울 효과 (19)를 갖는다. 주 사용 칵테일, 우레탄 기반 마취제는 적어도 심장 - 우울 효과 4,19 있습니다. 이 의심되는 발암 물질 28로 우레탄에 직원의 노출을 제한하는주의하십시오. 이소 플루 란 및 세보는 현재 흡입 마취제이다. 이러한 에이전트는 모두 수술 적 조작을위한 충분한 용량에서 심장 - 우울 효과가있다. 중요한 것은, 흡입 마취제는 효과를 적정 할 수있다. 이 후 수술 준비 및 하부 sedat 동안 높은 진통 투여 량을 허용심장 기능의 측정 용 IVE 도즈, 따라서 이들 화합물의 심장 - 우울증 효과를 최소화한다.
혈역학 매개 변수가 정상 수준보다 낮은 경우, 몇 가지 일반적인 원인이 있습니다. 람보 손실 또는 증발 보조 저 혈량이다. 이 합병증은 일반적으로 2.7 절에 설명 된 유체 관리로 해결됩니다. 섹션 1.5에 명시된 바와 같이, 심체 온도의 유지는 혈역학 함수의 평가를 위해 매우 중요하다. 따라서,주의 감시 필수적인 디지털 피드백 시스템은 기록시 코어 체온을 유지하기 위해 유용 할 수있다. 마취가 적절히 측정 단계에서 감소 된 것을 보장하는 것은 또한 심장의 성능을 향상시키는 중요한 요소이다.
수축 하중 - 독립 파라미터를 측정하면 PV 루프 분석의 주요 이점 중 하나이다. 압력과 부피의 실시간 동시 모음UME 데이터가 마음에 적재 상태 변화에 응답하여 상기 혈류 역학적 변화를 측정하는 독특한 능력을 제공한다. 이 분석은 심장의 수축 기능은 선박의 작업으로부터 분리 할 수있다. 정맥 반환의 폐쇄를 통해 프리로드의 감소는 많은 동물 모델과 사람 4,7,12-16,18,29-32에 수축의 부하에 독립적 인 조치를 평가하기 위해 사용되었다. 작은 설치류에서,이 절차는 곡선 말 수축기 압력 볼륨 관계 4,31,33 초래한다. 극적으로 수축기 기능 (34)의 감소를 촉진 관상 동맥 관류의 감소에서이 가능성이 결과. 마우스에서 - 2 PV의 오른쪽으로 이동 부드러운 복부 압축 결과 3 초 루프. 이는 후 부하의 증가와 12 미리로드 모두에서 발생합니다. 수축 기능의 증가 후 부하 결과의 증가를 연장하는 현상은 Anrep 효과 (35)이라고합니다. 그러나,이 연구에 사용 된 복부 압축의 짧은 기간은 Anrep 효과는이 절차 심장 기능에 영향을 미치지 않음을 나타냅니다. 다른 연구에서, 개 급성 대동맥 수축이 수축 기능을 증가하는 것으로 입증되었지만,이 감소 관류 (36)의 효과에 기인하는 것으로 가정 하였다. 다시 시간 및 여기에 설명 된 바와 같이, 복부 대동맥 압축으로 인한 유동의 방해의 정도 크게 전신 조직 관류 하이포 이차적 수축 기능을 증가시키기에 충분하지 않다. 복부 압축에 의해 얻어진 PV 루프의 분석은 꼬리 대정맥 폐쇄 직후 얻은 PV 루프와 잘 맞 춥니 다. 함께, 이러한 관측은 여기에 설명 된 과도 복부 압축은 크게 심장의 수축력을 변경하지 않는 것을 보여줍니다. 더욱이,이 절차는 광범위한 RAN을 통해 심장의 수동적 특성을 평가하는 중요한 방법을 제공한다이완 기말 볼륨의 GE.
