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Medicine

La valutazione dell'outcome primario in un modello suino di infarto miocardico acuto

Published: October 14, 2016 doi: 10.3791/54021

Summary

valutazione dei risultati affidabile e preciso è la chiave per la traduzione di terapie pre-clinici in trattamento clinico. Il documento corrente descrive come valutare tre clinicamente rilevanti parametri di outcome primario di performance cardiaca e danni in un modello di infarto miocardico acuto maiale.

Introduction

L'insufficienza cardiaca con ridotta frazione di eiezione (HFrEF) rappresenta circa il 50% di tutti i casi di insufficienza cardiaca, colpisce circa 1 - 2% delle persone nel mondo occidentale 1. La causa più comune è l'infarto miocardico acuto (IMA). Come mortalità acuta dopo IMA è diminuito in modo significativo a causa di una maggiore consapevolezza e migliori opzioni di trattamento, l'enfasi si è spostata verso la sua sequele croniche; l'essere più importante HFrEF 2,3. Insieme con l'aumento dei costi sanitari 4, la crescente epidemia di insufficienza cardiaca sottolinea la necessità di nuove diagnosi e terapie, che può essere studiato in un modello suino altamente traslazionale di rimodellamento avverso dopo IMA come descritto in precedenza 5.

Entrambi, determinanti (ad esempio, dimensione dell'infarto) e funzionali valutazioni (ad esempio, l'ecocardiografia) di rimodellamento avverso sono spesso utilizzati per le prove di efficacia di nuove terapie, che indica la necessità di relmetodi iAble e relativamente poco costoso. Lo scopo della carta corrente è affrontare questa esigenza introducendo importanti e affidabili outcome per prove di efficacia in un modello suino di infarto miocardico acuto. Questi includono la dimensione infartuale (IS) in relazione alla zona a rischio (AAR), 3D l'ecocardiografia transesofagea (3D-TEE) e l'acquisizione ciclo dettagliata pressione-volume ammissione a base di (PV).

Dimensione dell'infarto è il principale determinante di rimodellamento avverso e la sopravvivenza dopo IMA 6. Anche se tempestiva riperfusione del miocardio ischemico può salvare cardiomiociti reversibilmente feriti e limitare le dimensioni dell'infarto, riperfusione per sé provoca ulteriori danni attraverso la generazione di stress ossidativo e una risposta infiammatoria sproporzionata (danno da ischemia-riperfusione (IRI)) 7. Quindi, IRI è stato identificato come un obiettivo terapeutico promettente. La capacità di nuove terapie per diminuire la dimensione dell'infarto è quantificato valutando dimensioni dell'infarto in relazionealla zona a rischio (AAR). AAR quantificazione è obbligatoria per correggere variabilità inter-individuale in anatomia coronarica di modelli animali, come AAR grande porta ad una più ampia dimensione dell'infarto assoluto. Dal momento che la dimensione dell'infarto è direttamente correlata alla funzione cardiaca e della contrattilità miocardica, variazioni di AAR possono influenzare studiare misure di outcome a prescindere dalla modalità di trattamento 8.

Tridimensionale transesofagea (3D-TEE) è un metodo poco costoso sicuro, affidabile e, soprattutto, clinicamente applicabile per misurare la funzione cardiaca in modo non invasivo. Mentre ecocardiografia transtoracica (TTE) immagini sono limitati alle viste 2D lungo parasternale e asse corto nei suini 9, 3D-TEE può essere utilizzato per ottenere la completa immagini 3-dimensionali del ventricolo sinistro. Pertanto, non richiede approssimazioni matematiche di ventricolo sinistro (LV) volumi come regola modificata di Simpson 10. Quest'ultimo è a corto di correctly stima volumi LV dopo LV rimodellamento causa della mancanza di geometria cilindrica 11. Inoltre, 3D-TEE è preferibile rispetto ecocardiografia epicardico in quanto non richiede interventi chirurgici, che sono stati osservati per esercitare effetti cardioprotettivi del presente modello 12. Sebbene l'uso di 2D-TEE per la valutazione della funzione miocardica è stata descritta prima 13,14, limitazioni per quanto riguarda la geometria ventricolare sono simili a quelli osservati in 2D-TTE e dipendono dal grado di LV rimodellamento. Quindi, maggiore è l'infarto (e quindi maggiore è la probabilità di insufficienza cardiaca), le misurazioni 2D più probabili diventano viziata da ipotesi geometriche errate e maggiore è la necessità di tecniche 3D.

Tuttavia, la maggior parte delle modalità di imaging sono limitati nella loro capacità di valutare intrinseche proprietà funzionali del miocardio. PV loop fornire tali informazioni supplementari pertinenti e la loro acquisizione è pertantodescritto in dettaglio nel seguito.

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Protocol

Tutti gli esperimenti sugli animali sono stati approvati dal Comitato Etico sulla sperimentazione animale della University Medical Center Utrecht (Utrecht, Paesi Bassi) e conformi alla 'Guida per la cura e l'uso di animali da laboratorio'.

NOTA: Il protocollo per eseguire un palloncino di occlusione chiuso petto non è parte del manoscritto corrente e viene descritto in dettaglio altrove 5. In breve, i maiali (60 - 70 kg) sono sottoposti a 75 min pallone transluminale occlusione della porzione mediana della discendente anteriore sinistra (LAD).

