Summary
מאמר זה מספק פרוטוקול להערכת אקו בגודל חדר ממני ויתר לחץ דם ריאתי בעכברים. יישומים כוללים קביעת הפנוטיפ והערכה סידורי במהונדס ומודלי עכבר מושרה רעל של קרדיומיופתיה ומחלת כלי דם ריאתי.
Abstract
מהונדס ומודלים רעילים של יתר לחץ דם ריאתי עורקים (PAH) נמצאים בשימוש נרחב כדי לחקור את הפתופיזיולוגיה של PAH ולחקור טיפולים פוטנציאליים. בהתחשב בהוצאות והזמן הכרוכים ביצירת מודלים של בעלי חיים למחלות, זה קריטי, כי יש לחוקרים כלים כדי להעריך ביטוי פנוטיפי של מחלה באופן מדויק. תפקוד לקוי של חדר ממני הוא הביטוי העיקרי של יתר לחץ דם ריאתי. אקו הוא עמוד התווך של ההערכה לא פולשנית של תפקוד חדר ממני במודלים של מכרסמים ויש את היתרון של תרגום ברור לבני אדם בהם נעשה שימוש באותו הכלי. פרוטוקולי אקו פורסם במודלים עכבריים של PAH חסרים.
במאמר זה, אנו מתארים פרוטוקול להערכת RV ותפקוד כלי דם ריאתי במודל של עכברים של PAH עם מוטציה BMPRII שלילית דומיננטית, עם זאת, פרוטוקול זה הוא ישים לכל מחלות המשפיעות על כלי דם ריאתי או לב ימני. אנחנולספק תיאור מפורט של הכנת בעלי חיים, רכישת תמונה וחישוב המודינמית של נפח פעימה, תפוקת לב והערכה של לחץ בעורק ריאה.
Introduction
לחץ ריאתי מוגבר ועל שמאל חדרית חוסר תפקוד (RV) הם סימני ההיכר של מחלת כלי דם ריאתי במודלים של בעלי חיים ובני אדם חולים עם יתר לחץ דם ריאתי עורקים (PAH). מהונדס ומודלים רעילים (למשל monocrotaline או היפוקסיה) של PAH נמצאים בשימוש נרחב כדי לחקור את הפתופיזיולוגיה של PAH ולחקור טיפולים פוטנציאליים. בהתחשב בהוצאות והזמן הכרוכים ביצירת מודלים של בעלי חיים למחלות, זה קריטי, כי יש לחוקרים כלים כדי להעריך ביטוי פנוטיפי של מחלה באופן מדויק.
אקו הוא עמוד התווך של ההערכה לא פולשנית של תפקוד חדר במודלים של מכרסמים 1,2. יש אקו היתרון של תרגום ברור לבני אדם בהם נעשה שימוש באותו הכלי. בנוסף, בחלק מהדגמים גנטיים תערוכת חדירנות לא מושלמת 3; היכולת לזהות noninvasively חיות מושפעות חוסכת זמן יקר ומשאבים. הערכה לא פולשנית של diseaחומרת se מבלי להקריב בעלי חיים גם מאפשרת לחוקרים ללמוד סדרתי את ההשפעות של טיפולי חקירה. זה חשוב במיוחד לאור המהירות שבה טיפולי translational יכולים להתקדם לניסויים בבני אדם 4,5.
בבני אדם, הערכת אקו בגודל קרוואנים ויתר לחץ דם ריאתי היא מאתגרת במיוחד בשל מיקום retrosternal וצורה לא סדירה של קרוואנים 6. יש מודלים של מכרסמים אתגרים נוספים של גודל קטן ושיעורים מהירים מאוד לב (300-700 פעימה / min). ההתקדמות שחלה באחרונה, כולל מסגרת חליפין גבוהות יותר, זרם קטן יותר שיפרה את איכות תמונה והדמיה מודעת אף אפשרה בכמה פרוטוקולי ניסוי, למרות שרוב ההדמיה מכרסמים נעשית תחת ההרדמה 7,8. פרוטוקולי ניסוי מצוינים של אקו במודלים של עכברים של PAH תוארו ותוקפים נגד שני MRI ופרמטרים המודינמיים פולשנית 1,9. עם זאת אקו שפורסם,פרוטוקולים במודלים עכבריים של PAH חסרים.
במאמר זה, אנו מתארים פרוטוקול להערכת RV ותפקוד כלי דם ריאתי במודל של עכברים של PAH עם מוטציה דומיננטית שלילית BMPRII ומודל של afterload קרוואנים הבודד לאחר פסי עורק ריאה, עם זאת, פרוטוקול זה הוא ישים לכל מחלות המשפיעים על כלי דם ריאתי או לב ימני. נתאר הכנת בעלי חיים והערכה מפורטת של גודל RV ותפקוד, כמו גם עורק ריאה ראשי גודל (הרשות הפלסטינית). אנחנו גם מדגימים את הטכניקות וחישובים דרושים כדי להעריך נפח פעימה ותפוקת לב. מגבלות טכניות מונעות הערכות דופלר מדויקות של לחץ ריאתי, אבל יש לנו ליישם פונדקאית תוקף היטב אדם, זמן האצת עורק ריאה, להעריך לחץ הרשות הפלסטינית.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. הכנת ציוד
- לבחון את מתמר אולטרסאונד לפגמים. בהתאם לציוד המשמש, צעד זה עשוי להיות מיותר.
