Yöntem makalesi

İmplantasyon Edilebilir Defibrilatör Kullanarak Domuz Kalp Arresti Modeli

519 görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/69305

⸱

9 Ocak 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Nord University, 2UiT The Arctic University of Norway, 3Nordland Hospital Trust, 4NTNU The Norwegian University of Science and Technology, 5Department of Pain Medicine and Research, Oslo University Hospital and University of Oslo, 6Helgeland Hospital Trust

Bu makalede

Özet

Bu protokol, implantasyona edilebilir bir kardiyoverter-defibrilatör (ICD) kullanılarak ventriküler aritmileri güvenilir şekilde indüke edilir, iç kardiyoversiyon yapılır ve domuz modelinde intrakardiyak EKG kayıtları elde edilir.

Özet

Bu çalışma, ventriküler fibrilasyonun (VF) güvenilir indüksiyonu ve kardiversiyonu için implantable kardioverter-defibrilatör (ICD) kullanan tekrarlanabilir bir domuz kalp durması modeli ile resüsitasyon sırasında intrakardiyak EKG izleme ile sunulmaktadır. Büyük hayvan modelleri, kalp durmasında translasyonel araştırmalar için hayati öneme sahiptir; ancak geleneksel VF indüksiyon ve kardiyoversiyon teknikleri — öncelikle harici elektrotlar ve defibrilasyon kullanılarak — genellikle hareket artefaktları, tutarsız dönüşüm oranları ve yüksek hayvan kaynakları kullanımı nedeniyle engellenir. Bu protokol, aynı hayvanda VF indüksiyonu ve kardiyoversiyonun tekrarlanan döngülerini tanımlar; 3R prensiplerine (Yerini Değiştirme, Azaltma ve Geliştirme) uygun olarak fizyolojik stres ve hayvan sayısını en aza indirirken hassas kontrol sağlar. ICD tabanlı yöntem, resüsitasyon boyunca intrakardiyak EKG ile doğru ritim izlemesini sağlar ve yüzey EKG'sine kıyasla artefakt direncini artırır. On bir domuz, tekrarlayan VF indüksiyonu ve kardiyoversiyon geçirdi, yüksek başarı oranları ve spontan dolaşımın iyileşmesi sağlandı. Model, kalp durması çalışmaları için standart ve güvenilir veri toplamayı sağlar, deneysel tutarlılığı sağlar ve hayvan kullanımını en aza indirirken patofizyoloji ve resüsitasyon stratejilerinin tekrarlanabilir araştırmasını kolaylaştırır.

Giriş

Domuzlar ve insanlar arasında önemli anatomik ve fizyolojik benzerlikler bulunur; bu da domuz modellerini resüsitasyon araştırmaları için vazgeçilmezkılar 1. Ventriküler fibrilasyon (VF) ve kalp durmasını indükleyen teknikler şunlardır: 9 V pil veya sinüs jeneratörü 2 kullanılarak miyokarda yerleştirilen omurilik iğneleriyle düz akım (DC) uygulaması; transkutan veya subkutan alternatif akım (AC)3,4; Doğru akım (DC) (9 V pil), alternatif akım (AC; osiloskop/fonksiyon jeneratörü) veya harici kalp pili 5,6,7,8 kullanılarak pacer elektrodu ile intramiyokardiyal uygulama. Tüm bu yöntemler VF'yi etkili bir şekilde indükle sonuçlandırırken, sinüs ritmine (SR) dönüşüm genellikle dışsal transkutan DC şoku uygulanarak yapılır ve spontan dolaşımın geri dönüşü (ROSC) genellikle optimal değildir. Ayrıca, dış şoklar önemli fizyolojik ve doku stresi ile potansiyel yaralanma(9,10) oluşturur ve hayvan başına yapılan tekrarlanan müdahale sayısını sınırlar. Sonuç olarak, VF çalışmaları genellikle çok sayıda hayvanın istatistiksel olarak anlamlı farklılıkları tespit etmesini gerektirir ve bu da hayvan kullanımını azaltma etik zorunluluklarıyla çelişir.

İnsanlarda yapılan önceki araştırmalar, VF'nin implante edilebilir kardiyoverter-defibrilatör (ICD) sistemi kullanılarak indüklenebileceğinigöstermiştir 11. Bildiğimiz kadarıyla, ICD sistemi kullanılarak tekrarlanan VF indüksiyonları ve dönüşümleri domuz modelinde incelenmemiştir. Ventriküler fibrilasyondan sinüs ritmine dönüşümü tespit etmek için elektrokardiyogram (EKG) kullanılır. Kardiyopulmoner resüsitasyon (CPR) sırasında, elektrot-skin arayüzüyle ilgili hareket artefaktları ve elektrotlarınelektriksel özellikleri nedeniyle yüksek kaliteli standart yüzey EKG'si güvenilmez veya elde edilmesi zor olabilir.

Hayvan araştırmalarının 3R prensipleri (Yerini Değiştirme, Azaltma ve Geliştirme)8 ile kalp durması sırasında akış tespiti üzerine devam edenaraştırmalarımız 15,16,17 doğrultusunda, tek bir hayvanda tekrarlayan VF indüksiyonu ve SR'ye dönüşüm için öngörülebilir ve tekrarlanabilir bir domuz kalp durması modeli geliştirmeyi hedefledik. Ayrıca, CPR sırasında intrakardiyak EKG ölçümleri almak için ICD cihazını kullanmayı hedefledik. Değişkenliği azaltarak ve CPR başarısını artırarak, bu yöntem mevcut modellerin temel sınırlamalarını ele alır, hayvan kullanımını en aza indirir ve daha güvenilir kalp durması araştırmalarını kolaylaştırır. Bu gelişmiş yaklaşım, tutarlılığı sağlar ve geleneksel tekniklere göre önemli avantajlar sunar; araştırmacıların deneysel tasarımda etik standartlara uyarak güvenilir sonuçlar elde etmesini sağlar. Sunulan model teknik olarak gelişmiş olup, bir ICD ve bir programlama ünitesine erişimin yanı sıra kalp pili kurşun yerleştirmesini yönlendirmek için floroskopi veya ultrason gerektirir. ICD'nin, kalp pili kablolarının ve damar tanıtıcılarının boyutu nedeniyle, model en az 25 kg ağırlığındaki domuzlar için uygulanabilir.