Entrambi, tridimensionale transesofagea (3D-TEE) e le misure di loop pressione-volume (PV) possono essere eseguiti al basale, a breve termine ea lungo termine di follow-up. Si noti che queste misure sono considerate inaffidabili nelle prime ore dopo infarto miocardico causa di aritmie frequenti in questa fase. dimensione dell'infarto (IS) e l'area a rischio (AAR) le misure sono preferably valutata a breve termine di follow-up (24-72 ore) 15,16, dal momento che i cambiamenti in microcircolo e diradamento cicatrice miocardica secondaria culminano nei risultati meno affidabili. dimensioni dell'infarto colorazione viene eseguita usando 2,3,5-trifeniltetrazolio cloruro (TTC) (ATTENZIONE, irritante), che è considerato altamente riproducibili e relativamente poco costoso. TTC è una polvere bianca che si dissolve colorlessly in soluzione salina. A contatto con vari deidrogenasi, viene convertito in un colore rosso mattone. In tal modo, si discrimina tra praticabile (rosso) e tessuto miocardico morti (bianco). Per una panoramica su entrambi determinazione dimensioni dell'infarto invasiva e non invasiva, i lettori sono indirizzati a una revisione globale su questo tema 17.

La figura 1 mostra la sequenza temporale compreso l'anestesia, la preparazione chirurgica e le misure di outcome primari utilizzati in questo studio.

1. Farmaci e Anestesia

  1. Assicurarsi che l'animale non mangia obere per almeno 5 ore prima della procedura. Il pre-trattamento, anestesia e protocolli di trattamento del dolore post-operatorio sono stati descritti in dettaglio altrove 5.
  2. In breve, il giorno prima dell'intervento una patch buprenorfine (5 mg / ora) viene applicato alla pelle che è attiva per sette giorni per limitare dolore post-operatorio. Il giorno della chirurgia, suini sedare mediante iniezione intramuscolare di 0,4 mg / kg midazolam, 10 mg / kg ketamina e 0,014 mg / kg di atropina. Attendere circa 10 - 15 minuti. Inserire un G cannula 18 in una delle vene dell'orecchio e somministrare 5 mg / kg tiopentale sodico per indurre anestesia.
  3. Intubare il maiale utilizzando un tubo endotracheale (formato 8.5 per i suini di 60 - 70 kg). Se necessario, eseguire palloncino di ventilazione (frequenza 12 / min) e il trasporto del maiale per la sala operatoria.
  4. Al suo arrivo in sala operatoria, iniziare la ventilazione meccanica a pressione positiva con FiO 2 0,50, 10 ml / kg volume corrente e una frequenza di 12 / min utilizzando continuaregistrazione capnografia.
  5. Inizia anestesia bilanciata da infusione endovenosa continua di una combinazione di midazolam (0,5 mg / kg / ora), sufentanil (2,5 mg / kg / ora) e pancuronio (0,1 mg / kg / ora).
  6. Confermare l'anestesia per testare il riflesso corneale e il monitoraggio del modello di respirazione (ad esempio, la respirazione spontanea in combinazione con ventilazione meccanica indica anestesia incompleta). Utilizzare veterinario pomata per gli occhi per prevenire la secchezza mentre l'animale è sotto anestesia.

2. 3D ecocardiografia transesofagea (TEE)

  1. Per consentire il monitoraggio della frequenza cardiaca e l'acquisizione dati, collegare l'animale al 5 derivazioni ECG sulla macchina ecocardiografia.
  2. Posto l'animale in posizione laterale destra. Assicurarsi che la sonda è dritto e flessibile alla punta sbloccando il pezzo operativo.
  3. Aprire la bocca del maiale e inserire con cautela la sonda eco nell'esofago. Se necessario, utilizzare un laringoscopio per visualizzazione. Fare attenzione a evitare di finire nel normale sacchetto faringe anatomica, simile diverticolo di Zenker un 18.
  4. Inserire la sonda per 50 - 60 cm (misura dalla punta del muso). Lentamente ruotare la sonda e flettere la testa in posizione anterolaterale sinistro per visualizzare cuore (Figura 2A - B). Assicurarsi che tutte le pareti sono ben visibili.
  5. Utilizzare l'opzione "volume completo 3D" sul display della macchina ecocardiografia per visualizzare due immagini perpendicolari del ventricolo sinistro, come mostrato nella Figura 2C -. D Poi massimizzare la larghezza settore che viene acquisita selezionando "FV Opt Volume". Pausa ventilazione passando temporaneamente la ventilazione meccanica e premere il tasto "Acquisisci" per ottenere misure complete di volume.
  6. Dopo l'acquisizione eco, assicurarsi che la punta è flessibile sbloccando il pezzo operativo. Quindi rimuovere lentamente la sonda dall'animale.
    NOTA: Non lasciare the animale incustodito fino a quando non ha ripreso conoscenza sufficiente a mantenere decubito sternale. Non restituire un animale che ha subito un intervento chirurgico per la compagnia di altri animali fino alla completa guarigione.
  7. Eseguire l'analisi in linea con il software validato come descritto in precedenza 19.