- אם בועת אוויר הוא ציין, הסר את הבורג הממוקם בצד הימני של ראשו של המתמר, ולהוסיף מים סטריליים דרך החור עם מחט G 26. בועות אוויר בתוך ראשו של המתמר הם נפוצות. הם יעכבו את הרכישה של תמונות באיכות.
- בדוק את הקרום המכסה את הבדיקה דליפות או חורים. להחליף במידת צורך.
- פתח את התוכנה ולאתחל את הבדיקה.
- בחר את חבילת לב מתפריט הנפתח, יחד עם המתמר המתאים. לחץ על "אתחול". השתמש חללית 20-60 MHz עבור עכברים תחת 35 גרם ובדיקת 15-45 MHz עבור עכברים גדולים מ35 גרם.
- בחר את המפעיל, בעלי החיים ותאריך על מסך נתונים דמוגרפיים, ובחר "התחל".
2. העכבר preparatיון כולל הרדמה, הסרת שיער, ומיקום
- הרדמה: מניח את העכבר בתא אינדוקציה ולהרדים עם מכונת ניידת, בראש טבלת הרדמה המכילה אידוי isoflurane ומכל גז פסולת.
- הגדר את מאדה עד 3% עם זרימת חמצן שיעור של 3 ליטר / דקה. שיעור הרדמה גבוה יחסית זה נמצא בשימוש כדי להשיג את אפקט הרדמה מהיר ולכן למזער את תגובת לחץ שיכול להשפיע על תפקוד לב. משך הזמן הקצר של הפרוטוקול ממזער כל סיכון פוטנציאלי לבעלי החיים. זה מאוד חשוב תמיד לשמור על קצב ההרדמה את אותו הדבר. פרוטוקול זה כבר מותאם לשימוש בלעדי של isoflurane כחומר ההרדמה, ולכן תנאים אופטימליים לסוכנים אחרים עשויים להיות שונים מפרוטוקול זה. עומק נמוך יותר של הרדמה ניתן לבחור, בהתאם לצרכימים של ניסוי, אבל ברגע שפרוטוקול הרדמה הוקם, זה לא חייב להיות שונה. הרדמה משפיעה על קצב לב וטיהורr מדידות המודינמית. לכן, אם את עומק ההרדמה משתנה במהלך ניסוי, הנתונים לא יכולים להיות שימושיים עבור ניתוחים. אם כמה עכברים הם להיות צילמו ביום אחד, להרדים אותם בנפרד.
- לפקח על טמפרטורת חדר כדי להבטיח שהוא זהה בין קבוצות ניסוי. טמפרטורת חדר יכולה להשפיע vasoreactivity, גם כאשר סמן העכבר נמצא על שולחן מחומם, כך זה צריך להיות במעקב וכל הזמן אותו הדבר בין קבוצות ניסוי שיהיה בהשוואה. למרות שפרוטוקול זה לא למדוד את הטמפרטורה בבעלי החיים באופן ישיר, טמפרטורת סביבה ושולחן קבועה מבטיחה כי יש וריאציה מעט בטמפרטורה בין קבוצות ניסוי.
- הסרת שיער: הסרת שיער מהחזה עם קרם מקריח לאחר העכבר הוא הרדים. בגין יישום עם המוליך כותנה שקצה, בבריח, ולהמשיך בדיוק מתחת לסרעפת.
- מניחים את העכבר בחזרה בתא ההרדמה דקות 1כדי לאפשר מקריח לעבודה. כדי לקבוע אם ההרדמה היא יעילה, לחץ בחוזקה על התמונה הממוזערת שלך נגד אחת מכפותיו של העכבר. אם אין לסגת, הרדמה היא נאותה. אם האיבר ייסוג, הנח את העכבר בחזרה בתא ההרדמה עוד דקה.
- למרוח כמות קטנה של משחה סיכה לעיניו של העכבר, כדי למנוע נזק לקרנית.
- להסיר שיער מהחזה עם 2 בx 2 בתחבושת. החומר הכימי המשמש בקרם מקריח הוא עוקצני, ולהזיק לעור אם הוא נשאר זמן רב מדי, ולכן יש להקפיד להסיר את כל המוצר מהעור.
- למרוח קרם לחות בעור לאחר הסרת שיער.
