Summary
Надежная и точная оценка результатов является ключом для перевода доклинических терапии в клинической терапии. В настоящем документе описано, как оценить три клинически значимых параметров основного исхода сердечной деятельности и повреждения в свиноводстве острого инфаркта миокарда модели.
Introduction
Сердечная недостаточность со сниженной фракцией выброса (HFrEF) приходится около 50% всех случаев сердечной недостаточности, затрагивающей около 1 - 2% людей в западном мире 1. Наиболее распространенной причиной является острый инфаркт миокарда (ОИМ). Как острая смертность после инфаркта миокарда значительно снизилась из-за повышения уровня осведомленности и улучшения вариантов лечения, акцент смещается в сторону его хронизации; наиболее известным существом HFrEF 2,3. Вместе с увеличением расходов на здравоохранение 4, растущая эпидемия сердечной недостаточности подчеркивает необходимость новых диагностики и лечения, которые могут быть изучены в весьма трансляционной модели свиньи неблагоприятного ремоделирования после инфаркта миокарда , как описано выше 5.
Оба, детерминанты (например, размер инфаркта) и функциональных оценок (например, эхокардиография) неблагоприятного ремоделирования часто используются для тестирования эффективности новых терапевтических средств , что указывает на необходимость отнiable и относительно недорогие методы. Целью данной работы является для удовлетворения этой потребности путем введения важных и надежных показателей конечных результатов для тестирования эффективности в модели свиньи острого инфаркта миокарда. К ним относятся размер инфаркта (IS) по отношению к зоне риска (AAR), 3D чреспищеводной эхокардиографии (3D-тройник) и приобретение петли подробный допуска на основе давления объема (PV).
Инфаркт размер является основным фактором , определяющим неблагоприятного ремоделирования и выживаемости после ОИМ 6. Несмотря на то, своевременная реперфузия ишемизированного миокарда может спасти обратимо травмированных кардиомиоцитов и ограничить размер инфаркта, сам реперфузии вызывает дополнительный урон за счет генерации окислительного стресса и непропорционального воспалительной реакции (ишемия-реперфузионное повреждение (IRI)) 7. Следовательно, IRI был идентифицирован как перспективный терапевтической мишени. Способность новой терапии для уменьшения размера инфаркта количественно путем оценки размера инфаркта в отношениик зоне риска (ЗР). ААР Количественное является обязательным для коррекции между индивидуальной изменчивости в коронарной анатомии животных моделях, как большая ААР приводит к большему абсолютному размера инфаркта. Поскольку размер инфаркта непосредственно связана с сердечной деятельности и миокарда, изменения в AAR может повлиять изучение конечных показателей независимо от методов лечения 8.
Трехмерная чреспищеводной эхокардиографии (3D-тройник) является безопасным, надежным и, что самое главное, клинически применяется недорогой метод для измерения сердечной функции неинвазивно. В то время как трансторакальная эхокардиографии (TTE) изображения ограничены видом 2D парастернальная долго- и короткой оси у свиней 9, 3D-TEE могут быть использованы для получения полных 3-мерные изображения левого желудочка. Таким образом, он не требует математических приближений левого желудочка (ЛЖ) объемов , таких как правило модифицированной Симпсона 10. Последнее не дотягивает коррectly оценки объемов ЛЖ после ремоделирования ЛЖ из - за отсутствия цилиндрической геометрии 11. Кроме того, 3D-тройник является более предпочтительным , чем эпикарда эхокардиографии , поскольку это не требует хирургического вмешательства, которые наблюдались оказывать кардиопротекторное эффекты в данной модели 12. Хотя использование 2D двутавровые для оценки функции миокарда было описано ранее 13,14, ограничения в отношении геометрии желудочков аналогичны тем , которые наблюдаются в 2D-ТТЕ и зависят от степени ремоделирования ЛЖ. Следовательно, чем больше инфарктов (и, следовательно, тем выше вероятность сердечной недостаточности), тем более вероятно, 2D измерения становятся изъяны неправильными геометрическими допущений и тем выше потребность в 3D-техник.
Тем не менее, большинство методов визуализации ограничены в своей способности оценить внутренние функциональные свойства миокарда. PV петли обеспечивают такую соответствующую дополнительную информацию, и их приобретение является поэтомуподробно описаны ниже.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Все эксперименты на животных были одобрены Комитетом по этике по экспериментирования животных из Медицинского центра Университета Утрехта (Утрехт, Нидерланды) по и соответствуют "Руководству по уходу и использованию лабораторных животных».
Примечание: Протокол для выполнения закрытого грудь воздушный шар окклюзия не является частью текущей рукописи и подробно описана в 5. Короче говоря, свиней (60 - 70 кг) подвергают 75 мин транслюминальной баллонной окклюзии средняя часть левой передней нисходящей артерии (LAD).
Оба, трехмерная чреспищеводной эхокардиографии (3D-тройник) и измерения контура давления объем (PV) может быть выполнена на исходном уровне, краткосрочной и долгосрочной последующей деятельности. Следует отметить, что эти измерения считаются ненадежными в первые часы после инфаркта миокарда из-за частых нарушений ритма в этой фазе. размер Инфаркт (IS) и площадь под риском (AAR) измерения preferablу оценивали при кратковременном наблюдения (24 - 72 ч) 15,16, так как изменения в микрососудов и вторичного миокарда рубцовой истончение завершаются менее достоверные результаты. Окрашивание размер Инфаркт осуществляется с использованием хлорида 2,3,5-трифенилтетразолия (TTC) (ОСТОРОЖНО, раздражающее), который считается высокой воспроизводимостью и относительно недороги. ТТС представляет собой белый порошок, который растворяется бесцветно в физиологическом растворе. При контакте с различными дегидрогеназ, он превращается в кирпично-красный цвет. Таким образом, он различает между жизнеспособного (красный) и мертвой ткани миокарда (белый). Для получения дополнительной информации о как инвазивной и неинвазивной определения размера инфаркта, читатели направлены на всеобъемлющий обзор по этому вопросу 17.
