Murine fetale Echokardiographie

Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments besteht darin, die Herzstruktur und -funktion in utero mittels hochfrequenter Ultraschalluntersuchung zu untersuchen. Dies wird erreicht, indem die Muttertierdame ordnungsgemäß sediert und vorbereitet wird. Als zweiter Schritt werden die Feten mit Hilfe der Uterushörner identifiziert.

Als Nächstes werden B-Bild-, M-Bild- und Puls-Doppler-Daten gewonnen. Um strukturelle oder funktionelle Auffälligkeiten zu identifizieren und zu quantifizieren, werden Ergebnisse erzielt, die die in-vivo-Kardialstruktur und -funktion von genetisch veränderten Fötenmäusen zeigen. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden wie der Histopathologie besteht darin, dass die fetale Echokardiographie einen Echtzeiteinblick in die Herzfunktion ermöglicht und strukturelle Herzfehler in vivo erkennen kann.

Bereiten Sie die Maus zur Bildgebung vor, indem Sie sie zunächst mit zwei bis 3 % Isofluran in einer Induktionskammer anästhesieren. Legen Sie die anästhesierte Maus in Rückenlage auf eine Heizplatte mit eingebetteten EKG-Elektroden, um die Körpertemperatur aufrechtzuerhalten, und sichern Sie die Pfoten mit Klebeband. Nehmen Sie die Maus aus der Kammer und verwenden Sie Haarschneider, um das Fell vom mittleren Brustbereich bis zu den Hintergliedmaßen abzurasieren.

Verwenden Sie Enthaarungscreme, um die restlichen Körperhaare zu entfernen. Danach wird der Rüssel in eine Nasenkappe eingeführt, die mit dem Anästhesiesystem verbunden ist, um während des gesamten Eingriffs eine gleichmäßige Sedierung aufrechtzuerhalten. Passen Sie die Anästhesietiefe so an, dass eine Zielherzfrequenz von 450 ± 50 Schlägen pro Minute erreicht wird.

Tragen Sie dann Elektroden-Gel auf die vier Pfoten auf und befestigen Sie diese mit Klebeband an den EKG-Elektroden. Anschließend befeuchten und vorsichtig einen rektalen Sondenfühler in die Maus einführen, um die Körpertemperatur über die Heizplatte zu überwachen. Halten Sie die Körpertemperatur bei 37 Grad Celsius, plus oder minus 0,5 Grad, konstant.

Eine kontrollierte Anästhesie und eine konstante Körpertemperatur sind für die hämodynamische Stabilität von Mutter und Feten unerlässlich. Beginnen Sie die Bildgebung unter Verwendung der Blase der Mutter als Orientierungspunkt, stellen Sie anschließend die Z-Manipulatoren ein und danach die XY-Manipulatoren. Feten am linken Uterushorn werden als L eins, zwei und drei bezeichnet.

Während diejenigen am rechten Uterushorn mit R eins, zwei und drei gekennzeichnet sind. Die Notierung der Embryolokalisation ist nützlich beim Einbringen der Embryonen. Nach der Bildgebung scannen Sie die Embryonen, die tief im Bauchraum liegen, um ihre Anwesenheit zu dokumentieren, schließen Sie jedoch von der Datenanalyse aus, da die Auflösung schlecht ist.

Ändern Sie die Scan-Ebenen, indem Sie die Ausrichtung der Maus in Bezug auf die Scan-Ebene anpassen. Erhalten Sie Bilder in zwei zueinander orthogonalen Ebenen für jeden Embryo. Versuchen Sie, Ansichten zu erhalten, die den transversalen, frontalen und sagittalen Ebenen annähernd entsprechen, obwohl manchmal aufgrund der Lage der Gebärmutter im Bauchraum nur schräge Ebenen möglich sind.

Verwenden Sie Scanning-B-Modus-Bilder, um grundlegende Herzstrukturen wie die Vorhöfe, das interventrikuläre Septum, die Ventrikelkammern sowie die links- und rechtsventrikulären Ausflusstrakte zu identifizieren. Erhalten Sie anschließend M-Modus-Bilder aus der kurzen Achse und nutzen Sie diese, um die Wanddicke der Ventrikel und die Kammerdimensionen zu messen. Visualisieren Sie danach die linken und rechten Ventrikel.

