המחברים רוצים להודות על העזרה ושיתוף הפעולה של מתקן בעלי החיים של אוניברסיטת המלכה באופן אישי. המחברים רוצים להודות על עזרתו של אוסטין ריד, מועמד TMED MSc.
מחקר זה נתמך בחלקו על ידי מענקי המכונים הלאומיים לבריאות בארה"ב (NIH) NIH 1R01HL113003-01A1 (S.L.A.), NIH 2R01HL071115-06A1 (S.L.A), קרן קנדה לחדשנות ויחידת הלב פולמונרית של המלכה (QCPU) 229252 ו- 33012 (S.L.A.), קתדרת מחקר Tier 1 קנדה בדינמיקה מיטוכונדריאלית ורפואה תרגומית 950-229252 (S.L.A.), מענק קרן המכונים הקנדיים לחקר הבריאות (CIHR) CIHR FDN 143261, קרן ויליאם ג'יי הנדרסון (S.L.A.), פרס Canadian Vascular Network Scholar Award (F.P.), ומלגת משפחת פארואיאן מאיגוד יתר לחץ הדם הריאתי של קנדה (F.P.)

כל הניסויים בוצעו בהתאם להנחיות הבטיחות הביולוגית והאתיקה של אוניברסיטת המלכה (ROMEO/TRAQ#6016826). ההליכים שבוצעו בוצעו בהתאם להנחיות המוסדיים. זהו הליך סופני. בשל הפולשנות של הצנתור הימני והשמאלי, יש להרדים את בעלי החיים מיד לאחר רכישת הנתונים. המתת חסד צריכה להתבצע על פי הנחיות המוסד למחקרים בבעלי חיים.
1. הכנה והתקנה ניסיונית
<ol><li>הכניסו את הצנתר למזרק של 10 מ"ל עם מי מלח/הפרין, בטמפרטורת החדר 30 דקות לפני תחילת הניסוי (איור 1A).</li>
	<li>לאחר 30 דקות, כייל את הצנתר (למשל, מערכת הבסיס והרכישה) בהתאם להמלצות היצרן. מערכת הרכש מציגה ערכי כיול גבוהים ונמוכים המשמשים לכיול מערכת הרכש לפני תחילת ניסוי. הפק פלט של ערכים אלה וודא שהם תואמים.<ol><li>השתמש בלחצן "בקרת איזון לחץ", "גס +/- "או "בסדר +/-" כדי להגדיר את ערך הלחץ הבסיסי על אפס.</li>
		<li>בצע כיול של שתי נקודות עבור אות גבוה ונמוך.<ol><li>במסוף הבקרה, לחץ על "הגדרת מערכת" ב "תפריט קטטר".</li>
			<li>לחץ על "שלח אות כיול" ב"תפריט הגדרת מערכת" כדי לשלוח את האות הנמוך. ודא שהלחץ, הנפח, הפאזה והגודל הם 0 מ"מ כספית, 0 μL, 0° ו- 0 μs בהתאמה.</li>
			<li>לחץ על "Enter" כדי לשלוח את האות הגבוה. ודא שהלחץ, הנפח, הפאזה והגודל הם 100 מ"מ כספית, 150 μL, 20° ו- 5,000 μs בהתאמה.</li>
			<li>לחץ על "Enter" כדי לחזור אל "תפריט הגדרת המערכת".</li>
			<li>לחץ על "6" כדי לחזור ל"תפריט קטטר". לאחר מכן לחץ על "רכוש נתונים".</li>
		</ol></li>
	</ol></li>
	<li>כופפו מחט של 30 גרם לכ-90° (איור 1B,C). מחט כפופה זו תשמש כדי לנקב את כלי הצוואר והתרדמה.</li>
</ol>2. הרדמה ובקרת טמפרטורת הגוף
<ol><li>הכניסו את העכבר (28 גרם, C57BL/6 בפרוטוקול זה) לתא הרדמה המכיל גז הרדמה (כלומר חמצן 100%, איזופלורן 3-4% לזירוז).</li>
	<li>כאשר בעל החיים מורדם, ואינו מגיב לצביטה בכפה או בזנב, הניחו את העכבר בשכיבה על כרית החימום שנקבעה בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס.</li>
	<li>חבר את העכבר למכונת ההנשמה דרך חרוט אף המספק תערובת של 100% חמצן ו -2% איזופלורן. כדי לחשב באופן אוטומטי את הגדרות האוורור המומלצות, הזן את משקל בעל החיים בתוכנה הקניינית של מכונת ההנשמה באמצעות מסך המגע. החישובים משתמשים בנוסחה הבאה: נפח גאות = 6.2 x מסת בעלי חיים1.01 (kg), קצב נשימה = 53.5 x מסת בעלי חיים-0.26 (ק"ג).</li>
	<li>הפעל את קו ההרדמה מתא ההרדמה אל חרוט האף.</li>
	<li>הכנס את בדיקת משוב הטמפרטורה לתוך פי הטבעת, ואת בדיקת כרית בין כרית לבין גב העכבר, הגדרת טמפרטורת הגוף הרצויה ל 37 ° C - 37.5 ° C. שלוט בטמפרטורה של החיה במסך הצג (איור 2A,B).</li>
	<li>הדביקו את הכפות הקדמיות וכפה דיסטלית אחת של העכבר לשמיכת החימום באמצעות סרט כירורגי, והשאירו כף אחורית אחת פנויה כדי לפקח על עומק ההרדמה.</li>
</ol>3. גישה לאתר כירורגי
<ol><li>בצע חתך צוואר הרחם הגחוני בצורת H בצורת H מהמנובריום לגובה עצם היואיד.<ol><li>יש לשקף את העור הרחק מהשרירים שמתחתיו. במידת הצורך, ניתן לכרות שרירים אלה לצורך הדמיה טובה יותר.</li>
		<li>הזיזו בעדינות את הבלוטה התת-לסתית הצידה.</li>
		<li>לנתח את הרקמה הרכה הצווארית ולחשוף את sternocleidomastoid ואת שריר sternohyoid עם מלקחיים באמצעות שיטת דיסקציה קהה.</li>
		<li>לפצל את הפאשיה באמצע, מעל הסטרנוהיואיד הזוגי. אפשר sternohyoid זוג לסגת לרוחב כדי לחשוף את קנה הנשימה. היזהרו שלא לפגוע בעורקי התרדמה ובעצבים התועה, הפועלים לצד קנה הנשימה.</li>
	</ol></li>
	<li>מעבירים מלקחיים מתחת לקנה הנשימה כדי להגביהו. לאחר מכן, העבירו תפר משי כירורגי 4.0 מתחת לקנה הנשימה וצרו קשר פוטנציאלי באמצע התפר, אשר מאוחר יותר יהודק כדי לאבטח את הצינור האנדוטרכאלי (איור 3A).</li>
	<li>באמצעות מספריים, לעשות חתך קטן בין טבעות הסחוס של קנה הנשימה מתחת לרמה של הגרון. הכניסו את הצינור האנדוטרכאלי (איור 3B).</li>
	<li>חבר את צינור קנה הנשימה למכונת ההנשמה והתחל אוורור עם 100% חמצן ו 2% איזופלורן. הדקו את הקשר סביב קנה הנשימה כדי לאבטח את הצינור האנדוטרכאלי והדביקו את צינור ההנשמה לשולחן הניתוחים. ודאו שקנה הנשימה אינו חסום או קורס (איור 3C).</li>
</ol>4. בידוד צוואר ימין וקרוטיד ימין
<ol><li>בידוד קרוטיד ימין<ol><li>באמצעות דיסקציה קהה, להזיז את שריר sternohyoid לרוחב כדי לחשוף ולבודד את עורק התרדמה הימני.</li>
		<li>בודדו את עורק התרדמה מהעצב התועה על ידי דיסקציה קהה באמצעות מלקחיים.</li>
		<li>לעבור שלושה תפרים כירורגיים (4.0) מתחת לעורק התרדמה, למעט העצב התועה.</li>
	</ol></li>
	<li>בידוד ורידים צווארי ימני<ol><li>החלף את בלוטת submandibular ו parotid לרוחב כדי לדמיין את הווריד jugular ימין. נתחו וחשפו בבוטות את וריד הצוואר הימני באמצעות מלקחיים. נתחו בזהירות את הווריד והסירו את הפאשיה שמסביב.</li>
		<li>מעבירים מלקחיים מתחת לווריד הצוואר.</li>
		<li>מעבירים תפר כירורגי אחד מתחת לווריד הצוואר, ואז קושרים אותו בצד הגולגולתי של הווריד. יש להפעיל מתיחה עדינה על תפר זה לכיוון הראש באמצעות מהדק המוסטטי.</li>
		<li>מעבירים שני תפרים נוספים מתחת לווריד הצוואר. משוך בעדינות את התפר הדיסטלי ביותר בכיוון קאודלי באמצעות מהדק המוסטטי. צור קשר רופף ופוטנציאלי בתפר האמצעי.</li>
		<li>שים כמה טיפות של מלוחים מחוממים, פיזיולוגיים על כלי באתר של venotomy צפוי.</li>
	</ol></li>
</ol>5. הליכים כירורגיים לצנתור חדר ימין וחדר שמאל
<ol><li>צנתור חדר ימין (איור 4 A-D).<ol><li>באמצעות סטריאומיקרוסקופ, לזהות את הווריד jugular.</li>
		<li>יש למרוח בעדינות אחיזה מעולה על הווריד. בצע ארס על ידי החדרת מחט מעוקלת 30 G בין תפר הגולגולת לתפר האמצעי. הכנס את המחט בזווית של 140° ביחס לווריד כדי לוודא שהיא נכנסת בצורה קואקסיאלית.</li>
		<li>כאשר מוחדר, להרחיב את הארס על ידי הזזת המחט. הכנס את קצה הצנתר לוונוטומיה, מתחת למחט. לאחר מכן לקשור בעדינות את התפר האמצעי, לאבטח את הצנתר. הערה: יש להיזהר במיוחד שלא לקשור את התפר חזק מדי, מכיוון שעודף כוח עלול לפגוע בצנתר.</li>
		<li>שחררו את התפר הקאודלי, וקדמו את הצנתר לחדר הימני, תוך גילוי צורת הגל הקלאסית של לחץ החדר הימני על צג רציף.</li>
		<li>לייצב את לחץ החדר הימני. ודא את המיקום הנכון של הצנתר בחדר הימני כדי ליצור לולאת PV אופטימלית.<ol><li>לייצב את הגודל, המשקף את הדם והשריר, כדי ליצור לולאות לחץ-גודל (כלומר, לחץ ציר Y, גודל ציר X). במידת הצורך, סובב בעדינות את מוט הצנתר כדי להשיג מיקום אופטימלי של הצנתר לאורך ציר החדר הימני. הערה: ערך הפאזה המקסימלי, המשקף את השריר, צריך להיות מתחת ל-7°.</li>
		</ol></li>
		<li>כאשר אות הלולאה של גודל הלחץ הוא אופטימלי, לחץ על "Enter" במסוף במהלך הרכישה כדי לבצע סריקה בסיסית. ודא שהדופק המדווח על מסך הצג בפעימות לדקה (פעימות לדקה) הוא בטווח פיזיולוגי (כלומר, 400-600 פעימות לדקה).</li>
		<li>צור את לולאות ה- PV. שנה את "מגניטודה" ל"נפח" כפרמטר עבור ציר X ושמור על הלחץ כציר Y. כאשר אות לולאות PV הוא אופטימלי, הקלט עבור 30 שניות.</li>
		<li>עצור את ההקלטה. משכו את הצנתר לאחור ונגבו בעדינות עם גזה. הכניסו את הצנתר לתמיסת הפרין/נתרן כלורי וקשרו את התפר הקאודלי כדי לעצור דימום מהווריד הצווארי.</li>
	</ol></li>
	<li>צנתור חדר שמאל (איור 5 A-D).<ol><li>הרימו בעדינות את התרדמה הימנית, שבודדה בעבר (5A) על ידי החלקת מלקחיים מעוקלים מתחת לעורק.</li>
		<li>לקשור את התפר הקודם, ובכך לחסום את העורק. לאחר מכן, החל בעדינות מתיחה מכוונת גולגולת באמצעות מהדק המוסטטי.</li>
		<li>משוך את התפר הדיסטלי ביותר בכיוון קאודלי באמצעות מהדק המוסטטי. צור קשר פוטנציאלי רופף בתפר האמצעי.</li>
		<li>שים כמה טיפות של מלוחים פיזיולוגיים מחוממים על הכלי באתר של arteriotomy הצפוי. התמקדו בקטע הגולגולתי, בין התפר הקאודלי לתפר האמצעי, באמצעות המיקרוסקופ הסטריאוטקסי.</li>
		<li>יש להפעיל בעדינות אחיזה מעולה על העורק. בצע ארטריוטומיה, על ידי החדרת מחט מעוקלת 30 G בין תפר הגולגולת לתפר האמצעי. הכנס את המחט ב 140° ביחס לעורק כדי להבטיח שהיא נכנסת בצורה קואקסיאלית.</li>
		<li>הכנס את קצה הצנתר לתוך העורקים ולאחר מכן הדק את התפר האמצעי כדי לאבטח את הצנתר. במקביל, שחררו את התפר הדיסטלי וקדמו את הצנתר לתוך אבי העורקים כדי להתחיל להקליט. ודא שערוץ הלחץ מציג עקבות אבי העורקים טיפוסי.</li>
		<li>לקדם את נסיגת הצנתר דרך המסתם האאורטלי לחדר השמאלי. הכניסה לחדר השמאלי תיראה מהירידה הניכרת הפתאומית בלחץ הדיאסטולי מאבי העורקים.</li>
		<li>לייצב את לחץ החדר השמאלי. ודא את המיקום הנכון של הצנתר בחדר השמאלי כדי ליצור לולאת PV אופטימלית.<ol><li>לייצב את הגודל, המשקף את הדם והשריר, כדי ליצור לולאות לחץ-גודל (כלומר, לחץ ציר Y, גודל ציר X). במידת הצורך, סובב בעדינות את מוט הצנתר כדי להשיג מיקום אופטימלי של הצנתר לאורך ציר החדר השמאלי. הערה: ערך הפאזה המקסימלי, המשקף את השריר, צריך להיות מתחת ל-7°.</li>
		</ol></li>
		<li>עצור את ההקלטה. משכו את הצנתר לאחור והכניסו אותו לתמיסת הפרין/נתרן כלורי. ואז לקשור את התפר הקאודלי.</li>
		<li>נקו את הצנתר עם חומר ניקוי אנזימטי (למשל, אנדוזימה). הערה: לאחר הניתוח, יש להרדים את בעל החיים בהתאם להנחיות המוסד ללימודי בעלי חיים. </li>
	</ol></li>
</ol>6. ניתוח נתונים
<ol><li>בצע את ניתוח לולאת PV על פי המלצות שנקבעו.<ol><li>בחר את מעקב עוצמת הלחץ האופטימלי (רצוי הקלטה שלמה ויציבה של 30 שניות). בתוכנה, לחץ על "מתקדם", לחץ על "לולאות" ולאחר מכן לחץ על "חישוב לא מקוון".</li>
		<li>בחר עוצמת קול כערוץ עוצמת קול ולחץ כערוץ לחץ.</li>
		<li>לקבלת תוצאות עקביות יש צורך במינימום של 20 לולאות.</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol>
	<li>Nowbar, A. N., Howard, J. P., Finegold, J. A., Asaria, P., Francis, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=2014+Global+geographic+analysis+of+mortality+from+ischaemic+heart+disease+by+country,+age+and+income:+Statistics+from+World+Health+Organisation+and+United+Nations.">2014 Global geographic analysis of mortality from ischaemic heart disease by country, age and income: Statistics from World Health Organisation and United Nations.</a> International Journal of Cardiology. 174 (2), 293-298 (2014).</li><li>Nowbar, A. N., Gitto, M., Howard, J. P., Francis, D. P., Al-Lamee, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mortality+From+Ischemic+Heart+Disease.">Mortality From Ischemic Heart Disease.</a> Circulation. Cardiovascular quality and outcomes. 12 (6), 005375 (2019).</li><li>Finegold, J. A., Asaria, P., Francis, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mortality+from+ischaemic+heart+disease+by+country,+region,+and+age:+Statistics+from+World+Health+Organisation+and+United+Nations.">Mortality from ischaemic heart disease by country, region, and age: Statistics from World Health Organisation and United Nations.</a> International Journal of Cardiology. 168 (2), 934-945 (2013).</li><li>McClellan, M., Brown, N., Califf, R. M., Warner, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Call+to+Action:+Urgent+Challenges+in+Cardiovascular+Disease:+A+Presidential+Advisory+From+the+American+Heart+Association.">Call to Action: Urgent Challenges in Cardiovascular Disease: A Presidential Advisory From the American Heart Association.</a> Circulation. 139 (9), 44-54 (2019).</li><li>Clark, J. E., Marber, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advancements+in+pressure-volume+catheter+technology+-+stress+remodelling+after+infarction.">Advancements in pressure-volume catheter technology - stress remodelling after infarction.</a> Experimental Physiology. 98 (3), 614-621 (2013).</li><li>Price, L. C., Wort, S. J., Finney, S. J., Marino, P. S., Brett, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulmonary+vascular+and+right+ventricular+dysfunction+in+adult+critical+care:+current+and+emerging+options+for+management:+a+systematic+literature+review.">Pulmonary vascular and right ventricular dysfunction in adult critical care: current and emerging options for management: a systematic literature review.</a> Critical Care. 14 (5), 169 (2010).</li><li>Ryan, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Right+Ventricular+Adaptation+and+Failure+in+Pulmonary+Arterial+Hypertension.">Right Ventricular Adaptation and Failure in Pulmonary Arterial Hypertension.