Name: Echokardiographie-Aufnahme bei wachen Miniaturschweinen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-05-26T14:55:00.000+00:00
Duration: 5 min 4 s
Description: Lernen Sie die Echokardiographie bei wachen Miniaturschweinen für präklinische Herz-Kreislauf-Forschung. Diese Methode ermöglicht hochwertige physiologische Daten ohne Narkose.

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Finanziert werden NIH-T32 (T.H.), R01HL133286 (TT.H.), R01HL094414 (R.M.S.), R01HL138577 (R.M.S.), R01HL159983 und R21AG074593 (R.M.S. und TT.H.). Wir bedanken uns bei allen Mitgliedern der Forschungsgruppe, den Lehrbeauftragten und den Mitarbeitern des Nora Eccles Harrison Cardiovascular Research and Training Institute and Comparative Medicine an der University of Utah. Wir möchten uns auch bei Dr. Joseph Palatinus, MD, PhD, für seine wertvolle Echokardiographie-Ausbildung und Unterstützung bedanken.

Der Bau und die Verwendung des Echokardiographiewagens erfolgten in Übereinstimmung mit den Standards für den Umgang mit Tieren und die Ausbildung des Institutional Animal Care and Use Committee der University of Utah.
1. Überlegungen zum Aufbau des Echokardiographie-Wagens
<ol><li>Bauen Sie eine Vorrichtung, die den Zugang zu lateralen und ventral stehenden Echokardiographie-Bildgebungsfenstern ermöglicht.</li>
	<li>Verwenden Sie einen Wagen mit hohen Seiten, Vorder- und Rückseite, um zu verhindern, dass die Schweine während der Echokardiographie klettern oder herausspringen.</li>
	<li>Verwenden Sie einen längen- und breitenverstellbaren Wagen, um Schweine unterschiedlicher Größe und unterschiedlichen Alters unterzubringen. In Forschungsstudien, in denen alle Schweine die gleiche Größe, Rasse und das gleiche Alter haben, ist dies jedoch möglicherweise nicht erforderlich.</li>
	<li>Besorgen Sie sich eine rutschfeste Rampe zum Auf- und Absteigen des Wagens. Schweine gehen lieber vorwärts, daher ist ein Rückwärtsabsteigen unerwünscht. In diesem Beispiel wurde eine abnehmbare Rampe verwendet, so dass sie nach der Montage des Wagens von einem Ende getrennt und dann zum anderen Ende des Wagens zur Demontage bewegt werden konnte.</li>
	<li>Verwenden Sie einen Rollwagen mit feststellbaren Rädern, da das Gerät so vom Lager in den Tierraum gebracht werden kann.</li>
	<li>Um die Reinigungs- und Desinfektionsstandards des Vivariums einzuhalten, verwenden Sie Kunststoff-, Metall- und Gummimaterial.</li>
	<li>Schließlich ist ein abnehmbarer Futtertrog an der Vorderseite des Wagens angebracht, um die Schweine während der Echokardiographie abzulenken.</li>
</ol>2. Spezifikationen für den Wagenbau
HINWEIS: Bei den in unserer Studie verwendeten Schweinen handelte es sich um Miniaturschweine aus Yucatan und Göttingen im Alter von 5-10 Monaten, und daher wurde unser Wagen unter Berücksichtigung dieser Größe konstruiert.
<ol><li>Eine ähnliche Struktur könnte zwar von Grund auf neu gebaut werden, aber um einen Teil der Bauarbeiten zu verringern, sollten Sie mit einem vorgefertigten Schwerlastwagen beginnen (Abbildung 1). Feststellräder werden empfohlen.</li>
	<li>Sägen Sie die Vorder- und Rückseite des Nutzfahrzeugwagens ab und entfernen Sie ihn und ersetzen Sie ihn durch Tore aus PVC-Rohr und Kettenglied. Verwenden Sie das Maschendrahtmaterial zum Aufhängen eines Futtertrogs mit Haken oder Karabinern (Abbildung 2). Mit dem Entfernen der Vorder- und Rückseite werden die Unversehrtheit und die Haltekraft des Kunststoffs verringert, daher bei größeren und schwereren Schweinen mit Metallstangen an den Unterseiten der Wagenregale verstärken.</li>
	<li>Erstellen Sie eine Öffnung in der obersten Etage des Wagens, die groß genug ist, um eine Hand mit einer Ultraschallsonde passieren zu lassen. Bewahren Sie ein Kunststoffabdeckungsstück auf, das an der Oberseite der Öffnung angebracht ist und für den Zugang zur subxiphoiden Echokardiographie entfernt werden kann, sobald die Schweine sicher im Wagen stehen (Abbildung 3).</li>