На рисунке 1 показан график , включая анестезию, хирургическое и подготовки первичных измерений результатов , используемых в данном исследовании.
1. Медикаменты и анестезиологии
- Убедитесь в том, что животное не ест илипить в течение по крайней мере, 5 часов до начала процедуры. Предварительная обработка, анестезия и послеоперационные протоколы лечения боли были подробно описаны в других 5.
- Короче говоря, за день до хирургическом buprenorfine патч (5 мкг / ч) наносят на кожу, которая является активной в течение семи дней, чтобы ограничить послеоперационную боль. В день операции, степенный свинок путем внутримышечной инъекции 0,4 мг / кг мидазолама, 10 мг / кг кетамина и 0,014 мг / кг атропина. Подождите примерно 10 - 15 мин. Вставка 18 г канюлю в одном из вены уха и администрировать 5 мг / кг тиопентала натрия для индукции анестезии.
- Интубировать свинью с помощью эндотрахеальной трубки (размер 8,5 для свиней 60 - 70 кг). При необходимости, выполнить баллонную вентиляцию (частота 12 / мин) и транспортировать свинью в операционную.
- По прибытии в операционном зале, начинают искусственную вентиляцию легких с положительным давлением с FiO 2 0,50, 10 мл / кг дыхательного объема и частотой 12 об / мин с использованием непрерывногокапнография записи.
- Начать сбалансированной анестезии путем непрерывной внутривенной инфузии комбинации мидазолама (0,5 мг / кг / ч), суфентанил (2,5 мкг / кг / ч) и панкурония (0,1 мг / кг / ч).
- Подтвердите анестезию путем тестирования роговицы рефлекс и контроль дыхания образец (например, спонтанное дыхание в сочетании с механической вентиляцией указывает на неполную анестезии). Используйте ветеринара мазь на глаз, чтобы предотвратить сухость в то время как животное находится под анестезией.
2. 3D чреспищеводной эхокардиографии (TEE)
- Для обеспечения мониторинга сердечного ритма и сбора данных, подключите животное к 5 приводит ЭКГ на эхокардиографии машине.
- Место животное в правом боковом положении. Убедитесь, что датчик является прямым и гибким на кончике, разбудив операционной части.
- Откройте рот свиньи и аккуратно вставьте эхо-зонд в пищевод. При необходимости использовать ларингоскоп для visuaлизация. Будьте осторожны , чтобы не оказаться в нормальном анатомическом глоточной мешок, напоминающий дивертикул Ценкеровского 18.
- Вставьте датчик в течение 50 - 60 см (размер от кончика морды). Медленно вращать зонд и сгибать голову к левой переднебоковой позиции , чтобы визуализировать сердце (рис 2A - B). Убедитесь, что все стены отчетливо видны.
- Используйте опцию "3D полную громкость" на дисплее эхокардиографии машины , чтобы отобразить два перпендикулярных изображения левого желудочка , как показано на рисунке 2C -. D Затем максимизировать ширину сектора , который приобретается путем выбора "FV Opt Volume". Пауза вентиляции временно отключив механической вентиляции и нажмите "Acquire", чтобы получить полные измерения объема.
- После того, как эхо приобретения, убедитесь, что наконечник является гибким путем разблокировки операционной части. Затем медленно удалить зонд от животного.
ПРИМЕЧАНИЕ: Не оставляйте е местое животное без присмотра, пока он не пришел в сознание достаточное для поддержания грудины лежачее. Не возвращать животное, которое перенес операцию на компании других животных, пока полностью не выздоровел. - Выполнение автономного анализа с подтвержденным программным обеспечением , как описано выше 19.
3. Прием на основе давления объема обводной Приобретение
- Предварительно замочить Чувствительный кончики 7 F тетра-полярным проводимостей катетера в 0,9% -ном солевом растворе ( от комнатной температуры до 37 ° С) в течение как минимум 20 мин , чтобы обеспечить надлежащую гидратацию и минимальный дрейф базовой линии давления в ходе эксперимента 20.
- Администрирование лекарств и анестезии, как описано в разделе 1.
- Выполнение хирургической подготовки и получить доступ к сосудам , как описано ранее 5.
- Короче говоря, бриться и чистить шею. Лечить хирургическую область с йодом 2% и покрывают нестерильные части свиней с стерильных хирургических простыней.
- Делатьмедиальный разрез в области шеи, чтобы выставить сонной артерии и внутренней яремной вены. Вставьте 8 F оболочку в сонную артерию и F оболочку в яремную вену 9.
- Вставка Swan-Ganz (SG) катетера через оболочку 9 F в шейную вену и заклинить его в небольшой легочной артерии путем раздувания баллона на конце катетера. После надлежащего размещения в периферийной части легкого, выкачать воздушный шар. Подключите SG к внешнему устройству сердечного выброса.
