Summary
la evaluación del resultado fiable y precisa es la clave para la traducción de las terapias preclínicos en el tratamiento clínico. El presente documento describe la forma de evaluar tres parámetros de resultado primaria clínicamente relevantes de la función cardiaca y daños en un modelo porcino de infarto de miocardio agudo.
Introduction
La insuficiencia cardíaca con fracción de eyección reducida (ICFER) representa aproximadamente el 50% de todos los casos de insuficiencia cardiaca, que afecta a un estimado de 1 - 2% de las personas en el mundo occidental 1. Su causa más frecuente es el infarto agudo de miocardio (IAM). Como la mortalidad aguda del IAM ha disminuido considerablemente debido a una mayor conciencia y mejores opciones de tratamiento, el énfasis se ha desplazado hacia sus secuelas crónicas; el ser más prominente ICFER 2,3. Junto con el aumento de los costos del cuidado de la salud 4, la creciente epidemia de insuficiencia cardíaca hace hincapié en la necesidad de nuevos diagnósticos y terapias, que puede ser estudiado en un modelo porcino altamente traslación del remodelado adverso tras el IAM como se describió previamente 5.
Ambos, determinantes (por ejemplo, el tamaño del infarto) y funcionales evaluaciones (por ejemplo, ecocardiografía) de remodelado adverso a menudo se utilizan para las pruebas de eficacia de nuevas terapias, lo que indica la necesidad de relmétodos iable y relativamente barato. El objetivo del presente trabajo es abordar esta necesidad mediante la introducción de importantes y fiables medidas de resultado de los ensayos de eficacia en un modelo porcino de infarto agudo de miocardio. Estos incluyen el tamaño del infarto (IS) en relación con el área en riesgo (AAR), la ecocardiografía transesofágica 3D (3D-ETE) y la adquisición de bucle detallada basada en la admisión de presión-volumen (PV).
El tamaño del infarto es el principal determinante del remodelado adverso y la supervivencia después de un IAM 6. A pesar de la reperfusión de miocardio isquémico oportuna puede salvar cardiomiocitos de forma reversible heridos y limitar el tamaño del infarto, la reperfusión en sí causa un daño adicional a través de la generación de estrés oxidativo y una respuesta inflamatoria desproporcionada (lesión por isquemia-reperfusión (IRI)) 7. Por lo tanto, IRI ha sido identificado como un objetivo terapéutico prometedor. La capacidad de nuevas terapias para disminuir el tamaño del infarto se cuantifica mediante la evaluación del tamaño del infarto en relacióna la zona de riesgo (AAR). AAR cuantificación es obligatoria para corregir la variabilidad entre individuos en la anatomía coronaria de modelos animales, como AAR más grande conduce a un tamaño del infarto absoluta más grande. Desde el tamaño del infarto está directamente relacionada con el rendimiento cardíaco y la contractilidad del miocardio, las variaciones en AAR pueden influir estudiar medidas de resultado independientemente de las modalidades de tratamiento 8.
Tridimensional ecocardiografía transesofágica (ETE-3D) es un método barato seguro, fiable y, lo más importante, aplicable clínicamente para medir la función cardiaca no invasiva. Mientras que la ecocardiografía transtorácica (ETT), las imágenes se limitan a las vistas 2D largo paraesternal y de eje corto en cerdos 9, 3D-ETE puede ser utilizado para obtener imágenes en 3 dimensiones completas del ventrículo izquierdo. Por lo tanto, no requiere de aproximaciones matemáticas del ventrículo izquierdo (VI) volúmenes, tales como la regla 10 de Simpson modificado. Este último está a la altura de la corrrectamente la estimación de los volúmenes del VI después de remodelado del VI debido a la falta de geometría cilíndrica 11. Por otra parte, 3D-TEE es preferible sobre la ecocardiografía epicárdica, ya que no requiere intervenciones quirúrgicas, que se han observado para ejercer efectos cardioprotectores en el presente modelo 12. Aunque el uso de 2D-TEE para la evaluación de la función miocárdica se ha descrito antes 13,14, limitaciones en cuanto a la geometría ventricular son similares a los observados en 2D-TTE y dependen de la extensión de LV remodelación. Por lo tanto, cuanto mayor sea el infarto (y por lo tanto mayor es la probabilidad de la insuficiencia cardíaca), las mediciones 2D más probablemente se convierta en defectuoso por suposiciones incorrectas geométricas y mayor la necesidad de técnicas de 3D.
No obstante, la mayoría de modalidades de imágenes están limitados en su capacidad para evaluar las propiedades funcionales intrínsecas del miocardio. PV bucles de proporcionar dicha información adicional pertinente y, por tanto, su adquisición esse describe en detalle a continuación.
