Name: Diagnostische Ultraschall-Bildgebung der Maus Membranfunktion (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-04-21T16:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 12 s
Description: Erfahren Sie, wie Sie die Zwerchfellkontraktilität bei Mäusen nicht-invasiv mit diagnostischem Ultraschall evaluieren. Diese Methode liefert quantitative Daten zur Atemmuskelfunktion und reduziert Tieropfer im Vergleich zu invasiven Verfahren.

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Diese Arbeit wird durch Zuschüsse von OU General Fund G110 und Research Excellence Fonds für Biomedizinische Forschung und OSU-Fonds HRS 013.000 unterstützt. Die Autoren möchten Lauren Chen für ihre Unterstützung bei der Erstellung dieses Manuskripts danken.

Alle Verfahren, die Tierversuchspersonen wurden genehmigt und in Übereinstimmung und Einhaltung der Ohio State University Institutional Animal Care und Verwenden Committee (IACUC) Vorschriften und Richtlinien abgeschlossen. 1. Maus Anästhesie <ol><li> Richten Sie ein sauberes Verfahren Tisch mit einem beheizten isothermen Pad in einer chirurgischen Handtuch gewickelt. Das Heizkissen sollte zwischen 30 ° C und 34 ° C gehalten werden, um zu stabilisieren Kerntemperatur des Tieres, während die potenziellen Stress für das Tier. </li><li> Platzieren Sie die Maus in einer Narkose Kammer mit den folgenden Parametern: Sauerstoffflussrate von 1,5 L / min und Isofluran-Verdampfer auf 3,5% eingestellt. Komplette Sedierung sollte innerhalb von 1-2 Minuten dauern. Wenn eine Induktionskammer nicht verfügbar ist, kann eine Glocke mit einem Drahtgeflecht am Boden positioniert, um direkten Kontakt mit dem Tier zu vermeiden Isofluran verwendet werden. </li><li> Die Maus vom Induktionskammer unverzüglich entfernen, sobald esvollständig betäubt (erreicht, wenn die Maus verliert Willkürmotorik). Tragen Sie eine Nasenkegel auf das Tier für die Wartung der Anästhesie. Die Sauerstoffströmungsgeschwindigkeit sollte auf etwa 0,5 l / min reduziert und die Isofluran Verdampfer sollte im Bereich von 1,5 bis 2,5% eingestellt werden. <ol><li> Eine kleine Menge von Augensalbe direkt auf der Hornhaut, Augentrockenheit 8 zu reduzieren. Außerdem während der Anästhesie, die Maus sollte ein Fehlen des Pedals Rückzugsreflex zu erhalten, sollte die Schleimhäute eine rosa Farbe bleiben und Atmung sollte stetig angezeigt. </li></ol></li></ol> 2. Vorbereitung für diagnostische Ultraschall-Bildgebung Ordnung <ol><li> Halten jede Etappe der Maus auf der beheizten Prozedur-Tabelle mit einem entfernbaren Klebstoff, wie chirurgisches Band. </li><li> Mit einem elektrischen Rasierer, entfernen die Haare an der ventralen Körperoberfläche zwischen dem Bauch und auf halber Höhe der Brusthöhle. Bewerben Enthaarungscreme weiter rebewegen Sie die restlichen Haare, die nicht von dem Rasiermesser geschnitten wird. Wischen Sie die Creme mit einem feuchten Gaze nach 2-3 min. </li><li> Entfernen Sie die überschüssige Haare mit einem mit Wasser befeuchteten Gaze und reinigen Sie die rasierte Region mit 70% Alkohol oder gleichwertig antiseptisch. Die Ultraschallsonde wird auf diesen Bereich angewendet werden, um Membranfunktion visualisieren. Ein aktuelles Analgetikum darf Tieren erleben kleinere Hautreizungen durch Haarentfernung zur Verfügung gestellt werden. </li></ol> 3. Diagnostische Ultraschall-Bildgebung Protokoll <ol><li> Schalten Sie das Ultraschallgerät und stellen Sie die Ausgangsleistung (falls erforderlich) auf das Gerät durch den Prozentsatz, um eine optimale Auflösung zu erhalten. </li><li> Stellen Sie das Ultraschallgerät, um entweder B (Helligkeit)-Modus, M (Bewegung)-Modus oder sowohl vor Bildgebung, die für die richtige Visualisierung der Maus Membran Kontraktion ermöglicht. </li><li> Eine kleine Menge von Ultraschall-Gel auf den oberen Bauch der Maus und massieren Sie das Gel in Richtung der Brusthöhle. </li><li> Legen Sie die UltraSchallwandler in diesem Bereich und Winkel sie nach oben zum Herzen hin. Stellen Sie die Sonde bis eine optimierte Auflösung des Bildes erzielt wird. HINWEIS: Für dieses Protokoll ist ein Mikroarray konvexe oder lineare Phased-Array-Wandler eine ideale Sonde aufgrund des geringen Platzbedarfs und ausgezeichnete axiale Auflösung 9 zu verwenden; die Frequenz muss über die Bandbreite angepasst werden und für diese Versuche eine Reihe von 6.5-12 MHz verwendet werden. </li><li> Drücken Sie die Taste FREEZE, um vorübergehend die Membran Bilder speichern und die ausgewählten Kontraktionen. </li><li> Speichern Sie die Aufzeichnung als Kinoschleife, die für den späteren Messungen der Zwerchfellexkursion sowie Atemfrequenz ermöglicht. Hinweis: Bilder von Bildern kann in der Computer-Speicher oder auf einer externen Festplatte zur späteren Analyse 9 gespeichert werden. <ol><li> Genau messen die Tiefe der Membranbewegung von Entspannung Kontraktion mit den elektronischen Bremssättel, die Teil der Ultraschall-Software sind. </li><li> Konvertieren Sie dieCine-Loop-Datei in eine MPEG-Datei und bestimmen die Atmungsrate, indem die Anzahl der Zwerchfellkontraktionen während des Aufzeichnungszeitraums. Alternativ kann die Anzahl der Kontraktionen pro Minute (Atemfrequenz) von M-Modus-Bild gezählt. </li></ol></li></ol> 4. Beitrag Anästhesie Tierrettung <ol><li> Die Maus sollte vollständig von der Narkose erholen innerhalb 1 Stunde. Das Tier nicht unbeaufsichtigt lassen, bis er das Bewusstsein wiedererlangt, um ausreichend Brustlage zu halten. </li></ol>

