Summary

Invasiv Hemodynamic overvåking av aorta og pulmonal arterien Hemodynamics i en stor dyr modell av ARDS

Published: November 26, 2018
doi:

Summary

Vi presenterer en protokoll for å opprette høyre ventrikkel dysfunksjon i en gris modell ved inducing ARDS. Viser vi invasiv overvåking av venstre og høyre ventrikkel cardiac utgang med flyt sonder rundt aorta og den lungearterien, samt blodtrykksmålinger i aorta og lungearterien.

Abstract

En av de viktigste årsakene til sykelighet og dødelighet hos pasienter med hjertesvikt er høyre ventrikkel (RV) dysfunksjon, spesielt hvis det skyldes pulmonal hypertensjon. For en bedre forståelse og behandling av denne sykdommen er presis hemodynamic overvåking av venstre og høyre ventrikkel viktig. Derfor er det viktig å etablere eksperimentelle gris modeller av cardiac hemodynamics og mål for forskning formål.

Denne artikkelen viser induksjon av ARDS ved hjelp av oljesyre (OA) og påfølgende høyre ventrikkel dysfunksjon, samt instrumentering av griser og data oppkjøpet prosessen som kreves for å vurdere hemodynamic parametere. For å oppnå høyre ventrikkel dysfunksjon, vi brukte oljesyre (OA) for å forårsake ARDS og fulgte denne med lungearterien hypertensjon (PAH). Med denne modellen av PAH og påfølgende høyre ventrikkel dysfunksjon, mange hemodynamic parametere kan måles og høyre ventrikkel volum belastning kan oppdages.

Alle viktige parametere, inkludert respirasjonsfrekvens (RR), hjertefrekvens (HR) og kroppstemperatur ble registrert gjennom hele eksperimentet. Hemodynamic parametere inkludert femoral arterien Press (FAP), aorta Press (AP), høyre ventrikkel Press (topp systolisk, slutten systolisk og slutten diastolisk høyre ventrikkel trykk), sentralt venetrykk (CVP), lungearterien pressure (PAP) og venstre arteriell Press (LAP) ble målt og perfusjon parametere inkludert stigende aorta flyt (AAF) og lungearterien flyt (PAF). Hemodynamic mål ble utført med transcardiopulmonary thermodilution for å gi cardiac output (CO). Videre ble PiCCO2 systemet (Pulse kontur Cardiac Output System 2) brukt til å motta, for eksempel strek volum varians (SVV), puls press varians (PPV), samt ekstravaskulær overvåking av lunge vann (EVLW) og global ende-diastolisk volum (GEDV). Vår overvåking prosedyre er egnet for å oppdage høyre ventrikkel dysfunksjon og overvåking hemodynamic funn før og etter volum administrasjon.

Introduction

Høyre ventrikkel (RV) dysfunksjon er en viktig årsak til sykelighet og dødelighet hos pasienter med hjertesvikt1, spesielt hvis den underliggende årsaken er pulmonal hypertensjon2. RV pumper blod til lav motstand pulmonal systemet, som er vanligvis forbundet med høy samsvar. Derfor er RV preget av stille systolisk trykk. Det skaper også en sjettedel slag arbeidet sammenlignet med venstre ventrikkel (LV)3. På grunn av sin tynnere muskler er RV svært sårbare for en endring i pre og afterload4,5. Isovolumic faser av sammentrekning og avslapping under systolen og diastolen i RV er ikke så forskjellige som LV. Undersøkelse av venstre og høyre ventrikkel hemodynamic parametere er svært viktig i behandling av kritisk syke pasienter med akutt høyre hjertet nød4,7, fordi RV svikt øker Kortsiktige dødelighet betydelig 6.

Preload parametere som den sentralt venetrykk (CVP) og venstre ventrikkel preload parametere som lunge kapillær kile Press (PCWP) har blitt brukt i lang tid for å kontrollere volum av pasienter. I det siste har det vært vist at disse parameterne alene ikke er egnet til å gjenkjenne en pasients behovet av væsker8,9,10. Erkjennelsen væske respons er viktig å oppdage og behandle volum deprivasjon og volum overbelaste hos pasienter med RV dysfunksjon. Unngå volum overbelastning er viktig å redusere dødelighet og intensivavdelingen (ICU) opphold i disse pasientene.

