Summary
출혈성 쇼크는 심각한 부상을 입은 환자에서 심각한 합병증으로 생명을 위협하는 산소 공급 부족으로 이어집니다. 우리는 혈역학 및 미세 순환 대뇌 산소에 의해 유도되는 돼지에 있는 혈액 철수를 통해 출혈성 충격을 유도하는 표준화한 방법을 제시합니다.
Abstract
출혈성 쇼크는 심각한 부상 관련 사망의 주요 원인 중 하나입니다. 순환 량과 산소 운반대의 손실은 부족한 산소 공급 및 돌이킬 수 없는 기관 실패로 이끌어 낼 수 있습니다. 두뇌는 단지 한정된 보상 능력을 발휘하고 가혹한 저산소 손상의 고위험에 특히 입니다. 이 기사는 계산 된 혈액 철수에 의해 돼지 모델에서 생명을 위협하는 출혈성 쇼크의 재현 성 유도를 보여줍니다. 우리는 근적외선 분광법 및 확장된 혈역학적 모니터링에 의해 유도된 충격 유도를 적정하여 전신 순환 장애뿐만 아니라 뇌 미세 순환 산소 고갈을 표시합니다. 충격 유도를 위해 미리 정의된 제거 볼륨에 주로 초점을 맞춘 유사한 모델과 비교하여 이 접근 방식은 매크로 및 미세 순환의 결과적인 실패를 통해 적정을 강조합니다.
Introduction
대규모 혈액 손실은 부상 관련 사망의주요 원인 중 하나입니다 1,2,3. 순환 유체 및 산소 운반대의 손실은 혈역학 실패및 가혹한 산소 부족으로 이끌어 내고 돌이킬 수 없는 기관 실패 및 죽음을 일으키는 원인이 될 수 있습니다. 충격의 엄격 수준은 저체온증, 응고병증 및 산증4와 같은 추가 요인에 의해 좌우됩니다. 특히 뇌는 산소 수요가 높고 혐기성 에너지 생성이 적정하여 5,6으로인하여 보상 능력이 부족합니다. 치료 목적을 위해, 빠르고 즉각적인 행동은 중추적인. 임상 실습에서 균형 잡힌 전해질 용액을 가진 유체 소생은 치료를위한 첫 번째 옵션이며 적혈구 농축액과 신선한 냉동 플라즈마를 투여합니다. 혈소판 농축물, 카테콜아민, 응고 및 산-염기 상태의 최적화는 지속적인 외상 후 정상적인 생리학적 상태를 회복하는 치료를 지원합니다. 이 개념은 혈역학 및 거시 순환의 복원에 중점을 둡니다. 그러나 여러 연구에 따르면 미세 순환 관류는 대용량 순환과 동시에 회복되지 않습니다. 특히, 대뇌 관류는 손상된 상태로 남아 있으며추가적인 산소 부족이 발생할 수 있습니다 7,8.
동물 모델의 사용은 과학자가 새로운 또는 실험 전략을 수립 할 수 있습니다. 돼지와 인간의 비교 해부학, 상동성 및 생리학은 특정 병리학 적 요인에 대한 결론을 가능하게합니다. 두 종 모두 약리학 치료에 유사한 대사 시스템 및 반응을 가지고 있습니다. 이는 혈액량, 혈역학 및 전반적인 생리학의 차이가 임상 시나리오 9를 모방하는 것이 거의 불가능한작은 동물 모델에 비해 큰 이점입니다. 또한, 공인 의료 장비 및 소모품은 돼지 모델에서 쉽게 사용할 수 있습니다. 또한, 유전학과 표현형의 높은 다양성을 허용하고10비용을 절감하는 상업 공급 업체에서 돼지를 쉽게 얻을 수 있습니다. 혈관 통조림을 통한 혈액 금단의 모델은 매우 흔한11,12,13,14,15입니다.
이 연구에서는, 우리는 혈역학 실패 및 대뇌 산소화 손상의 정확한 적정으로 동맥 혈액 철수를 통해 출혈성 쇼크 유도의 개념을 확장합니다. 출혈성 쇼크는 심장 지수와 평균 동맥 압력이 기준치의 40% 이하로 떨어지면 달성되며, 이는 대뇌 국소 산소화 포화도의상당한 악화를 유발하는 것으로 나타났다 8. 펄스 등고선 심장 출력(PiCCO) 측정은 지속적인 혈역학 적 모니터링에 사용됩니다. 첫째, 시스템은 심폐 폐 수분 함량과 글로벌 말단 확장기 부피의 심장 지수를 계산할 수 있는 심폐 열희석에 의해 보정되어야 합니다. 그 후, 연속 심장 지수는 펄스 등고선 분석에 의해 계산되며 펄스 압력 및 스트로크 체적 변화와 같은 동적 예압 파라미터를 제공합니다.
