Summary
ARDS を誘導することによって豚モデルで右心室機能不全を作成するプロトコルを提案します。左右の心室の心臓出力フローを使用してプローブの大動脈、肺動脈と大動脈と肺動脈の血圧測定中の侵襲的モニタリングを示します。
Abstract
特に場合は、肺高血圧による右心室機能不全 (RV)、罹患率と心不全患者の死亡率の主要な原因の 1 つです。良い理解とこの病気の治療は、左と右心室のパラメーターの正確な動態モニタリングが重要です。このため、心臓血行動態および研究目的のための測定の実験的豚モデルを確立することが不可欠です。
この資料では、オレイン酸酸 (OA) 結果の右心室の機能不全と豚と血行動態的パラメーターを評価するために必要なデータ取得のプロセスの計測による ARDS の誘導を示します。右心室機能不全を達成するためには、ARDS にオレイン酸酸 (OA) を使用、これに伴う肺動脈高血圧症 (PAH)。PAH および連続右心室機能不全のこのモデルでは、多くの血行動態的パラメーターを測定できると右室容量負荷を検出することができます。
呼吸 (RR)、心拍数 (HR) と体温を含むすべての重要なパラメーターは、全体の実験を通して記録されました。大腿動脈圧 (FAP)、大動脈圧 (ap 通信)、右室圧 (ピーク時収縮期血圧、終わりシストリックと右室拡張末期圧)、中心静脈圧 (CVP) など血行動態的パラメーター、肺動脈圧 (PAP) と左動脈圧 (LAP) は、昇順大動脈流 (AAF)、肺動脈の流れ (PAF) を含む血流パラメーターも測定しました。Transcardiopulmonary 希釈を使用して心拍出量 (CO) を提供する血行動態の測定を行った。さらに、PiCCO2 システム (パルス輪郭心臓出力システム 2) は、血管外肺水分量 (EVLW) とグローバル末期容積 (GEDV) だけでなく、ストローク量差異 (SVV) などのパラメーターを受け取る、パルス圧力分散 (PPV) に使用されました。私たちモニタリング手順は右心室機能不全を検出し、血行動態所見を監視する前に、ボリューム管理後に適しています。
Introduction
右心室 (RV) 場合は特に根本的な原因は肺高血圧症2罹患率および心不全1患者の死亡率の主要な原因であります。RV 高コンプライアンスに通常関連付けられている低抵抗肺系に血液を送り出す.したがって、RV は、低ピーク時収縮期血圧が特徴です。また、1/6 左心室 (LV)3と比較してストロークの仕事を生成します。薄く筋による RV は変化前と後負荷4,5に非常に脆弱です。収縮と弛緩収縮期と心臓拡張期 RV の中の [性段階はない LV に明瞭左と右室血行動態的パラメーターの検討は、RV の障害が大きく短期死亡急性右心の苦痛の4、7、重症患者の治療に非常に重要です6。
中心静脈圧 (CVP) のようなプリロード パラメーターと肺毛細管楔入圧 (PCWP) のような左心室のプリロード パラメーターは、患者のボリュームのステータスを決定するため長い間使用されています。最近では、これらのパラメーターだけでは体液8,9,10の患者の必要性の検出に適しては示されています。認識の流体応答性を検出するために不可欠です、御馳走ボリューム剥奪とボリュームを右心室機能不全患者におけるオーバー ロードします。回避ボリューム オーバー ロードは、死亡率とこれらの患者で集中治療室 (ICU) 滞在日数を減少させることが不可欠です。
本研究では、一貫して複製可能な右心室の機能不全の豚モデルを設立人間への類似性による一貫性と再現性のある実験大動物モデル心臓血行動態および研究目的のための測定を確立する必要は。
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Protocol
45 〜 55 キロの体重で 3-6 ヶ月の年齢で 21 麻酔男女国内豚 (ドイツ在来種) のこの将来の実験的試みが都市ハンブルク (動物の使用及び介護に関する政府の委員会によって承認されました。Reference-No. 18/17)。到着のガイドラインに従ってすべての実験が行われた、すべての動物は、「ケアと実験動物使用ためのガイド」(NIH 刊号 86-23、改訂 1996)11に準拠してケアを受けて。
1. フロー プローブ 2 点校正
- 脱イオン水で流プローブを入れ、血管周囲流動モジュールにプラグインを入れることによって遷プローブ システムにプローブを接続します。
- オープン データ分析ソフトウェア (例えば.、LabChart 8)。
- 2 点校正のためゼロとスケールには数秒後にフロー プローブ システムを設定することで測定を開始します。
- データ解析ソフトウェア ウィンドウ単位の変換に移動し、2 点校正を選択します。ゼロに設定するベースラインをマークします。10 L/min と領域をマークし、プリセット値として 1 V に設定します。