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Protocol
Todos los experimentos con animales fueron aprobados por el Comité Ético de Experimentación Animal de la Universidad del Centro Médico de Utrecht (Utrecht, Holanda) y se ajustan a la "Guía para el cuidado y uso de animales de laboratorio".
NOTA: El protocolo para realizar una oclusión con balón a tórax cerrado no es parte del manuscrito actual y se describe en detalle en otra parte 5. En resumen, los cerdos (60 - 70 kg) se sometieron a 75 min de oclusión con balón transluminal de la porción media de la arteria descendente anterior izquierda (LAD).
Ambos, en tres dimensiones ecocardiografía transesofágica (ETE-3D) y mediciones de bucle presión-volumen (PV) se puede realizar al inicio del estudio, a corto plazo ya largo plazo de seguimiento. Tenga en cuenta que estas medidas no se consideran fiables en las primeras horas tras el infarto de miocardio debido a arritmias frecuentes en esta fase. El tamaño del infarto (IS) y el área en riesgo (AAR) medidas son preferably evaluó a corto plazo de seguimiento (24 - 72 h) 15,16, ya que los cambios en la microvasculatura y secundaria adelgazamiento de la cicatriz miocárdica culminan en resultados menos fiables. tinción El tamaño del infarto se lleva a cabo utilizando cloruro de 2,3,5-trifeniltetrazolio (TTC) (PRECAUCIÓN, irritante), que se considera altamente reproducible y relativamente barato. TTC es un polvo blanco que se disuelve en solución salina colorlessly. Al entrar en contacto con diversas deshidrogenasas, que se convierte en un color rojo ladrillo. De esta manera, se discrimina entre viable (rojo) y el tejido miocárdico muertos (blanco). Para una visión general tanto en la determinación invasiva y no invasiva el tamaño del infarto, los lectores se dirigen a una revisión exhaustiva sobre este tema 17.
La Figura 1 muestra la línea de tiempo incluyendo la anestesia, la preparación quirúrgica y las medidas de resultados primarios utilizados en este estudio.
1. Los medicamentos y anestesia
- Asegúrese de que el animal no come nibeber durante al menos 5 horas antes del procedimiento. Pre-tratamiento, la anestesia y los protocolos de tratamiento del dolor post-operatorio se han descrito en detalle en otra parte 5.
- En resumen, el día antes de la cirugía un parche buprenorfina (5 g / h) se aplica a la piel que está activo durante siete días para limitar el dolor post-operatorio. En el día de la cirugía, los cerdos sedar por inyección intramuscular de 0,4 mg / kg de midazolam, 10 mg / kg de ketamina y 0,014 mg / kg de atropina. Espere a que aproximadamente el 10 - 15 min. Insertar un G cánula 18 en una de las venas de la oreja y administrar 5 mg tiopental sódico / kg para inducir anestesia.
- Intubate el cerdo usando un tubo endotraqueal (tamaño 8,5 de los cerdos de 60 - 70 kg). Si es necesario, realizar globo de ventilación (frecuencia de 12 / min) y transportar el cerdo para la sala de operaciones.
- A su llegada a la sala de operaciones, iniciar la ventilación mecánica con presión positiva con FiO2 0,50, 10 ml / kg de volumen corriente y una frecuencia de 12 / min utilizando continuagrabación de capnografía.
- Iniciar la anestesia equilibrada por infusión intravenosa continua de una combinación de midazolam (0,5 mg / kg / hr), sufentanil (2,5 g / kg / hr) y pancuronio (0,1 mg / kg / hr).
- Confirmar la anestesia probando el reflejo corneal y el seguimiento del patrón de respiración (por ejemplo, la respiración espontánea en combinación con ventilación mecánica indica la anestesia incompleta). Utilice ungüento veterinario en los ojos para evitar la sequedad mientras el animal está bajo anestesia.
2. 3D ecocardiografía transesofágica (ETE)
- Para permitir la monitorización de la frecuencia cardíaca y la adquisición de datos, conecte el animal al 5 derivaciones de ECG en la máquina de ecocardiografía.
- Colocar el animal en decúbito lateral derecho. Asegúrese de que la sonda es recta y flexible en la punta por el desbloqueo de la pieza de trabajo.
- Abra la boca del cerdo e inserte cuidadosamente la sonda de eco en el esófago. Si es necesario, utilizar un laringoscopio para visualización. Tenga cuidado para evitar terminar en la bolsa faríngea anatómica normal, se asemeja a un divertículo de Zenker 18.
- Inserte la sonda durante 50 - 60 cm (medida desde la punta del hocico). Gire lentamente la sonda y flexionar la cabeza a una posición anterolateral izquierda para visualizar el corazón (Figura 2 A - B). Asegúrese de que todas las paredes son claramente visibles.