Protokol

Bu protokolde tanımlanan deneyler, Norveç Hayvan Araştırma Otoritesi (FOTS-ID 25415) tarafından onaylanmış ve Bilimsel Amaç İçin Kullanılan Hayvanların Korunması üzerine AB Direktifi 2010/63/EU'ye uygun olarak gerçekleştirilmiştir. On bir Norveçli Landrace domuzu (Sus scrofa domesticus), 10 erkek ve bir dişi olup, ortalama yaşı 56 ± 1,5 gün, ortalama ağırlığı 30 ± 3 kg olmuştur. Deneysel kurulum Şekil 1'de gösterilmiştir.

1. Hayvan toplama, anestezi ve izleme

  1. Hayvan geri alma
    1. Planlanan deney için uygun boyut ve ağırlıkta domuzlar elde etmek amacıyla yerel bir çiftçi ile koordinasyon yapın.
    2. Hayvan refahını artırmak için, işlemlerden hemen önce hayvanları geri alın. Onlara yiyecek ve suya ima kadar imkansız erişim sağlayın.
  2. Çiftlikte sedasyon
    1. 30 kg ağırlığındaki bir domuz için aşağıdaki intramusküler ilaçların karışımını uygulayın: Ketamin 2500 mg (25 mL Belatamin VET 100 mg/mL), Midazolam 10 mg (2 mL Midazolam 5 mg/mL), Atropin 1 mg (1 mL Atropin).
    2. Yeterli sedasyonu doğrulayarak domuzun uyuduğunu, yattığını ve uyarıya tepki vermediğini doğrulayın.
  3. Sedasyon altındaki domuzu güvenli, havalandırmalı bir kafeste taşıyın. Hipotermiye karşı ısı battaniyeleri kullanarak koruma sağlayın. Ulaşım süresini en aza indirin.
  4. Laboratuvar hazırlığı
    1. Domuzu tart. Standart aseptik teknikle kulaklara iki adet 20G periferik damar içi (IV) kateter takın. Gerekirse, daralmış damarların üzerine sıcak su dolu bir eldiven yerleştirerek damar genişletmeyi teşvik edin. Domuz kulağının dış kısmına elastik veya gazlı sargılar yerleştirin ve damar kateterlerini stabilize etmek için bantla sabitleyin.
    2. Boyun ve çeneni yıkayıp tıraş edin. Sedasyonu sürdürmek için gerektiğinde ketamin (50 mg IV) veya tiopental (50-100 mg IV) uygulanır. Kendiliğinden nefes almayı sağlamak için yüksek dozda tiopental kullanmaktan kaçının.
  5. İlk izleme ve konumlandırma
    1. Domuzu ameliyat masasına yatağa yerleştirin. Kuyruğuna yeni doğumlu bir nabız oksimetresi ve gövdeye elektrokardiyogram (EKG) elektrotları takın. Açık ölçümleri doğrulayın.
    2. IV infüzyonlarına aşağıdaki şekilde başlayın:
      Kateter 1: Tiopental (Pentocur Abcur) %5 glikoz veya %0,9 NaCl ile seyreltilerek son konsantrasyon 25 mg/mL'ye ulaşmıştır. İnfuzyon oranı 0.16 mL/kg/h (4 mg/kg/saat eşdeğer)
      Kateter 2: Midazolam ve morfin karışımı, %5 glikoz veya %0,9 NaCl ile seyreltilerek nihai konsantrasyon 0,15 mg/mL ve 2 mg/mL (sırasıyla 0,15 mg/kg/saat ve 2 mg/kg/s'e eşdeğer) ulaşılır. İnfuzyon hızı 1 mL/kg/s. Aynı kateterde, Ringer asetatını (Ringer-Acetate) 4-10 mL/kg/h verin.
      DIKKAT: IV kateterlerde kristal oluşumunu önlemek için pentobarbital diğer ilaçlarla karıştırmayın.
  6. Oksijenasyon ve derin anestezi indüksiyonu
    1. Kendi kendine açılan bir havalandırma torbasına bağlı domuz özel yüz maskesi aracılığıyla oksijen (6 L/dakika) sağlanır.
    2. Pentobarbital (200-300 mg IV) ile derin anestezi başlatın ve spontan nefes alınmasını doğrulayın. Maske havalandırmasını başlatın.
  7. İntübasyon
    1. Domuzun ağzını açmak için ağız gagı kullanın. Domuz yatıyorken, epiglotisi bulmak ve laringeal introitus'u açmak için Miller düz laringoskop bıçağı #5'i yerleştirin. Bağlı darbe oksimetresi ile doygunluğu (SpO2) izleyin ve doygunluk %80'in altına düşerse havalandırın.
    2. Endotrakeal entübasyon için, öksürük refleksi kardina'yı gösterene kadar bougie yerleştirilir. 7,0 mm dış çaplı endotrakeal tüpü bougie üzerinde ilerletin, tüpü saat yönünün tersine 90° döndürerek ses tellerinin yanından geçişi kolaylaştırın. Bougie'yi çıkarın ve manşeti şişirin.
    3. Domuzu kapnografa bağlı kendiliğinden genişleyen bir torba ile havalandırın. CO2 dönüşünü ve akciğer seslerini auskültasyon yoluyla gözlemleyerek tüp yerleşimini doğrulayın. Tüpü bantla sabitleyin.
    4. Eğer yerleştirme başarısız olursa — havalandırma sesleri yok ve ekspirator uç gelgit CO2 (ETCO2) olmadan belirtilir — tüpü çıkarın ve işlemi tekrarlayın.
    5. Tüpü bir ventilatöre bağlayın. Hacim kontrollü havalandırmayı şu şekilde ayarlayın:
      Gelgit hacmi: 8-10 mL/kg
      Solunum hızı: ~17/dakika
      Inspired oksijen fraksiyonu (FiO2): %21
      Pozitif son ekspirator basıncı (PEEP): 5 cmH2O
    6. SpO2'yi takip edin ve ETCO2'yi bitirin. Kan pH'ı ~7.45 olarak tutmak için ventilasyon frekansını ayarlayın. Alkalozu önlemek için hiperventilasyondan kaçının. Çoğu domuz, fizyolojik olarak daha yüksek baz fazlalığına (BE) sahiptir ve +5 ile +10 arasındadır, bu nedenle pH stabilitesini korumak için insan ETCO2'den daha yüksek bir ETCO 2 hedeflenir.

