Validation studies for the use of the microsphere method in cats and young minipigs

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Abstract
Radioactive microspheres are suitable for measuring cardiac output, its distribution and organ blood flow if certain criteria are met. Cardiac output may be determined with the reference flow method if microspheres do not recirculate. In cats 10 μm microspheres were extracted completely by the lungs. The use of microspheres for the determination of cardiac output is therefore not limited by recirculation of microspheres down to this size. Under baseline conditions we found no preferential streaming with 50 μm spheres in young minipigs and with 25 and 15 μm spheres in cats. At high cardiac output values induced by the administration of 0.4 mg/kg of Dihydralazine to cats, 25 μm but not 15 μm microspheres showed a small, non significant tendency to stream preferentially into the upper body. Thus, under rapid flow conditions 15 μm microspheres may be preferable to larger ones from the rheological point of view. Under baseline conditions the distribution of cardiac output to a wide range of organs was very similar when comparing 25 and 15 μm microspheres in cats and 50 and 15 μm microspheres in minipigs, whereas 10 μm microspheres were poorly extracted by most organs in cats. 15 μm microspheres were found to be suitable for the determination of cardiac output and its distribution in both species provided that bronchial and arteriovenous shunt flows can be neglected. Es werden die Voraussetzungen beschrieben, unter denen radioaktive Mikrosphären bei der Katze und dem Zwergschwein zur Messung des Herzminutenvolumens (HMV) und dessen Aufteilung angewendet werden können. Bei narkotisierten Katzen extrahierte das pulmonale Gefäßbett Mikrosphären von 10 μm Durchmesser vollständig, so daß das HMV damit gemessen werden darf. Zentrifugationseffekte im Aortenbogen ließen sich bei keiner Spezies weder mit 50 noch mit 25 und 15 μm nachweisen. Bei erhöhtem HMV dürften kleine Mikrosphären ein günstigeres Strömungsverhalten zeigen. Die periphere Aufteilung des HMV wurde mit 25-, 15- und 10-μm Mikrosphären bei der Katze und mit 50- und 15-μm Mikrosphären beim jungen Zwergschwein gemessen. Für die meisten Organe ergaben sich mit 15- und 25-respektive 50-μm-Mikrosphären vergleichbare Werte. Wesentlich tiefere Werte wurden mit 10-μm-Kügelchen erhalten, so daß angenommen werden darf, daß diese von den meisten Organen nicht vollständig aus dem Blut extrahiert werden. Sie sind deshalb bei Katzen nicht geeignet, um die Aufteilung des Herzminutenvolumens oder Organdurchblutungen zu messen.