- Utilice la opción "todo volumen 3D" en la pantalla de la máquina de ecocardiografía para mostrar dos imágenes perpendiculares del ventrículo izquierdo, como se muestra en la Figura 2C -. Entonces D maximizar el ancho de sector que está siendo adquirida por seleccionar "FV Opt volumen". Pausa ventilación cambiando temporalmente la ventilación mecánica y pulse "Adquirir" para obtener mediciones de volumen completo.
- Después de la adquisición de eco, asegúrese de que la punta es flexible, liberando la pieza de trabajo. A continuación, retire la sonda lentamente a partir del animal.
NOTA: No deje THe animales sin vigilancia hasta que se haya recuperado el conocimiento suficiente para mantener decúbito esternal. No devuelva un animal que ha sido sometido a una cirugía para la compañía de otros animales hasta que esté completamente recuperado. - Realizar el análisis fuera de línea con el software validado como se ha descrito previamente 19.
3. basada en la admisión de presión-volumen del circuito de adquisición
- Pre-remojar las puntas de detección del catéter admisión 7 F tetra-polar en 0,9% de solución salina (la temperatura ambiente a 37 ° C) durante un mínimo de 20 minutos para asegurar la correcta hidratación y mínima deriva presión de línea de base durante el experimento 20.
- Administrar medicamentos y anestesia como se describe en la sección 1.
- Realizar la preparación quirúrgica y obtener acceso vascular como se describió previamente 5.
- En resumen, afeitarse y limpiar el cuello. Desinfectar el área quirúrgica con yodo al 2% y cubrir las partes no estériles de los cerdos con paños quirúrgicos estériles.
- Haceruna incisión medial en el cuello para exponer la arteria carótida y la vena yugular interna. Insertar un 8 F vaina en la arteria carótida y una vaina F 9 en la vena yugular.
- Insertar un catéter de Swan-Ganz (SG) a través de la funda 9 F en la vena yugular y la cuña en una pequeña arteria pulmonar inflando el globo en la punta del catéter. Después de la colocación adecuada en la parte periférica del pulmón, desinflar el balón. Conecte la SG a un dispositivo de salida cardíaco externo.
- Adjuntar una jeringa de 20 ml que contiene 0,9% de solución salina estéril al puerto de inyección que se conecta al lumen con el desemboco más proximal. Medir el gasto cardíaco mediante la infusión rápida de 5 ml de solución salina al 0,9% (temperatura ambiente) y obtener la frecuencia cardíaca para calcular el volumen sistólico (SV). Repita este procedimiento tres veces y calcular el promedio de SV.
NOTA: El gasto cardíaco es (automáticamente) calculado utilizando la ecuación de termodilución Stewart-Hamilton y se basa en los cambios de temperatura en elarteria pulmonar tras la infusión de solución salina sala de temperatura 21. - Retire el catéter de SG. Insertar un catéter de Fogarty 8 M a través de la vaina de 9 F en la vena yugular y la posición en la vena cava inferior.
- Calibrar la señal de presión del catéter bucle PV usando el botón "Fine" "Curso" y, mientras que la punta se mantiene en el 0,9% de solución salina. A continuación, introduzca el SV medido en el sistema.
- Avanzar el catéter a través del bucle PV 8 F vaina en la arteria carótida y el centro de la punta en el ventrículo izquierdo (VI) mediante fluoroscopia.
- Seleccione la más grande del segmento colocado adecuadamente por el trazado de la señal de conductancia de la prima con arreglo a la señal de presión. Asegúrese de que los bucles de presión-conductancia son de forma rectangular. Se espera que la fase de la señal para mostrar una traza sinusal con valores comprendidos entre 3 y 5 grados. Pausa ventilación y realizar una línea de base para convertir la exploración de la conductancia de volumen.
- Aceptar los datos de referencia depresionando en "Continuar" cuando las señales son estables (arritmias), la frecuencia cardíaca es igual a la frecuencia cardíaca ECG o derivada de presión y de fin de sístole (ES) / conductancia de fin de diástole (ED) son detectadas adecuadamente por el sistema 20.
NOTA: Este último puede ser verificada por el trazado de la señal de conductancia en bruto contra la señal de presión y la comparación de valores de conductancia ES / ED derivados de la línea de base escanear a la conductancia en tiempo real. Si alguno de los requisitos anteriores no se cumple, repita el procedimiento.
- Aceptar los datos de referencia depresionando en "Continuar" cuando las señales son estables (arritmias), la frecuencia cardíaca es igual a la frecuencia cardíaca ECG o derivada de presión y de fin de sístole (ES) / conductancia de fin de diástole (ED) son detectadas adecuadamente por el sistema 20.
- Adquirir bucles de presión-volumen de referencia mediante el registro de 10 - 12 latidos consecutivos durante la apnea haciendo una pausa en la ventilación.