2. Enstrümantasyon

  1. Arteriyel kateter yerleşimi
    1. Domuzu sırtüstü pozisyona getirin ve uzuvlarını gazlı bezle sabitleyin.
    2. Boyun, çene, kasık ve karnını etanol içinde 5 mg/mL klorheksidin ile dezenfekte edin ve steril perdelerle örtün.
    3. Bir arka bacağı esnerek iliak arterini uzatın. Iliak arteri bulmak için ultrason kullanın ve Seldinger tekniğiyle 5 Fransız Nabız İndeksi Sürekli Kardiyak Çıkışı (PiCCO) arterial kateter takın.
    4. Kateteri önceden doldurulmuş bir basınç dönüştürücüye bağlayın ve ayarlayın. Transdüseri sıfırlayın ve iyi bir arterial basınç takibi yaptığınızı doğrulayın. Arka bacağı bırak.
  2. Mesane kateterizasyonu
    1. Ultrasonla en alt meme ucu çizgisindeki mesaneyi tespit edin. Mesaneti açığa çıkarmak için diatermi kullanarak mini laparotomi yapın.
      DIKKAT: Diatermi ekipmanları yüksek sıcaklıklar üretir ve termal hasar riski taşır. Kişisel yaralanmayı önlemek ve hassas kontrol sağlamak için elektrotla temas etmeyin, istenmeyen hasarı önlemek için çevredeki dokularla temas kurmayın. Diatermi potansiyel olarak kanserojen cerrahi duman üretir. Kullanımı en az şekilde en az kullanın ve etkili yerel duman tahliyesi ile oda havalandırmasını sağlayın.
    2. Mesaneye 0,5 cm çapında bir çanta ipi dikişi uygulayın. Dikiş içinde diatermi kullanarak 0,5 cm kesi yapın ve 12 Charrière kateter yerleştirin.
    3. Kateter balonunu steril suyla şişirin ve dikişi sıkın. Kateteri toplama torbasına takın.
    4. Mesanesi periton boşluğuna yeniden yerleştirilir ve laparotomiyi zımba ile kapatır.
  3. Merkezi venöz kateter (CVC) yerleşimi
    1. Domuzu Trendelenburg pozisyonuna eğin ve boyun damarlarını açmak için ventilatör PEEP'ini 10 cmH2O'ya çıkarın.
    2. Sol dış juguler ven için ultrason kullanın ve Seldinger tekniğiyle üç lümenli CVC yerleştirin.
    3. Tüm lümenlerde venöz geri akışı doğrulayın. Sedasyon ve sıvı infüzyonlarını CVC'ye aktarın.
    4. Üçüncü lümene bir basınç dönüştürücü bağlayın ve merkezi venöz basınç (CVP) izini doğrulayın.
  4. Damar tanıtıcı ve implantasyona bilebilen kardiyoverter-defibrilatör (ICD) elektrot yerleştirmesi
    1. Ultrasonla sağ dış juguler ven yerini bulun.
    2. Seldinger tekniğiyle 7 Fr damar girişi cihazı yerleştirin. Venöz geri akışı onaylayın ve tuzlu su ile temizleyin. (Tanıtıcı boyutu, ICD lead'ın türüne bağlı olarak değişebilir - ilgili üreticiye danışın).
    3. PEEP'i 5 cmh2O'ya düşürün ve ameliyat masasını düzleştirin. Transözofageal ekokardiyografi veya floroskopi ile giriş ucu yerleştirilmesini doğrulayın.
    4. Damar girişi cihazından tek bobinli bir ICD elektrot yerleştirin. Elektrodu sağ ventrikülün zirvesine doğru ilerlet.
    5. Mevcut olduğu şekilde transtorasik veya transözofageal ekokardiyografi veya floroskopi kullanarak yeterli elektrot pozisyonunu gözlemleyin.
    6. ICD kablosunu, özel konnektör kablosu kullanılarak bir pacing sistemi analizörüne (PSA) bağlayın. Sağ ventrikülde yerleşimi >6 mV intrakardiyak R-dalgalarını ölçerek doğrulayın.
    7. ICD ucunu sağ ventrikülün endokardına (apeks veya distal septum) bağlamak için sarmal açılır.
    8. Hız eşiği (<2,5 V; 0,4 ms) ve empedans (pacing için 500-1500 Ω, şok bobini için 50-100 Ω) ölçümleriyle liderin yeterli konumunu doğrulayın. Gerekirse liderliği yeniden konumlandırın.
    9. Sol köprücük köprücüğünün altında diatermi kullanarak 4 cm yatay bir deri kesisi yapın. Bir çift forseps ve parmaklarla, ICD'yi barındıracak kadar büyük küçük bir deri altı cep oluşturun.
    10. Kablosu ICD'ye bağlayın ve cihazı cebine yerleştirin. ICD kablosunun sağ ventrikülde iyi bir konumda olması ve geri çekilebilir vidanın miyokarda sıkıca bağlanmış olması önemlidir. Ölçülen R-dalgası düşerse veya hız eşiği önemli ölçüde artarsa, lider yeniden konumlandırılır. Ayrıca, empedans (tempo ve/veya şok) menzil dışındaysa, kapocağın konnektör ucunun ICD'nin başlığına tamamen ilerlediğini ve ayar vidasının sıkıca sabitlendiğini kontrol edin.

