Haute-fréquence de haute résolution échocardiographie: première preuve de non-invasive mesure répétée de la souche du myocarde, la contractilité, et la régurgitation mitrale au coeur d'ischémie-reperfusion murin

Ce vidéo montre une procédure permettant d'effectuer une échocardiographie à haute fréquence et haute résolution chez un cœur soumis à une ischémie. Une ischémie avec reperfusion est induite chirurgicalement par occlusion de l'artère interventriculaire antérieure d'une souris anesthésiée. Après la période de récupération, la souris est placée sur une plateforme chauffée couplée à l'anesthésie et à l'ECG.

Des vidéos sont acquises en mode B pour obtenir une analyse de la déformation selon l'axe long, un mode d'imagerie de la déformation fonctionnelle cardiaque et de la synchronicité, ainsi qu'un mode Doppler couleur pour le profil de vitesse. Ces vidéos sont ensuite traitées pour obtenir des courbes de déformation, une évaluation de la synchronicité fondée sur la déformation, et pour déterminer la vitesse de variation de la pression ventriculaire gauche. Bonjour, je suis le Dr Chandon Sen de l'Institut de recherche sur le cœur et les poumons Davis et du Département de chirurgie du centre médical de l'Université d'État de l'Ohio.

L'échocardiographie haute fréquence et haute résolution est un outil nouveau et puissant permettant d'obtenir des données cliniquement pertinentes par des mesures répétées sur le même animal. Aujourd'hui, nous allons vous montrer comment utiliser cette technique pour mesurer la contractibilité par déformation myocardique, ainsi que le degré de régurgitation mitrale dans le cœur de souris perfusé après ischémie. Tout d'abord, Jason Driggs de mon laboratoire va démontrer les procédures chirurgicales nécessaires à l'induction de l'ischémie et à la perfusion du cœur de souris.

Ensuite, le Dr Surya Al, chercheur postdoctoral en génie biomédical dans mon laboratoire, démontrera les procédures d'imagerie. Enfin, le Dr Thomas Ryan, directeur du centre cardiaque du centre médical de l'Université d'État de l'Ohio, ainsi qu'expert clinicien en échocardiographie, prononcera les remarques de conclusion.

Commençons. Commencez cette procédure en plaçant une souris mâle C57BL/6 âgée de huit semaines et anesthésiée sur une table chirurgicale chauffée. La température corporelle de l'animal doit être surveillée à l'aide d'une sonde thermique rectale et maintenue à 36,7 ± 0,5 °C tout au long de l'intervention chirurgicale.

Désinfectez la peau avec un désinfectant, puis avec de l'alcool, en répétant chaque étape trois fois. Procédez à l'intubation en réalisant une incision médiane de 0,7 centimètre au-dessus de la trachée. Visualisez la trachée en disséquant de manière contondante les glandes voisines. Puis, faites passer un cathéter de calibre 20 par la bouche comme tube endotrachéal. À l’aide de l’extrémité du cathéter, ventilez les souris avec 0,5 % d’isoflurane.

Pour maintenir l'anesthésie, fermer la peau au niveau du cou avec un fil 5/0. Mettre en place un ECG à trois dérivations en insérant des aiguilles sous-cutanées afin de surveiller l'électrophysiologie cardiaque tout au long de l'intervention chirurgicale. Les modifications de l'électrophysiologie cardiaque doivent être enregistrées.

À l'aide du logiciel PC Power Lab. Tournez l'animal pour exposer le côté gauche. Effectuez une incision le long du plan transversal.

Ensuite, disséquez franchement à travers les quatrième et cinquième espaces intercostaux. Maintenez la cage thoracique ouverte à l’aide d’écarteurs costaux en cuivre tout en coupant le péricarde. Puis, rétractez le poumon gauche afin d’accéder au péricarde situé entre l’artère pulmonaire et les oreillettes gauches.

Le long de la paroi septale se trouve l'artère interventriculaire antérieure au-delà de 7,0. Placer des sutures en proline en dessous, puis positionner un gros tube en PE-10 par-dessus et fixer le tube en place par un nœud.