3. pressione-volume ammissione basata su loop di acquisizione

  1. Pre-immergere le punte di rilevamento della ammettenza catetere 7 F tetra-polare in soluzione fisiologica 0,9% (temperatura ambiente a 37 ° C) per almeno 20 minuti per assicurare una corretta idratazione e minimale drift pressione basale durante l'esperimento 20.
  2. Somministrare farmaci e l'anestesia come descritto nella sezione 1.
  3. Eseguire la preparazione chirurgica e di ottenere un accesso vascolare come descritto in precedenza 5.
    1. In breve, la barba e pulire il collo. Disinfettare l'area chirurgica con iodio 2% e coprire le parti non sterili dei suini con teli chirurgici sterili.
    2. Rendereun'incisione mediale nel collo per esporre l'arteria carotide e la vena giugulare interna. Inserire un 8 F guaina in arteria carotide e F guaina 9 nella vena giugulare.
  4. Inserire un catetere di Swan-Ganz (SG) attraverso la guaina 9 F nella vena giugulare e cuneo in una piccola arteria polmonare gonfiando il palloncino sulla punta del catetere. Dopo un adeguato posizionamento nella parte periferica del polmone, sgonfiare il palloncino. Collegare il SG a un dispositivo di output cardiaco esterno.
  5. Attaccare una siringa da 20 ml contenente 0,9% soluzione salina sterile per porta di iniezione che si collega al lume con la debouchment più prossimale. Misurare la gittata cardiaca da una rapida infusione di 5 ml di soluzione fisiologica 0,9% (temperatura ambiente) e di ottenere tassi di cuore per calcolare gittata sistolica (SV). Ripetere questa procedura per tre volte e calcolare la media SV.
    NOTA: La portata cardiaca è (automaticamente) calcolata usando l'equazione termodiluizione Stewart-Hamilton ed è basato su cambiamenti di temperatura nelarteria polmonare upon infusione di soluzione salina temperatura ambiente 21.
  6. Rimuovere il catetere SG. Inserire un 8 F Fogarty catetere attraverso la guaina 9 F nella vena giugulare e posizionarlo nella vena cava inferiore.
  7. Calibrare il segnale di pressione del catetere ciclo FV tramite il pulsante "Fine" "Corso" e, mentre la punta resta in soluzione fisiologica 0,9%. Poi inserire il SV misurata nel sistema.
  8. Far avanzare il catetere ciclo fotovoltaico attraverso l'8 F guaina nella carotide e centrare la punta del ventricolo sinistro (LV) in fluoroscopia.
  9. Selezionare la più grande segmento collocato adeguatamente tracciando il segnale di conduttanza grezzo contro il segnale di pressione. Assicurarsi che i cicli di pressione-conduttanza sono di forma rettangolare. segnale di fase è prevista in una traccia sinusale con valori compresi tra 3 e 5 gradi. Pausa di ventilazione ed eseguire una linea di base scansione per convertire conduttanza a Volume.
    1. Accettare i dati di base da partepremendo il tasto "Continua" quando i segnali sono stabili (nessun aritmie), la frequenza cardiaca è pari a ECG o le frequenze cardiache di pressione derivato e telesistolico (ES) telediastolica conduttanza / (ED) sono adeguatamente percepito dal sistema 20.
      NOTA: Quest'ultima può essere verificata tracciando segnale conduttanza grezzo contro il segnale di pressione e confrontando i valori di conduttanza ES / DE derivate dalla linea di base scansione in tempo reale conduttanza. Se uno dei requisiti di cui sopra non è soddisfatta, ripetere la procedura.
  10. Acquisire basali loop pressione-volume registrando 10 - 12 battiti consecutivi nei apnea mettendo in pausa la ventilazione.
  11. Gonfiare il catetere di Fogarty sotto guida fluoroscopica per ridurre il precarico e registrare 10 - 12 battiti consecutivi come descritto sopra. Assicurarsi che la pressione arteriosa sistolica rimane> 60 mmHg e non aritmie interferire con le misurazioni.
  12. Rimuovere i cateteri ciclo Fogarty e fotovoltaici. Mantenere la registrazione arteriosa pressure prima e durante la rimozione del catetere ciclo PV per abilitare correggere la deriva pressione (cioè, ex vivo pre e post-procedurale basale differenza di pressione).
    NOTA: Non lasciare l'animale incustodito fino a quando non ha ripreso conoscenza sufficiente a mantenere decubito sternale. Non restituire un animale che ha subito un intervento chirurgico per la compagnia di altri animali fino alla completa guarigione.
  13. Eseguire l'analisi offline delle misurazioni geometriche e dei parametri funzionali con un software validato 22.

