Summary
Ici, nous décrivons et comparons deux positions pour obtenir la vue apical à quatre chambres chez les souris. Ces positions permettent la quantification de la fonction ventriculaire droite, fournissent des résultats comparables, et peuvent être utilisées de façon interchangeable.
Abstract
Le dysfonctionnement diastolique est une caractéristique proéminente du remodelage ventriculaire droit (RV) associé aux conditions de surcharge de pression. Cependant, la fonction diastolique de RV est rarement quantifiée dans les études expérimentales. Cela pourrait être dû à des difficultés techniques dans la visualisation du RV dans la vue apaïque à quatre chambres chez les rongeurs. Ici nous décrivons deux positions facilitant la visualisation de la vue aconique de quatre chambres chez les souris pour évaluer la fonction diastolique de RV.
La vue apical à quatre chambres est activée en inclinant la plate-forme de fixation de la souris vers la gauche et caudally (LeCa) ou vers la droite et cranially (RiCr). Les deux positions fournissent des images de qualité comparable. Les résultats de la fonction diastolique DE RV obtenus à partir de deux positions ne sont pas sensiblement différents. Les deux positions sont relativement faciles à exécuter. Ce protocole peut être incorporé dans les protocoles publiés et permet des enquêtes détaillées de la fonction RV.
Introduction
Le dysfonctionnement diastolique est une caractéristique proéminente du remodelage ventriculaire droit (RV)1 et est associé aux conditions de pression-surcharge2. L'échocardiographie (EchoCG) peut être utilisée pour la caractérisation du dysfonctionnement diastolique DE RV3,4. En dépit des développements récents dans l'échocardiographie de petit animal, des mesures des paramètres diastoliques sont rarement rapportées. En revanche, les mesures de la fonction systolique sont largement utilisées pour la caractérisation des souris transgéniques5, ainsi que pour l'évaluation d'une réponse de traitement6.
Cela peut s'expliquer en partie par les difficultés dans la mesure des paramètres diastoliques de la vue apaïque à quatre chambres. La visualisation du cœur dans cette position peut être facilitée en inclinant la plate-forme de fixation LeCa ou RiCr. Même si ces manipulations sont utilisées, les échocardiographes ne les rapportent pas dans leurs manuscrits4,7. Par conséquent, il n'est pas clair si ces manipulations donnent des résultats comparables. En outre, ceci empêche également un développement de nomenclature normalisée de cette position pour des souris.
Le but de cette étude était de décrire deux positions pour la visualisation aconique de vue à quatre chambres et de comparer leurs résultats. Pour déterminer les différences entre les deux positions, nous avons utilisé le modèle de baguage de l'artère pulmonaire de souris (PAB), dans lequel un clip de tantale conduit à une occlusion partielle de l'artère pulmonaire. Cette occlusion a comme conséquence le remodelage droit de ventricule et le dysfonctionnement. Tous les détails de l'opération PAB peuvent être trouvés dans les travaux publiés précédemment3. Des souris Sham-opérées, où le clip a été placé à côté de l'artère pulmonaire, ont été employées pour la comparaison. Des investigations d'EchoCG ont été exécutées trois semaines après opération utilisant le système d'imagerie avec une tête de balayage de 30 MHz (voir tableau des matériaux pour les deux). Nomenclature pour la description des positions et des orientations entre la souris et le faisceau d'ultrasons est utilisé comme décrit par Zhou et al.7.
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Protocol
L'étude a été réalisée conformément à la réglementation nationale pour l'expérimentation animale et à la directive de l'UE 2010/63. Préparer l'équipement tel que décrit précédemment par Brittain et coll.8.
1. Préparation de la souris
- Obtenir des souris C57Bl6/J mâles de 12 à 13 semaines et les loger avec un cycle de lumière/obscurité de 12 h, à une température ambiante constante, et avec un accès ad libitum à la chow et à l'eau de laboratoire standard, jusqu'au début de l'expérience.
- Anesthésiez la souris à l'aide d'une anesthésie générale approuvée par l'Institut et vérifiez l'absence de réponse à la pince des orteils. Sous anesthésie légère avec isoflurane 0.8%-1.2%, fixez la souris sur une plate-forme chauffée. Appliquer du gel d'électrode à ses extrémités pour la surveillance continue de sa fréquence cardiaque et de sa température.
