Name: Registro ecocardiográfico en cerdos miniatura despiertos (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-05-26T14:55:00.000+00:00
Duration: 5 min 4 s
Description: Aprende ecocardiografía en cerdos miniatura despiertos usando un carro especializado y técnicas de entrenamiento con refuerzo positivo. Este método permite monitoreo cardíaco de alta fidelidad sin anestesia para evaluaciones preclínicas.

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Los fondos para esta investigación incluyen NIH-T32 (T.H.), R01HL133286 (TT.H.), R01HL094414 (R.M.S.), R01HL138577 (R.M.S.), R01HL159983 y R21AG074593 (R.M.S. y TT.H.). Extendemos nuestra gratitud a todos los miembros del grupo de investigación, investigadores adjuntos y personal del Instituto de Investigación y Capacitación Cardiovascular Nora Eccles Harrison y Medicina Comparada de la Universidad de Utah. También nos gustaría extender nuestro agradecimiento al Dr. Joseph Palatinus MD PhD por su valiosa capacitación y asistencia en ecocardiografía.

La construcción y el uso del carro de ecocardiografía se llevaron a cabo de acuerdo con los estándares de manejo y entrenamiento de animales del Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Utah.
1. Consideraciones para construir el carro de ecocardiografía
<ol><li>Construir un artilugio que permita el acceso a las ventanas de imágenes de ecocardiografía lateral y ventral de pie.</li>
	<li>Use un carrito con lados altos, frente y espalda para evitar que los cerdos trepen o salten durante la ecocardiografía.</li>
	<li>Use un carro ajustable a lo largo y ancho para acomodar cerdos de varios tamaños y edades; Sin embargo, en estudios de investigación en los que todos los cerdos son del mismo tamaño, raza y edad, esto puede no ser necesario.</li>
	<li>Procure una rampa antideslizante para montar y desmontar el carro. Los cerdos prefieren caminar hacia adelante, por lo que un desmonte hacia atrás no es deseable. En este ejemplo, se utilizó una rampa desmontable, de modo que podría desconectarse de un extremo después de montar el carro y luego moverse al otro extremo del carro para desmontarlo.</li>
	<li>Use un carro con ruedas con ruedas de bloqueo, ya que esto permite que el artilugio se mueva del almacenamiento a la habitación del animal.</li>
	<li>Para cumplir con las normas de limpieza y desinfección del vivero, utilice material de plástico, metal y caucho.</li>
	<li>Finalmente, incluya un comedero desmontable en la parte delantera del carro para proporcionar a los cerdos una distracción durante la ecocardiografía.</li>
</ol>2. Especificaciones de construcción de carros
NOTA: Los cerdos utilizados en nuestro estudio fueron cerdos miniatura de Yucatán y Gotinga de 5 a 10 meses de edad, y, por lo tanto, nuestro carro fue construido con este tamaño en mente.
<ol><li>Si bien se podría construir una estructura similar desde cero, para disminuir parte del trabajo de construcción, comience desde un carro utilitario de servicio pesado prefabricado (Figura 1). Se recomienda bloquear las ruedas.</li>
	<li>Cortar y quitar la parte delantera y trasera del carro de servicios públicos, y reemplazar con puertas construidas de tubería de PVC y eslabón de cadena. Utilice el material de eslabón de la cadena para colgar un comedero con ganchos o mosquetones (Figura 2). Con la eliminación de la parte delantera y trasera, la integridad y la resistencia de sujeción del plástico se reducen, por lo que para cerdos más grandes y pesados, refuerce con barras de metal en la parte inferior de los estantes del carro.</li>
	<li>Cree una abertura en el piso superior del carro que sea lo suficientemente grande como para pasar una mano sosteniendo una sonda de ultrasonido. Conserve una cubierta de plástico ajustada a la parte superior de la abertura, que se pueda quitar para el acceso a la ecocardiografía subxifoidea una vez que los cerdos estén de pie de forma segura en el carro (Figura 3).</li>