4. Area a rischio (AAR) e Infarct Dimensioni (IS) Quantificazione

  1. Sciogliere 1,00 g Evans blu (ATTENZIONE 23, tossici) in 50 ml di soluzione salina allo 0,9%, riempire due 50 ml siringhe Luer lock con 20 ml e 30 ml di soluzione al 2% blu Evans, rispettivamente, e mantenere a temperatura ambiente.
    NOTA: Lavoro in una cappa aspirante e indossare una maschera antipolvere per limitare l'esposizione alle polveri pericolose e utilizzare guanti e occhiali protettivi per evitare il contatto frla pelle e gli occhi om.
  2. Prendendo le precauzioni simili, sciogliere 1% 2,3,5-trifenil-tetrazoliumchloride (TTC) (ATTENZIONE, irritante) a 37 ° C 0,9% soluzione salina e mantenere a 37 ° C.
  3. Chirurgicamente preparare l'animale per ottenere l'accesso vascolare per entrambe le arterie carotidee. Eseguire una sternotomia per consentire la visualizzazione diretta degli effetti in vivo Evans blu infusione 5.
  4. Inserire un 7 F e 8 F introduttore guaina nella rispettiva carotide. In alternativa, inserire entrambe le guaine introduttori in un'unica carotide o utilizzare una delle arterie femorali per uno dei due cateteri guida.
  5. Collegare due Y-connettori standard ad un 7 F JL4 e 8 F JL4 catetere guida, rispettivamente. Per un approccio femorale, utilizzare un JR4 per la coronaria destra (RCA) e un JL4 per l'arteria coronaria sinistra (LCMA). Collegare un rubinetto supplementare a tre vie con 10 centimetri di estensione ad entrambe le Y-connettori.
  6. Somministrare 100 UI / kg di eparina. Posizionare il ca guida 8 F JL4theter nel ostio della LMCA tramite una delle due guaine introduttori.
  7. Utilizzando un "filo guida 0,014, avanzare un catetere di dilatazione coronarica attraverso il catetere LCMA e posizionare il pallone nel sito in cui è stato eseguito occlusione coronarica durante MI induzione. Non ancora, non gonfiare.
  8. Posizionare il secondo catetere guida 8 F JL4 nel ostio della RCA attraverso il secondo introduttore.
  9. Eseguire una angiografia coronarica (CAG) infondendo mezzo di contrasto in fluoroscopia per confermare il corretto posizionamento di entrambi i cateteri guida e il palloncino nelle arterie coronarie, utilizzando antero-posteriore e Lao 30 ° viste.
  10. Fissare le due da 50 ml siringhe contenenti 30 ml (LCMA) e 20 ml (RCA) 2% Evans blu ai rispettivi rubinetti a tre vie collegate ai Y-connettori sui cateteri guida.
  11. Gonfiare il palloncino e confermare l'occlusione della coronaria da CAG. Solo quando il palloncino blocca completamente il passaggio di qualsiasi mezzo di contrasto, iniettare Evans blue dvoi attraverso entrambi i cateteri guida (5 ml / s), mentre il palloncino viene gonfiato.
  12. Immediatamente dopo il completamento di Evans blue infusione, indurre la fibrillazione ventricolare posizionando una batteria 9 V sulla parte non infartuata del cuore.
  13. Incidere la vena cava per scaricare la pressione e assicurarsi un gruppo di aspirazione è disponibile per permettere il drenaggio del sangue.
  14. Sgonfiare il pallone, ritrae insieme con entrambi i cateteri guida e espiantare il cuore da dissezione membrane che circondano. Un taglio trasversale attraverso le navi di grandi dimensioni (ad esempio, aorta, arteria polmonare / vene) consente la completa espianto. Rapidamente lavare sangue e colorante superfluo sulla superficie esterna e nelle cavità cardiache con 0,9% di soluzione salina.
  15. sezionare con cura il ventricolo sinistro ed effettuare tagli in 5 10 mm sezioni spesse pari dall'apice basare, in un piano parallelo al atrioventricolare (AV) scanalatura.
  16. Fotografare entrambi i lati di ogni cinque fette separatamente in condizioni di luce ambientale,come possibile Evans blue washout può verificarsi nel passaggio successivo. Per la calibrazione, assicurarsi un righello è presente nell'immagine.
  17. Incubare per 10 min in soluzione TTC 1% a 37 ° C, trasformando le sezioni intorno dopo 5 min a parità di colorazione.
  18. Anche in questo caso, fotografare entrambi i lati di tutte e cinque le sezioni separatamente in condizioni di luce ambientale e assicurarsi un righello viene visualizzato nell'immagine per la calibrazione.
  19. Pesare tutte le sezioni. Utilizzare il software adatto per le analisi 5. Quando si utilizza ImageJ (versione 1.47), fare clic sul pulsante "Retta". Ora, disegnare una linea retta con una distanza nota utilizzando il righello nell'immagine (ad esempio, 5 cm). Fai clic su "Analizza" -> "Imposta scala" e inserire la distanza nella casella "distanza nota". Questo procedimento consente di calibrare distanza in pixel per unità SI di lunghezza.
  20. Utilizzando il pulsante "Poligono selezioni", selezionare l'area totale che corrisponde al miocardio LV nel presente iml'età, cliccare su "Analizza" -> "Misura" per acquisire misurazioni. Eseguire questa procedura per entrambi i lati di ogni fetta del miocardio, e media per fetta.
    1. Moltiplicare per il peso della fetta proporzionale al peso totale di tutti i cinque fette e media queste misurazioni per tutte le sezioni.
  21. Effettuare misure simili per l'area a rischio (AAR) e la dimensione infartuale (IS). Divide IS / AAR, AAR / LV e IS / LV e moltiplicare per 100% per ottenere rispettive misure di outcome 5.

