Methodenartikel

Echokardiographische Messung rechtsventrikulärer diastolischer Parameter in der Maus

DOI:

10.3791/58021

⸱

27. April 2019

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1Ludwig Boltzmann Institute for Lung Vascular Research, 2Department of Physiology, Otto Loewi Research Center, Medical University of Graz

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Hier beschreiben und vergleichen wir zwei Positionen, um die apikale Vierkammeransicht bei Mäusen zu erhalten. Diese Positionen ermöglichen die Quantifizierung der rechten ventrikulären Funktion, liefern vergleichbare Ergebnisse und können austauschbar genutzt werden.

Zusammenfassung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Diastolische Dysfunktion ist ein prominentes Merkmal der rechtsventrikulären (RV) Umgestaltung verbunden mit Bedingungen der Drucküberlastung. Die diastolische Funktion des Wohnmobils wird jedoch in experimentellen Studien nur selten quantifiziert. Dies könnte auf technische Schwierigkeiten bei der Visualisierung des Wohnmobils in der apikalen Vierkammeransicht bei Nagetieren zurückzuführen sein. Hier beschreiben wir zwei Positionen, die die Visualisierung der apikalen Vierkammeransicht bei Mäusen erleichtern, um die diastolische Funktion des Wohnmobils zu bewerten.

Die apikale Vierkammeransicht wird durch Kippen der Mausfixierplattform nach links und kaudal (LeCa) oder nach rechts und kranially (RiCr) aktiviert. Beide Positionen liefern Bilder von vergleichbarer Qualität. Die Ergebnisse der RV-Diastolikatfunktion aus zwei Positionen unterscheiden sich nicht signifikant. Beide Positionen sind vergleichsweise einfach zu erfüllen. Dieses Protokoll kann in veröffentlichte Protokolle integriert werden und ermöglicht detaillierte Untersuchungen der RV-Funktion.

Einleitung

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Diastolische Dysfunktion ist ein prominentes Merkmal der rechtsventrikulären (RV) Umbau1 und ist mit Druck-Überlast-Bedingungenverbunden 2. Echokardiographie (EchoCG) kann für die Charakterisierung der RV diastolischen Dysfunktion verwendet werden3,4. Trotz der jüngsten Entwicklungen in der Kleintier-Echokardiographie werden Messungen von diastolischen Parametern selten berichtet. Im Gegensatz dazu werden Messungen der systolischen Funktion häufig für die Charakterisierung transgener Mäuse5sowie für die Bewertung eines Behandlungsreaktionssystems6verwendet.

Dies lässt sich zum Teil durch die Schwierigkeiten bei der Messung diastolischer Parameter aus der apikalen Vierkammersicht erklären. Die Visualisierung des Herzens in dieser Position kann durch Kippen der Fixierplattform LeCa oder RiCr erleichtert werden. Selbst wenn diese Manipulationen verwendet werden, melden Echokardiographen sie nicht in ihren Manuskripten4,7. Daher bleibt unklar, ob diese Manipulationen vergleichbare Ergebnisse liefern. Darüber hinaus schließt dies auch eine Entwicklung einer standardisierten Nomenklatur dieser Position für Mäuse aus.

Ziel dieser Studie war es, zwei Positionen für die apische Vierkammer-Ansichtsvisualisierung zu beschreiben und deren Ergebnisse zu vergleichen. Um die Unterschiede zwischen den beiden Positionen zu bestimmen, haben wir das Modell der Maus-Lungenarterienband (PAB) verwendet, bei dem ein Tantalclip zu einer partiellen Okklusion der Lungenarterie führt. Diese Okklusion führt zu rechten Ventrikel Umbau und Dysfunktion. Ausführliche Informationen zum PAB-Betrieb finden Sie in der zuvor veröffentlichten Arbeit3. Scheinbetriebene Mäuse, wo der Clip neben der Lungenarterie platziert wurde, wurden zum Vergleich verwendet. EchoCG-Untersuchungen wurden drei Wochen nach der Operation mit dem Bildgebungssystem mit einem 30 MHz Scankopf durchgeführt (siehe Materialtabelle für beide). Die Nomenklatur zur Beschreibung der Positionen und Ausrichtungen zwischen Maus und Ultraschallstrahl wird wie beschrieben von Zhou et al.7verwendet.

