وقد ثبت التصوير بالموجات فوق الصوتية التشخيصية أن تكون فعالة في تشخيص مختلف أمراض الجهاز التنفسي في مواضيع الإنسان والحيوان. علينا أن نظهر بروتوكول الموجات فوق الصوتية الشاملة التي يستخدمها مختبر الدكتور تسوه لتحليل حركية الحجاب الحاجز وتحديدا في نماذج الماوس. وهذا هو أيضا أسلوب البحوث غير الغازية التي يمكن أن توفر معلومات كمية عن وظيفة الماوس العضلات التنفسية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
التشخيص بالموجات فوق الصوتية التصوير من ماوس الحجاب الحاجز وظيفة
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
تحليل وظيفة من القوارض عضلات الهيكل العظمي الجهاز التنفسي، وخصوصا الحجاب الحاجز، ويؤديها عادة من خلال عزل العضلات باستخدام شرائط العمليات الجراحية الغازية. على الرغم من أن هذا هو وسيلة فعالة لتقييم النشاط في الحجاب الحاجز المختبر، أنها تنطوي على عملية جراحية غير البقاء على قيد الحياة. تطبيق التصوير بالموجات فوق الصوتية غير الغازية باعتبارها الإجراء في الجسم الحي هو مفيد لأنه لا يقلل من عدد الحيوانات التضحية، ولكن هو أيضا مناسبة لرصد تطور المرض في الفئران الحية. وبالتالي، لدينا طريقة التصوير بالموجات فوق الصوتية قد يساعد على الأرجح في تطوير علاجات جديدة تخفف اصابة في العضلات الناجمة عن مختلف الأمراض التنفسية. ولا سيما، في التشخيصات السريرية لأمراض الرئة الانسدادي، والتصوير بالموجات فوق الصوتية لديه القدرة على استخدامها جنبا إلى جنب مع غيرها من الاختبارات القياسية للكشف عن الاصابة المبكرة من التعب في العضلات الحجاب الحاجز. في البروتوكول الحالي، نحن تصف كيفية تقييم بدقة الحجاب الحاجز contractility في نموذج الفأر باستخدام تقنية التصوير بالموجات فوق الصوتية التشخيصية.
المقدمة
في الآونة الأخيرة، وقد تم تطبيق تقنيات التصوير بالموجات فوق الصوتية التشخيصية لنماذج الماوس من ارتفاع ضغط الدم الكلوية والبنكرياس 1،2 السرطان. ومع ذلك، لم تستخدم على نطاق واسع هذه التقنيات في القوارض الجهاز التنفسي وظيفة العضلات الفحص. لذلك، قمنا بتطوير طريقة التصوير بالموجات فوق الصوتية التشخيصية باعتبارها أداة قيمة لتقييم طولية في الجسم الحي من التنقل الحجاب الحاجز في الفئران.
وهناك العديد من المزايا لتصوير الموجات فوق الصوتية التشخيصية. على سبيل المثال، فمن موسع وآمنة، والمحمولة، ويسمح لقياس الوقت الحقيقي بتكلفة منخفضة نسبيا 3. بشكل خاص، وكانت قادرة على الكشف عن محاصرة الهواء، سمة السريرية لمرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD) مع خفيفة الى الحد من تدفق الهواء الشديد 4 أجهزة معينة الموجات فوق الصوتية ذات التردد المنخفض. وبالتالي، التصوير بالموجات فوق الصوتية التشخيصية قد تكون بمثابة طريقة الفرز يمكن الوصول إليها بسهولة وقابلة للتكرار لرصد الوقت الحقيقي اضطرابات في الجهاز التنفسي.
يتم تطبيق تقنيات التصوير بالموجات فوق الصوتية التشخيصية في كثير من الأحيان إلى الحيوانات الكبيرة أو البشر. ومع ذلك، فقد كان هناك عدد محدود من الدراسات التصوير بالموجات فوق الصوتية على نماذج الماوس، والتي من المرجح نظرا للتحديات أداء الموجات فوق الصوتية على المواضيع نطاق صغير. يحدد البروتوكول الحالي إجراء رواية لقياس وظيفة الحجاب الحاجز في الماوس. بالإضافة إلى ذلك، وإن كانت هناك العديد من الدراسات القوارض على وظيفة الحجاب الحاجز، وقد تم توليد معظم النتائج من خلال عزل شرائح العضلات مباشرة من الحيوان الموت الرحيم 5-7. في المقابل، فإن التشخيص باستخدام طريقة التصوير بالموجات فوق الصوتية في الجسم الحي لتحليل النشاط الحجاب الحاجز تقليل ضحى عدد الحيوانات للتجريب. وعلاوة على ذلك، والعلاجات الطويلة الأمد التي تركز على تعزيز انقباض الحجاب الحاجز يمكن تقييمها بدقة عن طريق الموجات فوق الصوتية في نماذج القوارض دون التضحية الحيوانات.
