Il protocollo che segue descrive la metodologia per l'acquisizione e l'analisi di immagini ecocardiografiche utilizzati per ottenere il diametro, Aorta (Ao) Volume atriale sinistra (LAV), e il diametro dell'arteria polmonare (PA) nei topi. Questa tecnica è un non-invasivo, procedura non terminale che permette la valutazione della funzione cardiopolmonare.
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Articolo metodologico
Murine ecocardiografia di Sinistra Atrium, Aorta, e l'arteria polmonare
In questo articolo
Sommario
Abstract
Il presente metodo insegna l'investigatore come misurare e utilizzare la LAV come un surrogato di elevazioni croniche in ventricolare sinistra pressione diastolica mediante ecocardiografia, così da ottenere misurazioni del diametro dell'aorta e PA nei topi.
I topi di età superiore a 10 giorni di età possono essere analizzati utilizzando la tecnica attuale. La tecnica si compone di 3 fasi principali: set-up, acquisizione di immagini e di analisi delle immagini. Il passo set-up consiste di ottenere il mouse anestetizzato con 1% isoflurano, rasatura e nastratura in una posizione supina ad una tavola riscaldata EKG dove l'acquisizione dell'immagine avrà luogo. La fase di acquisizione immagine consiste di imparare a identificare le strutture cardiache e ottenere tutte le immagini richieste con la sua sonda corrispondente e asse per poter calcolare volumi e diametri. La fase di analisi dell'immagine consiste nel misurare le immagini precedentemente acquisite con l'ausilio di software.
Introduzione
L'attuale metodologia insegna l'investigatore come misurare e utilizzare la LAV, il diametro dell'aorta e diametro PA con l'ecocardiografia 2D nei topi sotto isoflurano. Insufficienza cardiaca con frazione di eiezione preservata (HFpEF) in persone anziane colpisce fino al 10% in quegli 80 anni e più 1 e si traduce in significativa morbidità e mortalità. significativa mortalità si verificano anche da ipertensione polmonare (PH), un processo di malattia insidiosa che presentano sintomi simili, come HFpEF, in quali elevate pressione arteriosa polmonare portare a dispnea da sforzo, insufficienza cardiaca destra progressiva, e spesso la morte. 2 La crescente prevalenza sia HFpEF e PH significare la necessità di sviluppare un metodo che permette la valutazione accurata e monitoraggio degli interventi in modelli murini in modo non invasivo, approccio non terminale.
L'invecchiamento porta ad un deterioramento della funzione diastolica tramite alterazioni nel ventricolo-artirrigidimento erial, disfunzione vascolare, infiammazioni 3, regolazione del calcio compromessa 4, diminuita reattività β-adrenergici, e decondizionamento fisico producendo rallentato rilassamento attivo e una maggiore rigidità passiva. Nel corso del tempo questo porta ad un aumento della pressione di riempimento LV e l'ampliamento di compensazione del Los Angeles. 5
Anche se altre eziologie, come la disfunzione valvolare (rigurgito mitralico o stenosi) e processi infiltrative causare aumenti di pressione e volume nel LA 1, la Società Europea di Cardiologia supporta l'aggiunta di dimensioni LA come riflesso non invasiva della funzione ventricolare sinistra. 6
Le correlazioni tra volume LA e misure invasive di funzione diastolica è stata studiata nei topi. LA volumi correlata con differenze in funzione determinata invasivo all'interno di gruppi di età sia per il 14 e 31 mesi di età mghiaccio. Nei 14 mesi di età topi, volume LA correlata con tre misure invasive standard della funzione diastolica -dP / dTmin (r 2 = 0,5, p <0,05), Tau (costante di tempo di rilassamento, (r 2 = 0,6, p <0,05), e sinistra del ventricolo pressione diastolica (r 2 = 0,25, p <0,05). Per i 31 mesi di età topi, le correlazioni tra volume lA e -dP / dTmin (r 2 = 0,92, p < 0.05) e LVEDP (R 2 = 0,61, p <0.05) erano evidenti anche se il rapporto con Tau era meno chiaro. Pertanto, il volume lA aumentata con compromissione diastolica non solo tra gruppi, ma all'interno di gruppi di età. 7