	<li>Como ajuste personalizado, use culata de aluminio (por ejemplo, tubo cuadrado, barra y chapa metálica) para construir una rampa de montaje / desmontaje de metal con refuerzos para sujetar al carro modificado en ciertos puntos de fijación. Agregue un acolchado de goma extraíble para el agarre con pernos y ojales (Figura 4).</li>
	<li>Cree un mecanismo de bisagra para las puertas laterales, con pasadores simples utilizados para estrechar el área de pie del cerdo para mejorar la sujeción (Figura 5). Esto proporciona un ajuste perfecto para el cerdo dentro del carro y asegura que los cerdos estén sujetos en una dirección orientada hacia adelante sin la capacidad de darse la vuelta.</li>
</ol>3. Entrenar a los minipigs para que se paren en el carro
<ol><li>Los cerdos deben ser entrenados para comer del comedero durante un período prolongado de tiempo, subir la rampa y bajar la rampa.</li>
	<li>Llenar el comedero con una golosina congelada prolonga el tiempo de reposo de los cerdos. Use combinaciones como jugo, bebida de reemplazo de comidas o yogur con cereales y comida estándar, galletas y / o barras de frutas. Congele estas combinaciones juntas para crear comederos congelados de larga duración (Figura 6). Otra opción a considerar es retener la comida normal del animal y en su lugar alimentarlo en el comedero del carrito durante el período de ecocardiografía.</li>
	<li>Antes de enseñar a los cerdos a comer las golosinas congeladas en el artilugio, introduzca los comederos congelados en el suelo, fomentando el reconocimiento del comedero como una golosina de alto valor.</li>
	<li>Entrene a los cerdos para que acepten ecocardiogramas de pie durante 5-7 días, con una sesión de entrenamiento por día. Realice los pasos siguientes para ello.<ol><li>Introduzca a los cerdos en el carro rodeando el carro con golosinas de alto valor (galletas o cereales) durante 1-2 días.</li>
		<li>Introduzca a los cerdos en la rampa durante 1-2 días colocando golosinas de alto valor a lo largo de la rampa y proporcionando recompensas adicionales cuando los cerdos suban por la rampa.</li>
		<li>Permita que los cerdos se paren en el carro sin activar las restricciones laterales o las puertas (que pueden inducir miedo), y proporcione comederos congelados en la puerta principal durante 2-3 días. Durante los últimos 1-2 días, mientras los cerdos comen de los comederos, coloque la sonda de ultrasonido con gel de ultrasonido sobre los cerdos para acostumbrarlos a la sensación de contacto con la sonda.</li>
		<li>Después de este régimen de entrenamiento, los cerdos permitirán fácilmente que se cierren las restricciones y las puertas y se realice un ultrasonido para la adquisición de imágenes de ecocardiografía.</li>
	</ol></li>
</ol>4. Adquisición de imágenes
<ol><li>Obtenga imágenes en el carro de ecocardiografía, lo que permite el posicionamiento de la sonda en las siguientes posiciones, como se describe a continuación.<ol><li>Tome imágenes a través de los lados del carro a la axila derecha e izquierda. Estas posiciones se utilizan para obtener los planos de imagen paraesternal derecho e izquierdo.</li>
		<li>Tome imágenes a través del piso del carro hasta la región subxifoidea para obtener vistas apicales.</li>
	</ol></li>
	<li>Tome imágenes para imágenes en modo B y modo M desde estas posiciones de pie.</li>
	<li>Para un procedimiento simulado de grabación de eco despierto, consulte el Vídeo 1. En el video, el sujeto animal está representado por una muñeca minipig de tamaño real, restringida como un minipig real con espacio de movimiento limitado en el carrito. También se muestra la mejor ventana de acceso y el posicionamiento de la sonda de ecocardiografía de grabación.</li>
</ol>