- Inflar el catéter Fogarty bajo guía fluoroscópica para reducir la precarga y grabar 10 - 12 latidos consecutivos como se describe anteriormente. Hacer presión arterial sistólica se mantiene seguro> 60 mmHg y no hay arritmias interfiere con las mediciones.
- Retire los catéteres de bucle Fogarty y fotovoltaicos. Mantenga la grabación pressur arterialE antes y durante la extracción del catéter de bucle de PV para permitir la corrección de la deriva de la presión (es decir, ex vivo antes y después del procedimiento de línea de base diferencia de presión).
NOTA: No deje desatendido el animal hasta que se haya recuperado el conocimiento suficiente para mantener decúbito esternal. No devuelva un animal que ha sido sometido a una cirugía para la compañía de otros animales hasta que esté completamente recuperado. - Realizar análisis fuera de línea de las mediciones geométricas y los parámetros funcionales con software validado 22.
4. zona de riesgo (AAR) y el tamaño del infarto (ES) Cuantificación
- Disolver 1,00 g de azul de Evans (PRECAUCIÓN 23, tóxico) en 50 ml 0,9% de solución salina, llenar dos 50 ml jeringas Luer con 20 ml y 30 ml de 2% solución de azul de Evans, respectivamente, y mantener a temperatura ambiente.
NOTA: El trabajo en una campana de humos y utilice una máscara para limitar la exposición a polvos peligrosos y utilizar guantes y gafas protectoras para evitar el contacto from la piel y los ojos. - Tomando las precauciones similares, disolver 1% 2,3,5-trifenil-tetrazoliumchloride (TTC) (PRECAUCIÓN, irritante) en 37 ° C 0,9% de solución salina y mantener a 37 ° C.
- Quirúrgicamente preparar el animal para obtener acceso vascular a ambas arterias carótidas. Realizar una esternotomía para permitir la visualización directa del efecto de la infusión in vivo Evans azul 5.
- Insertar un 7 F y un 8 F funda de introducción en la arteria carótida respectivo. Alternativamente, inserte las dos fundas de introducción en una sola arteria carótida o utilizar una de las arterias femorales para uno de los dos catéteres guía.
- Conectar dos conectores-Y estándar hasta un 7 F JL4 y un 8 F JL4 catéter guía, respectivamente. Para un acceso femoral, use un JR4 de la arteria coronaria derecha (RCA) y una JL4 de la arteria coronaria izquierda (TCCI). Conectar una llave de tres vías adicional con 10 cm de extensión a ambos conectores-Y.
- Administrar 100 UI de heparina kg /. Coloque el ca guía 8 F JL4theter en el orificio de la TCI a través de una de las dos fundas de introducción.
- El uso de un "hilo guía 0,014, avanzar un catéter de dilatación coronaria a través del catéter TCCI y la posición del balón en el lugar donde se realizó la oclusión coronaria durante la inducción MI. No infle aún.
- Coloque el segundo catéter guía 8 F JL4 en el ostium de la RCA a través de la segunda funda introductora.
- Realice una angiografía coronaria (CAG) mediante la infusión de agente de contraste bajo fluoroscopia para confirmar la colocación correcta de los dos catéteres de guía y el globo de las arterias coronarias, utilizando anteroposterior y LAO 30 ° vistas.
- Una los dos 50 ml jeringas que contienen 30 ml (CIMA) y 20 ml (RCA) 2% de azul de Evans a los respectivos grifos de tres vías unidos a los conectores-Y en los catéteres guía.
- Inflar el globo y confirmar la oclusión de la arteria coronaria por CAG. Sólo cuando el globo bloquea completamente el paso de cualquier agente de contraste, inyectar Evans d azulye a través de ambos catéteres de guía (5 ml / s) mientras que el globo se infla.
- Directamente después de la finalización de la infusión de azul de Evans, inducir fibrilación ventricular mediante la colocación de una batería de 9 V en la parte no infartada del corazón.
- Incisión en la vena cava para liberar la presión y asegurarse de que una unidad de succión está disponible para permitir el drenaje de la sangre.
- Desinflar el globo, retraiga junto con dos catéteres guía y explante del corazón mediante la disección de las membranas que rodean. Un corte transversal a través de los grandes vasos (es decir, la aorta, la arteria pulmonar / venas) permite la explantación completa. Rápidamente lavar la sangre y el colorante superfluo en la superficie exterior y en las cavidades cardiacas utilizando 0,9% de solución salina.
- diseccionar cuidadosamente el ventrículo izquierdo y hacer recortes en 5 de 10 mm de espesor secciones iguales desde el vértice a la base, en un plano paralelo a la ranura auriculoventricular (AV).
- Fotografía de ambos lados de las cinco rodajas por separado bajo condiciones de luz ambiental,como un posible lavado de azul de Evans se puede producir en la etapa subsiguiente. Para la calibración, asegúrese de que una regla está presente en la imagen.