	<li>Verwenden Sie als individuelle Passform Aluminiumschaft (z. B. Vierkantrohr, Stange und Blech), um eine Montage-/Demontagerampe aus Metall mit Verstärkungen zu bauen, die an bestimmten Befestigungspunkten am modifizierten Wagen befestigt werden können. Fügen Sie eine abnehmbare Gummipolsterung hinzu, um den Halt mit Schrauben und Ösen zu gewährleisten (Abbildung 4).</li>
	<li>Erstellen Sie einen Scharniermechanismus für die Seitenklappen mit einfachen Stiften, die verwendet werden, um den Schweinestehbereich zu verengen, um die Rückhaltung zu verbessern (Abbildung 5). Dies sorgt für einen festen Sitz des Schweins im Wagen und stellt sicher, dass die Schweine in vorwärtsgerichteter Richtung zurückgehalten werden, ohne sich umdrehen zu können.</li>
</ol>3. Trainieren Sie die Minischweine, im Wagen zu stehen
<ol><li>Schweine müssen darauf trainiert werden, über einen längeren Zeitraum aus dem Trog zu fressen, die Rampe hinaufzugehen und die Rampe hinunterzugehen.</li>
	<li>Das Befüllen des Troges mit einem gefrorenen Leckerli verlängert die Standzeit der Schweine. Verwenden Sie Kombinationen wie Saft, Mahlzeitenersatzgetränk oder Joghurt mit Müsli und Standard-Chow, Keksen und/oder Fruchtriegeln. Frieren Sie diese Kombinationen zusammen ein, um lang anhaltende gefrorene Leckerli-Tröge zu erhalten (Abbildung 6). Eine andere Option, die in Betracht gezogen werden sollte, besteht darin, die normale Mahlzeit des Tieres zurückzuhalten und es stattdessen während der Echokardiographie im Trog im Wagen zu füttern.</li>
	<li>Bevor Sie den Schweinen beibringen, die gefrorenen Leckereien in der Vorrichtung zu fressen, stellen Sie die gefrorenen Leckerli-Tröge auf den Boden und fördern Sie die Erkenntnis, dass der Trog ein hochwertiger Leckerbissen ist.</li>
	<li>Trainieren Sie die Schweine 5-7 Tage lang mit einer Trainingseinheit pro Tag, stehende Echokardiogramme zu akzeptieren. Führen Sie dazu die folgenden Schritte aus.<ol><li>Stellen Sie die Schweine dem Wagen vor, indem Sie den Wagen 1-2 Tage lang mit hochwertigen Leckereien (Kekse oder Müsli) umgeben.</li>
		<li>Führen Sie die Schweine für 1-2 Tage an die Rampe heran, indem Sie hochwertige Leckereien entlang der Rampe platzieren und zusätzliche Belohnungen anbieten, wenn die Schweine die Rampe hinaufgehen.</li>
		<li>Lassen Sie die Schweine auf dem Wagen stehen, ohne die seitlichen Fesseln oder Tore zu betätigen (was Angst auslösen kann), und stellen Sie 2-3 Tage lang gefrorene Leckerli-Tröge am Eingangstor bereit. Legen Sie in den letzten 1-2 Tagen, während die Schweine aus den Trögen fressen, die Ultraschallsonde mit Ultraschallgel auf die Schweine, um sie an das Gefühl des Kontakts mit der Sonde zu gewöhnen.</li>
		<li>Nach diesem Trainingsprogramm können die Schweine problemlos die Fesseln und Tore schließen und Ultraschall für die Aufnahme der Echokardiographie durchführen.</li>
	</ol></li>
</ol>4. Bildaufnahme
<ol><li>Erhalten Sie Bilder im Echokardiographie-Wagen, der die Positionierung der Sonde in den folgenden Positionen ermöglicht, wie unten beschrieben.<ol><li>Nehmen Sie Bilder durch die Seiten des Wagens zur rechten und linken Achselhöhle auf. Diese Positionen werden verwendet, um die rechte und linke parasternale Bildgebungsebene zu erhalten.</li>
		<li>Nehmen Sie Bilder durch den Boden des Wagens in die subxiphoide Region auf, um apikale Ansichten zu erhalten.</li>
	</ol></li>
	<li>Nehmen Sie Bilder sowohl für die B-Mode- als auch für die M-Mode-Bildgebung aus diesen stehenden Positionen auf.</li>
	<li>Ein simuliertes Wach-Echo-Aufnahmeverfahren finden Sie in Video 1. In dem Video wird das Tiermotiv durch eine Minischweinepuppe in Originalgröße dargestellt, die wie ein echtes Minischwein mit begrenztem Bewegungsraum im Wagen eingeschränkt ist. Das beste Zugangsfenster und die Positionierung der Aufnahme-Echokardiographie-Sonde werden ebenfalls angezeigt.</li>
</ol>

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</ol>

Die Autoren haben keine finanziellen Interessenkonflikte offenzulegen.