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Representative Results

3D ecocardiografia transesofagea

3D l'ecocardiografia transesofagea (3D-TEE) può essere utilizzato per la valutazione della funzione cardiaca globale. Dopo AMI, la funzione cardiaca globale si differenzia da valori basali sani. In particolare, la frazione di eiezione ventricolare sinistra (FEVS) diminuisce da 59 ± 4% a 37 ± 6% dopo una settimana di riperfusione (n = 10) (GPJ Van Hout, 2015). è anche osservato un aumento di volume telesistolico (51 ± 7 a 82 ± 13 ml) e diminuzione del volume di eiezione (74 ± 11 a 47 ± 8 ml), mentre il volume telediastolico non differisce tra i due punti di tempo (125 ± 14 a 129 ± 13 ml). Immagini rappresentative una settimana dopo infarto del miocardio (ischemia-riperfusione) vengono visualizzati in Figura 3. Nella nostra ampia esperienza, non abbiamo incontrato alcun complicazioni legate alla TEE.

t "fo: keep-together.within-page =" 1 "> Admittance a base di cicli di pressione volume

Pressione-volume (PV) loop possono essere utilizzati sia per valutare la funzione cardiaca globale e specifiche intrinseche proprietà del muscolo miocardio. Misurazioni esito del primo può essere facilmente calcolati dai grafici in figura 4A e comprendono EDV (in basso a destra), ESV (angolo in alto a sinistra) e FEVS ((EDV - ESV) / EDV x 100%). Entrambi, ESV e EDV forniscono importanti informazioni sulla geometria del ventricolo sinistro e FEVS è una misura importante per determinare la funzione di pompa del ventricolo sinistro. Un confronto PV ammissione a base di studio precedente passanti per l'imaging gold-standard cardiaco risonanza magnetica (CMRI) in un modello suino di AMI 24. Dopo otto settimane, le misure di loop PV sovrastimato in modo significativo sia ESV e EDV. Per quanto riguarda la FEVS però, è stata osservata alcuna differenza significativa tra i loop PV e CMRI. Inoltre, sia tecnologianiche ha mostrato una discreta correlazione tra EDV e FEVS.

Per prestazioni cardiaca intrinseca, diverse misure possono essere derivate da PV loop, come ad esempio end-sistolica e relazione pressione-volume telediastolico (ESPVR; EDPVR) 25. Immagini di loop PV rappresentativi con la riduzione del precarico e alcuni esempi di parametri funzionali sistolica e diastolica sono mostrati in figura 4B. La pendenza ESPVR diminuisce, indicando una diminuzione della contrattilità. Ulteriori parametri funzionali importanti che possono derivare da loop PV sono riportati in Tabella 1.

Infarto Size / Area A di quantificazione del rischio

In femminili maiali Dalland Landrace (6 mesi; 60 - 70 kg), occlusione della discendente anteriore sinistra (LAD) direttamente distale al primo setto e il primo ramo diagonale duanello 75 minuti porta ad una zona a rischio (AAR) di 22 ± 2% del ventricolo sinistro (LV) (n = 5) (GHJM Ellenbroek, 2015). dimensioni dell'infarto costituisce 16 ± 2% del ventricolo sinistro e 73 ± 7% del AAR. Questo abbastanza grande IS / AAR è stata scelta per i pazienti con una dimensione infartuale più grandi sono più inclini allo sviluppo di insufficienza cardiaca rispetto ai pazienti con una dimensione più piccola infarto. Nei suini, il più grande beneficio terapeutico può quindi essere acquisita in sede di applicazione 75 minuti di ischemia. Inoltre, a causa di una maggiore dimensioni dell'infarto, funzione cardiaca deteriora, che permette un miglioramento funzionale pure. Quando viene applicato un periodo più breve dell'indice ischemia, dimensioni infarto cardiaco è inferiore e funzione è solo lievemente compromessa, che consente solo una piccola finestra di miglioramento funzionale. La Figura 5 mostra un esempio rappresentativo di un TTC e Evans blue colorazione che permette chiaro individuazione delle 3 aree: 1) il miocardio a distanza, 2) AAR, e 3) miocardio infartuato <./ P>

Figura 1
Figura 1. Timeline del protocollo sperimentale. Questa linea temporale fornisce una panoramica delle più importanti fasi sperimentali nel modello AMI maiale utilizzato. l'induzione adeguata di anestetici è necessario prima di ogni misurazione. indicazioni Tempo possano essere rispettati in ciascun procedimento. dimensione dell'infarto è preferibilmente valutata dopo 24 - 72 ore. 3D-TEE e acquisizione dati ciclo PV possono essere eseguite al basale e alla breve e lungo termine di follow-up. Le prime ore dopo l'AMI, aritmie sono frequenti e possono notevolmente interferire con emodinamica cardiaca e quindi prevenire l'acquisizione di dati affidabili. AMI: infarto miocardico acuto; 3D-TEE: tridimensionale l'ecocardiografia transesofagea; PV ciclo:. Loop di pressione-volume Clicca qui per visualizzare un versio più granden di questa figura.

