ההדמיה אולטרה סאונד לאבחון הוכיחה להיות יעיל באבחון מחלות בדרכי הנשימה שונות בבני אדם ובעלי חיים. אנו מדגימים פרוטוקול אולטרסאונד מקיף מנוצל על ידי המעבדה של ד"ר זואו לנתח קינטיקה סרעפת במיוחד במודלים של עכבר. זו גם טכניקת מחקר לא פולשנית שיכול לספק מידע כמוני על תפקוד שרירים בדרכי הנשימה בעכבר.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
אולטראסאונד הדמיה לאבחון של תפקוד העכבר דיאפרגמה
במאמר זה
סיכום
תקציר
ניתוח תפקוד של שרירי שלד בדרכי הנשימה של מכרסמים, ובעיקר הסרעפת, מבוצע בדרך כלל על ידי בידוד רצועות שריר באמצעות ניתוחים פולשניים. למרות שזו שיטה יעילה להערכה בפעילות סרעפת מבחנה, זה כרוך בניתוח שאינו הישרדות. היישום של ההדמיה אולטרה סאונד לא פולשני כמו הליך in vivo מועיל שכן הוא לא רק מפחית את מספר בעלי החיים הקריב, אבל מתאים גם לניטור התקדמות מחלה בעכברים חיים. לפיכך, שיטת ההדמיה אולטרסאונד עשויה עשויה לסייע בפיתוח של טיפולים חדשניים שיקלו פגיעה בשרירים הנגרמים על ידי מחלות נשימה שונות. במיוחד, באבחנות קליניות של מחלות ריאה חסימתית, יש הדמיה אולטרסאונד הפוטנציאל לשמש בשילוב עם בדיקות סטנדרטיות אחרות כדי לזהות את ההתחלה המוקדמת של עייפות שריר סרעפת. בפרוטוקול הנוכחי, אנו מתארים כיצד להעריך contracti סרעפת במדויקlity במודל של עכברים תוך שימוש בטכניקת הדמיה אולטרה סאונד לאבחון.
מבוא
לאחרונה, טכניקות הדמיה אולטרסאונד לאבחון יושמו מודלים עכבר של יתר לחץ דם renovascular ו1,2 סרטן לבלב. עם זאת, טכניקות אלה לא היו בשימוש נרחב בassay תפקוד שרירים נשימה המכרסם. לכן, פיתחנו שיטת הדמיה אולטרסאונד לאבחון ככלי רב ערך עבור in vivo הערכות אורך של ניידות סרעפת בעכברים.
ישנם מספר יתרונות להדמית אולטרה סאונד לאבחון. לדוגמא, זה לא פולשנית, בטוח, נייד, ומאפשר מדידה בזמן אמת בעלות נמוכה יחסית 3. במיוחד, מכשירי אולטרסאונד בתדר נמוך מסוימים הצליחו לזהות לכידת אוויר, מאפיין קליני של מחלת ריאות חסימתית כרונית (COPD) עם קל עד הגבלת זרימת אוויר חמורה 4. לפיכך, הדמיה אולטרסאונד אבחון עשויה לשמש ככלי סינון נגישים ושחזור לניטור בזמן אמת של הפרעות בדרכי הנשימה.
טכניקות הדמיה אולטרסאונד לאבחון לעתים קרובות חלות על בעלי חיים גדולים יותר או בבני אדם. עם זאת, היו מספר מצומצם של מחקרי ההדמיה אולטרסאונד במודלים של עכברים, שהוא ככל הנראה בשל האתגרים של ביצוע אולטרסאונד בנושאים בקנה מידה קטנה. הפרוטוקול הנוכחי מתאר הליך חדשני למדידת תפקוד סרעפת בעכבר. בנוסף, למרות שהיו כמה מחקרים במכרסמים על תפקוד סרעפת, רוב התוצאות היו שנוצרו על ידי בידוד רצועות שריר ישירות מבעלי החיים מומתים 5-7. לעומת זאת, השימוש בשיטת הדמיה אולטרסאונד לאבחון in vivo לניתוח פעילות סרעפת הייתי להקטין את מספרם של בעלי החיים מוקרבים לניסויים. יתר על כן, טיפולים לטווח ארוך מתמקדים בשיפור התכווצות סרעפת ניתן להעריך בצורה מדויקת באמצעות אולטרסאונד במודלים של מכרסמים מבלי להקריב בעלי חיים.
