Das vorliegende Protokoll beschreibt eine modifizierte parasternale Längsachsenansicht zur schnellen und präzisen Lokalisierung der linken anterioren absteigenden Arterie. Dieser Ansatz soll einfacher und benutzerfreundlicher sein und gleichzeitig die Untersuchung dynamischer Veränderungen der koronaren Flussreserve nach myokardialer Ischämie-Reperfusion bei Mäusen erleichtern.
Nach einer kardialen Ischämie kommt es häufig zu einer unzureichenden Myokardperfusion, selbst wenn der Fluss in einer vorgelagerten Arterie erfolgreich und vollständig wiederhergestellt wurde. Dieses Phänomen, das als “No-Reflow-Phänomen” bekannt ist, wird auf eine koronare mikrovaskuläre Dysfunktion zurückgeführt und wurde mit schlechten klinischen Ergebnissen in Verbindung gebracht. In der klinischen Praxis wird eine Verringerung der koronaren Flussreserve (CFR) häufig als Indikator für eine koronare Herzkrankheit verwendet. CFR ist definiert als das Verhältnis der durch pharmakologische oder metabolische Faktoren induzierten Spitzenströmungsgeschwindigkeit zur Ruheströmungsgeschwindigkeit.
Dieses Protokoll konzentrierte sich auf die Beurteilung der dynamischen Veränderungen der CFR vor und nach der Ischämie-Reperfusion (IR) mittels Pulswellen-Doppler-Messungen. In dieser Studie zeigten normale Mäuse die Fähigkeit, die Spitzengeschwindigkeit des koronaren Blutflusses bis zu zweimal höher zu erhöhen als die Ruhewerte unter Isofluran-Stimulation. Nach Ischämie-Reperfusion nahm die CFR nach 1 h jedoch im Vergleich zum Ausgangswert vor der Operation signifikant ab. Im Laufe der Zeit erholte sich der CFR allmählich, blieb aber unter dem normalen Niveau. Trotz des Erhalts der systolischen Funktion ist die Früherkennung mikrovaskulärer Dysfunktionen von entscheidender Bedeutung, und die Erstellung eines praktischen Leitfadens könnte Ärzten bei dieser Aufgabe helfen und gleichzeitig die Untersuchung des Fortschreitens von Herz-Kreislauf-Erkrankungen im Laufe der Zeit erleichtern.
Die koronare Herzkrankheit ist eine der häufigsten Todesursachen weltweit1. Selbst wenn die verursacherliche Koronararterie durch eine primäre perkutane Koronarintervention (PCI) nach kardialer Ischämie wieder geöffnet wird, bleibt die koronare mikrovaskuläre Perfusion oft vermindert. Darüber hinaus gibt es keine Garantie für eine Reperfusion in den stromabwärts gelegenen Kapillaren, die das Myokardversorgen 1. Dieses Phänomen, das als “No-Reflow-Phänomen” bekannt ist, ist mit dem klinischen Verlauf und einer schlechten Prognose verbunden. Folglich ist das Erreichen eines adäquaten mikrovaskulären Reflows nach erfolgreicher Reperfusionstherapie entscheidend für die Rettung des Myokards. Daher ist die frühzeitige Beurteilung der mikrovaskulären Funktion nach Revaskularisation für die klinische Praxis von entscheidender Bedeutung.
Verschiedene Techniken, wie z. B. der invasive intrakoronare Temperatur-/Druckleitdraht zum Index des Mikrozirkulationswiderstands (IMR) und des hyperämischen mikrovaskulären Widerstands (HMR), die nicht-invasive kardiovaskuläre Magnetresonanz (CMR), die Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie (SPECT) und die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) können zur Beurteilung der mikrovaskulären Funktion eingesetzt werden2. Diese Methoden sind jedoch entweder invasiv oder semi-invasiv, teuer und oft nicht ohne weiteres verfügbar, was ihren klinischen Nutzen einschränkt. Auf der anderen Seite bietet die Beurteilung der koronaren Flussreserve (CFR) durch transthorakale Doppler-Echokardiographie einen nichtinvasiven, relativ einfachen und kostengünstigen Ansatz, ohne die Patienten ionisierender Strahlung auszusetzen, wie es bei anderen Methoden der Fall ist3.