- Dépiiller les poils de la poitrine de la souris à l'aide d'une crème de dépillation. Pour réduire la pression sur son thorax, n'appliquez pas le gel de couplage à ultrasons directement sur le thorax; plutôt, appliquer une couche du gel à la pointe du transducteur.
2. Acquisition d'images
- Vue apicale à quatre chambres avec une inclinaison gauche et caudale de la plate-forme
- Après la préparation de la souris, anguler la plate-forme à gauche à 10 '15 ', puis caudally à 10 '15 '.
- Placez le transducteur au-dessus de l'apex avec le plan d'imagerie à 45 degrés vers le plan coronal et l'axe central du faisceau d'ultrasons dirigé cranially, postérieur, et vers la gauche pour obtenir la vue apical à quatre chambres. Appuyez sur le bouton B-Mode pour activer l'image B-mode/2-D.
REMARQUE: Le transducteur peut être tenu manuellement ou fixé par une étape. Le terme « mode B » provient du système d'imagerie qui a été utilisé au lieu du terme plus familier « bidimensionnel » (2-D) et qui est utilisé tout au long du protocole. - Recherchez l'apparition des structures suivantes dans la fenêtre acoustique : le ventricule gauche (LV), l'atrium gauche (LA), le RV, l'atrium droit (RA), la valve mitrale (MV) et la valve tricuspid (TV).
- Manipulez le plan d'imagerie dans le plan coronal et tournez dans le sens de l'horloge et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour de l'axe central jusqu'à ce que les deux ventricules soient visualisés à leur plus longue dimension et que les deux oreillettes soient visibles. Il s'agit de la vue à quatre chambres (figure 1).
- Appuyez sur le bouton du magasin Cine pour enregistrer l'enregistrement.
- Appuyez sur le bouton Scan/Freeze pour mettre le système en pause.
- Mesure des vitesses de flux sanguin transtricuspid
- Appuyez sur le bouton Scan/Freeze pour activer le système.
- Appuyez plusieurs fois sur le bouton Overlay pour activer le volume de l'échantillon en mode PW (onde pulsée).
- Tout en gardant la vue obtenue à quatre chambres, utilisez le trackball pour positionner le volume de l'échantillon à l'ouverture des valves tricuspid pour la mesure des vitesses d'entrée (vitesses de pointe E et A).
- Appuyez sur le bouton mode PW pour mesurer les vitesses d'entrée (vitesses de pointe E et A).
REMARQUE: Puisque les valves tricuspides sont difficiles à visualiser dans cette position, effectuer plusieurs mesures aide à aligner correctement le volume de l'échantillon avec le flux sanguin. Effectuez l'échantillonnage Doppler avec le plus petit angle d'incidence entre le faisceau Doppler et la direction du flux sanguin. Le profil de flux sanguin obtenu doit correspondre aux critères suivants : 1) un profil d'entrée semblable à une forme M avec le premier pic inférieur au second; 2) une modulation respiratoire avec une amplitude accrue à l'inspiration; 3) une amplitude maximale des vitesses dans plusieurs mesures (figure 2). - Appuyez sur le bouton du magasin Cine pour enregistrer l'enregistrement optimisé.
- Appuyez sur le bouton Scan/Freeze pour mettre le système en pause.
- Mesure de l'excursion systolique du plan annulaire tricuspid (TAPSE)
- Appuyez sur le bouton Scan/Freeze pour activer le système.
- Passez en mode B en appuyant sur le bouton B-Mode. Certaines manipulations sur l'image pourraient être nécessaires pour retrouver la bonne vue à quatre chambres.
- Appuyez plusieurs fois sur le bouton Overlay pour activer le volume d'échantillon du mode M. À l'aide du trackball, aligner le volume de l'échantillon avec la partie latérale de l'annulus tricuspid. En tirant les bords du volume de l'échantillon à l'aide du trackball, alignez la longueur du volume de l'échantillon pour couvrir toute l'amplitude du mouvement cardiaque pendant le cycle cardiaque.
- Appuyez sur le bouton M-Mode pour activer le mode M. Les mouvements de tricuspide annulus doivent apparaître comme une vague (Figure 2).