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<li>Sanders, R. C., Winter, T. Clinical Sonography A Practical Guide. , 4th edn, Lippincott Williams & Wilkins. 632 (2007).</li>
</ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen konkurrieren.

Die aktuelle Versuchsprotokoll entwickelt diagnostische Ultraschallbildgebungsspezifische Membran Aktivität in einem Mausmodell-Techniken über eine nicht-invasive, In-vivo-Ansatz. Die Narkosegerät Einstellungen sind Näherungswerte, die etwas für jedes Tier eingestellt werden kann, da einzelne Mäuse können unterschiedlich auf die Anästhesie reagieren werden. Um eine unzureichende Betäubung Verwaltung zu vermeiden, ist es wichtig, der Maus die Vitalzeichen wie Herzfrequenz, Atemfrequenz und Körpertemperatur regel...

Vor kurzem haben die diagnostischen Ultraschallbildgebungstechniken, um Maus-Modellen der renovaskulärer Hypertonie und Bauchspeicheldrüsenkrebs 1,2 angewendet. Jedoch sind diese Techniken nicht in großem Umfang in Nagetier Atemmuskelfunktionstest verwendet. Deshalb haben wir einen diagnostischen Ultraschallbildgebungsverfahren ein wertvolles Werkzeug für In-vivo-Beurteilung der Längs Membran Mobilität in Mäusen entwickelt. Es gibt mehrere Vorteile bei diagnostischen Ultraschallbildgebung. Zum Beispiel ist es nicht invasiv, sicher, tragbar und ermöglicht Echtzeitmessungen auf einen relativ niedrigen Kosten 3. Besonders waren bestimmte niederfrequente Ultraschallgeräte in der Lage, Lufteinschlüssen, eine klinische Merkmal der chronisch-obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) mit leichter bis schwerer Luftstrom Einschränkung 4 zu erkennen. So kann diagnostischen Ultraschall-Bildgebung als leicht zugänglich und reproduzierbar Screening-Verfahren zur Echtzeit-Überwachung dienen<html> von Atemwegserkrankungen. Diagnostische Ultraschallbildgebungstechniken werden häufig zu größeren Tieren oder menschlichen Probanden angewendet. Jedoch gibt es eine begrenzte Anzahl von Ultraschall-Bildgebungsstudien an Mausmodellen, die wahrscheinlich auf die Herausforderungen Führen Ultraschall auf kleine Fächer ist. Das derzeitige Protokoll beschreibt ein neues Verfahren zur Messung der Membranfunktion in der Maus. Darüber hinaus, obwohl es wurden mehrere Studien an Nagetieren auf Membranfunktion, die meisten Ergebnisse wurden durch Isolieren Muskelstreifen direkt aus dem Tier eingeschläfert 5-7 erzeugt. Im Gegensatz dazu ist in einem in-vivo-diagnostischen Ultraschall-Bildgebungsverfahren für die Analyse von Membranaktivität verringern würde die Zahl der Tiere geopfert für Experimente. Darüber hinaus Langzeitbehandlungen auf die Verbesserung der Kontraktilität Membran konzentriert kann genau über Ultraschall in Nagetiermodellen ohne Tiere beurteilt werden. ntent &quot;&gt; In unserem Labor haben wir eine effektive Methode zur Visualisierung und Analyse von Mausmembranaktivität mit Hilfe eines Ultraschall-Maschine, die das Verständnis der Membran-Funktion hilft in vivo, vermeidet invasive Methoden zu Tieren, und hilft bei der Entwicklung von therapeutischen entwickelt Behandlungen für Atemfunktionsstörungen.

<table><tbody><tr><td>Digitales Ultraschall-Bildgebungssystem für Veterinärmedizin</td><td>Edan</td><td>DUS 3 VET</td><td>Zu den Ultraschallparametern gehören: Frequenz von 6,5 MHz, Tiefe von 29 mm. Hinweis: Für dieses Protokoll kann ein gleichwertiges Ultraschallgerät verwendet werden</td></tr><tr><td>Mikrokonvexer Array-Schallkopf</td><td>Edan</td><td>C611</td><td>Oder gleichwertiges</td></tr><tr><td>GE Logiq i Handgerät (HCU)&nbsp;</td><td>GE Healthcare</td><td>GE Logiq i Hand-Carried Unit (HCU)</td><td>Oder gleichwertige</td></tr><tr><td>GE 12 MHz Linear-Array-Sonde</td><td>GE Healthcare</td><td>12L-RS</td><td>Oder gleichwertige</td></tr><tr><td>Veterinär-Anästhesie-Verdampfer</td><td>Webster Veterinary</td><td>Serial #: W422021</td><td>Isofluran wurde ausschließlich mit diesem Verdampfer (oder einem gleichwertigen Gerät) verwendet. Für die Erstanästhesie wurde eine maßgeschneiderte Induktionskammer für die Anästhesie zusammengebaut. Die Erhaltungsanästhesie wurde unter Verwendung einer</td></tr><tr><td>Nasenkonus-Isothesie (Isofluran, USP)</td> <td>Butler Schein</td><td>29405 250ML PVL</td><td>oder einer gleichwertigen</td></tr><tr><td>Enviro-reinen Anästhesieabsorberdose</td><td>durchgeführt Surgivet Smiths Medical PM, Inc.</td><td>Teil #: 32373B10</td><td>oder gleichwertig</td></tr><tr><td>Ultraschall-Übertragungsgel</td><td>HM Sonic</td><td>N/A</td><td>oder gleichwertig&nbsp;</td></tr><tr><td>Puralube Tierarztsalbe</td><td>Puralube</td><td>NDC 17033-211-38</td><td>Oder gleichwertiges</td></tr><tr><td>isothermes Deltaphasen-Pad</td><td>Braintree Scientific Inc.</td><td>39DP</td><td>Oder gleichwertig</td></tr><tr><td>Haarentferner</td><td>Nair</td><td>N/A</td><td>Oder gleichwertig</td></tr><tr><td>Elektrorasierer</td><td>Remington</td><td>HC-5015</td><td>Oder gleichwertig</td></tr><tr><td>Chirurgisches Klebeband</td><td>3M Micropore</td><td>1530-1</td><td>Oder gleichwertig</td></tr><tr><td>Mullschwämme</td><td>Dynarex</td><td>3262</td><td>Oder gleichwertig</td></tr></tbody></table>