- Приложить 20 мл шприц, содержащий 0,9% стерильного солевого раствора к инъекционный порт, который соединяется с просветом с наиболее проксимального дебуширование. Измерение сердечного выброса путем быстрой инфузии 5 мл 0,9% физиологического раствора (комнатной температуры) и получить частоту сердечных сокращений для расчета ударного объема сердца (SV). Повторите эту процедуру три раза и вычислить среднее SV.
Примечание: Сердечный выброс (автоматически) рассчитывается с использованием термодилюционным уравнения Стюарта-Гамильтона и основан на изменении температуры влегочной артерии после инфузии физиологического раствора комнатной температуре 21. - Удалите SG катетер. Вставьте 8 F Фогарти катетер через оболочку 9 F в яремную вену и расположите его в нижней полой вене.
- Калибровка сигнала давления катетера контура PV с помощью "Курс" и кнопку "Fine", в то время как наконечник остается в 0,9% физиологического раствора. Затем входной измеренный СВ в систему.
- Продвигать катетер петли PV через 8 F оболочки в сонную артерию и центрирования кончик в левый желудочек (ЛЖ) при рентгеноскопии.
- Выберите самый большой адекватно помещенный-сегмент путем построения графика исходного сигнала проводимости от сигнала давления. Убедитесь в том, что давление-проводимость петли имеют форму прямоугольника. Сигнал фазы, как ожидается, чтобы показать пазухи след со значениями от 3 до 5 градусов. Приостановка вентиляцию и выполнить базовое сканирование для преобразования Проводимость в томе.
- Принимать исходные данные понажав кнопку "Продолжить" , когда сигналы являются стабильными (без нарушения ритма), частота сердечных сокращений равна ЭКГ или давления полученные частоты сердечных сокращений и конечного систолического (ES) / конечного диастолического (ЭД) проводимости адекватно воспринимается системой 20.
Примечание: Последний может быть проверена путем построения исходного сигнала проводимости от сигнала давления и сравнения значений проводимости ES / ED, полученные от базовой линии сканирования в режиме реального времени проводимости. Если какой-либо из вышеуказанных требований не выполняется, повторите процедуру.
- Принимать исходные данные понажав кнопку "Продолжить" , когда сигналы являются стабильными (без нарушения ритма), частота сердечных сокращений равна ЭКГ или давления полученные частоты сердечных сокращений и конечного систолического (ES) / конечного диастолического (ЭД) проводимости адекватно воспринимается системой 20.
- Приобретать петли давление-объем базовой линии путем записи 10 - 12 последовательных ударов во время одышки приостановив вентиляции.
- Накачайте катетер Фогарти под флуороскопа для уменьшения предварительной нагрузки и записи 10 - 12 последовательных ударов, как описано выше. Убедитесь, что систолическое артериальное давление остается> 60 мм рт.ст., и никакие нарушения ритма не мешают измерениям.
- Удалите катетеры петли Фогарти и PV. Держите записи артериального давлене до и во время удаления катетера контура PV для включения коррекции дрейфа давления (то есть, исключая виво пред- и пост-процессуальной разницы базового давления).
ПРИМЕЧАНИЕ: Не оставляйте животное без присмотра, пока он не пришел в сознание достаточное для поддержания грудины лежачее. Не возвращать животное, которое перенес операцию на компании других животных, пока полностью не выздоровел. - Выполнение автономного анализа геометрических измерений и функциональных параметров с подтвержденным программным обеспечением 22.
4. Зона риска (ЗР) и инфаркта размер (IS) Количественная
- Растворить 1,00 г синего Эванса (ОСТОРОЖНО 23, токсические) в 50 мл 0,9% физиологического раствора, заполняют два 50 мл замка шприцы Luer 20 мл и 30 мл 2% раствора синего Эванса соответственно и держать при комнатной температуре.
Примечание: Работа в вытяжном шкафу и носить защитную маску, чтобы ограничить воздействие опасных пыли и используйте перчатки и защитные очки для предотвращения контакта фром кожи и глаз. - Принимая аналогичные меры предосторожности, растворите 1% 2,3,5-трифенил-tetrazoliumchloride (TTC) (ОСТОРОЖНО, раздражающее) в 37 ° C 0,9% физиологического раствора и держать при температуре 37 ° C.
- Хирургически готовят животное, чтобы получить доступ к сосудам к обоим сонных артерий. Выполните стернотомию , чтобы обеспечить прямой визуализации эффекта в естественных условиях голубого Эванса инфузии 5.
- Вставьте 7 F и 8 F интродьюсер в соответствующей сонной артерии. В качестве альтернативы, вставьте оба проводниковую ножны в одной сонной артерии или использовать одну из бедренных артерий для одного из обоих направляющих катетеров.
- Подключите два стандартных Y-контакты к 7 F JL4 и 8 F JL4 направляющего катетера соответственно. Для бедренную подхода, используйте JR4 для правой коронарной артерии (ПКА) и JL4 для левой коронарной артерии (LCMA). Подключите дополнительный Трехходовой кран с расширением 10 см для обоих Y-соединителей.
- Администрирование 100 МЕ / кг гепарин. Расположите направляющую са 8 F JL4theter в устьем из ствола ЛКА через один из двух проводниковую оболочками.
- Использование 0,014 "проволочный, продвигать ишемическая дилатация катетер через катетер LCMA и расположите баллон на месте, где коронарная окклюзия была выполнена во время MI индукции. Пока не раздувать.
- Поместите второй 8 F JL4 направляющего катетера в устье РКА через второй интродьюсер.