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Protokoll

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Die Studie wurde gemäß den nationalen Vorschriften für Tierversuche und der EU-Richtlinie 2010/63 durchgeführt. Bereiten Sie Geräte vor, wie zuvor von Brittain et al.8beschrieben.

1. Mausvorbereitung

  1. Erhalten Sie 12 bis 13 Wochen alte männliche C57Bl6/J-Mäuse und beherbergen Sie sie mit einem 12 h Licht/Dunkel-Zyklus, bei konstanter Raumtemperatur und mit ad libitum Zugang zu Standard-Labor-Chow und Wasser, bis zum Beginn des Experiments.
  2. Anästhesisieren Sie die Maus mit Vollnarkose vom Institut genehmigt und überprüfen Sie auf die fehlende Reaktion auf die Zehenprise. Unter milder Anästhesie mit Isofluran 0,8%–1,2% die Maus auf einer beheizten Plattform fixieren. Tragen Sie Elektrodengel auf seine Extremitäten auf, um seine Herzfrequenz und Temperatur kontinuierlich zu überwachen.
  3. Enthaaren Sie das Brusthaar der Maus mit der Enthaarung. Um den Druck auf den Thorax zu reduzieren, tragen Sie das Ultraschall-Kopplungsgel nicht direkt auf den Thorax auf; stattdessen eine Schicht des Gels auf die Spitze des Messumformers auftragen.