3. Kalp pili/defibrilatör programlaması

  1. PSA'da Pacing System Analyzer (PSA) modundan Programcı moduna geçin. ICD'yi verilen antenle programcıya bağlayın ve kablosuz telemetri onaylayın.
  2. ICD programlama yazılımı otomatik olarak açılır. Kardiyak içi R-dalgası, eşik ve empedansların ölçümlerini tekrarlayın ve gerekirse ICD-kurşununu yeniden konumlandırın.
  3. Tempo modunu istenen ayarlara programlayın (örneğin, VVI 60 bpm, çıkış 3.5 V; darbe genişliği 0.4 ms; otomatik algılama etkinleştirilmiş).
  4. Takiyaritmi tedavisi parametrelerini, bölge sayısı, tedavi için gereken R-dalga sayısı ve tedavi türü gibi istenen değerlere programlayın; örneğin, ventriküler taşikardi (VT) 190-240 ve ventriküler fibrilasyon (VF) > 240 olan 2 bölge. VT bölgesinde 32 aralık, 30 J kardiyoversiyondan önce iki anti-taşikardi temposu denemesi ve VF bölgesinde DC şokundan önce 12 aralık.
    NOT: Aritmi için tespit süresi, programlanmış parametrelere bağlıdır; kalp atış hızı (döngü uzunluğu) ve tanı için ardışık R-dalga sayısı dahil. Örneğin, kalp atış hızı 240 bpm ise ve VF teşhisi için ardışık 12 R-dalgası gerekiyorsa, kalp atış hızı 180 bpm ve 32 R-dalgası gerektiğinden tespit süresi önemli ölçüde daha kısa olur. Bu, klinik uygulamada olduğu gibi terapinin otomatik olarak verildiği ortamlar için geçerlidir. Buna karşılık, programcının test modu kullanılırken, terapi önceden belirlenmiş bir zaman aralığından (20 saniyeye kadar) sonra veya manuel olarak verilebilir; ancak operatör terapiyi etkinleştirene kadar terapi verilmez. Bu son modlarda, aritmi algısı otomatik değil, manuel olarak yapılır.
  5. Programcı ekranının sağ tarafında Test simgesini seçin, ardından Fibber ve NIPS klasörlerini açın. VF'nin çeşitli yöntemlerle indüklenmesini mümkün kılmak için Ventriküler Fibber simgesine basın; VF için en güvenilir olanı DC Fibber11'dir -- 2 saniye boyunca sabit 7.5 V DC voltaj. VF için diğer seçenekler T-dalgasında şok veya 50 Hz tempo olabilir.
  6. VF indüklendiğinde, terapi uygulamak için üç seçenek vardır (ekranın sol alt köşesi). Otomatik Sistem kullanın; cihaz, ICD'deki programlanmış taki terapi parametrelerine göre otomatik olarak şok verecektir. Diğer seçenekler ise, ICD'nin 3 saniye ile 20 saniye arasında programlanabilir bir aralık sonrası şok verdiği Zamanlı veya Manuel (Manuel yöntem) vardır; burada terapi sadece operatör Tedavi simgesine bastığında verilir.
  7. Ventriküler taşikard, Ventriküler NIPS simgesine tıklayarak indüklenebilir. Burst simgesini ve indüksiyon için istenen döngü uzunluğunu seçin, örneğin 300 ms, bu da 200 kalp atış hızına karşılık gelir. VT'yi başlatmak için Burst'u en fazla 20 saniyeye (basılı tutun) uygulayın . Başarılı olmazsa, işlem daha kısa bir döngü uzunluğunda tekrarlanabilir, örneğin 280 ms veya 260 ms.
  8. VT veya VF indüklenirse, terapi Tachy klasöründeki programlanmış ayarlara göre verilir. Ayarlara erişmek için cihazdaki Parametreler simgesine tıklayın. SR'nin restorasyonunu sağlamak.

4. İnvaziv olmayan sürekli karotis Doppler izleme kurmak

  1. Karotis akışını izlemek için, sol karotis arterden intra-arteriyal basınç izleme ve varsa, sağ karotis arterde eller serbest ve sürekli Doppler kullanılarak invaziv olmayan ultrason rehberliğinde akış hızı ölçümü (örneğinRescueDoppler 15) kombinasyonunu kullanın.
  2. Doppler sondatını sol karotis arterine dik olarak bağlayın. Bol miktarda ultrason jeli kullanarak doğru cilt temasını sağla.
  3. Ultrason monitörünü kontrol et, iyi bir karotis izi olduğundan emin olun. Probu yapışkan bantla iyice sabitleyin.