- Выполнение коронарной ангиографии (КАГ) вливая контрастное вещество под контролем рентгеноскопии, чтобы подтвердить правильное положение обоих направляющих катетеров и воздушного шара в коронарных артериях, используя переднезаднем и Лаосской 30 ° видом.
- Прикрепите два 50 мл шприцев, содержащих 30 мл (LCMA) и 20 мл (RCA) 2% Эванса синего до соответствующих трехходовых кранов, присоединенных к Y-разъемы на направляющих катетеров.
- Надуйте воздушный шар и подтвердить окклюзия коронарной артерии CAG. Только тогда, когда воздушный шар полностью блокирует прохождение любого контрастного агента, вводят Эванс синий Dвы через оба направляющих катетеров (5 мл / с) в то время как воздушный шар надувается.
- Непосредственно после завершения Эванса синего инфузии, индуцируют фибрилляция желудочков путем размещения батареи 9 В на не пораженного инфарктом части сердца.
- Надрезать Caval вену для сброса давления и убедитесь, что блок всасывания доступен для обеспечения дренажа крови.
- Дефлятируем воздушный шар, убрать его вместе с обоими направляющими катетерами и эксплантата сердце рассечением окружающие мембраны. Поперечная прорезали крупных сосудов (т.е. аорты, легочной артерии / вены) позволяет полностью УВК. Быстро смывают кровь и лишнюю краску на внешней поверхности и в полости сердца с использованием 0,9% физиологический раствор.
- Осторожно рассекают левый желудочек и сделать разрезы в 5 равных секций толщиной 10 мм от вершины до основания в плоскости, параллельной атриовентрикулярной (AV) канавки.
- Сфотографировать обе стороны всех пяти ломтиков отдельно в условиях освещенности,как это возможно Эванс синий смыв может произойти на следующей стадии. Для калибровки, убедитесь, что линейка присутствует в изображении.
- Инкубировать в течение 10 мин в 1% растворе ТТС при 37 ° C, поворачивая секции вокруг через 5 мин для равномерного окрашивания.
- Опять же, сфотографировать обе стороны всех пяти ломтиков отдельно в условиях окружающего освещения и убедитесь, что линейка визуализируется на изображении для калибровки.
- Взвесьте все кусочки. Использование программного обеспечения подходит для анализа 5. При использовании ImageJ (версия 1.47), нажмите кнопку "прямой линии". Теперь, нарисовать прямую линию с известным расстоянием с использованием линейки в изображении (например, 5 см). Нажмите кнопку "Анализ" -> "Установить масштаб" и введите расстояние в поле "известном расстоянии". Эта процедура позволяет выполнять калибровку расстояния в пикселях до единиц СИ длины.
- С помощью кнопки "Полигон выбор", выберите общую площадь, соответствующую миокарда ЛЖ в данном имвозраст, нажмите кнопку "Анализ" -> "Measure" на приобретение измерений. Выполните эту процедуру для обеих сторон каждого среза миокарда, а в среднем за кусочком.
- Умножение веса среза пропорциональна общему весу всех пяти ломтиков и усреднить эти измерения для всех срезов.
- Выполните аналогичные измерения для зоны риска (AAR) и размер инфаркта (IS). Разделить IS / AAR, AAR / LV и IS / LV и умножить на 100% , чтобы получить соответствующие измерения результат 5.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
3D чреспищеводной эхокардиографии
3D чреспищеводной эхокардиографии (3D-тройник) могут быть использованы для оценки глобальной функции сердца. После того, как AMI, глобальная функция сердца отличается от здоровых базовых значений. В частности, фракция выброса левого желудочка (ФВ ЛЖ) снижается с 59 ± 4% до 37 ± 6% после одной недели реперфузии (п = 10) (GPJ ван Хаут, 2015). Увеличение объема конечного систолического (51 ± 7 до 82 ± 13 мл) и уменьшение ударного объема (74 ± 11 до 47 ± 8 мл) наблюдается также, в то время как конечный диастолический объем не различались между этими временными точками (125 ± 14 до 129 ± 13 мл). Представитель изображения через одну неделю после инфаркта миокарда (ишемии-реперфузии) отображаются на рисунке 3. В нашем богатый опыт, мы еще не сталкивались с каких - либо осложнений , связанных с ТЕЭ.
т "ВОК: Keep-together.within-страницу =" 1 "> адмитанс на основе давления объемные LoopsДавление-объем (PV) петли могут быть использованы как для оценки глобальной функции сердца и специфические внутренние инфаркты свойства мышц. Измерения результата первого может быть легко вычислен из графиков на рисунке 4A и включают КДО (нижний правый угол), ESV (левый верхний угол) и ФВ ((EDV - ESV) / КДО х 100%). И, ESV и КДО дают важную информацию о геометрии левого желудочка и ФВ является важной мерой для определения функции левого желудочка насоса. Предыдущее исследование по сравнению допуска на основе PV петли для золотого стандарта сердца магнитно - резонансной томографии (CMRI) в модели свиньи ОИМ 24. После восьми недель, измерения петли PV значительно завышены как ESV и КДО. Что касается ФВ однако, не наблюдалось существенной разницы между петлями PV и CMRI. Кроме того, оба текniques показали достаточно хорошую корреляцию КДО и ФВ.