</a> The Canadian Journal of Cardiology. 31 (4), 391-406 (2015).</li><li>Cooper, L. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hemodynamic+Predictors+of+Heart+Failure+Morbidity+and+Mortality:+Fluid+or+Flow.">Hemodynamic Predictors of Heart Failure Morbidity and Mortality: Fluid or Flow.</a> Journal of cardiac failure. 22 (3), 182-189 (2016).</li><li>Turina, J., Stark, T., Seifert, B., Turina, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predictors+of+the+long-term+outcome+after+combined+aortic+and+mitral+valve+surgery.">Predictors of the long-term outcome after combined aortic and mitral valve surgery.</a> Circulation. 100 (19), 48-53 (1999).</li><li>Vonk Noordegraaf, A., Gali&#232;, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+the+right+ventricle+in+pulmonary+arterial+hypertension.">The role of the right ventricle in pulmonary arterial hypertension.</a> European Respiratory Review : An Official Journal of the European Respiratory Society. 20 (122), 243-253 (2011).</li><li>Vonk-Noordegraaf, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Right+heart+adaptation+to+pulmonary+arterial+hypertension:+physiology+and+pathobiology.">Right heart adaptation to pulmonary arterial hypertension: physiology and pathobiology.</a> Journal of the American College of Cardiology. 62 (25), 22-33 (2013).</li><li>Potus, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Downregulation+of+miR-126+Contributes+to+the+Failing+Right+Ventricle+in+Pulmonary+Arterial+Hypertension.">Downregulation of miR-126 Contributes to the Failing Right Ventricle in Pulmonary Arterial Hypertension.</a> Circulation. 132 (10), 932-943 (2015).</li><li>Potus, F., Hindmarch, C., Dunham-Snary, K., Stafford, J., Archer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcriptomic+Signature+of+Right+Ventricular+Failure+in+Experimental+Pulmonary+Arterial+Hypertension:+Deep+Sequencing+Demonstrates+Mitochondrial,+Fibrotic,+Inflammatory+and+Angiogenic+Abnormalities.">Transcriptomic Signature of Right Ventricular Failure in Experimental Pulmonary Arterial Hypertension: Deep Sequencing Demonstrates Mitochondrial, Fibrotic, Inflammatory and Angiogenic Abnormalities.</a> International Journal of Molecular Sciences. 19 (9), 2730 (2018).</li><li>Xiong, P. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biventricular+Increases+in+Mitochondrial+Fission+Mediator+(MiD51)+and+Proglycolytic+Pyruvate+Kinase+(PKM2)+Isoform+in+Experimental+Group+2+Pulmonary+Hypertension-Novel+Mitochondrial+Abnormalities.">Biventricular Increases in Mitochondrial Fission Mediator (MiD51) and Proglycolytic Pyruvate Kinase (PKM2) Isoform in Experimental Group 2 Pulmonary Hypertension-Novel Mitochondrial Abnormalities.</a> Frontiers in Cardiovascular Medicine. 5, 195 (2019).</li><li>Schwarz, K., Singh, S., Dawson, D., Frenneaux, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Right+Ventricular+Function+in+Left+Ventricular+Disease:+Pathophysiology+and+Implications.">Right Ventricular Function in Left Ventricular Disease: Pathophysiology and Implications.</a> Heart, Lung and Circulation. 22 (7), 507-511 (2013).</li><li>Buckberg, G., Hoffman, J. I. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Right+ventricular+architecture+responsible+for+mechanical+performance:+Unifying+role+of+ventricular+septum.">Right ventricular architecture responsible for mechanical performance: Unifying role of ventricular septum.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 148 (6), 3166-3171 (2014).</li><li>Buckberg, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ventricular+septum:+the+lion+of+right+ventricular+function,+and+its+impact+on+right+ventricular+restoration.">The ventricular septum: the lion of right ventricular function, and its impact on right ventricular restoration.</a> European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 29, 272-278 (2006).</li><li>Farrar, D. J., Chow, E., Brown, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolated+Systolic+and+Diastolic+Ventricular+Interactions+in+Pacing-Induced+Dilated+Cardiomyopathy+and+Effects+of+Volume+Loading+and+Pericardium.">Isolated Systolic and Diastolic Ventricular Interactions in Pacing-Induced Dilated Cardiomyopathy and Effects of Volume Loading and Pericardium.</a> Circulation. 92 (5), 1284-1290 (1995).</li><li>Dickstein, M. L., Todaka, K., Burkhoff, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Left-to-right+systolic+and+diastolic+ventricular+interactions+are+dependent+on+right+ventricular+volume.">Left-to-right systolic and diastolic ventricular interactions are dependent on right ventricular volume.</a> The American Journal of Physiology. 272 (6), 2869-2874 (1997).</li><li>Slater, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systolic+ventricular+interaction+in+normal+and+diseased+explanted+human+hearts.">Systolic ventricular interaction in normal and diseased explanted human hearts.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 113 (6), 1091-1099 (1997).</li><li>Rosenkranz, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulmonary+hypertension+due+to+left+heart+disease:+Updated+Recommendations+of+the+Cologne+Consensus+Conference+2011.">Pulmonary hypertension due to left heart disease: Updated Recommendations of the Cologne Consensus Conference 2011.</a> International Journal of Cardiology. 154, 34-44 (2011).</li><li>Ranchoux, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+Syndrome+Exacerbates+Pulmonary+Hypertension+due+to+Left+Heart+Disease.">Metabolic Syndrome Exacerbates Pulmonary Hypertension due to Left Heart Disease.</a> Circulation Research. 125 (4), 449-466 (2019).</li><li>Habib, G., Torbicki, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+echocardiography+in+the+diagnosis+and+management+of+patients+with+pulmonary+hypertension.">The role of echocardiography in the diagnosis and management of patients with pulmonary hypertension.</a> European Respiratory Review : An official Journal of the European Respiratory Society. 19 (118), 288-299 (2010).</li><li>Brierre, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+echocardiographic+prognostic+factors+for+mortality+in+pulmonary+arterial+hypertension.">New echocardiographic prognostic factors for mortality in pulmonary arterial hypertension.</a> European Journal of Echocardiography. 11 (6), 516-522 (2010).</li><li>Badano, L. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Right+ventricle+in+pulmonary+arterial+hypertension:+haemodynamics,+structural+changes,+imaging,+and+proposal+of+a+study+protocol+aimed+to+assess+remodelling+and+treatment+effects.">Right ventricle in pulmonary arterial hypertension: haemodynamics, structural changes, imaging, and proposal of a study protocol aimed to assess remodelling and treatment effects.</a> European Journal of Echocardiography: the Journal of the Working Group on Echocardiography of the European Society of Cardiology. 11 (1), 27-37 (2010).</li><li>Ibrahim, E. -. S. H., Bajwa, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Severe+Pulmonary+Arterial+Hypertension:+Comprehensive+Evaluation+by+Magnetic+Resonance+Imaging.">Severe Pulmonary Arterial Hypertension: Comprehensive Evaluation by Magnetic Resonance Imaging.</a> Case Reports in Radiology. 2015, 946920 (2015).</li><li>Pinsky, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+right+ventricle:+interaction+with+the+pulmonary+circulation.">The right ventricle: interaction with the pulmonary circulation.</a> Critical Care. 20 (1), 266 (2016).</li><li>Kosova, E., Ricciardi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+Catheterization.">Cardiac Catheterization.</a> JAMA. 317 (22), 2344 (2017).</li><li>Lindqvist, P., Calcutteea, A., Henein, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Echocardiography+in+the+assessment+of+right+heart+function.">Echocardiography in the assessment of right heart function.</a> European Journal of Echocardiography. 9 (2), 225-234 (2007).</li><li>Fogel, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+Cardiac+Function+by+Magnetic+Resonance+Imaging.">Assessment of Cardiac Function by Magnetic Resonance Imaging.</a> Pediatric Cardiology. 21 (1), 59-69 (2000).</li><li>Janardhanan, R., Kramer, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+in+hypertensive+heart+disease.">Imaging in hypertensive heart disease.</a> Expert Review of Cardiovascular Therapy. 9 (2), 199-209 (2011).</li><li>Attili, A. K., Schuster, A., Nagel, E., Reiber, J. H. C., vander Geest, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+in+cardiac+MRI:+advances+in+image+acquisition+and+processing.">Quantification in cardiac MRI: advances in image acquisition and processing.</a> The International Journal of Cardiovascular Imaging. 26 (1), 27-40 (2010).</li><li>Urboniene, D., Haber, I., Fang, Y. -. H., Thenappan, T., Archer, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+of+high-resolution+echocardiography+and+magnetic+resonance+imaging+vs.+high-fidelity+catheterization+in+experimental+pulmonary+hypertension.">Validation of high-resolution echocardiography and magnetic resonance imaging vs. high-fidelity catheterization in experimental pulmonary hypertension.</a> American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 299 (3), 401-412 (2010).</li><li>Ashton, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anatomical+and+functional+imaging+of+myocardial+infarction+in+mice+using+micro-CT+and+eXIA+160+contrast+agent.">Anatomical and functional imaging of myocardial infarction in mice using micro-CT and eXIA 160 contrast agent.</a> Contrast Media &amp; Molecular Imaging. 9 (2), 161 (2014).</li><li>Larson, E. R., Feldman, M. D., Valvano, J. W., Pearce, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+the+Spatial+Sensitivity+of+Conductance/Admittance+Catheter+Ventricular+Volume+Estimation.">Analysis of the Spatial Sensitivity of Conductance/Admittance Catheter Ventricular Volume Estimation.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 60 (8), 2316-2324 (2013).</li><li>Sasayama, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+cardiac+function+by+left+heart+catheterization:+an+analysis+of+left+ventricular+pressure-volume+(length)+loops.">Assessment of cardiac function by left heart catheterization: an analysis of left ventricular pressure-volume (length) loops.</a> Journal of Cardiography. Supplement. (1), 25-34 (1984).</li><li>Lindsey, M. L., Kassiri, Z., Virag, J. A. I., de Castro Br&#225;s, L. E., Scherrer-Crosbie, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guidelines+for+measuring+cardiac+physiology+in+mice.">Guidelines for measuring cardiac physiology in mice.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 314 (4), 733-752 (2018).</li><li>Townsend, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+Pressure+Volume+Loops+in+the+Mouse.">Measuring Pressure Volume Loops in the Mouse.</a> Journal of Visualized Experiments JoVE. (111), e53810 (2016).</li><li>Provencher, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standards+and+Methodological+Rigor+in+Pulmonary+Arterial+Hypertension+Preclinical+and+Translational+Research.">Standards and Methodological Rigor in Pulmonary Arterial Hypertension Preclinical and Translational Research.</a> Circulation Research. 122 (7), 1021-1032 (2018).</li><li>Lips, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Left+Ventricular+Pressure-Volume+Measurements+in+Mice:+Comparison+of+Closed-Chest+Versus+Open-Chest+Approach.">Left Ventricular Pressure-Volume Measurements in Mice: Comparison of Closed-Chest Versus Open-Chest Approach.</a> Basic Res Cardiol. 99 (5), 351-359 (2004).</li></ol>

