A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
דילול תרמי, צנתרי לולאת לחץ-נפח וונטריקולוגרפיה ניגודית הן שיטות אמינות ומדויקות לקביעת פיזיולוגיה של הלב כגון נפח שבץ ותפוקת לב בסביבת מעבדה בחזירים.
חזירים משמשים לעתים קרובות במחקר רפואי בהתחשב בפיזיולוגיה הלבבית הדומה שלהם לזו של בני אדם. מדידת פרמטרים לבביים כגון נפח שבץ ותפוקת לב חיונית במחקר מסוג זה. ניתן להשתמש בצנתרי ניגודיות, דילול תרמי ולולאת לחץ-נפח (PV-loop) כדי להשיג במדויק נתוני ביצועי לב בהתאם למשאבים ולמומחיות הזמינים. לצורך מחקר זה, חמישה חזירי יורקשייר הורדמו והוחדרו. הושגה גישה ורידית ועורקית מרכזית להצבת מכשירי המדידה הדרושים. בדיקת טמפרטורה הוצבה בשורש אבי העורקים. בולוס מי מלח קר הועבר לאטריום הימני ונרשמה עקומת סטיית טמפרטורה. שילוב האזור שמתחת לעקומה איפשר לחשב את תפוקת הלב הנוכחית. קטטר צמה הונח מלעורית בחדר השמאלי ו-30 מ"ל של ניגודיות יוד הוזרקו כוח במשך 2 שניות. תמונות אנגיוגרפיה של חיסור דיגיטלי הועלו לתוכנת ניתוח נפחי כדי לחשב את נפח השבץ ותפוקת הלב. קטטר לולאת נפח לחץ הוכנס לחדר השמאלי (LV) וסיפק נתוני לחץ ונפח רציפים של ה-LV, מה שאפשר לחשב הן את נפח השבץ והן את תפוקת הלב. כל שלוש השיטות הראו מתאם טוב זו עם זו. צנתר לולאת ה-PV ודילול התרמו-דילול הראו את המתאם הטוב ביותר עם שגיאה של 3% ומקדם פירסון של 0.99, עם 95% CI=0.97 עד 1.1, (p=0.002). צנתר לולאת ה-PV כנגד ונטריקולוגרפיה הראה גם מתאם טוב עם שגיאה של 6% ומקדם פירסון של 0.95, 95% CI=0.96 עד 1.1 (p=0.01). לבסוף, בדילול תרמי כנגד ונטריקולוגרפיה הייתה שגיאה של 2% עם r=0.95, 95% CI=0.93 עד 1.11, (p=0.01). לסיכום, אנו קובעים כי צנתר לולאת PV, ונטריקולוגרפיה ניגודית ודילול תרמי מציעים כל אחד יתרונות מסוימים בהתאם לדרישות החוקר. כל שיטה אמינה ומדויקת למדידת פרמטרים לבביים שונים בחזירים כגון נפח השבץ ותפוקת הלב.
חזירים משמשים לעתים קרובות בבקרת דימומים ובמחקר החייאה בשל הפיזיולוגיה הדומה שלהם לבני אדם. חלק בלתי נפרד ממחקר ההחייאה הוא ניטור רציף של תפוקת הלב כדי להעריך את התגובה הפיזיולוגית להתערבויות. קיימות מספר מערכות קליניות כגון צנתרים של עורקי ריאה (PA) ומערכות מבוססות ניתוח מתאר דופק1. בנוסף, ניתן להשתמש באקו-לב (אקו), טומוגרפיה ממוחשבת (CT) והדמיית תהודה מגנטית (MRI) כדי ללכוד נתונים המודינמיים. ניתן להשתמש בתמונות המתקבלות במהלך סוף הדיאסטולה והסיסטולה כדי לקבוע את נפח הדם שנפלט במהלך אותו מחזור לב. בעוד שטכניקות אלה הן זעיר פולשניות, הן מציגות רק נתונים שנרכשו בזמן ההדמיה ואינן מספקות מדדים רציפים2. הם גם תלויים במידה רבה במפעיל (הד) או דורשים ציוד מתקדם ויקר (CT ו-MRI). בהתחשב ביכולות ובמשאבים של מעבדות שונות, ישנן שיטות חלופיות שונות למדידת תפוקת הלב בצורה אופטימלית בכל מקרה.