- מיקום: מניחים את העכבר בעמדת ventrodorsal על שולחן מחומם מוגדר 37 ° C. מיצוב נכון הוא הכרחי לרכישת תמונות באיכות. להשתמש בטבלה שיכול ללכוד חום גוף, נשימה, וקצב לב. שימוש במערכת רכבות משולבת כלows למיצוב מדויק ולאחר מכן, אופטימיזציה של תמונה.
- בעדינות קלטת את כל ארבע כפות הרגליים ולמרוח כמות בגודל אגורה של ג'ל התמרה לחזה.
3. רכישת תמונות: הדמיה בParasternal ארוכה ציר צפה
- נעל את מתמר אולטרסאונד למקום בתוך ההר על מערכת הרכבות, ולסובב אותו 10 ° נגד כיוון השעון, כך שבדיקת המתכת של המתמר ממוקמת ישירות על הלב. באופן ספציפי יותר, הבדיקה צריכה להיות בצד השמאל של החזה, ב2 או מרחב צלעי 3, ו לרוחב לעצם החזה.
- לתפעל את ה-X וה-Y צירים הממוקמים על מערכת הרכבות, עד הראייה הנכונה מתקבלת.
- בחר "B מצב". זה נמצא בחלק הימני העליון של קונסולת המערכת, על מנת להקרין את תמונת חי 2D.
- צפה המבנים אנטומיים הבאים על המסך:
- כל הלב מקודקוד לaort- השיא יהיה דמיינו על קצה שמאלי של המסך, ואב העורקים על ימין הקיצוני.
- לומן של החדר השמאלי (LV)
- קיר אחורי של החדר השמאלי (LPW)
- מחץ Interventricular (IVS)
- לומן של החדר ממני (RV)
- עלונים שסתומים צניפי קדמי ואחוריים (AML & PML)
- אב העורקים עולה (AO)
- אטריום שמאל (LA)
- השג מדידה גמורה אחד של אב העורקים בתצוגה זו על ידי לחיצה על לחצן סריקה / הקפאה "להקפיא" את התמונה. לאחר מכן, השתמש בעכבר כדי למשוך בחזרה דרך וידאו הלולאה בחלק התחתון של התמונה עד החדר השמאלי הוא בהתכווצות, ואב העורקים הוא בקוטר הגדול ביותר שלה.
- לחץ על כלי המדידה בפינה השמאלית העליונה של המסך ובחר את הסמל שנראה כמו קו אלכסוני. שמאל לחץ על העכבר ולצייר קו ישר מהקדמית לקיר האחורי של אב העורקים, perpendicular לציר הארוך שלה. שמור על ידי לחיצה על כפתור "חנות מסגרת".
- יצירת וידאו לולאה על ידי לחיצה על "Cine חנות"
. 4 רכישת תמונות: הדמיה בParasternal קצרה ציר צפה
- למקם את המתמר לעמדות 3 ו 9:00 (רוחבי). זווית מעט caudally על ידי מניפולציה רגשי לעלות כדי להשיג את התצוגה הטובה ביותר של אב העורקים ולומן LV. הבדיקה המתכת תהיה ממוצבת באופן אופקי וישירות מעל עצם החזה.
- לתפעל את ה-X וה-Y צירים על מערכת הרכבות עד הראייה הנכונה מתקבלת. לומן LV שנראה, יחד עם שרירי papillary anterolateral וposteromedial, שהם נראים לעין בצד הימין של המסך. זוהי נקודת ההתייחסות סטנדרטית עבור הציר הקצר, המציינת את חלק האמצע של החדר השמאלי, שבו מדידות ממד הם עשו. חריגה במקצת מנקודת ההתייחסות עם x ו-y הצירים להביא מבנים אנטומיים שונים בתצוגה תהיה צורך, אבל המיצוב מוסבר על ידי התייחסות התצוגה לעיל.
- השג את המדידות הבאות בתצוגת הציר הקצרה:
- ב 'מצב
- עוד שתי מדידות גמורות של אב העורקים.
- שלוש מדידות של מערכת יצוא ריאתי.
- מצב דופלר הגל פעמו (PW)
- שלוש מדידות זמן מהירות נפרד (VTI) של אב העורקים
- שלוש מדידות VTI של עורק הריאה נמדדו רק הפרוקסימלי למסתם הריאתי.
- למדוד את זמן האצת עורק ריאה על ידי התחקות העקומה VTI מההתחלה של זרימת דם למהירות שיא.
- מצב M
- שלוש מדידות של הקוטר הפנימי של החדר השמאלי בdiastole (LVIDd)
- שלוש מדידות של הקוטר הפנימי של החדר השמאלי בהתכווצות (LVIDs)
- שלוש מדידות של הקוטר הפנימי של חדר ימין (RVID). לום RV יהיה גלוי רק בתצוגה זו אם היא מורחבות.