Gli studi di funzione cardiaca in modelli murini utilizzando tecniche catetere per valutare le prestazioni cardiache, anche se rigoroso e affidabile, sono limitati a causa della loro incompatibilità con le valutazioni ripetute. 8 alternative alle misure invasive come la risonanza magnetica e 3D l'ecocardiografia può anche esserepiù accurato di tecniche ecocardiografiche 2D, ma sono più costosi; ecocardiografia 2D è ritenuto congruo per LA la valutazione del volume. 9, 10
Valutazione del volume LA e diametro PA con ecocardiografia consente la discriminazione tra i modelli che producono aumenti primarie resistenza polmonare conseguente aumento del diametro PA senza variazione della pressione LA o LAV da quelle in cui l'arteria polmonare e Atrium sinistro sia ingrandire come a seguito di pressioni di riempimento elevate sul lato sinistro del cuore. Questo approccio è stata scattata dal Scalia et al. che ha mostrato che nelle persone, l'arteria polmonare ecocardiografico Rapporto atriale sinistra (ePLAR) è un parametro per differenziare accuratamente tra i pazienti con pre-ipertensione polmonare capillare e post-capillaryhypertension. 11
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Protocollo
Tutti gli animali sono stati curati in conformità con le linee guida del National Institutes of Health Guide per la cura e l'uso di animali da laboratorio al Baylor College of Medicine.
1. Set-up
- Accendere il sistema ecocardiografico. Avviare il software selezionando "Misure cardiache" dal menu a discesa visualizzato e fare clic su "Inizializza".
- Per iniziare un nuovo studio clic sul pulsante "Nuovo" nella parte superiore dello schermo e immettere le informazioni demografiche del mouse in studio. Ad esempio ID mouse, sesso, data di nascita e il nome dell'operatore facendo lo studio.
- Attivare la scheda ECG a temperatura controllata facendo clic sul pulsante "TEMP ON / OFF". Impostare ad una temperatura di 39 ° C utilizzando le frecce su e giù.
- Per avviare la creazione della camera di anestesia, prima assicurarsi che i livelli di ossigeno e isoflurano sono appropriati in ciascuno dei sistemi di consegna.
- posizionare il mouse nella camera di anestesia e inducono con isofluorano e ossigeno fino reclinata e poi il trasferimento a faccia maschera. Verificare che il mouse sia correttamente anestetizzato da pizzicare la sua zampa e il controllo per mancanza di movimento. Mantenere la isoflurano al livello più basso possibile che eviti una risposta zampa ritiro positiva.
- Posizionare il mouse in posizione supina sulla scheda ECG a temperatura controllata e il nastro ogni zampa all'elemento trasduttore corrispondente sulla scheda. Facoltativamente, utilizzare la crema trasduttore per migliorare il segnale.
- Applicare lacrime artificiali lubrificante unguento oftalmico sugli occhi del mouse per prevenire la secchezza.
- Una volta che il mouse è registrato alla scheda di ECG, osservare un ECG tracing nella parte inferiore del monitor. Monitorare la frequenza cardiaca durante l'intero studio per garantire migliori risultati. Una frequenza cardiaca di 400 battiti / min è l'ideale. Le frequenze cardiache inferiori a questo intervallo possono suggerire effetti isoflurano.
- Assicurarsi che il mouse continua a ricevere ossigeno eisoflurano dalla maschera.
- Utilizzare un rasoio elettrico per radersi il corpo pelliccia dal torace anteriore del topo e la zona addominale superiore. Usare una crema depilatoria, se necessario, per garantire ulteriormente la rimozione pelliccia.
- Mettere una generosa quantità di gel trasduttore nel petto del mouse.
2. Acquisizione di immagini
- Misurazione Sinistra Atrium
- Individuare l'impugnatura sotto la scheda ECG. Utilizzare la maniglia per regolare l'angolo della tavola mobile EKG in cui è stato posto il mouse. Iniziare regolando la scheda EKG a 30 - 45 ° lungo l'asse X e 0 ° angolo lungo l'asse Y. Gli autori riferiscono come posizione "supina". Utilizzare questa posizione per tutto l'acquisizione misure Sinistra Atrium.