- Incubar durante 10 minutos en solución TTC 1% a 37 ° C, convirtiendo las secciones en torno a los 5 min para la igualdad de tinción.
- Una vez más, fotografiar a ambos lados de los cinco rebanadas por separado bajo condiciones de luz ambiental y asegurarse de que un gobernante se visualiza en la imagen para la calibración.
- Pesar todos los cortes. El uso de software adecuado para los análisis 5. Al utilizar ImageJ (versión 1.47), haga clic en el botón "Recta". Ahora, dibuja una línea recta con una distancia conocida mediante la regla de la imagen (por ejemplo, 5 cm). Haga clic en "Analizar" -> "Ajuste de escala" y entrar en la distancia en el cuadro "distancia conocida". Este procedimiento permite la calibración de la distancia en píxeles a unidades del SI de longitud.
- Con el botón "Polígono selecciones", seleccionar el área total que corresponde al miocardio del VI en la presente imedad, haga clic en "Analizar" -> "medida" para adquirir mediciones. Realice este procedimiento para ambos lados de cada rebanada de miocardio, y el promedio por rebanada.
- Multiplica por el peso de la rebanada proporcional al peso total de los cinco rodajas y un promedio de estas mediciones para todos los sectores.
- Realizar medidas similares para el área en riesgo (AAR) y el tamaño del infarto (IS). Divide ES / AAR, AAR / LV y SI / LV y se multiplica por 100% para obtener mediciones de los resultados respectivos 5.
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Representative Results
3D ecocardiografía transesofágica
3D ecocardiografía transesofágica (ETE-3D) se puede utilizar para la evaluación de la función cardíaca global. Después de un IAM, la función cardíaca global difiere de los valores basales sanos. En particular, la fracción de eyección ventricular izquierda (FEVI) disminuye de 59 ± 4% a 37 ± 6% después de una semana de reperfusión (n = 10) (GPJ van Hout, 2015). También se observó un aumento en el volumen sistólico final (51 ± 7 a 82 ± 13 ml) y una disminución en el volumen de eyección (74 ± 11 a 47 ± 8 ml), mientras que el volumen diastólico final no difiere entre los dos puntos de tiempo (125 ± 14 a 129 ± 13 ml). Imágenes representativas de una semana después infarto de miocardio (por isquemia-reperfusión) se muestran en la Figura 3. En nuestra amplia experiencia, no hemos encontrado ningún tipo de complicaciones relacionadas con la ETE.
t "fo: keep-together.within-page =" 1 "> basada en admitancia curvas presión-volumenPresión-volumen (PV) bucles se pueden utilizar tanto para evaluar la función cardíaca global y las propiedades musculares del miocardio intrínsecos específicos. Mediciones de los resultados de la anterior pueden calcularse fácilmente a partir de las gráficas de la Figura 4A e incluyen EDV (esquina inferior derecha), ESV (esquina superior izquierda) y FEVI ((EDV - ESV) / EDV x 100%). Ambos, VSF y VDF proporcionan información importante sobre la geometría ventricular izquierda y la FEVI es una medida importante para la determinación de la función de bombeo del ventrículo izquierdo. Un estudio previo en comparación fotovoltaica basada en la admisión de los bucles de imágenes estándar de oro de resonancia magnética cardiaca (RMC) en un modelo porcino de IAM 24. Después de ocho semanas, las mediciones de bucle PV sobreestimado significativamente tanto VSF y VDF. Con respecto a la FEVI sin embargo, no se observó diferencia significativa entre los bucles PV y CMRI. Además, tanto la tecnologíatécnicas mostró una correlación bastante buena de la VED y la FEVI.
Para obtener un rendimiento cardíaca intrínseca, diferentes mediciones se pueden derivar de los bucles PV, como de fin de sístole y la relación presión-volumen telediastólico (ESPVR; EDPVR) 25. Imágenes de bucle PV representativos con reducción de la precarga y algunos ejemplos de los parámetros funcionales sistólica y diastólica se muestran en la Figura 4B. La pendiente ESPVR disminuye, lo que indica la contractilidad disminuida. Parámetros funcionales valiosos adicionales que se pueden derivar de bucles PV se presentan en la Tabla 1.