이 기술은 임상 및 실험 환경에서 잘 확립됩니다. 근적외선 분광법(NIRS)은 대뇌 산소 공급의 변화를 실시간으로 모니터링하는 임상적이고 실험적으로 확립된 방법입니다. 자기 부착 센서는 왼쪽과 오른쪽 이마에 부착하고 대뇌 전두엽 피질에서 비 침습적으로 대뇌 산소를 계산합니다. 적외선의 두 파장 (700 및 900 nm)는 피질 조직에서 반사 된 후 센서에 의해 방출되고 감지됩니다. 대뇌 산소 함량을 평가하기 위해 동맥 및 정맥 혈액의 기여도는 1:3 관계로 계산되고 5 s 간격으로 업데이트됩니다. 1-4cm의 깊이감은 기하급수적으로 감소하고 침투한 조직 (예를 들면, 피부 및 뼈)에 의해 영향을 받습니다, 두개골은 적외선에 반투명하더라도. 이 기술은 정신 착란 또는 저산소 대뇌 손상과 같은 불리한 결과로부터 환자를 방지하기 위한 신속한 치료 활동을 용이하게 하며, 손상된 심장 출력16,17의경우 표적 파라미터역할을 한다. 실험 충격 도중 두 기술의 조합은 이 생명을 위협하는 사건을 공부하기 위하여 대뇌 microcirciratory 손상 뿐만 아니라, 거시 순환의 정확한 적정을 가능하게 합니다.
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Protocol
이 프로토콜의 실험은 국가 및 기관 동물 관리위원회에 의해 승인되었다 (Landesuntersuchungsamt 린란드 - 팔츠, 코블렌츠, 독일; 위원장: 실비아 아쉬 울프 박사; 참조 번호: 23 177-07/G 14-1-084; 02.02.2015). 실험은 생체 내 실험(ARRIVE) 가이드라인의 동물 연구 보고에 따라 수행되었다. 이 연구는 2015년 11월부터 2016년 3월까지 계획되고 진행되었습니다. 확장 된 문학 연구 후, 돼지 모델은 출혈성 쇼크에 대한 잘 확립 된 모델로 선택되었다. 7마리의 마취된 수컷돼지(Sus scrofadomestica)는 평균 체중28±2 kg및 2-3개월의 나이를 가진 프로토콜에 포함시켰다. 동물은 국가 및 기관 동물 관리위원회에 의해 추천 된 지역 개종에 의해 돌보았습니다. 동물들은 스트레스를 최소화하기 위해 가능한 한 오랫동안 알려진 환경에 보관되었습니다. 식품은 실험이 예정되기 6시간 전에 물을 거부하였으나, 포인의 위험을 감소시키기 위해 하였다. 대표 시간 코스는 그림1에 표시됩니다.
1. 마취, 삽관 및 기계 환기
- 케타민 (4 mg·kg-1)과 아자페론 (8 mg·kg-1)을목이나 둔부에 결합하여 근육 주사를 위한 바늘을 가진 염기 돼지(1.2 mm). 동물이 식도가 들어설 때까지 안정적으로 유지되도록 하십시오.
주의 사항: 장갑은 동물을 취급할 때 절대적으로 필요합니다. - 진정된 동물을 실험실로 옮기.
참고: 동물은 깊이 잠들고 정상적인 취급 중에 깨어 있지 않습니다. 이 설정에서, 수송 시간은 동물 수송을위한 특별한 밴으로 약 20 분이었다. - 도착 직후 돼지의 꼬리 나 귀에 센서가 잘린 채 주변 산소 포화도 (SpO 2)를 모니터링하십시오.
- 무색 소독 팅크로 피부를 소독하고 주변 정맥 카테터 (1.2 mm)를 귀 정맥에 삽입하기 전에 3 분 동안 기다립니다. 이어서, 펜타닐(4 μg·kg-1)과 프로포폴(3mg·kg-1)의 정맥 주사에의해 마취를 유도한다.
- 모든 반사 신경이 결석하고 자발적인 호흡이 만료되면 돼지를 들것에 돼지를 놓고 붕대로 고정하십시오.
참고: 마취의 적당한 수준은 눈꺼풀 반사 및 외부 자극에 그밖 반응의 부재에 의해 경험된 연구원에 의해 확인되어야 합니다. - 즉시 개 환기 마스크 (크기 2)로 비 침습적 인 환기를 시작합니다. 다음 환기 매개 변수를 사용: 흡기 산소 분율(FiO 2) = 1.0; 호흡속도 = 14-16분-1; 피크 흡기 압력 <20 cm H2O, 양성 말기 기압 (PEEP) = 5cm H2O.
- 펜타닐 (0.1-0.2 μg·kg-1·h-1)과 프로포폴(8-12 mg·kg-1·h-1)을 연속 주입하여 마취를 유지하고 균형 잡힌 전해질 용액(5 mL·kg-1 ·h-1)의 주입을 시작한다.
- 근육 이완제 (아트라 쿠륨 0.5 mg ·kg -1)를적용하여 내인성 삽관을 용이하게합니다.
- 일반적인 내시경 관 (ID 6-7)과 소개자로 삽관을 통해 기도를 고정하십시오. 매킨토시 블레이드 (크기 4)와 일반적인 후두경을 사용합니다. 두 사람이 절차를 용이하게합니다.
- 사람 1 : 티슈 조각으로 혀를 바깥쪽으로 고정하고 다른 손으로 주전자를 엽니 다.
- 사람 2: 후두 경검사를 수행합니다.
- 사람 2 : 후두개가 시야에 들어오면 후두경을 통풍구로 옮니다. 후두개염을 들어 올리고 성대가 보이는지 확인하십시오.
