Инвазивный гемодинамический мониторинг гемодинамики аорты и легочной артерии в крупных животных модели ОРДС

Мы представляем протокол о создании дисфункции правого желудочка в модели свиньи, вызывая ОРДС. Мы демонстрируем инвазивный мониторинг влево и вправо, что желудочков сердца вывода с помощью потока зонды вокруг аорты и легочной артерии, а также измерения артериального давления в аорты и легочной артерии.

Одной из ведущих причин заболеваемости и смертности у пациентов с сердечной недостаточностью, дисфункции правого желудочка (RV), особенно если это связано с легочной гипертензии. Для лучшего понимания и лечения этой болезни важно точное гемодинамический мониторинг параметров левого и правого желудочка. По этой причине важно создать экспериментальный свинья модели сердечной гемодинамики и измерений для исследовательских целей.

Эта статья показывает индукции ОРДС, используя олеиновой кислоты (ОА) и последующего дисфункции правого желудочка, а также измерительные приборы свиней и процесс сбора данных, который необходим для оценки гемодинамики. Чтобы добиться вправо желудочковой дисфункции, мы использовали олеиновой кислоты (OA) вызывают ОРДС и это сопровождается гипертензия легочной артерии (ПАУ). С этой моделью ПАУ и последовательных дисфункции правого желудочка многие гемодинамики могут быть измерены, и правого желудочка объем нагрузки могут быть обнаружены.

Все жизненно важные параметры, включая частоту дыхания (ОР), частоты сердечных сокращений (HR) и температуры тела были записаны на протяжении всего эксперимента. Гемодинамики включая бедренной артерии давления (FAP), аортальный давления (AP), правого желудочка давления (пиковой систолической, конец систолического и конец диастолического давления правого желудочка), центрального венозного давления (ПВД), легочной артерии давления (ППД) и левый артериального давления (LAP) были измерены и перфузии параметров, включая восходящей аорты потока (AAF) и легочной артерии потока (суп). Гемодинамические измерения проводились с помощью transcardiopulmonary термодилюции предоставлять сердечного выброса (CO). Кроме того PiCCO2 системы (пульс контуру сердца вывода системы 2) был использован для получения параметров, таких как инсульт объем дисперсии (СВВ), пульс отклонение давления (PPV), а также легких внесосудистой воды (EVLW) и глобального конечного диастолического объема (GEDV). Наши процедуры мониторинга для выявления дисфункции правого желудочка и мониторинга гемодинамики до и после приема тома.

Правого желудочка (RV) дисфункция является одной из основных причин заболеваемости и смертности у пациентов с сердечной недостаточностью¹, особенно в том случае, если основной причиной легочная гипертензия². RV перекачивает кровь в легочной системы низкого сопротивления, которая обычно ассоциируется с высоким соблюдения. Таким образом RV характеризуется низким пик систолическое давление. Он также создает одну шестую ход работы по сравнению с левого желудочка (LV)³. Из-за его тоньше, мышцы RV весьма уязвимыми для изменений в предварительной и afterload^4,5. Isovolumic фазы сокращение и расслабление во время систолы и диастола в RV отличаются не так как LV. Осмотр левого и правого желудочка гемодинамики крайне важно в терапии больных с острыми правых отделов сердца бедствия^4,7, потому что RV отказа значительно увеличивает краткосрочной смертности ⁶.

Предварительная загрузка параметров как центрального венозного давления (ПВД) и левого желудочка преднагрузки параметры как легочных капилляров клин давления (ПЦУЖ) долгое время были использованы для определения объема статуса больных. В последнее время было показано, что эти параметры самостоятельно, не подходят для выявления потребности пациента жидкости^8,9,10. Признавая жидкости реагирования имеет важное значение для выявления и лечения объем лишений и объем перегрузки у больных с дисфункцией RV. Избегая перегрузки тома имеет важное значение для уменьшения смертности и продолжительности пребывания в отделении интенсивной терапии (ОРИТ) у этих больных.

С этим исследованием мы создали модель свиньи правого желудочка дисфункции, которая является последовательной и воспроизводимые. Из-за его сходство с человеком это необходимо для создания последовательного и воспроизводимых экспериментальных большие животные модели сердечной гемодинамики и измерений для исследовательских целей.

Это проспективное исследование экспериментальное с 21 наркотизированных мужского и женского пола домашних свиней (Немецкий ландрас) в возрасте 3 – 6 месяцев с весом тела между 45-55 кг был одобрен правительственной Комиссии по уходу и использование животных (города Гамбурга Reference-No. 18/17). В соответствии с руководящими принципами ПРИЕЗЖАЮТ все эксперименты были проведены и все животные получают помощь в соответствии с «Руководство по уходу и использованию лабораторных животных» (низ публикация № 86-23, пересмотренные 1996)¹¹.