El tamaño del infarto / Zona A de cuantificación del riesgo
En cerdas Landrace Dalland (6 meses: el 60 - 70 kg), la oclusión de la arteria descendente anterior izquierda (LAD) directamente distales a la primera septal y primera diagonal duanillo de 75 minutos conduce a una zona de riesgo (AAR) de 22 ± 2% del ventrículo izquierdo (VI) (n = 5) (GHJM Ellenbroek, 2015). El tamaño del infarto constituye 16 ± 2% del ventrículo izquierdo y de 73 ± 7% de la AAR. Esta bastante grande IS / AAR ha sido elegido para que los pacientes con un mayor tamaño del infarto son más propensos al desarrollo de la insuficiencia cardíaca que los pacientes con un tamaño del infarto menor. En los cerdos, el mayor beneficio terapéutico, por tanto, puede ser adquirida en la aplicación de 75 minutos de isquemia. Por otra parte, debido a la mayor tamaño del infarto, la función cardiaca se deteriora, lo que permite una mejora funcional. Cuando se aplica un período más corto de índice de la isquemia, el tamaño del infarto cardiaco es menor y función sólo levemente afectada, lo que permite sólo una muy pequeña ventana de la mejoría funcional. La figura 5 muestra un ejemplo representativo de un TTC y Evans tinción con azul que permite una clara identificación de las 3 áreas: 1) miocardio remoto, 2) AAR, y 3) miocardio infartado <./ P>
Figura 1. Línea de tiempo del protocolo experimental. Esta linea de tiempo proporciona una visión general de los pasos experimentales más importantes en el modelo AMI cerdo utilizado. la inducción de la anestesia adecuada se requiere antes de cada medición. las indicaciones del tiempo se pueden observar en cada procedimiento. El tamaño del infarto se evalúa preferiblemente después de 24 - 72 horas. 3D-ETE y la adquisición de datos bucle PV pueden llevarse a cabo al inicio y al corto y largo plazo de seguimiento. Las primeras horas después del IAM, arritmias son frecuentes y pueden interferir en gran medida con la hemodinámica cardíaca y por lo tanto prevenir la adquisición de datos fiable. IAM: infarto agudo de miocardio; 3D-ETE: ecocardiografía transesofágica tridimensional; PV bucle:. Bucle presión-volumen Haga clic aquí para ver una versio más granden de esta figura.
Figura 2. Colocación y Adquisición de Imágenes 3D TEE. Anteroposterior (A) y mediolateral imágenes (B) de rayos X de la TEE 3D-posicionamiento de la sonda en el esófago. La adquisición de imágenes sigue a la correcta visualización de la aurícula izquierda, ventrículo izquierdo y la aorta (C) y una imagen perpendicular tanto de la aurícula izquierda y el ventrículo izquierdo (D). 3D-T:. Ecocardiografía transesofágica tridimensional Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 3. Volumen completa 3D-TEE Imágenes del ventrículo izquierdo. (A, B). Un ejemplo magnificada (C) de múltiples imágenes de cortes transversales (D) del ventrículo izquierdo se visualiza en el panel de la mitad inferior. 3D-T:. Ecocardiografía transesofágica tridimensional Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 4. Imágenes de bucle presión-volumen al inicio del estudio y después de un infarto de miocardio. Las imágenes representativas de bucle PV durante la apnea (es decir., Ventilación pausa) al inicio del estudio (azul) y ocho semana después del IAM(rojo) (A). Los aumentos en la EDV y ESV y una disminución de SV se puede observar, lo que indica una disminución de la FEVI (%). Imágenes bucle PV con reducción de la precarga se utilizan para evaluar los parámetros intrínsecos de la función miocárdica (B). En comparación con el valor basal, el infarto de miocardio muestra una disminución de la contractilidad como derivados de los ESPVR (líneas azules y rojas rectas). bucle PV: bucle presión-volumen; IAM: infarto agudo de miocardio; EDV: volumen diastólico final; SV: volumen sistólico; FEVI: fracción de eyección del ventrículo izquierdo; ESPVR:. Telesistólico relación presión-volumen Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
La tinción Figura 5. El tamaño del infarto y la zona en riesgo. Imagen representativa solo del tamaño del infarto y el área en riesgo o tinciónf ventrículo izquierdo después de un infarto agudo de miocardio (75 minutos) y la posterior reperfusión durante tres días. (Hemorrágica) tejido del infarto se puede observar en color de rosa marrón y gris-blanco, mientras que la zona de borde se tiñe de color rojo. Que rodea las áreas teñidas de azul indican miocardio remoto. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
| parámetros de volumen | parámetros de presión | Los parámetros de carga-independiente | Otro | |||
| sistólica | diastólica | sistólica | diastólica | sistólica | diastólica | Otro |
| ESV | EDV | ESP | EDP | ESPVR | EDPVR | HORA |
| dP / dT | dP / dT | E es | PRSW | SO | ||
| derivados | τ (tau) | ESV100 | PRSW | |||
| FEVI, SV, CO | PHT | E una | dP / dV | |||
Tabla 1. Parámetros funcionales valiosos que se pueden derivar de curvas presión-volumen. Categorizados en volumen, la presión y los parámetros de carga independiente, esta tabla se describen los parámetros más comúnmente utilizado (sistólica y diastólica) derivada de PV bucles. PV bucles: presión-volumenbucles; ESV: volumen sistólico final; EDV: volumen diastólico final; FEVI: fracción de eyección del ventrículo izquierdo; SV: volumen sistólico; CO: el gasto cardíaco; ESP: la presión de fin de sístole; dP / dT: derivada de la presión; τ (tau): Constante de relajación isovolumétrica; PHT: presión media hora; ESPVR: relación presión-volumen sistólico final; E es: elastancia sistólico final; ESV100: volumen sistólico final corregido para la presión (100 mmHg); Ea: elastancia arterial; EDPVR: relación presión-volumen diastólico final; PRSW: precarga de trabajo sistólico reclutable; HR: frecuencia cardíaca; SW: trabajo sistólico; dP / dV: pendiente EDPVR (cámara de rigidez).