הערכת תפקוד הלב היא שלב קריטי במחקר פרה-קליני של הלב וכלי הדם הריאתיים. בעבודה זו הצענו פרוטוקול להערכה דו-חדרית סגורה בחזה של תפקוד הלב בעכברים. באמצעות גישה זו, ניתן ליצור את לולאות PV של החדר הימני והחדר השמאלי באותו עכבר. גישה זו מספקת הערכה חזקה ומלאה של תפקוד הלב, ומאפשרת מדידה של תפקוד סיסטולי ודיאסטולי, כמו גם נפח שבץ ותפוקת לב. בניגוד לגישת החזה הפתוח המשמשת באופן קלאסי לצנתור מכרסמים, טכניקת חזה סגור זו מביאה לפיזיולוגיה יציבה יותר ולנתונים רלוונטיים יותר מבחינה פיזיולוגית. בעוד שמבחינה טכנית מאתגר יותר ותלוי בכישורי המפעיל כדי למקם בהצלחה את הצנתר בחדר ימין ושמאל, גישת החזה הסגור מגבילה את הטראומה והדימום הקשורים לניתוח חזה פתוח ומפחיתה את שינויי הלחץ הדרסטיים הקשורים לחשיפת הריאות ללחץ אטמוספרי. גישת החזה הסגור גם מדמה טוב יותר את הליך צנתור הלב המבוצע בחולים, מה שמשפר את הרלוונטיות של שימוש בטכניקה זו במחקר פרה-קליני.
ההליך הכירורגי הוא השלב הקריטי של הפרוטוקול. גם כאשר משתמשים במיקרוסקופ כירורגי להחדרת קטטר לווריד הצוואר או לעורק התרדמה, דבר מומלץ, הליך זה דורש תרגול ומיומנות טכנית. דיסקציה זהירה של כלי הדם ללא הפאשיה שמסביב באמצעות דיסקציה עדינה וקהה תגביר את הצלחת הקנולציה תוך מזעור הסיכון לדימום. כדי למזער את איבוד הדם, חיוני לנטרל את התרדמה בשלבים עוקבים: 1) להכניס את קצה הצנתר בעורק התרדמה; 2) לקשור בעדינות את התפר סביב החלק של העורק המכיל את הצנתר; 3) לשחרר את התפר הבטוח, המאפשר תנועת קטטר תוך שמירה על מתיחה עדינה כלפי מעלה כדי למזער דימום; ו-4) מקדמים את הצנתר לאבי העורקים. מיקום הצנתר בחדר, כפי שנקבע על ידי ניטור צורת גל בזמן אמת, הוא החלק המאתגר ביותר בפרוטוקול זה. כל האלקטרודות של הצנתר צריכות להיות בתוך חלל החדר ואף אחת לא צריכה לגעת בקיר. כל מיקום לא נכון של הצנתר יגרום ללולאות PV לא סדירות וישפיע לרעה או ימנע איסוף נתונים. זיהוי צורת הגל האופיינית של נפח הלחץ הנובעת מהימצאות כל האלקטרודות בתוך החדר מאפשר להיות בטוחים במיקום צנתר מתאים. חיוני להשיג צורת גל יציבה של לחץ חדרי ולולאות יציבות של גודל לחץ לפני המעבר למצב PV ורכישת נפח. ידע נכון בפיזיולוגיה ואנטומיה של הלב חיוני להצלחת הליך זה. קריאה מקוונת של עקבות PV, מהאטריום, אזור המסתם הטריקוספיד והחדר הימני, תראה את התקדמות הצנתר ותסייע בהשגת מיקום נכון. חיוני לדעת את קצב הלב הרגיל (400-600 פעימות לדקה), ואת צורות הגל והלחצים הצפויים (למשל, לחץ סיסטולי בחדר ימין, 18-25 מ"מ כספית, לחץ דיאסטולי <5 מ"מ כספית; לחץ סיסטולי בחדר שמאל 60-120 מ"מ כספית40, לחץ דיאסטולי <8 מ"מ כספית) בעכברים כדי לאפשר למפעיל להעריך את אמיתות הנתונים שנצפו.
איכות ויכולת השחזור של הנתונים יהיו תלויים במהירות ההליך ואיבוד דם או דימום. ההליך מהרדמה ועד השלמת איסוף הנתונים אורך בממוצע ~30-40 דקות לעכבר. צנתור לב ימין מהחדרת הצנתר לקליטת הנתונים אורך 5-10 דקות, צנתור לב שמאל מהחדרת הצנתר לקליטת הנתונים אורך עוד 10-15 דקות. נתוני איכות הפרסום מתקבלים ב~75% מהמקרים. רצף השלבים בצנתור הלב צריך להישמר קבוע בין בעלי החיים. בהליך זה, העכברים עוברים אינטובציה תחילה, לאחר מכן צנתור החדר הימני, ולבסוף צנתור החדר השמאלי. ההחלטה להמשיך בסדר זה מתבססת על הקושי הגדול יותר והסיכון לדימום של צנתור לב שמאל לעומת צנתור לב ימין. ניתן לצפות בחפץ הקלטת רעש לא ספציפי של 50 הרץ. ניתן להפחית רעש זה באמצעות מסנן FIR עם חיתוך גבוה של 50 הרץ וחיתוך נמוך של 0 בתוכנה. עבור ערוץ עוצמת הקול, צור ערוץ/מסנן/מסנן FIR חדש. ניתן להחיל מסנן חריץ של 50 הרץ גם במהלך רכישת נתונים כדי למנוע רעשי חשמל ולהסיר הפרעות בתדרי רדיו.
ככל שהצנתור נעשה מהר יותר, כך איכות הנתונים טובה יותר. על סמך ניסיון קודם, מומלץ לרכוש את הנתונים תוך 15 דקות. הארכת זמן הצנתור מגבירה את הלחץ הפיזיולוגי על בעל החיים ומעלה את הסיכון להפרעות קצב עקב הימצאות הצנתר בחלל. כוחות אלה יכולים להפחית את נפח השבץ ולפגוע ביכולת השחזור והפרשנות של צורות הגל. בנוסף, קצה הצנתר חד ויכול לפגוע או לנקב את החדר. זה חשוב במיוחד עבור החדר הימני, שהוא ~ 1/3rd עובי החדר השמאלי.
טרכאוסטומיה פולשנית ואוורור מכני בלחץ חיובי גורמים לנשימה יציבה ומבוקרת של העכברים ומפחיתים את השונות של רכישת לולאות PV. עם זאת, לחץ פקיעת קצה חיובי (PEEP) הוא ניגוד בולט לאוורור רגיל, שהוא תופעת לחץ שלילי. יחד, אוורור בלחץ חיובי ו-PEEP מפחיתים את תפוקת הלב ומפחיתים את לחץ הלב הימני. לכן, בעוד שנדרש לרכישת נתונים יציבים, אוורור מכני כמו גם השפעות לב-דיכאון של ההרדמה ישפיעו על לולאות ה-PV ויש להתייחס אליהן כמגבלה. עצירה זמנית של אוורור מכני במהלך הקלטה קצרה של לולאות PV משמשת לחיסול מקור פוטנציאלי זה של חפצים. שים לב כי יעילות אוורור יכול להיות מאושר על ידי ניטור capnography של פחמן דו חמצני.
הכישורים הטכניים הנדרשים לגישת החזה הסגור עשויים להיות מגבלה של טכניקה זו. כמו כן, מאתגר להשיג מיקום תקין ויציב של הצנתר בחדר. סיכויי ההצלחה גדלים עם ניסיון המפעיל ועם גודל ומשקל העכברים. צנתור של עכברים מתחת ל-20 גרם הוא מאתגר ביותר. הגיאומטריה התאית הייחודית של החדר הימני עשויה להשפיע על מדידת הנפח ויש לקחת אותה בחשבון. חומר ההרדמה בו נעשה שימוש, קצב הלב, הטמפרטורות וזן בעלי החיים עלולים להשפיע על הפרמטרים ההמודינמיים ויש לדווח עליהם בזהירות ולנטר אותם.
לסיכום, בפרוטוקול זה צנתור חדר ימין ושמאל מבוצעים באותו עכבר. בהתאם למטרות הספציפיות של המדען, צנתור חדר שמאל או ימין יכול להתבצע באופן עצמאי, תוך שימוש בחלק הרלוונטי של ההליך הדו-חדרי. עם זאת, הגישה המוצגת היא אופטימלית להערכה מלאה של תפקוד הלב.

