A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
يسمح هذا البروتوكول بالقياس الكمي في الجسم الحي للامتثال الوريدي والتمدد باستخدام القسطرة وتصوير الأوعية 3D كإجراء للبقاء على قيد الحياة مما يسمح بمجموعة متنوعة من التطبيقات المحتملة.
تتغلب الطعوم الوعائية الاصطناعية على بعض تحديات الطعم الخيفي والطعوم الذاتية والطعوم الخارجية ولكنها غالبا ما تكون أكثر صلابة وأقل امتثالا من الوعاء الأصلي الذي يتم زرعها فيه. تظهر مطابقة الامتثال مع السفينة الأصلية كخاصية رئيسية لنجاح الكسب غير المشروع. يتضمن المعيار الذهبي الحالي لتقييم امتثال السفينة استئصال السفينة والاختبار الميكانيكي ثنائي المحور خارج الجسم الحي . لقد طورنا طريقة في الجسم الحي لتقييم الامتثال الوريدي والقابلية للتمدد التي تعكس بشكل أفضل علم وظائف الأعضاء الطبيعي وتأخذ في الاعتبار تأثير تغير الضغط الناجم عن تدفق الدم وأي تغييرات مورفولوجية موجودة.
تم تصميم هذه الطريقة كإجراء للبقاء على قيد الحياة ، مما يسهل الدراسات الطولية مع تقليل الحاجة إلى استخدام. تتضمن طريقتنا حقن بلعة ملحية سعة 20 مل / كجم في الأوعية الدموية الوريدية ، يليها الحصول على صور وعائية ثلاثية الأبعاد قبل وبعد البلعة لمراقبة التغيرات التي تسببها البلعة ، بالتزامن مع قياسات الضغط داخل الأوعية في المناطق المستهدفة. يمكننا بعد ذلك قياس محيط الوعاء ومساحة المقطع العرضي قبل البلعة وبعدها.
باستخدام هذه البيانات والضغط داخل الأوعية الدموية ، يمكننا حساب التوافق والتمدد بمعادلات محددة. تم استخدام هذه الطريقة لمقارنة امتثال الوريد الأجوف السفلي وقابليته للتمدد في الأغنام المحلية غير المشغلة بقناة الأغنام المزروعة بطعم بولي تترافلوريثيلين الموسع طويل الأجل (PTFE). تم العثور على السفينة الأصلية لتكون أكثر امتثالا وقابلية للتمدد من الكسب غير المشروع PTFE في جميع المواقع المقاسة. نستنتج أن هذه الطريقة توفر بأمان قياسات في الجسم الحي لامتثال الوريد وقابليته للتمدد.
يحتاج المرضى الذين يعانون من تشوهات قلبية حرجة إلى جراحة ترميمية. تتطلب معظم العمليات الترميمية استخدام مواد تعويضية ، بما في ذلك الطعوم الوعائية. تشمل القنوات المحتملة لسد هذا الفضاء المواد الاصطناعية أو البيولوجية. في البداية ، تم استخدام الطعوم المتجانسة كقناة فونتان ولكن تم التخلي عنها منذ ذلك الحين بسبب ارتفاع معدل حدوث التكلس وحوادث المرحلة الحادة1. حاليا ، يتم استخدام الطعوم الوعائية الاصطناعية المشتقة من البوليمرات غير العضوية. لا يزال هناك تحد يتمثل في أن هذه الطعوم أقل امتثالا من الوعاء الأصلي الذي يتم زرعها فيه ولها مضاعفات طويلة المدى ، مثل التضيق والانسداد والتكلس1،2،3،4،5.
