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Method Article
Thermodilution, Druck-Volumen-Schlingenkatheter und Kontrastventrikulographie sind zuverlässige und genaue Methoden zur Bestimmung der Herzphysiologie wie Schlagvolumen und Herzzeitvolumen in einer Laborumgebung bei Schweinen.
Schweine werden häufig in der medizinischen Forschung verwendet, da sie eine ähnliche Herzphysiologie wie der des Menschen haben. Die Messung von kardialen Parametern wie Schlagvolumen und Herzzeitvolumen ist bei dieser Art der Forschung unerlässlich. Kontrastventrikulographie-, Thermodilutions- und PV-Loop-Katheter (Pressure-Volume Loop) können verwendet werden, um genaue kardiale Leistungsdaten zu erhalten, je nachdem, welche Ressourcen und Fachkenntnisse verfügbar sind. Für diese Studie wurden fünf Yorkshire-Schweine anästhesiert und intubiert. Es wurde ein zentralvenöser und arterieller Zugang erhalten, um die notwendigen Messgeräte zu platzieren. Ein Temperaturfühler wurde in die Aortenwurzel eingesetzt. Ein kalter Kochsalzlösungsbolus wurde in den rechten Vorhof abgegeben und die Temperaturlenkungskurve aufgezeichnet. Die Integration der Fläche unter der Kurve ermöglichte die Berechnung des aktuellen Herzzeitvolumens. Ein Pigtail-Katheter wurde perkutan in den linken Ventrikel eingeführt und 30 ml jodhaltiges Kontrastmittel wurden über 2 Sekunden injiziert. Bilder der digitalen Subtraktionsangiographie wurden in eine volumetrische Analysesoftware hochgeladen, um das Schlagvolumen und das Herzzeitvolumen zu berechnen. Ein Druckvolumenschlaufenkatheter wurde in den linken Ventrikel (LV) eingeführt und lieferte kontinuierliche Druck- und Volumendaten des LV, die die Berechnung sowohl des Schlagvolumens als auch des Herzzeitvolumens ermöglichten. Alle drei Methoden zeigten eine gute Korrelation zueinander. Der PV-Schleifenkatheter und die Thermodilution zeigten die beste Korrelation mit einem Fehler von 3 % und einem Pearson-Koeffizienten von 0,99, mit einem 95 % CI = 0,97 bis 1,1 (p = 0,002). Der PV-Loop-Katheter gegen Ventrikulographie zeigte ebenfalls eine gute Korrelation mit einem Fehler von 6% und einem Pearson-Koeffizienten von 0,95, 95% CI=0,96 bis 1,1 (p=0,01). Schließlich hatte die Thermodilution gegen Ventrikulographie einen Fehler von 2 % mit r=0,95, 95 % CI = 0,93 bis 1,11 (p = 0,01). Zusammenfassend stellen wir fest, dass der PV-Loop-Katheter, die Kontrastventrikulographie und die Thermodilution je nach Bedarf des Forschers jeweils gewisse Vorteile bieten. Jede Methode ist zuverlässig und genau für die Messung verschiedener kardialer Parameter bei Schweinen, wie z. B. des Schlagvolumens und des Herzzeitvolumens.
Schweine werden aufgrund ihrer ähnlichen Physiologie wie beim Menschen häufig in der Blutungskontrolle und Wiederbelebungsforschung eingesetzt. Ein wesentlicher Bestandteil der Wiederbelebungsforschung ist die kontinuierliche Überwachung des Herzzeitvolumens, um die physiologische Reaktion auf Eingriffe zu beurteilen. Es gibt mehrere klinische Systeme, wie z. B. Katheter für die Lungenarterie (PA) und Systeme, die auf der Pulskonturanalyse basieren1. Darüber hinaus können die Echokardiographie (Echo), die Computertomographie (CT) und die Magnetresonanztomographie (MRT) zur Erfassung hämodynamischer Daten verwendet werden. Bilder, die während der Enddiastole und der Systole aufgenommen wurden, können verwendet werden, um das Volumen des während dieses Herzzyklus ausgestoßenen Bluts zu bestimmen. Diese Techniken sind zwar minimalinvasiv, enthalten aber nur Daten, die zum Zeitpunkt der Bildgebung erfasst wurden, und liefern keine kontinuierlichen Messungen2. Außerdem sind sie entweder weitgehend bedienerabhängig (Echo) oder erfordern fortschrittliche, teure Geräte (CT und MRT). Aufgrund der unterschiedlichen Möglichkeiten und Ressourcen der Labore gibt es verschiedene alternative Methoden, um das Herzzeitvolumen jeweils optimal zu messen.