Der Echokardiographie-Wagen stellt eine leicht replizierbare Methode zur Überwachung der Herzstruktur und -funktion in einem wichtigen Herzforschungsmodell, dem Minipig, dar. Die Neuheit des Wagens liegt in der Möglichkeit, echokardiographische Bilder ohne den größten Vorbehalt aufzunehmen: die Notwendigkeit, Anästhetika oder Beruhigungsmittel zu verwenden, die die Herzfunktion der Tiere verändern und genau die Messungen verändern, die zur Beurteilung der Wirkung von Herztherapeutika verwendet werden. Darüber hinaus ist der Wagen sicher, kostengünstig und ein einfaches Trainingsziel für Schweine. 
Die Autoren identifizierten zunächst die gewünschten Eigenschaften des Wagens und arbeiteten dann eng mit einem Schreiner zusammen, um das Produkt zu entwerfen. Standardtechniken des positiven Verstärkungstrainings waren einfach und schnell, um den Schweinen beizubringen, den Karren furchtlos anzunehmen und zu benutzen. Mit Hilfe der Ultraschallpraxis waren die Autoren in der Lage, schnell zweidimensionale Standard-Echokardiographie-Bildgebungsebenen zu finden und für die spätere Verarbeitung aufzuzeichnen. Während dieser stehenden Echokardiogramme wurden nie Beruhigungsmittel oder Anästhetika verabreicht, und daher waren die Videos und Bilder repräsentativ für die wache Herzfunktion. 
Der Bau des Echokardiographiewagens ist für einen erfahrenen Schreiner oder Heimwerker relativ einfach, nachdem er die wichtigsten Merkmale identifiziert hat, die für die Forschungsgruppe wichtig sind (z. B. Größenverstellbarkeit, Höhe oder Zugangspunkte für die Ultraschallsonde). Während des Bauprozesses können die Eigenschaften des Wagens an die Bedürfnisse der einzelnen Labore angepasst werden. Die Materialien sind weitgehend kostengünstig, und durch den Bau des Wagens können die Kosten für die Durchführung von Echokardiogrammen mit den üblicherweise verwendeten Beruhigungs- und Anästhetika eingespart werden.
Zu den Einschränkungen der Technik gehörten die Bewegung und der begrenzte Zeitrahmen, um die Bilder zu erhalten. Während der Wagen auf unterschiedliche Größen eingestellt werden konnte, um die Schweine zurückzuhalten, und obwohl sich die Tiere nicht umdrehen und sich nur wenige Zentimeter in jede Richtung bewegen konnten, waren die Tiere immer noch in der Lage, sich innerhalb der Grenzen des Wagens zu bewegen. Eine Kopfklappe, ein Quetschschacht oder eine Stütze, wie sie bei Nutztieren verwendet werden, könnten mit zusätzlichem Training möglicherweise eine bessere Rückhaltung bieten. In ähnlicher Weise beruhte eine erfolgreiche Bildgebung darauf, dass die Tiere während der Echokardiogramme von ihrem Futter oder gefrorenen Leckereien abgelenkt wurden. In der Regel ermöglichte dies eine Bildgebung von ca. 15 Minuten, was nicht immer ausreichte, um alle gewünschten Bilder zu erhalten. Die Fähigkeit, den Futtertrog leicht zu ersetzen oder Futter hinzuzufügen, während das Tier zurückgehalten blieb, kann zu einer längeren Bildgebungsdauer führen. Schließlich erwiesen sich aufgrund der beiden oben genannten Einschränkungen empfindlichere bildgebende Verfahren, wie z. B. der Gewebedoppler, als schwierig im stehenden Echokardiographiewagen.
Andere Schweineversuchsmodelle verwenden häufig nicht-anästhesiefreie Handhabungstechniken, wie z. B. die kommerziell erhältliche Panepinto-Schlinge17. Die Autoren fanden jedoch, dass die Schlingentechnik für das Training von Schweinen umständlicher war, und die Schlinge bot dem Ultraschalltechniker keinen Zugang zu den für die Echokardiographie erforderlichen Bildebenen. Weitere mögliche Anwendungen für den Echokardiographie-Wagen könnten andere nicht schmerzhafte Verfahren wie die Ultraschalluntersuchung des Abdomens, die Beobachtung von Hautläsionen oder die Entnahme von Blutproben aus einem Gefäßzugang sein. Die Autoren verwenden den Wagen oft, um Schweine einfach zu fesseln, um beispielsweise Elektrokardiogramme durchzuführen und Herzschrittmacher zu programmieren. 
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die beschriebene Wach-Echokardiographie-Technik einfach durchzuführen und wertvoll ist, um eine grundlegende Ultraschallbildgebung des Herzens ohne die für die Verwendung von Anästhetika oder Beruhigungsmitteln typische kardiovaskuläre Depression zu erhalten. Diese Technik kann verwendet werden, um anästhesierte Bilder mit Wachbildern bei großen Tieren zu vergleichen oder für die tägliche Überwachung des Fortschreitens von Herzerkrankungen im wertvollen präklinischen translationalen Modell von Herzerkrankungen und -insuffizienz beim Schwein.