- 他のプローブの手順を繰り返します。
2. ミラー カテーテル校正
- 解放および校正前に前 30 分間滅菌体温度暖かい水でカテーテルの先端を浸しなさい。
- ブリッジ アンプ モジュールにプラグインを入れることによって、ミラーのカテーテルをブリッジ アンプに接続します。
- データ分析ソフトウェアを起動します。
- 空気圧解放ツールに、カテーテルの先端を入れ、値 0 mmHg に設定、プログラムの開始をクリックして、測定を開始します。
- 空気圧解放ツールは 100 mmHg に設定して測定をしてください。停止をクリックして計測を停止します。
- 開始を押してデータ解析ソフトウェアを実行し、停止を押します。増幅ブリッジの] ウィンドウでをクリックし、単位を選択します。それに応じて 0 と 100 mmHg のベースラインを設定します。校正ソフトウェアを提供するプリセットの値によると、カテーテルを今すべてのボディの圧力のため校正します。
- 他のミラーのカテーテルの手順を繰り返します。
3. 豚の準備
- 20 mg/kg の Ketanest、Azaperon の 4 mg/kg とミダゾラムの 0.1 mg/kg を筋肉注射することによって、豚を薬で治療し、耳の静脈に 20 G の IV 線を配置します。
- 尻尾に胸と酸素プローブの場所心電図ステッカー。
- ブタの鼻マスクを使用して経由で純粋な酸素 (15-18 L/分) を管理し、外科的気管まで準備します。
- 気管の周りにループを入れて、気管切開を行い安全な気道の 8.5 のマリンクロット チューブを配置するメス (11 刃) を使用します。プリセット ループでチューブを固定し、縫合糸で皮膚を閉じます。
- セボフルラン (思春期豚 endexpiratory 濃度 2.0% に相当) で 0.9 の MAC と 0.01 mg/(kg∙h) フェンタニルの注入を使用して麻酔を開始します。10 mL/kg、14/分の速度の一回換気量と換気を開始し、正終了 7 mmHg の呼気の圧力 (のぞき見) します。吸入酸素濃度レート (fiO2) を 0.3 に設定します。10 分後麻酔の深度は手術を安全に行うために十分な深さです。HR と BP の標高は検出されません。
- 輸液ポンプを使用して 10 の mL/(kg∙h) cristalloid の基底流量で体液のバランスを維持します。
- 優しくきれいに石鹸水を使用してブタの皮。ポビドン ヨードを含む皮膚消毒液を使用して、皮膚の汚染を減らします。
4. 重要なパラメーター測定
- 左の大腿動脈、中心静脈、頸静脈 (図 1) に 8 F のイントロデューサに右大腿動脈に動脈カテーテル、8 F のイントロデューサを突っ込んだ 5 F サーミスタを挿入するために超音波を使用します。
- セルジンガー法12を使用してカテーテル留置を配置します。
- 超音波のビジョンの下で目的の血管に針を配置します。
- 容器に針を通してワイヤーを入れ、超音波を用いたワイヤーの正しい配置を確認、全体の手順中で容器内の配線をしてください。針を外して、ワイヤに散大。
- 穏やかな圧力は、ガイダンスとしてワイヤーを使って容器に皮膚を通して、散大を置きます。散大を取り出し、ワイヤーの端を確認がのワイヤーにカテーテルを入れて、血管にカテーテルとカテーテルの場所の終わりにそれを見て。
- 注意深くカテーテルから引いて線を削除します。
- 8F イントロデューサー シースに 7F 肺動脈カテーテル (PAC) を挿入し、咲かせた。混合静脈血ガス試料を取るのため必要な場合は、モニター、サンプルを受け取った後それを引き戻しに肺動脈曲線が表示されるまで、PA にさらに PAC を挿入します。
- 最初のミラー先端カテーテルを左大腿動脈と大動脈にそれを置く 8F イントロデューサー シースに挿入します。
- 小開腹法を実行 (約 5-10 cm は十分) までリネアを準備中のため、電気焼灼器を使用して恥骨上アルバ。
- リネアを開いてハサミでアルバと非常に軽く、膀胱を抜きます。
- 3/0 縫合糸を使用して膀胱の財布の文字列の縫合糸を入れて、メス (11 刃) と膀胱切開。
- 膀胱内に尿カテーテルを挿入、水でカテーテルのバルーンを膨らませるし、巾着縫合を使用してそれを修正します。3/0 縫合糸で腹部を閉じます。
5. 手術の準備の心の
- 胸を開く前に 1.0 の fiO2の増加と 0.1 mg kg(-1) パンクロ初期食塊を静脈内管理13。
- 胸骨正中切開を実行します。
- 胸骨の下に準備中のため、電気メスを使用します。そっと振動鋸で骨を割る前に周囲の組織から胸骨を解剖します。
- 出血を減らすため、ボーン ワックスで胸骨をシールし、電気焼灼器を使用します。開かれた胸骨の 2 つの半分の間の胸骨肋骨の拡散機を置き、多くのデバイスのハンドルをねじることによって手術の必要に応じて広く胸を開きます。