figura 2
Figura 2. Posizionamento e acquisizione delle immagini 3D TEE. Anteroposteriore (A) e medio-laterale immagini (B) a raggi X del posizionamento della sonda 3D-TEE in esofago. Acquisizione immagine fa seguito corretta visualizzazione dell'atrio sinistro, ventricolo sinistro e l'aorta (C) ed un'immagine perpendicolare sia atrio sinistro e ventricolo sinistro (D). 3D-TEE:. Tridimensionale ecocardiografia transesofagea Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 3
Figura 3. pieno volume 3D-TEE Immagini del ventricolo sinistro. (A, B). Un esempio ingrandita (C) delle immagini a sezione trasversale multipli (D) del ventricolo sinistro viene visualizzata nel pannello metà inferiore. 3D-TEE:. Tridimensionale ecocardiografia transesofagea Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 4
Figura 4. Loop Immagini pressione volumi al basale e dopo infarto miocardico. Immagini rappresentative di loop PV durante l'apnea (es., Ventilazione pausa) al basale (blu) e otto settimane dopo l'AMI(red) (A). Aumenti EDV e ESV e una diminuzione SV può essere osservato, indicando una diminuzione LVEF (%). Immagini di loop PV con riduzione del precarico sono utilizzati per valutare i parametri di funzione miocardica intrinseci (B). Rispetto al basale, miocardio infartuato mostra una diminuzione della contrattilità ricavato dai ESPVR (linee blu e rosso diretto). ciclo PV: ciclo pressione-volume; AMI: infarto miocardico acuto; EDV: volume telediastolico; SV: gittata sistolica; FEVS: frazione di eiezione ventricolare sinistra; ESPVR:. Telesistolico relazione pressione-volume Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 5
Figura 5. Infarto dimensioni e l'area a rischio di colorazione. Immagine rappresentativa della dimensione dell'infarto e la zona a rischio colorazione of ventricolo sinistro dopo infarto miocardico acuto (75 minuti) e successiva riperfusione per tre giorni. (Emorragica) tessuti infarto può essere osservata in rosa marrone e grigio-bianco, mentre la zona di confine è macchiato di rosso. Dintorni blu macchiato indicano miocardio remoto. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

parametri di volume parametri di pressione Parametri di carico-indipendente Altro
Sistolico diastolica Sistolico diastolica Sistolico diastolica Altro
ESV EDV ESP EDP ESPVR EDPVR HR
dP / dt dP / dt E es PRSW SW
Derivati τ (tau) ESV100 PRSW
FEVS, SV, CO PHT E un dP / dV

Tabella 1. Parametri funzionali prezioso che può essere derivata da Loops pressione-volume. Suddivise in volume, pressione e parametri di carico-indipendente, questa tabella descrive i parametri più comunemente usato (sistolica e diastolica) derivato da PV loop. PV loop: pressione-volumeloop; ESV: volume telesistolico; EDV: volume telediastolico; FEVS: frazione di eiezione ventricolare sinistra; SV: gittata sistolica; CO: gittata cardiaca; ESP: pressione di fine sistolica; dP / dt: derivato di pressione; τ (tau): costante di rilassamento isovolumetrico; PHT: la pressione a metà tempo; ESPVR: telesistolico relazione pressione-volume; E es: telesistolico elastanza; ESV100: volume telesistolico corretta per la pressione (100 mmHg); E un: elastanza arteriosa; EDPVR: telediastolica relazione pressione-volume; PRSW: preload lavoro ictus recruitable; HR: frequenza cardiaca; SW: lavoro ictus; dP / dV: pendenza EDPVR (rigidità da camera).

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Discussion

Rimodellamento cardiaco è in gran parte in base alla dimensione infarto del miocardio e la qualità di infarto miocardico riparare 6,26. Per valutare il primo in modo standardizzato, la presente manoscritto fornisce un metodo elegante di infusione in vivo blu Evans combinato con ex vivo TTC colorazione, che è stato convalidato e ampiamente utilizzati 8,16,27,28. Questo metodo consente la quantificazione della zona a rischio (AAR) e dimensioni dell'infarto in relazione AAR 16. L'attuale approccio riduce il rischio di colorante diffusione nel AAR, regione infarto o - con malposizionamento - muscolo papillare, in quanto non richiede foratura miocardio. Inoltre, non vi è alcuna necessità di legatura esterna dell'arteria coronaria, che può essere impreciso, imprecise e occasionalmente danneggiare il miocardio. Un metodo alternativo, combinando Evans blue infusione basato su catetere nella LV e clampaggio dell'aorta ascendente 29 </ Sup>, è auspicabile per motivi diversi. Serraggio occlude il ventricolo sinistro catetere guida, ostacolando Evans infusione blu nel LV. Inoltre, le forze di compressione e trazione possono portare a LCMA catetere e malposizionamento pallone intracoronarica e misurazioni imprecise AAR. Inoltre, poiché balloon occlusione della LAD richiede guida di posizionamento del catetere in LCMA, riempimento coronarico dal LV è limitata, impedendo Evans entrata blu dal LV nell'arteria coronaria.

Tuttavia, anche se superiore alla puntura miocardica e clampaggio dell'aorta ascendente, la tecnica presentata in questo manoscritto richiede alcune precauzioni. completa occlusione (uno dei) arterie coronarie attraverso un catetere guida ostruente deve essere impedito. Questo può essere controllata controllando i tassi di wash-out e la pressione, e di solito può essere evitato leggermente ritraendo il catetere guida dal ostiale coronarico. Se inevitabile, ridurre il tempo il GUIDcatetere ing è posizionato nella coronaria quanto più possibile la preparazione di altre parti del protocollo. Inoltre, assicurarsi che il palloncino occlude completamente il vaso target prima di Evans infusione blu.