참고: 후두개는 등지적으로 움직이지 않으면 부드러운 구개에 달라 붙어 튜브 끝에 동원 될 수 있습니다. 대안적으로, 다른 크기(3 또는 5) 또는 타입(Miller blade)을 가진 블레이드를 사용할 수 있다.
- 성대를 통해 조심스럽게 튜브를 이동합니다.
참고: 기관의 가장 좁은 지점은 성대 수준이 아니라 섭정입니다. 튜브 삽입이 불가능한 경우 튜브를 회전하거나 더 작은 튜브를 사용하십시오. - 튜브에서 소개자를 당기고 10mL 의 공기로 커프를 차단하고 커프 스 커프 스 커프 스커프 (30cm H2O)로 커프 압력을 제어하십시오.
- 튜브가 인공 호흡기에 연결 된 후 기계 환기를 시작 (PEEP = 5cm H2O; 조수 볼륨 = 8 mL · kg-1; FiO2 = 0.4; 인연-만료 비율 = 1:2; 호흡률 = 변수는 <6 kPa의 최종 조석 CO2를 달성하기 위해)
참고: 대뇌 관류에 대한 호흡 효과를 최소화하기 위해 CO2의 변동을 피하십시오. - 카포그래피를 통해 CO2를 정기적으로 주기로 호기에 의해 튜브 위치가 올바른지 확인하고 청진을 통해 양면 환기를 확인하십시오.
참고: 튜브가 잘못 배치되면 위장으로의 공기 인플레이션은 capnography가 설치되기 전에도 복벽에 눈에 띄는 부푼 것을 빠르게 형성합니다. 이 경우 튜브의 교체와 위관 삽입이 절대적으로 필요합니다. - 두 사람과 함께 위관을 위장에 배치하여 역류와 구토를 피하십시오.
- 사람 1 : 티슈 조각으로 혀를 바깥쪽으로 고정하고 다른 손으로 주전자를 엽니 다.
- 사람 2 : 돼지 후두의 후두 경을 수행합니다.
- 사람 2: 식도를 시각화합니다.
- 사람 2: 위액이 배수될 때까지 Magill 집게 한 쌍으로 식도 안쪽에 위관을 밀어 넣습니다.
참고: 경우에 따라 시각화가 쉽지 않을 수 있습니다. 이 경우 후두경을 튜브로 등지듯 옮기고 통풍구로 밀어 식도를 엽니다. 시술 중에 동물의 몸은 저체온증을 피하기 위해 담요로 덮여 있습니다. 동물의 체온이 떨어지면 가열 시스템을 사용하여 생리적 수준에서 온도를 안정화하십시오(재료 표참조). 체온은 PiCCO의 화면에 표시됩니다.
2. 계측
- 붕대를 사용하여 뒷다리를 뒤로 당겨 배 카테터 화하기 위해 대퇴 부위의 주름을 부드럽게하십시오.
- 다음 재료 준비: 5mL 주사기 1개, 10mL 주사기 1개, 50mL 주사기 1개, 셀딩거 바늘 1개, 소개자 덮개(2mm, 2.7mm, 2.7mm), 외피용 가이드와이어, 3개의 포트가 있는 중앙 정맥 카테터(2.3mm, 30cm) 가이드와이어, PiCO 카테터 (1.67mm, 20cm).
- 색소독으로 인구 부위를 소독하고 2 분 동안 기다린 후 멸균 조직으로 소독을 닦으하십시오. 이 절차를 3x 반복합니다. 세 번째 후, 소독을 제거하지 마십시오.
- 모든 카테터를 식염수로 채우자.
- 초음파 젤을 초음파 프로브에 적용하십시오. 멸균 페스티닝 드레이프로 인과 부위를 덮고 초음파로 오른쪽 대퇴 혈관을 스캔하십시오. 도플러 기술을 사용하여 동맥과 정맥 을 구별합니다18.
- 밝은 빨간 맥동 혈액은 열망 바늘 위치를 확인합니다. 주사기를 분리하고 가이드 와이어를 오른쪽 대퇴 동맥에 삽입합니다.
- 오른쪽 대퇴 정맥의 세로 축을 시각화하고 5 mL 주사기로 영구적 인 포부 아래에 셀딩거 바늘을 삽입하십시오.
- 흡인 어두운 빨간색 비맥 정맥 혈액.
- 오른쪽 대퇴 동맥을 축방향으로 시각화하고 프로브를 90°로 회전시켜 동맥의 세로보기로 전환합니다.
-
5 mL 주사기로 영구적 인 포부 아래 Seldinger 바늘로 초음파 시각화하에 오른쪽 대퇴 동맥을 뚫습니다.
참고 : 초음파 유도 Seldinger 기술은 혈관 접근의 다른 방법보다 현저하게 낮은 혈액 손실, 조직 외상 및 시간 소비와 관련이 있습니다19,20.- 다른 혈관에서 바늘의 정확한 위치를 확실히 확립 할 수없는 경우, 혈액 프로브를 가지고 혈액 가스 분석기를 통해 혈액 가스 함량을 분석하십시오 (재료 표참조). 높은 산소 수준은 동맥 혈액의 좋은 징후이며, 낮은 산소 수준은 정맥 혈액의 징후입니다.