ntent "> במעבדה שלנו, פיתחנו שיטה יעילה להמחשה, כמו גם ניתוח פעילות סרעפת עכבר באמצעות מכשיר אולטרסאונד, אשר מסייע להבנה של תפקוד סרעפת in vivo, נמנע משיטות פולשניות לבעלי חיים, ומסייע בפיתוח טיפולי טיפולים לבעיות בתפקוד נשימה.הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
כל ההליכים כרוכים בנושאי בעלי חיים אושרו והושלמו בהתאם ועמידה בועדת הטיפול בבעלי חיים ושימוש המוסדית אוניברסיטת אוהיו תקנות (IACUC) והנחיות.
1. עכבר הרדמה
- הגדרת שולחן הליך נקי עם כרית בידוד תרמית מחוממת העטופה במגבת כירורגית. כרית החימום יש לשמור בין 30 מעלות צלזיוס ו34 ° C כדי לייצב את טמפרטורת הליבה של בעל החיים תוך הפחתת לחץ פוטנציאלי לבעלי החיים.
- מניחים את העכבר בתא אינדוקציה הרדמה עם הפרמטרים הבאים: להגדיר את זרימת חמצן לשיעור 1.5 ליטר / דקה ומאדה isoflurane מוגדר .3.5%. הרגעה מלאה אמורה להתרחש בתוך 1-2 דקות. אם תא אינדוקציה אינו זמין, צנצנת פעמון ניתן להשתמש עם רשת תיל ממוקמת בחלק התחתון כדי להימנע ממגע ישיר עם בעלי החיים isoflurane.
- מייד להסיר את העכבר מתא האינדוקציה פעם זההוא הרדים לחלוטין (מושגת כאשר העכבר מאבד את התפקוד מוטורי מרצון). החל האף חרוט לבעלי החיים לצורך התחזוקה של הרדמה. קצב זרימת החמצן צריך להיות מופחת בכ 0.5 ליטר / דקה ומאדה isoflurane צריך להיות מוגדר בטווח של 1.5-2.5%.
- למרוח כמות קטנה של משחה עיניים ישירות לקרניות להפחית יובש בעיניים 8. בנוסף, במהלך הרדמה, העכבר צריך לשמור על עדר רפלקס נסיגת דוושה, הריריות צריכה להישאר בצבע ורוד, והנשימה אמורה להופיע יציבה.
2. הכנה לאבחון אולטראסאונד הדמיה הנוהל
- לרסן את כל רגל של העכבר על שולחן ההליך המחומם עם דבק נשלף, כגון קלטת כירורגית.
- שימוש במכונת גילוח חשמלי, להסיר את השיער על פני גוף הגחון בין דרך הבטן וחצי עד חלל בית החזה. החל קרם להסרת שיער לעוד יותר מחדשלהזיז את השיער שנותר כי הוא לא נחתך על ידי סכין הגילוח. נגב את השמנת עם תחבושת לחה לאחר 2-3 דקות.
- להסיר את השיער העודף באמצעות תחבושת לחלח מים ולנקות את האזור המגולח עם אלכוהול 70% או שווה ערך אנטיספטי. הבדיקה אולטרסאונד תחול על תחום זה כדי להמחיש תפקוד סרעפת. משכך כאבים אקטואליים עשויים להיות מסופקים לבעלי חיים חווים גירוי בעור קטין עקב הסרת שיער.
3. אבחון אולטראסאונד הדמיה פרוטוקול
- הפעל את מכשיר אולטרסאונד ולהתאים את תפוקת החשמל (במידת צורך) על ידי מנגנון אחוז כדי לקבל רזולוציה אופטימלית.
- הגדר את מכשיר אולטרסאונד לאו B (בהירות) במצב, M (תנועה) במצב, או שניהם לפני ההדמיה, המאפשר להדמיה תקינה של התכווצות סרעפת עכבר.
- למרוח כמות קטנה של ג'ל אולטרסאונד על הבטן העליונה של העכבר ולעסות את הג'ל אל חלל בית החזה.