Quando Evans blue infusione è completata, indurre VF e incidere la vena cava per scaricare la pressione del sangue prima sgonfiaggio palloncino e rimozione del catetere per evitare Evans blue diffusione nel AAR. Si deve prestare attenzione a posizionare delicatamente ma con fermezza il catetere guida in ostio coronarico, consentendo la diffusione di Evans blu sia nel LAD e LCx. Inoltre, Evans blue tassi di infusione non dovrebbe essere troppo alto, poiché limitato flusso nelle arterie coronarie può comportare Evans blue wash-out nella circolazione sistemica. Anche se in modo selettivo infuso nelle arterie coronarie, Evans diffusione blu nella circolazione sistemica non può essere completamente evitato. Pertanto, l'analisi istologica di altri tessuti non cardiaca (ad esempio, spleen, rene) può ancora essere problematico. Simultanea TTC co-infusione nel AAR è stato descritto in precedenza, ma è indesiderabile a nostro avviso, come TTC non raggiunge la parte del AAR ostruito dal pallone. Inoltre, le analisi precedenti mostrano che TTC potrebbe reagire con il sangue intravasale residua nella zona dell'infarto e sovrapporsi con il colore rosso nel non-infarto AAR 30. Le future applicazioni di questa tecnica potrebbe essere quello di preservare tessuti non cardiaci ostruendo il flusso di sangue nella circolazione sistemica. Ciò può essere ottenuto mediante palloncino ostruzione dell'aorta toracica discendente attraverso un approccio femorale.

L'ecocardiografia ad oggi rimane una pietra miliare per la valutazione della funzione cardiaca sia in cure cliniche e vari modelli animali nella ricerca cardiovascolare. Tuttavia, a causa della forma del torace dei suini Landrace, l'ecocardiografia transtoracica (TTE) è limitata a 2 dimensioni di vista a lungo e breve asse del LV 9. Pertanto, cardiaco volume e FEVS devo essere stimato per approssimazioni matematiche come regola modificata di Simpson, che assume una forma cilindrica del ventricolo sinistro morfologia 10. Come risultato di LV rimodellamento dopo MI tuttavia, le dimensioni cardiache cambiano. Pertanto, questa particolare assunzione geometrica non può essere fatta, riducendo la precisione e l'affidabilità di tali misurazioni 31.

Questo problema può essere risolto utilizzando l'ecocardiografia 3D per ottenere immagini 3D del ventricolo sinistro completa. Nei suini, la valutazione FEVS da epicardico ecocardiografia 3D mostra un'eccellente correlazione con l'oro standard CMRI 24,32. Tuttavia, questo richiede un intervento chirurgico prima di AMI di induzione per misurazioni di riferimento. Indipendentemente dal metodo, cioè, torace aperto vs. approccio subxiphoidal, chirurgia invasiva per ecocardiografia epicardico ha dimostrato di essere cardioprotettivo 12,33,34. aderenze concomitanti ostacolano resternotomy, che rende echocardiogra epicardicoPHY indesiderabile per misurazioni di base in un chiuso petto AMI model.To evitare questi inconvenienti, le immagini 3D del cuore possono essere ottenute attraverso l'ecocardiografia transesofagea 3D (3D-TEE). Questa tecnica è portatile, ampiamente disponibili e consente misurazioni seriali e visualizzazione dell'intero volume del ventricolo sinistro. Inoltre, è affidabile, relativamente economico e sicuro.

Si noti che è importante inserire dolcemente la sonda TEE in bocca e dell'esofago, poiché finire nel diverticolo del Zenker e applicando una pressione eccessiva può portare alla rottura esofagea. Inoltre, dal momento che la relazione anatomica tra lo stomaco e il cuore si differenzia da uomo, 3D-TEE nei suini non consente per le misure regionali (ad esempio, ceppo, Doppler tissutale) e si limita a misurazioni del volume. Nei dati presentati nel manoscritto, è stato osservato alcun aumento del EDV 7 giorni dopo IMA. È necessario un periodo di follow-up più lungo per guidare ampiamente Adverse rimodellamento, portando ad un aumento EDV a diverse settimane di follow-up 11.

In contrasto con l'ecocardiografia convenzionale, PV ammissione basata su loop moderatamente sopravvalutare volumi LV, sia al basale 35 e dopo 8 settimane di follow-up 24. Eppure, abbastanza buone correlazioni e un alto grado di accordo con CMRI sono stati trovati. Anche se fotovoltaici misure di loop parecchie settimane dopo AMI sono meno precisi rispetto al basale, le dimensioni LV e derivati del presente documento (LVEF) sono utili per la valutazione globale della funzione cardiaca 35.