Laisser le tube pendant 60 minutes pour induire l'ischémie. Après 60 minutes, couper les extrémités du fil de suture en boucle pour réperfusionner le cœur. Fermer la cavité thoracique à l’aide d’un fil de suture en proline 7-0.

Fermer la peau autour de la région thoracique à l’aide de cinq sutures en proline 5-0. Retirer la source de gaz du ventilateur et laisser le rongeur respirer l’air ambiant. Une fois la respiration spontanée rétablie et la réponse de l’animal à une pincée des orteils observée, le replacer dans une cage propre située dans un incubateur à 37 degrés Celsius.

Retirer le tube trachéal lorsque l'animal est presque conscient et qu'aucun problème n'est apparent chez l'animal. Une fois que l'animal s'est rétabli, il peut être retourné au vivarium jusqu'à ce qu'il soit soumis à l'imagerie. Les protocoles d'imagerie décrits ici doivent être réalisés à la fois avant trois jours et sept jours suivant l'induction de la reperfusion ischémique.

Pour évaluer les modifications de la fonction cardiaque et les anomalies du mouvement parietal, commencez la procédure d'imagerie en positionnant la souris anesthésiée à l'isoflurane en position prona sous la sonde d'un système d'imagerie vivo 2100. Placez un cône nasal pour assurer un apport continu d'air contenant 1,5 % d'isoflurane, appliquez un gel conducteur sur la souris. Démarrez le vivo 2100 et initialisez le transducteur MS 400.

Utilisez la molette du panneau de commande du vivo 2100 pour sélectionner cardiologie et acquérir une image standard en mode M. Placez la sonde sur la souris, puis cliquez sur ctor pour commencer l'acquisition de la vidéo. Pour effectuer les mesures, cliquez sur mesure et tracez au moins trois cycles cardiaques sur les bords supérieur et inférieur de la cavité du VG.

Les paramètres suivants apparaîtront à l'écran : dimensions pariétales, volumes en systole et en diastole, volume d'éjection, fractions d'éjection ou EF, raccourcissement fractionnel ou FS, débit cardiaque ou DC, diamètres internes. En systole et en diastole, les paramètres apparaissent automatiquement à l'écran une fois le tracé terminé. Après avoir terminé l'imagerie en mode M, placez la souris en position parasternale et cliquez sur le mode B.

Pour effectuer l'imagerie de déformation, cliquez sur « sinister ». Ensuite, à l'aide de la sonde, acquérez des séries d'images en mode B selon les axes court et long. Pour analyser les séries d'images, sélectionnez la séquence en mode B puis cliquez sur l'icône de déformation in vivo afin d'utiliser l'algorithme de suivi de taches.

Une nouvelle fenêtre apparaîtra avec le film en mode B à gauche et le bouton de démarrage de l'analyse à droite. Tracer les limites épi- et endocardiques. Cliquer sur l'icône de démarrage de l'analyse pour ouvrir une autre fenêtre.

Ensuite, sélectionnez la vitesse, le déplacement, la déformation et le taux de déformation. Choisissez un point d'intérêt ici. Le site de la lésion est sélectionné et le logiciel trace les courbes correspondant au point de lésion pour tous les paramètres sélectionnés.

Cliquez maintenant avec le bouton droit de la souris pour copier les graphiques ou exporter les données. Pour l'analyse de la synchronicité myocardique, rendez-vous à droite de la nouvelle fenêtre et cliquez sur l'icône d'analyse du temps pour atteindre le pic. Une fenêtre apparaîtra alors, affichant la page de synchronicité segmentaire du VG ainsi que les options de sélection de la vitesse radiale et longitudinale, du déplacement, de la déformation et du taux de déformation.

Sélectionnez le bouton de déformation, puis enregistrez les données. Répétez ce processus pour la déformation par déplacement et la vitesse de déformation. Maintenez l'animal en position parasternale pour effectuer les mesures de flux Doppler.

Commencez à utiliser le trackball pour placer le volume d'échantillon dans la valve mitrale, le flux aortique et le jet mitral. Cliquez sur DP pour obtenir le profil d'écoulement. Une nouvelle fenêtre apparaîtra avec la vidéo affichée en haut et les profils de vitesse en bas ; cliquez sur stockage d'image.