Herzinsuffizienz ist eine zunehmende Belastung für medizinische Einrichtungen in den Vereinigten Staaten und im Ausland, mit einer weltweiten Prävalenz von 38 Millionen Patienten1. Im Jahr 2020 wurden weltweit etwa 19 Millionen Todesfälle auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen zurückgeführt, was einem Anstieg von 18,7 % gegenüber 2010 entspricht2. Die Entwicklung neuer Therapien kann diesen alarmierenden Trend nur langsam einholen. Herzinsuffizienz ist daher ein kritischer Forschungsbereich, und die Bedeutung von High-Fidelity-Tools zur Erfassung der Krankheitsentwicklung und des Fortschreitens kann nicht hoch genug eingeschätzt werden.
Die Echokardiographie ist derzeit das klinisch wichtigste Instrument zur nicht-invasiven Messung des Fortschreitens von Herzerkrankungen, aber in Großtierversuchsmodellen kann es schwierig sein, sie zu implementieren3. Die Echokardiographie verwendet Ultraschallwellen zur Beurteilung der Herzstruktur und -funktion und ist die Standardbehandlung im klinischen Umfeld für die Beurteilung und Überwachung des Herzens4. Präklinische Großtiermodelle von Herzerkrankungen, wie z. B. Schweine, spielen eine entscheidende Rolle bei der Übertragung der Grundlagenforschung auf die Entwicklung kardiovaskulärer Therapeutika5. Daraus folgt, dass die Übertragung der Echokardiographie auf große Tiermodelle bei der Entwicklung dieser Therapeutika ein wichtiger Teil dieses kritischen Unterfangens ist.
Schweine sind eine von mehreren Arten, die häufig als Großtiermodelle für ischämische, Drucküberlastungs- und schnelle Simulationen von Herzinsuffizienz verwendet werden 5,6. Schweine sind in präklinischen Studien besonders wichtig, da neurohormonelle Kompensationsmechanismen und kardialer Umbau der menschlichen Pathophysiologie sehr nahe kommen 6,7. In jüngerer Zeit haben sich Miniaturschweine oder Minischweine als vielversprechendes Modell für multiple Komorbiditäten von Herzerkrankungen erwiesen, wobei Fettleibigkeit, Bluthochdruck, Hypercholesterinämie und Diabetes zuverlässig zu Herzfunktionsstörungen und -umbauten führen 8,9.
Die sichere Durchführung einer Echokardiographie bei den meisten großen Tieren erfordert eine starke Sedierung oder Vollnarkose. Alle Anästhetika und Beruhigungsmittel beeinträchtigen jedoch die Herzfunktion in dosisabhängiger Weise10,11. Anästhetika und Beruhigungsmittel können zu einer Senkung des Herzzeitvolumens und des Blutdrucks, zu einer Erhöhung oder Abnahme der Herzfrequenz und des systemischen Gefäßwiderstands, zu Veränderungen des elektrischen Rhythmus und zu einem veränderten koronaren Blutfluss führen12. In den meisten Fällen verringern Anästhetika den Sympathikustonus, verringern den venösen Rückfluss und senken den Blutdruck13. Wichtig ist, dass Anästhetika auch echokardiographische Parameter beeinflussen, was die Interpretation dieser Untersuchung bei der Überwachung von Herzerkrankungen in Tiermodellen erschwert14. Die wache Echokardiographie ist die beste Darstellung der nativen Herzfunktion.
Hier wird eine Schweinerückhaltevorrichtung beschrieben, die von wachen Minischweinen leicht akzeptiert wird und für die grundlegende echokardiographische Überwachung verwendet werden kann, ohne dass hämodynamisch verändernde Anästhetika verabreicht werden müssen.

<table><tbody><tr><td>Zugangsrampe</td><td>N/A - werkstattgebaut</td>: <td>58" L x 18" B. Steigung von 19", um den Winkel von 22,5 Grad nicht zu überschreiten.</td><td>Jede abnehmbare Aluminiumrampe mit der Kapazität, das Gewicht der Schweine zu tragen</td></tr><tr><td>Zaunzuführung mit Clips</td><td>DuraFlex</td><td>E011772</td><td>Futtertrog mit Clips zum Aufhängen an Kettengliedern, verwendet für gefrorene Leckerlis oder Futter zur Ablenkung von Schweinen während der Echokardiographie</td></tr><tr><td>Heavy Duty Utility Cart</td><td>Baxter Medical Equipment & Vorratswagen</td><td># unk / 45x25x33"; Rohre, sch 40 PVC&nbsp;</td><td>Aus schwerem Kunststoff, mit drei Einlegeböden</td></tr><tr><td>Bildanalyse-Software</td><td>Image J FIDSCHI&nbsp;</td><td>https://imagej.net/software/fiji/</td> <td>Kostenlose wissenschaftliche Bildanalysesoftware</td></tr><tr><td>Lumify Ultraschall mit S4-1 Phased-Array-Schallkopf</td><td>Philips</td><td>FUS6884</td><td>Tragbarer Ultraschall am Krankenbett mit Herzsonde, verwendet mit einem Tablet-Gerät und proprietärer Software</td></tr><tr><td>Videobearbeitungssoftware</td><td>Adobe Premiere Pro 2022</td><td>https://www.adobe.com/products/premiere.html</td><td>Commen-Software, die Teil der Adobe Creative Cloud ist.</td></tr></tbody></table>

