Transthorakale Echokardiographie in Mäuse

Bevor die Echokardiographiemessungen durchgeführt werden, wird die Maus auf ein beheiztes EKG-Brett platziert, wobei ihre Pfote mit Klebeband an EKG-Elektroden befestigt wird, die in die Plattform eingebettet sind. Während des gesamten Experiments wird ein geeigneter Anästhesiegrad und die Körpertemperatur aufrechterhalten. Unter Verwendung des kurzen Achsenmodus, auch als B-Modus bekannt.

Ein geeignetes Bild liegt vor, wenn sowohl die interlateralen als auch die postmedialen Papillarmuskeln sowie alle myokardialen Wände gut sichtbar sind. Der Anzeigemodus kann auf M-Modus umgestellt werden, um Messungen der systolischen Herzfunktion zu bewerten und zu quantifizieren. Nachdem die hintere Wand des linken Ventrikels angepeilt wurde, kann der Gewebe-Doppler-Modus verwendet werden, um Messungen der diastolischen Funktion zu quantifizieren.

Im Vierkammerblick-Modus kann ein geeignetes Bild der Mitralklappe und der Septumwand gewonnen werden. Schließlich lässt sich durch den Wechsel in den Puls-Doppler-Modus das Blutflussmuster der Mitralklappe visualisieren. Hallo, mein Name ist Jonathan Repress aus dem Labor von Dr. Zander Wars in der Abteilung für Molekulare Physiologie und Biophysik am Baylor College of Medicine.

Heute zeigen wir Ihnen ein Verfahren zur transthorakalen Echokardiographie bei Mäusen. In unserem Labor verwenden wir diese Technik, um die Herzfunktion und -dimensionen über die Zeit zu untersuchen. Beginnen wir.

Am Tag vor den Bildgebungsuntersuchungen wird die Maus anästhesiert und mit einem Haarschneider das Fell von der Halslinie bis zur mittleren Brusthöhe abrasiert. Anschließend wird die verbleibende Körperbehaarung mit Enthaarungscreme entfernt und Dura-Loop-Gel auf beide Augen aufgetragen, um eine Austrocknung der Sklera zu verhindern. Die anästhesierte Maus wird in Rückenlage auf eine Heizplatte mit eingebetteten EKG-Elektroden gelegt.

Um die Körpertemperatur aufrechtzuerhalten, platzieren Sie die Schnauze in einer Nasenmaske, die mit dem Anästhesiesystem verbunden ist, um während des gesamten Eingriffs eine stabile Sedierungstiefe aufrechtzuerhalten. Gegebenenfalls kann die Anästhesietiefe angepasst werden, um eine Zielherzfrequenz von 450 ± 50 Schlägen pro Minute zu erreichen. Alternativ BPM: Führen Sie vorsichtig eine rektale Sonde ein, um die Körpertemperatur kontinuierlich zu überwachen und über die Heizplatte anzupassen.

Es ist wichtig, die Körpertemperatur in einem engen Bereich zu halten, da bereits moderate Änderungen der Temperatur und der Herzfrequenz die Herzfunktion beeinflussen. Bei Mäusen wird Elektrogel auf die vier Pfoten aufgetragen und diese mit den EKG-Elektroden verklebt.

Um dieses Verfahren zu beginnen, tragen Sie eine Schicht Ultraschallgel auf die Brust auf, vor allem auf den Bereich über dem Herzen. Vermeiden Sie Luftblasen im Gel, da diese die Ultraschallbildgebung stören können. Fixieren Sie die Maus in leicht angehobener Position, mit dem Kopf nach oben unter leichtem Winkel, mithilfe eines Mikromanipulators.

Befestigen Sie die Ultraschallsonde so, dass ein Winkel von 90 Grad zwischen der Sonde und dem Herzen besteht. Um kurze Achsen-Echokardiographiemessungen vorzunehmen, senken Sie die Sonde fest auf den Thorax ab. Vermeiden Sie es, die Sonde direkt über dem Brustbein anzusetzen, da dies das Signal verzerren würde.

Zunächst führen wir eine zweidimensionale Bildgebung oder B-Modus-Bildgebung durch, um eine Ansicht entlang der parasternalen kurzen Achse zu erhalten, und passen den Sichtbereich des Schallkopfs an, um ein vollständiges Bild zu erzielen. Abhängig von der Größe des Herzens des Tieres wird ein geeignetes Bild in dieser Orientierung den linken Ventrikel und einen geringen Teil der Wand des rechten Ventrikels zeigen. Der Pfeil zeigt die anterolateralen und posteromedialen Papillarmuskeln, die hintere und vordere Wand des linken Ventrikels, die interventrikuläre Septumwand sowie einen geringen Teil der Wand des rechten Ventrikels an.

Danach verwenden wir die M-Modus-Echokardiographie, die eine eindimensionale Ansicht ermöglicht, um präzise Messungen der Herzkammern und der Kontraktilität vorzunehmen, und speichern die aufgezeichneten Bilder zur späteren Auswertung von Parametern der systolischen linksventrikulären Funktion. Während weiterhin die parasternale kurze Achse betrachtet wird, kann eine Gewebe-Doppler-Untersuchung (TDI) durchgeführt werden, um die Geschwindigkeit der myokardialen Bewegung zu messen. Der interessierende Bereich wird so markiert, dass er die hintere Wand des linken Ventrikels für die Beurteilung entlang der radialen Achse einschließt.

