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Medicine

Murine Echocardiography 및 초음파 이미징

Published: August 8, 2010 doi: 10.3791/2100
Automatic Translation
1, 2, 3, 2,4
1Department of Pharmacology and Physiology, University of Rochester, 2Aab Cardiovascular Research Institute, University of Rochester, 3Visualsonics, 4Department of Medicine, University of Rochester

ERRATUM NOTICE

Summary

이 동영상은 anesthetized 마우스 echocardiography을 수행하는 레일 마운트 고주파 초음파 프로브의 사용을 보여줍니다. 방법은 컬러 도플러, 스트레인 분석뿐만 아니라 일반 목표 대비 이미징과 같은 새로운,보다 강력한 도구 이외에도 심장 기능을 모두 종래의 2 차원 및 M 모드 측정을 설명합니다.

Abstract

심장 pathophysiology의 설치류 모델은 질병의 메커니즘뿐만 아니라, 시험 새로운 치료제 1. Echocardiography가 순차적으로 살아있는 동물에서 심장 morphometry과 기능을 평가하기위한 강력하고, 비침습 도구를 제공합니다을 조사하기위한 중요한 연구 도구를 나타냅니다. 2 그러나,이 기술을 사용 생쥐의 작은 크기와 이들 동물의 빠른 심장 박동에 때문에 독특한 도전 포즈. 3 최근까지 몇 초음파 시스템은 마우스의 품질 echocardiography을 수행할 수 있었는데, 이들은 일반적으로 이미지 해상도와 진정으로 양적 측정을 얻기 위해 필요한 프레임 속도 부족 . 같은 VisualSonics Vevo2100로 새롭게 출시된 시스템은 신중하게하고 비 invasively 생쥐의 심장 기능을 조사 연구를위한 새로운 도구를 제공합니다. 이 시스템은 고해상도 이미지를 생성하고 인간의 환자와 함께 사용할 것과 유사한 분석 기능을 제공합니다. 컬러 도플러 인간에서 30 년 이상 사용할 수 있지만,이 가치있는 기술은 최근 쥐 초음파 가능했습니다. 4,5 컬러 도플러는 신속하게 선박 및 밸브를 통해 유량 방향을 평가할 수있는 능력을 포함 echocardiography에 대한 광범위한 응용 프로그램을 가지고 빠르게 밸브 병리 현상을 식별할 수 있습니다. 스트레인 분석 양적 지역 심근 기능을 측정하기 위해 활용되는 중요한 발전이다. 6이 기술은 이전의 기존 기술보다, 병리의 병리 변화하거나, 해상도를 감지할 수있는 잠재력이있다. 입체 영상 재건의 추가, 전체 - 장기의 용적 평가와 결합하는 것은 심장과 혈관 구조의 시각화 및 평가를 포함하여 가능합니다. Murine 호환 대비 영상은 용적 측정과 조직 재관류 평가에 대해 허용할 수 있습니다.

Protocol

1. 이미지 준비

  1. 부정사 위치에 동물 처리 플랫폼 isoflurane anesthetized 마우스를 확보하여 시작합니다. 동물의 코와 마취를 유지하기 위해 isoflurane 0.5-1 %를 제공하는 입을 통해 코 콘 놓으십시오.
  2. 젤 수행과 전극 패드로 마우스의 갈퀴 손을 고정합니다. 적절한 ECG, 37에서 체온 ° C 및 이미징 동안 생리적 평가를위한 호흡 속도를 확인하십시오. 보장
  3. 마우스의 가슴과 복부 상단에 depilatory 크림을 적용합니다.
  4. 이분 후, 크림을 제거 서부 유럽 표준시 거즈를 사용합니다.

2. 왼쪽 parasternal 긴 축보기

  1. 마우스가 이미지 준비되면, 동물 취급 플랫폼에게 anterioposterior 축 30도 회전하는 플랫폼의 왼쪽을 기울.
  2. 동양의 수직 위치에 변환기와 노치와 반대 10도 회전은 마우스의 뒷부분쪽으로 지적했다.
  3. 심장이보기에 올때까지 다음, 2 차원보기 / 비디오 "B - 모드"에있는 동안, 왼쪽 parasternal 라인을 통해 변환기를 낮춥니다. 폐동맥 볼로 돌아오면, 이미지를 수집하고 저장합니다.
  4. 아직도 B - 모드에서 변환기의 왼쪽으로 이동하거나, 대동맥 유출 및 아펙스은 볼 수 있다네 권리까지. 프로브의 일부 회전은 마음의 긴 축을과 적절한 정렬을 보장하기 위해 필요할 수 있습니다.
  5. 이후 분석을위한 데이터를 얻기 위해 비디오 캡처를 사용하십시오. 하류 지역 스트레인 분석 가능한 가장 높은 프레임 속도를 보장하기 위해보기의 필드를 최소화합니다. 비디오 캡처 때마다은, 사전에 100 프레임이 저장됩니다.
  6. 선택하여 컬러 도플러 모드로 전환 "컬러 도플러를." 컬러 도플러 인간에서 30 년 이상 사용할 수 있지만,이 기술은 최근 쥐 초음파 가능되었습니다.
  7. 신속하게 혈액 흐름의 방향과 속도를 모니터링하려면, 도플러 윈도우 오버레이 거리 프로브의 흐름을 나타내는 파란색으로 프로브쪽으로 흐름을 나타내는 빨간색의 흐름을 디지털화. 이미지 캡쳐하여 필요한 이미지를 취득.
  8. 모든 컬러 도플러 데이터가 획득되면, 펄스 - 웨이브 도플러 모드, 디지털 시간이 지남에 혈액 흐름 방향과 속도를 평가하는 데 사용되는 한 차원 볼 수있는 계기를 전환합니다.
  9. 폐동맥이보기에 올 때까지 마우스의 머리쪽으로 약간 프로브를 이동합니다. 심장 마비의 맥락에서 폐동맥의 PW / 컬러 도플러 측정은 오른쪽 심장 기능을 위해 대리로 사용할 수 있습니다. 원하는대로 이미지를 캡처합니다.