echokardiographie-aufnahme bei wachen miniaturschweinen

Echocardiography Recording in Awake Miniature Pigs

Die Echokardiographie verwendet Ultraschallwellen zur nicht-invasiven Beurteilung der Herzstruktur und -funktion und ist die Standardbehandlung für die Beurteilung und Überwachung des Herzens. Das Miniaturschwein oder Minischwein wird zunehmend als Modell für Herzerkrankungen in der medizinischen Forschung verwendet. Schweine sind notorisch schwer zu halten und sicher zu handhaben, und daher wird die Forschungsechokardiographie bei dieser Spezies fast immer unter Narkose oder starker Sedierung durchgeführt. Anästhetika und Beruhigungsmittel wirken sich universell auf die Herz-Kreislauf-Funktion aus und können eine Senkung des Herzzeitvolumens und des Blutdrucks, eine Erhöhung oder Abnahme der Herzfrequenz und des systemischen Gefäßwiderstands, Veränderungen des elektrischen Rhythmus und einen veränderten koronaren Blutfluss verursachen. Daher kann es vorkommen, dass die sedierte oder anästhesierte Echokardiographie das Fortschreiten der Herzerkrankung in Großtiermodellen nicht genau abbildet, was den translationalen Wert dieser wichtigen Studien einschränkt. In dieser Arbeit wird ein neuartiges Gerät beschrieben, das die Echokardiographie im Wachstehen bei Minischweinen ermöglicht. Darüber hinaus werden Trainingstechniken beschrieben, mit denen Schweinen beigebracht wird, dieses schmerzlose und nicht-invasive Verfahren zu tolerieren, ohne dass hämodynamisch verändernde Anästhetika erforderlich sind. Die Echokardiographie im Wachstand stellt eine sichere und praktikable Methode dar, um den gebräuchlichsten Herzüberwachungstest bei Minischweinen für die kardiovaskuläre Forschung durchzuführen.