- 주사기를 분리하고 셀딩거 바늘을 철회 한 후 오른쪽 대퇴 정맥에 중앙 정맥 카테터의 가이드 와이어를 삽입합니다.
- 올바른 와이어 위치를 제어하기 위해 초음파로 오른쪽 혈관을 시각화합니다.
- 가이드와이어를 오른쪽 동맥으로 밀어 내고 혈액 포부로 위치를 고정합니다.
- Seldinger 기술을 사용하여 중앙 정맥 라인을 오른쪽 대퇴 정맥에 배치하십시오. 모든 포트를 흡인하고 식염수로 플러시합니다.
- 왼쪽 인큐기인측에서 동일한 절차를 수행하여 Seldinger 기법에 다른 소개자 칼집을 왼쪽 대퇴 동맥(2.7 mm) 및 대퇴 정맥(2.7 mm)에 삽입합니다.
- 올바른 동맥 소개자 덮개와 중앙 정맥 카테터를 두 개의 트랜스듀서 시스템과 연결하여 침습성 혈역학을 측정하고 두 트랜스듀서를 심장 수준에 배치하여 적절한 값을 얻습니다.
- 작동 지침에 규정된 대로 두 트랜스듀서의 3방향 스톱콕을 대기로 전환하여 시스템을 0으로 보정합니다.
참고: 그럴듯한 값을 생성하기 위해 시스템의 기포와 피얼룩을 피하는 것이 절대적으로 필요합니다. - 말초 정맥에서 중앙 정맥 선으로 마취를 유지하기위한 모든 주입을 전환하십시오.
- 15분 후에 기준값(혈역학, 폐활량측정법, NIRS(섹션 4 참조) 및 PiCCO(섹션 3 참조)를 취합니다.
- 출혈성 쇼크를 시작합니다(섹션 5 참조).
3. PiCCO 측정
참고: PiCCO 장비의 경우 재료 표를참조하십시오.
- PiCCO 카테터를 오른쪽 동맥 소개자 덮개에 삽입합니다.
참고: 임상 의학에서 PiCCO 카테터는 셀딩거 기술에 의해 직접 배치됩니다. 그러나 소개자 덮개를 통한 배치도 가능합니다. - 카테터를 PiCCO 시스템의 동맥 와이어와 PiCCO 포트에 직접 연결합니다. 이어서, 단계 2.17에 설명된 대로 재보정한다.
- PiCCO 시스템의 정맥 측정 장치를 왼쪽 정맥 인소개 칼집과 연결합니다.
참고: 정맥 및 동맥 프로브를 서로 어느 정도 멀리 에서 연결해야합니다. 그렇지 않으면 정맥 시스템에 차가운 식염수 용액을 적용하면 동맥 측정에 영향을 미치기 때문에 측정이 방해됩니다. PiCCO에 대한 자세한 내용은 메이어와 서트너21을참조하십시오. - PiCCO 시스템을 켜고 새 환자가 측정되고 있는지 확인합니다.
- 동물의 크기와 체중을 입력하고 성인으로 카테고리를 전환합니다.
- 프로토콜 이름과 ID를 입력하고 Exit를 입력합니다.
- 사출 량을 10mL로 설정합니다.
참고: 선택한 사출 용액의 부피는 다양할 수 있습니다. 볼륨이 높을수록 측정된 값이 더 유효합니다. 반복적 인 응용 프로그램을 통해 혈액 투석 효과를 피하기 위해 작은 볼륨을 선택했습니다. - 중앙 정맥 압력을 입력합니다.
- 대기에 3 방향 스톱콕을 열고 시스템 보정을 위해 0을 클릭하고 종료를클릭합니다.
- 다음에 설명된 대로 연속 심장 출력 측정을 보정하고 TD(Thermodilution)를 클릭합니다. 10 mL 주사기에 4 °C의 온도로 생리식염수를 준비하고 시작을클릭합니다.
- 냉식염수 용액 10mL를 정맥 측정 장치에 빠르고 꾸준히 주입하고 측정이 완료되고 시스템이 반복을 요청할 때까지 기다립니다.
- 세 번의 측정이 완료될 때까지 이 절차를 반복합니다.
- 시스템이 모든 매개 변수의 평균을 계산하고 종료를클릭합니다.
- 완벽한 교정이 끝나면 즉시 측정을 시작합니다. 충격 유도를 모니터링하려면 PiCCO 유래 매개 변수 심장 인덱스에 초점을 맞춥니다.
4. 대뇌 지역 산소 포화
참고: 대뇌 지역 산소를 모니터링하는 장비는 재료 표를참조하십시오.
- 일회용 면도기와 물로 돼지의 이마를 면도하고 NIRS에 대한 두 개의 자기 부착 센서 (재료 표참조)를 돼지의 이마에 붙입니다.
- 프리앰프를 모니터에 연결하고 컬러 코드로 구분된 센서 케이블 커넥터를 프리앰프에 연결합니다.
- 프리앰프 잠금 메커니즘을 닫고 센서를 센서 케이블에 부착합니다.
참고: 실시간 데이터를 기록하려면 USB 플래시 드라이브를 NIRS 모니터에 연결해야 합니다. - 모니터를 켜고 새 환자를클릭하고 연구 이름을 입력하고 완료 를 클릭합니다.