- Mettere la testa di scansione di 25 MHz nella ecocardiografica morsetto braccio mobile in una vista lunga asse. Assicurarsi di selezionare il filtro di misura cardiaco e B-Mode 2D nel sistema ecocardiografico.
- Si noti che l'ecoset cardiographic ha coppie di regolazione assi X e Y che possono essere spostati in senso orario o antiorario. Ruotare loro per ottenere una vista lungo l'asse del cuore a livello del tratto di efflusso aortico e acquisire un 5 s registrazione del filmato. Acquisire la scansione premendo il tasto "Cine Store" sulla tastiera del sistema ecocardiografico. Usare questo per calcolare la misura superiore-inferiore del Los Angeles.
- Dopo l'acquisizione filmato, commutare la vista ecocardiografico a M-Mode premendo il tasto "M-Mode" sulla tastiera del sistema ecocardiografico.
- Osservare una vista sagittale e un cursore. Posizionare il cursore in modo da comprendere l'intera LA a livello del tratto di efflusso aortico. Acquisire 3 immagini di questo nuovo punto di vista. Acquisire la scansione premendo il tasto "Store Frame" sulla tastiera del sistema ecocardiografico. Usare questo per calcolare la misura anteriore-posteriore del Los Angeles.
- Torna a B-Mode premendo il tasto "B-Mode", ma ton sulla tastiera del sistema ecocardiografico.
- Ruotare il morsetto braccio mobile del set 90 ° in senso orario. Questo imposterà la testa di scansione in un asse corto.
- Utilizzando la coppia sull'asse Y trovare il setto intra-articolare. Assicurarsi di visualizzare la parete dell'atrio. Acquisire un 5 s registrazione di filmati. Acquisire la scansione premendo il tasto "Cine Store" sulla tastiera del sistema ecocardiografico. Usare questo per calcolare la misura medio-laterale del Los Angeles.
Figura 1: Posizione "supina". Rappresentazione di un mouse nella posizione "supina". Circa 30 - 45 ° Angolo lungo l'asse X e 0 ° angolo lungo l'asse Y. Questa posizione è utilizzato per acquisire tutte le misurazioni atrio sinistro.t = "_ blank"> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
- Grandi vasi di misura
- Continuare scambiando la testa di scansione di 25 MHz per la testa di scansione di 30 MHz. Rimuovere la testa di scansione 25 MHz dal morsetto braccio mobile e posizionare la testina di scansione di 30 MHz, invece. Assicurarsi di selezionare il Misure addominale Filtro e B-Mode 2D nel sistema ecocardiografico.
- Individuare l'impugnatura sotto la scheda ECG. Utilizzare la maniglia per regolare l'angolo della tavola mobile ECG in cui il mouse si trova. Iniziare regolando la scheda EKG ad un angolo di 5 ° lungo l'asse X e 60 ° Angolo di lungo l'asse Y. Utilizzare questa podition per l'acquisizione della aorta e arteria polmonare misurazioni. Fare riferimento a questo come posizione di "standing-up".
- Utilizzando le coppie X e regolazione Y nel set ecocardiografica, una vista lungo l'asse del cuore a livello del tratto di efflusso aortico e acquisire un 5 s registrazione del filmato. acquisire °e la scansione premendo il tasto "Cine Store" sulla tastiera del sistema ecocardiografico. Usare questo per calcolare il diametro dell'aorta.
- Dopo l'acquisizione filmato, ruotare il morsetto braccio mobile del set di 90 ° in senso orario. Questo imposterà la testa di scansione in un asse corto.
- Utilizzando la coppia all'asse Y individuare l'arteria polmonare a livello della sua biforcazione e acquisire un 5 s registrazione del filmato. Acquisire la scansione premendo il tasto "Cine Store" sulla tastiera del sistema ecocardiografico. Usare questo per calcolare il diametro dell'arteria polmonare.
