Ecocardiografia murino e ultra-sonografia

Summary

Este vídeo demonstra o uso de um trilho montado de alta freqüência da sonda de ultra-som para realizar ecocardiografia de um rato anestesiado. Os métodos de descrever ambas as medições convencionais bidimensional e modo-M da função cardíaca, além de mais novos, ferramentas mais poderosas, como a cor Doppler, análise de tensão, bem como imagens de contraste gerais e específicas.

Abstract

Modelos de roedores da fisiopatologia cardíaca representam um valioso instrumento de pesquisa para investigar mecanismo da doença, bem como testar novas terapêuticas. Ecocardiografia ¹ fornece uma ferramenta poderosa, não-invasivo para avaliar a morfometria em série e da função cardíaca em um animal vivo. ^{2 No} entanto, usando esta técnica em ratos coloca desafios únicos devido ao pequeno tamanho e taxa de coração rápida destes animais. ³ Até recentemente, os sistemas de ultra-som poucos foram capazes de realizar ecocardiografia qualidade em ratos, e os que geralmente faltava a resolução de imagem e taxa de quadros necessários para obter medidas verdadeiramente quantitativa . Sistemas recém-lançado como o Vevo2100 VisualSonics fornecer novas ferramentas para os pesquisadores com cuidado e não-invasiva investigar a função cardíaca em camundongos. Este sistema gera imagens de alta resolução e fornece capacidades de análise semelhantes aos utilizados com pacientes humanos. Embora com Doppler colorido tem sido disponível para mais de 30 anos em humanos, essa tecnologia valiosa só recentemente foi possível em ultra-som de roedores. ^4,5 Color Doppler tem amplas aplicações para a ecocardiografia, incluindo a capacidade de avaliar rapidamente a direcionalidade do fluxo nos vasos e através de válvulas, e para identificar rapidamente regurgitação. Análise de tensão é um avanço crítico que é utilizado para medir quantitativamente a função miocárdica regional. ⁶ Esta técnica tem o potencial de detectar alterações na patologia, ou a resolução da patologia, mais cedo do que as técnicas convencionais. Juntamente com a adição de reconstrução tridimensional de imagens, avaliação volumétrica de todo-órgãos é possível, incluindo visualização e avaliação das estruturas cardíacas e vasculares. Murino compatível com imagens de contraste também pode permitir medidas volumétricas e avaliação da perfusão tecidual.

Protocol

1. Preparação para geração de imagens

1. Começar por assegurar um mouse isoflurano anestesiados para uma plataforma de tratamento de animais em decúbito dorsal. Coloque um cone de nariz sobre o nariz ea boca para entregar 0,5-1% isoflurano para manter a anestesia.
2. Segura as patas do rato para as pastilhas de eletrodo com gel condutor. Assegurar apropriados ECG, temperatura corporal a 37 ° C e verificar a freqüência respiratória para avaliação fisiológica durante o exame.
3. Aplique o creme depilatório para o tórax e abdômen superior do mouse.
4. Após dois minutos, use uma gaze molhada remover para o creme.

2. Vista eixo longo paraesternal esquerda

1. Uma vez que o mouse foi preparado para a imagem latente, a inclinação do lado esquerdo da plataforma para girar a plataforma de manipulação de animais de 30 graus sobre o eixo anterioposterior.
2. Orientar o transdutor na posição vertical e gire 10 graus sentido anti-horário com o entalhe apontou para a parte posterior da mouse.
3. Em seguida, enquanto que no bidimensional visualização / vídeo "B-mode", abaixe o transdutor sobre a linha paraesternal esquerda até que o coração vem na vista. Uma vez que a artéria pulmonar vem na vista, recolher imagens e armazená-los.
4. Ainda em modo-B, mover a esquerda ou direita do transdutor até a saída aórtica eo ápice entram em vista. Alguma rotação da sonda pode ser necessário para garantir o alinhamento correcto com o longo eixo do coração.
5. Use captura de vídeo para obter dados para posterior análise. Minimizar o campo de visão para garantir a taxa de quadros mais alta possível para jusante análises tensão regional. Cada vez que um vídeo é capturado, o antes 100 frames são guardadas.
6. Mude para o modo Color Doppler, selecionando "Color Doppler." Embora Doppler colorido tem sido disponível para mais de 30 anos em humanos, essa tecnologia só recentemente foi possível em ultra-som de roedores.
7. Rapidamente monitorar a direção e velocidade do fluxo sanguíneo, a sobreposição janela Doppler digitaliza o fluxo de vermelho, indicando o fluxo para a sonda, ao azul, indicando o fluxo de distância da sonda. Adquirir imagens necessárias por captura de imagem.
8. Uma vez que todos Color Doppler dados foram obtidos, desligue o instrumento para o modo Doppler de Pulso-Wave, a visão unidimensional utilizado para avaliar digitalmente direção do fluxo sanguíneo e velocidade ao longo do tempo.
9. Mover a sonda ligeiramente em direção à cabeça do mouse até a artéria pulmonar vem na vista. No contexto de insuficiência cardíaca, as medições PW / Color Doppler da artéria pulmonar pode ser usado como um substituto para a função cardíaca direita. Capturar imagens como desejado.