על פי ארגון הבריאות העולמי (WHO), מחלות לב הן סיבת המוות המובילה בעולם בקרב גברים ונשיםכאחד 1,2,3. מחקרים רבים מתמקדים באבחון ושיפור תפקוד לב לקוי4. עבור יישומים אלה, הערכה איכותית וניתנת לשחזור של תפקוד הלב היא קריטית. נתוני צנתר באיכות גבוהה וניתנים לשחזור נדרשים כדי להעריך תגובות אטיולוגיות וטיפוליות כאחד. לדוגמה, הערכת תפקוד הלב חיונית להערכת יעילותן של תרופות וטיפולים אחרים במודלים פרה-קליניים של אוטם שריר הלב5. בעוד מחקרים קרדיווסקולריים רבים מתמקדים בתפקוד החדר השמאלי, תפקוד החדר הימני הוא גם גורם מכריע ביכולת התפקודית ובפרוגנוזה בחולים עם מחלת כלי דם ריאתיים 6,7. בחולים עם אי ספיקת לב מתקדמת, לחצי מילוי גבוהים באופן מתמשך בצד ימין ובצד שמאל מנבאים את הסיכון המשולב למוות, אשפוז קרדיווסקולרי והשתלת לב8. במחלה משולבת של אבי העורקים והמסתם המיטרלי, תפקוד שריר הלב לפני הניתוח (המתבטא בפרמטרים כגון אינדקס הלב ומקטע פליטת החדר השמאלי) הוא המנבא העיקרי להישרדות ארוכת טווח9. תפקוד החדר הימני הוא המנבא העיקרי הן לתחלואה והן לתמותה ביתר לחץ דם עורקי ריאתי10,11. לפיכך, הערכה של תפקוד החדר הימני היא מרכיב הכרחי במחקר פרה-קליני מקיף באמצעות מודלים של יתר לחץ דם עורקי ריאתי12,13,14.
תפקוד החדר השמאלי והימני נחקרים לעתים קרובות באופן עצמאי. עם זאת, מכיוון שהפונקציות של החדר השמאלי והימני קשורות זו לזו, אידיאלי לקבל הערכה דו-חדרית של תפקוד סיסטולי ודיאסטולי מבדיקה אחת15. לדוגמה, החדר הימני חולק סיבים אלכסוניים במחיצה הבין-חדרית עם החדר השמאלי, המהווה את אחד הקשרים המכניים בין פונקציית ההתכווצות של החדר השמאלי והימני16,17. תופעה זו, המכונה אינטראקציה חדרית סיסטולית, מאפשרת להתכווצות החדר השמאלי להגביר את התכווצות החדר הימני. אינטראקציות חדריות במהלך דיאסטולה חשובות גם הן. במהלך הדיאסטולה, נפחו של חדר אחד משפיע על נפח החדר הנגדי, ובכך משנה את ההיענות הדיאסטולית ואת העומס המוקדם18,19. במצבים פתולוגיים, ירידה בתפקוד של חדר אחד, או עומס נפח לקוי, יכולים לפגוע במישרין או בעקיפין בתפקוד של החדר השני20. כתוצאה מאינטראקציה חדרית סיסטולית, ירידה גלובלית בתפקוד החדר השמאלי עלולה להפחית את ביצועי התכווצות החדר הימני15. בחולים עם אי ספיקת לב עקב תפקוד סיסטולי של החדר השמאלי ולחץ דיאסטולי סופי מוגבר, לחץ עורק הריאה מוגבר, ובעקיפין מגביר את עומס החדר הימני21,22. לעומת זאת, לחץ מוגבר בחדר ימין ועומס נפח ביתר לחץ דם ריאתי חמור מפעיל דחיסה מכנית על הלב השמאלי. השטחה בצורת D זו של החדר השמאלי, הנגרמת על ידי תזוזה שמאלה במחיצה הבין-חדרית, מפחיתה את נפחי החדר השמאלי ופוגעת בתפקוד הסיסטולי והדיאסטולי 23,24,25,26,27. לפיכך, הערכת החדר השמאלי והימני חיונית להערכת תפקוד הלב העולמי במודלים פרה-קליניים של מחלות אנושיות.
תפקוד הלב יכול להיות מוערך גם על ידי אקוקרדיוגרפיה לא פולשנית, הדמיית תהודה מגנטית (MRI), וצנתור פולשני28,29,30. אקוקרדיוגרפיה היא שיטת ההדמיה הנפוצה ביותר במחקר לב וכלי דם מכיוון שהיא זולה יחסית ונגישה31. עם זאת, לאקוקרדיוגרפיה מספר מגבלות טכניות, כולל מדידה עקיפה של לחץ מילוי ויכולת מוגבלת לכמת תפקוד דיאסטולי. בנוסף, איכות הנתונים המתקבלים על ידי אקוקרדיוגרפיה תלויה מאוד במפעיל. MRI לב הוא תוספת חדשה יחסית לנשק הדמיה פרה-קליני שיש לו פוטנציאל גדול להערכה כמותית של תפקוד דו-חדרי. הכימות באמצעות MRI לב הוא מדויק, שכן הוא אינו מניח הנחות גיאומטריות של צורת החדר, בניגוד לאקוקרדיוגרפיה32. עם זאת, פלטפורמת הדמיית MRI היא יקרה, והיא זמינה לעתים רחוקות. יתר על כן, עיבוד נתוני MRI דורש תמיכה מיומנת של פיזיקאי או מדען מקביל, דבר שחסר במעבדות פרה-קליניות רבות33. באופן דומה, השימוש בטומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת (MicroCT) במחקרים פרה-קליניים מספק נתונים אנטומיים תלת-ממדיים (תלת-ממדיים) כמותיים ברזולוציה גבוהה הניתנים להשגה באופן לא פולשני, ומאפשרים מחקרי אורך34. עם זאת, הדמיית MicroCT דורשת הזרקה של חומרי ניגוד, אשר לעתים קרובות יקרים. פלטפורמת ההדמיה MicroCT, כמו MRI, גם היא יקרה ודורשת גם טכנאי מיומן.
לעומת זאת, צנתור היא טכניקה פולשנית הכוללת החדרת קטטר לחדר ימין ו/או שמאל למדידת לחץ ו/או נפח. הכלים הנדרשים לביצוע צנתור לב אינם יקרים כמו אקוקרדיוגרפיה, CT או MRI. עם זאת, נדרשת מיומנות טכנית משמעותית בצנתור ובהרדמה של בעלי חיים קטנים. הצנתור מאפשר הערכה ישירה ומדויקת של תפקוד הלב28. בפרוטוקול זה, צנתר PV אשפוז משמש להערכת תפקוד הלב. טכנולוגיה זו, המבוססת על תכונות ההולכה החשמלית המובהקות של הדם ושריר הלב, מאפשרת רישום בו זמנית של לחץ ונפח בתוך חלל הלב ויצירת לולאות PV בזמן אמת 5,35. בקצרה, הצנתר מורכב הן מאלקטרודות עירור והן מאלקטרודות רישום. אלקטרודות העירור מייצרות שדה חשמלי בתוך החדר הימני או השמאלי. אלקטרודת ההקלטה הפנימית מודדת שינוי מתח, שהוא פרופורציונלי לשינוי בהתנגדות. הפקת נפח החדר מבוססת על חוק אוהם (מתח = זרם x התנגדות) שממנו מחושבת מוליכות (כלומר, הופכי ההתנגדות). בהגדרה זו, ערך המוליכות הנמדד הוא שילוב של מוליכות הדם ומוליכות השרירים. בשדה החשמלי, הדם הוא התנגדותי בלבד בעוד שריר יש גם תכונות קיבולי התנגדות. התכונה הקיבולית של השריר גורמת לעיכוב זמן באות הנמדד. מעקב אחר עיכוב זה, המכונה זווית "פאזה", מדווח על חדירת רקמת הלב לשדה כאשר הלב מתכווץ. מדידה זו היא הגדולה ביותר בסיסטולה, והנמוכה ביותר בדיאסטולה. תכונה זו מאפשרת הפרדה של מרכיב השריר של המוליכות מזו של הדם ומאפשרת קירוב קרוב של נפחים סיסטוליים ודיאסטוליים מוחלטים. לולאות נפח לחץ מספקות מגוון פרמטרים המודינמיים שאינם ניתנים למדידה בקלות בשיטות אחרות, כגון צנתור מדרדר פשוט באמצעות צנתרים מלאים בנוזל למדידת לחצי לב. לולאות נפח לחץ מודדות לחצים חדריים אך גם מספקות נתונים על התכווצות, אלסטיות, כוח, אנרגטיקה ויעילות. בנוסף, לולאות PV מספקות מדידות כמותיות חזקות36. לפיכך, הערכת תפקוד הלב על ידי לולאות PV הנוצרות על ידי צנתור התגלתה כתקן הזהב במחקר פרה-קליני37. בנוסף, טכניקות פרה-קליניות רלוונטיות למחלות אנושיות בהן צנתור לב, אם כי עם צנתרים מלאים בנוזל, נפוץ. עם זאת, צנתור לב במכרסמים דורש הרדמה ללא דופי וטכניקה מצוינת כדי למנוע אובדן יתר של דם, hypoventilation, או שינויים בטמפרטורת הגוף.
בחולים אנושיים, צנתור הלב מבוצע בתצורת חזה סגור וגישה וסקולרית מושגת דרך הווריד הצווארי או הסובקלבי לחדר ימין ועורק רדיאלי או פמורלי לחדר שמאל. בשל גודלם הקטן של עכברים, גישת החזה הסגור היא לעתים קרובות מאתגרת. לכן, מחקרים שנערכו בעכברים בדרך כלל מאמצים גישה של חזה פתוח. טכניקה זו כוללת פתיחת בית החזה, ובכך חשיפת הלב, והקלה על החדרת הצנתר באמצעות ניקוב של קודקוד החדר השמאלי ו/או הימני38. בעוד שגישה זו פחות מאתגרת מבחינה טכנית וניתנת לשחזור למדי, מגבלותיה העיקריות כוללות דימום וסיבוכים אחרים של החדרת קטטרים אפיקליים, וירידה ניכרת בלחץ תוך לבבי כתוצאה מפתיחת חלל בית החזה ללחץ אטמוספרי. פתיחת בית החזה במכרסם מאוורר גורמת לירידה של 5-10 מ"מ כספית בלחץ הסיסטולי של החדר השמאלי וירידה של 2-5 מ"מ כספית בלחץ החדר הימני39. לכן, פותחה גישת חזה סגור שהיא פחות טראומטית ללב ומניבה מדידות פיזיולוגיות רלוונטיות יותר המתורגמות ביתר קלות להערכה קלינית של תפקוד הלב.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:664px;" width="663">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">ADVantage Pressure-Volume System (ADV500)</td>
			<td style="width:121px;">Transonic</td>
			<td style="width:161px;">FY097B</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Endozime AW triple plus</td>
			<td style="width:121px;">Ruhof</td>
			<td style="width:161px;">34521</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Fiber optic dual Gooseneck</td>
			<td style="width:121px;">Volpi Intralux</td>
			<td style="width:161px;"># 6000-1</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Forceps</td>
			<td style="width:121px;">F.S.T</td>
			<td style="width:161px;">11052-10</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Forceps</td>
			<td style="width:121px;">F.S.T</td>
			<td style="width:161px;">11251-20</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Gauze sponges</td>
			<td style="width:121px;">Dermacea</td>
			<td style="width:161px;">441400</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Hemostatic clamp</td>
			<td style="width:121px;">F.S.T</td>
			<td style="width:161px;">13003-10</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Hemostatic clamp</td>
			<td style="width:121px;">F.S.T</td>
			<td style="width:161px;">13018-14</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Heparin sodium</td>
			<td style="width:121px;">Sandoz</td>
			<td style="width:161px;">023-3086</td>
			<td style="width:167px;">100 U/L</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">High-fidelity admittance catheter</td>
			<td style="width:121px;">Scisence; Transonic</td>
			<td style="width:161px;">FTH-1212B-3518</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Isofluorane</td>
			<td style="width:121px;">Baxter</td>
			<td style="width:161px;">CA2L9108</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">labScribe v4 software</td>
			<td style="width:121px;">iworx</td>
			<td style="width:161px;">LS-30PVL</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Needle (30 gauge)</td>
			<td style="width:121px;">BD</td>
			<td style="width:161px;">305106</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">sodium chloride injection</td>
			<td style="width:121px;">Baxter</td>
			<td style="width:161px;">JB1309M</td>
			<td style="width:167px;">0.9%(wt/vol)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Stereo microscope</td>
			<td style="width:121px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:161px;">OF-48920-10</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Surgical suture</td>
			<td style="width:121px;">SERAFLEX</td>
			<td style="width:161px;">ID158000</td>
			<td style="width:167px;">black braided silk, 4.0</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Surgical tape</td>
			<td style="width:121px;">3M, Transpore</td>
			<td style="width:161px;">SN770</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Tabletop Single Animal Anesthesia Systems</td>
			<td style="width:121px;">Harvard apparatus</td>
			<td style="width:161px;">72-6468</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Tracheotomy canula 1.45 mm diameter</td>
			<td style="width:121px;">Harvard apparatus</td>
			<td style="width:161px;">72-1410</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">Ventilator, far infrared warming pad for mice and rats PhysioSuite</td>
			<td style="width:121px;">Kent scientific corporation</td>
			<td style="width:161px;"># PS-02</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

