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方法論記事

胎児心エコー検査と子宮内発育制限のウサギモデルにおけるパルス波ドップラー超音波

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DOI:

10.3791/50392

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2013年6月29日

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1Division Woman and Child, Department Women, University Hospitals Leuven, 2The Ritchie Centre, Monash Institute of Medical Research, Department of Obstetrics and Gynaecology, Monash University, Victoria, Australia, 3Department of Cardiovascular Sciences, Katholieke Universiteit Leuven, 4Fetal and Perinatal Medicine Research Group, Institut d'Investigacions Biomediques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), 5Maternal-Fetal Medicine Department, ICGON, Hospital Clínic, Universitat de Barcelona, Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER)

この記事について

サマリー

私たちは、現代の機能胎児心エコー検査とウサギ子宮内胎児発育制限の外科的に誘発されるモデルでVisualSonics VEVO 2100 microultrasoundを使って胎児胎盤ドップラー超音波で胎児の心臓機能の検査について説明します。

要約

出生前胎児胎盤ドップラー超音波検査と胎児心エコー検査の進歩のためには明らかである異常な心機能の胎児の子宮内発育制限（IUGR）結果。ますます、これらの画像診断法は、それによって出産の意思決定のタイミングを導く、心機能を調べ、 子宮内で健康を評価するために臨床的に使用されている。ここでは、臨床的に関連するように、心機能解析​​を可能にIUGRのウサギモデルを用いた。イソフルラン誘発麻酔を使用して、IUGRは外科的に双角子宮を露出し、開腹術を行うことで、妊娠期間の25日目に作成した後、単一の子宮角内の各胎嚢を供給子宮胎盤血管の40〜50％を連結されています。ウサギの双角子宮内の他のホーンは、内部統制胎児として機能します。その後、在胎期間の30日目（全期間）でのリカバリ後、同じウサギ胎児の心臓機能の検査を受ける。麻酔はketamで誘導されるINEおよびキシラジンは筋肉、その後胎児の心臓機能に医原性の影響を最小限に抑えるためケタミンおよびキシラジンの連続静脈内注入によって維持。リピート開腹は、各胎嚢を露出させる行われ、胎児の心臓機能のmicroultrasound検査（VisualSonics VEVO 2100）が行われる。胎盤機能不全が発生した拍動指数または臍動脈ドプラ波形の不在や逆末期流れによって明らかである。静脈管および中大脳動脈のドップラー次いで、検査される。胎児心エコー検査は、記録Bモード、Mモード、横方向及び心尖ビュー内の流速波形によって行われる。オフライン計算は標準のMモード心変数、三尖弁および僧帽環状平面収縮遠足、トラッキングをスペックとひずみ解析、修正された心筋の性能指標と関心の血流速度波形を決定する。 IUGRのこの小さな動物モデルは、したがってuterでの審査を与える現在の臨床実践と一致しており、トランスレーショナルリサーチの設定で有用であるO心機能。

概要

胎児の子宮内発育制限（IUGR）から結果が誇張することはできませんことを心血管疾患の負担。それは、先天異常の後に死産の主要な原因である。1 IUGRは、その成長の可能性に到達するために失敗した胎児を指し、一般的に胎盤機能不全の結果である。生存者で2、心臓血管の病気が明らかに心筋の機能不全に寿命全体で明らかである乳児期と小児期3,4およびその後5高血圧、糖尿病6、および成人期で開発肥満- 。虚血性心疾患から早死に向かって生まれてからのすべての累積の心臓リスク要因7

IUGRを確立し、我々は両方の良いIUGR関連車の病態生理を理解するためであれば減少基板の可用性への後続胎児の応答が必要である母体胎児コミュニケーションを特徴づけるために動物モデルを開発するダイアックは、減損と胎児および出生後の健康を改善するために心臓の保護戦略を開発する。この点で、異なる種の多くの異なるモデルが記載されている。8 IUGRは、一般的に誘導される母体により栄養下で、げっ歯類における低タンパク質食を、げっ歯類およびモルモットにおける子宮血流の9外科切除または結紮10の閉塞羊臍動脈11はしかし、それは明らかであるというモデルが完全に再現する人間IUGRを図12

