Fetali del Mouse cardiovascolari Imaging mediante un sistema a ultrasuoni ad alta frequenza (30 / 45MHZ)

L'obiettivo generale del seguente esperimento è quello di studiare la struttura e i parametri emodinamici della circolazione fetale, utilizzando un sistema ad ultrasuoni ad alta frequenza. Questo metodo fornisce una fenotipizzazione completa della morfologia cardiaca e degli indici di flusso durante lo sviluppo in tempo reale e consente lo studio dei difetti cardiaci congeniti in contesti sperimentali. Rispetto ai sistemi a ultrasuoni a bassa frequenza, questa tecnica offre una maggiore sensibilità e risoluzione generando immagini dinamiche bidimensionali a frame rate ad alta frequenza.

Per iniziare, accendere il sistema di imaging a ultrasuoni e l'unità di monitoraggio della fisiologia. Quindi collegare il trasduttore da 30-45 megahertz e posizionare la testina di scansione corrispondente sul suo supporto vicino alla piattaforma di imaging. Quindi selezionare l'opzione del programma di misurazione cardiaca.

Metti il gel per ultrasuoni capovolto nel suo contenitore di preriscaldamento, impostato a 37 gradi Celsius. Quindi confermare il sistema di tubi appropriato per l'anestesia e verificare i livelli di ossigeno e isoflurano. Disinfettare la piattaforma di imaging e l'area di lavoro.

Infine, impostare il livello di calore della piattaforma di imaging per mantenere una temperatura corporea costante di 37 gradi Celsius per la diga. Trasferire la madre sedata dalla camera di induzione dell'anestesia alla piattaforma di imaging e posizionare l'animale in posizione supina. Fornire sedazione allo stato stazionario con isoflurano, utilizzando una maschera facciale collegata al sistema di tubi per anestesia.

Applicare il gel per elettrodi agli elettrodi elettrocardiografici incorporati. Quindi fissare delicatamente gli arti agli elettrodi per un monitoraggio costante della frequenza cardiaca e respiratoria materna. Monitorare la temperatura e la frequenza cardiaca della diga, visualizzate sull'unità di controllo fisiologico.

Regolare il livello di isoflurano per mantenere una frequenza cardiaca media vicina a 450 battiti al minuto. Confermare il livello appropriato di anestesia valutando la postura del topo, la frequenza cardiaca e la risposta ai pizzicamenti delle dita dei piedi. Quindi utilizzare una crema depilatoria per rimuovere il pelo dal livello del torace fino agli arti inferiori, per ridurre al minimo l'attenuazione degli ultrasuoni.

Palpare delicatamente la parete addominale per localizzare i feti e allargarli. Evitare di allargare i feti con forza. Usando la cervice come punto di riferimento, annota ogni embrione sull'addome della madre e definisci i loro orientamenti.

Escludere quei feti in cui l'orientamento è inaffidabile. Etichettare i feti sul corno uterino sinistro con il prefisso L e quelli sulle corna uterine destre con un prefisso R, come mostrato qui. Applicare il gel per ultrasuoni preriscaldato sull'addome e stenderlo con cura, per evitare la formazione di bolle.

Aggiungere ulteriore quantità di gel all'area di scansione. Posizionare la sonda ecografica sul suo supporto meccanico e spostarla gradualmente verso l'addome per entrare in contatto con lo spesso strato di gel, cercando il cuore pulsante, utilizzando la scansione in modalità B. Confermare l'orientamento destro e sinistro del singolo feto in tempo reale, spostando la piattaforma di imaging sul piano orizzontale.

Scansiona il feto dalla testa alla coda per annotare il muso, gli arti e la colonna vertebrale, come punti di riferimento. Visualizza il cuore che batte e annota il ventricolo sinistro e il ventricolo destro. Passa alla modalità color Doppler per ottimizzare la visualizzazione del cuore.

Fare clic sul pulsante B-Mode per ottenere una vista di accesso corto peristernale. Assicurarsi che i ventricoli sinistro e destro siano visualizzati nel loro diametro massimo al centro del frame di acquisizione dati e avviare l'imaging dal vivo. Modificare i piani di scansione per ottenere una vista longitudinale a quattro camere.

Per prima cosa identifica le strutture rimanenti del cuore, come gli atri, il setto interventricolare e i tratti di efflusso sinistro e destro. Successivamente, le camere ventricolare e atriale vengono visualizzate nella loro lunghezza massima. Avviare l'acquisizione dell'immagine facendo clic sul pulsante Cine, per ottenere la registrazione continua di cine-loop per un minimo di 10 secondi.

Quindi, fare clic sul pulsante M-Mode di scansione per ottenere immagini cardiache da quattro piani di camera per valutare la frequenza cardiaca fetale e la funzione ventricolare. Escludi tutte le immagini non ottimali. Quindi fare clic sul pulsante Analisi per misurare lo spessore della parete ventricolare e il diametro interno in corrispondenza di diastoli e sistoli.

Per prima cosa regolare il settore a un angolo di acquisizione inferiore a 60 gradi, per visualizzare la biforcazione dell'arteria polmonare e identificare il giusto tratto di deflusso. Quindi fare clic sul pulsante Doppler a onde pulsate per ottenere il modello di flusso attraverso le valvole polmonare e aortica. Successivamente, posizionare il volume del campione Doppler dell'onda del polso per registrare i modelli Doppler del flusso mitralico aortico e misurare la velocità diastolica precoce e la velocità di contrazione atriale.

Utilizza la scansione color Doppler per visualizzare l'arteria uterina e l'albero vascolare placentare fetale, utilizzando il trasduttore da 45 megahertz. Posizionare il volume del campionatore Doppler a onde pulsate per ottenere il modello di flusso dell'arteria ombelicale. Utilizza il record di scansione Doppler a onde pulsate per misurare i parametri di picco del flusso vascolare, tra cui il tempo di accelerazione, il tempo di espulsione e la velocità di picco del flusso alla fine della sistole.

Spegnere il contenitore dell'isoflurano dopo il completamento del processo di imaging. Continuare a monitorare la temperatura corporea, la frequenza respiratoria e la frequenza cardiaca durante la fase di recupero. Documentare il tempo necessario per la piena ripresa della normale attività.

I dati in questa tabella dimostrano la fattibilità dell'utilizzo dell'ecografia ad alta frequenza, come delineato in questo protocollo, per eseguire una fenotipizzazione completa della morfologia e della funzione cardiaca fetale e dei parametri circolatori della placenta fetale e delle loro alterazioni nei topi fetali esposti a ipossia cronica in utero. Seguendo questa procedura, altri metodi come il tracciamento delle macchie e l'analisi delle macchie possono essere impiegati per rispondere a ulteriori domande, come la misurazione della funzione miocardica regionale del miocardio in via di sviluppo in studi futuri. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come utilizzare efficacemente gli ultrasuoni ad alta frequenza e valutare sistematicamente la morfologia cardiaca fetale e i parametri circolatori in tempo reale.