Die repräsentativen Bilder, die im Alter von ca. 8 Monaten in einem Yucatan-Minischwein aufgenommen wurden, werden hier präsentiert. Das Tier wurde nie sediert und genoss während der Bildaufnahme Futter oder gefrorene Leckerli-Tröge.
Der Echokardiographiewagen ist in erster Linie nützlich, um einfache Bilder zur Berechnung des Volumens der linksventrikulären Herzkammer und der Ejektionsfraktion (EF) aus Bildern und Videos im B- oder M-Modus zu erhalten. Empfindlichere Bildgebungen, wie z. B. vaskuläre Bildgebung oder Gewebedoppler, können sich bei dieser Technik als zu schwierig erweisen, da die wachen Schweine nur eingeschränkt beweglich sind und der Zeitrahmen für die Bildgebung durch die Fütterungsdauer begrenzt ist.
Das Labor verwendet ein Ultraschallgerät am Krankenbett ohne Post-hoc-Bildanalysefunktionen. Daher müssen die Videos und Standbilder mit einer Bearbeitungssoftware bearbeitet und mit einer wissenschaftlichen Bildanalysesoftware gemessen werden.
Durch die Seiten des Wagens wurden kurzachsige transversale M-Mode-Bilder (Abbildung 7) aufgenommen, die für die Analyse des linksventrikulären Innendurchmessers in Systole und Diastole (LVIDs bzw. LVIDd) und die anschließende Berechnung der Ejektionsfraktion (EF) verwendet wurden, wobei EF = (EDV - ESV)/EDV × 100% (EDV: enddiastolisches Volumen; ESV: endsystolisches Volumen) basierend auf Volumina, die mit der Teichholz-Formel berechnet wurden (Volumen = 7D3/[2,4 + D]) (D: linearer LV-Durchmesser)15. Tabelle 1 enthält repräsentative Daten aus vier M-Mode-Scans von zwei Minischweinen sowie Daten aus M-Mode-Scans, die von denselben Tieren während sedierter Echositzungen aufgezeichnet wurden. Erwartungsgemäß war die EF aus sedierten Echositzungen tendenziell niedriger als die EF aus der bewussten Echositzung.
Parasternale Längsachsenansichten B-Mode-Bilder wurden auch von den Seiten des Wagens aufgenommen (Abbildung 8). Die Flächenlängenmethode zur Berechnung der EF wurde bei diesen B-Mode-Bildern16 verwendet. Zunächst wurde die linksventrikuläre EDV aus der enddiastolischen linksventrikulären Hauptachsenlänge und der Kammerfläche mit der Formel EDV = (0,85 × Areal2)/Länge berechnet. Der linksventrikuläre ESV wurde auf die gleiche Weise anhand der systolischen Messungen berechnet. Die Ejektionsfraktion wurde dann als EF = (EDV - ESV)/EDV × 100% berechnet. Repräsentative Daten, die aus acht B-Mode-Scans von zwei Minischweinen generiert wurden, sind in Tabelle 2 enthalten. Zum Vergleich werden auch Daten aus B-Mode-Scans einbezogen, die von denselben Tieren während sedierter Echositzungen aufgezeichnet wurden. Anhand der B-Mode-Bilder wurden die EF, die aus sedierten und bewussten Echositzungen generiert wurden, eng miteinander abgeglichen (Tabelle 2).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig01.jpg"> Abbildung 1: Seitenansicht des Echokardiographiewagens. Der Echokardiographie-Wagen besteht aus einem vorgefertigten Hochleistungs-Utility-Wagen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig02.jpg"> Abbildung 2: Kopfansicht des Echokardiographie-Wagens. Die Vorder- und Rückseite des vorgefertigten Wagens werden durch Flügeltore aus PVC-Rohr und Kettenglied (A) ersetzt, die auch einen hängenden Futtertrog (B) aufnehmen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig02large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig03.jpg"> Abbildung 3: Draufsicht auf den Echokardiographie-Wagen. Im obersten Stockwerk des Wagens wird eine Öffnung geschaffen, durch die eine Hand geführt werden kann, die eine Ultraschallsonde hält. Ein Kunststoff-Überstück ist für die sichere Montage und Demontage des Wagens angebracht. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig03large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig04.jpg"> Abbildung 4: Aluminium-Rampe. An der Vorder- oder Rückseite des Wagens ist eine Aluminiumrampe angebracht, und eine abnehmbare Gummipolsterung sorgt für den Halt mit Schrauben und Ösen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig04large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig05.jpg"> Abbildung 5: Seitliches Tor. Für die Seitenklappen sind Scharniere mit Stiften versehen, um eine genauere Dimensionierung und Zurückhaltung zu ermöglichen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig05large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig06.jpg"> Abbildung 6: Leckerlis für bewusste Echositzungen. Kombinationen aus Saft, Mahlzeitenersatzgetränk oder Joghurt in Kombination mit Müsli und Standard-Chow, Keksen und/oder Fruchtriegeln werden eingefroren, um langlebige gefrorene Leckerli-Tröge zu erhalten. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig06large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig07.jpg"> Abbildung 7: Ein repräsentativer M-Mode-Scan von einem bewussten Tier. Beispielhafte Bildanalyse zur Berechnung der linksventrikulären Ejektionsfraktion aus der M-Mode-Bildgebung. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig07large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig08.jpg"> Abbildung 8: Ein repräsentativer B-Mode-Scan von einem bewussten Tier. Beispielbildanalyse zur Berechnung der linksventrikulären Ejektionsfraktion aus der B-Mode-Bildgebung. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig08large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Mittelwert ± SD</td>
			<td>LVIDd (cm)</td>
			<td>LVIDs (cm)</td>
			<td>EF (%)</td>
		</tr><tr><td>Bewusstes Echo (N=4/2)</td>
			<td>3,8 ± 0,5</td>
			<td>2,5 ± 0,5</td>
			<td>64,3 ± 5,4</td>
		</tr><tr><td>Sediertes Echo (n=4/2)</td>
			<td>3,9 ± 0,2</td>
			<td>3,0 ± 0,0</td>
			<td>48,5 ± 7,9</td>
		</tr><tr><td colspan="4">EF, Ejektionsfraktion; SD, Standardabweichung.</td>
		</tr><tr><td colspan="4">N = 4 Echoscans von zwei Tieren</td>
		</tr></tbody></table>Tabelle 1: Vergleich der Parameter, die aus M-Mode-Bildern generiert wurden, die bei sedierten Minischweinen aufgezeichnet wurden, mit bewussten Minischweinen, die im Wagen eingeschlossen waren.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td>
			<td>LV-MALd (cm)</td>
			<td>LV-MALs (cm)</td>
			<td>LV-CAd (2 cm)</td>
			<td>LV-CAs (2 cm)</td>
			<td>EF (%)</td>
		</tr><tr><td>Bewusstes Echo (N=8/2)</td>
			<td>5,8 ± 0,8</td>
			<td>4,5 ± 0,6</td>
			<td>18.6 ± 5.0</td>
			<td>10,7 ± 2,8</td>
			<td>57,3 ± 5,2</td>
		</tr><tr><td>Sediertes Echo (N=8/2)</td>
			<td>5,9 ± 0,5</td>
			<td>4,8 ± 0,4</td>
			<td>21,8 ± 2,7</td>
			<td>13.1 ± 2.4</td>
			<td>55,3 ± 9,0</td>
		</tr><tr><td colspan="6">LV-MAL, Länge der linksventrikulären Hauptachse; LV-CA, Bereich der linken Herzkammer;</td>
		</tr><tr><td colspan="6">EF, Ejektionsfraktion; SD, Standardabweichung. N=8 Echoscans von 2 Tieren</td>
		</tr></tbody></table>Tabelle 2: Vergleich der Parameter, die aus B-Mode-Bildern generiert wurden, die bei sedierten Minischweinen aufgenommen wurden, mit bewussten Minischweinen, die im Wagen eingeschlossen waren.
Video 1: Ein simuliertes waches Echokardiogramm-Aufzeichnungsverfahren, das an einer Minischweinepuppe in Originalgröße mit dem Echokardiographiewagen durchgeführt wurde. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/Vedio%201.mov" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um dieses Video herunterzuladen.</a>

Es wird ein einfaches Wagenkonstrukt beschrieben, das für die Durchführung von Forschungsechokardiographien bei wachen Minischweinen gebaut wurde, zusammen mit Bauüberlegungen, Trainingstechniken und repräsentativen Ultraschallbildern.

Echokardiographie-Aufnahme bei wachen Miniaturschweinen

Echocardiography uses ultrasonic waves to non-invasively assess cardiac structure and function and is the standard of care for cardiac assessment and ...

