超音波イメージングをマウスで胸部と腹部大動脈瘤の内腔の大きさを決定する一般的な様相となりました。このプロトコルでは、マウスの上昇と腹部大動脈の信頼性と再現性のある二次元超音波断層像を取得する手順について説明します。
超音波イメージングをマウスで胸部と腹部大動脈瘤の内腔の大きさを決定する一般的な様相となりました。このプロトコルでは、マウスの上昇と腹部大動脈の信頼性と再現性のある二次元超音波断層像を取得する手順について説明します。
現代的な高解像度超音波機器マウス大動脈の測定を容易にするための十分な解像度があります。これらの楽器は、大動脈瘤のマウス ・ モデルにおける大動脈の寸法を測定に広く使用されています。大動脈瘤は、大動脈の永久的な拡張術は昇順と腹部領域で最も頻繁に発生すると定義されます。超音波による大動脈の寸法の連続測定、開発や生体内で大動脈瘤の進行を評価するプリンシパルのアプローチです。多く報告された研究は、プライマリ エンドポイントとして大動脈の直径を測定する超音波を使用するプローブの位置と心臓のサイクル、データ集録、解析、および解釈の精度に影響を与えるなどの交絡因子があります。このプロトコルの目的は、信頼性と再現性のある方法で大動脈の直径を測定する超音波の使用に関する実用的なガイドを提供することです。このプロトコルでは、マウスや器具の準備、適切な超音波画像とデータ解析の獲得を紹介しています。
大動脈瘤は、胸部や腹部の大動脈の1,2,3,4の永久的な管腔の拡張によって特徴付けられる共通の血管疾患です。拡張と病原性のメカニズムへの洞察力の必要性を強調する大動脈瘤の破裂を防ぐために薬理学的治療法は確立されていません。大動脈瘤のメカニズムを明らかにするには、遺伝的または化学的操作によって生成されたマウス モデルは広く使用されている4,5,6,7,8,をされています。9,10,11,12. マウスの大動脈径の正確な定量化動脈瘤研究の基礎であります。
高周波超音波の開発は、大動脈寸法13,14,15のわずかな違いを検出する画像の空間的および時間的解像度を増加しています。これがマウスの大動脈径の連続測定を有効に、したがって、マウス研究大動脈瘤で大動脈の直径を測定するため、推奨される方法となっています。超音波画像診断単純な手法ですが、正確な測定、データ解析、および解釈の適切な画像を取得する大動脈の解剖学および生理学の知識が必要です。大動脈は、近位胸部16可変曲率脈動円筒器官です。これは一般的に得られる二次元 (2 D) 画像で大動脈の寸法の不正確な決定のための潜在性に貢献します。大動脈の測定の精度が侵害される動脈瘤状態17で大動脈の蛇行によってさらに。大動脈弁狭窄の信頼性と再現性のある測定値を得るためには、このプロトコルはマウス近位胸部および腹部大動脈の直径を測定するための高分解能超音波システムの使用のための実用的なガイドを提供します。
マウスにおける超音波イメージングの大学ケンタッキー機関動物ケアおよび使用委員会の承認を得て実行 (IACUC プロトコル番号: 2018-2967)。イメージング中にイソフルラン 1%-3% 集/ボリュームを使用して、手続きのストレスを軽減し、低体温症を防ぐために暖房のプラットフォーム上に配置、マウスが麻酔しました。目の潤滑剤は、麻酔中に瞬目反射の喪失による角膜の損傷を防ぐために適用されます。
1. 機器のセットアップ
2. マウスの作製
3. 胸部大動脈のイメージング
4. 腹部大動脈のイメージング
5. postscanning のマウスのケアとクリーンアップ
6. 分析
周囲脳槽部近位の胸部、腹部の大動脈の代表的超音波断層像はそれぞれ図 3、および図 3Cに表示されます。上行大動脈肺動脈の隣にある、アーチの領域に 3 つの支店を持つ曲がり管を形作る: 腕頭動脈、左総頚動脈、左鎖骨下動脈 (図 3A)。腹部大動脈、下大静脈 (図 3D) 背側検出します。図 3B ,図 3図 3Aと図 3のD、通常直径に比べて深い狭窄と胸部および腹部大動脈瘤の治療の代表的な画像が表示されます。 H、それぞれ。すべての超音波画像は、末期で捕獲されました。