Inoltre, i loop fotovoltaici forniscono informazioni specifiche sulle proprietà intrinseche del miocardio, come ESPVR. Dal momento che le misurazioni funzionali regionali in TTE e TEE sono limitate e l'ecocardiografia epicardico è indesiderabile al basale, i cicli fotovoltaici forniscono una tecnica elegante e sicuro per la valutazione della funzione miocardica intrinseca. Entrambi, il declino in salita ESPVR e le s tipicihift in V 0 può essere utilizzato per confrontare le diverse terapie. Queste caratteristiche classiche vengono convalidati in ex vivo sofferenza cuore canino da pan-ischemia. Quindi, in modelli di ischemia regionali, come i modelli AMI, queste caratteristiche specifiche non sono sempre presenti, che può essere attribuito a diversi fattori, tra cui il rimodellamento ventricolare e l'ischemia regionale sono quelli più importanti 25,36,37.

Per l'acquisizione dei dati adeguato, è fondamentale per assicurarsi che non siano presenti aritmie durante la conversione della conduttanza di volume e quando l'acquisizione di loop fotovoltaici. Se aritmie sono presenti, riposizionare il catetere ciclo fotovoltaico in modo da non irritare il miocardio. La somministrazione di farmaci antiaritmici (per esempio, 150-300 mg amiodarone) può anche aiutare. Si noti tuttavia che l'acquisizione ciclo PV entro alcune ore dopo infarto miocardico acuto non è affidabile a causa di aritmie frequenti (ad esempio, complessi ventricolari prematuri, bigemini). </ P>

Leggermente avanzare o ritrarre il ciclo catetere PV nella LV o dalla parete muscolare può anche contribuire a migliorare la forma del loop PV. Dopo aver cambiato PV posizionamento del catetere ciclo, sempre doppio controllo che sia selezionata la più grande segmento adeguatamente collocato.

In conclusione, la carta corrente presenta tre metodi per la valutazione cardiaca in un maiale modello AMI precedentemente descritto con il valore supplementare per la valutazione di nuove terapie per ridurre il peso del corso epidemia insufficienza cardiaca.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
3-dimensional Transesophageal Echocardiography
iE33 ultrasound device Philips -
X7-2t transducer Philips -
Aquasonic® 100 ultrasound transmission gel Parker Laboratories Inc. 01-34 Alternative product can be used
Battery handle type C (laryngoscope handle) Riester 12303
Ri-Standard Miller blade MIL 4 (laryngoscope blade) Riester 12225
Qlab 10.0 (3DQ Advanced) analysis software Philips -
Name Company Catalog Number Comments
Pressure-volume loop acquisition
Cardiac defibrillator Philips
0.9% Saline Braun
8 F Percutaneous Sheath Introducer Set Arrow CP-08803 Alternative product can be used
9 F Radifocus® Introducer II Standard Kit  Terumo RS*A90K10SQ Alternative product can be used
8 F Fogarty catheter Edward Life Sciences 62080814F Alternative product can be used
7 F Criticath™ SP5107H TD catheter (Swan-Ganz) Becton Dickinson (BD) 680078 Alternative product can be used
Ultraview SL Patient Monitor and Invasive Command Module (external cardiac output device) Spacelabs Healthcare 91387 Alternative product can be used
ADVantage system™ Transonic SciSense -
7 F Tetra-polar admittance catheter (7.0 VSL Pigtail / no lumen) Transonic SciSense -
Multi-channel acquisition system (Iworx 404) Iworx -
Labscribe V2.0 analysis software Iworx - Alternative product can be used
Name Company Catalog Number Comments
Infarct size / area-at-risk quantification
Diathermy - Alternative product can be used
Lebsch knife - Alternative product can be used
Hammer - Alternative product can be used
Bone marrow wax Syneture Alternative product can be used
Klinkenberg scissors - Alternative product can be used
Retractor - Alternative product can be used
Surgical scissors -
7 F Percutaneous Sheath Introducer Set  Arrow CP-08703 Alternative product can be used
8 F Percutaneous Sheath Introducer Set  Arrow CP-08803 Alternative product can be used
7 F JL4 guiding catheter  Boston Scientific H749 34357-662 Alternative product can be used
8 F JL4 guiding catheter  Boston Scientific H749 34358-662  Alternative product can be used
COPILOT Bleedback Control Valves  Abbott Vascular 1003331 Alternative product can be used
BD Connecta™  Franklin Lakes 394995 Alternative product can be used
Contrast agent Telebrix
Persuader 9 Steerable Guidewire 9 (0.014", 180 cm, straight tip), hydrophilic coating Medtronic Inc. 9PSDR180HS Alternative product can be used
SAPPHIRE™ Coronary Dilatation Catheter (PTCA balloon suitable for the size of the particular coronary artery (2.75 - 3.25 mm)) OrbusNeich 103-3015 Alternative product can be used
Evans Blue  Sigma-Aldrich E2129-100G Toxic. Alternative product can be used
2,3,5-triphenyl-tetrazolium chloride (TTC) Sigma-Aldrich T8877-100G Irritant. Alternative product can be used
9 V Battery - -
Ruler - -
Photocamera Sony -
ImageJ National Institutes of Health - Alternative product can be used

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References

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Ellenbroek, G. H. J. M., van Hout,More

Ellenbroek, G. H. J. M., van Hout, G. P. J., Timmers, L., Doevendans, P. A., Pasterkamp, G., Hoefer, I. E. Primary Outcome Assessment in a Pig Model of Acute Myocardial Infarction. J. Vis. Exp. (116), e54021, doi:10.3791/54021 (2016).

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