Для внутренней работы сердца, различные измерения могут быть получены из PV петли, такие как конечный систолический и конечного диастолического давления-объема отношений (ESPVR; EDPVR) 25. Типичные изображения контура PV с уменьшением преднагрузки и некоторые примеры систолического и диастолического функциональных параметров показаны на рисунке 4B. Наклон ESPVR уменьшается, что указывает на сниженную сократимость. Кроме того , существенные функциональные параметры , которые могут быть получены из петель PV представлены в таблице 1.
Инфаркт Размер / Площадь При количественной оценки рисков ,
У самок Dalland ландрас свиней (6 месяцев; 60 - 70 кг), окклюзия левой передней нисходящей артерии (LAD) непосредственно дистальных к первому септальной и первой диагональной ветви дюКольцо 75 минут приводит к зоне риска (ЗР) 22 ± 2% от левого желудочка (ЛЖ) (п = 5) (GHJM Ellenbroek, 2015). Инфаркт размер составляет 16 ± 2% от левого желудочка и 73 ± 7% от AAR. Это довольно большой IS / ААР был выбран для как пациенты с большим размером зоны инфаркта, более склонны к развитию сердечной недостаточности, чем у пациентов с меньшим размером инфаркта. У свиней, наибольший терапевтический эффект, следовательно, может быть получена при применении 75 минут ишемии. К тому же, из-за большего размера инфаркта, сердечной функции ухудшается, что позволяет функциональное улучшение, а также. При более короткий период индекса ишемии применяется, размер инфаркта сердца ниже , и функция является лишь слегка ослабленный, что позволяет лишь очень маленькое окно функционального улучшения. На рисунке 5 показан типичный пример TTC и Эванса синего окрашивания , что позволяет получить четкое изображение идентификация 3 зоны: 1) дистанционное миокард, 2) ААР, и 3) инфаркту миокарда <./ Р>
Рисунок 1. Хронология экспериментального протокола. Этот график предоставляет обзор наиболее важных экспериментальных шагов в свиноводстве используется AMI модели. Адекватное индукция анестезии требуется перед каждым измерением. Индикация времени может наблюдаться при каждом процессе. Размер инфаркта предпочтительно оценивают через 24 - 72 часов. 3D-тройник и сбора данных контура PV может быть выполнена в начале и в кратко- и долгосрочной последующей деятельности. В первые часы после инфаркта миокарда, аритмии часто и могут сильно мешать сердечной гемодинамики и, следовательно, предотвратить надежный сбор данных. AMI: острый инфаркт миокарда; 3D-тройник: трехмерная чреспищеводной эхокардиографии; PV петли:. Петля давление-объем Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы увидеть увеличенное Versioп этой фигуры.
Рисунок 2. Позиционирование и приобретение 3D TEE изображений. Переднезаднем (А) и латеральная (B) рентгеновские снимки позиционирования зонда 3D-тройник в пищевод. Получение изображений следует за правильной визуализации левого предсердия, левого желудочка и аорты (C) и перпендикулярной образу обоих левого предсердия и левого желудочка (D). 3D-тройник:. Трехмерная чреспищеводной эхокардиографии Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 3. Объем 3D Full-TEE изображений левого желудочка. (A, B). Увеличенный пример (С) множества изображений поперечного сечения (D) левого желудочка отображается в нижней половине панели. 3D-тройник:. Трехмерная чреспищеводной эхокардиографии Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 4. Цикл изображения давление-объем в исходном состоянии и после перенесенного инфаркта миокарда. Типичные изображения петли PV во время апноэ (например., Приостановка вентиляции) в исходном состоянии (синий) и восьми недель после ОИМ(красный) (А). Увеличение КДО и ESV и снижение СВ может наблюдаться, что указывает на уменьшение фракции выброса левого желудочка (%). Изображения контура PV с уменьшением преднагрузки используются для оценки внутренние параметры функции миокарда (B). По сравнению с исходным уровнем, инфаркту миокарда показывает снижение сократимости как полученный от ESPVR (прямые синие и красные линии). петля PV: петля давление-объем; AMI: острый инфаркт миокарда; КДО: КДО; SV: ударный объем; ФВ: фракция выброса левого желудочка; ESPVR:. Конец систолическое давление-объем отношений Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 5. Инфаркт Размеры и площадь под риском Окрашивание. Представитель изображение размера инфаркта и область, подверженной риску окрашивания OF левого желудочка после острого инфаркта миокарда (75 минут) и последующей реперфузии в течение трех дней. (Геморрагический) инфаркт ткани можно наблюдать в розовато-коричневый и серо-белый, в то время как пограничная зона окрашивается красным цветом. Ближайшие голубые окрашенные области указывают на удаленный миокард. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
| параметры громкости | параметры давления | Загрузка независимые параметры | Другие | |||
| систолический | диастолический | систолический | диастолический | систолический | диастолический | Другие |
| ESV | КДО | ESP | электронная обработка данных | ESPVR | EDPVR | HR |
| дР / дТ | дР / дТ | E эс | PRSW | SW | ||
| производные | τ (тау) | ESV100 | PRSW | |||
| ФВ, SV, CO | РНТ | Еа | дР / дУ | |||
