Name: Évaluation Basé échographie de lartère coronaire de débit et de Flow Reserve coronaire Utilisation de la surcharge de pression modèle chez la souris (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-04-13T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 39 s
Description: Apprenez à surveiller la réserve de flux coronaire chez la souris par échographie Doppler transthoracique. Cette méthode non invasive permet de détecter précocement les dysfonctionnements cardiovasculaires avant l'apparition complète de la maladie.

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Nous remercions Fred Roberts pour son soutien technique exemplaire et apprécions également l’aide de la carotte d’histologie de l’hôpital Beth Israel. Nous remercions le Brigham Women’s Hospital Cardiovascular Physiology Core de nous avoir fourni l’instrumentation et les fonds nécessaires à ce travail. Ce travail a été soutenu en partie par un fonds divers du ministère de la médecine.

NOTE: Toutes les procédures ont été réalisées chez des souris en conformité avec American Veterinary Medical Association (AVMA) directives et approuvés institutionnel de protection des animaux et l&#39;utilisation comités (IACUC) protocoles. 1. Conception de l&#39;étude <ol><li> Utilisez ancienne 8-10 semaines mâle C57BL / 6 (BW ~ 25 g) dans l&#39;étude. </li><li> Aléatoire souris (n = 11) en deux groupes, le groupe d&#39;étude sélectionné pour baguage aortique (n = 8), et le groupe de contrôle (n = 3) à subir opération fictive par thoracotomie. </li><li> Préparer l&#39;animal pour l&#39;imagerie par enlever les poils de la poitrine à l&#39;aide crème dépilatoire qui est de qualité médicale. </li><li> Effectuez une première échographie (section 2) 24 heures avant baguage aortique pour déterminer les paramètres de base au Jour 1, entre une fourchette de 1% et 2,5% d&#39;isoflurane (mélangé avec 100% d&#39;O 2 par ogive) de l&#39;anesthésie induite. </li><li> Choisir un agent anesthésique médicalement approuvé (isoflurane) et surveiller le degré d&#39;anesthésie (2-3% à induCE, et 1,0% pour maintenir). REMARQUE: l&#39;anesthésie adéquate est crucial dans le maintien de rythme cardiaque à des taux physiologiques normaux (environ 500 battements / min). </li><li> Confirmer la profondeur de l&#39;anesthésie par une perte de mouvement de l&#39;animal en réponse à un réflexe pédale retrait. Utilisez paralube vétérinaire onguent sur les yeux pour prévenir la sécheresse sous anesthésie. </li><li> Effectuer la chirurgie au jour 0 20,21. </li><li> Pour cerclage aortique, ligaturer l&#39;aorte en utilisant une suture 7-0 en soie autour d&#39;une aiguille 26 G conique placé sur l&#39;arc. NOTE: Les détails concernant le protocole expérimental, y compris les procédures de baguage aortiques chirurgicales, ont été précédemment décrit 20,21. </li><li> Effectuer échographie post-chirurgie (section 2) lors de la Journée (s) 2, 6 et 13. </li><li> Euthanasier les souris le jour 14 et récolter les cœurs pour l&#39;évaluation histologique. Euthanasier les animaux en utilisant une surdose de pentobarbital suivie de l&#39;élimination d&#39;un organe vital tel que le cœur. Arrêter les cœurs dans diastole et fixer avec du formol. Utilisez la procédure de la récolte de cœur qui a été décrit précédemment 22. </li><li> Fixer tous les tissus cardiaques avec une solution de formaline tamponnée à 10%. Pour trichrome coloration, intégrer tissus dans de la paraffine avant la coupe. Utilisez les détails de coloration trichrome qui ont été bien illustré précédemment 14,23. </li><li> Analyser les données en utilisant un logiciel hors ligne (section 3). </li></ol> 2. Protocole Imaging <ol><li> Images d&#39;axes long et court de l&#39;artère coronaire septale (SCA) (mode B) <ol><li> Utilisation de la sonde MS550D avec une fréquence de 40 MHz centre de connectés au port actif, définir le préréglage pour &quot;imagerie cardiaque&quot; de l&#39;application. </li><li> Avec la position couchée animale sur la plate-forme chauffée, et sous anesthésie contrôlée par cône de nez, positionner la sonde à l&#39;aide du système ferroviaire pour obtenir la vue parasternale long axe (de PSLAX) (figure 1A). Toujours se assurer que l&#39;animal est gardé au chaud sur le platfor préchauffém et la température corporelle est maintenue à des niveaux physiologiques. </li><li> Tournez