优化小鼠临床前PV环技术和分析

在本次会议期间，来自Baker研究院“临床前心脏病学显微外科和成像平台”的 Daniel Donner 博士和 Aascha Brown 博士，将使用 ADInstruments 和 Millar 系统，提供小鼠压力-容积插管的最佳实践建议。从设备列表、连接和设置，再到介绍 LabChart 的 PV 工作流程，以及如何优化工作流程，最后如何分析采集到的 PV 环数据。

Baker研究院的“临床前心脏病显微外科和成像平台”，专注于临床前试验的心肌缺血再灌注模型、新型心脏骤停和主动脉缩窄模型。该网络研讨会中，使用一根Millar SPR-839（1.4F）导管，通过颈动脉N-S法（分步手术操作短视频）插入小鼠模型。

● 推荐设备清单：用于小鼠模型的手术步骤

● 使用 PV Loop 的重要性：血流动力学研究的黄金标准方法

● PV 测量简介：包括顺应性和肌力/解释压力容积环

● 手术步骤设置：包括准备技巧、设备设置和连接、MPVS界面概述、通道设置、PV环介绍和 LabChart 8 中的工作流程设置

● 手术过程：包括手术步骤概述、颈动脉分离和插管、支持手术小视频

● 手术后校准：定标管、生理盐水、基线和 alpha校准的技巧

● 阻断分析概述

● 进一步的校准建议：SV/CO 校准对电导测量的重要性以及数据方差的示例

00:50-06:00

Daniel Donner博士首先感谢ADInstruments的邀请来参加今天的网络研讨会，接着他向大家介绍了自己和单位：Baker心脏和糖尿病研究院。Baker研究院位于澳大利亚的墨尔本市，和Alfred医院的心脏内科相连，使得临床前实验室和 Alfred 的临床医生、心脏病专家和支持团队之间能够进行出色的转化医学合作，也欢迎大家莅临指导。几年前，我们曾举办过专门的 PV 线下研讨会，来自世界各地的科学家们都非常踊跃地参加了这些研讨会。除此以外，我们还负责体内表型分析和模型表征，已与世界各地的合作者们进行了50-60个课题项目。

Baker研究院的“临床前心脏病显微外科和成像平台”，主要关注心肌缺血再灌注模型，以及非常新颖的缺氧和缺血心脏骤停模型和主动脉缩窄模型。在我们的导管实验室，压力容积导管插入术已成为我们所有血流动力学研究的黄金标准。我们还有ADInstruments公司的其它电生理套件、探头和刺激器。以及其它成像设备，比如用于压力容积校准的心脏超声、核磁等。

06:00-09:25

今天的研讨会将涵盖从PV系统的初始设置，到所有不同设备的连接，以及更多关于我们如何优化工作流程，不仅仅是采集压力容积的细节，还有我们如何分析数据。我们今天使用的是一根Millar SPR-839（1.4F）导管，手术视频中为一只雄性小鼠（约30克），我们推荐颈动脉N-S法。Millar压力导管的探头尺寸不足2mm，今天要用的Millar压力容积导管更高级一些，两端有电导环，压力探头居中。使我们能够测量电导容积，并测量心室和血管内的压力。

这是一个实验设备清单，基于我们的使用习惯和数百次操作经验。包括ADInstruments的PowerLab主机、PV主机、校准套件、温度Pod和生物电放大器。稍后我将向您展示连接的照片。需要的其它硬件，如呼吸机、一台实时运行PV软件的计算机、手术显微镜。虽然显微镜非必需，但有助于训练，因为我们可以记录手术。还有丝线等其它耗材。

09:26-12:05

我先解释一下“心室压力容积”，我认为ADInstruments官网已经有一些很棒的内容和视频。所以就简单地说一下，压力导管允许我们在整个心动周期测量心室内的压力，超声心动图允许我们测量整个心动周期的容积，即舒张期容积和收缩期容积。而压力容积环所做的是将这些实时叠加在一起，并允许我们在整个心动周期中二维测量压力和容积。环中的每一点都是心动周期中的关键事件。对于还不太了解压力容积环的人来说，环实际上以逆时针方向运行。主动脉瓣在这个拐角（2）处打开，射血，接下来瓣膜关闭，等容舒张期，然后是第二个等容收缩。

图二，我们解释了阻断步骤，但实际上有很多不同的方法来解释这些，具体取决于您的模型。如果是一个舒张功能或收缩功能障碍的模型，或者远端损伤，那么在解释时总是要考虑到它的基线特征，然后是它的体重差异。压力容积系统可以记录各种不同生理参数。动物术后可以恢复，但我们通常将其处死。

