マウス心エコー検査と超音波イメージング

Summary

このビデオでは、麻酔マウスの心エコー検査を実行するためにレールマウント高周波超音波プローブの使用方法を示します。方法は、カラードップラー、歪みの解析だけでなく、一般と標的コントラストイメージングなどの新しい、より強力なツールに加え、心機能の両方を従来の2次元およびMモードの測定値を説明します。

Abstract

心臓の病態生理の齧歯類モデルでは、病気のメカニズムだけでなく、テストの新しい治療法を調査する貴重な研究ツールを表して¹心エコー検査は、直列に生きている動物の心臓の形態計測と機能を評価するために強力な、非侵襲的なツールを提供する^。2しかし、このテクニックを使用してマウスに小さなサイズと、これらの動物の急速な心拍数のおかげで固有の課題を提起^。3は最近まで、少数の超音波システムは、マウスで品質の心エコー検査を行うことが可能であり、それらは一般的に画像の解像度と真に定量的な測定値を得るために必要なフレームレートを欠いていた。このようなVisualSonics Vevo2100として新たにリリースされたシステムは、慎重かつ非侵襲的にマウスの心機能を調査する研究者のための新しいツールを提供しています。このシステムは、高解像度の画像を生成し、人間の患者で使用されるものと同様の解析機能を提供します。カラードップラーでは、ヒトにおいて30年以上にわたって利用されていますが、この貴重な技術は、ごく最近の齧歯類の超音波検査で可能になっている^。4,5カラードプラはすぐに容器に、バルブを通る流れの方向性を評価する能力を含む心エコー検査のための広範なアプリケーションがあり、と急速に弁逆流を識別する。ひずみ解析は、定量的に局所的な心筋機能を測定するために利用される重要な前進です^。6このテクニックは、以前の従来の手法よりも、病理の変化、または病理学の解像度を検出する可能性を秘めている。三次元画像再構成の追加と相まって、全体の臓器の体積の評価は、心臓や血管構造の可視化および評価を含め、可能です。マウス互換のコントラストイメージングは​​、体積の測定と組織の血流評価のためにも許可することができます。

Protocol

1。イメージングのための準備

1. 仰臥位での動物の処理プラットフォームへのイソフルラン麻酔マウスを確保することから始めます。動物の鼻と麻酔を維持するためにイソフルラン0.5から1パーセントを提供するために口にノーズコーンを置きます。
2. ゲルを行うと電極パッドにマウスの足を確保する。適切な心電図、37℃体温℃、撮影時の生理学的評価のための呼吸数をチェック。を確認してください
3. マウスの胸部と上腹部に脱毛クリームを塗る。
4. 2分後、クリームに削除濡れたガーゼを使用してください。

2。左胸骨傍長軸像

1. マウスが画像化のために準備されると、動物のハンドリングプラットフォームをanterioposterior軸について30度を回転させるプラットフォームの左側を傾けます。
2. オリエントは、縦位置でのトランスデューサとマウスの後部に向かって指摘ノッチと反時計回りに10度回転させます。
3. 心が見えてくるまで次の、二次元の表示/ビデオ"B -モード"中に、左胸骨傍の回線上でトランスデューサを下げる。肺動脈が見えてくると、画像を収集し、それらを保存する。
4. それでもB -モードで、大動脈流出と頂部が出てくるまで右に左または変換器を移動する。プローブのいくつかの回転は、心臓の長軸との適切なアライメントを確保するために必要となる場合があります。
5. その後の分析のためのデータを取得するためにビデオキャプチャを使用してください。下流地域の歪み解析のために可能な限り高いフレームレートを確保するために視野を最小限に抑える。ビデオがキャプチャされるたびに、前の100フレームが保存されます。
6. 選択して、カラードップラーモードに切り替えて"カラードップラーを。"カラードプラは、ヒトにおける30年以上にわたって利用されていますが、この技術は、ごく最近げっ歯類の超音波検査で可能になっている。
7. すぐに血流の方向と速度を監視するには、ドップラーウィンドウのオーバーレイは、離れてプローブからの流れを示し、青に、プローブに向かって流れを示し、赤からの流れをデジタル化。画像キャプチャで必要な画像を取得する。
8. すべてのカラードップラーデータを取得した後、パルス波ドップラーモード、デジタル時間をかけて血流の方向と速度を評価するために使用される一次元のビューに楽器を切り替えます。
9. 肺動脈が見えてくるまで、マウスの頭部に向かってわずかにプローブを移動します。心不全のコンテキストでは、肺動脈のPW /カラードップラーの測定は、右心の機能の代用として使用することができます。必要に応じて画像をキャプチャ。