<ol><li>Braunwald, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+war+against+heart+failure%3A+The+Lancet+lecture%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">The war against heart failure: The Lancet lecture.</a> Lancet. 385, 812-824 (2015).</li>
<li>Tsao, C. W., Aday, A. W., Almarzooq, Z. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+disease+and+stroke+statistics+-+2022+Update%3A+A+report+from+the+American+Heart+Association%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Heart disease and stroke statistics - 2022 Update: A report from the American Heart Association.</a> Circulation. 145 (5), e153-e639 (2022).</li>
<li>Billig, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transesophageal+echocardiography+in+swine%3A+evaluation+of+left+and+right+ventricular+structure%2C+function%2C+and+myocardial+work%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Cardiovascular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Transesophageal echocardiography in swine: evaluation of left and right ventricular structure, function, and myocardial work.</a> International Journal of Cardiovascular Imaging. 37 (3), 835-846 (2021).</li>
<li>Boon, J. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBoon%2C+JA+%22Veterinary+Echocardiography.%2C+2nd+edition%22">Veterinary Echocardiography., 2nd edition</a>. , Wiley-Blackwell. West. Sussex, UK. (2011).</li>
<li>Silva, K. A. S., Emter, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+animal+models+of+heart+failure%3A+A+translational+bridge+to+clinical+success%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%3A+Basic+to+Translational+Science%22%5BJournal%5D)">Large animal models of heart failure: A translational bridge to clinical success.</a> Journal of the American College of Cardiology: Basic to Translational Science. 5 (8), 840-856 (2020).</li>
<li>Pilz, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+and+small+animal+models+of+heart+failure+with+reduced+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Large and small animal models of heart failure with reduced ejection fraction.</a> Circulation Research. 130 (12), 1888-1905 (2022).</li>
<li>Paslawska, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normal+electrocardiographic+and+echocardiographic+%28M-mode+and+two-dimensional%29+values+in+Polish+Landrace+pigs%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Veterinaria+Scandinavica%22%5BJournal%5D)">Normal electrocardiographic and echocardiographic (M-mode and two-dimensional) values in Polish Landrace pigs.</a> Acta Veterinaria Scandinavica. 56 (1), 54(2014).</li>
<li>Sharp, T. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+Gottingen+miniswine+model+of+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction+integrating+multiple+comorbidities%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%3A+Basic+to+Translational+Science%22%5BJournal%5D)">Novel Gottingen miniswine model of heart failure with preserved ejection fraction integrating multiple comorbidities.</a> Journal of the American College of Cardiology: Basic to Translational Science. 6 (2), 154-170 (2021).</li>
<li>Olver, T. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Western+diet-fed%2C+aortic-banded+Ossabaw+swine%3A+A+preclinical+model+of+cardio-metabolic+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%3A+Basic+to+Translational+Science%22%5BJournal%5D)">Western diet-fed, aortic-banded Ossabaw swine: A preclinical model of cardio-metabolic heart failure.</a> Journal of the American College of Cardiology: Basic to Translational Science. 4 (3), 404-421 (2019).</li>
<li>Merin, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+anesthetic+drugs+on+myocardial+performance+in+man%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Effect of anesthetic drugs on myocardial performance in man.</a> Annual Review of Medicine. 28, 75-83 (1977).</li>
<li>El Mourad, M. B., Shaaban, A. E., El Sharkawy, S. I., Afandy, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+propofol%2C+dexmedetomidine%2C+or+ketofol+on+respiratory+and+hemodynamic+profiles+in+cardiac+patients+undergoing+transesophageal+echocardiography%3A+A+prospective+randomized+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiothoracic+and+Vascular+Anesthesia%22%5BJournal%5D)">Effects of propofol, dexmedetomidine, or ketofol on respiratory and hemodynamic profiles in cardiac patients undergoing transesophageal echocardiography: A prospective randomized study.</a> Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 35 (9), 2743-2750 (2021).</li>
<li>Stoelting, R. K., Hillier, S. C. Handbook of Pharmacology & Physiology in Anesthetic Practice., 2nd edition. , Lippincott Williams & Wilkins. Philadelphia, PA. (2006).</li>
<li>Kristensen, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ESC%2FESA+Guidelines+on+non-cardiac+surgery%3A+Cardiovascular+assessment+and+management%3A+The+Joint+Task+Force+on+non-cardiac+surgery%3A+Cardiovascular+assessment+and+management+of+the+European+Society+of+Cardiology+%28ESC%29+and+the+European+Society+of+Anaesthesiology+%28ESA%29%5BTitle%5D)+AND+%22European+Heart+Journal%22%5BJournal%5D)">ESC/ESA Guidelines on non-cardiac surgery: Cardiovascular assessment and management: The Joint Task Force on non-cardiac surgery: Cardiovascular assessment and management of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Society of Anaesthesiology (ESA).</a> European Heart Journal. 35 (35), 2383-2431 (2014).</li>
<li>Roth, D. M., Swaney, J. S., Dalton, N. D., Gilpin, E. A., Ross Jr, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+anesthesia+on+cardiac+function+during+echocardiography+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology+-+Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Impact of anesthesia on cardiac function during echocardiography in mice.</a> American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology. 282 (6), H2134-H2140 (2002).</li>
<li>Chengode, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Left+ventricular+global+systolic+function+assessment+by+echocardiography%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Cardiac+Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">Left ventricular global systolic function assessment by echocardiography.</a> Annals of Cardiac Anaesthesia. 19 (Suppl 1), S26-S34 (2016).</li>
<li>Cacciapuoti, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Echocardiographic+evaluation+of+ejection+fraction%3A+3DE+versus+2DE+and+M-Mode%5BTitle%5D)+AND+%22Heart+Views%22%5BJournal%5D)">Echocardiographic evaluation of ejection fraction: 3DE versus 2DE and M-Mode.</a> Heart Views. 9 (2), 71-79 (2008).</li>
<li>Yang, H., Galang, K. G., Gallegos, A., Ma, B. W., Isseroff, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sling+training+with+positive+reinforcement+to+facilitate+porcine+wound+studies%5BTitle%5D)+AND+%22JID+Innovations%22%5BJournal%5D)">Sling training with positive reinforcement to facilitate porcine wound studies.</a> JID Innovations. 1 (2), 100016(2021).</li>
</ol>