- 들어오는 신호를 확인합니다. 신호가 안정되면 기준 메뉴를 클릭하고 기준선 설정을클릭합니다. 기준선을 이미 입력한 경우 예를 클릭하여 새 기준선을 확인하고 이벤트 표시를클릭합니다.
- 키보드의 화살표 버튼과 다음이벤트로 이벤트를 선택하십시오. 이벤트 3 인덕션을 선택하고 이벤트 선택을누릅니다.
참고: 추가 정보가 필요한 경우 NIRS 시스템22의작동 설명서를 참조하십시오.
5. 출혈성 쇼크 유도
- 왼쪽 소개자 칼집을 나무 방향 스톱콕과 연결합니다. 3방향 스톱콕 의 포트 한 포트를 50mL 주사기와 빈 주입 병으로 연결합니다.
참고: 대안적으로, 철회된 혈액은 나중에 자가 수혈을 위해 시테티백에 수집될 수 있다. 이것은 통제된 혈액 철수의 중요한 이점입니다. - 정확한 혈역학 파라미터를 측정 및 문서화하고 심장 지수의 40%와 혈역학적 표적으로서의 평균 동맥 압력을 계산합니다. 4.6단계에서 설명한 바와 같이 NIRS 시스템에서 이벤트 93 혈액 손실을 설정합니다.
참고: 출혈성 쇼크는 심장 지수와 평균 동맥 압력이 기준치의 40% 이하로 떨어지면 달성됩니다. 상당한 대뇌 국소 산소 포화도(crSO2) 20%의 감소는 미세 순환 장애를 묘사하는 것이 바람직하다. 이를 달성하기 위한 평균 혈액 손실은 25-35 mL·kg-1의범위 내에 있습니다. - 50 mL의 혈액을 주사기에 흡인하고 3 방향 스톱콕을 전환합니다. 빈 병에 피를 밀어 넣습니다.
- 제거된 혈액 볼륨에 유의하십시오.
- 동맥 혈압, 심장 지수 및 crSO 2를 면밀히 모니터링합니다. 목표 혈압과 심장 지수가 달성 될 때까지 혈액 금단을 반복 (후 20-30 분).
- 4.6단계에서 설명한 바와 같이 NIRS 디바이스에서 이벤트(97)를 저혈압으로 설정한다.
참고: 이 즉각적인 심장 순환 실패의 위험을 부담하기 때문에, 너무 빨리 혈액을 철회하지 마십시오. 충격 유도 절차를 마친 후, 동물은 다양한 치료 적 개입에 사용될 수있다.
6. 실험종료와 안락사
- 0.5 mg의 펜타닐을 중앙 정맥 라인에 주입하고 5 분 동안 기다립니다.
- 200 mg의 프로포폴을 중앙 정맥 라인에 주입하고 40 mmol 염화칼륨으로 동물을 안락사시하십시오.
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Representative Results
충격 유도를 시작한 후 짧은 보상 시간을 등록 할 수 있습니다. 지속적인 혈액 제거와 함께, 전술한 심장 순환기 부전, crSO 2, 심장지수, 심대 내 혈액 량 지수 및 글로벌 말기 확장기 부피 지수의 현저한 감소에 의해 모니터링된 바와 같이(그림2) , 그림 3및 그림 4)발생합니다. 더욱이, 출혈성 쇼크의 일반적인 징후로 상당한 빈맥과 동맥 혈압의 감소가 관찰된다(그림 2). 스트로크 볼륨 변동이크게 증가합니다(그림 3). 혈관 외 폐 수분 함량 및 전신 혈관 내성은 일반적으로 영향을받지 않습니다(그림3). 혈액 철수 (28 ± 2 mL·kg -1)를 종료 한 후 혈역학 값은 매우 낮은 수준으로 유지됩니다. 병행하여 crSO2도 크게 감소합니다. 이러한 센서는 정기적으로 동일한 수준에서 시작되지 않지만 백분율 드롭다운은 비슷합니다. 도 4는 한 동물의 대표적인 기록을 나타낸다. 헤모글로빈 함량과 헤마토크릿은 공정에서 직접적으로 감소하지 는 않지만 젖산 염도가 상승하고 중앙정맥 산소 포화도가 감소합니다 (도 5).
그림 1: 실험적인 flow 차트. 기준선은 준비 및 30 분 안정화 후 설정됩니다. 충격은 30 분 동안 유도됩니다. 펄스 윤곽 심장 출력 파라미터 및 대뇌 국부 산소화는 전체 실험 동안 측정된다. 측정 시간을 준비, 기준선 및 충격이라고합니다.