Med denne studien etablerte vi en gris modell av høyre ventrikkel dysfunksjon som er konsekvent og repliserbar. På grunn av likheten sin til mennesker er det nødvendig å etablere konsekvente og reproduserbar eksperimentelle store dyr modeller av cardiac hemodynamics og mål for forskning formål.

Protocol

Denne potensielle eksperimentelle forsøk med 21 bedøvet mannlig og kvinnelig innenlandske griser (tysk landrace) i en alder av 3-6 måneder med en kroppsvekt mellom 45-55 kg ble godkjent av den statlige kommisjon for omsorg og bruk av dyr i byen Hamburg ( Reference-No. 18/17). I henhold til ANKOMME retningslinjer, alle eksperimentene ble utført og alle dyrene fikk omsorg i samsvar med ‘Guide og bruk av forsøksdyr’ (NIH publikasjonen nr. 86-23, revidert 1996)11. 1. fly…

Representative Results

Våre dyremodell viser et bredt spekter av hemodynamic parametere i griser. På grunn av sin likhet og hemodynamics, kan man enkelt bruke nøyaktig samme utstyret som brukes i mennesker for å oppnå lignende resultater. Imidlertid anestesi verdiene er basert på erfaring og kan endres avhengig av vekt / alder / belastning av gris.  En veterinær bør konsulteres for å evaluere bedøvende plan. Resultatene av tidligere OA ind…

Discussion

ARDS, komplisert ved pulmonal hypertensjon, er en svært dødelige sykdommen. For pasienter som lider av denne tilstanden, ytterligere er informasjon om behandler det nødvendig. Når arbeider og forske med levende vesener, er det svært viktig å være så fornuftig som mulig. I dette tilfellet er det nødvendig å samle så mye informasjon som mulig i et eksperiment.

Det er noen kritiske kirurgisk trinn i en åpne-juling hjertet modell som dette. For å ikke bruke griser unødvendig, må det…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne har ingen takk.

Materials

Animal Bio Amp ADInstruments FE136
Quad BridgeAmp ADInstruments FE224
Power Lab 16/35 ADInstruments 5761-E
LabChart 8.1.8 Windows ADInstruments
Pulmonary artery catheter 7 F Edwards Lifesciences Corporation   131F7 
Prelude Sheath Introducer 8 F Merit Medical Systems, Inc. SI-8F-11-035
COnfidence Cardiac Output Flowprobes Transonic AU-IFU-PAUProbes-EN Rev. A 4/13
Adrenalin Sanofi 6053210
Oleic acid Sigma Aldrich 112-80-1
Magnesium Verla Verla 7244946
Ketamin Richter Pharma AG BE-V433246
Azaperon Sanochemia Pharmazeutika AG QN05AD90
Midazolam Roche Pharma AG 3085793