3. 왼쪽 중간 젖꼭지 짧은 축

  1. 짧은 축 echocardiography는 동심 방식으로 계약 전체 좌심실의 전경을 제공하고 있습니다에 대한 정확한 B와 심장 기능과 morphometry의 M 모드 기반의 평가.
  2. B - 모드에서 parasternal 긴 축보기에서, 젖꼭지 근육의 수준에서 왼쪽 parasternal 긴 축 볼 수있는 직교 변환기를 회전.
  3. 좌심실의 길이를 따라 적절한 위치를 확인하십시오. 두 젖꼭지 근육은 수평 교차 단면보기를주는 명확하게 표시하고 구분해야합니다.
  4. M 모드로 뇌실의 중심을 통해 샘플 볼륨을 장소와 데이터를 취득.
  5. 원하는 경우, 완벽한 3 차원 재건에 필요한 이미지를 얻기 위해 3 차원 모터를 부착 시작하고 활용합니다.
  6. 호흡 속도 및 ECG를 포함한 생리학 설정, 최종 심장 확장에서 게이팅 3D 이미지 캡쳐 설정
  7. 3D 이미징 모터는 최종 심장 확장에서 이미지 캡쳐 시작됩니다.
  8. 최종 심장 확장의 3D 캡처가 완료되면 호흡 속도와 ECG에 대한 생리학 설정은 최종 수축기에 3D 이미지 캡처는 게이팅에 대해 설정됩니다
  9. 3D 이미징 모터는 최종 수축기에 이미지 캡쳐 시작됩니다.

4. Subcostal (4 챔버)보기

  1. subcostal보기 승모판에 걸쳐 역량 및 압력 기울기를 측정하는 가장 좋은 방법입니다.
  2. 아래로 끝까지 플랫폼의 왼쪽 상단을 기울이기. 마우스의 오른쪽 어깨쪽으로 동양은 변환기, 프로브의 짧은 축 회전을 유지.
  3. 그것이 아래의 다이어프램을 달려 있도록 B - 모드에서 상단 복부 위에 변환기를 낮춥니다. 로 언급한 컬러 도플러를 사용하여 승모판를 시각화.

5. 대동맥보기

  1. 왼쪽 측면 decubitus 위치에 동물 처리 플랫폼을 돌립니다. 플랫폼의 왼쪽은 최대한 기울어져 있어야합니다. 다음 방향 변환기는 수준에서 마우스의 길이 따라 멀리까지 가능한 기울어져견갑골.
  2. 앞쪽에 겨드랑 라인을 따라 오른쪽 어깨에 열등 변환기를 낮춥니다. 대동맥 아치를 시각화하고, 이미지를 획득.
  3. 마우스의 머리를 올려, 마우스의 suprasternal 노치에 변환기를 낮춥니다. 컬러 도플러를 사용하여 혈액 흐름을 시각화하고, 이미지를 획득.