5. Kalp durması çalışmaları yapın

  1. Kalp ritmini izlemek için, kalp pilinden alınan intrakardiyak EKG ve hasta monitöründen alınan yüzeysel EKG izlemelerini kullanın.
  2. ROSC'yi izlemek için, hasta monitöründen alınan sol karotis arterdeki invaziv arteriyal basıncı ve RescueDoppler'dan alınan sağ karotis arteriyadan alınan invaziv olmayan ultrason rehberli akış hızı ölçümü kullanılır.
  3. Çalışma protokolüne göre programcıda mevcut yöntemlerden birini kullanarak VF veya VT indüki yapın. Abbott cihazları için VF indüksiyonu için en güvenilir yöntem DC Fibber'dir: 2 saniye boyunca uygulanan sabit 7,5 V DC voltaj. VF indüksiyonu için alternatif yöntemler arasında T-dalgasında şok veya 50 Hz hızlama bulunur. VT'yi genellikle 300-250 ms döngü uzunluğunda hızlı overdrive temposu ile indüke edin (kalp atış hızı 200-240 bpm denk).
  4. Karotis Doppler izinde karotis akışının durmasını gözlemleyin. Çalışma protokolüne göre akış yokluğu süresini koruyun.
  5. Çalışma protokolüne göre manuel CPR, mekanik kompresyon veya diğer müdahaleler gerçekleştirin.
  6. İstenildiğinde, implantasyon defibrilatör üzerinden manuel bir DC şoku vererek domuzu sinüs ritmine dönüştürün. Enerji seviyesini programlayın ve hayvanın boyutuna göre ayarlayın. Tam yetişkin domuzlar için ise üreticiye bağlı olarak maksimum enerji ayarı genellikle 36-41 J'dir. Daha küçük hayvanlarda 10-20 J yeterli olabilir.
    NOT: İnsanlarda ICD, VF tedavisinde genellikle 30-40 J enerji verir. 30 kg ağırlığındaki domuzlarda daha az enerji yeterli olabilir ve ICD'nin ömrü artırılır; ICD daha sonra diğer hayvanlarda yeniden kullanılabilir. Verilen enerji programlanabilir, ancak 15 J'den az olması önerilmez; çünkü başarısızlık ve daha yüksek enerjiyle tekrar tekrar şok gerekliliği, hayvanlar arasında daha uzun asistol dönemine ve daha düşük tekrarlanabilirliğe yol açar.
  7. Yüksek dönüşüm oranı sağlamak için VF'yi 120 saniye içinde sonlandırın. Hayvan VT'deyse, dönüşümü ya anti-taşikardi temposu (ATP) ile — taşikardiden daha hızlı düşük voltajlı impulslar ile — ya da senkronize DC şoku (kardiversiyon) ile gerçekleştirin.
    NOT: Ticari olarak mevcut ICD'ler tedaviyi süresiz olarak durduracak şekilde programlanamaz. Güvenlik nedenleriyle, maksimum tespit süresi dolduğunda, ritim VF olarak kalırsa, otomatik olarak belirlenmiş bir şok verecekler.
    DIKKAT: DC şoku verirken hayvanla doğrudan temastan kaçının. Şok implante edilmiş elektrotlarla verilse ve elektrik yaralanma riski minimum olsa da, standart güvenlik önlemleri yine de uygulanmalıdır.
  8. Hayvanın dinlenmesine izin verin, tansiyon, ETCO2 ve pH dahil fizyolojik parametrelerin normalleşmesini sağla. Normal dinlenme süresi yaklaşık 5-10 dakika veya hayati parametreler temel değerlere mümkün olduğunca yakın dönene kadar değişir.
  9. 5.3'ten 5.6'ya kadar olan adımları çalışma protokolüne göre ihtiyaç duyulan kadar tekrarlayın.

6. Ötenazi ve atıkların bertarafı

  1. Çalışma tamamlandıktan sonra, domuza 50 mmol potasyum klorür (50 mL potasyum klorür 1 mmol/mL) veya 0.1 mg/kg Pentobarbital (Exagon veteriner 400 mg/mL) uygulanarak ötenazi yapın.
    DIKKAT: Ötenazi ilaçları güçlü ve ölümcül ajanlardır. Sıkı bir özenle hareket edin ve yerel güvenlik protokollerine uyun.
  2. Kalp pili, elektrotlar, kateterler, tüpler ve hatlar dahil tüm yabancı cisimleri hayvan cesetinden çıkarın. Tüm keskin aletleri (örneğin şırıngalar) onaylı bir keskin kapta bırakın.
    DIKKAT: ICD'yi çıkarmadan önce, Disable terapisinin kullanım, depolama ve yeniden kullanım için hazırlık sırasında istenmeyen şokları önleyecek şekilde programlandığından emin olun. Hayvan cesedini ve tüm tek kullanımlık ekipmanları biyolojik tehlikeli madde olarak ele alın. Bunları yerel biyogüvenlik ve atık yönetimi düzenlemelerine uygun olarak bertaraf etmelidir.

Sonuçlar

VF'nin kasıtlı zamanlı indüklenmesi ve ardından ROSC ile SR'ye kardiyoversiyon yapılması yöntemin olumlu sonucu olarak kabul edildi. VF veya kardiovert indüklememesi olumsuz bir sonuç olarak kabul edildi. VF fibber modunun kullanılması, istendikçe tüm hayvanlarda VF veya VT indüki oldu (Tablo 1). Ayrıca, defibrilatör modunun kullanılması tüm domuzları tutarlı olarak kardiyovert yaptı. VF indüksiyonu ve kardiyoversiyon programlama ünitesinden uzaktan kontrol ediliyordu; bu nedenle harici sinüs jeneratörü veya defibrilatör gerekmemiştir. Tüm hayvanlar, her deney boyunca ROSC ile sinüs ritmine tekrar tekrar kardiyovert edildi (Tablo 1)15,17. Her VF dizisi arasındaki dinlenme aralığı en az 5 dakikaydı. İndüklenen VF sonrası ROSC elde etme başarı oranı, tüm hayvanlarda tüm dizilerde %92 olmuştur (Tablo 1). VF, ROSC'ye dönüşüm için iki DC şoku gerektiriyordu, bir hayvanda iki kez meydana geldi. VF15 indüksiyonundan önce koroner arterlere mikroboncuk enjekte edilmesiyle kasıtlı olarak büyük miyokard enfarktüsü olan iki hayvanda, VF indüksiyonu PEA'ya yol açtı. Bir hayvanda DC şoku hemen asistole geçişle sonuçlandı. Üç hayvanda da standart CPR başlatıldı, ancak hiçbiri ROSC'yi sağlamadı. ICD tabanlı indüksiyon ve ventriküler fibrilasyonun kardiyoversiyonunu kullanan bu 11 domuz deneyi serisinde, her hayvan VF ve yeniden canlandırma döngülerini başarıyla geçirdi. ICD protokolü, minimum fizyolojik stresle ve spontan dolaşımın hızlı iyileşmesiyle sürekli olarak yüksek kardiyoversiyon başarı oranları sağladı. İntrakardiyak EKG izleme, resüsitasyon boyunca artefaktsız ritim dokümantasyonu sağlayarak aritmin hassas tespitini ve müdahaleleri mümkün kıldı. Bu sonuçlar, tekniğin güvenilirliğini, tekrarlanabilirliğini ve dönüşüm oranlarının, iyileşme aralıklarının ve EKG sinyal kalitesinin ölçülmesi gibi ayrıntılı sonuç analizi potansiyelini göstererek, resusitasyon stratejilerinin sağlam deneysel incelemesini desteklemektedir