biventricular assessment of cardiac function and pressure-volume loops by closed-chest catheterization in mice

הערכת תפקוד הלב חיונית לביצוע מחקר פרה-קליני קרדיווסקולרי וריאתי-וסקולרי. לולאות נפח לחץ (PV loops) הנוצרות על ידי רישום לחץ ונפח במהלך צנתור הלב חיוניות בעת הערכת תפקוד הלב הסיסטולי והדיאסטולי. תפקוד הלב השמאלי והימני קשורים זה לזה, ובאים לידי ביטוי בתלות הדדית חדרית. לכן, רישום תפקוד דו חדרי באותה חיה חשוב לקבל הערכה מלאה של תפקוד הלב. בפרוטוקול זה מאומצת בעכברים גישה של צנתור לב בחזה סגור התואמת את אופן ביצוע הצנתור בחולים. אסטרטגיית החזה הסגור היא אמנם מאתגרת, אך היא גישה פיזיולוגית יותר, מכיוון שפתיחת החזה גורמת לשינויים משמעותיים בעומס המקדים ובעומס שיוצרים ממצאים, ובראשם ירידה בלחץ הדם המערכתי. בעוד אקוקרדיוגרפיה ברזולוציה גבוהה משמשת להערכת מכרסמים, צנתור לב הוא יקר ערך, במיוחד בעת הערכת לחצים דיאסטוליים בשני החדרים.
מתואר כאן הליך לביצוע לולאות פולשניות, סגורות בחזה, רציפות של נפח לחץ החדר השמאלי והימני (PV) באותה חיה. לולאות PV נרכשות באמצעות טכנולוגיית כניסה עם צנתר לחץ עכבר ורכישת מערכת נפח לחץ. ההליך מתואר, החל מדיסקציה של הצוואר, הנדרשת כדי לגשת לווריד הצוואר הימני ועורק התרדמה הימני, דרך החדרת ומיקום הצנתר, ולבסוף איסוף הנתונים. לאחר מכן, נדונים הקריטריונים הנדרשים כדי להבטיח רכישת לולאות PV באיכות גבוהה. לבסוף, ניתוח לולאות PV בחדר השמאלי והימני והפרמטרים ההמודינמיים השונים הזמינים לכימות תפקוד החדר הסיסטולי והדיאסטולי מתוארים בקצרה.

