Summary

Standardisert modell av ventrikulær fibrillasjon og avansert hjertelivsstøtte i svin

Published: January 30, 2020
doi:

Summary

Hjerte-lungeredning og defibrillering er de eneste effektive terapeutiske alternativene under hjertestans forårsaket av ventrikulær flimmer. Denne modellen presenterer et standardisert regime for å indusere, vurdere og behandle denne fysiologiske tilstanden i en svinemodell, og gir dermed en klinisk tilnærming med ulike muligheter for datainnsamling og analyse.

Abstract

Hjerte-lungeredning etter hjertestans, uavhengig av opprinnelsen, er en regelmessig møtt medisinsk nødsituasjon på sykehus samt prekliniske innstillinger. Potensielle randomiserte studier hos mennesker er vanskelige å designe og etisk tvetydige, noe som resulterer i mangel på evidensbaserte terapier. Modellen som presenteres i denne rapporten representerer en av de vanligste årsakene til hjertestans, ventrikulær flimmer, i en standardisert setting i en stor dyremodell. Dette gjør det mulig for reproduserbare observasjoner og ulike terapeutiske intervensjoner under klinisk nøyaktige forhold, og dermed legge til rette for generering av bedre bevis og til slutt potensialet for forbedret medisinsk behandling.

Introduction

Hjertestans og hjerte- og kardiopulmonal gjenopplivning (HLR) oppstår regelmessig medisinske nødstilfeller i sykehusavdelinger samt prekliniske akuttleverandørscenarier1,2. Mens det har vært omfattende innsats for å karakterisere den optimale behandlingen for denne situasjonen3,4,5,6, internasjonale retningslinjer og ekspert anbefalinger (f.eks ERC og ILCOR) vanligvis stole på lavgradig bevis på grunn av mangel på potensielle randomiserte studier3,4,5,7,8,9. Dette skyldes blant annet åpenbare etiske reservasjoner angående randomiserte gjenopplivingsprotokoller i menneskelige forsøk10. Dette kan imidlertid også peke mot mangel på streng protokolloverholdelse når de konfronteres med en livstruende og stressende situasjon11,12. Protokollen som presenteres i denne rapporten tar sikte på å gi en standardisert gjenopplivingsmodell i en realistisk klinisk setting, som genererer verdifulle, potensielle data samtidig som de er så gyldige og nøyaktige som mulig uten behov for menneskelige forsøkspersoner. Den overholder vanlige retningslinjer for gjenoppliving, kan enkelt brukes, og gjør det mulig for undersøkelser å undersøke og karakterisere ulike aspekter og intervensjoner i en kritisk, men kontrollert setting. Dette vil føre til 1) en bedre forståelse av de patologiske mekanismene underliggende hjertestans og ventrikulær fibrillasjon og 2) høyere kvalitet bevis for å optimalisere behandlingsalternativer og øke overlevelsesraten.

Protocol

Eksperimentene i denne protokollen ble godkjent av Statens og institusjonelle dyrevernkomité (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz, Koblenz, Tyskland; Leder: Dr. Silvia Eisch-Wolf; godkjenningsnr. G16-1-042). Eksperimentene ble utført i samsvar med ARRIVE-retningslinjene. Syv bedøvede hanngriser (sus scrofa domestica) med en gjennomsnittsvekt på 30 ± 2 kg og 12-16 uker i alder ble inkludert i protokollen. 1. Anestesi, intubasjon og mekanisk ventilasjon13,<…

Representative Results

Hjertestans ble indusert hos syv griser. Retur av spontan sirkulasjon etter HLR ble oppnådd hos fire griser (57 %) med et gjennomsnitt på 3 ± 1 bifasiske defibrilleringer. Friske og tilstrekkelig bedøvede griser bør holde seg i supine stilling uten skjelving og tegn på agitasjon gjennom hele eksperimentet. Gjennomsnittlig arteriell blodtrykk bør ikke falle under 50 mmHg før initiering av fibrillering18. For optimale resultater kan blodgassanalyser utføres …

Discussion

Noen store tekniske problemer angående anestesi i en svinemodell har tidligere blitt beskrevet av vår gruppe13,14. Disse inkluderer streng unngåelse av stress og unødvendig smerte for dyrene, mulige anatomiske problemer under luftveisstyring, og spesifikke personalkrav19.

I tillegg ble fordelene med ultralydstyrt kateterisering fremhevet tidligere og forblir den foretrukne tilnærmingen for å forhindre vask…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne ønsker å takke Dagmar Dirvonskis for utmerket teknisk støtte.