- 優しくはさみや鉗子を使用して心を開き、2/0 縫合糸で皮膚にそれを修正します。
- 肺出血を避けるために非常に優しく大動脈動脈を切り裂きます。慎重にそれぞれ両方の動脈を超音波流れプローブを配置 (図 2)。
- 場所 2 5/0 縫合糸を使用して肺動脈縫合糸の文字列を財布。メス (11 刃) を使用すると、小さな切開 (約 1 mm) 財布の紐の真ん中にステッチし、ミラーのカテーテルを肺動脈に (図 3) を修正する前に配置します。
- 慎重に、LAA をクランプし、4/0 縫合糸を使用して 2 財布の文字列の縫合糸を配置します。小切開を行い、左心房に財布文字列縫合 (図 3) を使用してそれを修正する前に中心静脈ラインを配置します。
- 心膜近くに信頼できる (図 4) 血行動態を維持するために、その上に滅菌手袋を縫合します。ワイヤーで胸骨閉鎖を行い、3/0 縫合糸で皮膚を閉じます。
6. 評価およびデータ集録
- 各 AO の 2 分で測定し、PA 流量測定として AO と PA の圧力計測データ解析ソフトウェアを使用して、プログラムの開始し、停止ボタンをクリックして、起動します。
- パルス圧力分散 (PPV) とストローク ボリューム分散 (SVV) だけでなく、心拍出量 (CO) を提供する transcardiopulmonary 希釈を実行するには、PiCCO2 システムを使用します。TD をクリックして測定を開始 |開始。
- 連続 3 回測定ステップごとに希釈の頚静脈で中心静脈ラインでサーミスタの 10 ° C の冷生理食塩水 15 mL を注入します。
- 各 transcardiopulmonary 希釈測定手順の後、動脈、中心静脈、混合静脈血ガスのサンプルを取る。
7. ボリュームを最適化します。
- ベースライン測定値 M0 (6.1-6.4 のステップ) すべてのパラメーターのコロイド状注入 (Voluven) 中心静脈ラインに接続されている輸液ポンプを使用して 5 mL/kg を使用してステップを読み込みボリュームを管理します。
- 平衡の 5 分後別の測定ステップ (ステップ 6.1-6.4) M1 を開始します。新しく生成された心拍出量は、少なくとも 10% の旧測定された CO と比較して PICCO2 システムは増加しません (ステップ 6.2-6.3 を参照) を使用して希釈して測定された場合、別のボリュームの手順 (手順 7.1) の読み込みを開始します。
- 10% 以上の CO のこれ以上の増加があるまでボリュームのロードと平衡の手順に進みます。今、バランスの取れた体液状態は達されます。
8. 右心室機能不全、ARDS の誘導
- 少なくとも 0.5 から 0.8 の少なくとも 90% の spO2を維持するために必要に応じての fiO2を増加します。
- オレイン酸 (OA) によって連続して右心室の機能不全と ARDS を誘発する (0.03-0.06 mL/kg 約 2 時間)。
- アドレナリンの血行動態を安定させるために perfusor (3 mg 生理食塩水 50 mL にアドレナリンの) を使用しての継続的な管理を使用します。50 mmHg の平均動脈圧を維持するために必要に応じて点滴速度を増加します。
- カルシウム、マグネシウム、抗不整脈薬を追加 (1% リドカイン) 安定した洞調律を維持するために OA の液注入時に必要に応じて。
9. ボリュームを最適化します。
- 軽度から中程度 ARDS の誘導、6.1-6.4 の手順を完了することによってすべてのパラメーター (M2) の別の測定を実行します。
注: 現在、豚モデルで ARDS における血行動態測定の基準モデルが設定されます。ARDS し右心室機能不全を開始プロトコルあたりの必要性として、多くの血を取るか、または量の増加によりボリュームの負荷を低減するボリュームへの応答性のそれ以上の調査のために定義された注入量を追加することによってロードします。
10. 終了
- 測定を終えた後に、塩化カリウム 1mmol/kg を静脈内注射することによって麻酔中豚を安楽死させます。
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Representative Results
動物モデルでは、豚のさまざまな血行動態的パラメーターを示しています。サイズおよび血行動態での類似性のため簡単に同様の結果を得るため人間で使われている正確な同じ機器を使用できます 1 つ。ただし、麻酔値の体験に基づいているし、に基づいて重量を変更することがあります/年齢/ひずみの豚。 麻酔計画を評価する獣医に相談する必要があります。