1. поток зонд 2 точки калибровки

1. Положите датчики потока в деионизированной воде и подключите зонд к системе зонд трансзвукового потока, поставив вилку в периваскулярной потока модуль.
2. Откройте программное обеспечение для анализа данных (например., LabChart 8).
3. Для 2 точки калибровки Начните измерение, установив системы зонд потока до нуля и через несколько секунд до масштаба.
4. В окне программного анализа данных перейдите на Преобразования единиц и выбрать двух точки калибровки. Марк базового позволяет задать равным нулю. Затем Марк области с 10 Л/мин и равным 1 V как заданное значение.
5. Повторите эту процедуру для других зонд.

2. Миллар катетер калибровка

1. До обнуления и калибровки, предварительно пропитать кончик катетера в стерильных тела температуры теплой воде на 30 мин.
2. Подключите Миллар катетер к усилителю мостом, поставив вилку в модуль усилителя мостом.
3. Запустите программное обеспечение для анализа данных.
4. Положить кончик катетера в обнуления Пневмоинструмент, установите значение 0 мм рт.ст и начать измерение, щелкнув Пуск в программе.
5. Держите измерения работает и присваивается Пневматический инструмент обнуления 100 мм рт.ст.. Остановите измерения, нажав кнопку остановить.
6. Запустите программное обеспечение для анализа данных, нажав Пуск , а затем нажмите остановить. Нажмите Amplify в окне моста и выберите единицы. Задайте базовый план 0 и 100 мм рт.ст., соответственно. По словам заданное значение для калибровки, что обеспечивает программное обеспечение катетер теперь откалиброван для всех давлений тела.
7. Повторите эту процедуру для других Миллар катетер.

3. Подготовка свиньи

1. Лечить свинья путем инъекций 20 мг/кг Ketanest, 4 мг/кг Azaperon и 0,1 мг/кг мидазолама внутримышечно и место 20 G IV-линию в Вену уха.
2. ЭКГ место наклейки на грудь и кислорода зонд на хвост.
3. Хирургическим путем подготовки до трахеи и администрировать чистого кислорода (15 – 18 Л/мин) через нос свиньи с использованием маски.
4. Поместите петлю вокруг трахеи, использовать скальпель (11 лезвие) сделать надрез в трахею и место 8.5 Mallinckrodt трубки в него для безопасного сократимость миокарда. Прикрепите трубку с заданного цикла и закрыть кожу швов.
5. Начинают анестезии с севофлуран, используя MAC 0,9 (в эквивалентные концентрации endexpiratory 2,0% подростков свиньи) и настой 0,01 mg/(kg∙h) фентанила. Начала искусственной вентиляции легких с приливной объемом 10 мл/кг, курс 14/мин, и положительное конец экспираторного давления (ПИП) 7 мм рт.ст.. Значение скорости вдоха кислорода (fiO₂) 0,3. После 10 минут глубина анестезии достаточно глубоко, чтобы безопасно выполнять операции. Должно быть обнаружено без рельефа HR и BP.
6. Поддерживать баланс жидкости на базальный ставка 10 mL/(kg∙h) cristalloid, используя Насос инфузионный.
7. Аккуратно очистите свиней кожи с помощью мыльной воды. Используйте раствор дезинфекции кожи, содержащий повидон йода для уменьшения загрязнения кожи.