Los autores no tienen conflictos de intereses financieros que revelar.

El carro de ecocardiografía representa un método fácilmente replicable para monitorear la estructura y función del corazón en un importante modelo de investigación cardíaca, el minipig. La novedad del carro radica en la capacidad de capturar imágenes ecocardiográficas sin su mayor advertencia: la necesidad de usar anestésicos o sedantes que cambian la función cardíaca de los animales y alteran las mismas medidas utilizadas para evaluar los efectos de la terapéutica cardíaca. Además, el carro es seguro, económico y un objetivo de entrenamiento fácil para los cerdos. 
Los autores primero identificaron las características deseadas del carro y luego trabajaron estrechamente con un carpintero para diseñar el producto. Las técnicas estándar de entrenamiento de refuerzo positivo fueron fáciles y rápidas para enseñar a los cerdos a aceptar sin miedo el carro y utilizarlo. Con la práctica de la ecografía, los autores pudieron encontrar y registrar rápidamente planos de imágenes de ecocardiografía bidimensionales estándar para su posterior procesamiento. Durante estos ecocardiogramas de pie, nunca se administraron sedantes o anestésicos y, por lo tanto, los videos y las imágenes fueron representativos de la función cardíaca despierta. 
La construcción del carro de ecocardiografía es relativamente simple para un carpintero o personal de mantenimiento experimentado después de identificar las características clave importantes para el grupo de investigación (por ejemplo, ajuste de tamaño, altura o puntos de acceso de la sonda de ultrasonido). Durante el proceso de construcción, las características del carro se pueden modificar para adaptarse a las necesidades individuales de los laboratorios. Los materiales son en gran medida baratos, y la construcción del carro puede ahorrar en el costo de realizar ecocardiogramas con los sedantes y anestésicos que se usan normalmente.
Las limitaciones de la técnica incluían el movimiento y el marco de tiempo limitado para obtener las imágenes. Si bien el carro se podía ajustar a diferentes tamaños para contener a los cerdos, y mientras que los animales no podían darse la vuelta y solo podían moverse unos centímetros en cada dirección, los animales aún eran capaces de moverse dentro de los límites del carro. Una puerta principal, un paracaídas de compresión o un poste, como los que se usan con animales de granja, podrían proporcionar una mejor restricción con capacitación adicional. Del mismo modo, las imágenes exitosas se basaron en que los animales se distraían con su alimentación o golosinas congeladas durante los ecocardiogramas. Por lo general, esto permitió aproximadamente 15 minutos de imágenes, lo que no siempre fue suficiente para obtener todas las imágenes deseadas. La capacidad de reemplazar fácilmente el comedero o agregar alimento mientras el animal permaneció restringido puede tener una duración prolongada de la imagen. Finalmente, debido a las dos limitaciones anteriores, las técnicas de imagen más sensibles, como el Doppler tisular, resultaron difíciles de realizar en el carro de ecocardiografía de pie.
Otros modelos experimentales porcinos a menudo utilizan técnicas de manipulación no anestésica, como la eslinga Panepinto17 disponible comercialmente. Sin embargo, los autores encontraron que la técnica del cabestrillo era más engorrosa para entrenar cerdos, y el cabestrillo no proporcionó al ultrasonógrafo acceso a los planos de imagen necesarios para la ecocardiografía. Otras aplicaciones potenciales para el carro de ecocardiografía podrían incluir otros procedimientos no dolorosos, como la ecografía abdominal, la observación de lesiones cutáneas o la obtención de muestras de sangre de un puerto de acceso vascular. Los autores a menudo utilizan el carro para sujetar fácilmente a los cerdos para realizar electrocardiogramas y programar marcapasos, por ejemplo. 
En conclusión, la técnica de ecocardiografía despierta descrita es fácil de realizar y valiosa para obtener imágenes ecográficas básicas del corazón sin la depresión cardiovascular típica del uso anestésico o sedante. Esta técnica se puede utilizar para comparar imágenes anestesiadas con imágenes despiertas en animales grandes o para el monitoreo diario de la progresión de la enfermedad cardíaca en el valioso modelo traslacional preclínico porcino de enfermedad cardíaca e insuficiencia cardíaca.