Das Protokoll ist bedeutsam, da es eine hochgenaue Überwachung der Herzfunktion in Großtiermodellen für die präklinische Bewertung kardiovaskulärer Therapeutika ermöglicht. Der Hauptvorteil der Technik besteht darin, dass Verfahren wie die Aufzeichnung von Echokardiogrammen bei wachen Schweinen ohne Betäubung möglich sind. Greg Brown, Co-Designer, Pia Balmaceda, Postdoc-Stipendiatin, und Thuy Ha, Spezialistin vom Nora Eccles Harrison Cardiovascular Research and Training Institute, demonstrieren das Verfahren.Beginnen Sie mit dem serienmäßigen, vorgefertigten Schwerlastwagen mit drei Regalböden und feststellbaren Rädern. Sägen Sie die Vorder- und Rückseite des Wagens ab. Ersetzen Sie sie dann durch 1,25-Zoll-PVC-Rohr- und Kettenglieder.Verstärken Sie den Wagen mit Metallstangen an den Unterseiten, um die Unversehrtheit des Wagens zu erhalten. Machen Sie ein Loch auf der Oberseite des Wagens, das groß genug ist, um eine Hand aufzunehmen, die eine Ultraschallsonde hält. Setzen Sie eine Kunststoffabdeckung ein, die an der Öffnung angebracht ist.Erstellen Sie eine verstärkte Metallrampe für die Montage und Demontage mit Aluminiumschaft. Fügen Sie eine herausnehmbare Gummipolsterung für den Halt mit Schrauben und Ösen hinzu. Setzen Sie 12-Zoll-Stifte mit 3/8-Zoll-Stiften in PVC-Scharniermechanismen auf der linken und rechten Seite ein Einkerbung der Seitenschienen, um die Breiteneinstellungen für die Seitentore zu ermöglichen, um die Rückhaltung zu verbessern und zu verhindern, dass sich das Tier umdreht.Um den Schweinen beizubringen, aus dem Trog zu fressen, füllen Sie ihn mit gefrorenen Leckereien und verlängern Sie die Standzeit der Schweine. Verwenden Sie Kombinationen von Lebensmitteln wie Saft, Mahlzeitenersatzgetränk, Joghurt mit Müsli und Standard-Chow, Kekse und Fruchtriegel. Normale Mahlzeiten können während der Echokardiographie zurückgehalten und stattdessen in den Trog gefüttert werden.Vor dem Fressen aus der Vorrichtung wurden die Schweine in gefrorene Leckerli-Tröge auf dem Boden eingeführt, um die Anerkennung des Trogs als hochwertigen Leckerli-Anbieter zu fördern. Um den Schweinen beizubringen, stehende Echokardiogramme zu akzeptieren, führen Sie das Schwein zunächst in den Wagen ein, indem Sie den Wagen ein bis zwei Tage lang mit hochwertigen Leckereien umgeben. Führen Sie das Schwein an die Rampe ein, indem Sie ein paar Tage lang Leckerlis entlang der Rampe platzieren.Gewähren Sie zusätzliche Belohnungen, wenn ein Schwein die Rampe hinaufgeht. Stellen Sie die gefrorenen Leckerli-Tröge am Eingangstor für zwei bis drei Tage bereit. Lassen Sie das Schwein auf dem Wagen stehen, ohne die Seitenfesseln oder Tore zu betätigen.Legen Sie in ein paar Tagen die Ultraschallsonde mit Gel auf das Schwein, damit es sich an den Sondenkontakt gewöhnen kann. Um Echokardiogramm-Bilder zu erhalten, nehmen Sie Bilder der parasternalen Bildgebungsebenen von den Seiten des Wagens zu den rechten und linken Achselhöhlen auf. Apikale Ansicht, B-Modus und M-Modus können durch Sondierung durch den Wagenboden in die subxiphoide Region aufgenommen werden.Kurzachsen, transversale M-Mode-Bilder wurden durch die Wagenseiten aufgenommen, um den linksventrikulären Innendurchmesser in Systole und Diastole zu analysieren und das anschließende Auswurfvolumen zu berechnen. Die Ejektionsfraktion aus sedierten Echositzungen war geringer als aus bewussten Sitzungen. Zur Berechnung der Auswurfvolumina mit der Flächen-/Längenmethode wurden parasternale Längsachsenansichten der B-Mode verwendet.Die Ejektionsfraktionen waren sowohl in sedierten als auch in bewussten Sitzungen ähnlich. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass der Wagen unter Berücksichtigung der wachsenden Größe von Tieren gebaut werden sollte. Eine Individualisierung der Futtermischung kann helfen, die Eingewöhnung zu verbessern.Der Wagen kann andere Verfahren erleichtern, einschließlich Blutentnahme aus implantierten Ohrvenenkathetern, Elektrokardiogrammaufzeichnung und andere ultraschallbasierte Überwachungen wie Bauchultraschall. Diese Technik bietet Forschern die Möglichkeit, hochgenaue physiologische Schlüsseldaten von wachen Schweinen zu erhalten, die für Studien zu verschiedenen menschlichen Krankheiten verwendet werden.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Medicine

Medizin

Transthorakale Echokardiographie bietet eine nichtinvasive Methode zur Beurteilung der Herzfunktion bei Mäusen. Eine Kombination aus Ultraschall und Doppler bildgebenden Verfahren kann verwendet werden, um dreidimensionale Messungen der Herz-und intrakardialen Blutflusses, die zusammen eine Beurteilung der kardialen systolischen und diastolischen Leistung zu erzielen.