ntent "> في مختبرنا، قمنا بتطوير وسيلة فعالة لتصور وكذلك تحليل الماوس النشاط الحجاب الحاجز باستخدام جهاز الموجات فوق الصوتية، مما يساعد على فهم وظيفة الحجاب الحاجز في الجسم الحي، ويتجنب أساليب الغازية للحيوانات، ويساعد في تطوير العلاجية علاجات لضعف الجهاز التنفسي.الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تمت الموافقة على جميع الإجراءات التي تجرى على الحيوانات والانتهاء وفقا والامتثال والمؤسسية جنة رعاية الحيوان واستخدام جامعة ولاية أوهايو (IACUC) اللوائح والمبادئ التوجيهية.
1. ماوس التخدير
- إعداد جدول الإجراء نظيفة مع وسادة ساخنة متساوي ملفوفة في منشفة الجراحية. ينبغي الحفاظ على وسادة التدفئة ما بين 30 درجة مئوية و 34 درجة مئوية درجة الحرارة الأساسية لتحقيق الاستقرار الحيوان في حين خفض التوتر المحتملة للحيوان.
- ضع الماوس في غرفة تحريض التخدير مع المعلمات التالية: معدل تدفق الأوكسجين تعيين إلى 1.5 لتر / دقيقة والمرذاذ isoflurane وتعيين إلى 3.5٪. التخدير الكامل يجب ان تتم في غضون 1-2 دقائق. إذا غرفة الاستقراء غير متوفرة، ويمكن استخدام جرة الجرس مع شبكة سلكية وضعه في أسفل لتجنب الاتصال المباشر مع الحيوانات isoflurane و.
- على الفور إزالة الماوس من غرفة الحث عليه مرة واحدةهو تخدير تماما (يتحقق عندما يفقد الماوس وظيفة الحركة الطوعية). تطبيق الأنف مخروط للحيوان لصيانة التخدير. ينبغي خفض معدل تدفق الأوكسجين إلى ما يقرب من 0.5 لتر / دقيقة ويجب تعيين المرذاذ isoflurane وداخل نطاق بين 1.5 و 2.5٪.
- تنطبق على كمية صغيرة من مرهم للعين مباشرة إلى القرنيات للحد من جفاف العين 8. بالإضافة إلى ذلك، أثناء التخدير، وينبغي الحفاظ على الماوس غياب منعكس دواسة الانسحاب، يجب أن تبقى الأغشية المخاطية لون وردي، ويجب أن تظهر التنفس مطرد.
2. التحضير لإجراء التشخيص بالموجات فوق الصوتية التصوير
- كبح جماح كل ساق من الماوس على الطاولة الإجراء ساخنة مع مادة لاصقة قابلة للإزالة، مثل الشريط الجراحية.
- باستخدام الحلاقة الكهربائية، وإزالة الشعر على سطح الجسم بطني بين الطريقة البطن ونصف يصل التجويف الصدري. تطبيق كريم إزالة الشعر لمزيد من إعادةنقل الشعر المتبقية التي لا يتم قطع أسلاك شائكة قبل. يمسح كريم مع شاش مبللة بعد 2-3 دقيقة.
- إزالة الشعر الزائد باستخدام شاش مبلل بالماء، وتنظيف المنطقة حليق مع الكحول 70٪ أو ما يعادلها مطهر. سيتم تطبيق مسبار الموجات فوق الصوتية لهذا المجال لتصور وظيفة الحجاب الحاجز. ويمكن توفير مسكن موضعي للحيوانات التي تعاني من تهيج الجلد الطفيفة بسبب إزالة الشعر.
3. التشخيص بروتوكول التصوير بالموجات فوق الصوتية
- بدوره على جهاز الموجات فوق الصوتية وضبط انتاج الطاقة (إذا لزم الأمر) على الجهاز عن طريق نسبة مئوية للحصول على الدقة المثلى.
- تعيين جهاز الموجات فوق الصوتية إما ب (السطوع) واسطة، M (الحركة) واسطة، أو كليهما قبل التصوير، والذي يسمح لتصور الصحيح للانكماش الحجاب الحاجز الماوس.
- تنطبق على كمية صغيرة من هلام الموجات فوق الصوتية على البطن العلوي الماوس، وتدليك هلام نحو التجويف الصدري.