- למדוד את קצב לב שלוש פעמים באמצעות מ 'במצב על ידי התחקות את המרחק בין שתי פסגות הדיאסטולי של הקיר הקדמי של LV בשלושה מחזורי לב שונים.
- ב 'מצב
- מדידות מצב ב ':
- לתפעל את ציר Y cranially מתצוגת שריר פפילרי, עד שסתום semilunar של אב העורקים מגיע אל מוקד.
- להשיג מדידות של אב העורקים מעל המסתם בקוטר הגדול ביותר.
- לחץ על כלי המדידה בפינה השמאלית העליונה של המסך, ובחר את הסמל שנראה כמו קו אלכסוני.
- שמאל לחץ על העכבר ולצייר קו ישר מהקדמית לקיר האחורי של אב העורקים.
- מניפולציות לאהוא x ו-y צירים עד לעורק הריאה הראשי מתפצל. מבנה זה יהיה לראות anteriorly, ואת זכותו של אב העורקים בצג.
- מניפולציות cranially ציר ה-Y עד annulus של עורק הריאה הראשי נגלה לעין. זה לא יהיה כפי שהוגדר באופן ברור כאב העורקים.
- "להקפיא" את התמונה ולקבל את המדידה בהתכווצות.
- לאסוף שלוש מדידות בסך הכל.
- מדידות דופלר גל פעמו (PW): PW מצב משמשת בעיקר להערכת זרימת דם המודינמית דרך עורקים וורידים. בפרוטוקול זה, זה ישמש כדי לאחזר שלוש מדידות נפרד זמן מהירות של אב העורקים ועורק ריאה.
- להביא את אב העורקים בחזרה לתצוגה כמתואר בשלב 4.3.1, ונקודת 1 כדור.
- בחר "PW מצב". זה ממוקם בפינה הימנית העליונה של קונסולת המערכת ויפיק קריאת דופלר של זרימת דם דרך אב העורקים.
- הנח את sample נפח פשוט מעל לרמה של שסתום אב העורקים. X ו-y הצירים ייתכן שיצטרכו להיות מותאם במקצת כדי להשיג מעטפות דופלר מספיק. המעטפות צריכים שוליים לבנים, וזרימת דם חלולה בתוך המציין מינרית.
- ברגע שמבט מספיק מתקבל, "להקפיא" את התמונה ולאתר את הגבול של מעטפת דופלר. זה יהיה לחשב את VTI.
- סובב את הכפתור "זווית" הממוקם בכיוון השעון מסוף המערכת עד לקו הצהוב המפולח לראות בתמונה בצד הימני העליון של הצג הוא ב 0 מעלות. קו צהוב זה מייצג את כיוון זרימת דם דרך כלי הדם. מאז מתמר עצמו בזווית בצורה כזאת, כדי לייצר להציג חתך או רוחבי של הלב, הקו חייב להיות מותאם ל0 °, כדי להתיישר עם הזרימה האנכית של דם דרך אב העורקים עולה.
- הנח את הפרוקסימלי נפח דגימה לרמה של שסתום ריאתי במרכזדרכי נכונה חדרית יצוא וחזור מדידות VTI כאמור לעיל. זרימת הדם צריכה להיראות הפוכה, או מול זרימת הדם ביחס לאב העורקים בצג.
- להביא את אב העורקים בחזרה לתצוגה כמתואר בשלב 4.3.1, ונקודת 1 כדור.
- מדידות מצב M: הדמיה M-mode מספקת רזולוציה גבוהה זמנית של תנועת רקמות לאורך קורה אולטרסאונד אחד, והוא משמש כדי לכמת ממדי חלל, כמו גם ללמוד מסתמית, שריר הלב, וקיר תנועת כלי שיט.
- קורות חיים "ב 'מצב" ולמקם את המתמר לקבל "מבט ההתייחסות" (מבט חתך הרוחב של החדר השמאלי ברמה של שרירי papillary).
- לחץ על "M-mode". זה יהיה לייצר הזנת וידאו רציפה שבו התנועה של המבנים אנטומיים הבאים תהיה גלויה כמו "סרט". אם מורחב, לומן RV יופיע בחלק העליון של ההזנה כסרט שחור דק מאוד. מחץ interventricular (IVS) תהיה גלויה כסרט אטום ישירות מתחת לקרוואניםלומן. לומן LV יהיה לראות ישירות מתחת לעירוי. זהו החלל השחור הגדול שתופס את רוב ההזנה. מתחת ללומן LV הוא הקיר האחורי LV (LVPW) אשר נתפס כסרט אטום.
- להקפיא את התמונה ולמשוך בחזרה דרך וידאו הלולאה במידת צורך לנקודה שבה נשימה לא מתרחשת. כאשר respires העכבר, רכישת התמונה מופרת על ידי תנועה של קיר הסרעפת וחזה, ובכך לייצר חפץ מעוות "נמרח" בהזנה המתרחשת בתדירות קבועה.