この現在の方法論的な研究では、超音波検査、臨床的に14で観察された胎児の心臓血管の応答を生成しますが、またmicroultrasound技術を用いた斬新な心エコー検査で胎児の心臓機能の尋問を可能にするだけでなくウサギ13-16での選択的子宮胎盤血管の中断をよく検証アプローチを使用しVisualSonics VEVO 2100の。しばらくfetoplのドップラー超音波acental血管がIUGRの胎児17の現在産前サーベイランスの礎石のまま、機能的な心エコー検査は、ますます病気の病態生理に新たな洞察を提供し、胎児の健康を評価するために利用されている18は、したがって、ここでは、臨床研究から、これらの進歩を取り、動物モデルを記述することこのイメージング高度化だけでなく、港だけでなく、機械的な経路および新規治療薬を調査するために実験的なプラットフォームを提供します。

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プロトコル

以下の実験プロトコルが動物倫理委員会、カトリック大学ルーベン、ルーヴェン、ベルギーで承認されています。我々は、特に麻酔の手順のいくつかの方法論的な変化を含む前述の外科手術の13に続く。

1。子宮内発育制限（IUGR）を誘発する

  1. 時間日付妊娠ウサギ（ハイブリッドデンデルモンデとニュージーランドホワイト）は水へのアクセスと在胎週数から標準ウサギ餌を自由に摂取 （GA）18日と12月12日時間の光のスケジュールで個々のケージに収容されています。 GA 25日（全期間は約31日である）では、ウサギはIUGRの外科を作成するための手術室に転送されます。手術前に、ランダムに"ケース"（IUGR）とランダム化ソフトウェア（グラフパッドソフトウェア、USA）19を使用して双角ウサギの子宮内"コントロール"子宮角を割り当てる。サンプルサイズは、個々のrで電力計算によって決定されるべきである興味のある質問のesearchers。
  2. 麻酔手順。
    インダクション麻酔は後肢に筋肉（チェバサンテANIMALE、ブリュッセル、ベルギー）ケタミン35 mg / kgを（チェバサンテANIMALE、ブリュッセル、ベルギー）とキシラジン5 mg / kg体重を投与することにより達成されます。 2 L /分でO 2で、麻酔はその後イソフルラン1〜4％（アボット·ラボラトリーズ社、Queenborough、ケント、英国Isoba獣医）の吸入混合物で維持されている。継続的に心拍数、動脈O 2飽和度を監視するために母親の第二と第三の足指にパルスオキシメータ（ネルコアN-20、Covidien社、アイルランド）を配置します。
  3. 外科手術。
    1. 前投薬。以前手術を開始するには、抗生物質の予防ペニシリンG 30万IU（KELAファーマ、ホーフストラーテン、ベルギー）、子宮子宮収縮抑制酢酸メドロキシプロゲステロン0.9 mg / kg体重（デポ·プロベラ、ファルマシアアップジョン、Puurs、ベルギー）と鎮痛剤ブプレノルフィン0.03ミリグラム/の管理キロ（Temgesic、シェリング·プラウ）皮下に単2.5ミリリットル注射器である。