Obwohl in früheren Studien die transthorakale Doppler-Echokardiographie zur Messung von CFR bei Mäusen und Ratten eingesetzt wurde, bleiben Herausforderungen für die Bediener bestehen, um die komplexen Winkel zwischen der Plattform, den Mäusen und der Sonde zu lokalisieren. Dieses Protokoll überwindet dieses Problem, indem es eine einfachere Methode zur Lokalisierung der Koronararterie der linken anterioren absteigenden Arterie (LAD) und zur schnellen Messung der CFR mit der modifizierten parasternalen Langachse (PLAX) bietet.
Darüber hinaus zeigte die CFR, die in der infarktverwandten Arterie (IRA) distal der verursacherlichen Läsion entnommen wurde, eine starke Korrelation mit dem Perfusionsstatus, der durch die myokardiale Kontrastechokardiographie (MCE) beurteilt wurde4. Es wurde auch als prädiktiver Marker für die Lebensfähigkeit und die Wiederherstellung der linksventrikulären (LV) Funktion nach einem akuten Myokardinfarkt (AMI) identifiziert5. Darüber hinaus hat sich CFR als zuverlässiger Marker für die Gesamtmortalität und ungünstige kardiovaskuläre Ergebnisse etabliert 6,7. In früheren Berichten wurde die Verwendung der Echokardiographie zur Beurteilung von CFR in Rattenmodellen des Myokardinfarkts beschrieben8. Dennoch ist die CFR im Frühstadium der Ischämie-Reperfusion nicht gründlich untersucht. Daher liefert diese Studie einen Referenzwert für die Diagnose einer mikrovaskulären Dysfunktion und die Beurteilung des therapeutischen Effekts der Ischämie-Reperfusion durch dynamische Tests an IR-Mäusen im Frühstadium der Reperfusion.
In dieser Studie wird ein Protokoll vorgestellt, das eine modifizierte parasternale Längsachsenansicht verwendet, um die CFR nach Ischämie-Reperfusion dynamisch zu beurteilen. Die wichtigsten Ergebnisse deuten auf eine signifikante Abnahme der CFR bei IR-Mäusen hin, wobei die ausgeprägteste Reduktion 1 h nach der Reperfusion beobachtet wurde. Die Herzfunktion war jedoch innerhalb von 48 h nicht beeinträchtigt.
CFR dient als Indikator für die myokardiale Blutversorgung und bietet einen nicht-invasiven Ansatz zur Beurteilung sowohl der Koronararterienstenose als auch der koronaren mikrovaskulären Zirkulation. Klinische Studien haben gezeigt, dass niedrigere CFR-Werte mit schlechteren Prognosen verbunden sind 14,15,16, und ein CFR-Cut-off-Wert von 1,75 wurde als optimal für die Risikostratifizierung festgelegt 14. Eine kürzlich durchgeführte Metaanalyse zeigte außerdem, dass das Sterberisiko um 16 % für jede Abnahme der CFR um 0,1 Einheiten steigt, was darauf hindeutet, dass CFR ein Kontinuum des Risikos darstellt, wobei niedrigere Werte die Patienten für schlechtere klinische Ergebnisse prädisponieren17. In dieser Studie zeigte sich ein Trend zur Zunahme der Reperfusionszeit, blieb aber niedriger als vor dem Eingriff, was die Bedeutung der Überwachung der Patienten nicht nur unmittelbar nach der Öffnung des verursacherlichen Gefäßes durch PCI, sondern auch nach 48 Stunden unterstreicht. Darüber hinaus dient die CFR als Maß für die koronare mikrovaskuläre Dysfunktion, indem sie die hämodynamischen Effekte von fokalen, diffusen und kleinen Gefäßerkrankungen auf die Perfusion des Myokardgewebes integriert18. Daher ist CFR eine wichtige nicht-invasive Technik zur Diagnose von koronaren mikrovaskulären Erkrankungen. Da CFR auf LAD ein starker und unabhängiger Indikator für die Mortalitätist 6,7, zielt diese Studie darauf ab, Referenzwerte für klinische Entscheidungen zu liefern. Darüber hinaus kann der Einsatz von Ultraschallgeräten den Bedarf an Koronarangiographie in einer kostensenkenden Umgebung im Gesundheitswesen reduzieren. Durch die entsprechende Schulung und Aufrüstung der Technologie kann die Risikostratifizierung auf die individuellen Bedürfnisse der Patienten zugeschnitten werden.
