Ecocardiografía murino y la ecografía

Summary

Este video demuestra el uso de un carril montado en alta frecuencia de la sonda de ultrasonido para realizar un ecocardiograma en un ratón anestesiado. Los métodos de describir tanto las mediciones convencionales de dos dimensiones y en modo M de la función cardíaca, además de nuevos y más potentes herramientas como el color de Doppler, análisis de las cepas, así como imágenes de contraste general y específica.

Abstract

Modelos de roedores de la fisiopatología cardiaca representa una valiosa herramienta de investigación para investigar el mecanismo de la enfermedad, así como la prueba de nuevas terapias. ^Una ecocardiografía proporciona una potente herramienta no invasiva para evaluar la morfometría de serie y la función cardiaca en un animal vivo. ^{2 Sin} embargo, con esta técnica en ratones plantea desafíos únicos debido a su reducido tamaño y frecuencia cardíaca rápida de estos animales. ³ Hasta hace poco, pocos sistemas de ultrasonido eran capaces de realizar ecocardiografía de calidad en los ratones, y los que en general carecía de la resolución de imagen y velocidad de fotogramas necesarios para obtener mediciones cuantitativas verdad . Sistemas recién liberados, como el Vevo2100 VisualSonics proporcionar nuevas herramientas para los investigadores a estudiar cuidadosamente y no invasiva la función cardiaca en ratones. Este sistema genera imágenes de alta resolución y proporciona capacidades de análisis similares a los utilizados con los pacientes humanos. A pesar de Doppler color ha estado disponible por más de 30 años en los seres humanos, esta valiosa tecnología sólo ha sido posible en el ultrasonido de roedores. ^4,5 Doppler Color tiene amplias aplicaciones de la ecocardiografía, incluyendo la capacidad para evaluar rápidamente la direccionalidad del flujo en los vasos y por medio de válvulas, y para identificar rápidamente la regurgitación de la válvula. Análisis de las cepas es un avance importante que se utiliza para medir cuantitativamente la función miocárdica regional. ⁶ Esta técnica tiene el potencial para detectar cambios en la patología, o la resolución de la patología, antes que las técnicas convencionales. Junto con la adición de reconstrucción de la imagen en tres dimensiones, la evaluación volumétrica de toda órganos es posible, incluyendo la visualización y evaluación de las estructuras cardíacas y vasculares. Murino compatible con imágenes de contraste también puede permitir mediciones volumétricas y la evaluación de la perfusión tisular.

Protocol

1. Preparación para la imagen

1. Empezar por asegurar un ratón anestesiado isoflurano a una plataforma de manejo de animales en la posición supina. Coloque un cono de la nariz sobre la nariz del animal y la boca para entregar 0,5-1% isoflurano para mantener la anestesia.
2. Asegurar las patas del ratón para los electrodos con gel conductor. Garantizar la adecuada ECG, la temperatura corporal a 37 º C y comprobar la frecuencia respiratoria para la evaluación fisiológica durante la exploración.
3. Aplicar la crema depilatoria para el tórax y abdomen superior del ratón.
4. Después de 2 minutos, utilizar una gasa húmeda eliminar a la crema.

2. Izquierda eje largo paraesternal

1. Una vez que el ratón se ha preparado para la imagen, la inclinación de la parte izquierda de la plataforma para girar la plataforma de manejo de animales de 30 grados sobre el eje anterioposterior.
2. Orientar el transductor en la posición vertical y girar 10 grados hacia la izquierda con la muesca apuntando hacia la parte posterior del ratón.
3. A continuación, mientras que en las dos dimensiones de visualización / video "B-mode", baje el transductor sobre la línea paraesternal izquierdo hasta que el corazón está a la vista. Una vez que la arteria pulmonar está a la vista, recoge imágenes y almacenarlas.
4. Sin embargo en el modo B, mover el transductor a la izquierda oa la derecha hasta la salida de la aorta y el ápice salir a la luz. Algunos de rotación de la sonda puede ser necesaria para asegurar una alineación correcta con el eje longitudinal del corazón.
5. Utilice la captura de vídeo para obtener datos para su posterior análisis. Reducir al mínimo el campo de visión para asegurar la tasa de cuadro más elevadas para los análisis posteriores tensión regional. Cada vez que se captura un video, antes de la 100 imágenes se guardan.
6. Cambiar al modo Doppler Color, seleccione "Color Doppler". A pesar de Doppler color ha estado disponible por más de 30 años en los seres humanos, esta tecnología sólo ha sido posible en el ultrasonido de roedores.
7. De forma rápida monitorear la dirección y velocidad del flujo sanguíneo, la superposición de la ventana Doppler digitaliza el flujo de color rojo, indicando el flujo hacia la sonda, de color azul, lo que indica el flujo de distancia de la sonda. Adquisición de imágenes necesarias por la captura de imágenes.
8. Una vez que todos los datos Doppler color se ha obtenido, cambiar el instrumento de la onda de pulso Doppler modo, el punto de vista unidimensional para evaluar digitalmente la dirección del flujo sanguíneo y la velocidad con el tiempo.
9. Mover la sonda ligeramente hacia la cabeza del ratón hasta la arteria pulmonar está a la vista. En el contexto de la insuficiencia cardiaca, PW / Color mediciones Doppler de la arteria pulmonar puede ser utilizado como un sustituto de la función del corazón derecho. Capturar imágenes como desee.