La insuficiencia cardíaca es una carga creciente para las instituciones médicas en los Estados Unidos y en el extranjero, con una prevalencia mundial de 38 millones de pacientes1. Aproximadamente 19 millones de muertes en todo el mundo se atribuyeron a enfermedades cardiovasculares en 2020, lo que demuestra un aumento del 18,7% desde 20102. El desarrollo de nuevas terapias es lento para ponerse al día con esta tendencia alarmante. La insuficiencia cardíaca es, por lo tanto, un área crítica de investigación, y la importancia de las herramientas de alta fidelidad para capturar el desarrollo y la progresión de la enfermedad no puede ser exagerada.
La ecocardiografía es actualmente la herramienta clínicamente más importante para medir de forma no invasiva la progresión de la enfermedad cardíaca, pero en modelos de investigación con animales grandes, puede ser difícil de implementar3. La ecocardiografía utiliza ondas ultrasónicas para evaluar la estructura y función cardíaca y es el estándar de atención en el ámbito clínico para la evaluación y monitorización cardíaca4. Los modelos animales preclínicos grandes de enfermedades cardíacas, como los cerdos, desempeñan un papel crítico en la traducción de la ciencia básica al desarrollo de la terapéutica cardiovascular5. Se deduce, entonces, que traducir la ecocardiografía a modelos animales grandes en el desarrollo de estas terapias es una parte importante de este esfuerzo crítico.
Los cerdos son una de varias especies comúnmente utilizadas como modelos animales grandes de isquémica, sobrecarga de presión y simulaciones de ritmo rápido de insuficiencia cardíaca 5,6. Los cerdos son especialmente importantes en los estudios preclínicos, ya que los mecanismos compensatorios neurohormonales y la remodelación cardíaca reflejan estrechamente la fisiopatología humana 6,7. Más recientemente, los cerdos miniatura, o minipigs, han demostrado ser prometedores como un modelo de comorbilidades múltiples de enfermedad cardíaca, con obesidad, hipertensión, hipercolesterolemia y diabetes que resultan confiablemente en disfunción cardíaca y remodelación 8,9.
La realización segura de ecocardiografía en la mayoría de los animales grandes requiere sedación intensa o anestesia general. Sin embargo, todos los fármacos anestésicos y sedantes deprimen la función cardíaca de manera dosis-dependiente10,11. Los anestésicos y sedantes pueden causar depresión del gasto cardíaco y de la presión arterial, aumento o disminución de la frecuencia cardíaca y de la resistencia vascular sistémica, cambios en el ritmo eléctrico y alteración del flujo sanguíneo coronario12. En la mayoría de los casos, los anestésicos reducen el tono simpático, disminuyendo el retorno venoso y disminuyendo la presión arterial13. Es importante destacar que los anestésicos también afectan los parámetros ecocardiográficos, complicando la interpretación de este examen en el monitoreo de la enfermedad cardíaca en modelos animales14. La ecocardiografía despierta es la representación más cercana de la función cardíaca nativa.
Aquí se describe un dispositivo de restricción porcina, fácilmente aceptado por los minicerdos despiertos, que se puede utilizar para el monitoreo ecocardiográfico básico sin requerir la administración de anestésicos que alteran la hemodinámica.

<table><tbody><tr><td>Rampa de acceso</td><td>N/A - construida en el taller</td><td>58" de largo x 18" de ancho. Elevación de 19" para no exceder el ángulo de 22.5 grados.</td><td>Cualquier rampa de aluminio desmontable con capacidad para soportar el peso de los cerdos</td></tr><tr><td>Alimentador de valla con clips</td><td>DuraFlex&nbsp;</td><td>E011772</td><td>Comedero con clips para colgar en el eslabón de la cadena, utilizado para golosinas congeladas o alimento para distraer a los cerdos durante la ecocardiografía</td></tr><tr><td>Carro utilitario de servicio pesado</td><td>Equipo médico Baxter & Carro de suministros</td><td># unk / 45x25x33"; Tuberías, sch 40 PVC&nbsp;</td><td>Hecho de plástico pesado, con tres estantes</td></tr><tr><td>Software de análisis de imágenes</td><td>Image J FIJI&nbsp;</td><td>https://imagej.net/software/fiji/</td> <td>Software gratuito de análisis de imágenes científicas</td></tr><tr><td>Lumify Ultrasound con transductor Phased Array S4-1</td><td>Philips</td><td>FUS6884</td><td>Ultrasonido de cabecera portátil con sonda cardíaca, utilizado con una tableta y software propietario</td></tr><tr><td>Software de edición de video</td><td>Adobe Premiere Pro 2022</td><td>https://www.adobe.com/products/premiere.html</td><td>software Commen parte de Adobe Creative Cloud.</td></tr></tbody></table>