- وضع فائقةالصوت محول في هذا المجال وزاوية أنها التصاعدي نحو القلب. ضبط التحقيق حتى يتم تحقيق قرار الأمثل من الصورة. ملاحظة: لهذا البروتوكول، ومجموعة صغيرة محدبة أو خطية مراحل مجموعة المفاتيح هو التحقيق مثالية للاستخدام نظرا لحجم صغير والقرار المحوري ممتازة 9؛ التردد يحتاج إلى تعديل وعرض النطاق الترددي عبر عن هذه التجارب مجموعة من 6،5 حتي 12 ميغاهرتز يمكن الاستفادة منها.
- اضغط على زر التجميد مؤقتا لحفظ الصور الحجاب الحاجز وعرض تقلصات المحدد.
- حفظ التسجيل بمثابة حلقة سينمائية، والذي يسمح للقياسات في وقت لاحق من رحلة حجابي وكذلك معدل التنفس. ملاحظة: يمكن حفظ لقطة من الصور في ذاكرة الكمبيوتر أو على قرص صلب خارجي لتحليل المستقبل 9.
- على وجه التحديد قياس عمق حركة الحجاب الحاجز من الاسترخاء إلى الانكماش باستخدام الفرجار الالكترونية التي هي جزء من برنامج الموجات فوق الصوتية.
- تحويلحلقة سينمائية ملف إلى ملف MPEG وتحديد معدل التنفس عن طريق حساب عدد من تقلصات حجابي خلال فترة التسجيل. بدلا من ذلك، وعدد من تقلصات لكل دقيقة (معدل التنفس) قد تحسب من الصورة M-اسطة.
4. مشاركة التخدير استعادة الحيوان
- الماوس يجب استرداد تماما من التخدير في حدود 1 ساعة. لا تترك الحيوان غير المراقب حتى استعاد وعيه أنها كافية للحفاظ على الاستلقاء القصية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
وأظهرت صورة الموجات فوق الصوتية نموذجية من الحجاب الحاجز الماوس في الشكل 1A. وسجلت تشريد العمودي القصوى الماوس الحجاب الحاجز. تم حساب هذه المسافة عن طريق قياس بدقة عمق حركة الحجاب الحاجز من الاسترخاء إلى انكماش باستخدام الفرجار الالكترونية التي هي جزء من برنامج الموجات فوق الصوتية. الجدول 1 يعرض هذه القياسات مسافة تقلصات الحجاب الحاجز من ثلاثة الفئران مختلفة. بعد تحويل الملف حلقة سينمائية في ملف MPEG، تم تحديد معدل التنفس عن طريق حساب عدد من تقلصا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
بروتوكول التجريبية الحالية تطور تقنيات التصوير بالموجات فوق الصوتية التشخيصية محددة للنشاط الحجاب الحاجز في نموذج الفأر من خلال ذلك، في الجسم الحي النهج غير الغازية. إعدادات جهاز التخدير هي قيم تقريبية، والتي قد يتم تعديلها بشكل طفيف لكل حيوان منذ الفئران الفردية قد تستجيب بشكل مختلف للتخدير. لمنع إدارة التخدير غير لائق، فمن المهم لمراقبة العلامات الحيوية بانتظام الماوس، بما في ذلك معدل ضربات القلب، ومعدل التنفس، ودرجة حرارة الجسم. وعلاوة على ذلك، يجب إزالة الشعر قبل المس...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.