그림 2 : 출혈성 쇼크 시 혈역학 개발. 시간이 지남에 따라 효과는 ANOVA 및 포스트 혹 학생 - 뉴먼 - 쿨스 방법에 의해 분석됩니다. # p < 0.05에서 기준선까지. 데이터는 평균 및 표준 편차로 표시됩니다. (A) 심박수 (B) 평균 동맥 압력 및 (C) 중앙 정맥 압력은이 모델에 상당히 영향을 받습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3 : 출혈성 쇼크 시 펄스 윤곽 심장 출력 및 열희석 유래 파라미터 개발. 시간이 지남에 따라 효과는 ANOVA 및 포스트 혹 학생 - 뉴먼 - 쿨스 방법에 의해 분석됩니다. # p < 0.05에서 기준선까지. 데이터는 평균 및 표준 편차로 표시됩니다. (A) 심장 지수 감소, (B) 뇌졸중 부피 변화 증가, (D) 흉부 내 혈액 량 지수 및 (E) 글로벌 말기 확장기 부피 지수 감소, (C) 전신 혈관 내성 지수 및 (F) ) 혈관 외 폐 수지수는 영향을 받지 않습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4 : crSO2 흐름 도표 한 가지 대표적인 동물에서 출혈성 쇼크 를 하는 동안. 왼쪽 패널은 출혈성 쇼크 동안 crSO2의 개략적 프리젠테이션을 나타낸다. 오른쪽 패널에는 NIRS 시스템의 표시가 표시됩니다. crSO 2는 충격 유도를 통해 현저하게 분해되고 혈액 철수가 끝난 후에 낮은 수준으로 남아 있습니다.
그림 5 : 출혈성 쇼크 시 혈액학적 파라미터 개발 시간이 지남에 따라 효과는 ANOVA 및 포스트 혹 학생 - 뉴먼 - 쿨스 방법에 의해 분석됩니다. # p < 0.05에서 기준선까지. 데이터는 평균 및 표준 편차로 표시됩니다. (a) 헤모글로빈과 (D) 염기 과잉은 영향을받지 않고, (C) 젖산 수준이 크게 상승하고, (B) 중앙 정맥 산소 포화도가 감소합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
프로토콜은 전신 혈역학에 의해 유도되는 돼지에 있는 통제된 동맥 출혈을 통해 출혈성 충격을 유도하는 1개의 방법, 대뇌 microcirculatory 손상에 의해 기술됩니다. 충격 조건은 25-35 mL kg-1의 계산된 혈액 철수에 의해 달성되고 상당한 심장 순환 실패를 나타내는 대리 파라미터의 언급된 복합체에 의해 확인되었다. 치료하지 않은 경우, 이 절차는 동물의 66 %에서 2 시간 이내에 치명적이었으며, 이는 모델의 심각성과 재현성을 강조합니다. 적절한 유체 소생술, 다른 한편으로는, 순환을 안정화하고 임상 시나리오를 모방하는 개술을 승인8. 그러나, 더 적은 혈액 손실은 또한 실험 실패로 이끌어 내는 crSO 2에 영향을 미치는 혈역학적 불안정성으로 이끌어 낼 수 없습니다. 제거된 혈액의 양은 총 혈액 량 8에 해당하는 동물의 체중에 적응될필요가 있습니다.
이 방법은 과학자가 이 생명을 위협하는 조건의 다른 양상을 검토하고 의사 임상 시나리오에 있는 치료 내정간섭의 광범위한 배열을 공부하는 기회를 열어 줍니다. 이러한 맥락에서, 매니페스트 출혈성 쇼크 동안 에 유의하는 것이 중요하며, 대식순환만으로는 거의손상되지 않았거나 손상된 미세순환 및 장기 산소 공급(7)을 나타내지 않는다. 절차의 장점은 심플한 디자인과 유용성에 있습니다. 다른 종은 특정 도전을 전시할 수 있더라도, 그밖 중간 크기의 포유동물로의 전송은 복잡하지 나타납니다. 이 설계는 효과 변수를 적정하여 다양한 수준의 심장 순환 장애를 쉽게 선택할 수 있으므로 높은 유연성을 제공합니다. NIRS와의 조합은 출혈성 쇼크 동안 그렇지 않으면 인식되지 않는 미세 순환 산소 공급에 대한 정보를 제공합니다.
모델의 중요한 단계 중 일부를 강조 표시해야 하며 주의가 필요합니다. 수송 의 앞에 적당한 진정은 동물 취급을 복잡하게 하고 endogenic 카테콜아민 방출에 의하여 결과를 위조할 수 있는 스트레스를 피하기 위하여 필수적입니다. 긴 구인두 구멍이있는 돼지 주전자는 삽관을 복잡하게하고 두 번째 사람의 도움을 합리적으로 만듭니다. 정기적으로, 후두개는 입맛에 달라 붙어 튜브 끝으로 동원되어야합니다. 기도의 가장 좁은 부분은 소아 환자23에서와같이 성대 수준이 아니라 작지만 작아지 않습니다. 이러한 측면은 삽관이 촉진되어 적절한 근육 이완을 필수적으로 만듭니다. 초음파 유도 혈관 카테터 화는 외과 적 접근이 재현 가능한 방식으로 사용될 수 있지만 바람직합니다. 최소 침습 기술은 특별한 훈련과 경험이 필요하지만 통제되지 않은 출혈, 조직 손상, 합병증 비율, 액세스 시간 및 통증24를최소화 할 수 있습니다. 출혈성 쇼크 자체의 유도자체는 매우 간단해 보이지만 사용자는 여러 가지 함정을 알고 있어야합니다. 혈역학적 불안정을 인식하기 위해 혈액 제거 속도를 줄이는 것이 중요합니다. 동맥 제거는 효율적이지만 너무 빨리 수행되면 계획되지 않은 심장 순환 및 실험 실패로 이어질 수 있습니다. 대략적인 추출 량의 계산은 제거를 관리하는 데 도움이 및 매우 낮은 심장 순환 수준25,26,27을방지합니다. 그밖 간행된 프로토콜은 표적으로 한 혈역학 실패, 제거한 혈액 양 및 혈액 철수기간의 관점에서 변화합니다. 구두점 선박뿐만 아니라27,28다를 수 있습니다.