- Appuyez sur le bouton du magasin Cine pour enregistrer l'enregistrement.
- Appuyez sur le bouton Scan/Freeze pour mettre le système en pause.
- Mesure des paramètres doppler tissulaire
- Appuyez sur le bouton Scan/Freeze pour activer le système.
- Appuyez sur le bouton B-Mode pour activer le mode B.
REMARQUE: Certaines manipulations par angulation dans le plan coronal et la rotation dans le sens horaire et inverse des aiguilles d'une montre autour de l'axe central de l'image pourraient être nécessaires pour retrouver la bonne vue à quatre chambres. - Appuyez plusieurs fois sur le bouton Overlay pour activer le volume de l'échantillon pour TDI (imagerie Doppler tissu). À l'aide du trackball, alignez le volume de l'échantillon avec la partie latérale de l'annulus tricuspid, où le mur libre de RV crée un angle avec la valve tricuspid. En tirant les bords du volume de l'échantillon à l'aide du trackball, ajustez le volume de l'échantillon pour inclure à la fois les positions systoliques et diastoliques extrêmes de l'annulus.
-
Appuyez sur le bouton Tissu pour activer le mode TDI.
REMARQUE : Le tracé jaune de l'enregistrement TDI semble correspondre aux critères suivants :1) un enregistrement semblable à une forme M inversée; 2) des pics E' et A' clairement distinguables pendant le pic diastole et S'pendant le systole; 3) une amplitude maximale des vitesses dans plusieurs mesures (figure 2). - Appuyez sur le bouton du magasin Cine pour enregistrer une image optimisée.
- Appuyez sur le bouton Scan/Freeze pour mettre le système en pause.
- Vue apicale à quatre chambres avec inclinaison droite et crânienne de la plate-forme
- Anguler la plate-forme à droite à 10 '15 ', puis crânienne à 10 '15 '. Effectuez les mesures décrites dans les sections précédentes pour les étapes LeCa (étapes 2.1, 2.2, 2.3 et 2.4).
REMARQUE: Pendant l'enquête, l'isoflurane doit être titré entre 0.-1.2 pour maintenir la fréquence cardiaque de la souris à 400-440 bpm. Dans cette gamme, des pics distincts de flux sanguin transtricuspid et de vitesses de Doppler (DTI) de tissu sont mesurables. Pour éviter les effets de la perte de chaleur sur l'hémodynamique, les données sont enregistrées, et l'analyse est effectuée hors ligne. Seuls les signaux obtenus à l'expiration de la fin sont utilisés pour l'analyse. Les mesures de 3 à 5 battements de cœur sont moyennes.
- Anguler la plate-forme à droite à 10 '15 ', puis crânienne à 10 '15 '. Effectuez les mesures décrites dans les sections précédentes pour les étapes LeCa (étapes 2.1, 2.2, 2.3 et 2.4).
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Representative Results
La vue apicale à quatre chambres est difficile à obtenir chez la souris. Par conséquent, les manipulations de la position de la plate-forme peuvent aider à visualiser le cœur en changeant sa position dans le thorax. L'inclinaison de la plate-forme vers la gauche et vers la droite a amélioré la fenêtre acoustique et fourni des images de qualité comparable en mode B (Figure 1). Après avoir obtenu les positions correctes, les mesures dans les modes PW, M et TDI ont fourni des images de qualité comparable (figure 2). La mesure des paramètres diastoliques a été effectuée sur des souris opérées par faux et paB (tableau1). Les deux positions (RiCr et LeCa) ont donné des résultats similaires dans les paramètres diastoliques (tableau 2). De plus, les enquêtes d'EchoCG dans les deux postes ont révélé des différences similaires entre les groupes fictifs et les groupes DEB (tableau2, test de Dunnet). L'analyse de corrélation a révélé un bon accord entre les valeurs obtenues à partir de ces deux positions facilitées (figure 3). Comme de petits groupes d'animaux ont été utilisés pour cette étude, des tests non paramétriques ont été appliqués9,10. La variabilité intra-observateur pour certains paramètres analysés a été publiée précédemment3.