    2. ウサギの準備は。手術の期間の温暖化パッドの上にウサギを置きます。腹部の手術野から髪を削除し、（ベタジン、パーデュー大学、コネティカット、米国）7.5％ポビドンヨード消毒剤が適用されます。完全な無菌プロトコルは次に使用される。
    3. 腹部の開腹は皮下に局所麻酔薬（2ミリリットル1％リドカイン、Bブラウン医療、ベルギー）で切開部位に潜入。切開部位は、腹部の2/3の下に正中線で、長さ約5センチ、でなければなりません。皮膚が開かれると、腹直筋鞘を露出するためにシャープと鈍的切開の混合物を使用しています。ケアは、エントリ上の正中線（ 図1A）のいずれかの側に位置する血管母性乳腺を避けるために注意しなければならない。腹直筋鞘と腹膜、腹部の内容の不注意含めることを防止するためのテントをつかみ、慎重に鋭い解剖（ 図1B）を使用して入力してください。
    4. 子宮具象は温め生理食塩水に浸したガーゼのカーテンで手術野をサラウンド。慎重に双角子宮の両側をつかみ、体外に出す。注意、これは歓迎されない出血、痛みと子宮収縮の原因になることがあり、張力下で各子宮角の膣または卵巣どちらかの端に置かないように注意しなければならない。アシスタントは、継続的に子宮収縮を防ぐために、生理食塩水で温めさらさ子宮を灌漑。触診すると各角に存在する胎児の数を記録。慣例により、卵巣最後に胎児が最初に胎児に指定されます。 One子宮角は、ケースホーンであり、他はコントロールホーンです。 IUGRの誘導のための以前に無作為に割り当てられた場合ホーンを特定してから、腹部（ 内部統制胎児 ）に戻しコントロールホーンを交換してください。
    5. 外科IUGRを誘導した 。指定の場合ホーン（ 図1C）の各胎嚢に子宮胎盤血管を識別します。外科的に5-0ポリグラクチン縫合糸（エチコンVICRYL、ジョンソン·エンド·ジョンソンメディカル、USA）（ 図1D-1E）を使用して、これらの血管の40〜50％を連結。実際には、各胎嚢を供給3維管束がしばしばあります。この場合には、最大の維管束を連結する。完了すると、子宮が再び温め生理食塩水、慎重腹部に戻ったと灌漑されています。
    6. 腹部の閉鎖は 、 連続稼働2-0ポリグラクチン縫合糸（エチコンVICRYL、ジョンソン·エンド·ジョンソンメディカル、USA）を用いて、2層に腹部を閉じます。表皮下3-0ポリグラクチン縫合糸（エチコンVICRYL、ジョンソン·エンド·ジョンソンメディカル、USA）で皮膚を閉じます。後で縫合糸に干渉するのを防ぐために、ウサギ創傷上にスプレーアルミニウムエアゾール。
    7. 回復は。麻酔を中止し、密接に呼吸の回復を観察します。ウサギ次いで、食物および水を自由に摂取へのアクセスを上述したように収容し、毎日観察されている。