diagnostische ultraschall-bildgebung der maus membranfunktion

Diagnostic Ultrasound Imaging of Mouse Diaphragm Function

Funktionsanalyse von Nagetier Atemskelettmuskulatur, insbesondere die Membran, wird üblicherweise durch Isolierung Muskelstreifen mit invasiven chirurgischen Verfahren durchgeführt. Obwohl dies eine effektive Methode zur Beurteilung der in-vitro-Membranaktivität geht es nicht überleben Chirurgie. Die Anwendung von nicht-invasiven Ultraschallabbildung als ein in vivo-Verfahren ist vorteilhaft, da es reduziert nicht nur die Anzahl der Tiere getötet, sondern ist auch für die Überwachung der Progression der Erkrankung in lebenden Mäusen. So kann unsere Ultraschall-Bildgebungsverfahren wahrscheinlich helfen bei der Entwicklung von neuen Therapien, die Muskelverletzung von verschiedenen Erkrankungen der Atemwege hervorgerufen zu lindern. Insbesondere in der klinischen Diagnose von obstruktiver Lungenerkrankungen, hat Ultraschallbildgebungs das Potential, um in Verbindung mit anderen Standardtests, die das frühe Einsetzen der Membran Muskelermüdung zu detektieren. In dem aktuellen Protokoll beschreiben wir, wie genau zu bewerten Membran contractikeit in einem Mausmodell mit Hilfe eines diagnostischen Ultraschallbildgebungstechnik.

Ein typisches Ultraschallbild einer Maus Membran ist in Fig. 1A gezeigt. Die Maus Membran maximale vertikale Verschiebung aufgezeichnet wurde. Dieser Abstand wurde durch genaues Messen der Tiefe der Membranbewegung von der Entspannung der Kontraktion mit der elektronischen Bremssättel, die Teil der Ultraschall-Software. Tabelle 1 zeigt diese Entfernungsmessungen von Zwerchfellkontraktionen von drei verschiedenen Mäusen berechnet. Nach der Umwandlung der Filmschleife Datei in eine MPEG-D...

Diagnostische Ultraschallbildgebungs hat sich als wirksam bei der Diagnose von verschiedenen Atemwegserkrankungen bei Menschen und Tieren sein. Wir zeigen eine von Dr. Zuo Labor genutzt werden, um Membran Kinetik speziell in Mausmodellen analysieren umfassende Ultraschall-Protokoll. Dies ist auch eine nicht-invasive Technik, die Forschung quantitative Informationen über Maus Atemmuskelfunktion bereitstellen kann.