Figure 1 : Images représentatives de la vue apicale à quatre chambres. La vue apical à quatre chambres est activée en inclinant la plate-forme de fixation de la souris vers la gauche et caudally (LeCa) ou vers la droite et cranially (RiCr). LA - atrium gauche; LV - ventricule gauche; RA - atrium droit; RV et ventricule droit. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 2 : Images représentatives des mesures de débit TAPSE, TDI et transtricuspid obtenues à partir de deux positions de vue acclésiales facilitées à quatre chambres. TAPSE - tricuspid annulus avion systolique excursion; E' - pic précoce de la vitesse de relaxation ventriculaire droite; A' - pic tardif de la vitesse de relaxation ventriculaire droite; Vitesse s'de la contraction ventriculaire droite; E - pic précoce de l'afflux de tricuspides diastoliques; Un pic tardif d'afflux de tricuspides diastoliques. Notez le changement dans le profil de flux sanguin transtricuspid à l'inspiration (Insp). Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 3 : Analyse de corrélation des données obtenues à partir de deux positions actiques facilitées. L'analyse de corrélation a été exécutée utilisant le test non-parametric de Spearman. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Tableau 1 : Caractérisation des groupes exploités trois semaines après l'opération. RVFW - épaisseur de la paroi libre ventriculaire droite; VTI - intervalle de vitesse-temps.
Tableau 2 : Comparaison des résultats obtenus à partir de la vue apicale à quatre chambres facilitée par l'inclinaison de la plate-forme crânienne caudale gauche ou droite. Les paramètres fonctionnels de RV dérivés d'EchoCG sont montrés. Comme chaque souris a été étudiée dans les deux positions, le test de rang signé Wilcoxon a été utilisé pour des comparaisons intra-groupe. § p -gt; 0.05 entre RiCr et LeCa. Le test Kruskal-Wallis, suivi du test post hoc de Dunnet, a été utilisé pour des comparaisons de groupes multiples. Les résultats de deux comparaisons intergroupes sélectionnées sont présentés dans le tableau. p 'lt; 0.05, 'p 'lt; 0.01. PAB - baguage de l'artère pulmonaire; LeCa - inclinaison caudale gauche; RiCR - inclinaison crânienne droite; E - pic précoce de l'afflux de tricuspides diastoliques; Un pic tardif d'afflux de tricuspides diastoliques; TAPSE - tricuspid annulus avion systolique excursion; e' - pic précoce de la vitesse de relaxation ventriculaire droite; a' - pic tardif de la vitesse de relaxation ventriculaire droite; Vitesse s'de la contraction ventriculaire droite; RH et fréquence cardiaque; bpm et battements par minute.
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Discussion
La fonction et l'évaluation de dimension échocardiographiques de RV des positions parasternal ont été bien décrites. En revanche, la position apanique dans l'échocardiographie de souris a été négligée en partie en raison des difficultés techniques. À l'aide d'une position horizontale de la plate-forme, il est difficile d'obtenir une fenêtre acoustique suffisante pour l'imagerie de vue à quatre chambres. Pour faciliter l'imagerie de cette position, la plate-forme peut être inclinée vers la gauche, une manipulation similaire au positionnement à gauche des patients. Cela devrait se traduire par un positionnement vers la gauche et plus supérieure du cœur, améliorant ainsi la fenêtre acoustique. Par conséquent, LeCa est notre position standardisée pour la visualisation apaïque. Cependant, chez environ 30 % à 35 % des souris, la qualité de l'image dans cette position peut être insuffisante. Ici, l'imagerie dans la position RiCr peut être utile.
À partir de ces positions, les vitesses de flux sanguin transtricuspid (E et A) et les vitesses de Doppler de tissu (E' et A') peuvent être mesurées, fournissant l'information au sujet de la fonction diastolique de RV. Nous avons observé une bonne corrélation entre les paramètres TDI obtenus à partir des deux positions. La corrélation de E était moins satisfaisante. En général, la visualisation du profil transtricuspidal de flux sanguin était la partie la plus provocante du protocole présenté ici et a montré la plus grande variabilité. La mesure de TAPSE et S'par le tissu Doppler a fourni une estimation de la fonction systolique de RV. Cependant, à la lumière des résultats récents, la signification physiologique de TAPSE n'est pas claire11. Nous ne mesurons pas systématiquement la zone fractionnaire de la contraction RV de la position apaïque parce que, dans les conditions de surcharge de pression, la partie latérale du RV agrandi est partiellement couverte par le sternum et pas complètement visible à partir de cette position3. Ainsi, la visualisation de la position apaïque chez la souris permet de mesurer les paramètres couramment utilisés dans la clinique et, par conséquent, fournit plus d'informations, ce qui permet une caractérisation fonctionnelle plus complète.