6. 대표 결과

  1. 이것은 좌심실과 우심실의 작은 부분을 모두 보여주는 B - 모드에서 마음의 긴 축 볼 수 있습니다.
  2. 여기, 또 다른 마음의 왼쪽 짧은 축보기는 M - 모드에서 촬영되었다. 상단 이미지는 챔버의 중앙을 통해 노란색의 예제 볼륨 라인의 위치를​​ 보여줍니다. 아래 이미지는 1 차원 시간의 경과에 위의 라인의 흔적뿐만 아니라 시안에 morphometry의 계산입니다
  3. 이것은 B - 모드에서 대동맥 아치를 볼 수 있습니다. 폐쇄 대동맥 밸브는 왼쪽에서 볼 수 있으며, 마우스의 머리 위쪽 팔다리를 제공 혈관이 오른쪽에 볼 수 있습니다.
  4. 방사형 스트레인 분석 전에 심장 상단 이미지에 표시된 장애, 그리고 아래 이미지에 표시된 글로벌 hypokinesis 및 지역 dyssynchrony와 마우스를 개발하기 위해 마우스에서 수행되었다. 두 phenotypes는 가로 대동맥 수축, 증가 afterload의 마우스 모델을 통해 유도했다.
  5. 그림에서, 시간 백분율로, y 축은에 표시됩니다, X - 축 및 방사상 변형에 표시됩니다. 스트레인 분석 달리 같은에만 직접 앞쪽에 무료 벽 기능과 뒷부분 벽에 조치 M 모드로 기존의 기술에 들키지 심장 기능의 지역 평가 수 있습니다.
  6. 앞쪽에 무료로 벽면은 녹색으로 표시됩니다. 분홍색 라인은 측면 벽은 핑크색으로 표시됩니다 보여줍니다. 후부 벽면은 시안에 표시됩니다. 열등 무료 벽이 파란색으로 표시됩니다. 후부 septal 벽면이 노란색으로 표시됩니다. 앞쪽에 심장이 자홍색으로 표시됩니다, 그리고 평균은 검은색으로 표시됩니다.

그림 1
그림 1. B - 모드에서 parasternal 긴 축보기를 왼쪽.

그림 2
그림 2. M - 모드에서 왼쪽 짧은 축 볼 수 있습니다.

그림 3
그림 3. B - 모드에서 대동맥 아치의보기.

그림 4
그림 4. 2 마우스 12주 포스트 TAC의 방사형 스트레인 분석. 그린 = 개미. 무료 벽. 핑크 = 측면 벽. 청록색은 = 후부 벽. 블루 = INF. 무료 벽. 노란색 = 포스트. septal 벽. 마젠타는 = 앞쪽에 심장. 보존 기능을 블랙 = 평균) 마우스. 글로벌 hypokinesis 및 지역 dyssynchrony와 B) 마우스.

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Discussion

시리얼 고주파 echocardiography 특히 심장 질환의 murine 모델에서 심장 형태 및 기능의 비침습, 고해상도의 평가를위한 강력한 도구로 떠오르고있다. 생리적 체온뿐만 아니라 전에 마취 수준을 조정 이미지를 획득하기 위해하여 생쥐 간의 비교 심장 속도를 유지하는 것이이 방법의 성공에 중요합니다. 모든 이미지는 같은 생체를 (젖꼭지 근육에서 예 parasternal 긴 축 영상)를 사용하여 얻을 수 있습니다. 마지막으로, 이미지의 분석은 편견의 재현성과 부재를 보장하기위한 일관된 방식으로 (예를 들어, 단일 멀게 수사관)에서 수행되어야합니다.

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Disclosures

Pistner, 벨몬트, Blaxall가 : 쿨사드를 공개 아무것도 Visualsonics의 풀타임 직원 않습니다.

Acknowledgments

HL084087, HL089885, HL091475, S10RR027946, T32 GM07356 : 소스를 기금

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Vevo 2100 Imaging System (120V) VisualSonics, inc. VS-11945
Vevo 2100 Imaging Station 1 VisualSonics, inc. SA-11982
Ultrasound Gel Parker Laboratories Inc. 01-08
Isoflurane Abbott Laboratories 05260-05
Vevo Compact Dual Anesthesia System VisualSonics, inc. SA-12055

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Patten, R. D., Hall-Porter, M. R. Small animal models of heart failure: development of novel therapies, past and present. Circ Heart Fail. 2, 138-144 (2009).
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  3. Gardin, J. M., Siri, F. M., Kitsis, R. N., Edwards, J. G., Leinwand, L. A. Echocardiographic Assessment of Left Ventricular Mass and Systolic Function in Mice. Circ Res. 76, 907-914 (1995).
  4. JG, S. tevenson, Weiler, T. B. M., EA, H. oward, Eyer, M. Digital multigate Doppler with color echo and Doppler display - Diagnosis of atrial and ventricular septal defects. Circulation. 60, (1979).
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  6. Hoit, B. D. Echocardiographic characterization of the cardiovascular phenotype in rodent models. Toxicol Pathol. 34, 105-110 (2006).

Tags

의학 제 42 echocardiography 심장 마우스 스트레인 이미징 고주파 초음파 콘트라스트 이미징

Erratum

Formal Correction: Erratum: Murine echocardiography and ultrasound imaging
Posted by JoVE Editors on 09/13/2010. Citeable Link.

A correction was made to Murine echocardiography and ultrasound imaging. There was an error in the author, Burns Blaxalls', name and the article title. The authors name has been corrected to:

Burns C. Blaxall

instead of:

Burns Blaxall

The article title was changed to:

Murine Echocardiography and Ultrasound Imaging

instead of:

Murine echocardiography and ultrasound imaging

Murine Echocardiography 및 초음파 이미징
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Pistner, A., Belmonte, S.,… More

Pistner, A., Belmonte, S., Coulthard, T., Blaxall, B. C. Murine Echocardiography and Ultrasound Imaging. J. Vis. Exp. (42), e2100, doi:10.3791/2100 (2010).

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