figure-results-1
Şekil 1: Deneysel kurulum. (A) Deneysel hayvanlar, yatan pozisyonda bir endotrakeal tüple entübe edildi ve bir ventilatöre bağlandı. Sırtüstü pozisyonda, ultrason rehberliğinde aşağıdaki damar erişimi sağlandı: (B) Femoral arteriya PiCCO arterial hat yerleştirildi, (C) sağ dış juguler vena merkezi venöz kateter yerleştirildi ve (D) sağ iç juguler vene damar kılıfı girişi yerleştirildi. Ayrıca, mesane içine bir suprapubik kateter yerleştirildi (burada gösterilmemiş) ve (E) sol karotis arterinin üzerine bir RescueDoppler karotis akış probu yerleştirildi. (F) Damar kılıfı üzerinden bir kalp pili elektrodu sağ ventriküle ilerletildi ve konumu ekokardiyografi veya floroskopi ile doğrulandı. (G) Sol köprücük köprücüğünün altındaki deri altı cebe implante edilebilir kardiyoverter-defibrilatör ünitesi (ICD) yerleştirildi ve kalp pili elektrotuna bağlandı. (H) Hayvanlar, EKG, kuyruk pletismografisi (SpO₂), arteriyel kan basıncı, merkezi venöz basınç ve son gelgit CO₂'sini kaydeden multimodal monitöre bağlandı. (I) RescueDoppler sensörü, sürekli karotis akışı izleri sağlayan bir RescueDoppler kaydedicisine bağlanmıştı. (J) ICD cihazı, telemetri yoluyla bir ICD programcısına bağlanmıştı. BioRender kullanılarak oluşturulan figür. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Kalp pili kaynaklı aritmiCPR işlemleri gerçekleştirildiAritmi dönüşüm oranı (%)
Domuz*Ventriküler fibrilasyon (n)Ventriküler taşikardi (n)Manuel sıkıştırma (n)Mekanik sıkıştırma (n)
11246291.6
214705100
39709100
48455100
518012594.4
6808087.5
715896100
81809994.4
914295100
102701311100
1119012484.2

Tablo 1: ICD kaynaklı VF/VT ve ardından kardiyoversiyonun özeti. *On bir domuz deneylerden geçti. Ortalama olarak, implantasyona bilebilen kardiyoverter-defibrilatör (ICD) kullanılarak hayvan başına ventriküler fibrilasyon (VF) ve ventriküler taşikardi (VT) dahil olmak üzere 18 aritmi, indüklendi. Ortalama VT/VF süresi 0,75 dakika idi. Önceki çalışmaprotokolleri 15,16,17'ye göre seçilmiş VF ataklarında CPR yapıldı. Hayvanlar daha sonra ICD aracılığıyla doğru akım (DC) şokuyla sinüs ritmine (SR) dönüştürüldü. Her hayvan 5 dakika stabilize edildi ve ardından bir sonraki aritmi indüklendi.

Tartışma

Bildiğimiz kadarıyla, domuzlarda hem kardiovert ventriküler fibrilasyonu (VF) indüklemek hem de kardiovert ventriküler fibrilasyonu (VF) oluşturmak için implante edilebilir defibrilatör kullanan sunulan model daha önce literatürde tanımlanmamıştır. VF genellikle sinüzoidal dalgaform üreteçleri veya harici bir pilden epikardiyal elektrotlar aracılığıyla gelen doğru akım kullanılarak indüklenir. Kardiyoversiyon genellikle dış defibrilatörler kullanılarak yapılır. Bu yöntemler VF'yi güvenilir şekilde indükleyebilecek olsa da, hayvanların dış defibrilasyon kullanılarak kardiyovert yapılmaması vakaların %45'ine kadarbildirilmiştir 2.

CPR sırasında EKG izleme, baskıyla ilgili artefaktlar nedeniyle altta yatanritim 18'i gizleyebilen zordur. Ancak, intrakardiyak EKG ile implante edilebilir defibrilatör, göğüs kompresyonları sırasında sürekli ritim izleme sağlar; böylece gerçek zamanlı ritim değerlendirmesi ve güvenilir sıkıştırma sonrası analiz yapılabilir.

Buna karşılık, bu model tüm hayvanları güvenilir şekilde kardiyovert etti ve her deney başına birden fazla başarılı dönüşüm gerçekleştirdi. Bu, bireysel hayvanların deneysel protokollerde tekrar tekrar kullanılmasını mümkün kılarak kurban edilen hayvan sayısını azalttı ve genel kaynak verimliliğini artırdı. Ayrıca, model harici defibrilasyon yamalarına olan ihtiyacı ortadan kaldırarak göğüs bölgesinde yer açtı ve enstrümantasyon sırasında erişimi iyileştirdi.