la sonde (avec encoche pointant caudale) vers la droite de telle sorte que l&#39;angle de la sonde est de 15 ° à la ligne gauche parasternal (grand axe vue) (figure 1B). </li><li> Ajustez l&#39;angle de la sonde en inclinant légèrement le long de l&#39;axe y de la sonde pour obtenir une vue longitudinale sur toute la longueur de la SCA dans le centre de l&#39;écran (figure 1B). </li><li> Une fois les sites appropriés (valve aortique et l&#39;artère pulmonaire) sont considérés, magasin ciné l&#39;image en utilisant le taux de rafraîchissement le plus élevé possible. </li><li> En utilisant le &quot;xy&quot; axes micro-manipulateurs (figure 1D), ajuster la position de la sonde pour obtenir l&#39;image la plus claire de la SCA. </li><li> Tournez la sonde 90 ° (avec encoche pointant caudale) dans le sens horaire de sorte que fin crantée de la sonde se trouve à gauche de la ligne médiane (axe court) (figure 1C). </li></ol></li><li> Images de l&#39;axe longues et courtes de SCA (Color-Doppler Mode) <ol><li> Une fois une image de mode B est capturé ou stocké cine, cliquez sur la touche Doppler couleur sur le clavier pour activer la couleur Doppler fenêtre acoustique (figure 2). REMARQUE: Cela permet d&#39;isoler l&#39;artère coronaire (flèche blanche indique SCA) soit à la longue (figure 2A) ou à l&#39;axe court (figure 2C). La couleur rouge est vu en temps réel et est indicative de la direction d&#39;écoulement (éloignement de la valve aortique). </li><li> Assurez-vous que la profondeur de mise au point (indiqué par une flèche jaune sur la droite de l&#39;écran d&#39;image), se trouve au centre de l&#39;artère coronaire. </li><li> Assurez-vous que les données sont enregistrées, en utilisant la clé ciné-magasin, à la fréquence d&#39;image le plus élevé possible (&gt; 100 images / s). </li></ol></li><li> PW imagerie Doppler du SCA (pulsé-Wave ou en mode PW) <ol><li> En mode Doppler couleur, cliquez sur la clé PW pour faire apparaître une ligne jaune-indicateur sur l&#39;artère coronaire (figure 2, en rouge). </li><li> Placer le jaunePW ligne au milieu de l&#39;artère coronaire en vue, à un angle qui est parallèle à la directivité de l&#39;écoulement. Notez que les mesures de vitesse sont fortement dépendantes de l&#39;angle d&#39;acquisition d&#39;image. </li><li> Ajustez l&#39;angle de flux (touche d&#39;angle PW) et le volume de l&#39;échantillon (touche SV) tel que la clé d&#39;angle PW est de 60 ° ou moins et le volume de l&#39;échantillon capture circuler dans le centre de la SCA. </li><li> Utilisation magasin ciné pour capturer les formes d&#39;onde qui indiquent la vitesse de l&#39;écoulement coronaire au pic de systole (S) et la diastole (D) (figures 3A et 3B), en utilisant 1% et 2,5% d&#39;isoflurane. </li></ol></li></ol> 3. Calcul et analyse des données <ol><li> Sélectionnez le temps de vitesse intégrante outil (VTI) pour obtenir le pic systolique et diastolique vitesses des images présentées sur les figures 3A et 3B. </li><li> Calculer l&#39;indice de la réserve coronaire (CFR) comme le rapport de hyperémique (2,5% d&#39;isoflurane) crête diastolique ffaible vitesse de ligne de base (1% d&#39;isoflurane) de la vitesse d&#39;écoulement diastolique maximale. </li><li> Calculer le rapport S / D que la vitesse de pointe de vitesse de débit coronaire systolique / diastolique pic coronarienne flux. Déterminer le rapport au départ (1% d&#39;isoflurane) et au hyperémie (2,5% d&#39;isoflurane). </li><li> Pour les paramètres de la fonction cardiaque standard tels que FS, FAC, LVM, reportez-vous aux manuels du fabricant pour effectuer l&#39;analyse des données en utilisant un logiciel propriétaire ou reportez-vous au document JoVE de Cheng 2. </li></ol>

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</ol>

Les auteurs ne rapportent aucune divulgation.

Dans cette étude sur la base d&#39;ultrasons, l&#39;évaluation non invasive de l&#39;écoulement coronaire a été réalisée de façon reproductible en temps réel, au fil des jours, chez des souris expérimentales en direct; En outre, le protocole a démontré le potentiel de détecter un dysfonctionnement de l&#39;artère coronaire qui était présent à un stade précoce et a été associée à une carence en perfusion myocardique. Cette méthode pourrait finalement être exploité comme outil clinique pour la stratification du risque car...