Pour obtenir une image fixe, procédez à l'acquisition des profils de vitesse du flux régurgitant en Doppler énergie de la valve mitrale, du jet régurgitant et du jet aortique de la même manière en plaçant le volume d'échantillonnage à l'endroit souhaité, en cliquant sur PW, puis en enregistrant l'image. Pour acquérir le flux Doppler couleur, rendez-vous sur le panneau de commande et cliquez sur color. Ensuite, à l'aide de l'image du flux sanguin codée en couleurs, déterminez le rayon de l'orifice en cliquant sur measure et en sélectionnant l'icône de longueur fournie dans le menu. Ensuite, sélectionnez MV flow dans le menu déroulant.

Ensuite, placez le curseur sur les points initial et final de la pente la plus forte du profil de vitesse. Cliquez sur le bouton gauche de la souris pour afficher la vitesse aux points respectifs à partir de ces vitesses. Utilisez une relation RNLI modifiée pour déterminer la chute de pression DP sur DT en millimètres de mercure.

Ensuite, soustrayez le flux sanguin sortant de l'aorte du flux entrant au niveau de la valve mitrale en termes de volumes sanguins afin de déterminer le volume régurgitant, un indicateur de la gravité de la régurgitation. Une fois toutes les images acquises, retirez le cône nasal et replacez la souris dans sa cage lorsque l'animal s'est réveillé. Transférez-la au vivarium ici.

Des résultats représentatifs des mesures de la déformation radiale et circonférentielle du myocarde, de la synchronicité, du flux coloré et du flux Doppler sont présentés. Ce film montre les mesures de déformation du myocarde réalisées trois jours après l'ischémie. La reperfusion montre une contraction limitée au niveau de la longueur de la lésion et les flèches des vecteurs observées étaient anormales au site de la lésion, indiquant un myocarde déformé.

Les graphiques colorés représentent les données de déformation correspondant aux points colorés dans la vidéo. Cette image montre la synchronicité tissulaire sectorielle basée sur la déformation radiale. Remarquez qu'un temps de synchronisation supérieur à 20 à 30 millisecondes est considéré comme asynchrone.

Ces images prises trois jours après l'IR montrent la mesure du diamètre de la valve mitrale et démontrent le jet mitral ou la surface de la valve. Ici, la technique de mesure des paramètres fonctionnels chez la souris avant l'IR est utilisée, en traçant la limite du myocarde à l'aide d'un logiciel, ce qui permet d'évaluer les modifications des paramètres entre avant et après l'IR. La ligne verticale rouge correspond à la diastole, la ligne verticale verte à la systole.

Ce film illustre le flux Doppler couleur avec régurgitation mitrale. Au troisième jour post IR, cette visualisation du flux sanguin dans l'oreillette gauche, la valve mitrale, le ventricule gauche, l'aorte et l'oreillette droite est utilisée successivement pour déterminer la surface de l'orifice du jet mitral. Comme mentionné précédemment, il s'agit du premier rapport démontrant le potentiel de l'échographie à haute fréquence pour l'étude de l'ischémie-reperfusion dans le modèle murin.

Il s'agit de la première fois que des paramètres quantitatifs sophistiqués tels que la déformation, la synchronicité et le reflux mitral sont démontrés dans ce modèle. En tant que personne impliquée depuis près de 30 ans dans le domaine de l'échocardiographie et qui travaille régulièrement avec des patients atteints de maladie coronarienne, je peux affirmer que ces résultats sont cliniquement pertinents et que cette méthodologie revêt une importance pour l'étude de l'ischémie et de la reperfusion. Lors de la réalisation de ces procédures, il est essentiel de garder à l'esprit les éléments suivants : le statut et la dose sont cruciaux, une dose minimale est recommandée, l'acquisition de la vue para- sternale long axe nécessite de l'expérience, la mesure de la vitesse maximale du reflux doit être effectuée avec soin afin de minimiser les erreurs.

Voilà, c'est tout. Merci d'avoir regardé et bonne chance avec vos expériences.