代表的な胸部および腹部大動脈の超音波画像は、midsystole と終了-拡張期 (図 4A, C, E, G) で捕獲されました。図 4B、D、F、Hの測定を示す代表的な画像が掲載されています。上行大動脈の中央に緑色の線は、大動脈洞を標準化し、昇順大動脈径 (図 4B, D) に使われました。行は、大動脈洞 (黄色の線) で内腔の 2 つのインナー エッジと最大昇順大動脈径 (赤い線) と緑色の線に垂直に描かれました。胸部および腹部大動脈の内腔の直径は収縮期と拡張期 (図 4A H) 間違っていた。最大大動脈径 (赤)、腹部大動脈の内腔領域 (緑) が、(図 4F, H) を測定します。モニター心電図の代表的なイメージは、図 4は私に表示されます。心周期は、正確な測定のために考慮する必要があります。エンド拡張期と収縮期はそれぞれ白のドットとピンクのラインで示されます。
このプロトコルの再現性と精度を検証するため、パイロット研究を行った。代表的な胸部大動脈超音波と ex vivo 画像は図 5のとおりです。昇順大動脈径にこれらのイメージ間で測定径で大きな違いはなかった (超音波: 1.67 ミリメートル対前のヴィヴォ: 1.65 mm)。大動脈洞は、元の参照してくださいすることは困難だったので生体画像、大動脈洞直径は前のヴィヴォ計測していません。このプロトコルの間と頚椎の再現性は、図 5B は、Cに表示されます。潜在的な変動を決定するには、超音波イメージングされた 2 つの観測者によっては単独で実行すなわち経験豊富な循環器専門医と同じマウス (を使用して 2 つの別の日にこのテクニックを学んでいる nonexperienced の学部生n = 5)。すべてのドットは図 5B、C、専攻間のないことを示す平均 ± 1.96 SD の間に位置していた- またはこのプロトコルの頚椎変性。

図 1:ワークステーション セットアップします。ワークステーションには、誘導の麻酔、麻酔清掃フィルター、温水のプラットフォーム、超音波ゲル、ゲルより暖かいための部屋が含まれています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

図 2:近位胸部および腹部大動脈イメージング用プローブ配置の例です。(A) 右の配置と (B) をプローブ大動脈、昇順とアーチの領域、および (C) 腹部大動脈の短い軸のビューの左傍胸骨長軸ビュー。超音波システムの (D) の代表的なモニター イメージ。黒い矢印は、プローブ上の参照のマーカーを示します。黄色の矢印は、参照マーカーの側を表します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

図 3:胸部、腹部の大動脈の代表的超音波断層像。(A) 出血、(B) 動脈瘤上行大動脈、右傍胸骨長軸ビューから。(C) 出血が大動脈、左傍胸骨長軸ビューから。出血 (D) および (E) 動脈瘤腹部大動脈。Asc の Ao = IA 上行大動脈腕頭動脈、LCA を = 左総頚動脈、LSA を = = 左鎖骨下動脈、PA = 肺動脈、副鼻腔大動脈洞、下大静脈を = = 下大静脈とアブド ・ Ao 腹部大動脈を =。黄色の三角形は、大動脈瘤を示しています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

図 4:大動脈画像の測定。(Aで捕獲した胸部下行大動脈の画像) midsystole とエンド拡張期 (C)。Midsystole (B) 中に胸部大動脈基部の大動脈径の測定を示す画像と心臓拡張期 (D)。緑の線は、上行大動脈の中心を示します。黄色と赤の線はそれぞれ大動脈洞と上行大動脈の直径を示します。黄色と赤の色の数字はそれぞれ大動脈洞と上行大動脈の実際の直径を示します。腹部大動脈のイメージは、midsystole とエンド拡張期 (G)、(E) でキャプチャ。Midsystole (F) の中に副腎の大動脈の測定を示す画像は、拡張期 (H) 終了。赤と緑の線は、それぞれ直径と腹部大動脈の内腔領域を示します。赤と緑の色の数字は実際の直径を示し、腹部大動脈のそれぞれ。(私) モニター心電図 (ECG) は、画像集録中に記録されます。緑と黄色の線は、心電図と呼吸周期をそれぞれ示します。白の点線は終わり-弛緩期, を表し、紫色の線は収縮を。P = P 波と R = R 波。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