Die Thermodilution ist eine gängige Methode zur Messung des Herzzeitvolumens im klinischen Umfeld mit einem Swan-Ganz-Katheter3. Diese Methode kann in einer Laborumgebung bei Schweinen nachgebildet werden, um das Herzzeitvolumen direkt zu messen. Die Kontrastventrikulographie kann ebenfalls eingesetzt werden, wenn die Durchleuchtungsfunktion leicht verfügbar ist4. Schließlich bieten Druck-Volumen-Schlaufenkatheter die Möglichkeit, den ventrikulären Druck und das ventrikuläre Volumen direkt von Schlag zu Schlag zu messen und nuanciertere Daten zu generieren5. Bei dieser Methode werden die elektrische Admittanz und die Wei-Gleichung verwendet, um das Kammervolumen zu messen. Im Vergleich zu älteren leitfähigkeitsbasierten Kathetern eliminieren Aufnahmekatheter das Phänomen der parallelen Leitfähigkeit zwischen Blut und Herzmuskel und ermöglichen so genauere Messungen ohne wiederholte Kalibrierung6.
Das Ziel dieser Studie ist es, die Genauigkeit dieser drei Methoden gegeneinander in Bezug auf die Messung des Herzschlagvolumens und der Herzschlagleistung in einem gesunden Schweinemodell zu validieren. Letztendlich kann jeder Prüfer wählen, welcher Ansatz am besten zu seinen Bedürfnissen passt, abhängig von seinen Studienanforderungen und den ihm zur Verfügung stehenden Ressourcen.
Die Verfahren wurden von der University of Maryland, Baltimore Institutional Animal Care and Use Committee (Zulassung #0320017) genehmigt und entsprachen den Richtlinien der National Institutes of Health für ethische Tierversuche. Fünf erwachsene männliche Yorkshire-Schweine mit einem Gewicht zwischen 50 und 70 kg wurden in die Studie aufgenommen. In dieser Studie wurden ein digitales Datenerfassungssystem und eine gekoppelte Software verwendet, um alle hämodynamischen und Temperaturdaten aufzuzeichnen. Die Messung der kardialen Parameter im Schweinemodell bestand aus den folgenden Schritten: Vorbereitung, Thermodilution, Ventrikulographie, Einführen des PV-Loop-Katheters und schließlich Euthanasie. Alle fünf Tiere wurden jedem der drei Protokolle zur Messung des Herzzeitvolumens unterzogen.
1. Auswahl und Haltung der Tiere
2. Sedierung und Einleitung einer Vollnarkose
3. Sterilisation und Vorbereitung der Operationsstelle
4. Kanülierung der Vena jugularis extern
HINWEIS: Der jugularvenöse Zugang wird für das Einführen der rechten Vorhofvenenkanüle während des Thermodilutionsverfahrens erhalten.
5. Kanülierung der Halsschlagader
HINWEIS: Die Kanülierung der Halsschlagader wird durchgeführt, um den Zugang zur LV- und Aortenwurzel während der Thermodilution, der Kontrastventrikulographie und der PV-Schlingenkathetereinführung zu ermöglichen.
6. Messung des Herzzeitvolumens
HINWEIS: Alle folgenden Methoden werden nacheinander bei jedem der 5 in dieser Studie verwendeten Tiere durchgeführt.
7. Euthanasie
Das Gewicht der Schweine reichte von 51,4 kg bis 61,5 kg mit einem Durchschnittsgewicht von 56,6 ± 3,6 kg. Die durchschnittlichen Schlagvolumina, die mittels PV-Loop-Katheter, Ventrikulographie und Thermodilution bei allen fünf Probanden gemessen wurden, betrugen 58,0 ± 12,0 ml, 57,6 ± 8,5 ml bzw. 53,0 ± 9,8 ml. Die durchschnittlichen Herzzeiträume, die bei allen fünf Probanden mit einem PV-Schleifenkatheter, einer Ventrikulographie und einer Thermodilution gemessen wurden, betrug...
Diese Studie beschreibt eine standardisierte Methode mit drei verschiedenen Methoden zur genauen Messung des Herzzeitvolumens bei Schweinen. Das Schwein hat eine analoge kardiovaskuläre Anatomie und Physiologie wie der Mensch und wird häufig als Modell für die menschliche Herzphysiologie verwendet, insbesondere für die präklinische Bewertung chirurgischer und interventioneller Prozesse10. Dies ermöglicht es dem Schwein, als primäres Modell für die kardiov...
Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt besteht.
Nichts
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.9% sodium chloride injection | Hospira | 0409-4888-50 | |
7 Fr Introducer Kit | Terumo | RCFW-5.0-35 | |
Anesthesia Machine | Drager | Fabius Tiro | |
Contrast Power Injector | GEHealthcare | E8004N | |
Fluoroscope | GEHealthcare | OEC 9800 | |
Heating/Cooling T/pump | Gaymar | Tp-700 | |
Isoflurane | Baxter | 10019-360-40 | |
Jackie catheter | Terumo | 40-5023 | |
Omnipaque | GEHealthcare | 559289 | |
PowerChart | ADinstruments | ML866/P | Software |
PowerLab | ADinstruments | PL3516 | |
PV-loop catheter | Transonic | Prefer pigtail tip to straight tip | |
PV-loop module | Transonic | FFS-097-A004 | |
Surgical suture, black braided silk, 3.0 | Surgical Speciaties Corp. | ||
Thermocouple probe | ADinstruments | MLT1401 | |
Ultrasound probe | Philips | L12-4 | |
Various-sized syringes | |||
ViewPlus | Sanders Data Systems | Software |
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