Diagnostische Ultraschall-Bildgebung der Maus Membranfunktion

Function analysis of rodent respiratory skeletal muscles, particularly the diaphragm, is commonly performed by isolating muscle strips using invasive ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, zu demonstrieren, wie die Kontraktilität des Zwerchfells in einem Mausmodell genau bewertet werden kann. Mithilfe der Ultraschallbildgebung werden zunächst die Maus anästhesiert und deren Bauchhaare entfernt. Danach werden Ultraschallgel aufgetragen und das Zwerchfellbild mit den Ultraschallsonden sichtbar gemacht.Letztendlich können die Ergebnisse mithilfe der elektronischen Messschieber der Software die Zwerchfellbewegung und die Atemfrequenz anzeigen. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden wie der invasiven Myographie besteht darin, dass sie nicht invasiv ist und die Anzahl der getöteten Tiere verringert. Die Bedeutung dieser Technik reicht bis zur Diagnose und möglichen Therapie von Funktionsstörungen der Atemmuskulatur.Obwohl diese Methode Einblicke in die Zwerchfellkontraktilität in einem Mausmodell ermöglichen kann, ließe sie sich auch auf andere Systeme anwenden, beispielsweise auf klinische Modelle, um den Krankheitsverlauf und die Wirksamkeit von Therapien zu bewerten. Richten Sie einen sauberen Arbeitstisch mit einer beheizten isothermen Unterlage ein, die in ein chirurgisches Handtuch eingewickelt ist. Die beheizte Unterlage sollte verwendet werden, um die Körnertemperatur des Tieres zu stabilisieren und gleichzeitig potenziellen Stress für das Tier zu verringern.Die Maus sollte in eine Narkose-Induktionskammer mit einer Sauerstoffflussrate von 1,5 Litern pro Minute und 3,5 % verdampftem Isofluran gebracht werden. Die Sedierung setzt gewöhnlich innerhalb von zwei Minuten ein und zeigt sich durch den Verlust der willkürlichen motorischen Funktion. Anschließend wird der narkotisierte Zustand über eine Nasenkegel-Gasapplikation aufrechterhalten. Nach der Anästhesie wird eine kleine Menge Augensalbe direkt auf die Hornhäute aufgetragen, um eine Austrocknung der Augen während der Narkose zu vermindern.Die Maus sollte niemals den Pedalreflex zeigen. Die Schleimhäute sollten stets eine rosa Farbe aufweisen und das Tier gleichmäßig atmen. Fixieren Sie jedes Bein der anästhesierten Maus auf dem beheizten Operationsplatz mit einem abnehmbaren Klebemittel, wie zum Beispiel chirurgischem Klebeband.Entfernen Sie mit einem Elektrorasierer den Großteil der Haare an der Bauchseite zwischen dem Abdomen und der mittleren Brusthöhle. Tragen Sie anschließend eine Enthaarungscreme auf, um die verbleibenden Haare zu entfernen. Nach zwei bis drei Minuten wird die Creme mit einem angefeuchteten Mulltupfer abgewischt.Entfernen Sie außerdem die überschüssigen Haare mit Wasser und Mull. Reinigen Sie anschließend die rasierte Region mit vier Abreibungen von 70 %igem Alkohol oder einem gleichwertigen Antiseptikum. Schalten Sie das Ultraschätgerät ein. Ein mikrokonvexer Array- oder Linear-Phased-Array-Wandler ist aufgrund der geringen