L'analyse de la souche, de la tension et l'échocardiographie de suivi des taches sont de nouvelles modalités de l'échographie cardiaque12. Sa sensibilité élevée peut détecter le dysfonctionnement cardiaque aux premiers stades13 et a le pouvoir de prédire la mortalité14; par conséquent, son application est également justifiée dans les études expérimentales. Malheureusement, chez la souris, le mur libre de RV est en partie caché derrière l'ombre du sternum, ce qui pourrait entraver l'analyse de la souche. En outre, l'analyse des taches nécessite une bonne qualité d'image et la visualisation de l'ensemble du mur libre.
Le système cardiovasculaire réagit rapidement aux changements de posture en activant les mécanismes barorécepteurs15. Par conséquent, on peut s'attendre à ce que l'inclinaison crânienne de la plate-forme provoque des changements réflecteurs dans les paramètres cardiaques mesurés. En effet, la tête vers le haut et la position d'inclinaison tête vers le bas ont causé un changement transitoire de la fréquence cardiaque et de l'axe électrique cardiaque chez les souris16. Tandis qu'une inclinaison tête haute de 90 degrés provoque une augmentation de la fréquence cardiaque, une inclinaison tête vers le bas de 90 degrés a causé une bradycardie transitoire et statistiquement insignifiante. En revanche, nous vous recommandons d'incliner la souris seulement de 10 à 15 degrés dans les deux sens. Ces changements doux de posture n'ont causé aucune perturbances hémodynamique mesurable.
La fonction diastolique de LV chez les souris est une autre zone sous-étudiée. Bien qu'il ne soit pas testé dans cette étude, le protocole présenté ici devrait pouvoir être utilisé pour la quantification de la fonction diastolique LV.
Les limitations théoriques et pratiques du petit animal EchoCG ont été décrites en détail ailleurs8. Dans ce protocole, les mesures sont effectuées à des fréquences cardiaques de 400 à 440 bpm. À cette plage de fréquence cardiaque, des mesures des pics de vitesse E et A, ainsi que des indices TDI, sont possibles. À des rythmes cardiaques plus élevés, les pics fusionnent, ce qui rend la quantification impossible. Puisque la fréquence cardiaque physiologique pour des souris est 500-600 bpm, la fréquence cardiaque utilisée dans ce protocole est plutôt basse. Néanmoins, les mesures à cette plage de fréquence cardiaque semblent fiables et permettent de distinguer entre les phénotypes physiologiques et dysfonctionnels3.
Nous avons décrit un protocole pour deux positions facilitant l'évaluation des paramètres fonctionnels de RV des vues de quatre chambres chez les souris. Les positions donnent des résultats comparables et peuvent être utilisées de façon interchangeable.
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Disclosures
Les auteurs n'ont rien à révéler.
Acknowledgments
L'étude a été financée par l'Institut Ludwig Boltzmann pour la recherche vasculaire pulmonaire.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| RMV-707B scan head 30 MHz | Visual Sonics | P/N 11459 | mouse scan head |
| VisualSonics Vevo 770® High-Resolution Imaging System | Visual Sonics | 770-230 | ultrasound machine |
| Veet depilation creme for sensitive skin | Veet | 07768307 | |
| Surgical tape Durapore 3M | 3M Deutschland GmbH | 1538-1 | for fixation |
| Askina Brauncel cellulose swabs | B.Braun | 9051015 | |
| Aquasonic ultrasound gel | Parker Laboratories Inc. | BT025-0037L | |
| Electrode Gel | GE medical systems information technologies Inc. | 2034731-002 | apply to extremities for countinous ECG and heart rate monitoring |
| Thermasonic gel warmer | Parker Laboratories Inc. | 82-04-20 | to reduce heat loss warm up the ultrasound gel before use |
References
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