4. жизненно важных параметров измерения

1. Использование УЗИ для вставки 5 F термистор накренилась артериального катетера в правой бедренной артерии, 8 оболочка интродьюсер F в левой бедренной артерии, центрального венозного катетера и 8 F интродьюсер оболочкой в яремную Вену (рис. 1).
2. Место размещения катетера, используя технику Seldinger¹².
   1. Место иглы в сосуд целевой под УЗИ видение.
   2. Поместите провод через иглы в сосуд, проверить правильное размещение провода, с помощью ультразвука и держите провод в сосуде на протяжении всей процедуры. Извлеките иглу и место расширителя на проволоку.
   3. С нежным давлением Положите расширитель через кожу в сосуд, используя провод в качестве руководства. Удалить расширитель, поставить катетер на проволоку, убедитесь, что в конце провода видели в конце катетера и место катетера в сосуд.
   4. Отсоедините провод, осторожно потянув их из катетера.
3. Вставить катетер 7F легочной артерии (PAC) в оболочке интродьюсер 8F и поместите его в р.в. При необходимости для принятия в смешанной венозной крови проб газа, вставьте Пак далее ПА до тех пор, пока легочной артерии кривой показано на монитор и вытащить его обратно после получения образцов.
4. Вставьте первый Миллар кончик катетера в оболочке 8F интродьюсер в левой бедренной артерии и поместив его в аорте.
5. Выполнять мини-лапаротомия (примерно 5 – 10 см является достаточно) выше симфиза с помощью электрокоагуляции prepping вниз linea alba.
   1. Откройте linea alba с ножницами и вытащить мочевого пузыря очень осторожно.
   2. Шовный материал строка кошелек в мочевого пузыря с помощью швов 3/0 и надрезают в мочевой пузырь с помощью скальпеля (11 лезвия).
   3. Вставьте мочевой катетер в мочевой пузырь, надуть шар катетер с водой и исправить ее с помощью кошелька строки шва. Закройте живота с 3/0 швом.

5. хирургические подготовка сердца

1. Перед открытием груди увеличивая fiO₂ 1.0 и администрировать 0,1 мг kg(-1) панкурония первоначального болюса внутривенно¹³.
2. Выполните срединной стернотомии.
   1. Используйте электрокоагуляции prepping вплоть до грудины. Аккуратно вскрыть грудины от окружающих тканей до деления кости с Осциллирующий станок.
   2. Используйте электрокоагуляции уменьшить кровотечение и печатью грудины с воском кости. Место разбрасыватель грудинного ребра между двумя половинами открыл грудины и широко открыть сундук, столько, сколько необходимо для хирургии, повернув ручку на устройстве.
3. Откройте перикарда, аккуратно с помощью ножниц и щипцы и исправить его на кожу с швом 2/0.
4. Вскрыть вниз легочной и артерии, восходящей аорты очень аккуратно во избежание кровотечения. Осторожно поместите ультразвуковые датчики потока вокруг обеих артерий, соответственно (Рисунок 2).
5. 2 место кошелька строки швы в легочной артерии с помощью швов 5/0. Используйте скальпель (11 лезвия), чтобы сделать небольшой шов надрез (около 1 мм) в середине кошелька и поместите Миллар катетер в легочной артерии до фиксации (рис. 3).
6. Тщательно зажим LAA и место 2 кошелек строку швы в нем с помощью швов 4/0. Сделать небольшой надрез и Центральный венозный линии в левое предсердие до фиксации с помощью кошелька строки швы (рис. 3).
7. Закройте перикарда, ушивание стерильных перчаток на него, для поддержания гемодинамики надежный (рис. 4). Выполните грудинного закрытия с проводами и закрыть кожу швов 3/0.

6. оценки и сбора данных

1. Начало каждого измерения с 2 мин AO и измерения расхода ПА, а также AO и ПА измерения давления, используя программное обеспечение для анализа данных, нажав кнопку Start и Stop в программе.
2. Выполните transcardiopulmonary термодилюции предоставлять сердечного выброса (CO) импульса давления дисперсии (PPV), а также инсульта объем дисперсии (СВВ) с помощью системы PiCCO2. Чтобы начать измерение, нажмите TD | Начало.
3. Последовательные inject 15 мл холодной соленой 10 ° C в термистора на Центральный венозный линии в яремной три раза для термодилюции на каждом шаге измерения.
4. Возьмите пример газов артериальной, центрального венозного и смешанной венозной крови после каждого шага измерения термодилюции transcardiopulmonary.

7. объем оптимизация

1. После базового измерения M0 (шаги 6.1-6.4) всех параметров администрировать тома загрузки шагом с помощью 5 мл/кг коллоидных инфузии (Voluven) с использованием инфузионный насос, который подключен к линии центрального венозного.
2. После 5 минут уравновешивания Начните другой шаг измерения M1 (шаги 6.1-6.4). Если созданный сердечного выброса измеряется с помощью PICCO2 системы (см. шаг 6.2-6.3) не увеличивается по сравнению с ранее измеренных CO по крайней мере 10% термодилюции, начало другого тома, Загрузка шаг (шаг 7.1).
3. Продолжите с объемом загрузки и уравновешивания шаги до тех пор, пока есть не более увеличение CO более чем на 10%. Теперь достигается сбалансированное состояние жидкости.