2。胎児心エコー検査とパルス波ドップラー超音波の実行

  1. 同じウサギはその後GA心エコーと超音波の評価のために30日に転送されます。ウサギは、検査の間、加温パッド上に配置されている。
  2. 麻酔手順。
    1. インダクション麻酔は筋肉ケタミン35 mg / kgを（チェバサンテANIMALE、ブリュッセル、ベルギー）とキシラジン5 mg / kgを（チェバサンテANIMALE、ブリュッセル、ベルギー）を投与することにより達成されます。いったん落ち着いた、末梢耳介静脈に挿入24ゲージカニューレ（BD Insyte-W、ベクトンディッキンソン注入療法システム、ユタ州、USA）を使用して、静脈アクセスを取得。
    2. 40ミリリットル/時でシリンジポンプを介して注入された後、生理食塩水の46.5ミリリットルに2ミリリットルケタミン（100 mg / mlの）と1.5ミリリットルキシラジン（20 mg / ml）で：ケタミンおよびキシラジンの持続注入で麻酔を維持します。三方タップを確保し、救助麻酔5mlのシリンジ添付：2ミリリットルをケタミン（100 mg / ml）で1.5mlのキシラジン（20 mg / mlの）。 0.5ミリリットル救助麻酔のボーラスはほとんど必要ありません。手術subcutaneouslyprior; 0.03 mg / kg体重（シェリング·プラウTemgesic）鎮痛剤ブプレノルフィンを管理します。酸素2 L / minをマスクによって適用される。継続的に心拍数、動脈O 2飽和度を監視するために母親の第二と第三の足指にパルスオキシメータ（ネルコアN-20、Covidien社、アイルランド）を配置します。
  3. 腹部開腹子宮具象は 1.3.3と1.3.4を参照してください。
  4. 心エコー検査と超音波検査のために胎児のポジショニング。
    1. 研究者の方に向い側臥位でウサギを置きます。これは、検査のための単一の胎嚢を簡単に検索を容易にし、子宮胎盤血管に過度の牽引力を防ぎます。可能な限り、被ばくを最小限に抑えるために、一度に1胎嚢を体外に出すようにしてください。さらさ胎嚢がで灌漑ガーゼ上に置かれていることを確認生理食塩水を温めた。確保するために一般に、異なる研究グループ、各子宮角の卵巣および膣端部でのみ胎児の間の標準化された結果は、超音波検査で使用される。
    2. 胎児の心臓機能が子宮の具象化の影響に非常に敏感であり、温度や胎盤の血管を介して超音波トランスデューサからの圧力の変化。心臓機能にこれらの環境や医原交絡の影響を最小限に抑えるために、超音波検査では、胎嚢の具象化した直後に開始しなければなりませんし、体系的かつ効率的でなければなりません。我々の経験では、胎児の心臓の機能の変化はほとんど露出の最初の5分で発生しません。胎児徐脈が発生した場合、超音波プローブを削除するには、胎児胎盤血管のねじれを防止するために胎児の位置を変更し、母体の腹部に胎嚢バックを返す簡単に温めた生理食塩水またはと潅漑。このFEのために胎児の徐脈が永続的である場合は、検査TUSは次の胎児を調べるの賛成で放棄されるべきである。
  5. 胎児心エコー検査。
    1. 心臓とひずみ解析ソフトウェアがインストールされている高解像度のmicroultrasoundプラットフォームVisualsonics VEVO 2100（トロント、カナダ）が必要です。 VisualSonics MS-250変換器（VisualSonics、トロント、カナダ）は、データ収集のために使用されます。これは、帯域幅13-24メガヘルツと21 MHzの中​​心周波数を有する。幾何学的焦点が15mmで、最大の画像幅23 mmで最大像の深さは30mmである。フットプリントは28 X 5.75ミリメートルです。データは、胎児心エコーの性能のための心エコーのガイドラインや基準のアメリカの社会に合わせて取得されます20
    2. データ収集1：側面図側面4室·ビューのレベルでは、ひずみ、ひずみ速度、速度と変位を決定するために、少なくとも5つの心周期のBモードシネループを記録します。これはVevoStrainを使用してオフライン分析さ先に詳細にジャーナルに記載されているように（Visualsonics、カナダ、トロント）アルゴリズム。21 M-モード心エコー検査のインデックスは、この標準のビューを得ることができる。心臓の構造と機能の両方のオフライン測定が分析することができます：収縮期および拡張期における内部心室中隔と直径、ボリューム、一回拍出量、短縮率、駆出率と心拍出量21。
    3. データ収集2。心尖は、心尖部ビュー四チャンバビューのレベルでは、Bモードシネループは、上述のように分析をVevoStrainために繰り返すことができる。 Mモード心エコー検査は、三尖弁（TAPSE）および僧帽環状平面収縮エクスカーション（MAPSE）、縦ひずみとひずみ速度を評価するために使用される。22,23この頂端ビューは、以前のように弁膜流速波形の評価と修正された心筋の性能指数を可能にする説明した24
  6. 胎児胎盤パルス振っドップラーULTrasound。

臍動脈の流速波形（FVW）はカラードップラーを用いた臍帯血管の位置を特定してから、臍帯の自由ループ上の臍動脈経由パルスドプラサンプルゲートを配置することによって得られる。25中大脳動脈（MCA）FVWあるウィリスのサークルがカラードップラーにより配置された後だけMCAの起源を越えパルスドプラサンプルゲートを配置することによって、位置しています26静脈管（DV）FVWが見DVの近位部分にパルスドプラサンプルゲートを配置することによって得られるそれは胎児のサジタルビュー又は横のいずれか肝臍静脈に由来するカラードプラ。26拍動性指数（PI）はVisualSonics心血管解析ソフトウェアを用いてオフラインで計算される。