Clinique sténose aortique (AS) est bien connu pour favoriser une augmentation progressive du ventricule gauche (VG) postcharge. Pour compenser cette augmentation chronique charge hémodynamique, l&#39;hypertrophie ventriculaire gauche (HVG) se ensuit comme une réponse adaptative de 1,2. Le développement de LVH est souvent associée à des anomalies de la microcirculation coronaire. On pense que la dysfonction microvasculaire contribue à l&#39;ischémie chronique chez ces patients 5. En plus de débit coronaire 3,4, réserve coronaire (CFR) représente changement fonctionnel des artères coronaires 1,3 et est défini comme le rapport entre la vitesse d&#39;écoulement maximale dans hyperémie à la vitesse d&#39;écoulement de base ou de débit reposant 4,6,7 de vitesse. CFR est diminuée pendant le remodelage du VG 1-3,5-9 et est utilisé comme un indice de l&#39;ampleur de la gravité du dysfonctionnement fonctionnel coronaire 1,10,17. Il est connu pour être altérée dans de nombreuses formes de cardiomyopathie dilatée 10 s et aussi coronairestenosis 6. CFR est aussi un marqueur pronostique pour mauvais résultats cliniques 12. Le remodelage du VG dans le cadre d&#39;un dysfonctionnement cardiaque tel que l&#39;ischémie ou l&#39;hypertrophie ventriculaire gauche est également accompagnée d&#39;une fibrose extensive, les variations de la microcirculation coronaire et l&#39;épaississement des artères coronaires 1,2. En raison de ces changements dans la physiologie coronaire, il est probable remodelage des artères coronaires. Cela contribue à atténuer les effets de la faible diffusion de l&#39;oxygène et LV dysfonction diastolique qui pourrait résulter dans la susceptibilité à l&#39;ischémie myocardique 1,2,13. Les souris génétiquement modifiées sont désormais un outil expérimental très répandue pour mimer les conditions de maladies humaines telles que l&#39;athérosclérose coronarienne 5,7,10,12,17. En particulier, le modèle de surcharge de pression chez la souris a été largement étudiée 14,17. Le modèle de constriction trans-aortique (TAC) a été montré pour être associée à une fibrose extensive, et coronary sténose résulte, en partie, à partir de l&#39;épaississement médian des artères coronaires et avec accompagnement des changements dans les profils de débit coronaire 1,11,17,19 semblables à ce qui est considéré dans le cadre de l&#39;hypertrophie ventriculaire gauche chez les humains. Bien qu&#39;il soit connu que la surcharge de pression prolongée conduit à une insuffisance cardiaque décompensée dans environ 4-8 semaines, les effets sur la dynamique des flux coronaire et la réserve de débit dans ces modèles, tôt dans le processus de progression de la maladie, et à différents stades après le baguage, sont encore être clairement délimitée. De nombreuses souches de souris sont actuellement disponibles pour l&#39;utilisation de la recherche, y compris bien caractérisé LDLR - / - ou ApoE - / - souris 10-12, et ceux-ci ont incité le développement de techniques sensibles pour évaluer la fonction cardiovasculaire et la morphologie chez les souris vivant 11-15. Ces techniques comprennent l&#39;IRM, PET, CT contraste, des ultrasons à haute fréquence et la tomographie par faisceau d&#39;électrons 2,9,17,19, qui offrent tous des alternatives prometteuses à invasiveméthodes telles que cathétérismes cardiaques et coronarographie 12. Cependant, chez les souris avec de très petite taille des artères coronaires et le rythme cardiaque élevé (HR), l&#39;imagerie de la circulation coronarienne constitue encore un défi technique pour de nombreuses techniques actuellement disponibles 4,12. Fait intéressant, il ya eu une augmentation exponentielle des progrès techniques dans le domaine de l&#39;échocardiographie Doppler transthoracique (TTDE), y compris le développement de la haute fréquence de balayage de réseau têtes avec des fréquences centrales de 15 à 50 MHz permettant résolutions axiales d&#39;environ 30 à 100 um, à des profondeurs de 8-40 mm, et des cadences de plus de 400 cadres-capturés / sec. À son tour, techniques basées TTDE-ont émergé comme un outil potentiellement puissant pour l&#39;imagerie de grands navires 2 ou même plus petits comme les artères coronaires 5,12. Une autre avancée critique qui a permis aux enquêteurs de mener des études d&#39;imagerie diagnostique du système vasculaire dans un petitnimals est l&#39;utilisation soigneusement contrôlée des anesthésiques qui maintiennent la rythme cardiaque et respiratoire des animaux lors de l&#39;imagerie 11. L&#39;entretien de l&#39;anesthésie contrôlée est particulièrement important pour les études liées à la vasodilatation chez la souris, et l&#39;effet de l&#39;anesthésie doit également être explorées plus avant dans ce contexte 10,11. Chez l&#39;homme, d&#39;autre part, les mesures de CFR TTDE dérivés sont devenus un outil plus couramment utilisée pour l&#39;évaluation des artères coronaires sténosées épicardiques et non obstrué, principalement dans descendante antérieure gauche (LAD) de l&#39;artère coronaire 5,16. Cependant, le rôle pronostique du CFR et les changements de débit coronaire chez les patients asymptomatiques ou souris avec fonction systolique préservée LV au repos a été beaucoup moins exploré 16. Par conséquent, le but de l&#39;étude était d&#39;abord établir un protocole clair, étape par étape, pour évaluer les changements dans le débit coronarien utilisant TTDE dans un modèle de souris de surcharge de pression; secondes, cette étude a examiné le signe pronostiqueificance du CFR et les changements de débit coronaire en réponse à la pression de surcharge de stress chez ces souris. Nous émettons l&#39;hypothèse que l&#39;évaluation du CFR et de débit coronaire à base TTDE peut être utile dans la détection précoce de la dysfonction coronarienne qui peut précéder une dysfonction ventriculaire gauche.