הצנתר הוכנס למזרק בנפח 10 מ"ל שהכיל תמיסה של מי מלח בהפריניזציה בטמפרטורת החדר 30 דקות לפני הצנתור (איור 1A). מחט במשקל 30 גרם כופפה ~90° (איור 1B, C), והוכנה קנולה של קנה הנשימה בקוטר 1.45 מ"מ (איור 1C).
שמירה על טמפרטורת הגוף הפיזיולוגית היא קריטית. העכבר הודבק וחובר למכונת ההנשמה דרך חרוט באף. בדיקת המשוב הונחה בין הפד לגב העכבר. בדיקה רקטלית הוכנסה כדי לנטר את טמפרטורת הגוף של החיה (איור 2A). טמפרטורת הגוף (37.1 מעלות צלזיוס) וטמפרטורת הפד (40.7 מעלות צלזיוס) נוטרו (איור 2B).
תצלומים של השלבים הקריטיים של הליך האינטובציה מוצגים באיור 3A-C. אינטובציה מוצלחת וללא הפרעה הביאה לקצב נשימה סדיר עם לחץ שיא יציב (איור 2B).
תמונות של השלבים הקריטיים של צנתור לב ימין, מהבידוד של הווריד הצווארי (איור 4A-C) ועד החדרת הצנתר לווריד הצווארי מוצגות באיור 4D. איור 5 מראה את השלבים הקריטיים של צנתור לב שמאלי, כולל בידוד עורק התרדמה הימני (איור 5 A,B) והחדרת קטטר (איור 5 C,D)
הצנתר הוחדר לווריד הצוואר והתקדם לחדר הימני. לאחר מכן התייצב לחץ החדר הימני, והמיקום הנכון אומת. כל האלקטרודות של הצנתר (אורך ציר באורך 6 מ"מ) היו צריכות להיות בתוך חדרי החדר הימני ולא במגע עם דפנות החדר. מיקום אופטימלי של הצנתר כפי שהוא מיוצג באופן סכמטי באיור 6A יצר לולאות PV אופטימליות (כלומר, משולשות, סדירות). מיקום לא נכון כפי שהוא מיוצג באופן סכמטי באיור 6B (כלומר, מגע עם דופן החדר) יגרום ללולאות PV פגומות (כלומר, לולאות שקרסו ולא סדירות).
הצנתר הוחדר לתוך התרדמה, התקדם לתוך אבי העורקים, ואז התקדם בנסיגה דרך המסתם האאורטלי לחדר השמאלי. לחץ החדר השמאלי יוצב ואומת המיקום הימני. כל האלקטרודות של הצנתר (אורך ציר באורך 6 מ"מ) צריכות להיות בתוך חדרי החדר השמאלי ולא במגע עם דפנות החדר. מיקום אופטימלי של הצנתר כפי שהוא מיוצג באופן סכמטי באיור 6C יצר לולאות PV אופטימליות (כלומר, מלבניות, רגילות). מיקום לא נכון כפי שהוא מיוצג באופן סכמטי באיור 6D (כלומר, מגע עם דופן החדר) גרם ללולאות PV פגומות (כלומר, לולאות שקרסו, לא מלבניות ולא סדירות).
המודינמיקה מייצגת שנוצרה על ידי לולאות PV שמאליות וימניות הראתה קצב לב של 410 פעימות לדקה, תפוקת לב של 9,107 מיקרוליטר/דקה ונפח שבץ של 24.5 מיקרוליטר. פרמטרים ספציפיים של החדר הימני הראו לחץ סיסטולי בחדר ימין של 21.9 מ"מ כספית, לחץ דיאסטולי בקצה החדר הימני 1.049 מ"מ כספית, מקטע פליטה של 56.1%, dp/dt מקסימום של 1,469 מ"מ כספית/שנייה, dp/dt max של -1,504 מ"מ כספית/שנייה, נפח דיאסטולי סופי של 38.4 μL, עבודת שבץ של 0.068 mJ, שטח נפח לחץ של 0.089 mJ, אלסטיסטנציה עורקית ריאתית (Ea) של 0.83 מ"מ כספית/μL, ופקטור טאו של 12.8 מילישניות. פרמטרים ספציפיים של החדר השמאלי הראו לחץ סיסטולי בחדר שמאל של 77.1 מ"מ כספית, לחץ דיאסטולי בקצה החדר השמאלי של 2.33 מ"מ כספית, מקטע פליטה של 59.1%, dp/dt מקסימום של 4,695 מ"מ כספית/שנייה, dp/dt מקסימום של -3,553 מ"מ כספית/שנייה, נפח דיאסטולי סופי של 36.9 מיקרוליטר, עבודת שבץ של 0.14 mJ, שטח נפח לחץ של 0.22 mJ, אלסטיות עורקים (Ea) של 5.37 מ"מ כספית/μL, ומקדם טאו של 15.1 מילישניות (טבלה 1).
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td>פרמטרים המודינמיים</td>
			<td></td>
		</tr><tr><td>משאבי אנוש (BPM)</td>
			<td>410.6 ± 23.3</td>
		</tr><tr><td>CO (מיקרוליטר/דקה)</td>
			<td>9107 ± 1016</td>
		</tr><tr><td>SV (μL)</td>
			<td>39.5 ± 2.3</td>
		</tr><tr><td>הפונקציה RV</td>
			<td></td>
		</tr><tr><td>RVSP (mmHg)</td>
			<td>35.2 ± 2.15</td>
		</tr><tr><td>RVEDP (mmHg)</td>
			<td>1.042 ± 0.12</td>
		</tr><tr><td>EF (%)</td>
			<td>50.3 ± 4.4</td>
		</tr><tr><td>dP/dt מקסימום (mmHg/s)</td>
			<td>1469 ± 170</td>
		</tr><tr><td>dP/dt מקסימום (- mmHg/s)</td>
			<td>1504 ± 215</td>
		</tr><tr><td>EDV (μL)</td>
			<td>61.8 ± 3.7</td>
		</tr><tr><td>SW (mJoules)</td>
			<td>0.068 ± 0.008</td>
		</tr><tr><td>PVA (mJoules)</td>
			<td>0.084 ± 0.009</td>
		</tr><tr><td>Ea (mmHg/μL)</td>
			<td>0.83 ± 0.09</td>
		</tr><tr><td>גורם טאו (ms)</td>
			<td>20.6 ± 0.8</td>
		</tr><tr><td>הפונקציה LV</td>
			<td></td>
		</tr><tr><td>LVSP (mmHg)</td>
			<td>75.9 ± 2.4</td>
		</tr><tr><td>LVEDP (mmHg)</td>
			<td>2.33 ± 0.17</td>
		</tr><tr><td>EF (%)</td>
			<td>95.1 ± 3.6</td>
		</tr><tr><td>dP/dt מקסימום (mmHg/s)</td>
			<td>4695 ± 355</td>
		</tr><tr><td>dP/dt מקסימום (- mmHg/s)</td>
			<td>3553 ± 373</td>
		</tr><tr><td>EDV (μL)</td>
			<td>59.4 ± 4.8</td>
		</tr><tr><td>SW (mJoules)</td>
			<td>0.14 ± 0.013</td>
		</tr><tr><td>PVA (mJoules)</td>
			<td>0.22 ± 0.03</td>
		</tr><tr><td>Ea (mmHg/μL)</td>
			<td>5.37 ± 0.9</td>
		</tr><tr><td>גורם טאו (ms)</td>
			<td>15.07 ± 1.7</td>
		</tr><tr><td colspan="2">CO, תפוקת לב; Ea, אלסטיות עורקיות; EDV, נפח דיאסטולי קצה; HR, קצב הלב; LVEDP, נפח דיאסטולי בקצה החדר השמאלי; LVSP, לחץ סיסטולי בחדר שמאל; PVA, אזור נפח לחץ; RVEDP, לחץ דיאסטולי בקצה החדר הימני; RVSP, לחץ סיסטולי בחדר ימין; SV, נפח קו; SW, שבץ עבודה; טאו פקטור, טאו מירסקי. N= 6 עכברים. הערכים מבוטאים ± SEM</td>
		</tr></tbody></table>טבלה 1: טבלת פרמטרים המודינמיים. פרמטר המודינמי של החדר השמאלי והימני נמדד בשישה עכברים.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61088/61088fig1.jpg"> איור 1: הכנה והתקנה של ניסויים. (A) קטטר במזרק 10 מ"ל של מי מלח/הפרין, (B), (C) מחט 30 גרם כפופה לכ-90°, (D) קנולה קנה הנשימה, בקוטר 1.45 מ"מ. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61088/61088fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61088/61088fig2.jpg"> איור 2: הרדמה, בקרת טמפרטורת הגוף . (A) עכבר עם שלוש כפות מודבקות, מחובר למכונת הנשמה דרך חרוט באף, עם משוב ובדיקות רקטליות מוכנסות. שימו לב שכרית החימום נמצאת מתחת לשמיכה הכירורגית. (B) בקרת מד טמפרטורה המציגה את טמפרטורת הגוף (פי הטבעת) והפד (משוב) ואת פרמטרי האוורור: קצב נשימה (מוגדר RR), נפח גאות ממוצע (Meas TV), לחץ שיא (PeakPress) ואוורור זעיר (MinVol). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61088/61088fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61088/61088fig3.jpg"> איור 3: הליך אינטובציה. (A) העור נמשך משם ונחתך. הבלוטה התת-לסתית הוזזה בעדינות הצידה. הסטרנוקלידומסטואיד ושריר הסטרנוהיואיד הופרדו זה מזה ואז הועברו מלקחיים מתחת לקנה הנשימה, באמצעות דיסקציה עדינה וקהה. (B) משי כירורגי (4.0) הועבר מתחת לקנה הנשימה וחתך קטן נעשה קדמית בין שתי טבעות סחוס של קנה הנשימה. קנה הנשימה הוכנס ונקשר. (ג) צינור קנה הנשימה חובר למכונת ההנשמה, והתפר נקשר סביב הצינור. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61088/61088fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61088/61088fig4v2.jpg"> איור 4: צנתור חדר ימין. (A), (B), (C) וריד הצוואר הימני בודד, ואז תפר כירורגי אחד הועבר מתחתיו ונקשר בצד הגולגולתי של הווריד. מתיחה עדינה הוחלה על תפר זה לכיוון הראש באמצעות מהדק המוסטטי. שני תפרים נוספים הועברו באופן דיסטלי, מתחת לווריד הצוואר. התפר הדיסטלי ביותר נמשך בעדינות לכיוון קאודלי באמצעות מהדק המוסטטי. קשר רופף ופוטנציאלי נעשה בתפר האמצעי. (D) הצנתר הוחדר לווריד הצוואר, התפר האמצעי היה קשור לצנתר. התמונות ב-(C) וב-(D) מוגדלות באמצעות סטריאומיקרוסקופ. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61088/61088fig4v2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61088/61088fig5.jpg"> איור 5: צנתור חדר שמאל. (A), (B) בודד התרדמה הימנית, ואז תפר כירורגי אחד הועבר מתחת לווריד הצוואר ונקשר בצד הגולגולתי של הווריד. מתיחה עדינה הוחלה על תפר זה לכיוון הראש באמצעות מהדק המוסטטי. שני תפרים נוספים הועברו מתחת לעורק התרדמה. התפר הדיסטלי ביותר נמשך בעדינות לכיוון קאודלי באמצעות מהדק המוסטטי. נוצר קשר רופף ופוטנציאלי בתפר האמצעי. (C) קצה הצנתר הוחדר לעורק התרדמה, ולאחר מכן התפר האמצעי נקשר לצנתר כדי לאבטח אותו. (D) הצנתר התקדם בעדינות במורד התרדמה לכיוון אבי העורקים. התמונות ב-(B), (C), (D) מוגדלות באמצעות סטריאומיקרוסקופ. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61088/61088fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61088/61088fig6.jpg"> איור 6: ייצוג סכמטי של מיקום הצנתר ולולאות PV הנובעות מכך. (A) מיקום אופטימלי של הצנתר בחדר הימני. קצה הצנתר נמצא באמצע החדר, מבודד מדפנות החדר. לולאות PV מייצגות הנובעות ממיקום קטטר אופטימלי בחדר הימני (כלומר, יציב, משולש). (B) מיקום לא תקין של הצנתר בחדר הימני. קצה הצנתר נמצא במגע עם דפנות החדרים. לולאת PV מייצגת רעש הנובע ממיקום צנתר תת-אופטימלי בחדר הימני (כלומר, התמוטט, לא סדיר). (C) מיקום אופטימלי של הצנתר בחדר השמאלי. קצה הצנתר נמצא באמצע החדר, מבודד מדפנות החדר. לולאות PV מייצגות הנובעות ממיקום אופטימלי של הצנתר בחדר השמאלי (כלומר, יציב, מלבני). (D) מיקום לא תקין של הצנתר בחדר השמאלי. קצה הצנתר נמצא במגע עם דפנות החדרים. לולאות PV מייצגות הנובעות ממיקום צנתר תת-אופטימלי בחדר שמאל (כלומר, קרס, לא סדיר). מסנן רעש FIR של 50 הרץ הוחל כדי ליצור את לולאות ה- PV. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61088/61088fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Biventricular Assessment of Cardiac Function and Pressure-Volume Loops by Closed-Chest Catheterization in Mice at JoVE.com