図 5:精度と再現性の超音波断層像と。(A) 代表的な画像の胸部大動脈超音波と c57bl/6 j マウス (10-12 週齢) 生体画像 ex。継ぎプロットを (B) の間のこのプロトコルの (C) 頚椎変性。Asc の Ao = IA, 大動脈腕頭動脈、LCA を = 左総頚動脈、LSA を = = 左鎖骨下動脈、PA = 肺動脈と静脈洞大動脈洞を =。緑の線は、上行大動脈の中心を示します。黄色と赤の線はそれぞれ大動脈洞と上行大動脈の直径を示します。赤内の数字は、ex vivo 画像と超音波で測定した上行大動脈の実際の直径を示します。黒の点線を示す平均と平均 ± 1.96 SD.この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

補足図 1: 超音波解析ソフトウェア イメージの例です。超音波データ解析は、(A) 測定モードで実行する必要があります。(B) シネ ・ ループのスライダーを使用して映画のループからの分析の 1 つの大動脈の超音波画像が選択されます。(C) トレース距離関数を使用して、中心線が描画されます。大動脈の寸法は、直線距離 (D) 機能によって測定されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
このプロトコルは、高周波超音波を用いたマウスで胸部、腹部の大動脈のイメージの獲得のための技術ガイドを提供します。超音波映像大動脈近位大動脈を中心に大動脈の測定の精度を危険にさらす可能性があります、プローブの位置と心臓サイクルなどの潜在的な交絡因子があります。このプロトコルでは、大動脈の寸法を正確に測定するために詳細な手順と画像集録、計測、およびデータ解析のための戦略について説明します。
近位大動脈をイメージング プローブの配置方法はいくつかあります。図 2Aに示すように右傍胸骨長軸ビューは、このプロトコルでは超音波に使用されました。このビューは、大動脈洞から大動脈弓部分に高品質な画像の取得を促進します。超音波の波の干渉のためいない下行大動脈に最適です。このプロトコルは、彼らは主に上行大動脈に大動脈の内腔の拡張を示すために胸部大動脈瘤のほとんどのマウスのモデルに適用されます。マウス18,19,20,21,22,23の上行大動脈の動脈瘤の形成を引き起こす慢性のアンジオテンシン II の注入が含まれます。マルファン症候群のモデルをマウス (fibrillin 1C1041G/+ 、fibrillin 1mgR/mgRマウス) 大動脈と大動脈拡張23,24,25を昇順の両方を表示します。Loeys ディーツ症候群マウスモデル (1 または 2 平滑筋細胞における TGF-β 受容体の生後削除) も大動脈と大動脈18,26,27,28 を昇順で動脈瘤を開発します。.したがって、右傍胸骨長軸ビューは、胸部大動脈瘤手術のこれらのマウスモデルの大動脈の画像に適しています。その一方で、右傍胸骨短軸ビュー直径の過大評価を引き起こす可能性のある大動脈の蛇行により動脈瘤、しばしば複雑なので斜めに大動脈の画像をキャプチャする可能性があります。胸部下行大動脈とは異なり短い軸のビューは、このプロトコルで腹部大動脈のイメージングに使用されました。大動脈の湾曲し蛇行は胸部大動脈に比べて腹部大動脈にささやかなので、短い軸ビューで画像の取得は大動脈径の underestimations を改善します。その異なるプローブを注意して位置を提供別の視野角と大動脈の径は、各画角の異なる可能性がありますが重要です。したがって、信頼性の高い大動脈径測定はプローブの同じ位置を研究内のすべてのイメージに適用することによって強化されます。興味深いことに、三次元 (3 D) 超音波心臓・大動脈の画像がされている最近、29,30,31,32報告。さらに、現在の超音波システムは、四次元画像33として時間をかけて 3 D 映像を取得できます。したがって、これらの 3 D イメージング技術プローブ位置決めの問題解決する大動脈の構造をより正確に説明する可能性があります。
超音波画像は、2 D の明るさモード (B モード) または 1 次元運動モード (M モード) でキャプチャできます。いくつかの記事は、大動脈径の測定の M モードを使用しているが、B モードは望ましい15,34,35,36です。M モードは、時間的・空間的解像度を上げる 2 つの次元でイメージ能力を持っています。ただし、このモードは大動脈が超音波の波に垂直に描画される円筒であるという仮定に依存しています。この前提が当てはまらない動脈瘤の状態で、上行大動脈の湾曲この困難な nonaneurysmal 合衆国でさえ。さらに、大動脈は心臓サイクル37全体の固定位置に残りません。したがって、M モードと underestimations を含む測定誤差があります。