Таблица 1. Ценные функциональные параметры , которые могут быть получены от давления объема Loops. Категоризированный в объем, давление и погрузочно-независимых параметров, эта таблица описывает наиболее часто используемые параметры (систолическое и диастолическое) , полученные из PV петли. PV петли: давление-объемпетли; ESV: объем конечного систолического; КДО: КДО; ФВ: фракция выброса левого желудочка; SV: ударный объем; CO: сердечный выброс; ESP: конец систолическое давление; дР / дТ: производная от давления; τ (тау): изоволюмического константа релаксации; РНТ: давление на полставки; ESPVR: конец систолическое давление-объем отношений; E ES: конечный систолический; эластичность ESV100: объем конечного систолического давления с поправкой на (100 мм рт.ст.); Е а: артериальная эластичность; EDPVR: конечное диастолическое давление отношения объема; PRSW: поджать recruitable работы инсульта; HR: частота сердечных сокращений; SW: ход работы; дР / дУ: EDPVR наклон (камера жесткость).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Ремоделирование сердца в значительной степени в зависимости от размера инфаркта миокарда и качество инфаркте миокарда ремонт 6,26. Для того, чтобы оценить бывший в стандартизованной форме, настоящая рукопись представляет собой элегантный метод вливания в естественных условиях Эванса синего в сочетании с экс естественных условиях TTC окрашивания, который был одобрен и широко используется 8,16,27,28. Этот метод позволяет количественно оценить зоны риска (AAR) и размер инфаркта по отношению к AAR 16. Существующий подход снижает риск диффузии красителя в ААР, область с инфарктом или - с malpositioning - папиллярной мышцы, так как она не требует миокарда прокол. Кроме того, нет необходимости во внешнем перевязки коронарной артерии, которое может быть неточным, неточны и иногда повреждать миокард. Альтернативный метод, сочетающий катетера на основе синего Эванса вливание в ЛЖ и пережатия восходящей аорты 29 </ SUP>, нежелательно по разным причинам. Зажимной закупоривает левого желудочка направляющего катетера, затрудняя Evans Blue вливание в LV. Кроме того, сжатие и тяговые силы могут привести к LCMA катетера и интракоронарной баллонной malpositioning и неточных измерений AAR. К тому же, так как воздушный шар окклюзию LAD требует направляющей позиционирования катетера в LCMA, ишемическая начинка из ЛЖ ограничено, предотвращая синего Эванса запись из левого желудочка в коронарную артерию.
Тем не менее, хотя и превосходит инфарктом пункции и пережатия восходящей аорты, методика представлена в этой рукописи требует некоторых мер предосторожности. Полная закупорка (одна из) коронарных артерий через мешающего направляющего катетера должно быть предотвращено. Это можно контролировать путем контроля скорости вымывания и давление, и, как правило, можно избежать, слегка втягивая направляющего катетера от коронарной устью. Если неизбежно, сократить время, в течение справИнг катетер позиционируется в коронарной артерии, в максимально возможной степени при подготовке других частей протокола. Кроме того, убедитесь, что баллон полностью загораживает целевого сосуда перед Эванса синим инфузий.
Когда Эванс синий вливание завершено, индуцировать ФЖ и надрезать кавальной вену, чтобы освободить кровяное давление перед баллонным дефляцией и снятия катетера, чтобы предотвратить диффузию синего Эванса в AAR. Следует проявлять осторожность, чтобы мягко, но твердо положение направляющего катетера в коронарной устью, что позволяет диффузии голубого Эванс в обоих ЛАД и LCX. Кроме того, Эванс ставки синий инфузии не должна быть слишком высокой, так как ограниченный поток в коронарные артерии может привести к Эванса синего смыв в системный кровоток. Несмотря на то, селективно вливаются в коронарные артерии, голубой Эванса диффузия в системный кровоток не может быть полностью предотвращено. Таким образом, гистологический анализ других несердечной ткани (например, spleeN, почки), могут все еще быть проблематичным. Одновременная TTC совместно настой в AAR было описано ранее, но нежелательно, по нашему мнению, так как TTC не достигает части AAR наталкивается на воздушном шаре. Кроме того, предыдущие анализы показывают , что ТТС может вступать в реакцию с остаточной intravasal крови в зоне инфаркта и перекрываются с красным цветом в не-инфарктом AAR 30. Будущие применения этой техники может быть сохранение несердечная тканей, затрудняя кровоток в системный кровоток. Это может быть достигнуто за счет баллонной обструкции нисходящей грудной аорты через бедренную подход.
Эхокардиографии на сегодняшний день остается краеугольным камнем для оценки сердечной функции в обоих медицинской помощи и различных животных моделях сердечно-сосудистых исследований. Тем не менее, в связи с грудным формы ландрас свиней, трансторакальная эхокардиографии (TTE) ограничена 2-мерных взглядов долгосрочные и краткосрочные оси ЛЖ 9. Таким образом, сердечная Voluменя и ФВ должны быть оценены с помощью математических приближений , таких , как правило модифицированной Симпсона, который принимает на себя цилиндрическую морфологию левого желудочка 10. В результате ремоделирования ЛЖ после ИМ однако, сердечные размеры изменяются. Следовательно, этот конкретный геометрический предположение не может быть сделано, что снижает точность и надежность таких измерений 31.
Эта проблема может быть решена с помощью 3D эхокардиографию для получения 3D изображения полного левого желудочка. У свиней, оценка ФВ по эхокардиографии эпикардиального 3D демонстрирует отличную корреляцию с золотым стандартом CMRI 24,32. Тем не менее, это требует хирургического вмешательства до начала AMI индукции для базовых измерений. Независимо от подхода, то есть открытой грудью против subxiphoidal подхода, инвазивной хирургии для эпикардиального эхокардиографии было показано, что кардиопротекторное 12,33,34. Сопутствующая спайки препятствуют resternotomy, что делает эпикардиального echocardiograPHY нежелательно для базовых измерений в закрытом сундуке AMI model.To избежать этих недостатков, 3D изображения сердца могут быть получены с помощью 3D трансэзофагеальный эхокардиографии (3D-тройник). Этот метод является портативным, доступным и позволяет последовательных измерений и визуализации всего объема левого желудочка. Кроме того, она является надежной, относительно недорогой и безопасный.