2. Bildaufnahme

  1. Apikale Vierkammeransicht mit linker und kaudaler Neigung der Plattform
    1. Nach der Mausvorbereitung die Plattform nach links bei 10°–15° und dann bei 10°–15° kauen.
    2. Positionieren Sie den Messumformer oberhalb des Scheitelpunkts mit der Bildebene von 45° auf die koronale Ebene und die Mittelachse des Ultraschallstrahls, der kranially, hintergründ und nach links gerichtet ist, um die apikale Vierkammeransicht zu erhalten. Drücken Sie die B-Mode-Taste, um das B-Modus/2-D-Bild zu aktivieren.
      HINWEIS: Der Messumformer kann manuell gehalten oder durch eine Stufe fixiert werden. Der Begriff "B-Modus" stammt aus dem Bildgebungssystem, das anstelle des vertrauteren Begriffs "zweidimensional" (2-D) verwendet wurde und im gesamten Protokoll verwendet wird.
    3. Achten Sie auf das Erscheinungsbild der folgenden Strukturen im akustischen Fenster: der linke Ventrikel (LV), das linke Atrium (LA), das Wohnmobil, das rechte Atrium (RA), das Mitralventil (MV) und das Trikuspidalventil (TV).
    4. Manipulieren Sie die Bildebene in der koronalen Ebene und drehen Sie sich im Uhrzeigersinn um die Mittelachse, bis beide Ventrikel in ihrer längsten Dimension visualisiert sind und beide Vorhöfe sichtbar sind. Dies ist die Vier-Kammer-Ansicht (Abbildung 1).
    5. Drücken Sie die Cine Store-Taste, um die Aufnahme zu speichern.
    6. Drücken Sie die Taste Scannen/Einfrieren, um das System anzuhalten.
  2. Messung transtricuspid Erfließgeschwindigkeiten
    1. Drücken Sie die Taste Scannen/Einfrieren, um das System zu aktivieren.
    2. Drücken Sie mehrmals die Overlay-Taste, um das Probenvolumen für den PW-Modus (gepulste Welle) zu aktivieren.
    3. Während Sie die erhaltene Vierkammeransicht beibehalten, positionieren Sie mit dem Trackball das Probenvolumen an der Öffnung der Trikuspidalklappen zur Messung von Zuflussgeschwindigkeiten (E- und A-Spitzengeschwindigkeiten).
    4. Drücken Sie die TASTE PW-Modus zur Messung von Zuflussgeschwindigkeiten (E- und A-Spitzengeschwindigkeiten).
      HINWEIS: Da Trikuspidalklappen in dieser Position schwer zu visualisieren sind, hilft die Durchführung mehrerer Messungen, das Probenvolumen korrekt an den Blutfluss auszurichten. Führen Sie die Doppler-Probenahme mit dem kleinsten Einfallswinkel zwischen dem Dopplerstrahl und der Durchblutungsrichtung durch. Das erhaltene Blutflussprofil sollte den folgenden Kriterien entsprechen: 1) ein Zuflussprofil ähnlich einer M-Form mit dem ersten Peak niedriger als der zweite; 2) eine Atemmodulation mit erhöhter Amplitude an der Inspiration; 3) eine maximale Amplitude der Geschwindigkeiten in mehreren Messungen (Abbildung 2).
    5. Drücken Sie die Cine Store-Taste, um die optimierte Aufnahme zu speichern.
    6. Drücken Sie die Taste Scannen/Einfrieren, um das System anzuhalten.
  3. Messung der trikuspidalen Ringebene systolischer Exkursion (TAPSE)
    1. Drücken Sie die Taste Scannen/Einfrieren, um das System zu aktivieren.
    2. Wechseln Sie in den B-Modus, indem Sie die B-Mode-Taste drücken. Einige Manipulationen am Bild könnten notwendig sein, um die korrekte Vier-Kammer-Ansicht wiederzuerlangen.
    3. Drücken Sie mehrmals die Overlay-Taste, um die Probenlautstärke des M-Modus zu aktivieren. Richten Sie das Probenvolumen mit dem Trackball an dem seitlichen Teil des trikuspidalen Annulus aus. Durch Ziehen der Ränder des Probenvolumens mithilfe des Trackballs richten Sie die Länge des Probenvolumens so aus, dass sie die gesamte Amplitude der Herzbewegung während des Herzzyklus abdeckt.
    4. Drücken Sie die M-Mode-Taste, um den M-Modus zu aktivieren. Die Bewegungen der Trikuspidalen sollten als Welle erscheinen (Abbildung 2).
    5. Drücken Sie die Cine Store-Taste, um die Aufnahme zu speichern.
    6. Drücken Sie die Taste Scannen/Einfrieren, um das System anzuhalten.
  4. Messung der Gewebe-Doppler-Parameter
    1. Drücken Sie die Taste Scannen/Einfrieren, um das System zu aktivieren.
    2. Drücken Sie die B-Mode-Taste, um den B-Modus zu aktivieren.
      HINWEIS: Einige Manipulationen durch Angulation in der koronalen Ebene und Drehung im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn um die zentrale Achse des Bildes könnten notwendig sein, um die korrekte Vierkammeransicht wiederzuerlangen.
    3. Drücken Sie mehrmals die Overlay-Taste, um das Probenvolumen für TDI (Gewebe-Doppler-Bildgebung) zu aktivieren. Richten Sie das Probenvolumen mit dem Trackball an dem seitlichen Teil des trikuspidalen Annulus aus, wobei die RV-freie Wand einen Winkel mit dem Trikuspidalventil erzeugt. Indem Sie die Kanten des Probenvolumens mit dem Trackball ziehen, passen Sie das Probenvolumen so an, dass es sowohl die systolischen als auch die diastolischen Extrempositionen des Rings einschließt.
    4. Drücken Sie die Tissue-Taste, um den TDI-Modus zu aktivieren.
      ANMERKUNG:       Die gelbe Rückverfolgung der TDI-Aufnahme entspricht den folgenden Kriterien:1) einer Aufzeichnung, die einer invertierten M-Form ähnelt; 2) deutlich unterscheidbare E' und A' Spitzen während der Diastole und S' Spitze während der Systole; 3) eine maximale Amplitude der Geschwindigkeiten in mehreren Messungen (Abbildung 2).
    5. Drücken Sie die Cine Store-Taste, um ein optimiertes Bild aufzuzeichnen.
    6. Drücken Sie die Taste Scannen/Einfrieren, um das System anzuhalten.
  5. Apikale Vierkammeransicht mit rechter und kranialer Neigung der Plattform
    1. Angulate die Plattform nach rechts bei 10°–15° und dann schädelbei 10°–15°. Führen Sie die Inden beschriebenen Messungen für die LeCa-Schritte (Schritte 2.1, 2.2, 2.3 und 2.4) durch.
      HINWEIS: Während der Untersuchung sollte Isofluran zwischen 0.–1.2 titriert werden, um die Herzfrequenz der Maus bei 400–440 bpm zu halten. In diesem Bereich sind separate Spitzen des transtricuspid-Blutflusses und der Gewebe-Doppler-Geschwindigkeiten (DTI) messbar. Um die Auswirkungen des Wärmeverlustes auf die Hämodynamik zu vermeiden, werden die Daten aufgezeichnet und die Analyse wird off-line durchgeführt. Für die Analyse werden nur Signale verwendet, die am Ende des Ablaufs erhalten wurden. Messungen von 3 - 5 Herzschlägen werden gemittelt.