- הנח את אולטרהנשמע מתמר באזור זה ואת זוויתו כלפי מעלה לכיוון הלב. התאם את הבדיקה עד ברזולוציה ממוטבת של התמונה מושגת. הערה: עבור פרוטוקול זה, מערך מיקרו קמור או מתמר מערך ליניארי הדרגתי הוא בדיקה אידיאלית לשימוש עקב טביעת הרגל הקטנה ורזולוציה צירית מצוינת 9; התדירות צריכה להיות מותאמת לרוחב הפס ולניסויים אלה מגוון של 6.5-12 MHz עשוי להיות מנוצל.
- לחץ על לחצן הקפאה כדי לחסוך באופן זמני את תמונות הסרעפת ולהציג את הצירים שנבחרו.
- שמור את ההקלטה כלולאת קולנוע, המאפשרת למדידות מאוחרות יותר של טיול סרעפתית, כמו גם קצב נשימה. הערה: מסגרות של תמונות ניתן לשמור בזיכרון המחשב או על כונן קשיח חיצוני לניתוח בעתיד 9.
- בדיוק למדוד את העומק של תנועת סרעפת מהרפיה להתכווצות באמצעות מחוגה האלקטרונית שהם חלק מתוכנת אולטרסאונד.
- המרתקובץ Cine לולאה לתוך קובץ MPEG ולקבוע את קצב הנשימה על ידי ספירת מספר התכווצויות סרעפתי במהלך תקופת ההקלטה. לחלופין, מספר הצירים לדקה (קצב נשימה) ניתן לספור מתמונת M-mode.
4. הודעה שחזור בעלי החיים הרדמה
- העכבר צריך להחלים לגמרי מהרדמה תוך שעה 1. אל תשאירו את בעלי החיים ללא השגחה עד שהוא חזר להכרה מספיק כדי לשמור על עינת חזה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
תמונת אולטרסאונד טיפוסית של סרעפת עכבר מוצגת באיור 1 א. התזוזה האנכית המקסימלי סרעפת העכבר נרשמה. מרחק זה מחושב על ידי בדיוק מדידת העומק של תנועת סרעפת מהרפיה להתכווצות באמצעות מחוגה האלקטרונית שהם חלק מתוכנת אולטרסאונד. טבלת 1 מציגה מדידות מרחק אלה של התכווצויות סרעפתי משלושה עכברים שונים. לאחר המרת קובץ Cine הלולאה לתוך קובץ MPEG, קצב הנשימה נקבע על ידי ספירת מספר התכווצויות סרעפת במהלך שש תקופת הקלטה שנייה. ניתוח זה יכול להתבצע באמצעות B-mode. ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
פרוטוקול הניסוי הנוכחי מפתחת טכניקות הדמיה אולטרסאונד לאבחון ספציפיות לפעילות הסרעפת במודל של עכברים באמצעות vivo גישה לא פולשנית, ב. הגדרות מנגנון ההרדמה הן ערכים מקורבים, אשר עשוי להיות מותאם במקצת עבור כל חיה מאז עכברים בודדים עשויים להגיב באופן שונה להרדמה. כדי למנוע ממשל הרדמה לא תקין, זה חשוב לנטר באופן קבוע את הסימנים החיוניים של העכבר כולל את קצב הלב, קצב נשימה, טמפרטורת גוף. יתר על כן, יש להסיר את השיער לפני סריקת אולטרסאונד, כי שיער לא מגולח עלול לטשטש ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.