NIRS를 통해 crSO의 실시간 측정 가능2개. 몇몇 임상 조정에서, 이 방법은 손상된 대뇌 산소 공급을 인식하기 위하여 이용되었습니다: 특히 심장 및 주요 혈관 수술 도중, NIRS는 귀중한 공구를 나타냅니다. NIRS 유래 파라미터는 불충분한 조직 산소화로 인한 더 나쁜 신경학적 결과와 환자 생존을 예측할 수 있습니다.29세. 흥미롭게도, 내측 사산 염분 수준은 NIRS 값과의 상관 관계가 감소합니다. 연구는 산화 스트레스 젖 산 염 pyruvate의 소스로 활용 될 수 있습니다., 그리고 두 개 내 젖 산 수준 감소10개. 이러한 결과 및 측정은 이 기본 모델 설명에서 고려되지 않습니다. 대뇌 관류에 영향을 미치는 평균 동맥 압력의 변화, PaO2개Paco2개, 또는 헤모글로빈은 NIRS 유래 crSO에 직접적인 영향을 미칩니다.2개30개,31세. NIRS는 출혈성 쇼크와 혈역학적 불안정성으로 고통받는 환자에서 예후 값을 가지고 있습니다.32세,33세,34세,35세,36세,37세,38세,39세. 그러나 몇 가지 제한 사항과 단점에 유의해야 합니다. 피부, 근육 및 지방과 같은 센서 아래의 두개골 조직은 측정에 영향을 미칠 수 있으며 잘못된 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다. 공간 해상도가 낮고 침투 깊이가 제한됩니다.32세,33세,34세,40,41세,42세,43세. 이 방법은 동맥과 정맥 혈액을 구별하지도 않고 산소 전달과 수요 사이를 구별하지 않습니다.41세,44세,45세. 이 장치는 주로 사람의 응용 프로그램에 대한 승인됩니다. 중고 센서는 인간 성인을 위해 설계되었습니다. 어린이와 신생아를 위한 작은 센서가 존재하지만 이 프로토콜에는 사용할 수 없었습니다. 돼지에서, 기술은 널리 받아들여지고, crSO2개산소의 부분 압력과 상관 관계, 양적 뇌파, 대뇌 정맥 산소 포화도46세,47세. 몇몇 장치는 대뇌 조직에 있는 산소 부분 압력을 직접 측정합니다. 이를 위해 프로브를 뇌에 외과적으로 삽입해야 합니다. 이것은 관심의 각 지구에 있는 영향을 받지 않는 측정을 가능하게 하고 주변 noncerebral 조직에 의하여 소요를 방지합니다. 이 접근은 높게 침략적이고 신경 외과 절차 같이 특별한 시나리오에 오히려 적당합니다48세,49세,50개,51세. 인간의 병리 메커니즘을 시뮬레이션하기 위해 돼지 모델을 사용하는 것은 매우 일반적인 접근 방식입니다.11세,12세,13세,15세. 장점은 두 종 사이의 생리적 비교에 있다. 생명을 위협하는 임상 조건을 시뮬레이션하는 실험은 집중 치료 의학 및 마취뿐만 아니라 특정 종 관련 기능에 대한 근본적인 전문 지식이 필요합니다. 이를 통해 임상 적용에 대한 임계값에 대한 신규 장치 또는 치료 정권의 번역 테스트를 위해 현실적인 방식으로 임상 시나리오를 모방할 수 있습니다.8개,52세. 그러나, 우리는 임상 적용에 관하여 직접적 또는 즉각적인 결론이 실험 적인 모형에서 거의 그려질 수 없다는 것을 알고 있어야 합니다. 충격이나 출혈에 관해서는 돼지 응고 시스템이 더 효과적이며 헤모글로빈 함량이 현저히 낮습니다. 또한, 젖산과 수시성 플라즈마 수준은 다릅니다.53세. 돼지 혈액은 인간 "AB0"시스템에 비해 "A0"혈액 형 시스템으로 구성됩니다.54세. 일부 연구는 돼지 충격 모델에서 본질적인 자가 수혈의 발생을 배제하기 위해 비장 절제술을 수행해야하는지 논의합니다. 한편, 비장 절제술 동안, 산화 스트레스, 통증 및 교감 자극이 발생하고, 절차는 그 자체로 자동 수혈 반응과 관련이 있다. 이러한 이유로, 비장 절제술은 권장하지 않습니다55세,56세. 임상적으로 승인된 장치의 사용에는 몇 가지 전신 오류 소스가 있습니다. PiCCO 시스템은 돼지와 인간 사이에 다른 신체 표면적을 계산해야합니다. 이로 인해 전신 오류가 발생할 수 있지만 장치의 추세 기능은 영향을 받지 않습니다. 심초음파 또는 폐 동맥 카테터와 같은 심장 출력 측정의 다른 방법은 이 설정에서 논의될 수 있습니다.