3. Izquierda a mediados de papilar eje corto

1. Eje corto ecocardiografía proporciona una vista de toda la izquierda del ventrículo contratación de manera concéntrica, y permite la correcta B y M-modo de evaluación basado en la función cardiaca y su morfología.
2. En el modo B, de la vista de eje largo paraesternal, rotar el transductor ortogonal a la izquierda eje largo paraesternal a nivel del músculo papilar.
3. Asegurar la ubicación correcta a lo largo del ventrículo izquierdo. Ambos músculos papilares deben ser claramente visibles y separados, dando una sección horizontal de vista.
4. Con el modo M, coloque el volumen de la muestra a través del centro del ventrículo y la adquisición de datos.
5. Si lo desea, adjuntar, iniciar y utilizar el motor de 3 dimensiones para obtener las imágenes necesarias para completar la reconstrucción en 3 dimensiones.
6. Configuración de la fisiología, incluyendo la frecuencia respiratoria y el ECG, se establecen para la captura de imágenes en 3D en gating final de la diástole
7. El motor 3D de imágenes para que se inicie la captura de imágenes en el final de la diástole.
8. Una vez que la captura 3D final de la diástole es completa, la configuración de la fisiología de la frecuencia respiratoria y el ECG se establecen para conmutar los de captura de imágenes en 3D en el final de la sístole
9. El motor 3D de imágenes para que se inicie la captura de imágenes en el final de la sístole.

4. Subcostal (cuatro cámaras) para ver

1. La vista subcostal es el mejor enfoque para la medición de los gradientes de la competencia y presión en la válvula mitral.
2. La inclinación de la esquina superior izquierda de la plataforma hasta el fondo. Orientar el transductor hacia el hombro derecho del ratón, manteniendo el eje de rotación corta de la sonda.
3. En el modo B, baja el transductor sobre la parte superior del abdomen para que se apoye por debajo del diafragma. Visualizar la válvula mitral con Doppler color como se ha descrito antes.

5. Aórtica vista

1. Girar la plataforma de manejo de animales en la posición de decúbito lateral izquierdo. El lado izquierdo de la plataforma se debe inclinar la medida de lo posible. A continuación, orientar el transductor, se inclinó lo más arriba posible, a lo largo de la longitud del ratón en el ámbito de laescápula.
2. Inferior del transductor inferior a la del hombro derecho a lo largo de la línea axilar anterior. Visualizar el arco aórtico, y adquirir las imágenes.
3. Levante la cabeza del ratón, y reducir el transductor en la horquilla esternal del ratón. Visualizar el flujo sanguíneo con Doppler color, y la obtención de imágenes.

6. Resultados representante

1. Esta es una vista de eje largo del corazón en el modo B que muestra tanto en el ventrículo izquierdo y una pequeña porción del ventrículo derecho.
2. Aquí, una vista a la izquierda del eje corto de otro corazón fue tomada en modo-M. La imagen superior muestra la posición de la línea de volumen de la muestra en amarillo por el centro de la cámara. La imagen de abajo es una traza de una sola dimensión de la línea anterior en el tiempo, así como los cálculos de la morfometría de color cyan
3. Esta es una vista del arco aórtico en B-mode. La válvula aórtica cerrada se puede ver a la izquierda y los vasos sanguíneos que irrigan los miembros superiores y la cabeza del ratón se puede ver a la derecha.
4. Análisis de la deformación radial se realizó en un ratón antes de desarrollar la disfunción del corazón, que se muestra en la imagen superior, y un ratón con hipocinesia global y la asincronía regional, que se muestra en la imagen inferior. Ambos fenotipos fueron inducidos a través de constricción de la aorta transversa, un modelo de ratón de aumento de la poscarga.
5. En la figura, el tiempo se muestra en el eje X y la tensión radial, como un porcentaje, se muestra en el eje. Análisis de las cepas permite la evaluación regional de la función cardiaca que de lo contrario puede pasar desapercibido en las técnicas convencionales, tales como el modo M, que sólo mide directamente la función de la pared libre anterior y la pared posterior.
6. La pared libre anterior se muestra en verde. La línea rosa muestra la pared lateral se muestra en color rosa. La pared posterior se muestra en cian. La pared libre inferior se muestra en azul. La pared posterior del tabique se muestra en amarillo. El tabique anterior se muestra en color magenta, y el promedio se muestra en negro.

Figura 1. Izquierda eje largo paraesternal en modo-B.

Figura 2. Vista izquierda del eje corto en modo-M.

Figura 3. Vista del arco aórtico en B-mode.

Figura 4. Análisis de la deformación radial de dos ratones 12 semanas post-TAC. Verde = ant. pared libre. Rosa = pared lateral. Cian = pared posterior. Azul = inf. pared libre. Amarillo = mensaje. tabique. Magenta = septum anterior. Negro = promedio A) de ratón con función conservada. B) ratón con hipoquinesia global y la asincronía regional.

Discussion

La ecocardiografía de serie de alta frecuencia se ha convertido en una herramienta poderosa para no invasivo, de alta resolución de la evaluación de la morfología y la función cardiaca, sobre todo en modelos murinos de enfermedades del corazón. Mantener la temperatura fisiológica del cuerpo, así como las tasas comparables del corazón en ratones mediante el ajuste del nivel de anestesia antes de la obtención de imágenes, es fundamental para el éxito de este método. Todas las imágenes deben ser obtenidas utilizando el mismo biomarcadores (por ejemplo, imágenes de eje largo paraesternal en los músculos papilares). Por último, el análisis de las imágenes debe ser realizada de una manera coherente (por ejemplo, un solo investigador, ciego) para asegurar la reproducibilidad y la ausencia de sesgo.

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