3。左半ば乳頭短軸

1. 短軸心エコー検査は、同心円状に収縮全体左心室のビューを提供し、可能にするための正確なB -および心臓機能と形態のMモードベースの評価。
2. Bモードでは、胸骨長軸像から、乳頭筋のレベルで左胸骨長軸像に直交変換器を回転させる。
3. 左心室の長さに沿って適切な場所を確認してください。両方の乳頭筋は、水平方向の断面図を与えて、はっきりと分離されたはずです。
4. M -モードで、心室の中心を通ってサンプルのボリュームを配置し、データを取得する。
5. 必要に応じて、完全な3次元再構築のために必要な画像を得るために3次元運動を開始し、利用する、添付してください。
6. 呼吸数および心電図を含む生理学の設定は、拡張末期におけるゲー3D画像キャプチャ用に設定されています
7. 3D画像のモーターは、拡張末期のイメージキャプチャが開始されます。
8. 拡張末期の3Dキャプチャが完了すると、呼吸数および心電図のための生理学の設定は、収縮末期における3D画像のキャプチャは、ゲーティングのために設定されています
9. 3D画像のモーターは、収縮末期の画像のキャプチャが開始されます。

4。肋骨下の（4チャンバー）ビュー

1. 肋骨下のビューには、僧帽弁を越え能力と圧力勾配を測定するための最良の方法です。
2. プラットフォームの左上隅のすべての方法を倒します。マウスの右の肩に向かって東洋ではトランスデューサ、プローブの短軸の回転を維持する。
3. それが下のダイヤフラムを休むようにB -モードでは、上腹部を介してトランスデューサを下げる。前に説明したようにカラードプラを用いて僧帽弁を視覚化する。

5。大動脈ビュー

1. 左側臥位に動物の処理プラットフォームを回転させます。プラットフォームの左側は、可能な限り傾ける必要があります。次に、オリエントトランスデューサは、のレベルでマウスの長さに沿って、限り最高できるだけ傾ける肩甲骨。
2. 前腋窩線に沿って右の肩に劣るトランスデューサを下ろします。大動脈弓を視覚化し、画像を取得。
3. マウスの頭部を持ち上げ、そしてマウスの胸骨上のノッチにトランスデューサを下げる。カラードップラーを用いて血流を可視化し、画像を取得。

6。代表的な結果

1. これは左心室と右心室の小さな部分の両方を示すB -モードで心の長軸像である。
2. ここで、別の心臓の左短軸像は、Mモードで撮影されました。上側の画像は、チャンバーの中心を通る黄色のサンプルのボリュームラインの位置を示しています。下の画像は、一次元の時間をかけて上記のラインのトレースだけでなく、シアンの形態計測の計算です。
3. これは、B -モードにおける大動脈弓のビューです。閉じた大動脈弁は左に見ることができ、マウスの頭部と上肢を供給する血管が右に見ることができます。
4. ラジアルひずみ解析は、下の画像に示すように、前に心臓の上部の図のように機能不全、およびグローバルhypokinesisと地域の同期不全を持つマウスを開発するためにマウスで行われた。両方の表現型は、横方向の大動脈狭窄、増加後負荷のマウスモデルを介して誘導された。
5. 図では、時間がパーセンテージで、y軸上に表示され、x軸と半径方向の歪みに表示されます。ひずみ解析は、特にそのような唯一の直接前方自由壁および後壁の機能を測定するM -モード、のような従来の技術では見逃される可能性があります心機能の地域的評価が可能になります。
6. 前自由壁は緑で表示されます。ピンクの線は、横方向の壁がピンク色で示されていることを示しています。後壁はシアン色で示されています。劣った自由壁は青で示されています。後部中隔壁は黄色で示されています。前中隔はマゼンタで示され、平均は黒で示されています。

図1は、。B -モードにおける胸骨長軸像を左。

図2 M -モードで左短軸像。

図3：B -モードにおける大動脈弓の眺め。

図4つのマウス12週間後のTACのラジアルひずみ解析。グリーン=アリ。自由壁。ピンクは=側壁。シアン=後壁。青= infファイル。自由壁。黄色=ポスト。隔壁。マゼンタは=前中隔。ブラック=平均A）保存された機能を持つマウス。グローバルhypokinesisと地域同期不全とB）マウス。

Discussion

シリアル高周波エコー検査は、特に心臓病のマウスモデルでは、心臓の形態と機能の非侵襲的な、高解像度の評価のための強力なツールとして登場しました。マウス間で比較可能な心拍数は、画像を取得する前に麻酔のレベルを調整することによってだけでなく、生理的な体温を維持し、この方法の成功に不可欠です。すべての画像は、同じバイオマーカーを（乳頭筋において、例えば傍胸骨長軸像）を使用して取得する必要があります。最後に、画像の分析は、バイアスの再現性と存在しないことを確実にする一貫した方法（例えば、単盲検治験責任医師）で行ってください。

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