3. Eixo mid-papilar esquerdo curto

1. Eixo curto ecocardiografia fornece uma visão do ventrículo esquerdo inteiro contratação de uma forma concêntrica, e permite a exata B e modo-M de avaliação com base da função cardíaca e morfometria.
2. Em modo-B, a partir do corte paraesternal eixo longo, gire o transdutor ortogonal à vista eixo longo paraesternal esquerda ao nível do músculo papilar.
3. Garantir local adequado ao longo do comprimento do ventrículo esquerdo. Ambos os músculos papilares devem ser claramente visíveis e separadas, dando uma visão transversal horizontal.
4. Com o M-mode, coloque o volume de amostra através do centro do ventrículo e aquisição de dados.
5. Se desejar, anexar, iniciar e utilizar o motor 3-dimensional para obter as imagens necessárias para a reconstrução 3-dimensional completa.
6. Configurações fisiologia, incluindo freqüência respiratória e ECG, são definidos para gating captura de imagem em 3D no final da diástole
7. A imagem em 3D do motor é iniciada para captura de imagem no final da diástole.
8. Uma vez que a captura 3D final da diástole é completo, as definições para a fisiologia respiratória e ECG são definidos para modular os de captura de imagem em 3D no final da sístole
9. A imagem em 3D do motor é iniciada para captura de imagem no final da sístole.

4. Subcostal (quatro câmaras) ver mais

1. A visão subcostal é a melhor abordagem para a medição de gradientes de competência e de pressão através da válvula mitral.
2. Incline o canto superior esquerdo da plataforma até o fim. Orientar o transdutor em direção ao ombro direito do mouse, mantendo a rotação do eixo curto da sonda.
3. Em modo-B, menor o transdutor sobre o abdome superior para que repousa abaixo do diafragma. Visualize a válvula mitral usando Doppler colorido como descrito anteriormente.

5. Aórtica vista

1. Gire a plataforma de manipulação de animais em decúbito lateral esquerdo. O lado esquerdo da plataforma deve ser inclinado na medida do possível. Em seguida, oriente o transdutor, inclinou-se até quanto possível, ao longo do comprimento do mouse no nível doescápula.
2. Inferior do transdutor inferior ao ombro direito na linha axilar anterior. Visualize o arco aórtico, e adquirir imagens.
3. Levante a cabeça do mouse, e inferior do transdutor na fúrcula do mouse. Visualizar o fluxo sanguíneo usando Doppler colorido, e adquirir imagens.

6. Resultados representante

1. Esta é uma visão de longo-eixo do coração em modo-B mostrando tanto o ventrículo esquerdo e uma pequena porção do ventrículo direito.
2. Aqui, uma visão de curto eixo esquerdo de um outro coração foi tirada em modo-M. A imagem superior mostra a posição da linha de volume da amostra em amarelo através do centro da câmara. A imagem de fundo é um traço de uma dimensão da linha acima ao longo do tempo, bem como cálculos de morfometria em ciano
3. Esta é uma visão do arco aórtico em modo-B. A valva aórtica fechadas podem ser vistos do lado esquerdo e os vasos sanguíneos que suprem os membros cabeça e parte superior do mouse pode ser visto à direita.
4. Análise Strain Radial foi realizado em um rato antes de desenvolver disfunção cardíaca, mostrada na imagem de cima, e um mouse com hipocinesia global e dissincronia regional, mostra a imagem de fundo. Ambos os fenótipos foram induzidos por meio constrição aórtica transversal, um modelo do rato da pós-carga aumentada.
5. Na figura, o tempo é exibido no eixo-x ea tensão radial, em percentagem, é mostrado no eixo-y. Análise de tensão permite a avaliação regional da função cardíaca que pode passar despercebida em técnicas convencionais, tais como modo-M, que só mede diretamente a função da parede anterior livre ea parede posterior.
6. A parede anterior livre é mostrada em verde. A linha rosa mostra a parede lateral é mostrada em rosa. A parede posterior é mostrado em ciano. A parede inferior livre é mostrado em azul. A parede posterior do septo é mostrado em amarelo. Parte anterior do septo é mostrado em magenta, ea média é mostrado em preto.

Figura 1. Esquerda corte paraesternal eixo longo em modo-B.

Figura 2. Vista eixo esquerda curtas em modo-M.

Figura 3. Vista do arco aórtico em modo-B.

Figura 4. Análise Strain Radial de dois camundongos 12 semanas pós-TAC. Verde = formiga. parede livre. Rosa = parede lateral. Ciano = parede posterior. Azul = inf. parede livre. Post = amarelo. parede septal. Magenta = septo anterior. A média de preto = Mouse) com função preservada. B) Mouse com hipocinesia global e dissincronia regional.

Discussion

Ecocardiografia freqüência elevada de série surgiu como uma ferramenta poderosa para não-invasiva, a avaliação de alta resolução da morfologia e da função cardíaca, particularmente em modelos murinos de doenças cardíacas. Manutenção da temperatura corporal fisiológica, bem como a freqüência cardíaca comparáveis ​​entre ratos, ajustando o nível de anestesia antes da obtenção de imagens, é fundamental para o sucesso deste método. Todas as imagens devem ser obtidas usando os biomarcadores mesmo (por exemplo, imagens eixo paraesternal longa nível dos músculos papilares). Por fim, a análise das imagens deve ser realizada de uma forma consistente (por exemplo, um investigador, único cego) para garantir a reprodutibilidade e ausência de preconceito.

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