12:06-13:45

手术前准备：提前一天连接并测试硬件与计算机的设置；配制好20%高渗盐水，其中一个步骤要您手动注射，或者用输液泵注射盐水；给动物除毛。手术当天最好早点开始，打开并调好温度垫；将导管放进有无菌生理盐水的注射器中预热半小时；准备好有肝素涂层的注射器，为了收集血液，用于校准容积。

13:46-15:13

硬件设置和连接：从上到下，ADInstruments公司的温度Pod、测量体表心电图的生物电放大器、8通道生理记录仪PowerLab、还有MPVS心室压力测量主机、以及右图的心室压力容积连接线和导管。设备连接的一个小窍门：给连接线粘好标签。

15:14-17:03

MPVS控制软件界面：首页面，先选择我们今天使用的导管SPR-839、电导量程，最下面是导管示意图，可以看到感应和激发节段。点击第二个标签进入最常使用的第二页面，在此可以非常容易的校准压力和电导/容积，注意该软件和LabChart同时打开。

17:04-20:27

LabChart软件的通道设置界面：我们可以设置通道数量，命名通道等。在此范例中，一通道是压力，二通道是容积通道，三通道是心电图，四通道是体温，五通道是心率。

LabChart软件的PV环视图：左图该环在数据记录时实时绘制，环的形状会有很多差异。右图是我们阻断时的收缩期和舒张期压力容积关系图。通过挤压小鼠的胸部，手术阻断血管将停止或减少返回心室的前负荷，这将同时降低压力和容积。

20:28-22:52

LabChart软件PV LOOP模块的工作流程：

1.手术前设置：选择动物类型，此范例为小动物；选择压力和容积通道；分别校准压力和容积信号。

2.手术中记录

3.手术后校准：小鼠被安乐s后，采集血液进行定标管（Cuvette）校准；盐水（Saline）校准；Alpha校准；分析数据。

22:53-42:55

手术操作要点和完整视频请“点击原文”，或观看ADInstruments官网手术指导视频：https://www.adinstruments.com.cn/surgical-videos-pressure-volume-pv-and-invasive-pressure

42:56-43:32

手术操作部分完成后，我们将进行定标管校准；盐水校准；Alpha校准；分析数据。这部分将由Aascha Brown 博士来帮我们讲解。

43:33-45:36

Aascha Brown博士负责处理大部分的PV数据分析。手术结束后，通过有肝素的注射器从动物采集血液，并用来进行定标管校准：我们对每只动物都单独执行此操作，因为我们认为每只动物都是个性化的。在记录中选择平坦的线段，电导数值会填入表格，重复测量后就能得到右上图的标准曲线，它将自动计算并填充到定标管校准的方程中，点击应用于您的分析。非常简单直观好用！

45:37-47:44

盐水校准：选择合适的上升段数据，单击分析，您就会得到这条标准曲线和压力容积环，您还可以去除伪影造成的异常值。我们通常会测量3次，得到一个平均值，并应用计算出来的平行电导值给容积通道。

47:45-53:18

基线校准和分析：选择合适的基线，单击分析，然后您将获得血流动力学数据表格，大约有 28 个不同的生理参数供您使用。我们最喜欢LabChart软件的分析管理器，可以多次测量和管理切换不同的基线数据。一个解决基线不在零处的小技巧：点击压力通道，使用算数功能重新校准压力值，该例中：通道一减去表格中读取的压力数值即可，最后还需要确保测量值以毫米汞柱为单位。一旦对基线感到满意，就保存数据。

53:19-55:51

Alpha校准：我们将回到工作流程的 alpha 校准栏，我们总是喜欢选择心输出量进行计算。直接从我们的基线数据表格中获取Millar导管测量的心输出量，分母中的心输出量值是术前通过超声获得的。点击应用后，表格中的心输出量数值就与我们的超声参考值匹配，并且压力容积环在容积轴上移动，所以现在我将再次保存Alpha校准后的基线数据。

55:52-58:30

阻断分析：我们回到工作流程中的分析选项卡，您要确保分析类型已从基线更改为阻断，选择阻断时候的数据，单击“分析”。您将获得压力容积环和所有图表，ESPVR和EDPVR。我们通常测量多次的阻断数据，然后取平均值。您还可以删除任何伪影造成的异常值。最后再次保存数据。

58:43-60:04

最后，Daniel Donner博士再次强调了alpha 校准对容积数据准确的重要性。请参看“省略压力容积校准会给你的实验带来什么影响？

”https://mp.weixin.qq.com/s/jLj09akR3mmay62iL0taJw

Daniel Donner博士还给了方差范例和数据可能的样子。上图是心肌缺血再灌注（点）和治疗组（方格）之间，压力、每搏功、还有dV/dt参数的数据分布图。

再次感谢团队和合作伙伴，以及本次活动的组织者：ADINSTRUMENTS公司！