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Discussion
La remodelación cardiaca depende en gran medida de tamaño del infarto de miocardio y la calidad de infarto de miocardio reparar 6,26. Para evaluar la ex de una manera estandarizada, el presente manuscrito proporciona un método elegante de la infusión in vivo de azul de Evans en combinación con tinción TTC ex vivo, que ha sido validado y ampliamente utilizado 8,16,27,28. Este método permite la cuantificación de la zona de riesgo (AAR) y el tamaño del infarto en relación con AAR 16. El actual enfoque reduce el riesgo de difusión del colorante en el AAR, la región del infarto o - con mala posición - músculo papilar, ya que no requiere la perforación miocárdica. Por otra parte, no hay necesidad de ligadura externa de la arteria coronaria, que puede ser imprecisa, inexacta y ocasionalmente dañar el miocardio. Un método alternativo, la combinación de infusión de azul de Evans basadas en catéter en la LV y el pinzamiento de la aorta ascendente 29 </ Sup>, no es deseable por razones diferentes. Ocluye la sujeción del ventrículo izquierdo catéter guía, lo que dificulta la infusión de azul de Evans en el VI. Además, las fuerzas de compresión y de tracción pueden conducir a una mala posición del catéter y TCCI balón intracoronario y mediciones inexactas AAR. Además, dado que la oclusión con balón de la LAD requiere orientar el posicionamiento del catéter en la TCCI, llenado coronaria de la LV es limitado, impidiendo la entrada de azul de Evans de la LV en la arteria coronaria.
Sin embargo, aunque superior a la punción del miocardio y el pinzamiento de la aorta ascendente, la técnica presentada en este manuscrito requiere algunas precauciones. La oclusión completa de (uno de los) arterias coronarias a través de un catéter guía de obstrucción tiene que ser evitado. Esto puede ser controlado mediante el control de las tasas de lavado y la presión, y por lo general se puede evitar mediante la retracción del catéter de guía ligeramente desde del ostium coronario. Si inevitable, acortar el tiempo de la guidcatéter ing se coloca en la arteria coronaria tanto como sea posible mediante la preparación de otras partes del protocolo. Además, asegúrese de que el globo ocluye completamente el vaso diana antes de la infusión de azul de Evans.
Cuando se completa Evans infusión azul, inducir VF y una incisión en la vena cava para liberar la presión de la sangre antes de desinflar el balón y retirar el catéter con el fin de evitar la difusión de azul de Evans en el AAR. Se debe tener cuidado de colocar suavemente pero con firmeza el catéter guía en el ostium coronario, lo que permite la difusión de azul de Evans en tanto la DA y la CX. Además, las tasas de Evans azul de infusión no debe ser demasiado elevada puesto que el flujo limitado en las arterias coronarias puede conducir a azul de Evans de lavado en la circulación sistémica. Aunque infundido selectivamente en las arterias coronarias, Evans difusión azul en la circulación sistémica no puede evitarse completamente. Por lo tanto, el análisis histológico de otro tejido no cardiaco (por ejemplo, spleen, riñón) todavía puede ser problemático. TTC simultánea co-infusión en el IAA se ha descrito antes, pero es indeseable en nuestra opinión, como TTC no llega a la parte de la AAR obstruido por el globo. Por otra parte, los análisis previos muestran que el TTC podría reaccionar con la sangre intravascular residual en la zona del infarto y la superposición con el color rojo en la no-infarto AAR 30. Las futuras aplicaciones de esta técnica podría ser preservar tejidos no cardíacos, obstruyendo el flujo sanguíneo en la circulación sistémica. Esto podría lograrse por la obstrucción con globo de la aorta torácica descendente a través de un enfoque femoral.
La ecocardiografía hasta la fecha sigue siendo una piedra angular para la evaluación de la función cardíaca, tanto en la atención clínica y diversos modelos animales en la investigación cardiovascular. Sin embargo, debido a la forma torácica de cerdos Landrace, la ecocardiografía transtorácica (ETT) se limita a 2 dimensiones de eje corto a largo y 9 de la LV. Por lo tanto, cardiaco volumí y FEVI tengo que ser estimado por aproximaciones matemáticas tales como la regla de Simpson modificado, lo que supone una morfología del ventrículo izquierdo 10 cilíndrica. Como resultado de remodelado del VI después de un IM sin embargo, cambian las dimensiones cardíacas. Por lo tanto, esta hipótesis geométrica particular, no se puede hacer, lo que reduce la exactitud y fiabilidad de tales mediciones 31.