<table><tbody><tr><td>Crème dépilatoire</td><td>Miltex, Inc.</td><td>Surgi-Prep</td><td>Appliquer 24 heures avant l’imagerie</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Baxter International Inc.</td><td>NDC 10019-773-40</td><td>2 à 3 % pour l’induction et 1 à 1,5 % pour l’entretien ; les battements cardiaques seront maintenus à plus de 500 battements par minute</td></tr><tr><td>Échographie à haute fréquence</td><td>FUJIFILM VisualSonics, Inc.</td>Transducteur mécanique haute fréquence <td>Vevo 2100</td><td></td></tr><tr><td></td><td>FUJIFILM VisualSonics, Inc.</td><td>MS250, MS550D, MS400</td><td></td></tr></tbody></table>

Évaluation basé échographie de l&#39;artère coronaire de débit et de flow reserve coronaire utilisation de la surcharge de pression modèle chez la souris

Ultrasound Based Assessment of Coronary Artery Flow and Coronary Flow Reserve Using the Pressure Overload Model in Mice

L’échocardiographie Doppler transthoracique (TTDE) est un outil non invasif cliniquement utile pour étudier la vitesse du flux des artères coronaires et la réserve de débit coronaire (CFR) chez l’homme. La réduction de la létalité s’accompagne d’une fibrose intramyocardique et péricoronarienne marquée et est utilisée comme indication de la gravité du dysfonctionnement. Cette étude explore, étape par étape, les changements en temps réel mesurés dans la vitesse de flux coronaire, le CFR et le rapport de vitesse de crête systolique à diastolique (S/D) dans le cadre d’un modèle de bande aortique chez la souris. En utilisant une technique d’imagerie transthoracique Doppler qui fournit des données reproductibles et fiables, la méthode évalue les changements de flux dans l’artère coronaire septale (ACS), pendant une période de plus de deux semaines chez des souris qui avaient précédemment subi une bande aortique ou une thoracotomie. 
Au cours de l’imagerie, l’hyperémie chez toutes les souris a été induite par l’isoflurane, un anesthésique qui augmentait la vitesse du flux coronarien par rapport au flux au repos. Toutes les images ont été acquises par un seul imageur. Deux rapports, (1) le CFR, le rapport entre les vitesses d’écoulement hyperémique et de base, et (2) le débit systolique (S) à diastolique (D) ont été déterminés, à l’aide d’un logiciel propriétaire et par deux observateurs indépendants. Il est important de noter que les changements observés dans le flux coronaire ont précédé le dysfonctionnement du VG, comme en témoigne la masse normale du VG et le raccourcissement fractionnel (FS). 
La méthode a été comparée à l’étalon-or actuel de l’évaluation coronarienne, l’histopathologie. Cette dernière technique a montré des changements pathologiques clairs dans l’artère coronaire sous la forme d’une fibrose péri-coronaire qui étaient corrélés aux changements de flux évalués par échocardiographie. 
L’étude souligne l’intérêt d’utiliser une technique non invasive pour surveiller la circulation coronaire dans le cœur des souris. La méthode minimise l’utilisation redondante d’animaux de recherche et démontre que les indices avancés basés sur les ultrasons, tels que les rapports CFR et S/D, peuvent servir d’outils de diagnostic viables dans une variété de protocoles expérimentaux, y compris les études de médicaments et l’étude de souches génétiquement modifiées.