また、心臓のサイクルに影響する大動脈の内腔の直径に注意してくださいすることが重要です。予想通り、収縮期における大動脈径は拡張期 (図 4A H) より大きい大動脈壁の弾力性とひずみに関連付けられています。大動脈の弾力性とひずみは、収縮期と心臓拡張期の大動脈径の差から計算できます。正常大動脈31,34,35,38,,3940と比較して動脈瘤大動脈では、弾力性と歪が減少します。大動脈壁硬化度は、超音波で直接測定できません。脈波速度 (PWV) 動脈瘤大動脈31,35,41,42で増加する報告されたプロキシとしての剛性を評価できます。PWV は、パルス波ドップラー画像と対応する距離を使用して、2 つの動脈サイト間の通過時間によって計算されます。臨床検査とは異なり、大動脈の直径を比較するため、マウスの大動脈の測定のため心臓の相面で厳格な標準化はありません。したがって、心臓フェーズは大動脈の測定に適したは依然として不明です。しかし、信頼性と再現性の比較のために、大動脈径を心周期の定義された段階に測定してください。
このプロトコルは、大動脈の寸法を正確に測定するために大動脈の画像とデータの分析のための詳細な手順を提供します。大動脈の測定では、このプロトコルを使用しては、ex vivo 大動脈径 (図 5A) 実際と一致していた。また間の整合性を確認した- と頚椎の再現性 (図 5B、C)。このプロトコルは、特にプローブの位置と心臓のサイクルのすべてのステップは、正確な測定に必要です。ただし、適切な手順を使用する場合でも超音波イメージ投射の間の成果物は回避されていません。肋骨と肺、呼吸、心臓の脈動の場所は胸部大動脈のイメージの質に影響を与えます。腸内ガスは、腹部画像診断の成果物を可能性があります。したがって、貧しい大動脈画像の場合このプロトコルに従うときに除外基準を定義することをお勧めします。
高解像度超音波装置の出現により、マウスの大動脈の構造に検証できる絶妙な詳細、直列と従来、大動脈瘤の理解に貢献します。超音波イメージング、前述のように、プロトコルは、マウスで大動脈瘤を定量化するため信頼性が高く、再現性のある非侵襲的アプローチです。
著者が何も情報開示にありません。
著者の研究は、国立心臓、肺、によって支えられたおよび賞の下で健康の国民の協会の血液研究所血管病 (18SFRN33960001) の R01HL133723 と R01HL139748、アメリカの心臓協会 SFRN の番号します。継手は、AHA ポスドク研究員プログラム (18POST33990468) によってサポートされます。J. c. は、NCATS UL1TR001998 によってサポートされます。本稿の内容は著者の責任と国立衛生研究所の公式見解を必ずしも表さない。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 試薬名 | |||
| イソセシア(イソフルラン) | ヘンリー・シン | NDC11695-6776-2 | 麻酔薬 |
| オムニコン F/空気麻酔ガスフィルターキャニスター | A.M. Bickford Inc. | 80120 | 麻酔 |
| Puralube Vett軟膏 | Dechra | NDC17033-211-38 | 潤滑点眼薬 |
| アクアソニックのための清掃システム | Parker Laboratories | 01-08 | 超音波ゲル |
| Nair | Nair | Depilliating クリーム | |
| 経敗血トランスデューサー洗浄液 | Parker Laboratories | 341-09-25 | プローブ用洗浄スプレー |
| 機器名 | |||
| Vevo 2100 | VisualSonics | Vevo 2100 | 超音波装置 |
| Vevo LAB 3.0.0 | VisualSonics | Vevo LAB 3.0.0 | 超音波分析ソフトウェア |
| MS-550D | VisualSonics | MS-550D | 超音波プローブ |
| EX3 気化器 | パターソン 獣医 | EX 3 | アナログ麻酔気化器 |
| 加熱パッド | サンビーム | E12107 | 加熱パッド |