registro ecocardiográfico en cerdos miniatura despiertos

Echocardiography Recording in Awake Miniature Pigs

La ecocardiografía utiliza ondas ultrasónicas para evaluar de forma no invasiva la estructura y función cardíaca y es el estándar de atención para la evaluación y monitorización cardíaca. El cerdo miniatura, o minipig, se utiliza cada vez más como modelo de enfermedad cardíaca en la investigación médica. Los cerdos son notoriamente difíciles de sujetar y manejar de manera segura y, por lo tanto, la ecocardiografía de investigación en esta especie casi siempre se realiza bajo anestesia o sedación intensa. Los anestésicos y sedantes afectan universalmente la función cardiovascular y pueden causar depresión del gasto cardíaco y la presión arterial, aumentos o disminuciones en la frecuencia cardíaca y la resistencia vascular sistémica, cambios en el ritmo eléctrico y alteración del flujo sanguíneo coronario. Por lo tanto, la ecocardiografía sedada o anestesiada puede no representar con precisión la progresión de la enfermedad cardíaca en modelos animales grandes, lo que limita el valor traslacional de estos estudios importantes. Este artículo describe un nuevo dispositivo que permite la ecocardiografía de pie despierto en minicerdos. Además, se describen las técnicas de entrenamiento utilizadas para enseñar a los cerdos a tolerar este procedimiento indoloro y no invasivo sin la necesidad de anestésicos que alteren la hemodinámica. La ecocardiografía de pie despierto representa una forma segura y factible de realizar la prueba de monitorización cardíaca más común en minicerdos para la investigación cardiovascular.