Biventricular Assessment of Cardiac Function and Pressure-Volume Loops by Closed-Chest Catheterization in Mice

מוצג כאן פרוטוקול להערכת תפקוד הלב הדו-חדרי בעכברים על ידי יצירת לולאות נפח לחץ (PV) מהחדר הימני והשמאלי באותו בעל חיים באמצעות צנתור חזה סגור. ההתמקדות היא בהיבט הטכני של ניתוח ורכישת נתונים.

הערכה דו-חדרית של תפקוד הלב ולולאות נפח לחץ על ידי צנתור חזה סגור בעכברים

Assessment of cardiac function is essential to conduct cardiovascular and pulmonary-vascular preclinical research. Pressure-volume loops (PV loops) ...

biventricular-assessment-cardiac-function-pressure-volume-loops

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

4.0K Views.  Queen's University. מוצג כאן פרוטוקול להערכת תפקוד הלב הדו-חדרי בעכברים על ידי יצירת לולאות נפח לחץ (PV) מהחדר הימני והשמאלי באותו בעל חיים באמצעות צנתור חזה סגור. ההתמקדות היא בהיבט הטכני של ניתוח ורכישת נתונים.

Video: Biventricular Assessment of Cardiac Function and Pressure-Volume Loops by Closed-Chest Catheterization in Mice

Cardiac Stress Test Induced by Dobutamine and Monitored by Cardiac Catheterization in Mice

Dobutamine is a &beta;-adrenergic agonist with an affinity higher for receptor expressed in the heart (&beta;1) than for receptors expressed in the arteries (&beta;2). When systemically administered, it increases cardiac demand. Thus, dobutamine unmasks abnormal rhythm or ischemic areas potentially at risk of infarction. 
Monitoring of heart function during a cardiac stress test can be performed by either ecocardiography or cardiac catheterization. The latter is an invasive but more accurate and informative technique that the former.
Cardiac stress test induced by dobutamine and monitored by cardiac catheterization accomplished as described here allows, in a single experiment, the measurement of the following hemodynamic parameters: heart rate (HR), systolic pressure, diastolic pressure, end-diastolic pressure, maximal positive pressure development (dP/dtmax) and maximal negative pressure development (dP/dtmin), at baseline conditions and under increasing doses of dobutamine.
As expected, in normal mice we observed a dobutamine dose-related increase in HR, dP/dtmax and dP/dtmin. Moreover, at the highest dose tested (12 ng/g/min) the cardiac decompensation of high fat diet-induced obese mice was unmasked.

We describe the protocol to perform a cardiac stress test induced by dobutamine and monitored by cardiac catheterization in normal mice. Also we show its application to unmask subclinical cardiac disease in high fat diet-induced obese mice.

בדיקת מאמץ לב הנגרמת על ידי Dobutamine ופיקוח על ידי צנתור בעכברים

Dobutamine is a &beta;-adrenergic agonist with an affinity higher for receptor expressed in the heart (&beta;1) than for receptors expressed in the ...

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, the RV is significantly affected in pulmonary diseases such as pulmonary artery hypertension (PAH). In addition, the RV is remarkably sensitive to cardiac pathologies, including left ventricular (LV) dysfunction, valvular disease or RV infarction4. To understand the role of RV in the pathogenesis of cardiac diseases, a reliable and noninvasive method to access the RV structurally and functionally is essential.
A noninvasive trans-thoracic echocardiography (TTE) based methodology was established and validated for monitoring dynamic changes in RV structure and function in adult mice. To impose RV stress, we employed a surgical model of pulmonary artery constriction (PAC) and measured the RV response over a 7-day period using a high-frequency ultrasound microimaging system. Sham operated mice were used as controls. Images were acquired in lightly anesthetized mice at baseline (before surgery), day 0 (immediately post-surgery), day 3, and day 7 (post-surgery). Data was analyzed offline using software.
Several acoustic windows (B, M, and Color Doppler modes), which can be consistently obtained in mice, allowed for reliable and reproducible measurement of RV structure (including RV wall thickness, end-diastolic&#160;and end-systolic dimensions), and function (fractional area change, fractional shortening, PA peak velocity, and peak pressure gradient) in normal mice and following PAC.
Using this method, the pressure-gradient resulting from PAC was accurately measured in real-time using Color Doppler mode and was comparable to direct pressure measurements performed with a Millar high-fidelity microtip catheter. Taken together, these data demonstrate that RV measurements obtained from various complimentary views using echocardiography are reliable, reproducible and can provide insights regarding RV structure and function. This method will enable a better understanding of the role of RV cardiac dysfunction.

Right ventricle (RV) dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease, yet limited methodologies are available for its evaluation. Recent advances in ultrasound imaging provide a noninvasive and accurate option for longitudinal RV study. Herein, we detail a step-by-step echocardiographic method using a murine model of RV pressure overload.

הערכה של מבנה הנכון חדרית ותפקוד בעכבר הדגם של תעוקת עורק ריאה על ידי Transthoracic אקו

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

A Rat Model of Ventricular Fibrillation and Resuscitation by Conventional Closed-chest Technique

A rat model of electrically-induced ventricular fibrillation followed by cardiac resuscitation using a closed chest technique that incorporates the basic components of cardiopulmonary resuscitation in humans is herein described. The model was developed in 1988 and has been used in approximately 70 peer-reviewed publications examining a myriad of resuscitation aspects including its physiology and pathophysiology, determinants of resuscitability, pharmacologic interventions, and even the effects of cell therapies. The model featured in this presentation includes: (1) vascular catheterization to measure aortic and right atrial pressures, to measure cardiac output by thermodilution, and to electrically induce ventricular fibrillation; and (2) tracheal intubation for positive pressure ventilation with oxygen enriched gas and assessment of the end-tidal CO2. A typical sequence of intervention entails: (1) electrical induction of ventricular fibrillation, (2) chest compression using a mechanical piston device concomitantly with positive pressure ventilation delivering oxygen-enriched gas, (3) electrical shocks to terminate ventricular fibrillation and reestablish cardiac activity, (4) assessment of post-resuscitation hemodynamic and metabolic function, and (5) assessment of survival and recovery of organ function. A robust inventory of measurements is available that includes &#8211; but is not limited to &#8211; hemodynamic, metabolic, and tissue measurements. The model has been highly effective in developing new resuscitation concepts and examining novel therapeutic interventions before their testing in larger and translationally more relevant animal models of cardiac arrest and resuscitation.

This article describes a rat model of electrically-induced ventricular fibrillation and resuscitation by chest compression, ventilation, and delivery of electrical shocks that simulates an episode of sudden cardiac arrest and conventional cardiopulmonary resuscitation. The model enables gathering insights on the pathophysiology of cardiac arrest and exploration of new resuscitation strategies.

מודל עכברוש של פרפור חדרים והחייאה על ידי קונבנציונלי סגור חזה טכניקה

A rat model of electrically-induced ventricular fibrillation followed by cardiac resuscitation using a closed chest technique that incorporates the basic ...