8. индукция ОРДС с правого желудочка дисфункции

1. Увеличение fiO₂ -по крайней мере 0,5-0,8 необходимости поддерживать по крайней мере 90% spO₂ .
2. Вызвать ОРДС с подряд дисфункции правого желудочка, настой олеиновой кислоты (OA) (0,03-0,06 мл/кг для около 2 ч).
3. Использование непрерывного управления адреналина, с помощью perfusor (3 мг адреналина в 50 мл физиологического раствора) держать гемодинамика стабильная. Увеличение скорости инфузии при необходимости поддерживать среднее артериальное давление 50 мм рт.ст..
4. Добавление кальция, магния и Антиаритмические препараты (1% Lidocain) по мере необходимости во время инфузии ОА для поддержания стабильной синусовый ритм.

9. объем оптимизация

1. После индукции легкой до умеренной ОРДС выполните еще одно измерение всех параметров (м2), выполнив шаги 6.1-6.4.
   Примечание: Теперь, базовой модели для гемодинамики измерений в модели свиньи в ОРДС установлен. Для дальнейшего расследования на объем реагирования в ОРДС и правого желудочка дисфункции начинают уменьшить объем нагрузки, принимая столько крови, как потребность в протокол или увеличения объема нагрузки, добавив определенное количество вливания.

10. Завершение работы

1. После окончания измерения усыпить свиней под наркозом путем инъекций хлорид калия 1mmol/кг внутривенно.

Наши модели на животных показывает широкий спектр гемодинамики в свиней. Из-за ее сходства в размер и гемодинамики можно легко использовать точно такое же оборудование используется в организме человека получить аналогичные результаты. Однако, анестезии значения основаны на опыте и могут изменяться на основе вес / возраст / деформации свиньи.  Ветеринар следует провести консультации для оценки мочекаменная плана.

Результаты предыдущих OA индуцированной ОПЛ травмы (Али) модели были несовместимы^13,14,15,16. Бывший протоколы заявил, что OA рассмотрел смешивая его с кровью, физиологический, или чисто управляющей в сердце, Центральной Вены или периферических вен в дозе 0,6-2 мл/кг массы тела^17,18. Мы попробовал все выше методы и выяснили, что чисто управляющей низких доз ОА (0,03-0,06 мл/кг около 2 h) достигли наиболее последовательных результатов ОРДС без потери любых животных из-за дыхательной недостаточности или тяжелой острой правый сердечной недостаточности.

Во-первых мы смогли показать, что внутривенное вливание OA представляет собой простой и хорошо модель побудить ОРДС, как показано выше. В зависимости от количества управляемых OA один получает от легкой до тяжелой легких травм до смерти¹³. Было показано, что количество около 0,1 мл/кг OA в основном используется для иметь умеренные Али^16,18.

Чтобы получить от легкой до умеренной ОРДС, который может использоваться для дальнейшего расследования, это достаточно, чтобы придать 0,03-0,06 мл/кг О.А. После отправления этого небольшое количество OA, индекс оксигенации, сократилось с 516.83 ± 50.25 мм рт.ст 181.19 ± 32.25 мм рт. (p = 0.0006) (рис. 6). Снижение кислородом кровь сопровождается статистически значимое увеличение в крови карбоксилатные 36.71 ± 4.51 мм рт.ст 46,50 ± 6.87 мм рт.ст. (p = 0,008) (Рисунок 7).

Легочная гипертензия определяется как ППА более чем 25 мм рт.ст., ПЦУЖ (которая равна левой артериальное давление) ≤ 15 мм рт.ст и легочного сосудистого сопротивления (PVR) > 240 dyn × s × см^{−5 19,20,21}. Распространенность около 1%¹⁷ с этой общей болезни во всем мире. ПЦУЖ точно отражает нормальной и повышенной коленях и вице-обратно¹⁸. В нашем открытом сердце животной модели мы использовали катетер, помещены в левой предсердий измерить это значение, потому что PAC, помещены в легочной артерии через зонд легочной потока может привести к неправильной расходометрии (рис. 5).

Для правильного и особенно последовательного измерения ППА мы использовали Миллар катетер, который непосредственно в ПА и помещены в основной легочной артерии (МПа) около 2 см после легочного клапана.