Aquí se presentan las imágenes representativas adquiridas en un minipig de Yucatán a los 8 meses de edad aproximadamente. El animal nunca fue sedado y estaba disfrutando de alimentos o comederos congelados durante la adquisición de la imagen.
El carro de ecocardiografía es principalmente útil para obtener imágenes simples para calcular los volúmenes de la cámara ventricular izquierda y la fracción de eyección (FE) de imágenes y videos en modo B o M. Las imágenes más sensibles, como las imágenes vasculares o el Doppler tisular, pueden resultar demasiado desafiantes con esta técnica, ya que los cerdos despiertos conservan una movilidad limitada y el marco de tiempo de imágenes está limitado por la duración de la alimentación.
El laboratorio utiliza una máquina de ultrasonido junto a la cama sin capacidades de análisis de imágenes post-hoc. Por lo tanto, los videos y las imágenes fijas requieren procesamiento utilizando software de edición y medición utilizando un software de análisis de imágenes científicas.
Se obtuvieron imágenes en modo M de vista transversal de eje corto (Figura 7) a través de los lados del carro, que se utilizaron para el análisis del diámetro interno del ventrículo izquierdo en sístole y diástole (LVIDs y LVIDd, respectivamente) y el posterior cálculo de la fracción de eyección (FE), donde EF = (EDV - ESV)/EDV × 100% (EDV: volumen diastólico final; ESV: volumen sistólico final) basado en volúmenes calculados con la fórmula de Teichholz (volumen = 7D3/[2,4 + D]) (D: diámetro lineal del VI)15. En la Tabla 1 se incluyen datos representativos generados a partir de cuatro exploraciones en modo M obtenidas de dos minicerdos, así como datos generados a partir de exploraciones en modo M registradas de los mismos animales durante sesiones de eco sedadas. Como era de esperar, la FE generada a partir de sesiones de eco sedado tendió a ser menor que la FE de la sesión de eco consciente.
También se obtuvieron imágenes paraesternales en modo B de vista de eje largo desde los lados del carro (Figura 8). El método de longitud de área para calcular el FE fue utilizado con estas imágenes en modo B16. En primer lugar, el VED ventricular izquierdo se calculó a partir de la longitud del eje mayor del ventrículo izquierdo diastólico final y el área de la cámara utilizando la fórmula VED = (0,85 × área2)/longitud. La VSE ventricular izquierda se calculó de la misma manera utilizando las mediciones sistólicas. La fracción de eyección se calculó entonces como EF = (EDV - ESV)/EDV × 100%. Los datos representativos generados a partir de ocho escaneos en modo B obtenidos de dos minipigs se incluyen en la Tabla 2. A modo de comparación, también se incluyen los datos generados a partir de exploraciones en modo B registradas de los mismos animales durante las sesiones de eco sedado. Usando las imágenes en modo B, la EF generada a partir de sesiones de eco sedado y consciente se emparejó estrechamente entre sí (Tabla 2).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig01.jpg"> Figura 1: Vista lateral del carro de ecocardiografía. El carro de ecocardiografía se construye utilizando un carro utilitario de servicio pesado prefabricado. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig01large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig02.jpg"> Figura 2: Vista de la cabeza del carro de ecocardiografía. La parte delantera y trasera del carro prefabricado se reemplazan con puertas batientes hechas de tubería de PVC y eslabón de cadena (A), que también acomoda un comedero colgante (B). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig02large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig03.jpg"> Figura 3: Vista superior del carro de ecocardiografía. Se crea una abertura en el piso superior del carro para pasar una mano que sostiene una sonda de ultrasonido. Se instala una pieza de plástico para un montaje y desmontaje seguros del carro. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig03large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig04.jpg"> Figura 4: Rampa de aluminio. Una rampa de aluminio está unida a la parte delantera o trasera del carro, y se agrega acolchado de goma extraíble para el agarre con pernos y ojales. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig04large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig05.jpg"> Figura 5: Puerta lateral. Las bisagras se crean para las puertas laterales, con pasadores para permitir un tamaño y una restricción más precisos. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig05large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig06.jpg"> Figura 6: Golosinas para sesiones de eco consciente. Las combinaciones de jugo, bebida de reemplazo de comida o yogur combinadas con cereales y comida estándar, galletas y / o barras de frutas se congelan para crear comederos congelados de larga duración. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig06large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig07.jpg"> Figura 7: Un escaneo representativo del modo M obtenido de un animal consciente. Análisis de imagen de muestra para calcular la fracción de eyección del ventrículo izquierdo a partir de imágenes en modo M. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig07large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig08.jpg"> Figura 8: Un escaneo representativo en modo B obtenido de un animal consciente. Análisis de imagen de muestra para calcular la fracción de eyección del ventrículo izquierdo a partir de imágenes en modo B. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig08large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Media ± SD</td>
			<td>LVIDd (cm)</td>
			<td>LVIDs (cm)</td>
			<td>FE (%)</td>
		</tr><tr><td>Eco consciente (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>Eco sedado (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: fracción de eyección; DE: desviación estándar.</td>
		</tr><tr><td colspan="4">N = 4 ecoexploraciones obtenidas de dos animales</td>
		</tr></tbody></table>Tabla 1: Comparación de los parámetros generados a partir de imágenes en modo M registradas en minipigs sedados versus minipigs conscientes confinados en el carro.
<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 (cm2)</td>
			<td>LV-CA (cm2)</td>
			<td>FE (%)</td>
		</tr><tr><td>Eco consciente (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>Eco sedado (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: longitud del eje mayor del ventrículo izquierdo; LV-CA: área de la cámara ventricular izquierda;</td>
		</tr><tr><td colspan="6">EF: fracción de eyección; DE: desviación estándar. N=8 ecoexploraciones obtenidas de 2 animales</td>
		</tr></tbody></table>Tabla 2: Comparación de los parámetros generados a partir de imágenes en modo B registradas en minipigs sedados versus minipigs conscientes confinados en el carro.
Video 1: Un procedimiento simulado de registro de ecocardiograma despierto realizado en una muñeca minipig de tamaño real usando el carrito de ecocardiografía. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/Vedio%201.mov" target="_blank">Haga clic aquí para descargar este video.</a>

Se describe una construcción de carro simple, construida para realizar ecocardiografía de investigación en minicerdos despiertos de pie, junto con consideraciones de construcción, técnicas de entrenamiento e imágenes de ultrasonido representativas.