- השג את המדידות הבאות באמצעות סמל הקו האלכסוני:
- שלוש מדידות של LV בסופו של ממד דיאסטולי, המופיע כמרחק הגדול ביותר בין IVS וLVPW.
- שלוש מדידות של ממד LV סוף סיסטולי, שמופיע כמרחק הקצר ביותר בין IVS וLVPW.
- שלוש מדידות של קצב לב, אשר נעשה על ידי לחיצה על סמל הלב והמדידה מהשיא סיסטולי לשיא הסיסטולי של LVPW.
- אם לום RV הוא מורחב, לקבל שלוש מדידות באמצעות סמל הקו האלכסוני.
- להקליט וידאו לולאה של התצוגה הקצרה parasternal ציר ב" B מצב "על ידי לחיצה על כפתור" Cine החנות ".
- עבור אל "קובץ", בחר "עיון מחקר" כדי לסכם את המידות שלך, לחץ על "לסיים את ההפעלה", ולאחר מכן "Commit מושב נתונים."
- לשחזר את העכבר כפי שתואר על ידי פרוטוקול IACUC, ולנקות.
- נתוני יצוא כקובץ CSV לכונן אצבע לניתוח שלאחר מכן.
- חשב את הפרמטרים הבאים של תפקוד לב (טבלת 1):
- אזור בדרכי יצוא של חדר השמאלי
- חדר שמאלי נפח פעימה
- תפוקת לב חדר השמאלי
- קיצור החלקי
- אזור עורק ריאה
- זמן האצת עורק הריאה
- העכבר שבץ חדר נפח
- מדד לב
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
המטרות העיקריות של פרוטוקול זה הן לכמת גודל RV ותפקוד, וכדי להבין את המידה שבה כלי דם ריאתי הוא חולה. ההיערכות מתאימה של ציוד הן את העכבר ואקו היא חיונית לקבלת תוצאות מדויקות ושחזור. עכברים צריכים להיות מקולף החזה שלהם וגפיים מאובטחים לפלטפורמת ההדמיה עם קלטת. הרדמה, במקרה isoflurane הזה, הוא מנוהלת באמצעות חרטומו. המתמר צריך להיבדק לפגמים, בעיקר בועות אוויר, אשר יכול לפגוע באיכות תמונה. קבלת עמדות 4 קאמריות באיכות טובה של הלב היא די קשה בעכברים ולכן פרוטוקול זה מתמקד בהערכת RV באמצעות צירים קצרים וארוכים parasternal. האנטומיה רלוונטית בתצוגות אלה מוצגת באיורי 1 א ו-1B.
גודל RV מוערך ביותר בתצוגת ציר זמן parasternal ונמדד כמרחק מהקיר החופשי interventriculמחץ ar באמצעות M-mode (איור 2). מדידה זו אפשרית רק כאשר RV הוא מורחב כRV הרגיל הוא קטן מאוד. בעכברים, שלא ניתן למדוד במדויק את המדדים הרגילים של תפקוד RV בבני אדם כגון שינוי אזור השבר והטיול הסיסטולי מטוס טבעתי tricuspid. מדידות אלה דורשים נופים באיכות גבוהה של הקיר החופשי RV אשר קשים מאוד להשיג בעכברים. עם זאת, שימוש PW דופלר כדי למדוד את מהירות הזמן נפרד (VTI) ברמה של דרכי הנכונה חדרית יצוא (RVOT) והקוטר של עורק הריאה, ניתן להעריך RV נפח פעימה (איור 3). נפח פעימה ותפוקת לב מחושבים מהנוסחות בטבלה 1. קצב לב מתקבל הדמיה מ-mode.
קוטר הרשות עיקרי משקף חומרת PAH בבני אדם 10 וניתן למדוד בעכברים בתצוגה קצר ציר parasternal (איור 3). זה important לקבל תצוגה ברורה של שני הצדדים של הרשות הפלסטינית העיקרית, כי ערך זה בריבוע במשוואה המשמשת לחישוב תפוקת לב. אם גודל הרשות הפלסטינית שלא ניתן למדוד באופן מדויק, קוטר חדר שמאלי יצוא בדרכי וLVOT VTI יכולים להיות מוכנס לתוך המשוואות לעיל כRV ופלט LV שווים בהעדר עיתוק.