NOTA: Il ricercatore può utilizzare immagini Doppler come strumento per garantire la corretta identificazione dell'arteria polmonare. Se lo si desidera, una volta completato il passaggio 2.2.5 premere il tasto "PW" sulla tastiera del sistema ecocardiografico per ottenere Doppler. Se tracciati onda polmonari caratteristici sono visti, il ricercatore può essere rassicurati sul fatto che la posizione corretta è stata identificata.
> - Per rimuovere in modo sicuro il mouse dalla scheda ECG, rimuovere il gel dal petto del mouse e rimuovere il nastro dalle estremità.
- Spegnere il sistema per anestesia e di ossigeno. Ritorna il mouse per la sua gabbia e non lasciare incustodita il mouse fino a quando non ha ripreso conoscenza sufficiente a mantenere decubito sternale.
- immagine Trasferimento
- Utilizzare un flash drive USB per trasferire le immagini raccolte nel sistema ecocardiografico in un computer. Inserire l'unità flash USB in una porta USB del sistema ecocardiografico.
- Selezionare lo studio o gli studi di trasferire facendo clic sul nome (s) di studio.
- Clicca su "Copia" pulsante che si trova sulla parte superiore dello schermo. Una nuova finestra che mostra i file e le directory saranno Apporecchio. Selezionare la directory corrispondente al flash drive USB appena inserito e fare clic su "OK".
- Rimuovere l'unità flash USB dal sistema ecocardiografico e inserirlo in una porta USB del computer da utilizzare per l'analisi.
- Avviare il software ecocardiografica. Clicca sulla "Copy From" pulsante situato sulla parte superiore dello schermo. Osservare una nuova finestra che mostra i file e le directory. Selezionare gli studi da copiare dalla directory corrispondente al flash drive USB appena inserito e fare clic su "OK".
- Dopo aver copiato i file, osservarli nella lista studio. Per iniziare l'analisi di uno studio, fare doppio clic sul suo nome e selezionare il nome del analisi dell'operatore.
- Analisi Sinistra Atrium
NOTA: Per tutte le seguenti misurazioni atriali usa il EKG come guida per selezionare l'onda P come il punto in cui il ricercatore vuole misurare il LA. Questo corrisponde al tempo di contrazione pre-atriale quando the LA è al suo più grande capacità.- Selezionare il clip filmato corrispondente alla dimensione superiore-inferiore dell'atrio sinistro (punto 2.1.3). Determinare il tempo di contrazione pre-atriale utilizzando l'ECG come guida. In questo modo la cavità è misurata alla sua massima capacità.
- Dalla barra degli strumenti sulla parte superiore dello schermo, fare clic su "Strumenti" e poi "Misure". Apparirà una nuova finestra. Fare clic sull'icona "distanza lineare Measurement Tool" (che corrisponde alla prima icona in alto a sinistra della finestra). Misurare la cavità al suo diametro più grande.
- Selezionare l'immagine corrispondente alla dimensione antero-posteriore dell'atrio sinistro (punto 2.1.5). Determinare il tempo di contrazione pre-atriale utilizzando l'ECG come guida. In questo modo la cavità è misurata alla sua massima capacità. Per misurarla ripetere il passaggio 4.2.2.
- Selezionare l'immagine corrispondente alla dimensione medio-laterale dell'atrio sinistro (Fase 2.1.8). Determinare la Contrac pre-atrialeTempo zione usando l'ECG come guida. In questo modo la cavità è misurata alla sua massima capacità. Misurare la cavità dal setto interatriale alla parete opposta in senso diagonale. Per misurarla ripetere il passaggio 4.2.2.
NOTA: Ripetere i punti 4.2.1 thru 4.2.4 almeno 3 volte e di acquisire i valori medi per ridurre al minimo errore.
- Grandi vasi Analisi
NOTA: Per tutte le seguenti misurazioni grandi vasi usa il EKG come guida per selezionare un tempo dopo il complesso QRS come il punto in cui il ricercatore vuole misurare. Questo corrisponde al punto in cui le grandi navi sono al loro più grande capacità.- Selezionare il clip filmato corrispondente al Aorta (Step 2.2.3). Determinare un punto dopo le QRS utilizzando l'ECG. Misurare il diametro a 90 ° con la parete del vaso come riferimento. Per misurarla ripetere il punto 4.2.2
- Selezionare il clip filmato corrispondente al polmonare (fase 2.2.5). Determinare un punto dopo la QRS utilizzando l'ECG. Misurare il diametro a 90 ° con la parete del vaso come riferimento. Selezionare un piano al di sopra della biforcazione dell'arteria polmonare. Per misurarla ripetere il passaggio 4.2.2.