以前 OA の結果は、一貫性のない13,14,15,16急性肺傷害 (アリ) モデルを誘導されます。元プロトコル述べた血、食塩、混合または純粋 0.6-2 の用量で末梢静脈や中心静脈中心部にそれを管理する OA を投与されている mL/kg 体重17,18。我々 はすべての上記の方法を試してみましたし、OA の純粋管理低用量が判明 (-0.06 0.03 mL/kg 約 2 時間) 呼吸器障害や重症急性右心不全のための動物を失うことがなく ARDS の最も一貫した結果を達成。
まず、OA の点滴静注が ARDS を誘発する前に示すように、簡単なモデルであることを表示することができました。OA 投与量によって 1 つは死13まで重篤な肺障害を軽度を取得します。それは、約 0.1 mL/kg OA の量をほとんど使用中等度アリ16,18することが示されています。
さらに捜査のため使用することができます緩やかな ARDS に軽度を得る、0.03 0.06 を注入する十分です mL/kg OA。OA のこの小さな量投与後酸素化指数は 516.83 ± 50.25 mmHg から 181.19 ± 32.25 mmHg に低下した。 (p = 0.0006) (図 6)。酸素の減少は 46.50 ± 6.87 mmhg 36.71 ± 4.51 mmHg からミクロス血の統計的に有意な増加を伴う (p = 0.008) (図 7)。
肺高血圧症は以上 25 mmHg、≤ 15 mmHg、肺血管抵抗 (PVR) > 240 dyn × の × cm の (これは左動脈圧に等しい) PCWP の PAP として定義されている−5 19,20,21。有病率は約 1% がある17この共通病気の世界中で。PCWP 正常と管理者特権の両方ラップと副逆18を正確に反映します。開胸動物モデルで肺血流プローブを介して肺動脈は、PAC が発生し不適切なフローの測定 (図 5) ために、この値を測定する心房左に配置カテーテルを使用しました。
PAP の正しい、特に一貫性のある測定、肺動脈弁後 PA に直接入れ、主肺動脈 (MPA) 約 2 cm に配置するミラーのカテーテルを使用しました。
図 1: 全体の手術の中に安全かつ簡単に気道管理、気管に直接気管切開術と 8.5 管の配置を実行します。大きい内径のチューブ、ARDS の中に換気の良い。右の内頚静脈の両方の大腿動脈カテーテル セルジンガー法を用いた超音波による配置されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 2: 心膜を開いたら、プッシュ RV および RAA 離れてそっと大動脈と肺動脈のより良い視覚化のため。血行動態は、心拍出量の減少によりこれらの手順で密接に監視する必要があります。PA は非常にその薄い壁のため出血への傾向、特にとして優しく、PA と大動脈の間心臓骨格の結合組織を解剖します。右は、大動脈と肺動脈の周りに置く慢性並ぶ低プローブ (大抵 18-20 mm) サイズを選択します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 3: LAA を修正して出血を避けるために血管鉗子を使用します。安心・安全な手術、小切開を行うと、心臓にカテーテルを入れて、LAA の端のまわりの 2 つの財布文字列縫合を配置します。カテーテル約 5 cm の位置にクランプをすばやく開く左心房圧曲線を監視しながら深く。必要に応じてカテーテルの位置を変更します。財布の文字列の縫合糸を使用してカテーテルを修正します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 4: 2 つは PA に文字列縫合糸を財布非常にそっと不要な出血を避けるため、財布のひもを一つに止血帯を使用します。小切開し、ミラーのカテーテルを肺動脈に入れてすぐに、止血帯をプルダウンします。両方の縫合糸を使用してそれを修正します。両方の aortal と肺動脈流プローブのプローブ シェルを課します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 5: 心膜を閉じるにパッチを使用します。心臓手術中に心膜の開口部の増加と一緒に行くので仕事指数の CO と脳卒中、心膜手術19より前のものに似て血行力学的条件を維持するために、パッチを使用してを閉じることにしました。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 6:以来、ARDS の肺障害による酸素分画を増加し、酸素化の指標を測定ステップごとに求めた。181.19 ± 32.25 mmHg にベースライン測定値 (1) で 516.83 ± 50.25 mmHg から減少を見ることができました (p = 0.0006) OA (5) の投与後。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 7:動脈血の酸素の減少と共に ARDS の誘導後ミクロス血の統計的に有意な増加になります。ベースライン測定 36.71 ± 4.51 mmHg であったし、46.50 ± 6.87 mmHg に増加した (p = 0.008) OA の投与後。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