RV VTI יכול להיחקר נוסף להעריך לחץ של הרשות הפלסטינית על ידי מדידת הזמן להגיע לשיא מהירות (זמן עורק ריאה ההאצה [PAT], איור 4). בבני האדם PAT משמש לdichotomize לחץ הרשות הפלסטינית גבוה או נמוך 11 כ, וניתן להשתמש כדי להעריך את הלחץ של הרשות הפלסטינית, כאשר סילון regurgitant tricuspid אינו נוכח. 12
איור 1. צפיות אקו של Murine האנטומיה. לוח מראה אנטומיה נורמלית בראייה ארוך ציר parasternal. לוחB מראה אנטומיה בתצוגת הציר הקצרה parasternal. החדר ממני מוגדל בלוח ב '. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 2. מדידה מורחב ימני החדר. נתון זה מדגים () גודל RV רגיל בעכבר שליטה (ב) הרחבת RV חמורה בעכבר שעבר דגם פסי עורק ריאה. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 3. מדידה וחישוב נפח שבץ הימני חדרית. נתון זה מראה את המדידות עבורr גם חדר ממני VTI וקוטר עורק ריאה. השיטה לחישוב נפח פעימה עם נתונים אלה היא גם הפגין. לחצו כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 4. מדידה של PAT. זמן האצת ריאה נמדד כזמן להגיע לשיא מהירות בVTI RVOT. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
טבלת 1: חישובים שימושיים באקו.
| מדידה | נוסחה |
| עורק ריאה / אב העורקים באזור | π (קוטר / 2) |
| העכבר שבץ חדרית נפח | אזור הרשות הפלסטינית x VTI |
| תפוקת לב | קצב לב X נפח פעימה |
| אינדקס לבבי | שטח פן תפוקת לב / גוף |
| קיצור החלקי | (ממד LV קצה הדיאסטולי - ממד קצה הסיסטולי LV) / ממד סוף דיאסטולי LV |
שטח גוף = 10.5 (גרם) 2/3 13
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
מודלים של עכברים של מחלה, או מהונדס או הקשורים להרעל, דורשים אימות פנוטיפי כי המודל בעצם מסכם את המחלות של בני האדם הוא נועד לחקות. אימות זה לעתים קרובות ניתן להשיג על ידי הנוכחות או היעדר של תכונה מסוימת, לדוגמא פיתוח של גידול. עם זאת, מודלים שיגרמו למומים המודינמית כגון מודלים התכווצות אב העורקים של היפרטרופיה של חדר השמאלי או הדגם המהונדס שלנו של PAH קשים יותר כדי לאמת. מודלים אלה דורשים גם מדידה סופית של פרמטרים המודינמיים או כלים למדוד noninvasively פרמטרים המודינמיים וליקויים בתפקוד לב. אקו הוא קריטי למודלים כאלה, כי זה מאפשר כימות של פרמטרים המודינמיים ותפקוד לב בזמן אמת ללא צורך בהקרבה של בעלי חיים חולים 14. בנוסף, ניתן הדמיה חיות בודדות באופן סדרתי כדי לעקוב אחר המהלך הטבעי של מחלה או תגובה לטיפול. אנו מעריכים כי proficienCY באקו הלב תקין על פי פרוטוקול זה יכול להיות שנרכש לאחר ביצוע כ 20 בחינות.
היכולת להעריך את תפוקת לב על אקו היא גם קריטית לחישוב של התנגדות כלי דם ריאתי (PVR) בזמן של הקרבה. מדידה של תפוקת לב באמצעות צנתרים מוליכות היא לעתים קרובות לא אמינה במודל שלנו בגלל הגודל הקטן של קרוואנים. בעת ההקרבה, אנו מודדים את לחץ הסיסטולי רשות פולשנית באמצעות קטטר מוליכות ולשלב את זה עם תפוקת לב מאקו כדי לקבוע PVR (לחץ טריז ריאתי הנחה הוא להיות נמוך והוא התעלם). זה מאפשר לנו לכמת את מידת מחלת כלי דם ריאתי במודל שלנו עוד יותר.
מגבלות תיאורטיות ומעשיות של אקו
חשוב להכיר בכך שהיישום של פיזיקת אולטרסאונד לבני אדם ובעלי חיים יש מגבלות.מדידה מדויקת של מהירות דם באמצעות דופלר תלויה בזווית של זרימה ביחס לזווית של insonation (זווית שבה מתמר מיועדת). עבור כל תואר שתי הזוויות האלה הן מעוות, המדידה של דם מהירות תהיה ירד ב cos (θ) 15. מבחינה קלינית, אם שתי הזוויות הן על ידי יותר מ 20 ° המדידה הרגיש להיות לא אמין. יש לכך השלכות שעשויים להיות חשובות לפרוטוקול זה במדידה של LVOT וRVOT VTI. אם זווית PW לא יכולה להיות מיושרת היטב עם כיוון זרימת דם בLVOT וRVOT, SV נמדד ותפוקת לב יהיה באופן כוזב נמוכים.
עוד טעות מדידה פוטנציאלית היא בחישוב של הרשות הפלסטינית ואזור אב העורקים אשר לאחר מכן משמשים לחישוב SV ותפוקת לב. מכיוון ששטחיו של מעגל הוא πr 2, אי דיוק כלשהו במדידת הקוטר של אב העורקים או בעורק ריאה בריבוע והשגיאה מורכבת. בבניים, קטרי RVOT וLVOT משמשים לחישוב SV במקום הקוטר של אב העורקים ועורקי ריאתי, עם זאת, בעכברים שקשה מאוד לזהות במדויק LVOT וRVOT כדי שנחליף את אב העורקים ועורק ריאה האזורים. סיפק את אותה הטכניקה משמשת בבעלי חיים אחד למשנהו, שונים קטין זה לא צריך להשפיע על תוצאות מחקר.