Figura 2: "Standing-up" Posizione. Rappresentazione di un mouse nella posizione "Standing-up". Circa 5 ° angolo lungo l'asse X e un angolo di 60 ° lungo l'asse Y. Questa posizione viene utilizzata per acquisire i diametri aorta e polmonare. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 3: Pulmonary Artery Doppler. Caratteristica di imaging Doppler dell'arteria polmonare. Il ricercatore può utilizzare immagini Doppler come strumento per garantire la corretta identificazione dell'arteria polmonare.blank "> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
3. Messaggio procedura di recupero degli animali
Analisi 4. Immagine
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Risultati
Valutazione del volume LA e diametro PA con l'ecocardiografia permette la discriminazione tra modelli in cui è aumentato risultati di resistenza delle arterie polmonari a diametro maggiorato PA con nessun cambiamento nella LAV da quelli in cui l'arteria polmonare e atriale sinistra allargamento sono entrambi il risultato di pressioni di riempimento elevate sulla lato sinistro del cuore. Immagini che mostrano le differenze nei due pathophysiologies sono mostrati nella Figu...
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Discussione
Ci sono tre passi fondamentali per misurare con successo la LAV, aorta e PA diametri. Durante il set-up è importante rimuovere completamente il pelo sul petto; in caso contrario si comporterà l'interferenza con la qualità delle immagini. Durante l'acquisizione di immagini passaggi è importante per ottenere ogni immagine con il loro corrispondente sonda e filtro come i fotogrammi al secondo variano da sonda per sondare: ovvero 25 MHz e filtro cardiaca per la valutazione della LAV e 30 MHz e filtro addominale per ...
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato dall'Huffington Center on Aging presso il Baylor College of Medicine, Geriatria, CVS DeBakey Heart Center presso lo Houston Methodist Hospital e BCM, NIH RO-1 HL 13870 a ML Entman, nonché un Career Development Award # IK2BX002410 dal Dipartimento degli Affari dei Veterani degli Stati Uniti (LMP), Programma di Ricerca e Sviluppo del Laboratorio Biomedico.
Siamo immensamente grati a Mark Entman M.D. per aver condiviso la sua saggezza e sostenuto questo lavoro.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Vevo 770 sistema di micro-imaging in vivo ad alta risoluzione | Visual Sonics Vevo | 770-120 | Apparecchiatura ecocardiografica |
| 707B RMV (Real time MicroVisualization) 30 MHz Testa di scansione con trasduttore incapsulato | Visual Sonics | 707B-256 | Testina di scansione per microvisualizzazione in tempo reale |
| 710B RMV (Real time MicroVisualization) Testina di scansione a 25 MHz con trasduttore incapsulato. | Visual Sonics | 710B-159 | Testina di scansione con microvisualizzazione in tempo reale |
| Vevo sistema ferroviario integrato con unità di monitoraggio fisiologico. | Visual Sonics | ||
| VetEquip | VE2627 | Sistema di anestesia | |
| Isofluorane | Henry Schein | 50033 | |
| Rasoio elettrico | Wahl | Fornitura | |
| Crema depilatoria | Nair | Fornitura | |
| Crema per trasduttori | Parker | ||
| Gel per trasduttori | Parker | ||
| Standard Garze pads | McKeeson | Fornitura | |
| Nastro | Durapore | Alimentazione | |
| Ogiva | Per l'erogazione dell'anestesia | ||
| Acqua | |||
| Unguento per gli occhi del veterinario | Fornitura generale Puralube | Per prevenire la secchezza | |
| Applicatori con punta in cotone | Alimentazione | ||
| Unità flash USB Alimentazione |
Riferimenti
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Ristampe e permessi
