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左心室放置压力容积导管–颈动脉vs心尖入路

心室压力-容积(PV)关系是一种用于评估各种动物模型心功能的成熟且全面的方法。
该技术最初是为大型哺乳动物和人类开发的。然而,通过微型电导导管和手术步骤的优化,心室PV分析已成功地转化在小型啮齿动物上,从而为基因工程小鼠模型和药物治疗研究中评估心脏功能提供了机会。1
在心室中正确放置压力容积导管对于采集高质量,准确的数据至关重要。将压力容积导管插入左心室(LV)的手术方法主要有两种: 颈动脉(关胸)和心尖(开胸)入路。

以下,来自明尼苏达大学医学院的心血管生理学家 DeWayne Townsend(DVM,Ph.D.)讨论了颈动脉和心尖入路的优点和局限性以及使用它们的适当情况。

颈动脉入路(关胸)

颈动脉入路是一种关闭胸腔的入路,其中包括将PV导管通过右颈动脉插入LV。下面,我们将概述使用这种手术方法时应考虑的一些主要优点和局限性。
 
 
 

优点

  • 关胸入路-关胸经颈动脉入路的主要优点是,它可以防止开胸手术造成的重大创伤,因为手术可能会影响心脏生理。这样,颈动脉入路更适合长时间的实验,例如药物测试,该实验需要将小鼠插管更长的时间。 1,2
  • 容易获得动脉血压记录-由于导管通过右颈动脉推进,因此在实验开始和结束时都可以轻松获得动脉血压。当研究诸如心力衰竭的疾病模型时,该功能特别有用,在该模型中,总外周阻力(TPR)是一项重要指标。1
  • 不需要通气-因为胸腔是关闭的,所以不需要通气。不过,请务必注意,通气可以增强呼吸控制能力,并有助于PV数据的分析。因此,有些人在使用颈动脉入路时仍可能考虑给动物通气。

局限性

  • 导管的放置取决于主动脉的解剖结构-由于导管向下通过主动脉插入左心室,一旦插入,可能很难调整位置。如果您的导管放置不正确或心脏内部结构阻塞或压迫导管,则可能会引起问题。
  • 阻塞腔静脉需要开腹-颈动脉入路进行下腔静脉(IVC)阻塞,必须在腹部进行第二次手术切口以暴露腔静脉。
  • 较小心脏外流通道梗阻的可能性-颈动脉入路的另一个局限是外流通道梗阻的可能性。当使用较小的小鼠心脏时,相对于主动脉的导管尺寸会影响血液从心室流出,引起后负荷增加而影响心脏的血流动力学。 3
  • 不适用于重度高血压病或严重动脉粥样硬化的疾病模型。请访问 Pál Pacher et al. (2008) Nature Protocol 获取更多信息。

心尖入路(开胸)

心尖入路(或心室心尖刺入法)是一种开胸入路。为此,在动物的膈肌上做一个小切口,露出心尖。然后使用25号针头在心尖中心刺一个口,通过该口将导管插入。2,3 心尖入路被认为是这两种技术中相对简单的,因为更容易将导管正确放置在心室中。

 
 

优点

  • 可以优化导管放置-开胸心尖入路的主要优点之一是可以更好地控制心室中的导管位置和方向。
  • 没有外流通道阻塞-由于导管通过心室的底部插入,因此您无需担心流出道阻塞。
  • 下腔静脉阻塞不需要额外的手术-如前所述,心尖入路是一种开胸手术,因此很容易接近腔静脉以调节心脏负荷。

局限性

  • 需要通气-因为您要打开动物的胸腔,所以需要通气。但是,通气并不总是被视为不利条件。它可以让您更好地控制动物的健康状况,并有助于提高数据质量。这就是一些研究人员甚至在使用颈动脉入路时仍选择给动物通气的原因。
  • 大的手术操作-心尖入路需要对胸壁进行大的改变,以便进行心脏插管,这可能会影响心血管系统的血流动力学特性。
  • 潜在的心肌损伤-刚开始心尖入路的一项主要挑战是要在打开胸腔时避免损伤心脏。随着时间的流逝,您的技术熟练程度会提高,这将不再是一个问题。
希望此摘要有助于您确定哪种方法最适合您的PV研究。有关PV环数据采集和分析的更多信息,请查看 DeWayne Townsend 博士和 Adam Goodwill 博士的完整网络研讨会,介绍有关心脏PV环分析的技巧和窍门。或与您最近的支持专家联系-我们很乐意为您提供帮助!

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参考文献:

1.  Pacher, P., Nagayama, T., Mukhopadhyay, P., Bátkai, S., & Kass, D. A. (2008). Measurement of cardiac function using pressure-volume conductance catheter technique in mice and rats. Nature protocols, 3(9), 1422–1434. https://doi.org/10.1038/nprot.2008.138

 

2. Abraham, D., & Mao, L. (2015). Cardiac Pressure-Volume Loop Analysis Using Conductance Catheters in Mice. Journal of visualized experiments : JoVE, (103), 52942. https://doi.org/10.3791/52942

 

3.  Townsend D. (2016). Measuring Pressure Volume Loops in the Mouse. Journal of visualized experiments : JoVE, (111), 53810. https://doi.org/10.3791/53810

 

 
10 10月 2020