Model, sağlam hayvanlarda kısa ve tam dolaşım durmalarının fizyolojik etkilerini inceleme yeteneğiyle benzersizdir; burada kalp yeniden başlatma nazik, tek bir iç şokla sağlanır. Bu özellik, böbrekler ve gastrointestinal sistem gibi hayati organlarda iskemik toleransın kontrollü şekilde incelenmesini, küresel iskemi sonrası kan akışının yeniden dağılımını ve endojen sempatik aktivasyon, iskemik stres yanıtları ile adrenerjik ilaçların uygulanması arasındaki etkileşimi mümkün kılar. Bu nedenle, model, yüksek standartlaştırılmış koşullarda tüm vücut iskemiyasına neden olan kalp durmasına organ-spesifik ve sistemik yanıtları incelemek için değerli bir deneysel platform sağlar. Elektrot yerleştirmesinin ötesinde, tekrarlanabilirlik için fizyolojik stabiliteyi korumak çok önemlidir. Sıcaklık, ventilasyon ve anestezi derinliğinin sürekli izlenmesi, deney boyunca normotermmi, yeterli oksijenasyon ve kararlı hemodinamik sağlar.

Sunulan temsil sonuçlar, ICD kontrollü VF indüksiyonu ve kardiyoversiyonun kontrollü deneysel ortamda güvenilirliğini ve tekrarlanabilirliğini göstermektedir. VF'yi uzaktan indükleme ve sonlandırma yeteneği, minimal dış müdahaleyle hızlı ve hassas zamanlama sağlamayı sağlar; bu da kalp durması fizyolojisi ve resüsitasyon dinamiklerini incelemek için değerlidir. Sonuç analizi, VF indüksiyonunun tutarlılığına, başarılı kardiyoversiyon sayısına ve ROSC'nin stabilitesine odaklandı.

Bu çalışmada, kullanılan hayvan sayısını en aza indirirken istatistiksel olarak sağlam veriler üreterek 3Rs ilkesine uyduk. Başarılı revisiyonların yüksek oranı nedeniyle, ventriküler fibrilasyon ve kardiyoversiyon her denekte birden fazla kez indüklenebilir. Katılımcılarda tekrarlanan ölçüm istatistikleri ve sabit ve rastgele etkileri hesaba katan karma etki modelleri kullanılarak çalışma yalnızca on bir hayvanla yapılabilir.

Sınırlamalar
Modelin temel sınırlaması, özel ekipman ve operatör uzmanlığına olan gereksinimdir. Bir kalp pili jeneratörü, transvenöz tempo lideri, programlama ünitesi ve eğitimli bir operatör gereklidir. Pace kablosunun doğru yerleştirilmesi kritik öneme sahiptir ve genellikle transtorasik ekokardiyografi veya floroskopi ile görüntüleme rehberliği gerektirir.

Sonuç olarak, bu modelin uygulanması kaynak sınırlı ortamlarda zor olabilir. Ancak, bir kez kurulduktan sonra, VF'yi indüklemek ve sonlandırmak için son derece etkili ve tekrarlanabilir bir yöntem sunar; dönüştürülemez fibrilasyonun oluşumunu en aza indirir ve deneysel kontrolü artırır. Bu model, büyük hayvan modellerinde in vivo resussitasyon çalışmaları yürüten araştırma grupları için geniş kapsama sahiptir.

Bu domuz modeli, kalp resüsitasyonu sırasında otomatik karotis Doppler izlemenin uygulanabilirliğini değerlendirmek için geliştirilmiştir; klinik resüsitasyon stratejilerini test etmek için değil. Çalışma, akut fizyolojik yanıtlara odaklandı ve uzun vadeli takip veya histolojik değerlendirmeyi hariç tutan terminal bir protokol olarak gerçekleştirildi. Ayrıca, bu çalışmada sadece 11 hayvan kullandık. Her hayvanda birden fazla tekrar edilen deney yapılmış olsa da, bireyler arası değişkenlik tam olarak yakalanamış olabilir. Ayrıca, çalışmada geleneksel yöntemlerle kontrol grubu bulunmamıştır. Bu yöntemlerin yüksek başarısızlık oranına sahip olduğu belirtilse de, aynı deneysel çerçevede doğrudan karşılaştırmanın olmaması, önerilen tekniğin göreceli avantajlarını gösterme yeteneğini sınırlamaktadır. Son olarak, model ICD, programcı ve Doppler ultrason gibi özel ekipmanlara erişim gerektirir; bu da kaynak kısıtlı ortamlarda uygulanabilirliğini sınırlayabilir. Ayrıca, cerrahi protokol teknik olarak zorludur; birden fazla damar erişim noktası, mesane stoma oluşumu ve ICD implantasyonu içerir; bu da deneyimsiz operatörler için zorlu bir öğrenme eğrisi olabilir.

Bu deneysel kurulumda, intrakardiyak EKG kayıtları programlama ünitesinden dışa aktarılamazdı; bu nedenle, veri yorumu yalnızca görsel izlemeye dayanıyordu. Gelecekteki çalışmalar, nicel analizi kolaylaştırmak için EKG izlerinin doğrudan ihracatını mümkün kılan bir yöntemi içermelidir.

Açıklamalar

Charlotte Björk Ingul, RescueDoppler ile ilişkili teknolojiye sahip Cimon Medical şirketinde danışmandır. Kalan yazarlar çıkar çatışması belirtmemektedir.