Das erhaltenen Wellenform weist vier Peaks zur Beurteilung der diastolischen Funktion auf: IVRT, eʹ, aʹ und i-v-c-t-sʹ repräsentiert die systolische Geschwindigkeit. Diese Parameter werden später im Abschnitt zu repräsentativen Ergebnissen beschrieben. Mit der gepulsten Doppler-Echokardiographie (PWD) kann die Blutflussgeschwindigkeit in einem kleinen Bereich in einer bestimmten Tiefe des Myokardgewebes gemessen werden.

Um das transmurale Flussmuster darzustellen, kippen Sie das Tier in Rückenlagerung in Trendelenburg-Stellung und neigen Sie den Schallkopf nach oben, sodass dieser senkrecht zum Herztiefpunkt ausgerichtet ist. Erhöhen Sie nun die Konzentration des Isoflurans, um die Herzfrequenz auf 300 bis 350 Schläge pro Minute (BPM) zu senken, wodurch sich die Bewegung der Mitralklappe verlangsamt. Bei Vergleichsstudien ist es wichtig, zwischen den Tieren ähnliche Herzfrequenzen beizubehalten.

Visualisieren Sie die Bewegungen der Mitralklappe als Referenzpunkt zur Messung des Flusses über die Klappe. Messen Sie die Strömungsmuster über der Mitralklappe. Mit der PWD werden typischerweise zwei Wellen beobachtet, eine, die der passiven Füllung des Ventrikels in der Frühphase (EWA) entspricht, und eine weitere, die mit der aktiven Füllung während der Vorhofsystole übereinstimmt.

Atriale a-Welle in einem gesunden Herzen ist die EWA-Geschwindigkeit geringfügig größer als die der A-Welle. Sobald alle Messungen abgeschlossen sind, lassen Sie das Tier auf der beheizten EKG-Matte aus der Narkose aufwachen und schalten Sie die Anästhesie ab. Wenn die Maus erwacht, bringen Sie sie in ihren Käfig zurück.

Hier zeigen wir ein zweidimensionales Echokardiographiebild oder B-Bild, das entlang der parasternalen kurzen Achse aufgenommen wurde und die vordere und hintere Wand des linken Ventrikels, die interventrikuläre Septumwand sowie die Seitenwand zeigt. Der Durchmesser des linken ventrikulären Lumens kann als interner Durchmesser des linken Ventrikels gemessen werden. Der Stern zeigt den posteromedialen Papillarmuskel an.

Dieses nächste 2D-Echokardiographiebild oder B-Modus zeigt eine apikale Vierkammeransicht mit einem Beobachtungsbereich über der Mitralklappe zur Bestimmung des E-Peak-Geschwindigkeiten. MVAL kennzeichnet das anteriore Segel der Mitralklappe. MVPL kennzeichnet die Mitralklappe.

Die hintere Segelklappe RV zeigt das rechte Ventrikel und LV das linke Ventrikel an. In dieser repräsentativen M-Modus-Aufzeichnung zeigen die großen Pfeile den end-systolischen Durchmesser ESD und den end-diastolischen Durchmesser EDD des linken Ventrikels an.

LV A WDS zeigt die Dicke der linken Ventrikelvorderwand und L-V-P-W-D-S die Dicke der hinteren Wand des linken Ventrikels während der Diastole bzw. der Systole an. Hier ist eine repräsentative Ableitung der Gewebeteicheldopplersonographie der hinteren LV-Wand dargestellt, wobei IVRT die isovolumetrische Erschlaffungszeit und IVCT die isovolumetrische Kontraktionszeit bezeichnet. Die ePrime-Welle entspricht der Bewegung des Mitralklappenrings während der frühen diastolischen Füllung des linken Ventrikels, und die APR-Welle entsteht durch die atriale Systole während der späten Füllung des linken Ventrikels. S prime steht für die systolische Geschwindigkeit.

Die Puls-Wellen-Doppler-Aufzeichnung der Mitralklappensegel-Spitzen liefert Mitralklappenfluss-Geschwindigkeitsmuster, aus denen die frühe diastolische Geschwindigkeit, die späte diastolische Geschwindigkeit mit diastolischer Kontraktion sowie das E/A-Verhältnis abgeleitet werden können. Die IVRT ist ebenfalls eine nützliche Variable zur Charakterisierung der diastolischen Funktion und Fülldrücke. ET in dieser Kurve kennzeichnet die Auswurfzeit in einem gesunden Herzen.

Die EWA-Geschwindigkeit ist hier geringfügig größer als die der a-Welle. Hallo, wir haben Ihnen gerade gezeigt, wie man eine transthorakale Echokardiographie bei Mäusen durchführt. Denken Sie daran, dass Sie beim Durchführen dieses Verfahrens das Tier angemessen behandeln und die Anästhesietiefe entsprechend anpassen müssen.

Das war's. Vielen Dank fürs Zuschauen und viel Erfolg bei Ihren Experimenten.