Cardiac Catheterization in Mice to Measure the Pressure Volume Relationship: Investigating the Bowditch Effect

Animal models that mimic human cardiac disorders have been created to test potential therapeutic strategies. A key component to evaluating these strategies is to examine their effects on heart function. There are several techniques to measure in vivo cardiac mechanics (e.g., echocardiography, pressure/volume relations, etc.). Compared to echocardiography, real-time left ventricular (LV) pressure/volume analysis via catheterization is more precise and insightful in assessing LV function. Additionally, LV pressure/volume analysis provides the ability to instantaneously record changes during manipulations of contractility (e.g., &#946;-adrenergic stimulation) and pathological insults (e.g., ischemia/reperfusion injury). In addition to the maximum (+dP/dt) and minimum (-dP/dt) rate of pressure change in the LV, an accurate assessment of LV function via several load-independent indexes (e.g., end systolic pressure volume relationship and preload recruitable stroke work) can be attained. Heart rate has a significant effect on LV contractility such that an increase in the heart rate is the primary mechanism to increase cardiac output (i.e., Bowditch effect). Thus, when comparing hemodynamics between experimental groups, it is necessary to have similar heart rates. Furthermore, a hallmark of many cardiomyopathy models is a decrease in contractile reserve (i.e., decreased Bowditch effect). Consequently, vital information can be obtained by determining the effects of increasing heart rate on contractility. Our and others data has demonstrated that the neuronal nitric oxide synthase (NOS1) knockout mouse has decreased contractility. Here we describe the procedure of measuring LV pressure/volume with increasing heart rates using the NOS1 knockout mouse model.

This article describes the measurement of murine left ventricular function via pressure/volume analysis at different heart rates.

צנתור לב בעכברים כדי למדוד את יחסי נפח לחץ: חקירת אפקט Bowditch

Animal models that mimic human cardiac disorders have been created to test potential therapeutic strategies. A key component to evaluating these ...

A Closed-chest Model to Induce Transverse Aortic Constriction in Mice

Research on cardiac hypertrophy and heart failure is frequently based on pressure overload mouse models induced by TAC. The standard procedure is to perform a partial thoracotomy to visualize the transverse aortic arch. However, the surgical trauma caused by the thoracotomy in open-chest models changes the respiratory physiology as the ribs are dissected and left unattached after chest closure. To prevent this, we established a minimally invasive, closed chest approach via lateral thoracotomy. Herein we approach the aortic arch via the 2nd intercostal space without entering the chest cavities, leaving the mouse with a less traumatic injury to recover from. We perform this operation using standard laboratory settings for open chest TAC procedures with equal survival rates. Apart from maintaining physiological breathing patterns due to the closed chest approach, the mice seem to benefit by showing rapid recovery, as the less invasive technique appears to facilitate a fast healing process and to reduce immune response after trauma.

Here, we present a protocol of Transverse Aortic constriction (TAC) via a lateral thoracotomy. This technique is a minimally invasive, closed chest surgical procedure aiming to simulate pressure overload and heart failure in mice utilizing standard TAC laboratory settings.

דגם סגור-החזה לזירוז רוחבי. התרחבות אבי העורקים בעכברים

Research on cardiac hypertrophy and heart failure is frequently based on pressure overload mouse models induced by TAC. The standard procedure is to ...

Real-time Pressure-volume Analysis of Acute Myocardial Infarction in Mice

Acute myocardial infarction can lead to acute heart failure and cardiogenic shock. The evaluation of hemodynamics is critical for the evaluation of any potential therapeutic approach directed against acute left ventricular (LV) dysfunction. Current imaging modalities (e.g., echocardiography and magnetic resonance imaging) have several limitations since data on LV pressure cannot directly be measured. LV catheterization in mice undergoing coronary artery occlusion could serve as a novel method for a real-time evaluation of LV function.
At the beginning of the procedure, mice were anesthetized followed by endotracheal intubation. For LV catheterization, the right carotid artery was exposed via middle-neck incision. The catheter was introduced and placed into the LV cavity. Left thoracotomy was conducted and the left main coronary artery (LCA) was ligated. To induce reperfusion, the suture was released after 45 min. Pressure-volume data was recorded at all times.
Ligation of the LCA caused a decrease in LV systolic function as evidenced by a 30% reduction in stroke volume, LV ejection fraction (EF), and cardiac output. Maximum dP/dt as a parameter for LV contractility was also significantly reduced and diastolic function was severely impaired (minimum dP/dt -40%). Reperfusion over a period of 20 min did not lead to a complete recovery of LV function.
Real-time pressure-volume analysis served as a valid procedure for monitoring cardiac function during acute myocardial infarction in mice. Maintaining stable anesthesia and a standardized surgical approach was crucial to ensure valid results. As the early phase of acute myocardial infarction is critical for morbidity and mortality, the delineated method could be beneficial for preclinical evaluation of new strategies for cardioprotection.

Acute myocardial infarction in mice induces acute but incompletely characterized changes in left ventricular (LV) function. LV catheterization in mice undergoing coronary artery occlusion serves as a novel method for a real-time evaluation of LV function.

ניתוח בזמן אמת לחץ-נפח של אוטם אקוטי בעכברים

Acute myocardial infarction can lead to acute heart failure and cardiogenic shock. The evaluation of hemodynamics is critical for the evaluation of any ...

Assessment of Respiratory Function in Conscious Mice by Double-chamber Plethysmography

Air volume changes created by a conscious subject breathing spontaneously within a body box are at the basis of plethysmography, a technique used to non-invasively assess some features of the respiratory function in humans as well as in laboratory animals. The present article focuses on the application of the double-chamber plethysmography (DCP) in small animals. It provides background information on the methodology as well as a detailed step-by-step procedure to successfully assess respiratory function in conscious, spontaneously breathing animals in a non-invasive manner. The DCP can be used to monitor the respiratory function of multiple animals in parallel, as well as to identify changes induced by aerosolized substances over a chosen time period and in a repeated manner. Experiments on control and allergic mice are used herein to demonstrate the utility of the technique, explain the associated outcome parameters, as well as to discuss the related advantages and shortcomings. Overall, the DCP provides valid and theoretically sound readouts that can be trusted to evaluate the respiratory function of conscious small animals both at baseline and after challenges with aerosolized substances.

The objective of the present article is to provide a detailed description of the recommended procedures to evaluate respiratory function in conscious mice by double-chamber plethysmography.

הערכה של תפקוד מערכת הנשימה בעכברים בהכרה על ידי כפול-תא Plethysmography

Air volume changes created by a conscious subject breathing spontaneously within a body box are at the basis of plethysmography, a technique used to ...

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively affect skeletal muscle. This can result in a loss of muscle mass (atrophy) and/or loss of muscle quality (reduced force per unit of muscle mass), both of which are prevalent in chronic disease, muscle-specific disease, immobilization, and aging (sarcopenia). Skeletal muscle function in animals can be evaluated by a range of different tests. All tests have limitations related to the physiological testing environment, and the selection of a specific test often depends on the nature of the experiments. Here, we describe an in vivo, non-invasive technique involving a helpful and easy assessment of force frequency-curve (FFC) in mice that can be performed on the same animal over time. This permits monitoring of disease progression and/or efficacy&#160;of a potential therapeutic treatment.

Measurement of rodent skeletal muscle contractile function is a useful tool that can be used to track disease progression as well as efficacy of therapeutic intervention. We describe here the non-invasive, in vivo assessment of the dorsiflexor muscles that can be repeated over time in the same mouse.

הערכה בלתי פולשני של תפקוד השרירים Dorsiflexor בעכברים

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively ...

Echocardiographic Assessment of Cardiac Anatomy and Function in Adult Rats

The use of experimental animal models has become crucial in cardiovascular science. Most studies using rodent models are focused on two-dimensional imaging to study the cardiac anatomy of the left ventricle and M-mode echo to assess its dimensions. However, this could limit a comprehensive study. Herein, we describe a protocol that allows an assessment of the heart chamber size, left ventricular function (systolic and diastolic) and valvular function. A conventional medical ultrasound machine was used in this protocol and different echo views were obtained through left parasternal, apical and suprasternal windows. In the left parasternal window, the long and short axis were acquired to analyze left chamber dimensions, right ventricle and pulmonary artery dimensions, and mitral, pulmonary and aortic valve function. The apical window allows the measurement of heart chamber dimensions and evaluation of systolic and diastolic parameters. It also allows Doppler assessment with detection and quantification of heart valve disturbances (regurgitation or stenosis). Different segments and walls of the left ventricle are visualized throughout all views. Finally, the ascending aorta, aortic arch, and descending aorta can be imaged through the suprasternal window. A combination of ultrasound imaging, Doppler flow and tissue Doppler assessment have been obtained to study cardiac morphology and function. This represents an important contribution to improve the assessment of cardiac function in adult rats with impact for research using these animal models.

A non-invasive protocol for transthoracic echocardiography assessment of cardiac anatomy and function for adult rats is presented in the current study. The heart valves, all four cardiac chambers and the ascending aorta, aortic arch and descending aorta are studied in detail.

הערכת אקו-קרדיולוגית של אנטומיה ותפקוד בחולדות למבוגרים

The use of experimental animal models has become crucial in cardiovascular science. Most studies using rodent models are focused on two-dimensional ...

In Vitro Assessment of Cardiac Function Using Skinned Cardiomyocytes

In this article, we describe the steps required to isolate a single permeabilized (&#34;skinned&#34;) cardiomyocyte and attach it to a force-measuring apparatus and a motor to perform functional studies. These studies will allow measurement of cardiomyocyte stiffness (passive force) and its activation with different calcium (Ca2+)-containing solutions to determine, amongst others: maximum force development, myofilament Ca2+-sensitivity (pCa50), cooperativity (nHill) and the rate of force redevelopment (ktr). This method also enables determination of the effects of drugs acting directly on myofilaments and of the expression of exogenous recombinant proteins on both active and passive properties of cardiomyocytes. Clinically, skinned cardiomyocyte studies highlight the pathophysiology of many myocardial diseases and allow in vitro assessment of the impact of therapeutic interventions targeting the myofilaments. Altogether, this technique enables the clarification of cardiac pathophysiology by investigating correlations between in vitro and in vivo parameters in animal models and human tissue obtained during open heart or transplant surgery.

This protocol aims to describe step-by-step the technique of extraction and assessment of cardiac function using skinned cardiomyocytes. This methodology allows measurement and acutemodulation of myofilament function using small frozen biopsies that can be collected from different cardiac locations, from mice to men.

להערכת ויטרו של תפקוד הלב באמצעות קרדיומיוציטים עור

In this article, we describe the steps required to isolate a single permeabilized (&#34;skinned&#34;) cardiomyocyte and attach it to a force-measuring ...