דילול תרמי הוא שיטה נפוצה למדידת תפוקת לב בסביבה הקלינית באמצעות צנתר Swan-Ganz3. ניתן לשחזר שיטה זו במעבדה בחזירים כדי למדוד ישירות את תפוקת הלב. ניתן להשתמש בוונטריקולוגרפיה ניגודית גם אם היכולת הפלואורוסקופית זמינה4. לבסוף, צנתרי לולאת לחץ-נפח מציעים אמצעי למדידה ישירה של הלחץ והנפח של החדר על בסיס פעימה לפעימות ויכולים לייצר נתונים ניואנסים יותר5. שיטה זו משתמשת בכניסה חשמלית ובמשוואת ווי כדי למדוד את נפח החדר. בהשוואה לצנתרים ישנים מבוססי מוליכות, צנתרי כניסה מבטלים את תופעת המוליכות המקבילה בין הדם לשריר הלב, ובכך מייצרים מדידות מדויקות יותר ללא צורך בכיול חוזר6.
מטרת מחקר זה היא לאמת את הדיוק של שלוש השיטות הללו זו מול זו במונחים של מדידת נפח ותפוקה של שבץ לב במודל חזירים בריאים. בסופו של דבר, כל חוקר יכול לבחור איזו גישה מתאימה ביותר לצרכיו, בהתאם לדרישות המחקר שלו ולמשאבים העומדים לרשותו.
הנהלים אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של אוניברסיטת מרילנד, בולטימור (אישור #0320017) והתאימו להנחיות המכונים הלאומיים לבריאות למחקר אתי בבעלי חיים. חמישה חזירי יורקשייר זכרים בוגרים במשקל של בין 50 ל-70 ק"ג נרשמו למחקר. מחקר זה השתמש במערכת איסוף נתונים דיגיטלית ותוכנה מותאמת כדי לתעד את כל הנתונים ההמודינמיים והטמפרטורה. מדידת פרמטרים לבביים במודל החזירים כללה את השלבים הבאים: הכנה, דילול תרמי, ונטריקולוגרפיה, החדרת קטטר לולאת PV ולבסוף המתת חסד. כל חמשת בעלי החיים עברו כל אחד משלושת פרוטוקולי מדידת תפוקת הלב.
1. בחירת בעלי חיים ודיור
2. טשטוש ואינדוקציה של הרדמה כללית
3. עיקור והכנה של אתר הניתוח
4. קנולציה של וריד צוואר חיצוני
הערה: מתקבלת גישה ורידית צווארית להחדרת צינורית ורידים פרוזדורית ימנית במהלך הליך הדילול התרמי.
5. קנולציה של עורק הצוואר
הערה: צינורית עורק הצוואר מתבצעת כדי לספק גישה ל-LV ולשורש אבי העורקים במהלך דילול תרמי, ונטריקולוגרפיה ניגודית והחדרת קטטר לולאת PV.
6. מדידת תפוקת לב
הערה: כל השיטות הבאות מבוצעות ברצף בכל אחת מ-5 החיות ששימשו במחקר זה.
7. המתת חסד
משקל החזירים נע בין 51.4 ק"ג ל-61.5 ק"ג עם משקל ממוצע של 56.6 ±-3.6 ק"ג. נפחי המהלך הממוצעים שנמדדו על ידי צנתר לולאת PV, ונטריקולוגרפיה ודילול תרמי בכל חמשת הנבדקים היו 58.0 ±-12.0 מ"ל, 57.6 ±-8.5 מ"ל ו-53.0 ±-9.8 מ"ל, בהתאמה. תפוקות הלב הממוצעות שנמדדו על ידי צנתר לולאת PV, ונטריקולוגרפיה ודילול תר?...
מחקר זה מפרט שיטה סטנדרטית של שלוש דרכים שונות למדידה מדויקת של תפוקת הלב בחזירים. לחזירים יש אנטומיה ופיזיולוגיה קרדיווסקולרית אנלוגיות לבני אדם והוא משמש בדרך כלל כמודל לפיזיולוגיה של הלב האנושי, במיוחד להערכות פרה-קליניות של תהליכים כירורגיים והתערבותיים1...
המחברים מצהירים כי אין ניגוד אינטרסים.
ללא
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 |
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