תפקוד לקוי של חדר ממני הוא הביטוי העיקרי של יתר לחץ דם ריאתי בבני אדם. מספר המגבלות מעשיות נוגע להערכה לא פולשנית של הלב תקין. בבני אדם ועכברים, החדר ממני ממוקם צמוד לקיר החזה. סמיכות זו למתמר עושה הדמיה הקיר בחינם RV הקדמי קשה מאוד. RV הוא צורת סהר לא סדירה אשר מונעת הנחות נפחית כמו אלה המשמשים לקביעת גודל LV ותפקוד. גודל קרוואנים בעכברים בדרך כלל ניתן לקבוע רק באופן רגיל או מוגדל עקב המתקשים בראיית קרוואנים בחינםקיר. עם זאת, סיווג זה עדיין מועיל כדי לאמת את קיומו או העדר מחלת כלי דם ריאתי.
אקו עשויה להתבצע על עכברים עם או בלי הרדמה. אנחנו מעדיפים להשתמש בהרדמה על מנת למקסם את האיכות והדיוק של המדידות שלנו, אבל מכירים בכך שההרדמה תוריד את קצב הלב. כאשר היא מבוצעת ללא הרדמה, איכות תמונה עלולה לסבול והתהליך הוא מקור של לחץ לבעלי החיים אשר יהיה להעלות את קצב לב ואת לחץ דם. אנו מבצעים את כל echocardiograms עם תואר זהה של הרדמה על מנת לאפשר השוואה של תוצאות בין ובתוך עכברים.
כימות של RV ותפקוד כלי דם ריאתי בעכברים מסתמכת על הערכת דופלר של קצב כדי לנצח את הזרימה על פני המסתם הריאתי, VTI RVOT. זה יכול לשמש כמשתנה דיכוטומי (גבוהים / נמוך), אבל כאשר נמדד בקפידה יכול לשמש כמדידה סידורי בעכבר או בהשוואה בין קבוצות עם הבדלהתערבויות erent. ציוד מתקדם זמין מסחרי להשתמש בהערכת דופלר צבע לנוכחות והמהירות של regurgitation tricuspid סילון (TR), המשמש בבני אדם כדי לכמת את החומרה של יתר לחץ דם ריאתי. בבני אדם בלי סילון TR measureable, PAT משמש כפונדקאי כדי לקבוע אם יתר לחץ דם ריאתי הוא בהווה או נעדר 11. PAT יקצר כPH מחמיר בגלל פליטת RV תפסיק מוקדם נגד לחץ מוגבר. שיטה זו גם אומתה במודלים של עכברים של PAH כאומדן מדויק של החומרה של יתר לחץ דם ריאתי 1. לבסוף, את הצורה של מעטפת RVOT VTI יכולה לשפוך אור על צימוד בין קרוואנים וכלי דם ריאתי בבני אדם 16. חרוק של המעטפה עולה בקנה אחד עם התנגדות גבוהה ריאות כלי דם עם חרוק מאוחר יותר מצביעה על עמידות גבוהה יותר. עם זאת, יש לנו לא נצפו הדפוסים הללו בעכברים במודל של PAH שלנו, גם בעכברים בהמשך שיתוףnfirmed יש PH החמור על ידי מדידה פולשנית.