결론적으로,이 프로토콜은 동맥 혈액 철수에 의해 시작되고 확장 된 혈역학 적 모니터링뿐만 아니라 crSO2에의해 제어되는 표준화 된 출혈성 쇼크 모델을 제시합니다. 충격 유도를 위해 미리 정의된 제거 볼륨에 주로 초점을 맞춘 유사한 모델과 비교하여 이 접근 방식은 매크로 및 미세 순환의 결과적인 실패를 통해 적정을 강조합니다.
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Disclosures
NIRS 장치는 실험 적인 연구 목적을 위해 미국 메드트로닉 PLC에 의해 무조건 제공되었다. 알렉산더 지바트, 안드레아스 가르시아-바돈, 에릭 K. 하트만은 메드트로닉 PLC의 의사 교육 과정에 대한 강사 명예를 받았다. 저자 중 어느 누구도 재정적 또는 기타 이해 상충을 보고하지 않습니다.
Acknowledgments
저자는 그녀의 우수한 기술 지원에 대한 다그마르 디르본스키스에게 감사드립니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 3-way-stopcock blue | Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Sweden | 394602 | Drug administration |
| 3-way-stopcock red | Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Sweden | 394605 | Drug administration/Shock induction |
| Atracurium | Hikma Pharma GmbH , Martinsried | AM03AC04* | Anesthesia |
| Canula 20 G | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 301300 | Vascular access |
| Datex Ohmeda S5 | GE Healthcare Finland Oy, Helsinki, Finland | - | Hemodynamic monitor |
| Desinfection | Schülke & Mayr GmbH, Germany | 104802 | Desinfection |
| Heidelberger Verlängerung 75CM | Fresenius Kabi Deutschland GmbH | 2873112 | Drug administration/Shock induction |
| INVOS 5100C Cerebral | Medtronic PLC, USA | - | Monitore for cerebral regional oxygenation |
| INVOS Cerebral/Somatic Oximetry Adult Sensors | Medtronic PLC, USA | 20884521211152 | Monitoring of the cerebral regional oxygenation |
| Endotracheal tube | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia | 112482 | Intubation |
| Endotracheal tube introducer | Wirutec GmbH, Sulzbach, Germany | 5033062 | Intubation |
| Engström Carestation | GE Heathcare, Madison USA | - | Ventilator |
| Fentanyl | Janssen-Cilag GmbH, Neuss | AA0014* | Anesthesia |
| Gloves | Paul Hartmann, Heidenheim, Germany | 9422131 | Self-protection |
| Incetomat-line 150 cm | Fresenius, Kabi GmbH, Bad Homburg, Germany | 9004112 | Drug administration |
| Ketamine | Hameln Pharmaceuticals GmbH, Zofingen, Schweiz | AN01AX03* | Sedation |
| Laryngoscope | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia | 671067-000020 | Intubation |
| Logical pressure monitoring system | Smith- Medical GmbH, Minneapolis, USA | MX9606 | Hemodynamic monitor |
| Logicath 7 Fr 3-lumen 30 cm | Smith- Medical GmbH, Minneapolis, USA | MXA233x30x70-E | Vascular access/Drug administration |
| Masimo Radical 7 | Masimo Corporation, Irvine, USA | - | Hemodynamic monitor |
| Mask for ventilating dogs | Henry Schein, Melville, USA | 730-246 | Ventilation |
| Original Perfusor syringe 50 mL Luer Lock | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 8728810F | Drug administration |
| PICCO Thermodilution. F5/20CM EW | MAQUET Cardiovascular GmbH, Rastatt, Germany | PV2015L20-A | Hemodynamic monitor |
| Percutaneous sheath introducer set 8,5 und 9 Fr, 10 cm with integral haemostasis valve/sideport | Arrow international inc., Reading, USA | AK-07903 | Vascular access/Shock induction |
| Perfusor FM Braun | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 8713820 | Drug administration |
| Potassium chloride | Fresenius, Kabi GmbH, Bad Homburg, Germany | 6178549 | Euthanasia |
| Propofol 2% | Fresenius, Kabi GmbH, Bad Homburg, Germany | AN01AX10* | Anesthesia |
| Pulse Contour Cardiac Output (PiCCO2) | Pulsion Medical Systems, Feldkirchen, Germany | - | Hemodynamic monitor |
| Sonosite Micromaxx Ultrasoundsystem | Fujifilm, Sonosite Bothell, Bothell, USA | - | Vascular access |
| Stainless Macintosh Size 4 | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Perak, Malaysia | 670000 | Intubation |
| Sterofundin | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | AB05BB01* | balanced electrolyte infusion |
| Stresnil 40 mg/mL | Lilly Germany GmbH, Wiesbaden, Germany | QN05AD90 | Sedation |
| Syringe 10 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 309110 | Drug administration |
| Syringe 2 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 300928 | Drug administration |
| Syringe 20 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 300296 | Drug administration |
| Syringe 5 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 309050 | Drug administration |
| Venous catheter 22 G | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 4269110S-01 | Vascular access |
| *ATC: Anatomical Therapeutic Chemical / Defined Daily Dose Classification |
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