Teşekkürler

İngilizce düzeltme konusunda Perplexity ve Microsoft Copilot kullandık. Tüm içerik yazarlar tarafından incelenip onaylanmıştır. Bu proje, Nord Üniversitesi, Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi ve Norveç Araştırma Konseyi'nden fon almıştır.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Abbott Durata 7120 ICD Tek Bobinli KabloAbbott, Abbot Park, IL7120
Abbott Gallant VR ICDAbbott, Abbot Park, ILCDVRA500Q
Abbott Merlin ProgramcıAbbott, Abbot Park, IL3650
Santral venöz kateter Certofix trioB. Braun Tıp Merkezi, Melsungen, Almanya4167408-07
Endotrakeal tüp Portex #7.0Smiths Tıp Merkezi, Rockland, MA100/150/070
Exagon VET (Pentobarbital 400 mg/mL)VetViva Richter, Wels, AvusturyaYok
Heparin 5000 IU/mLPanpharma, Luitré, FransaETI3M807-1
Ketamin 50 mg/mLAbcur AB, Helsingborg, İsveçLB-12355-01
Midazolam 5 mg/mLB. Braun Tıp Merkezi, Melsungen, Almanya753-12612876-0621
MorfinAbcur AB, Helsingborg, İsveçLB-122184-01
Normal tuzlu su yıkama çözümüFresenius Kabi, Uppsala, İsveçB202382-05
PentoCur (Tiopental)Abcur AB, Helsingborg, İsveçLB-122564-01
Periphal IV kateter 20G VasofixB. Braun Tıp Merkezi, Melsungen, Almanya4268113B
PiCCO  İzleme kiti (basınç dönüştürücüsü, yıkama sistemi ve termistörü)Pulsion, Feldkirchen, AlmanyaPV8215
PiCCO kateteri 5 Fr 20 cmPulsion, Feldkirchen, AlmanyaPV2015L20-A
Basınç dönüştürücü ve flush kiti TruWaveEdwards Yaşam Bilimleri, Irvine, CAPX272
RescueDopplerCimon Medical, Trondheim, NorveçYokTescil, ticari olarak bulunmamaktadır
Ringer asetatFresenius Kabi, Uppsala, İsveçB203150-02
İdrar kateri 12 ChÇeşitliYok
Vasküler kılıf girişi Prelude 7.0 FrMerit Medical, South Jordan, UTPSI-7F-11-035-18G
Vue Ultrason JeliOptimum medical, Leeds, United Kingdim1157

Kaynaklar

  1. Cherry, B. H. Modeling cardiac arrest and resuscitation in the domestic pig. World J Crit Care Med. 4 (1), 1(2015).
  2. Burgert, J. M., Johnson, A. D., Garcia-Blanco, J. C., Craig, W. J., O'Sullivan, J. C. An Effective and Reproducible Model of Ventricular Fibrillation in Crossbred Yorkshire Swine (Sus scrofa) for Use in Physiologic Research. Comp Med. 65 (5), 444-447 (2015).
  3. Schwarz, B., et al. Neither vasopressin nor amiodarone improve CPR outcome in an animal model of hypothermic cardiac arrest. Acta Anaesthesiol Scand. 47 (9), 1114-1118 (2003).
  4. White, N. J., et al. Coagulopathy during cardiac arrest and resuscitation in a swine model of electrically induced ventricular fibrillation. Resuscitation. 82 (7), 925-931 (2011).
  5. Euler, D. E., Whitman, T. A., Roberts, P. R., Kallok, M. J. Low Voltage Direct Current Delivered Through Unipolar Transvenous Leads: An Alternate Method for the Induction of Ventricular Fibrillation. Pacing Clin Electrophysiol. 22 (6), 908-914 (1999).
  6. Ruemmler, R., Ziebart, A., Garcia-Bardon, A., Kamuf, J., Hartmann, E. K. Standardized Model of Ventricular Fibrillation and Advanced Cardiac Life Support in Swine. J Vis Exp. (155), e60707(2020).
  7. Xanthos, T., et al. Cardiopulmonary arrest and resuscitation in Landrace/Large White swine: a research model. Lab Anim. 41 (3), 353-362 (2007).
  8. Greenwood, J. C., et al. Carbon monoxide as a cellular protective agent in a swine model of cardiac arrest protocol. PLoS One. Wang, M. 19 (5), e0302653(2024).
  9. Vogel, U., Wanner, T., Bültmann, B. Extensive pectoral muscle necrosis after defibrillation: nonthermal skeletal muscle damage caused by electroporation. Intens Care Med. 24 (7), 743-745 (1998).
  10. Guensch, D. P., et al. Evidence for Acute Myocardial and Skeletal Muscle Injury after Serial Transthoracic Shocks in Healthy Swine. PLoS One. Akar, F. G. 11 (9), e0162245(2016).
  11. Rubenstein, J. C., Gupta, M. S., Kim, M. H. Effectiveness of VF induction with DC fibber versus conventional induction methods in patients on chronic amiodarone therapy. J Interv Card Electrophysiol. 38 (2), 137-141 (2013).
  12. Fitzgibbon, E., Berger, R., Tsitlik, J., Halperin, H. R. Determination of the noise source in the electrocardiogram during cardiopulmonary resuscitation. Crit Care Med. 30 (4), S148-S153 (2002).
  13. Babaeizadeh, S., Firoozabadi, R., Han, C., Helfenbein, E. D. Analyzing cardiac rhythm in the presence of chest compression artifact for automated shock advisory. J Electrocardiol. 47 (6), 798-803 (2014).
  14. Ruiz de Gauna, S., et al. Rhythm analysis during cardiopulmonary resuscitation: past, present, and future. BioMed Res Int. 2014, 386010(2014).
  15. Faldaas, B. O., et al. Hands-free continuous carotid Doppler ultrasound for detection of the pulse during cardiac arrest in a porcine model. Ressuc Plus. 15 (100412), 1-10 (2023).
  16. Faldaas, B. O., et al. Real-time feedback on chest compression efficacy by hands-free carotid Doppler in a porcine model. Ressusc Plus. 18, 100583(2024).
  17. Faldaas, B. O., et al. A hands-free carotid Doppler can identify spontaneous circulation without interrupting cardiopulmonary resuscitation: an animal study. Intensive Care Med Exp. 12 (1), 121(2024).
  18. Ruiz De Gauna, S., et al. Rhythm Analysis during Cardiopulmonary Resuscitation Past, Present, and Future. BioMed Res Int. 2014, 1-13 (2014).

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Ventrik ler Fibrilasyonntrakardiyak EKGB y k Hayvan ModeliVF nd ksiyonuKardiyoversiyon Tekni iRes sitasyon Stratejileri3R lkeleri
İmplantasyon Edilebilir Defibrilatör Kullanarak Domuz Kalp Arresti Modeli
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.