תודות
עבודה זו נתמכת על ידי מענקים של OU הקרן הכללית G110 וקרן מחקר למצוינות של מחקר ביו וOSU-HRS קרן 013,000. המחברים מבקשים להודות ללורן חן על סיועה בהכנת כתב היד הזה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מערכת הדמיה אבחנתית דיגיטלית וטרינרית | Edan | DUS 3 VET | פרמטרי אולטרסאונד כוללים: תדר של 6.5 מגה-הרץ, עומק של 29 מ"מ. הערה: ניתן להשתמש במכונת אולטרסאונד מקבילה לפרוטוקול זה |
| מתמר מערך מיקרו-קמור | Edan | C611 | או שווה ערך |
| GE Logiq i יחידה נישאת ביד (HCU) | GE Healthcare | GE Logiq i יחידה נישאת ביד (HCU) | או שווה ערך |
| GE 12 MHz מערך ליניארי בדיקה | GE Healthcare | 12L-RS | או |
| וופורייזר הרדמה וטרינרית | Webster Veterinary | Serial #: W422021 | Isoflurane שימש אך ורק עם וופורייזר זה (או שווה ערך). תא אינדוקציה בהתאמה אישית להרדמה הורכב להרדמה ראשונית. הרדמה תחזוקתית בוצעה באמצעות חרוט אף |
| איזותזיה (איזופלורן, USP) | באטלר שיין | 29405 250 מ"ל PVL | או שווה ערך |
| מיכל סופג הרדמה סביבתית טהורה | Surgivet Smiths Medical PM, Inc. | חלק #: 32373B10 | או שווה ערך |
| ג'ל העברת אולטרסאונד | HM Sonic | N / A | או שווה ערך |
| משחה וטרינרית | Puralube Puralube | NDC 17033-211-38 | או שווה ערך |
| Deltaphase איזותרמית | Braintree Scientific Inc. | 39DP | או שווה ערך |
| מסיר שיער | Nair | N/A | או שווה ערך |
| סכין גילוח חשמלי | רמינגטון | HC-5015 | או |
| שווה ערך סרט כירורגי | 3M Micropore | 1530-1 | |
| ספוגי גזה | Dynarex | 3262 | או שווה ערך |
מקורות
- Snyder, C. S., et al. Complementarity of ultrasound and fluorescence imaging in an orthotopic mouse model of pancreatic cancer. BMC Cancer. 9, 106(2009).
- Franchi, F., et al. Non-invasive assessment of cardiac function in a mouse model of renovascular hypertension. Hypertension Research: Official Journal of the Japanese Society of Hypertension. , (2013).
- Coatney, R. W. Ultrasound imaging: principles and applications in rodent research. ILAR Journal / National Research Council, Institute of Laboratory Animal Resources. 42, 233-247 (2001).
- Morenz, K., et al. Detection of air trapping in chronic obstructive pulmonary disease by low frequency ultrasound. BMC Pulmonary Medicine. 12, 8(2012).
- Gilliam, L. A., Moylan, J. S., Ann Callahan, L., Sumandea, M. P., Reid, M. B. Doxorubicin causes diaphragm weakness in murine models of cancer chemotherapy. Muscle & Nerve. 43, 94-102 (2011).
- Ferreira, L. F., Campbell, K. S., Reid, M. B. Effectiveness of sulfur-containing antioxidants in delaying skeletal muscle fatigue. Medicine and Science in Sports and Exercise. 43, 1025-1031 (2011).
- Zuo, L., Clanton, T. L. Reactive oxygen species formation in the transition to hypoxia in skeletal muscle. American Journal of Physiology. Cell Physiology. 289, 207-216 (2005).
- Helms, M. N., Torres-Gonzalez, E., Goodson, P., Rojas, M. Direct tracheal instillation of solutes into mouse lung. J. Vis. Exp. , (2010).
- Hedrick, W. R., Hykes, D. L., Starchman, D. E. Ultrasound Physics and Instrumentation. , 4th edn, Elsevier Mosby. 445 (2005).
- von Sarnowski, B., Khaw, A. V., Kessler, C., Schminke, U. Evaluation of a microconvex array transducer for the ultrasonographic examination of the intrathoracic segments of the supraaortic arteries. Journal of Neuroimaging: Official Journal of the American Society of Neuroimaging. 20, 246-250 (2010).
- Stocksley, M. Abdominal Ultrasound. , Cambridge University Press. 7-8 (2001).
- Kremkau, F. W., Taylor, K. J. Artifacts in ultrasound imaging. Journal of Ultrasound in Medicine: Official Journal of the American Institute of Ultrasound in Medicine. 5, 227-237 (1986).
- Kremkau, F. W. Diagnostic Ultrasound: Principles and Instruments. Saunders Elsevier. , 7th edn, 521 (2006).
- Laing, F. C., Kurtz, A. B. The importance of ultrasonic side-lobe artifacts. Radiology. 145, 763-768 (1982).
- Abu-Zidan, F. M., Hefny, A. F., Corr, P. Clinical ultrasound physics. Journal of Emergencies, Trauma, and Shock. 4, 501-503 (2011).
- Gargani, L. Lung ultrasound: a new tool for the cardiologist. Cardiovascular Ultrasound. 9, 6(2011).
- Sanders, R. C., Winter, T. Clinical Sonography A Practical Guide. , 4th edn, Lippincott Williams & Wilkins. 632 (2007).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
תגיות