إن بنية الطعوم الوعائية الاصطناعية تفسح المجال لقوة الشد الميكانيكية ، مما يؤدي إلى انخفاض امتثالها دائما مقارنة بالأنسجة الأصلية2. يعمل الامتثال الوعائي ، الذي يحدد تغير حجم الوعاء على التغير في الضغط ، كمؤشر على استجابة السفينة للأحمال الميكانيكية. يخلق الاختلاف بين مادة الكسب غير المشروع وخصائص الأوعية الأصلية عدم تطابق الامتثال ، والذي ثبت أنه يعطل أنماط تدفق الدم ، مما يؤدي إلى مناطق إعادة الدوران وفصل التدفق2،6،7،8،9. هذه الظاهرة تغير إجهاد القص على جدار البطانية وتحفز تضخم داخلي2،7،8،9. يمكن أن تؤدي هذه الاستجابات إلى مضاعفات مرتبطة بالكسب غير المشروع ، مما يستلزم استبدال الكسب غير المشروع أو إعادة التدخل6.
نظرا لأن الامتثال الوعائي يفترض دورا رئيسيا في تحديد نتائج الكسب غير المشروع ، فإن القياس الدقيق لهذه الخاصية أمر ضروري. المعيار الذهبي الحالي لقياس امتثال الأوعية الدموية هو الاختبار الميكانيكي ثنائي المحور الأنبوبي خارج الجسم الحي . تتضمن هذه الطريقة استئصال الكسب غير المشروع أو الوعاء محل الاهتمام ، وتوصيله بأنابيب اللاتكس ، والضغط عليه لتقييم سلوك تمدد الإجهاد المحيطي عبر الضغوط المختلفة. يتم تحديد الامتثال من خلال مقارنة الضغط بقياس القطر الداخلي10. ومع ذلك ، فإن الطرق خارج الجسم الحي لها بعض العيوب. عند تقييم وظائف الطعوم المزروعة باستخدام طريقة خارج الجسم الحي ، من الضروري التضحية بالحيوانات وزرع الطعوم ، مما يجعل من المستحيل إجراء فحوصات مطولة. لذلك ، قمنا بتطوير بروتوكول قياس الامتثال في الجسم الحي .
تركز مجموعتنا على تطوير الطعوم الوعائية المهندسة بالأنسجة (TEVGs) لاستخدامها في جراحة فونتان لتحسين عيوب القلب الخلقية متلازمة القلب الأيسر ناقص التنسج (HLHS). أدت التطورات الأخيرة في مجال جراحة القلب الخلقية إلى تحسين نتائج ما بعد الجراحة ، مما أدى إلى إطالة العمر المتوقع. هذا يجعل الخصائص طويلة المدى ونجاح قناة الأوعية الدموية المزروعة أمرا بالغ الأهمية بشكل متزايد. حاليا ، لا يوجد نموذج حيواني ل HLHS ، لذلك نقوم بتقييم الطعوم لدينا في نموذج الكسب غير المشروع للوريد الأجوف السفلي للحيوان الكبير المتسارع (IVC). في حين أن هذا النموذج لا يحاول إنشاء تدفق دوران فونتان ، إلا أنه يلخص بشكل فعال ظروف الدورة الدموية الفريدة. أظهر استخدامنا الأخير لهذا البروتوكول في الجسم الحي اختلافات كبيرة في الامتثال للكسب غير المشروع بين TEVG والطعوم التقليدية متعددة تترافلورو إيثيلين (PTFE)11. نظرا لأن هذه الدراسة السابقة لم تركز على المنهجية ، فقد أجرينا تجارب إضافية توضح بالتفصيل هذه الطريقة الجديدة في الجسم الحي .
قمنا بزرع الطعم الاصطناعي الذي يعمل حاليا كمعيار للرعاية ، والذي يتألف من بولي تترافلورو إيثيلين الموسع (PTFE) ، في دراسة الأغنام في دورست وقارناه ب IVC الأصلي في التحكم الساذجة جراحيا. تم تنفيذ هذا البروتوكول على مجموعة PTFE بعد 5-7 سنوات من زرع قناة PTFE التحكم غير المشغلة من مختلف الأعمار. وبالتالي ، في الأقسام اللاحقة التي تصف البروتوكول والنتائج التمثيلية ، سنشير أحيانا إلى المنطقة ذات الاهتمام ، على سبيل المثال ، منتصف منطقة الكسب غير المشروع (midgraft) من طعم التداخل IVC.