Обратите внимание, что важно аккуратно вставьте тройник зонд в рот и пищевод, так как в конечном итоге в дивертикула в Ценкеровского и применяя слишком большое давление может привести к разрыву пищевода. Кроме того, так как анатомическое соотношение между желудком и сердцем отличается от человека, 3D-тройник у свиней не позволяет региональных измерений (например, штамм, тканевой допплерографии) и ограничивается измерения объема. В данных, представленных в рукописи, не наблюдалось увеличение ЗЭВД 7 дней после ОИМ. Более длительный период наблюдения необходим, чтобы активно ездить adversе ремоделирования, что приводит к увеличению КДО на несколько недель последующие 11.
В отличие от обычной эхокардиографии, адмитанс на основе PV петли умеренно завышают объемы ЛЖ, как в начале исследования 35 и через 8 недель последующих 24. Тем не менее, довольно хорошие корреляции и высокие степени согласуются с CMRI были найдены. Хотя измерения контура PV через несколько недель после ОИМ менее точны по сравнению с исходным уровнем, размеры ЛЖ и их производные настоящего договора (LVEF) полезны для глобальной оценки функции сердца 35.
Кроме того, петли PV обеспечивают специфическую информацию о внутренних миокарда свойств, таких как ESPVR. Поскольку региональные функциональные измерения в TTE и TEE ограничены и эпикардиальная эхокардиографии является нежелательным в исходном состоянии, петли PV обеспечивают элегантный и безопасный метод для оценки внутренней функции миокарда. Оба, снижение склона ESPVR и типичные shift в V 0 может быть использован для сравнения различных терапевтических средств . Эти классические особенности проверяются в естественных условиях экс собачьего сердца , страдающего от пан-ишемии. Таким образом, в региональных моделях ишемией, как модели AMI, эти специфические характеристики не всегда присутствуют, что может быть связано со многими факторами, из которых желудочковая ремоделирования и региональная ишемия являются наиболее важными из них 25,36,37.
Для адекватного сбора данных, важно, чтобы удостовериться, что никакие нарушения ритма не присутствуют при преобразовании проводимости в объеме и при приобретении петли PV. Если аритмий присутствуют, изменить положение катетера петли PV, так что не раздражает миокард. Введение антиаритмических препаратов (например, 150 - 300 мг амиодарона) также может помочь. Тем не менее, обратите внимание , что приобретение петли PV в течение нескольких часов после того, как острый инфаркт миокарда не является надежным из - за частых нарушений ритма (например, желудочковые комплексы, бигеминия). </ Р>
Слегка опережения или отведения катетер петли PV в ЛЖ или из мышечной стенки может также помочь улучшить форму петель PV. После изменения PV позиционирование петли катетера, всегда дважды проверьте, что выбран самый большой сегмент надлежащим образом размещены.
В заключение отметим, что текущая статья представляет три метода для оценки сердечной в описанной ранее передельного AMI модели с дополнительным значением для оценки новых терапевтических средств для снижения бремени продолжающейся эпидемии сердечной недостаточности.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
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 |
References
- Mosterd, A., Hoes, A. W. Clinical epidemiology of heart failure. Heart. 93 (9), 1137-1146 (2007).
- Nichols, M., et al. European Cardiovascular Disease Statistics. , Brussels. (2012).
- Krumholz, H. M., et al. Reduction in Acute Myocardial Infarction Mortality in the United States. JAMA. 302 (7), 767-773 (2010).
- Go, A. S., et al. Heart disease and stroke statistics - 2013 update: A Report from the American Heart Association. Circulation. 127 (1), (2013).
- Koudstaal, S., et al. Myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs. J. Vis. Exp. (86), e51269 (2014).
- Chareonthaitawee, P., Christian, T. F., Hirose, K., Gibbons, R. J., Rumberger, J. A. Relation of initial infarct size to extent of left ventricular remodeling in the year after acute myocardial infarction. J. Am. Coll. Cardiol. 25 (3), 567-573 (1995).
- Yellon, D. M., Hausenloy, D. J. Myocardial reperfusion injury. N. Engl. J. Med. 357 (11), 1221-1235 (2007).
- Suzuki, Y., Lyons, J. K., Yeung, A. C., Ikeno, F. In vivo porcine model of reperfused myocardial infarction: In situ double staining to measure precise infarct area/area at risk. Catheter Cardiovasc. Interv. 71 (1), 100-107 (2008).
- Weidemann, F., et al. Myocardial function defined by strain rate and strain during alterations in inotropic states and heart rate. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 283 (2), H792-H799 (2002).
- Mercier, J. C., et al. Two-dimensional echocardiographic assessment of left ventricular volumes and ejection fraction in children. Circulation. 65 (5), 962-969 (1982).
- De Jong, R., et al. Cardiac Function in a Long-Term Follow-Up Study of Moderate and Severe Porcine Model of Chronic Myocardial Infarction. Biomed. Res. Int. 2015, 1-11 (2015).