Auflagefläche und hervorragenden axialen Auflösung dieser Sonden ideal.Stellen Sie die Ultraschallfrequenz auf einen Bereich von 6,5 bis 12 Megahertz ein. Wählen Sie nun den Modus der Maschine, stellen Sie Helligkeit und Bewegungsmodi gemeinsam so ein, dass die Abbildung der Zwerchfellkontraktion optimal ist. Tragen Sie danach eine geringe Menge Ultraschallgel auf den Oberbauch auf und massieren Sie das Gel in Richtung des Brustkorbs.Platzieren Sie den Ultraschallwandler auf dem Gel und richten Sie ihn nach oben in Richtung Herz aus. Verstellen Sie die Sonde, um die Bildauflösung zu optimieren. Dies ist anspruchsvoll, wird aber mit der Übung einfacher.Es ist sehr wichtig, die Atmung des Tieres während der Anästhesie zu überwachen, um sicherzustellen, dass die Ergebnisse der Untersuchung nicht beeinträchtigt werden. Drücken Sie die Freeze-Taste, um die Zwerchfellbilder vorübergehend zu speichern und die ausgewählten Kontraktionen anzusehen. Speichern Sie die Aufnahme als cyl-Loop, was spätere Messungen der Zwerchfellexcursion und der Atemfrequenz ermöglicht.Nach der Bildgebung sollte sich die Maus innerhalb von 30 Minuten vollständig von der Anästhesie erholen. Lassen Sie das Tier nicht unbeaufsichtigt, bis es ausreichend bei Bewusstsein ist, um die Brustlage beizubehalten. Zur Analyse der Daten im M-Modus messen Sie die Tiefe und Geschwindigkeit der Zwerchfellbewegung von der Entspannung bis zur Kontraktion mithilfe der elektronischen Messschieber, die zum Ultraschall-Softwarepaket gehören.Alternativ kann im B-Modus die CINA-Loop-Datei in eine MP4-Datei umgewandelt und die Atemfrequenz durch Zählen der Anzahl der Zwerchfellkontraktionen während der Aufzeichnungszeit bestimmt werden. Die elektronischen Messschienen können im B-Modus ebenfalls verwendet werden, um die Tiefe der Zwerchfellbewegung zu ermitteln. Bei einer Maus wurde die maximale vertikale Verschiebung des Zwerchfells aufgezeichnet und der Abstand anschließend wie im Protokoll beschrieben mithilfe elektronischer Messschienen berechnet. Solche Messungen wurden an drei verschiedenen Mäusen durchgeführt.Zur Veranschaulichung nach der Umwandlung der CIL-Loop-Datei in eine MP4-Datei. Die Atemfrequenz wurde durch Zählen der Anzahl diaphragmaler Kontraktionen während einer sechs Sekunden dauernden Aufzeichnungsphase bestimmt. Diese Analyse wurde mithilfe des B-Modus durchgeführt.Alternativ lieferte der M-Modus ein visualisiertes Bild der vertikalen Bewegung des Zwerchfells sowie der Atemfrequenz. Es können einige potenzielle Bildgebungsartefakte auftreten, wenn diagnostische Ultraschalluntersuchungen durchgeführt werden, wie beispielsweise Reverberation. Ein weiteres auftretendes Artefakt kann das Vorhandensein von Kometenschweifen sein. Wenn die Technik einmal beherrscht ist, kann sie bei korrekter Durchführung 20 bis 30 Minuten in Anspruch nehmen.Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man die Kontraktilität des Zwerchfells im Mausmodell mithilfe einer diagnostischen Ultraschallbildgebungstechnik genau beurteilen kann.