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Discussion
肺高血圧症を併発、ARDS は非常に致命的な病気です。さらにこの条件に苦しむ患者は、治療についての情報が必要です。生き物調査ととき、として可能な限り賢明なすることが非常に重要です。ここでは 1 つの実験で、できるだけ多くの情報を収集するために必要です。
このようなオープン打つ心臓モデルにいくつかの重要な手術の手順があります。豚を不必要に使用しない、血行動態が RV と RA に圧力が安定した上行大動脈と肺動脈の心臓骨格の解剖の外科医は、経験豊富なする必要があります。もう一つの重要なステップは、ミラー先端カテーテルを肺動脈に入れています。外科分野のよりよい露出を得る、右室流出路 (慢性) は離れて非常に優しくプッシュする必要があります。圧力の右の量は、良い visualibility、PA の安定性があります。これは 5.0 は縫合糸で軽食を取るに簡単に、PA の出血やけがのリスクを減少させます。
血行動態を測定、測定値と結果20に、大量の血液を失うと、ヘマトクリットを大幅変更が影響する可能性があります。動脈にカテーテルを配置する、最初に止血帯を使用し、カテーテルをすばやく修正する非常に小さな切開は血損失を防ぐことができます。電気焼灼 (カテーテルのマニュアルに記載)、カテーテルを傷つけることができるので、ミラーのカテーテルの挿入前にすべての小さな出血が停止しているを確認します。心膜・胸骨閉鎖後小さな出血することができます時間をかけて蓄積ヘマトクリット値の変化を引き起こす原因や心膜タンポナーデの血行動態の大幅な変更。これは、実験の終了可能性があります。
LA にカットするとき 1 つは注意する必要があります。LA は心臓のペース メーカー、冷たい金属の器械に触れるとき心臓のリズム障害に反応できます。マグネシウムの投与は、LAA 周り軽くクランプを置く前に心房細動 (AF) を防ぐことができます。心房細動のようなリズムの妨害は、左と右室血行動態21に大きな影響を与えます。
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Disclosures
ダニエル A. Reuter Pulsion 医療諮問委員会のメンバーであります。コンスタンタン j. c. Trepte は、Maquet による講義の名誉賞を受賞しました。他のすべての著者は利益相反を宣言しません。
Acknowledgments
著者の謝辞があります。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Animal Bio Amp | ADInstruments | FE136 | |
| Quad BridgeAmp | ADInstruments | FE224 | |
| Power Lab 16/35 | ADInstruments | 5761-E | |
| LabChart 8.1.8 Windows | ADInstruments | ||
| Pulmonary artery catheter 7 F | Edwards Lifesciences Corporation | 131F7 | |
| Prelude Sheath Introducer 8 F | Merit Medical Systems, Inc. | SI-8F-11-035 | |
| COnfidence Cardiac Output Flowprobes | Transonic | AU-IFU-PAUProbes-EN Rev. A 4/13 | |
| Adrenalin | Sanofi | 6053210 | |
| Oleic acid | Sigma Aldrich | 112-80-1 | |
| Magnesium Verla | Verla | 7244946 | |
| Ketamin | Richter Pharma AG | BE-V433246 | |
| Azaperon | Sanochemia Pharmazeutika AG | QN05AD90 | |
| Midazolam | Roche Pharma AG | 3085793 |
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