- Van Hout, G. P. J., et al. Invasive surgery reduces infarct size and preserves cardiac function in a porcine model of myocardial infarction. J. Cell. Mol. Med. , 2655-2663 (2015).
- Meybohm, P., et al. Assessment of left ventricular systolic function during acute myocardial ischemia: A comparison of transpulmonary thermodilution and transesophageal echocardiography. Minerva Anestesiol. 77 (2), 132-141 (2011).
- Gruenewald, M., et al. Visual evaluation of left ventricular performance predicts volume responsiveness early after resuscitation from cardiac arrest. Resuscitation. 82 (12), 1553-1557 (2011).
- Bolli, R., Becker, L., Gross, G., Mentzer, R., Balshaw, D., Lathrop, D. A. Myocardial protection at a crossroads: The need for translation into clinical therapy. Circ. Res. 95 (2), 125-134 (2004).
- Timmers, L., et al. Exenatide reduces infarct size and improves cardiac function in a porcine model of ischemia and reperfusion injury. J. Am. Coll. Cardiol. 53 (6), 501-510 (2009).
- Csonka, C., et al. Measurement of myocardial infarct size in preclinical studies. J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 61 (2), 163-170 (2010).
- Law, R., Katzka, D. A., Baron, T. H. Zenker's Diverticulum. Clin. Gastroenterol. Hepatol. 12 (11), 1773-1782 (2014).
- Philips Healthcare. QLAB 10.0 Quick Card: 3DQ and 3DQ Adv measurements guide. , (2013).
- Transonic. ADV500 Pressure-Volume Measurement System Use and Care Manual, version 5. , (2006).
- Schramm, W. Is the cardiac output obtained from a Swan-Ganz catheter always zero? J. Clin. Monit. Comput. 22 (6), 431-433 (2008).
- iWorx. LabScribe 3: Software Manual for Pressure-Volume Analyses. , (2014).
- Hueper, W. C., Ichniowski, C. T. Toxicopathologic studies on the dye T-1824. Arch. Surg. 48 (1), 17-26 (1944).
- Van Hout, G. P. J., et al. Admittance-based pressure-volume loops versus gold standard cardiac magnetic resonance imaging in a porcine model of myocardial infarction. Physiol. Rep. 2 (4), 1-9 (2014).
- Burkhoff, D., Mirsky, I., Suga, H. Assessment of systolic and diastolic ventricular properties via pressure-volume analysis: a guide for clinical, translational, and basic researchers. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. Heart Circ. Physiol. 289 (2), H501-H512 (2005).
- Frangogiannis, N. G. The inflammatory response in myocardial injury, repair, and remodelling. Nat. Rev. Cardiol. 11 (5), 255-265 (2014).
- Fishbein, M., et al. Early phase acute myocardial infarct size quantification: validation of the triphenyl tetrazolium chloride tissue enzyme staining technique. Am. Heart. J. 101 (5), 593-600 (1981).
- Arslan, F., et al. Treatment with OPN-305, a humanized anti-toll-like receptor-2 antibody, reduces myocardial ischemia/reperfusion injury in pigs. Circ. Cardiovasc. Interv. 5 (2), 279-287 (2012).
- Meyns, B., Stolinski, J., Leunens, V., Verbeken, E., Flameng, W. Left ventricular support by Catheter-Mountedaxial flow pump reduces infarct size. J. Am. Coll. Cardiol. 41 (7), 1087-1095 (2003).
- Khalil, P. N., et al. Histochemical assessment of early myocardial infarction using 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride in blood-perfused porcine hearts. J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 54 (3), 307-312 (2006).
- Gardner, B. I., Bingham, S. E., Allen, M. R., Blatter, D. D., Anderson, J. L. Cardiac magnetic resonance versus transthoracic echocardiography for the assessment of cardiac volumes and regional function after myocardial infarction: an intrasubject comparison using simultaneous intrasubject recordings. Cardiovasc. Ultrasound. 7, 38 (2009).
- Santos-Gallego, C., et al. 3D-Echocardiography Demonstrates Excellent Correlation With Cardiac Magnetic Resonance for Assessment of Left Ventricular Function and Volumes in a Model of Myocardial Infarction. J. Am. Coll. Cardiol. 59 (13), E1564 (2012).
- Keith Jones,, W,, et al. Peripheral nociception associated with surgical incision elicits remote nonischemic cardioprotection via neurogenic activation of protein kinase C signaling. Circulation. 120, Suppl 1. S1-S9 (2009).
- Gross, G. J., Baker, J. E., Moore, J., Falck, J. R., Nithipatikom, K. Abdominal Surgical Incision Induces Remote Preconditioning of Trauma (RPCT) via Activation of Bradykinin Receptors (BK2R) and the Cytochrome P450 Epoxygenase Pathway in Canine Hearts. Cardiovasc. Drugs Ther. 25 (6), 517-522 (2011).
- Van Hout, G. P. J., de Jong, R., Vrijenhoek, J. E. P., Timmers, L., Duckers, H. J., Hoefer, I. E. Admittance-based pressure-volume loop measurements in a porcine model of chronic myocardial infarction. Exp. Physiol. 98 (11), 1565-1575 (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 (5 Pt 1), H773-H780 (1983).
- Steendijk, P., Baan, J., Der Velde, E. T. V. an, Baan, J. Effects of critical coronary stenosis on global systolic left ventricular function quantified by pressure-volume relations during dobutamine stress in the canine heart. J. Am. Coll. Cardiol. 32 (3), 816-826 (1998).