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結果

子宮胎盤血管結紮から胎児と胎盤制限非対称成長は、 図1Fで正常対照胎児と胎盤と比較されます。コントロールに腹囲比：非対称成長を減圧新生児の出生体重と増加頭囲によって確認された。胎児胎盤ドップラー研究の代表的な結果を図2に示す。制御胎児における正拡張末期の流れの正常な低抵抗パターンが示されている。その後、IUGRの胎児、不在とで見られる胎盤抵抗のプログレッシブ増加と拡張末期の流れが明らかである逆に、図3は、健康な胎児の正常高抵抗中大脳動脈ドップラー信号と同じ胎児で陽性波静脈管を示しています。 IUGR胎児においては、波の静脈管及び逆転の増加した拍動性の指標を見ることができる。14代表的な結果は M-モードから胎児心エコー検査は、その後、 図4に示されている。この側面は、内部心室直径とボリュームの計算を可能にします。尖ビューはTAPSEとMAPSEの計算を可能にします。 図5が示すひずみ、ひずみ速度、変位と速度を計算する速...

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ディスカッション

我々は、外科的IUGR 13〜16を生成するためにウサギ子宮胎盤血流を低減し、後でmicroultrasound技術とVisualSonics VEVO 2100上で利用可能な心臓機能解析を記述するために胎児の心臓機能14を検査する検証済みのアプローチを使用している。小動物モデルにおけるヒトIUGR胎児のドップラー胎児胎盤の変化を再現し、その後、最近記載された心エコー検査による心機能検査を可能にする能力は、臨床的に適切な方法で胎児の心臓の研究を進行する可能性がある。

ながら小さな動物モデルは、一般的に、母親のカロリー制限や低タンパク質消費9、しかしこれらが減少胎盤の血流、先進国におけるIUGRの主要なメカニズム。ラットで27更に、外科二国間の子宮動脈の結紮を実証することができないことによって制限されているに依存している一般的に報告され、再現性のIはなりませんn個の成長制限28ウサギの胎児では、この現在の方法論では、我々は人間のIUGRにおける超音波検査...

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開示事項

著者の教授ヤンD'hoogeはVisualSonicsとの研究契約を締結している。残りの著者は全く開示していません。

謝辞

（ME、PD）欧州委員会が主催する許可を付与ビクト​​リア州政府の運用インフラ支援プログラム（RH、EW）とマリー·キュリーインダス産学パートナーシップおよび経路、この作業は、ハミルトンフェアリーNHMRCフェローシップ（RH、AL）でサポートされています。著者は、このビデオを製造する際に、その技術的な専門知識のために博士アンドレMiyague博士フランチェスカ·ルッソ氏ロジータKinnart氏とイワンラールマンスに感謝したいと思います。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
ケタミンセバ サンテ アニマル<a href="http://www.ceva.com/en" target="_blank">http://www.ceva.com/en
キシラジンセバ サンテ アニマル<a href="http://www.ceva.com/en" target="_blank">http://www.ceva.com/en
デポ プロベラファルマシア アップジョン
ペニシリンGKela Pharmahttp://www.kela.be
LidocaineB Braun Medicalhttp://www.bbraun.com/
TemgesicSchering-Ploughhttp://www.merck-animal-health-usa.com/
>イソルランイソバ獣医;アボットラボラトリーズ株式会社http://www.abbottanimalhealth.com/index.html
EthiconJohnson and Johnsonhttp://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures
>Ethiconジョンソン・エンド・ジョンソンhttp://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures
>EthiconJohnson and Johnsonhttp://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures
>VEVO 2100VisualSonicsSN100-0032http://www.visualsonics.com/
Aquasonic GelParker Laboratories01 02http://www.parkerlabs.com/ultrasound_products.html
>Nellcor N-20PA パルスオキシメータCovidienhttp://www.nellcor.com/prod/PRODUCT.ASPXですか?S1=POX&S2=MON&id=282&V

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