Registro ecocardiográfico en cerdos miniatura despiertos

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

El protocolo es significativo porque permite la monitorización funcional cardíaca de alta fidelidad en grandes modelos animales para la evaluación preclínica de terapias cardiovasculares. La principal ventaja de la técnica es que hace posible procedimientos como el registro de ecocardiogramas en cerdos despiertos sin usar anestésicos. Demostrando el procedimiento estarán Greg Brown, co-diseñador, Pia Balmaceda, becaria postdoctoral, y Thuy Ha, especialista del Instituto de Investigación y Capacitación Cardiovascular Nora Eccles Harrison.Comience con el carro utilitario de servicio pesado prefabricado de tres estantes con ruedas de bloqueo. Cortó la parte delantera y trasera del carro. Luego, reemplácelos con tuberías de PVC de 1.25 pulgadas y puertas de eslabones de cadena.Refuerce el carro con barras de metal en la parte inferior para mantener la integridad del carro. Haga un agujero en la parte superior del carro lo suficientemente grande como para acomodar una mano que sostiene una sonda de ultrasonido. Coloque una cubierta de plástico ajustada a la abertura.Cree una rampa de metal reforzado para montar y desmontar utilizando material de aluminio. Agregue acolchado de goma extraíble para agarrar con pernos y ojales. Inserte pasadores de 12 pulgadas de largo y 3/8 de pulgada en los mecanismos de bisagras de PVC del lado izquierdo y derecho Rieles laterales de muesca para habilitar la configuración de ancho para las puertas laterales para mejorar la sujeción y evitar que el animal se dé la vuelta.Para entrenar a los cerdos para que coman del comedero, llénelo con golosinas congeladas y prolongue el tiempo de reposo de los cerdos. Use combinaciones de alimentos como jugo, bebida sustitutiva de comidas, yogur con cereales y comida estándar, galletas y barras de frutas. Las comidas normales pueden ser retenidas y alimentadas en el comedero durante el período de ecocardiografía.Antes de comer del artilugio, introdujo a los cerdos a los comederos congelados en el suelo para fomentar el reconocimiento del comedero como un proveedor de golosinas de alto valor. Para entrenar a los cerdos para que acepten ecocardiogramas de pie, comience introduciendo al cerdo en el carro rodeando el carro con golosinas de alto valor durante uno o dos días. Introduzca al cerdo en la rampa colocando golosinas a lo largo de la rampa durante un par de días.Proporcione recompensas adicionales cuando un cerdo suba la rampa. Proporcione los comederos congelados en la puerta principal durante dos o tres días. Permita que el cerdo se pare en el carro sin comprometer sus restricciones laterales o puertas.En un par de días, coloque la sonda de ultrasonido con gel en el cerdo para ayudarlo a acostumbrarse al contacto de la sonda. Para obtener imágenes de ecocardiograma, tome imágenes de los planos de imágenes paraesternales desde los lados del carro hacia las axilas derecha e izquierda. Las imágenes de vista apical, modo B y modo M se pueden obtener sondeando a través del piso del carro hasta la región subxifoidea.Se obtuvieron imágenes de eje corto, vista transversal, modo M a través de los lados del carro para analizar el diámetro interno del ventrículo izquierdo en sístole y diástole y el posterior cálculo del volumen de eyección. La fracción de eyección generada a partir de sesiones de eco sedadas fue menor que a partir de sesiones conscientes. Se utilizaron imágenes paraesternales en modo B de vista de eje largo para calcular los volúmenes de eyección con el método de área/longitud.Las fracciones de eyección tanto en sesiones sedadas como conscientes fueron similares. Una cosa importante a recordar es que el carro debe construirse teniendo en cuenta el tamaño creciente de los animales. La individualización de la mezcla de alimentos puede ayudar a mejorar la aclimatación.El carro puede facilitar otros procedimientos, incluida la sangre extraída de catéteres de venas auditivas implantadas, el registro de electrocardiogramas y otros controles basados en ultrasonido, como el ultrasonido abdominal. Esta técnica brinda a los investigadores la oportunidad de obtener datos fisiológicos clave de alta fidelidad de cerdos despiertos utilizados para estudios de diversas enfermedades humanas.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Medicine

Medicina

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la evaluación del resultado fiable y precisa es la clave para la traducción de las terapias preclínicos en el tratamiento clínico. El presente documento describe la forma de evaluar tres parámetros de resultado primaria clínicamente relevantes de la función cardiaca y daños en un modelo porcino de infarto de miocardio agudo.

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