Transthorakale Echokardiographie in Mäuse

Dieses Video zeigt die Aufzeichnung von Gehirnsignalen von einem sich frei bewegenden Ferkel. Der Kopf des Ferkels wird gereinigt und die Elektroden werden angebracht. Diese Elektroden werden dann mit einer Telemetrieeinheit verbunden. Das Setup ist mit Silikonkautschuk gesichert. Das Ferkel wird vor der Datenaufzeichnung akklimatisiert.

Aufzeichnung von Gehirnsignalen von frei beweglichen Ferkeln

Zuverlässige und genaue Erfolgskontrolle ist der Schlüssel für die Übersetzung der präklinischen Therapien in die klinische Behandlung. Das aktuelle Dokument beschreibt, wie in einem Schweine akutem Myokardinfarkt Modell drei klinisch relevanten primären Outcome-Parameter der Herzleistung und Schaden zu beurteilen.

Primärer Ergebnisbeurteilung in einem Schwein Modell eines akuten Myokardinfarkts

Hier präsentieren wir ein Protokoll zum Rekord telemetrischen Elektroenzephalogramme (EEG) von frei beweglichen Ferkel direkt im Schweinestall ohne den Einsatz von Sedativum, macht es möglich, typische EEG-Muster während der nicht - REM-Schlaf, wie Spindel aufzuzeichnen platzt.

Nicht-invasive EEG-Ableitungen von frei beweglichen Ferkel

Ziel dieser Studie war es, eine Methode zur Untersuchung der Herzdynamik anhand eines translationalen Tiermodells zu etablieren. Der beschriebene experimentelle Ansatz beinhaltet eine duale Emissions-Optokardiographie in Verbindung mit einer elektrophysiologischen Studie zur Beurteilung der elektrischen Aktivität in einem isolierten, intakten Schweineherzmodell.

Optokardiographie und Elektrophysiologie Studien an Ex Vivo Langendorff-perfundierten Herzen

Das übergeordnete Ziel der aktuellen Studie ist es, die Techniken der Induktion von Myokardinfarkt (MI) und Post-Myokardinfarkt Herzinsuffizienz (post-MI HF) in geschlossenen Brust, erwachsenen Göttinger Minischweinen und die Charakterisierung des Post-MI HF-Modells in Göttinger Minischweinen im Vergleich zu Landrasseschweinen zu präsentieren.

Postmyokardinfarkt Herzinsuffizienz in geschlossener Koronierung/Reperfusion Modell in Göttingen Minischweine und Landrasse Schweine

Hier präsentieren wir einen geschlossenen Brustansatz für admittance-basierte biventrikuläre Druck-Volumen-Loop-Aufzeichnungen bei Schweinen mit akuter rechtsventrikulärer Dysfunktion.

Biventrikuläre Druck-Volumen-Loop-Aufnahmen mit Einlasskathetern im Schweinemodell

Das vorliegende Protokoll beschreibt ein schrittweises Verfahren zur Etablierung eines Minipig-Modells der Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion unter Verwendung absteigender Aortenkonstriktion. Die Methoden zur Beurteilung der Herzmorphologie, Histologie und Funktion dieses Krankheitsmodells werden ebenfalls vorgestellt.

Ein chirurgisches Modell der Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion bei tibetischen Minischweinen

Die transthorakale Echokardiographie ist der diagnostische Erstlinientest für linksventrikuläre Dysfunktion nach der Reanimation und strukturelle Veränderungen in einem Schweinemodell für Herzstillstand.

Transthorakale Echokardiographie zur Beurteilung der linksventrikulären Dysfunktion nach Reanimation nach akutem Myokardinfarkt und Herzstillstand bei Schweinen

In dieser Arbeit stellen wir eine Methode zur langfristigen Leistungs- und Sicherheitsbewertung von weichen subduralen Elektrodenarrays in einem Minipig-Modell vor, die chirurgische Methoden und Werkzeuge, postoperative Magnetresonanztomographie, Elektrophysiologie des auditorischen Kortex, elektrochemische Eigenschaften des Implantats und postmortale Immunchemie beschreibt.

Subdurale weiche Elektrokortikographie (ECoG) Array-Implantation und Langzeit-Kortikalableitung bei Minischweinen

Diese Studie stellt eine skalierbare, zuverlässige und reproduzierbare Methode für wiederholte chronische kortikale Aufzeichnungen in einem Schweinemodell vor. Die Methode findet Anwendung in verschiedenen Bereichen der Neurowissenschaften, unter anderem in der Schmerzforschung und in der neurologischen Diagnostik.

Chronische Schädelfenstertechnik für wiederholte kortikale Aufzeichnungen während der Anästhesie bei Schweinen

Lernen Sie die Echokardiographie bei wachen Miniaturschweinen für präklinische Herz-Kreislauf-Forschung. Diese Methode ermöglicht hochwertige physiologische Daten ohne Narkose.

Echokardiographie-Aufnahme bei wachen Miniaturschweinen

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