شكر وتقدير
ويدعم هذا العمل من المنح المقدمة من الصندوق العام وصندوق OU G110 التميز البحثي للبحوث الطبية الحيوية وجامعة ولاية أوهايو-HRS صندوق 013000. فإن الكتاب أود أن أشكر لورين تشن لمساعدتها في إعداد هذه المخطوطة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| نظام التصوير التشخيصي بالموجات فوق الصوتية الرقمي البيطري | Edan | DUS 3 VET | تشمل معلمات الموجات فوق الصوتية ما يلي: تردد 6.5 ميجاهرتز ، عمق 29 مم. ملاحظة: يمكن استخدام جهاز الموجات فوق الصوتية المكافئ لهذا البروتوكول |
| محول الصفيف المحدب | الصغير Edan | C611 | أو ما يعادله |
| GE Logiq i وحدة محمولة باليد (HCU) ؛ | GE Healthcare | GE Logiq i وحدة محمولة باليد (HCU) | أو ما يعادل |
| مسبار المصفوفة الخطية GE 12 MHz | GE Healthcare | 12L-RS | أو ما يعادلها |
| من مبخر التخدير البيطري | Webster Veterinary | Serial #: W422021 | تم استخدام Isoflurane حصريا مع هذا المرذاذ (أو ما يعادله). تم تجميع غرفة تحريض مخصصة للتخدير للتخدير الأولي. تم إجراء التخدير المداومة باستخدام مخروط الأنف |
| Isothesia (Isoflurane ، USP) | Butler Schein | 29405 250ML PVL | أو ما يعادله |
| علبة امتصاص التخدير البيئي | Surgivet Smiths Medical PM، Inc. | الجزء #: 32373B10 | أو ما يعادله |
| هلام نقل الموجات فوق الصوتية | HM Sonic | N / A | أو ما يعادله ؛ |
| مرهم Puralube البيطري | Puralube | NDC 17033-211-38 | أو ما يعادل |
| وسادة Deltaphase متساوية الحرارة | Braintree Scientific Inc. | 39DP | أو ما يعادله |
| مزيل الشعر | Nair | N / A | أو ما يعادله |
| ماكينة حلاقة كهربائية | Remington | HC-5015 | أو ما يعادلها |
| من الشريط الجراحي | 3M Micropore | 1530-1 | أو ما يعادلها |
| من إسفنج الشاش | Dynarex | 3262 | أو ما يعادلها |
المراجع
- Snyder, C. S., et al. Complementarity of ultrasound and fluorescence imaging in an orthotopic mouse model of pancreatic cancer. BMC Cancer. 9, 106(2009).
- Franchi, F., et al. Non-invasive assessment of cardiac function in a mouse model of renovascular hypertension. Hypertension Research: Official Journal of the Japanese Society of Hypertension. , (2013).
- Coatney, R. W. Ultrasound imaging: principles and applications in rodent research. ILAR Journal / National Research Council, Institute of Laboratory Animal Resources. 42, 233-247 (2001).
- Morenz, K., et al. Detection of air trapping in chronic obstructive pulmonary disease by low frequency ultrasound. BMC Pulmonary Medicine. 12, 8(2012).
- Gilliam, L. A., Moylan, J. S., Ann Callahan, L., Sumandea, M. P., Reid, M. B. Doxorubicin causes diaphragm weakness in murine models of cancer chemotherapy. Muscle & Nerve. 43, 94-102 (2011).
- Ferreira, L. F., Campbell, K. S., Reid, M. B. Effectiveness of sulfur-containing antioxidants in delaying skeletal muscle fatigue. Medicine and Science in Sports and Exercise. 43, 1025-1031 (2011).
- Zuo, L., Clanton, T. L. Reactive oxygen species formation in the transition to hypoxia in skeletal muscle. American Journal of Physiology. Cell Physiology. 289, 207-216 (2005).
- Helms, M. N., Torres-Gonzalez, E., Goodson, P., Rojas, M. Direct tracheal instillation of solutes into mouse lung. J. Vis. Exp. , (2010).
- Hedrick, W. R., Hykes, D. L., Starchman, D. E. Ultrasound Physics and Instrumentation. , 4th edn, Elsevier Mosby. 445 (2005).
- von Sarnowski, B., Khaw, A. V., Kessler, C., Schminke, U. Evaluation of a microconvex array transducer for the ultrasonographic examination of the intrathoracic segments of the supraaortic arteries. Journal of Neuroimaging: Official Journal of the American Society of Neuroimaging. 20, 246-250 (2010).
- Stocksley, M. Abdominal Ultrasound. , Cambridge University Press. 7-8 (2001).
- Kremkau, F. W., Taylor, K. J. Artifacts in ultrasound imaging. Journal of Ultrasound in Medicine: Official Journal of the American Institute of Ultrasound in Medicine. 5, 227-237 (1986).
- Kremkau, F. W. Diagnostic Ultrasound: Principles and Instruments. Saunders Elsevier. , 7th edn, 521 (2006).
- Laing, F. C., Kurtz, A. B. The importance of ultrasonic side-lobe artifacts. Radiology. 145, 763-768 (1982).
- Abu-Zidan, F. M., Hefny, A. F., Corr, P. Clinical ultrasound physics. Journal of Emergencies, Trauma, and Shock. 4, 501-503 (2011).
- Gargani, L. Lung ultrasound: a new tool for the cardiologist. Cardiovascular Ultrasound. 9, 6(2011).
- Sanders, R. C., Winter, T. Clinical Sonography A Practical Guide. , 4th edn, Lippincott Williams & Wilkins. 632 (2007).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
الوسوم