Das echogene embryonale Blut erzeugt sichtbare Flussströme, wodurch die genaue Platzierung des Doppler-Messvolumens in der Mitralklapföffnung erleichtert wird. Bestimmen Sie die linksventrikuläre Einströmgeschwindigkeit anhand der Mitralklappen in apikalen Vierkammer-Langachsenansichten des linken Ventrikels. Messen Sie die systolische Auswurfzeit mittels Aortenflussmessungen.

Berechnen Sie die Herzfrequenz anhand der Messungen von einem Flusszyklus zum folgenden Flusszyklus. Verwenden Sie B-Bild-Scannings, um häufige strukturelle angeborene Anomalien wie Ventrikelseptumdefekte zu identifizieren. Erkennen Sie den Fluss über das Ventrikelseptum mithilfe eines Doppler-Stichprobenvolumens innerhalb der Ventrikel.

Repräsentative Beurteilungen der rechtsventrikulären Funktionen werden hier gezeigt. Hier sind repräsentative Bilder der zweidimensionalen Echokardiographie der langen Achse des Herzens am embryonalen Tag 14,5 sowie eine Vierkammeransicht dargestellt. Die M-Modus-Aufzeichnung ist mit Linien dargestellt, die den inneren Durchmesser des linken und rechten Ventrikels in der Diastole, gekennzeichnet mit dem Kleinbuchstaben D, und in der Systole, gekennzeichnet mit dem Kleinbuchstaben S, deutlich anzeigen. Auch das interventrikuläre Septum oder IVS ist hier sichtbar.

Repräsentative Bilder der zweidimensionalen Echokardiographie des Herzens am embryonalen Tag 14,5 in apikaler Vierkammeransicht sind dargestellt. Das linke Vorhof- und linke Ventrikelkammerlumen sind in Blau markiert. Gezeigt ist hier eine repräsentative Platzierung des Puls-Wellen-Doppler-Messvolumens zur Aufzeichnung des Mitralklappenflusses; hier sind die Dopplermuster des Mitralklappenflusses dargestellt, anhand derer die frühdiastolische Geschwindigkeit (mit E bezeichnet) und die während der Vorhofkontraktion auftretende Geschwindigkeit (mit a bezeichnet) gemessen werden können.

Hier ist die repräsentative aortale Doppler-Wellenform dargestellt. Der aortale Doppler-Jet kann zur Messung der Auswurfzeit verwendet werden. Die Herzfrequenz kann ebenfalls aus der Messung eines Flusszyklus zum nächsten berechnet werden.

Hier sehen wir eine repräsentative Darstellung eines ventrikulären Septumdefekts oder VSDB-Modus. Es sind Bilder des Herzens vom embryonalen Tag 14,5 in apikaler Vierkammeransicht zu sehen. Die Hohlräume des rechten und linken Ventrikels sind hier in Blau bzw. Rot hervorgehoben. Beachten Sie das Vorhandensein des interventrikulären Septums; hier gezeigt ist ein Querschnitt durch dieses Herzpräparat, das mit Hämat, Eosin und Toin gefärbt wurde.

Dies ist eine B-Modus-Aufnahme eines embryonalen Herzens vom Tag 14,5 mit einem ventrikulären Septumdefekt (VSD), wie durch den weißen Pfeil angezeigt. Hier sehen wir die rechte und linke Ventrikelhöhle, die jeweils in Blau beziehungsweise Rot hervorgehoben sind. Effektiv dargestellt ist hier ein Querschnitt durch dieses abgebildete Herz, das mit Hämatin und Eosin gefärbt wurde.

Hier ist ein B-Modus-Bild eines embryonalen Tages 14,5 mit einem ventrikulären Septumdefekt, der durch den Pfeil angezeigt wird, sowie einer überlagerten Platzierung des Puls-Wellen-Doppler-Messvolumens zur Aufzeichnung des Flusses über das interventrikuläre Septum. Hier ist die repräsentative Doppler-Kurve aus der vorherigen Abbildung, die den Fluss vom linken zum rechten Ventrikel nach seiner Entwicklung zeigt. Diese Technik ebnete den Forschern auf dem Gebiet der kardialen Entwicklung den Weg, um die Herzfunktion vor dem Feld der Minen zu untersuchen.