Parmi les 11 souris qui ont été étudiés (bagués, n = 8 et faux, n = 3), les images adéquates et reproductibles ont été obtenus par un seul observateur à plusieurs points dans le temps: au départ (D-1), D2, D6 et D13 . En outre, la vitesse d&#39;écoulement au niveau du site a été mesurée comme constrictive 2225 ± 110,9 mm / s, par rapport à 277,5 ± 10,51 mm chez les souris sham le jour / s après la chirurgie (p &lt;0,05). L&#39;augmentation de la vitesse est la vérification de la mise en place réussie du modèle de surcha...

La réserve de débit coronaire (CFR) est utile pour l’évaluation de la demande myocardique en oxygène et l’évaluation du risque cardiovasculaire. Cette étude établit une méthode d’échocardiographie Doppler transthoracique (TTDE) étape par étape pour le suivi longitudinal des changements de CFR, tels que mesurés à partir de l’artère coronaire chez la souris, sous la surcharge de pression expérimentale de l’anneau aortique.

Évaluation Basé échographie de l&#39;artère coronaire de débit et de Flow Reserve coronaire Utilisation de la surcharge de pression modèle chez la souris

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow ...

L'objectif général de cette procédure est de surveiller de manière non invasive et longitudinale les fluctuations des dynamiques du flux coronaire qui surviennent en réponse à des variations du débit artériel coronaire. Cette surveillance est réalisée en capturant d'abord des images en axes long et court de l'artère coronaire septale, ou SCA, chez des souris adultes mâles soumises à un ligature aortique. Des images Doppler couleur de la SCA sont ensuite obtenues avant et après l'application d'une onde de pression afin d'acquérir les vitesses de flux de base et maximales.En fin de compte, les vitesses du flux coronaire systolique à diastolique sont comparées en situation d'hyperhémie et au moment de la mesure de base afin de déterminer la réserve de flux coronaire. Les implications de cette technique s'étendent aux diagnostics basés sur l'imagerie, car la détection en temps réel, qui utilise une imagerie haute résolution, permet de détecter des changements minimes mais significatifs du flux coronaire avant l'apparition complète de la maladie. Cette méthode peut fournir des informations sur la dynamique de croissance coronaire chez les souris.Il peut également être appliqué à d'autre

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Haute fréquence Doppler est une nouvelle technologie permettant d'évaluer la fonction myocardique régionale. Ce travail présente la première preuve démontrant l'applicabilité de cette plate-forme d'imagerie polyvalent pour la mesure répétée de la déformation du myocarde, régurgitation dp / dt, et mitrale dans les lésions d'ischémie-reperfusion (IR) coeur murin.

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&#39;ischémie-reperfusion murin

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Mesure dynamique et imagerie des capillaires, artérioles et péricytes dans le cœur de souris

Le présent protocole décrit l’évaluation échocardiographique de la morphologie, de la fonction et du débit sanguin coronaire du ventriculaire gauche chez des souris nouveau-nées âgées de 7 jours.

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Le présent protocole décrit une vue parasternale longitudinale modifiée pour une localisation rapide et précise de l’artère descendante antérieure gauche. Cette approche se veut plus simple et plus conviviale tout en facilitant l’examen des changements dynamiques de la réserve de débit coronaire suite à une ischémie-reperfusion myocardique chez la souris.

Évaluations dynamiques de la réserve de débit coronaire après une reperfusion d’ischémie myocardique chez la souris

Un modèle murin d'ischémie myocardique et le préconditionnement ischémique est un des mécanismes importants d'étude outil...

L&#39;utilisation d&#39;un système de poids suspendu pour une artère coronaire chez la souris

De nombreuses manipulations génétiques et / ou injections intra-myocardique de gènes, de protéines, de cellules et / ou biomatériaux sont superposées la dimension du temps dans des études de l'ischémie aiguë / reperfusion et le remodelage chronique chez la souris. Cette vidéo illustre les procédures de microchirurgie de l'ischémie / reperfusion, la ligature des artères coronaires permanente, et les études d'injection intramyocardique.

Ligature de l&#39;artère coronaire et injection intramyocardique dans un modèle murin d&#39;infarctus

Apprenez à surveiller la réserve de flux coronaire chez la souris par échographie Doppler transthoracique. Cette méthode non invasive permet de détecter précocement les dysfonctionnements cardiovasculaires avant l'apparition complète de la maladie.

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Évaluation Basé échographie de l'artère coronaire de débit et de Flow Reserve coronaire Utilisation de la surcharge de pression modèle chez la souris

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