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Ergebnisse

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Die apikale Vierkammeransicht ist bei Mäusen schwer zu erhalten. Daher können Manipulationen der Plattformposition helfen, das Herz zu visualisieren, indem es seine Position im Thorax ändert. Das Kippen der Plattform nach links und rechts verbesserte das akustische Fenster und lieferte Bilder vergleichbarer Qualität im B-Modus (Abbildung 1). Nach Erhalt der richtigen Positionen lieferten Messungen im PW-, M- und TDI-Modus Bilder vergleichbarer Qualität (

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Diskussion

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Die echokardiographische RV-Funktion und Dimensionsbewertung aus parasternalen Positionen wurden gut beschrieben. Im Gegensatz dazu wurde die apikale Position in der Maus-Echokardiographie teilweise aufgrund technischer Schwierigkeiten vernachlässigt. Mit einer horizontalen Plattformposition ist es schwierig, ein ausreichendes akustisches Fenster für die Vierkammer-Ansichtsbildgebung zu erhalten. Um die Bildgebung dieser Position zu erleichtern, kann die Plattform nach links geneigt werden, eine Manipulation ähnlich der ...

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Offenlegungen

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Die Autoren haben nichts zu verraten.

Danksagungen

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Die Studie wurde vom Ludwig Boltzmann Institut für Lungengefäßforschung gefördert.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
RMV-707B Scankopf 30 MHzVisual SonicsP/N 11459Maus Scankopf
VisualSonics Vevo 770® Hochauflösendes BildgebungssystemVisual Sonics770-230Ultraschallgerät
Veet Enthaarungscreme für empfindliche HautVeet07768307 
OP-Band Durapore 3M3M Deutschland GmbH1538-1zur Fixierung
Askina Brauncel ZellulosetupferB.Braun9051015
Aquasonic UltraschallgelParker Laboratories Inc.BT025-0037L
ElektrodengelGE medizinische Systeme Informationstechnologien Inc.2034731-002gelten für Extremitäten zur zählungstechnischen EKG- und Herzfrequenzüberwachung
Thermasonic GelwärmerParker Laboratories Inc.82-04-20Zur Reduzierung des Wärmeverlusts erwärmen Sie das Ultraschallgel vor dem Gebrauch

Referenzen

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  3. Egemnazarov, B., et al. Pressure overload creates right ventricular diastolic dysfunction in a mouse model: assessment by echocardiography. Journal of the American Society of Echocardiography. 28, 828-843 (2015).
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