References

  1. Kapur, N. K., et al. Mechanical Circulatory Support Devices for Acute Right Ventricular Failure. Circulation. 136, 314-326 (2017).
  2. Zochios, V., Jones, N. Acute right heart syndrome in the critically ill patient. Heart Lung Vessel. 6 (3), 157-170 (2014).
  3. Ranucci, M., et al. Fluid responsiveness and right ventricular function in cardiac surgical patients. A multicenter study. HSR Proceedings in Intensive Care and Cardiovascular Anesthesia. 1 (1), 21-29 (2009).
  4. Mehta, S. R., et al. Impact of right ventricular involvement on mortality and morbidity in patients with inferior myocardial infarction. Journal of the American College of Cardiology. 37, 37-43 (2001).
  5. Vieillard-Baron, A., Charron, C. Preload responsiveness or right ventricular dysfunction. Critical Care Medicine. 37 (9), 2662-2663 (2009).
  6. Marik, P. E., Baram, M., Vahid, B. Does central venous pressure predict fluid responsiveness? A systematic review of the literature and the tale of seven mares. Chest. 134 (1), 172-178 (2008).
  7. Marik, P. E., Cavallazzi, R. Does the central venous pressure predict fluid responsiveness? An updated meta-analysis and a plea for some common sense. Critical CareMedicine. 41 (7), 1774-1781 (2013).
  8. Eskesen, T. G., Wetterslev, M., Perner, A. Systematic review including re-analyses of 1148 individual data sets of central venous pressure as a predictor of fluid responsiveness. Intensive Care Medicine. 42 (3), 324-332 (2016).
  9. Kilkenny, C., Browne, W. J., Cuthill, I. C., Emerson, M., Altman, D. G. Improving bioscience research reporting: the ARRIVE guidelines for reporting animal research. Osteoarthritis and cartilage, Osteoarthritis Research Society. 20 (2), 56-60 (2012).
  10. Akella, A., Sharma, P., Pandey, R., Deshpande, S. B. Characterization of oleic acid-induced acute respiratory distress syndrome model in rat. Indian Journal of Experimental Biology. 52 (7), 712-719 (2014).
  11. Meinhardt, J. P., Friess, U., Bender, H. J., Hirschl, R. B., Quintel, M. Relationship among cardiac index, inspiration/expiration ratio, and perfluorocarbon dose during partial liquid ventilation in an oleic acid model of acute lung injury in sheep. Journal of Pediatric Surgery. 40 (9), 1395-1403 (2005).
  12. Zhu, Y. B., et al. Atrial natriuretic peptide attenuates inflammatory responses on oleic acid-induced acute lung injury model in rats. Chinese Medical Journal (English. 126 (4), 747-750 (2013).
  13. Gould, D. A., Baun, M. M. The Role of the Pulmonary Afferent Receptors in Producing Hemodynamic Changes during Hyperinflation and Endotracheal Suctioning in an Oleic Acid-Injured Animal Model of Acute Respiratory Failure. Biology Research for Nursing. 1 (3), 179-189 (2000).
  14. Galie, N., et al. 2015 ESC/ERS Guidelines for the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension. European Heart Journal. 37, 67-119 (2015).
  15. Galie, N., et al. 2015 ESC/ERS Guidelines for the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension: The Joint Task Force for the Diagnosis and Treatment of Pulmonary Hypertension of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Respiratory Society (ERS), Endorsed by: Association for European Paediatric and Congenital Cardiology (AEPC), International Society for Heart and Lung Transplantation (ISHLT). European Respiratory Journal. 46, 903-975 (2015).
  16. Oliveira, R. K., et al. Usefulness of pulmonary capillary wedge pressure as a correlate of left ventricular filling pressures in pulmonary arterial hypertension. Journal of Heart and Lung Transplantation. 33 (4), 459 (2014).
  17. Hoeper, M. M., et al. A global view of pulmonary hypertension. Lancet Respiratory Medicine. 4, 306-322 (2016).
  18. Nagy, A. I., et al. The pulmonary capillary wedge pressure accurately reflects both normal and elevated left atrial pressure. American Heart Journal. 167 (6), 876-883 (2014).
  19. Daughters, G. T., et al. Effects of the pericardium on left ventricular diastolic filling and systolic performance early after cardiac operations. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 104 (4), 1084-1091 (1992).
  20. Zimmerman, R., et al. Posttransfusion Increase of Hematocrit per se Does Not Improve Circulatory Oxygen Delivery due to Increased Blood Viscosity. Anesthesia & Analgesia. 124 (5), 1547-1554 (2017).
  21. Giglioli, C., et al. Hemodynamic effects in patients with atrial fibrillation submitted to electrical cardioversion. International Journal of Cardiology. 168 (4), 4447-4450 (2013).
check_url/57405?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Kluttig, R., Friedheim, T., Behem, C., Zach, N., Brown, R., Graessler, M., Reuter, D., Zöllner, C., Trepte, C. Invasive Hemodynamic Monitoring of Aortic and Pulmonary Artery Hemodynamics in a Large Animal Model of ARDS. J. Vis. Exp. (141), e57405, doi:10.3791/57405 (2018).

View Video