Die modifizierte PLAX-Ansicht bietet mehr Komfort und Zeitersparnis für wissenschaftliche Forscher. Die kontinuierliche Verbesserung dieser Technologie wird ihre breitere Anwendung bei anderen koronaren mikrovaskulären Erkrankungen erleichtern. Zu den wichtigsten Schritten in diesem Protokoll gehören die Visualisierung der Koronararterie und die Erstellung hochwertiger PW-Geschwindigkeitsbilder. Die Blutflussgeschwindigkeit nimmt mit zunehmender Anästhesiekonzentration allmählich zu, daher wird eine kontinuierliche Erfassung empfohlen, um die maximale Blutflussgeschwindigkeit nicht zu verpassen. Da eine Erhöhung der Anästhesiekonzentration die Herzfrequenz verändern kann, wird empfohlen, während der Messung kurzzeitig in den Farbdopplermodus zurückzukehren, um eine gleichmäßige Positionierung vor und nach der Messung zu gewährleisten.
Es ist wichtig, Einschränkungen zu berücksichtigen, einschließlich der Einschränkungen, die der Ultraschallmessung von CFR inhärent sind. Aufgrund der Krümmung der Koronararterie ist es nicht möglich, die gesamte Arterie vollständig darzustellen, was zu einer Messung in nur einem Segment führt. Der Bediener muss darauf abzielen, den Beginn der Koronararterie zu messen, um den Punkt der maximalen koronaren Blutflussgeschwindigkeit so genau wie möglich zu identifizieren. Darüber hinaus sollte die CFR idealerweise auf der Grundlage von Änderungen des koronaren Blutflussvolumens bestimmt werden, aber in dieser Studie wird die Blutflussgeschwindigkeit anstelle des Blutflussvolumens verwendet, wobei der Einfluss des Gefäßdurchmessers übersehen wird. Frühere Studien haben jedoch eine starke Korrelation zwischen CFR und CFVR (koronare Strömungsgeschwindigkeitsreserve)19 gezeigt. Weitere Forschungen zur koronaren mikrovaskulären Funktion können dazu beitragen, die komplexen Veränderungen der Ischämie zu verstehen und unser Verständnis der koronaren mikrovaskulären Dysfunktion zu verbessern.
The authors have nothing to disclose.
Diese Arbeit wurde unterstützt von der National Natural Science Foundation of China (Grant No. 82270352), dem Beijing Research Ward Construction Clinical Research Project (2022-YJXBF-04-03), der National High Level Hospital Clinical Research Funding (2022-NHLHCRF-YSPY-01), Capital’s Founds for Health Improvement and Research (Nr. 2022-1-4062), dem National Key Clinical Specialty Discipline Construction Program (Grant No. 2020-QTL-009) und der Stiftung der Chinese Society of Cardiology (Nr. CSCF2021B02).
5-0 silk suture | Ningbo MEDICAL Needle Co., Ltd. | 210322 | |
C57 mice | Peking University Health Science Center Department of Laboratory Animal Science | ||
Depilating agent | Nair | NAR-255-1 | |
Electrode gel | Cofoe | ||
High Frequency Ultrasound | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo3100 | |
Isoflurane | REWARD | R510-22-10 | |
Linear array high frequency transducer | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | MS550 | |
Rodent Ventilator | Shanghai Alcott Biotech | ALC-V9 | |
Small Animal Anesthesia Machine | REWARD | R530 | |
SPSS | IBM Corp, Armonk, NY, USA | version 23.0 | statistical analysis software |
Ultrasound Gel | Cofoe | ||
Vevo Lab Software | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Verison 5.7.0 |