부하 독립적 측정의 분석은 특정 PV의 선택이 분석에 포함시킬 필요 루프. 이 실험 데이터 세트에서 일관되게 수행하는 것이 매우 중요합니다. 양압 환기는 좌심실 (37)에 프리로드의 호흡기에 의존 변경을 통해 혈역학 적 이슈를 생성합니다. (- 4 초 3)이 유물을 방지하기 위해, PV 루프는 가사의 짧은 기간 동안 수집되어야한다. 그들은 심장에 부하의 실험 변경의 더 나은 제어를 제공으로 호흡의 일시 정지는 특히 유용하다. 호흡 저하를 피하기 위해 짧은 무호흡이 기간을 유지하는 것이 중요합니다. 이 논문에서 설명하는 절차는 거의 같은 시간에 수집 된 두 가지 절차, 꼬리 대정맥 폐색 및 복부 압축에서 부하에 관계없이 데이터를 수집합니다. 이러한 두 절차로부터 분리 루프 합하고 togeth 분석해야ER 둘다 대략, 이하 동일 조건 같은 심장 기능을 측정있다. 분석을 위해 루프를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 원칙이있다. 부정맥 박동을 피하십시오. 삭제 된 비트 다음 비트는 항상 비정상적으로 크고 조기 박동이 비정상적으로 작다; 모두는 데이터의 분석을 방해 할 것이다. 압력이 감소되는 경우 비트를 피하지만 볼륨이 일정하다. 다음은 꼬리 대정 맥의 폐색 다음 마우스에서 일반적이며 심근의 가난한 관류에 보조 가능성이 높다. 마지막으로, 직접 부하의 변화 후 비트의 데이터 만 포함한다; 회복 기간 동안 비트를 예상 보조 심장의 적재 상태의 조작으로 인한 전신 혈압 변화에 교감 신경계 활성의 변화에 의해 영향을 받는다.
PV 루프 분석은 심장 기능의 매우 상세한 평가를 제공합니다. 유전 플렉스와 함께 적용될 때ibility 마우스 낮은 하우징 비용는 분자 수준에서 심장 생리학 평가의 구체적인 방법을 제공 할 수있다. 이러한 분석을 수행 할 수 결정할 때 고려해야 할 몇 가지 중요한 제한이 있습니다. 첫째, 이는 심장 기능의 중요한 요소에 영향을 미칠 수있는 마우스는 마취 된 침습적 방법이다. 또한, PV 루프 데이터의 해석은 데이터와 잠재적 인 교란 변수 내에서 패턴을 식별하는 데 모두 심장 생리학에 대한 자세한 이해가 필요합니다. 이러한 분석은 또한 단말이기 때문에, 그들이 반복적으로 동일한 마우스를 평가하기 위해 사용될 수 없다. PV 카테터로부터 유도 심실 볼륨은 MRI에 의해 제공되는 해부학 적 심실 볼륨보다 정확한 경향이있다. PV 카테터는 누가 뭐라고해도 심실의 전체 볼륨의 추정치 인 실린더로 뇌실을 모델로이되지 놀라운 일이다. 실제 강도가 높은 FRE에서 볼륨이 정보를 수집 할 수있는 능력이다이는 주파수 따라서, 심실 체적 변화 비트 대 비트 분석을 허용한다.
수집 마우스에서 PV 데이터의 분석은 어려울 수 있지만,이 방법은 다른 방법을 사용할 수없는 심장 기능에 관한 정보를 제공한다. 이 절차는 심장 기능의 가장 완전한 그림을 사용할 제공 쥐 모델에서의 이용은 심부전 상속 심근증 복잡한 심장 질환 상태의 분자 토대를 결정하는 중요한 플랫폼을 제공한다. 이 원고는이 절차를 수행의 가장 중요한 측면에 대한 자세한 정보를 제공합니다. 그러나 모든 복잡한 절차처럼이 성공적으로 실험을 수행하는 데 필요한 미세 수술 기술을 구축하는 연습이 필요합니다.
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Acknowledgments
저자는 NHLBI (K08 HL102066 및 R01 HL114832)에서 자금을 인정하고 싶습니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Dumont 5/45 (2) | Fine Science Tools | 11251-33 | |
| Vessel Dilating Forceps | Fine Science Tools | 18153-11 | |
| Castroviejo Micro Dissecting Spring Scissor | Roboz Instruments | RS-5668 | |
| Octogon Forceps - Serrated/Curved | Fine Science Tools | 11041-08 | |
| Octogon Forceps - Serrated/Straight | Fine Science Tools | 11040-08 | |
| Dissector Scissors- Heavy Blade | Fine Science Tools | 14082-09 | |
| Transpore Surgical Tape | 3M | 1527-1 | |
| 3-0 Silk Suture | Fine Science Tools | 18020-30 | |
| TOPO Ventilator | Kent Scientific | TOPO | |
| Martin ME 102 Electrosurgical Unit | Harvard Apparatus | PY2 72-2484 | |
| Syringe Pump | Lucca Technologies | GenieTouch | |
| Stereomicroscope with boom stand | Nikon | SMZ-800N | |
| Thermocouple Thermometer | Cole Parmer | EW-91100-40 | |
| T/Pump Warm Water Recirculator | Kent Scientific | TP-700 | |
| ADVantage Pressure-Volume System | Transonic | ADV500 | |
| Data Acquision and Analysis | DSI | Ponemah ACQ-16 |
References
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