מלבד אקו, הדמיה בתהודה המגנטית של הלב (CMR) היא החלופה לא פולשנית רק להערכה של תפקוד RV. בחולדות, CMR מספק מדידה מדויקת של עובי RV, מסה ונפח (ובכך מקטע פליטה ותפוקת לב) 17. בנוסף, CMR-PAT נמדד ועקומות זרימת זמן (מקבילות לVTI) מתואמות חזקות עם אקו ופרמטרים המודינמיים נמדדו פולשני. למרות כמה יתרונות ברורים, CMR הוא יקר יותר וזמן אינטנסיבי מאשר אקו ועבור אלה סיבות כמעט ולא משתמשים בניסויים שלנו. למיטב ידיעתנו אין מחקר יש תוקף את מדידות אקו המתוארות כאן עם מדידות או CMR פולשנית. עם זאת, אנו משתמשים באופן שגרתי המדידות שהוצגו בפרוטוקול זה כדי להעריך penetrance מחלה וחומרה 18-20.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
יש המחברים אין לחשוף.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Vevo 770 High Resolution Micro-Ultrasound System | Visualsonics Inc. | get more info at www.visualsonics.com/products | |
| RMV (Real-Time MicroVisualization) 704B 40 mH Scanhead w/ Encapsulated Transducer | Visualsonics Inc. | get more info at www.visualsonics.com/products | |
| Vevo Integrated Rail System including the Physioogical Monitoring System | Visualsonics Inc. | get more info at www.visualsonics.com/products | |
| Computer Monitor set up for use with the Vevo770 | DELL or other General Supplier | ||
| Computer Mouse set up for use with the Vevo770 | General Supplier | ||
| Vevo770 Cardiac Package Software | Visualsonics Inc. | get more info at www.visualsonics.com/products | |
| VetEquip Portable Tabletop Anesthesia Machine with an Isoflurane Vaporizer | VetEquip | get more info at vetequip.com | |
| Activated Charcoal Waste Gas Containers | VetEquip/Vaporguard | 931401 | get more info at vetequip.com |
| Puralube Eye Ointment | Henry Schein | get more info at henryschein.com | |
| Ecogel 100 Ultrasound Gel | EcoMed Pharmaceuticals | 30GB | get more info at ecomed.com |
| 3M Transpore Tape | Fisher Scientific | 1527-0 | get more info at fishersci.com |
| Small Flathead Screwdriver | General Supplier | ||
| Sterile H2O | DDI H2O from faucet and then autoclave | ||
| 6 in Cotton Tipped Applicators | Fisher Scientific | get more info at fishersci.com | |
| Nair (depilatory cream) | General Supplier | ||
| 2 in x 2 in Gauze Sponges | Fisher Scientific | get more info at fishersci.com |
References
- Urboniene, D., Haber, I., Fang, Y. H., Thenappan, T., Archer, S. L. Validation of high-resolution echocardiography and magnetic resonance imaging vs. high-fidelity catheterization in experimental pulmonary hypertension. Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 299, 401-412 (2010).
- Rottman, J. N., Ni, G., Brown, M. Echocardiographic evaluation of ventricular function in mice. Echocardiography. 24, 83-89 (2007).
- West, J., et al. Pulmonary hypertension in transgenic mice expressing a dominant-negative BMPRII gene in smooth muscle. Circ. Res. 94, 1109-1114 (2004).
- Ghofrani, H. A., Seeger, W., Grimminger, F. Imatinib for the treatment of pulmonary arterial hypertension. N. Engl. J. Med. 353, 1412-1413 (2005).
- Gomberg-Maitland, M., et al. A dosing/cross-development study of the multikinase inhibitor sorafenib in patients with pulmonary arterial hypertension. Clin. Pharmacol. Ther. 87, 303-310 (2010).
- Brittain, E., et al. Right ventricular plasticity and functional imaging. Pulm. Circ. 2, 309-326 (2012).
- Yang, X. P., et al. Echocardiographic assessment of cardiac function in conscious and anesthetized mice. Am. J. Physiol. 277, 1967-1974 (1999).
- Suehiro, K., et al. Assessment of segmental wall motion abnormalities using contrast two-dimensional echocardiography in awake mice. Am. J. Physiol. Heart Circ Physiol. 280, 1729-1735 (2001).
- Jones, J. E., et al. Serial noninvasive assessment of progressive pulmonary hypertension in a rat model. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 283, 364-371 (2002).
- Devaraj, A., et al. Detection of pulmonary hypertension with multidetector CT and echocardiography alone and in combination. Radiology. 254, 609-616 (2010).
- Kitabatake, A., et al. Noninvasive evaluation of pulmonary hypertension by a pulsed Doppler technique. Circulation. 68, 302-309 (1983).
- Yared, K., et al. Pulmonary artery acceleration time provides an accurate estimate of systolic pulmonary arterial pressure during transthoracic echocardiography. J. Am. Soc. Echocardiogr. 24, 687-692 (2011).
- Cheung, M. C., et al. Body surface area prediction in normal, hypermuscular, and obese mice. J. Surg. Res. 153, 326-331 (2009).
- 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).
- Baumgartner, H., et al. Echocardiographic assessment of valve stenosis: EAE/ASE recommendations for clinical practice. J. Am. Soc. Echocardiogr. 22, 1-23 (2009).
- Arkles, J. S., et al. Shape of the right ventricular Doppler envelope predicts hemodynamics and right heart function in pulmonary hypertension. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 183, 268-276 (2011).
- Wiesmann, F., et al. Analysis of right ventricular function in healthy mice and a murine model of heart failure by in vivo MRI. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 283, 1065-1071 (2002).
- West, J., et al. A potential role for Insulin resistance in experimental pulmonary hypertension. Eur. Respir. J. , (2012).
- Johnson, J. A., et al. Cytoskeletal defects in Bmpr2-associated pulmonary arterial hypertension. Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 302, L474-L484 (2012).
- Johnson, J. A., West, J., Maynard, K. B., Hemnes, A. R. ACE2 improves right ventricular function in a pressure overload model. PLoS One. 6, e20828 (2011).