يسمح لنا هذا البروتوكول بتحليل الامتثال في الجسم الحي لقناة PTFE ، والمعروفة بأنها غير متوافقة في نقطة زمنية طويلة الأجل ، مع الوريد الأصلي. اخترنا مقارنة المادة القياسية السريرية ، PTFE ، مع الوريد الأصلي غير المشغل. لقد اخترنا نقطة زمنية طويلة الأجل لأن قناة PTFE معروفة بأنها لا تزال غير متوافقة وعرضة للتكلس ، مما يقلل من امتثالها11. اخترنا إجراء جميع المقارنات في الجسم الحي حيث تنعكس التغيرات الديناميكية الدموية الجهازية بدقة في القياسات التي تم الحصول عليها من خلال طرق الجسم الحي. من هذه المقارنة ، وجدنا أن هذا البروتوكول قادر على تأكيد عدم امتثال PTFE والحصول على قياسات الامتثال الوريدي في الجسم الحي بطريقة آمنة وقابلة للتكرار. تم تنفيذ هذه الطريقة بنجاح في دراسة منشورة لإثبات الاختلافات ذات الدلالة الإحصائية بين قنوات PTFE وترقيع الأوعية الدموية المهندسة بالأنسجة (TEVGs) في الجسم الحي11.
الهدف العام من هذا البروتوكول هو حساب الامتثال وقابلية التمدد للIVC الصدري في نموذج حيواني كبير من الأغنام باستخدام قياسات في الجسم الحي من إجراء البقاء على قيد الحياة. تحقيقا لهذه الغاية ، قمنا بتصور وقياس التغيرات في محيط ومنطقة المقطع العرضي ل IVC الصدري إلى بلعة سائلة. قمنا في نفس الوقت بقياس التغير داخل الأوعية في الضغط واستخدمنا هذه القياسات لحساب الامتثال والتمدد. يتيح لنا استخدام تصوير الأوعية 3D مزايا متعددة ، بما في ذلك القدرة على ضبط عرض الصورة بعد الالتقاط لضمان أخذ قياساتنا من مقطع عرضي للوريد ، وكذلك السماح لنا بقياس مواقع متعددة على طول السفينة. كانت مجالات الاهتمام الثلاثة في هذه الدراسة هي منطقة الكسب غير المشروع ، بالإضافة إلى موقعي المفاغرة المجاورين لطعم PTFE ، والمناطق المماثلة في IVC الأصلي. من خلال إجراء التجارب في الجسم الحي ، هناك مزايا في تقييم وظائف الطعوم ضمن التدفق الفعلي للدم وتحيط بها الأنسجة والأعضاء. يعتقد أن القياسات التي تم الحصول عليها من خلال هذه الطريقة تعكس الوظيفة الفعلية للطعوم في الكائن الحي.
ينقسم البروتوكول إلى ستة أقسام رئيسية بما في ذلك إعداد الأغنام قبل الإجراء ، والقسطرة ، وجمع بيانات ما قبل البلعة الأساسية ، وجمع بيانات الدراسة ، واستعادة ، وتحليل البيانات. في قسم إعداد ، نناقش التخدير ، وبدء التخدير ، ووضع معدات المراقبة المستخدمة أثناء إجراء القسطرة. في القسم الثاني ، نوضح عملية وضع غمد القسطرة اللازمين للحصول على البيانات. بالنسبة لهذا البروتوكول ، يتم وضع كلا الغمد في الوريد الوداجي الداخلي الأيمن (IJV) للسماح بإدخال قسطرة متعددة المسارات في الوعاء. سيتم وضع أحدهما في المنطقة محل الاهتمام لتسجيل التغير في الضغط ، وسيتم وضع الآخر في أسفل الوريد لحقن التباين. بمجرد وضع القسطرة ، يتم أخذ صورة الأوعية الأساسية قبل البلعة 3D للمقارنة. يبدأ جمع بيانات الدراسة بإعداد البلعة الملحية في نظام كيس مضغوط للإعطاء ، وتزويد البلعة الملحية بتسجيل الضغوط داخل الأوعية الدموية ، وأخذ جهاز تصوير الأوعية الدموية 3D بعد البلعة. ثم نصف العملية لتسهيل استعادة الأغنام بعد البروتوكول. أخيرا ، نناقش طريقة الحصول على الصور المناسبة والقياسات المقطعية للتحليل والمقارنة الإحصائية.