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Research

Forschung

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Medicine

Medizin

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Transthorakale Echokardiographie in Mäuse

Dieses Video zeigt die Verwendung eines schienengebundenen Hochfrequenz-Ultraschall-Sonde zur Echokardiographie auf einer narkotisierten Maus durchführen. Die Methoden beschreiben sowohl herkömmliche zweidimensionale und M-Modus Messungen der Herzfunktion neben neuere, leistungsfähigere Werkzeuge wie Farb-Doppler-, Dehnungs-Analyse, sowie allgemeine und gezielte Kontrast-Bildgebung.

Murine Echokardiographie und Ultraschall-Bildgebung

Fetalen und perinatalen Tod ist ein gemeinsames Merkmal bei der Untersuchung genetischer Veränderungen beeinflussen kardiale Entwicklung. Hochfrequenz-Ultraschall-Bildgebung hat 2-D-Auflösung verbessert und kann ausgezeichnete Informationen über frühe Herz-Entwicklung bieten und ist eine ideale Methode, um die Auswirkungen auf die kardiale Struktur und Funktion vor dem Tod zu erkennen.

Murine fetale Echokardiographie

Dieser Artikel enthält ein Protokoll für die echokardiographische Beurteilung der Rechtsherzgröße und Lungenhochdruck bei Mäusen. Die Anwendungen umfassen Phänotyp Bestimmung und Serienbewertung in transgenen und Toxin-induzierten Maus-Modellen der Kardiomyopathie und Lungengefäßerkrankung.

Echokardiographische Beurteilung des rechten Herzens bei Mäusen

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