Este problema se puede resolver mediante el uso de la ecocardiografía 3D para obtener imágenes 3D del ventrículo izquierdo completa. En los cerdos, la evaluación de la FEVI con ecocardiografía 3D epicárdica muestra una excelente correlación con el estándar de oro cardio-RM 24,32. Sin embargo, esto requiere la cirugía antes de la inducción AMI para las mediciones de referencia. Independientemente del enfoque, es decir, a pecho abierto vs. enfoque subxiphoidal, cirugía invasiva para la ecocardiografía epicárdica ha demostrado ser cardioprotectores 12,33,34. adherencias concomitantes obstaculizan reesternotomía, lo que hace echocardiogra epicárdicaPHY indeseable para las mediciones de referencia en un cerrado-pecho IAM model.To evitar estos inconvenientes, las imágenes 3D del corazón se pueden obtener a través de la ecocardiografía transesofágica 3D (3D-ETE). Esta técnica es portátil, ampliamente disponible y permite mediciones en serie y la visualización de todo el volumen del ventrículo izquierdo. Además, es fiable, relativamente barato y seguro.
Tenga en cuenta que es importante para insertar suavemente la sonda TEE en la boca y el esófago, ya que termina en un divertículo de Zenker y aplicando la presión excesiva puede conducir a la ruptura de esófago. Por otra parte, dado que la relación anatómica entre el estómago y el corazón se diferencia del hombre, 3D-ETE en cerdos no permite mediciones regionales (por ejemplo, la tensión, el Doppler tisular) y se limita a las medidas de volumen. En los datos presentados en el manuscrito, no se observó aumento de EDV 7 días después de AMI. Se necesita un período de seguimiento más largo para conducir ampliamente adverse remodelación, lo que lleva a un aumento de EDV en varias semanas de seguimiento 11.
En contraste con la ecocardiografía convencional, fotovoltaica basada en la admisión bucles moderadamente sobrestimar los volúmenes del VI, tanto al inicio del estudio y 35 tras 8 semanas de seguimiento 24. Aún así, se han encontrado correlaciones bastante buena y un alto grado de acuerdo con la RMC. Aunque las mediciones de bucle PV varias semanas después de IAM son menos precisos en comparación con la línea base, dimensiones del VI y derivados de este contrato (FEVI) son útiles para la evaluación global de la función cardíaca 35.
Además, los bucles PV proporcionan información específica acerca de las propiedades intrínsecas del miocardio, como ESPVR. Dado que las mediciones funcionales regionales en ETT y ETE son limitados y la ecocardiografía epicárdica es indeseable al inicio del estudio, los bucles PV proporcionan una técnica elegante y seguro para la evaluación de la función miocárdica intrínseca. Tanto, la disminución de la pendiente y los ESPVR s típicoshift en V 0 se puede utilizar para comparar diferentes productos terapéuticos. Estas características clásicas son validados en ex vivo sufrimiento del corazón canino de pan-isquemia. Por lo tanto, en modelos de isquemia regional, al igual que los modelos de AMI, estas características específicas no siempre están presentes, lo que puede atribuirse a muchos factores, de los cuales el remodelado ventricular y la isquemia regional son las más importantes 25,36,37.
Para la adquisición de datos adecuada, es fundamental para asegurarse de que no hay presencia de arritmias al convertir la conductancia al volumen y al adquirir los bucles PV. Si la presencia de arritmias, vuelva a colocar el catéter bucle PV por lo que no irrita el miocardio. La administración de fármacos antiarrítmicos (por ejemplo, a 150 - 300 mg de amiodarona) también puede ayudar. Sin embargo, tenga en cuenta que la adquisición del bucle PV varias horas después de infarto agudo de miocardio no es fiable debido a arritmias frecuentes (por ejemplo, complejos ventriculares prematuros, bigemini). </ P>
Ligeramente avanzar o retraer el catéter de bucle PV en el VI o de la pared muscular también puede ayudar a mejorar la forma de los bucles PV. Después de cambiar el posicionamiento del catéter PV bucle, siempre vuelva a comprobar que se ha seleccionado el mayor segmento colocado adecuadamente.
En conclusión, el presente trabajo presenta tres métodos para la evaluación cardíaca en un conejillo de modelo de IAM se ha descrito previamente con un valor adicional para la evaluación de nuevas terapias para disminuir la carga de la epidemia de insuficiencia cardíaca en curso.
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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 |
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).