تمت الموافقة على بروتوكول الدراسة من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام في معهد أبحاث أبيجيل ويكسنر التابع لمستشفى الأطفال الوطني (AR22-0004). تلقت جميع رعاية إنسانية وفقا لدليل رعاية واستخدام المختبر ، الذي نشرته المعاهد الوطنية للصحة.
1. إعداد
2. القسطرة
الشكل 1: لوحة التحكم. (أ) لوحة تحكم نظام تصوير الأوعية 3D (ب) دواسات القدم التنظير الفلوري يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 2: قسطرة. أ: موقع الجراحة الرئيسي، المعد للقسطرة. (ب) تقنية تصور الوريد الوداجي الداخلي الأيمن (الأسهم السوداء). (ج) يتم وضع قسطرة تصوير الأوعية متعددة المسارات من خلال الوريد الوداجي الداخلي الأيمن (السهم الأزرق: قياس الضغط في الكسب غير المشروع ؛ السهم الأحمر: حقن التباين في IVC البطني ؛ السهم الأبيض: الأسلاك الصلبة). اختصار: IVC = الوريد الأجوف السفلي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
3. جمع البيانات المسبقة
الشكل 3: موضع الذراع C ونطاق الحركة. (أ) وضع الأغنام لبداية الإجراء (ب) الموضع الأول لبرنامج تصوير الأوعية 3D (ج) تحرك الذراع C في المحور xy (D) تحرك الذراع C في المحور z (E) الذراع C يكمل اختبار الدوران مع نطاق كامل من الحركة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
4. إدارة البلعة الملحية وجمع البيانات
5. الانتعاش
6. تحليل البيانات
الشكل 4: تحليل البيانات في عارض DICOM. (أ) البيانات الخام لتصوير الأوعية الدموية 3D المحملة في عارض DICOM. ب: الجزء السهمي من الكسب غير المشروع. ج: القسم الإكليلي. (د) يتصور مقطع عرضي حقيقي بعد ضبط الزاوية على المقطع السهمي والإكليلي. (ه) تستخدم أداة القلم الرصاص لتحديد الوعاء المستهدف لإجراء قياسات للمحيط ومساحة المقطع العرضي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
لقد نجحنا في تنفيذ هذا الإجراء مع أكثر من 25 من الأغنام. الأهم من ذلك ، لم تكن هناك حالات مراضة ووفيات مرتبطة بهذا الإجراء. أظهرت جميع الأغنام عمليات استرداد غير معقدة. تم أخذ هذه النتائج التمثيلية من ثلاثة أغنام مزروعة بترقيع PTFE وثلاثة أغنام محلية غير مشغلة. يوضح الشكل 5 قياس...
يعد الامتثال والقابلية للتمدد من الخصائص الرئيسية لوظيفة الأوعية الدموية ، حيث يعملان كمؤشرات للمضاعفات والتدخلات المحتملة. يعد التحديد الكمي الدقيق للتغيرات في هذه المعلمات ومقارنتها أمرا مهما لتقييم فعالية الكسب غير المشروع. تتغلب طريقتنا في الجسم الحي على قيود التحليل خارج ا?...
وقد رعت هذه الدراسة جزئيا شركة Gunze Ltd.