Materials

1 M- Kaliumchlorid-Lösung 7,46% 20ml Fresenius, Kabi Deutschland GmbH potassium chloride
Arterenol 1mg/ml 25 ml Sanofi- Aventis, Seutschland GmbH norepinephrine
Atracurium Hikma 50mg/5ml Hikma Pharma GmbH, Martinsried atracurium
BD Discardit II Spritze 2,5,10,20 ml Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain syringe
BD Luer Connecta Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Schweden 3-way-stopcock
BD Microlance 3 20 G Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain canula
CorPatch Easy Electrodes CorPuls, Kaufering, Germany defibrillator electrodes
Corpuls 3 Corpuls, Kaufering, Germany defibrillator
Datex Ohmeda S5 GE Healthcare Finland Oy, Helsinki, Finland hemodynamic monitor
Engström Carestation GE Heathcare, Madison USA ventilator
Fentanyl-Janssen 0,05mg/ml Janssen-Cilag GmbH, Neuss fentanyl
Führungsstab, Durchmesser 4.3 Rüsch endotracheal tube introducer
Incetomat-line 150 cm Fresenius, Kabi Deutschland GmbH perfusorline
Ketamin-Hameln 50mg/ml Hameln Pharmaceuticals GmbH ketamine
laryngoscope Rüsch laryngoscope
logicath 7 Fr 3-lumen 30cm lang Smith- Medical Deutschland GmbH central venous catheter
LUCAS-2 Physio-Control/Stryker, Redmond, WA, USA chest compression device
Masimo Radical 7 Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA periphereal oxygen saturation
Neofox Oxygen sensor 300 micron fiber Ocean optics Largo, FL USA ultrafast pO2-measurements
Ölsäure reinst Ph. Eur NF C18H34O2 M0282,47g/mol Dichte 0,9 Applichem GmbH Darmstadt, Deutschland oleic acid
Original Perfusor syringe 50ml Luer Lock B.Braun Melsungen AG, Germany perfusorsyringe
Osypka pace, 110 cm Osypka Medical GmbH, Rheinfelden-Herten, Germany Pacing/fibrillation catheter
PA-Katheter Swan Ganz 7,5 Fr 110cm Edwards Lifesciences LLC, Irvine CA, USA PAC
Percutaneous sheath introducer set 8,5 und 9 Fr, 10 cm with integral haemostasis valve/sideport Arrow international inc. Reading, PA, USA introducer sheath
Perfusor FM Braun B.Braun Melsungen AG, Germany syringe pump
Propofol 2% 20mg/ml (50ml flasks) Fresenius, Kabi Deutschland GmbH propofol
Radifocus Introducer II, 5-8 Fr Terumo Corporation Tokio, Japan introducer sheath
Rüschelit Super Safety Clear >ID 6/ 6,5 /7,0 mm Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia endotracheal tube
Seldinger Nadel mit Fixierflügel Smith- Medical Deutschland GmbH seldinger canula
Sonosite Micromaxx Ultrasoundsystem Sonosite Bothell, WA, USA ultrasound
Stainless Macintosh Größe 4 Welsch Allyn69604 blade for laryngoscope
Stresnil 40mg/ml Lilly Deutschland GmbH, Abteilung Elanco Animal Health azaperone
Vasofix Safety 22G-16G B.Braun Melsungen AG, Germany venous catheter
Voltcraft Model 8202 Voltcraft, Hirschau, Germany oscilloscope/function generator

References

  1. Grasner, J. T., et al. EuReCa ONE-27 Nations, ONE Europe, ONE Registry: A prospective one month analysis of out-of-hospital cardiac arrest outcomes in 27 countries in Europe. Resuscitation. 105, 188-195 (2016).
  2. Raffee, L. A., et al. Incidence, Characteristics, and Survival Trend of Cardiopulmonary Resuscitation Following In-hospital Compared to Out-of-hospital Cardiac Arrest in Northern Jordan. Indian Journal of Critical Care Medicine. 21 (7), 436-441 (2017).
  3. Brooks, S. C., et al. Part 6: Alternative Techniques and Ancillary Devices for Cardiopulmonary Resuscitation: 2015 American Heart Association Guidelines Update for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care. Circulation. 132 (18 Suppl 2), S436-S443 (2015).
  4. Callaway, C. W., et al. Part 4: Advanced Life Support: 2015 International Consensus on Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care Science With Treatment Recommendations. Circulation. 132 (16 Suppl 1), S84-S145 (2015).
  5. Sandroni, C., Nolan, J. ERC 2010 guidelines for adult and pediatric resuscitation: summary of major changes. Minerva Anestesiology. 77 (2), 220-226 (2011).
  6. Tanaka, H., et al. Modifiable Factors Associated With Survival After Out-of-Hospital Cardiac Arrest in the Pan-Asian Resuscitation Outcomes Study. Annals of Emergency Medicine. , (2017).
  7. Kleinman, M. E., et al. Part 5: Adult Basic Life Support and Cardiopulmonary Resuscitation Quality: 2015 American Heart Association Guidelines Update for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care. Circulation. 132 (18 Suppl 2), S414-S435 (2015).
  8. Link, M. S., et al. Part 7: Adult Advanced Cardiovascular Life Support: 2015 American Heart Association Guidelines Update for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care. Circulation. 132 (18 Suppl 2), S444-S464 (2015).
  9. Olasveengen, T. M., et al. 2017 International Consensus on Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care Science With Treatment Recommendations Summary. Circulation. 136 (23), e424-e440 (2017).
  10. Rubulotta, F., Rubulotta, G. Cardiopulmonary resuscitation and ethics. Revista Brasileira de Terapia Intensiva. 25 (4), 265-269 (2013).
  11. McInnes, A. D., et al. The first quantitative report of ventilation rate during in-hospital resuscitation of older children and adolescents. Resuscitation. 82 (8), 1025-1029 (2011).
  12. Maertens, V. L., et al. Patients with cardiac arrest are ventilated two times faster than guidelines recommend: an observational prehospital study using tracheal pressure measurement. Resuscitation. 84 (7), 921-926 (2013).
  13. Ziebart, A., et al. Standardized Hemorrhagic Shock Induction Guided by Cerebral Oximetry and Extended Hemodynamic Monitoring in Pigs. Journal of Visualized Experiments. (147), (2019).
  14. Kamuf, J., et al. Oleic Acid-Injection in Pigs As a Model for Acute Respiratory Distress Syndrome. Journal of Visualized Experiments. (140), (2018).
  15. Weiner, M. M., Geldard, P., Mittnacht, A. J. Ultrasound-guided vascular access: a comprehensive review. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesiology. 27 (2), 345-360 (2013).
  16. Mayer, J., Suttner, S. Cardiac output derived from arterial pressure waveform. Current Opinions in Anaesthesiology. 22 (6), 804-808 (2009).
  17. Hartmann, E. K., et al. Ventilation/perfusion ratios measured by multiple inert gas elimination during experimental cardiopulmonary resuscitation. Acta Anaesthesiologica Scandanivica. 58 (8), 1032-1039 (2014).
  18. Ruemmler, R., et al. Ultra-low tidal volume ventilation-A novel and effective ventilation strategy during experimental cardiopulmonary resuscitation. Resuscitation. 132, 56-62 (2018).
  19. Wani, T. M., et al. Upper airway in infants-a computed tomography-based analysis. Paediatric Anaesthesia. 27 (5), 501-505 (2017).
  20. Tuna Katircibasi, M., et al. Comparison of Ultrasound Guidance and Conventional Method for Common Femoral Artery Cannulation: A Prospective Study of 939 Patients. Acta Cardiol Sin. 34 (5), 394-398 (2018).
  21. Hartmann, E. K., et al. Correlation of thermodilution-derived extravascular lung water and ventilation/perfusion-compartments in a porcine model. Intensive Care Medicine. 39 (7), 1313-1317 (2013).
  22. Hartmann, E. K., et al. An inhaled tumor necrosis factor-alpha-derived TIP peptide improves the pulmonary function in experimental lung injury. Acta Anaesthesiol Scand. 57 (3), 334-341 (2013).
  23. Ziebart, A., et al. Low tidal volume pressure support versus controlled ventilation in early experimental sepsis in pigs. Respiratory Research. 15, 101 (2014).
  24. Tan, D., et al. Duration of cardiac arrest requires different ventilation volumes during cardiopulmonary resuscitation in a pig model. Journal of Clinical Monitoring and Computing. , (2019).
  25. Kill, C., et al. Mechanical ventilation during cardiopulmonary resuscitation with intermittent positive-pressure ventilation, bilevel ventilation, or chest compression synchronized ventilation in a pig model. Critical Care Medicine. 42 (2), e89-e95 (2014).
  26. Speer, T., et al. Mechanical Ventilation During Resuscitation: How Manual Chest Compressions Affect a Ventilator’s Function. Advances in Therapy. 34 (10), 2333-2344 (2017).
  27. Kill, C., et al. Chest Compression Synchronized Ventilation versus Intermitted Positive Pressure Ventilation during Cardiopulmonary Resuscitation in a Pig Model. PLoS ONE. 10 (5), e0127759 (2015).
  28. Newell, C., Grier, S., Soar, J. Airway and ventilation management during cardiopulmonary resuscitation and after successful resuscitation. Critical Care. 22 (1), 190 (2018).
check_url/fr/60707?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Ruemmler, R., Ziebart, A., Garcia-Bardon, A., Kamuf, J., Hartmann, E. K. Standardized Model of Ventricular Fibrillation and Advanced Cardiac Life Support in Swine. J. Vis. Exp. (155), e60707, doi:10.3791/60707 (2020).

View Video