Рисунок 1: для управления легко и безопасно дыхательных путей во время всей операции, выполнить трахеотомии и размещение 8,5 трубки непосредственно в трахею. Чем больше внутренний диаметр трубки, тем лучше для искусственной вентиляции легких при ОРДС. Катетеры в правой яремной вены и оба бедренной артерии размещаются ультразвуковым методом в Seldinger. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 2: после открытия перикарда, RV и САР прочь осторожно протолкните для лучшей визуализации аорты и легочной артерии. Гемодинамика должны тщательно контролироваться во время действия из-за снижение сердечного выброса. Вскрыть соединительной ткани сердца скелета между ПА и аорты осторожно, особенно как PA очень предрасположен к кровотечение из-за его более тонкие стены. Выберите право размера хронический выстроились низкой зонды (главным образом 18 – 20 мм) положить вокруг аорты и легочной артерии. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 3: использовать сосудистый зажим, чтобы исправить LAA и чтобы избежать кровотечения. Для безопасной и надежной хирургии место два кошелек строку швов вокруг края LAA, делая небольшой надрез и Ввод катетера в сердце. Быстро открыть зажим к катетер примерно 5 см вглубь левого предсердия при мониторинге кривой давления. При необходимости изменить положение катетера. Исправьте катетера с помощью кошелька строки швы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 4: очень осторожно положил два кошелек строку швы в ПА Чтобы избежать ненужных кровотечение, используйте жгут на одном из кошелька. Сделать небольшой надрез и поместить Миллар катетер в легочной артерии и немедленно тянуть вниз жгут. Исправить это с помощью обоих швов. Вводить зонд оболочки на обоих зондов легочный и аортальный потока. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 5: использовать патч, чтобы закрыть перикарда. Потому что открытие перикарда во время хирургии сердца идет наряду с увеличением CO и ход работы индекс, мы решили закрыть перикарда, используя патч для поддержания гемодинамики условия аналогичны до хирургии¹⁹. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 6: Поскольку мы увеличили долю кислорода за счет легких обесценение ОРДС, индекс оксигенации была рассчитана для каждого шага измерения. Мы смогли увидеть снижение от 516.83 ± 50.25 мм рт.ст на базовых измерений (1) 181.19 ± 32.25 мм рт. (p = 0.0006) после отправления ОА (5). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 7: Наряду с сокращением кислородом артериальной крови проходит статистически значимое увеличение карбоксилатные крови после индукции ОРДС. Базовые измерения в 36.71 ± 4.51 мм рт.ст и увеличено до 46,50 ± 6.87 мм рт.ст. (p = 0,008) после приема о.а. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

ОРДС, осложняется легочной гипертензии, является очень смертельной болезнью. Для пациентов, страдающих от этого состояния дополнительной информации о лечении его не требуется. При работе и исследовании с живых существ, это очень важно быть разумно, насколько это возможно. В этом случае необходимо собрать как можно больше информации, как можно в одном эксперименте.

Есть некоторые критические хирургические шаги в модели открытым биение сердца, как это. Не излишне использовать свиней, должен быть опытным хирургом для того чтобы рассечь Скелет сердца между восходящей части аорты и легочной артерии, в то время как гемодинамики нестабильной из-за давления на RV и РА. Еще один важный шаг ставит Миллар кончик катетера в легочной артерии. Чтобы получить лучше воздействия операционного поля, тракта правого желудочка отток (Антиангинальную) необходимо быть нажато прочь очень осторожно. С правильное количество давления, это возможно иметь хорошие visualibility и стабильность ПА. Это делает его легче Возьмите небольшой укусов с 5.0 швом и снижает риск кровотечения ПА или травмы.

При измерении гемодинамики, теряет большое количество крови и таким образом значительно изменение гематокрита могут влиять измерения и результаты²⁰. При размещении катетер в артерию, сначала с помощью жгут и делая очень маленький надрез быстро исправить катетер может предотвратить потерю крови. Убедитесь, что все небольшие кровотечения останавливаются перед вставкой Миллар катетера, потому что электрокоагуляции может повредить катетера (как описано в руководстве катетеры). После закрытия перикарда и грудины небольшие кровотечения могут со временем накапливаться и вызывают изменения в гематокрит или вызвать тампонада перикарда с значительные изменения гемодинамики. Это может вызвать прекращение эксперимента.

При резке в Ла, нужно быть осторожным. Ла-это водителя ритма сердца и он может реагировать с нарушениями ритма сердца при прикосновении с холодных металлических инструментов. Прежде чем поставить хомут осторожно вокруг LAA, администрация магния может предотвратить фибрилляция предсердий (AF). Ритма как AF имеют огромное влияние на как левой, так и правого желудочка гемодинамики²¹.

Даниэль а. Reuter является членом Pulsion медицинского консультативного совета. Ж.к. Trepte Константин получил почетную награду за лекции на Маке. Все другие авторы заявляют отсутствие конфликта интересов.

Авторы имеют без подтверждений.