تم دعم هذا العمل من قبل R01 HL163065 و W81XWH1810518. نعرب عن تقديرنا للموظفين المتفانين في مركز أبحاث. كما نود أن نعرب عن امتناننا لكارمن أرسواغا على خبرتها القيمة ورعايتها اليقظة طوال فترة الدراسة.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.035" x 260 cm Rosen Curved Wire Guide | Cook Medical | G01253 | Guide for holding placement swapping caths (Multi-track, IVUS, etc) |
0.035"x 150 cm Glidewire | Terumo | GR3507 | Guide for JR cath |
0.9% Sodium Chloride Saline | Baxter Healthcare Corporation | NCH pharmacy | For diluting norepinpherine, pressure monitoring |
10.0 Endotracheal tube | Coviden | 86117 | To secure airway |
16 G IV catheter | BD | 382259 | To administer fluids and anesthetic drugs |
22 G IV catheter | BD | 381423 | For invasive blood pressure |
5Fr x .35" JR2.5 | Cook Medical | G05035 | Guide for rosen wire |
70% isopropyl alcohol | Aspen Vet | 11795782 | Topical cleaning solution |
7Fr x 100 cm Multi-track | B. Braun | 615001 | Collecting pressure, Administering contrast to specific intravascular location |
9Fr Introducer sheath | Terumo | RSS901 | Access catheter through skin into vessel for wires to pass through |
ACT cartridge | Abbot Diagnostics | 03P86-25 | Activated Clotting Time |
Angiographic syringe w/ filling spike | Guerbet | 900103S | For contrast injector |
Bag decanter | Advance Medical Designs, LLC | 10-102 | Punctures saline bag to pour and fill sterile bowl with saline |
Butorphanol | Zoetis | NCH pharmacy | Sedation drug: Concentration 10 mg/mL, Dosage 0.1 mg/kg |
Cath Research Pack | Cardinal Health | SAN33RTCH6 | Cath pack with misc. supplies |
Cetacaine | Cetylite | 220 | Topical anesthetic spray |
Chloraprep | BD | 930825 | Topical cleaning solution |
Chlorhexidine 2% solution | Vedco INC | VINV-CLOR-SOLN | Topical cleaning solution |
Conform stretch bandage | Coviden | 2232 | Neck wrap to prevent bleeding |
Connection tubing | Deroyal | 77-301713 | Connects t-port to fluid/drug lines |
Diazepam | Hospira Pharmaceuticals | NCH pharmacy | Sedation drug: Concentration 5 mg/mL, Dosage 0.5 mg/kg |
EKG monitoring dots | 3M | 2570 | |
Fluid administration set | Alaris | 2420-0007 | |
Fluid warming set | Carefusion | 50056 | |
Hemcon Patch | Tricol Biomedical | 1102 | Patch for hemostasis |
Heparin | Hospira, Inc | NCH pharmacy | Angicoagulant: 1,000 USP units/mL |
Infinix-i INFX-8000C | Toshiba Medical Systems | 2B308-124EN*E | Interventional angiography system |
Invasive pressure transducer | Medline | 23DBB538 | For invasive blood pressure |
Isoflurane | Baxter Healthcare Corporation | NCH pharmacy | Anesthetic used in prep room |
Ketamine | Hospira Pharmaceuticals | NCH pharmacy | Sedation drug: Concentration 100 mg/mL, Dosage 4 mg/kg |
Lubricating Jelly | MedLine | MDS0322273Z | ET tube lubricant |
Micropuncture Introducer Set | Cook Medical | G47945 | Access through skin into vessel |
Needle & syringes | Cardinal Health | 309604 | For sedation |
Norepinpherine Bitartrate Injection, USP | Baxter Healthcare Corporation | NCH pharmacy | 1 mg/mL |
Optiray 320 | Liebel-Flarsheim Company, LLC | NCH pharmacy | Contrast |
Optixcare | Aventix | OPX-4252 | Corneal lubricant |
OsiriX MD | Pixmeo SARL | - | DICOM Viewer and Analysis software |
Pressure infusor bag | Carefusion | 64-10029 | To maintain invasive blood pressure |
Propofol | Fresenius Kabi | NCH pharmacy | Anesthetic drug: Concentration 10 mg/mL, Dosage 20-45 mg·kg-1·h-1 |
Silk suture 3-0 | Ethicon | C013D | To secure IV catheter |
SoftCarry Stretcher | Four Flags Over Aspen | SSTR-4 | |
Stomach tube | Jorgensen Lab, INC | J0348R | To release gastric juices and gas and prevent bloat |
T-port | Medline | DYNDTN0001 | Connects to IV catheter |
Urine drainage bag | Coviden | 3512 | Connects to stomach tube to collect gastric juices |
Warming blanket | Jorgensen Lab, INC | J1034B |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved