ブタの脳オキシメトリーと拡張血行力モニタリングによって導かれる標準化された出血性ショック誘導
Summary
出血性ショックは重傷患者の重篤な合併症であり、生命を脅かす酸素の供給不足につながる。血行力学と微小循環性脳酸素化によって導かれるブタの血液離脱を介して出血性ショックを誘導する標準化された方法を提示する.
Abstract
出血性ショックは、重傷関連死の主な理由の中でランク付けされます。循環体積と酸素キャリアの損失は、不十分な酸素供給と不可逆的な臓器不全につながることができます。脳は限られた補償能力しか発揮し、特に重度の低酸素損傷のリスクが高い。この記事では、計算された血液離脱によってブタモデルにおける生命を脅かす出血性ショックの再現性を示す。近赤外分光法に導かれた衝撃誘導を引き起こした衝撃誘導と、全身循環障害、脳微小循環酸素枯渇を示す拡張血行力モニタリングを行います。衝撃誘導のために主に定義された除去量に焦点を当てた類似のモデルと比較して、このアプローチは、マクロおよび微小循環の結果として生じる障害によって滴定を強調する。
Introduction
大量の失血は、傷害関連死の主な原因の一つである1,2,3.循環液と酸素キャリアの損失は、血液力学的な障害と重度の酸素不足につながり、不可逆的な臓器不全と死を引き起こす可能性があります。ショックの重症度レベルは、低体温症、凝固症、およびアシドーシス4などの追加因子の影響を受ける。特に脳は、腎臓も高い酸素需要と十分な嫌気性エネルギー発生5、6の能力がないため補償能力を欠いている。治療上の目的のために、迅速かつ即時の作用が極めて重要である。臨床現場では、バランスのとれた電解質溶液による流体蘇生が治療の最初の選択肢であり、続いて赤血球濃縮物および新鮮な凍結血漿の投与が続く。血球濃縮物、カテコールアミン、凝固の最適化および酸塩基状態は、持続的な外傷後の正常な生理学的状態を取り戻す療法をサポートする。この概念は、ヘモダイナミクスとマクロ循環の回復に焦点を当てています。しかし、いくつかの研究は、微小循環灌流がマクロ循環と同時に回復しないことを示しています。特に、脳灌流は損なわれたままであり、さらに酸素不足が7、8に起こる可能性がある。
動物モデルの使用は、科学者が新しいまたは実験的な戦略を確立することを可能にします。豚とヒトの同等の解剖学、相同学、生理学は、特定の病理学的要因に関する結論を可能にする。両方の種は、同様の代謝系と薬理学的治療への応答を持っています.これは、血液量、血行力学、および全体的な生理学の違いが臨床シナリオ9を模倣することはほとんど不可能にする小動物モデルと比較して大きな利点です。さらに、認可された医療機器および消耗品は豚モデルで容易に使用することができる。さらに、遺伝学やフェノタイプの多様性が高く、コスト削減が可能な商用サプライヤーから豚を簡単に入手することが可能です。血管のカニテーションを介した血液離脱のモデルは非常に一般的です11,12,13,14,15.
本研究では、血行不全と脳酸素化障害の正確な滴定を用いて動脈血引き出しによる出血性ショック誘導の概念を拡張する。出血性ショックは、心臓指数および平均動脈圧がベースライン値の40%を下回った場合に達成され、これは脳局所酸素飽和度のかなりの悪化を引き起こすことが示されている8。パルス輪郭心拍出量(PiCCO)測定は連続的なヘモダイナミクスモニタリングに使用されます。第一に、このシステムは、血管外肺水分含有量およびグローバル末期拡張体量の心臓指数の計算を可能にする経皮熱希釈によって較正されなければならない。その後、連続的な心臓指数はパルス輪郭解析によって計算され、パルス圧力やストローク体積変動などの動的プリロードパラメータも提供します。
この技術は臨床および実験の設定でよく確立される。近赤外分光法(NIRS)は、脳酸素供給の変化をリアルタイムで監視する臨床的かつ実験的に確立された方法です。自己付着センサは、左右の額に取り付けられ、大脳前頭皮質の脳酸素化を非侵襲的に計算します。2つの波長の赤外線(700と900nm)が放射され、皮質組織から反射された後、センサーによって検出されます。脳の酸素含有量を評価するために、動脈および静脈血の寄与は1:3の関係で計算され、5秒間隔で更新される。1〜4センチメートルの深さの感度は指数関数的に減少し、浸透した組織(例えば、皮膚および骨)の影響を受けるが、頭蓋骨は赤外線に半透明である。この技術は、せん妄や低酸素性脳損傷のような有害な結果から患者を防ぐための迅速な治療行動を容易にし、心拍出量16、17の障害の場合の標的パラメータとして機能する。実験ショック中の両方の技術の組み合わせは、この生命を脅かすイベントを研究するために、大循環の正確な滴定だけでなく、脳の微小循環障害を可能にします。
Protocol
このプロトコルの実験は、国家および機関動物ケア委員会(ランデストゥンサムト・リンランド・プバルツ、コブレンツ、ドイツ;)委員長:シルビア・アイシュ・ウルフ博士。参考番号: 23 177-07/G 14-1-084;02.02.2015) 実験は、インビボ実験(ARRIVE)ガイドラインの動物研究報告に従って行われました。調査は2015年11月から2016年3月の間に計画され、実施された。拡張文献研究の後、豚モデルは出血性ショ…
Representative Results
衝撃誘導を開始した後、短時間の補償を登録することができます。進行中の血液除去では、crSO2、心臓指数、胸部内血液量指数、およびグローバル末期拡張体指数の大幅な減少によって監視される前述の心循環代謝(図2)、図3、および図 4が発生します。さらに、出血性ショックの一般的な症状…
Discussion
このプロトコルは、全身血行力学、ならびに脳微小循環障害によって導かれるブタの制御された動脈出血を介して出血性ショックを誘発する1つの方法を説明する。ショック状態は、25-35 mLkg-1の計算された血液離脱によって達成され、かなりの心循環障害を示すサロゲートパラメータの前述の複合体によって確認された。未処理の場合、この処置は動物の66%で2時間以内に致死的であり…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者はダグマー・ディルボンスキーに対して、優れた技術サポートに感謝したいと考しています。
Materials
| 3-way-stopcock blue | Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Sweden | 394602 | Drug administration |
| 3-way-stopcock red | Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Sweden | 394605 | Drug administration/Shock induction |
| Atracurium | Hikma Pharma GmbH , Martinsried | AM03AC04* | Anesthesia |
| Canula 20 G | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 301300 | Vascular access |
| Datex Ohmeda S5 | GE Healthcare Finland Oy, Helsinki, Finland | – | Hemodynamic monitor |
| Desinfection | Schülke & Mayr GmbH, Germany | 104802 | Desinfection |
| Heidelberger Verlängerung 75CM | Fresenius Kabi Deutschland GmbH | 2873112 | Drug administration/Shock induction |
| INVOS 5100C Cerebral | Medtronic PLC, USA | – | Monitore for cerebral regional oxygenation |
| INVOS Cerebral/Somatic Oximetry Adult Sensors | Medtronic PLC, USA | 20884521211152 | Monitoring of the cerebral regional oxygenation |
| Endotracheal tube | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia | 112482 | Intubation |
| Endotracheal tube introducer | Wirutec GmbH, Sulzbach, Germany | 5033062 | Intubation |
| Engström Carestation | GE Heathcare, Madison USA | – | Ventilator |
| Fentanyl | Janssen-Cilag GmbH, Neuss | AA0014* | Anesthesia |
| Gloves | Paul Hartmann, Heidenheim, Germany | 9422131 | Self-protection |
| Incetomat-line 150 cm | Fresenius, Kabi GmbH, Bad Homburg, Germany | 9004112 | Drug administration |
| Ketamine | Hameln Pharmaceuticals GmbH, Zofingen, Schweiz | AN01AX03* | Sedation |
| Laryngoscope | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia | 671067-000020 | Intubation |
| Logical pressure monitoring system | Smith- Medical GmbH, Minneapolis, USA | MX9606 | Hemodynamic monitor |
| Logicath 7 Fr 3-lumen 30cm | Smith- Medical GmbH, Minneapolis, USA | MXA233x30x70-E | Vascular access/Drug administration |
| Masimo Radical 7 | Masimo Corporation, Irvine, USA | – | Hemodynamic monitor |
| Mask for ventilating dogs | Henry Schein, Melville, USA | 730-246 | Ventilation |
| Original Perfusor syringe 50ml Luer Lock | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 8728810F | Drug administration |
| PICCO Thermodilution. F5/20CM EW | MAQUET Cardiovascular GmbH, Rastatt, Germany | PV2015L20-A | Hemodynamic monitor |
| Percutaneous sheath introducer set 8,5 und 9 Fr, 10 cm with integral haemostasis valve/sideport | Arrow international inc., Reading, USA | AK-07903 | Vascular access/Shock induction |
| Perfusor FM Braun | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 8713820 | Drug administration |
| Potassium chloride | Fresenius, Kabi GmbH, Bad Homburg, Germany | 6178549 | Euthanasia |
| Propofol 2% | Fresenius, Kabi GmbH, Bad Homburg, Germany | AN01AX10* | Anesthesia |
| Pulse Contour Cardiac Output (PiCCO2) | Pulsion Medical Systems, Feldkirchen, Germany | – | Hemodynamic monitor |
| Sonosite Micromaxx Ultrasoundsystem | Fujifilm, Sonosite Bothell, Bothell, USA | – | Vascular access |
| Stainless Macintosh Size 4 | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Perak, Malaysia | 670000 | Intubation |
| Sterofundin | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | AB05BB01* | balanced electrolyte infusion |
| Stresnil 40mg/ml | Lilly Germany GmbH, Wiesbaden, Germany | QN05AD90 | Sedation |
| Syringe 10 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 309110 | Drug administration |
| Syringe 2 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 300928 | Drug administration |
| Syringe 20 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 300296 | Drug administration |
| Syringe 5 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 309050 | Drug administration |
| venous catheter 22G | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 4269110S-01 | Vascular access |
| *ATC: Anatomical Therapeutic Chemical / Defined Daily Dose Classification | |||
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Citazione di questo articolo
Ziebart, A., Kamuf, J., Ruemmler, R., Rissel, R., Gosling, M., Garcia-Bardon, A., Hartmann, E. K. Standardized Hemorrhagic Shock Induction Guided by Cerebral Oximetry and Extended Hemodynamic Monitoring in Pigs. J. Vis. Exp. (147), e59332, doi:10.3791/59332 (2019).