Name: マウスにおける経胸壁心エコー (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-05-28T17:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 9 s
Description: 学ぶマウスの経胸壁心エコーによる心機能評価法。Bモード、Mモード、ドプラーモードを用いて収縮・拡張機能を定量化し、心血管研究における非侵襲的イメージング手法を習得できます。

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我々は、このプロジェクトや施設への親切なアクセスが可能な専門家の助けのために博士コーリーレイノルズとBCMのマウスの表現型のコアを感謝したいと思います。 XHTWは、医学研究でWMケック財団特別若い学者であり、そしてまた、NIH / NHLBIの助成金R01 - HL089598とR01 - HL091947、および筋ジストロフィー協会の助成金＃69238でサポートされています。この作品は、ハートのCaMKIIシグナリングのための財団Leducqアライアンスによって部分的にサポートされています。

1。イメージング研究のための準備マウス<ol><li>前の画像診断に、誘導チャンバ内にマウス（2％イソフルラン0.5 L /分と混合100％O 2）を麻酔。オペレータの安全のために廃ガスをフィルタするようにしてください。誘導室から動物を外し、ネックラインからミッド胸の高さに毛を剃ることをバリカンを使用してください。その後、脱毛クリームと残りの体の毛を取り除く。この製剤は、マウスでは潜在的な望ましくないストレス反応を最小限に抑えるために一日前にイメージング研究に行ってもよい。 </li><li> （ゲルの塗布で角膜の接触を避けるため）強膜の乾燥を防ぐために、両眼にゲルをduralube適用されます。体温を維持するために埋め込まれたECGリードと加熱パッドの上仰臥位で麻酔したマウスを置きます。 </li><li>手続きを通じて定常状態鎮静のレベル（0.5 L /分100％O 2と混合イソフルラン1.0％〜1.5％）を維持するために麻酔のシステムに接続されているノーズコーン内で鼻を置きます。鎮静を確認するために、つま先やテールピンチを実行します。必要に応じて、麻酔のレベルは、450の目標心拍数± 1分間に50ビート（BPM）を得るために調整することができます。 </li><li>ゆっくりと連続的に加熱パッドを介して体内の温度を監視し、調整するために直腸プローブを（潤滑後に）挿入する。それは温度と心拍数でさえ緩やかな変化がマウスの心機能に影響を与えるとして、（37.0℃± 0.5℃）の狭い範囲内で体温を維持することが重要です。 </li><li>フォーパウとテープそれらのECG電極に、電極のゲルを適用します。 </li></ol> 2。心臓の収縮機能の評価<ol><li>この手順を開始するには、心臓を覆う面積主に、胸に予熱した超音波ゲルの層を適用する。ゲルは、おおよその体温まで温めてください。冷たいゲルの体積が急速に体温の損失の割合を追加してもかまいません。超音波画像と干渉する可能性ゲル中の気泡を、避けてください。 </li><li>わずかな角度で軽く上向きの位置（ヘッドアップ）でマウスを固定化する。マイクロマニピュレータを用いて、プローブと心臓の間に90 °の角度で超音波プローブを固定化する。 </li><li>短軸心エコー測定を行う開始するには、parasternally胸部の上にプローブを下げます。これは信号を歪ませるので、直接に胸骨の上または皮膚にプローブを置かないでください。 </li><li>最初に、我々は傍胸骨短軸に沿ってビューを取得するために、2次元（2D）画像を（'B -モード'）が実行されます。動物の心臓の大きさに応じて完全な画像を得るために、プローブの表示領域を調整します。 </li><li>この方向で適切な画像は、左心室と右心室壁のわずかな部分が含まれます。矢印は（ビデオ参照）前外側および後内側乳頭筋、LVの後部と前部壁、脳室内隔壁、および右心室壁のわずかな部分を示している。これらの測定時には、潜在的な壁運動異常（例えば、運動低下、akinasia、非同期）または動脈瘤に特に注意してください。 </li><li>次に、我々は、心臓の大きさと収縮性の微細な測定値を得るために、1次元（1D）のビューを提供するM -モード心エコー図を、使用します。ストアは、収縮期左心室機能のパラメータの後の評価のための画像を取得しました。 </li></ol> 3。心臓の拡張機能を評価する<ol><li>それでも傍胸骨短軸を表示している間、我々は心筋運動の速度を測定するための組織ドップラーイメージング（TDI）を実行することができます。関心領域は、半径方向の軸の評価のための後方左心室壁を含むようにマークされます。 IVRT、E'、'、およびIVCT：得られる波形は、拡張機能を評価するための4つのピークを持つことになります。 S'は、収縮期速度を表します。 （図3B）これらのパラメータは、代表的な結果のセクションで後述する。 </li><li>パルス波ドップラー（PWD）は、心筋組織内の特定の深さで、小さなエリア内の血流速度を測定するために使用することができます。画像トランス僧帽弁フローパターンをするために、トレンデレンブルグポジションで後方に動物を傾けます。 、上向きプローブは心尖と直交になるようにプローブを傾けます。 </li><li>今僧帽弁の動きを遅くする300〜350 BPM、に心拍数を下げるためにイソフルランレベルを増加させる。比較研究のために、動物の間で同様の心拍数を維持することが重要です。 </li><li>バルブ前後の流れを測定する基準点として僧帽弁の動きを視覚化する。僧帽弁の先端にサンプル量を置きます。 </li><li> PWDを使用して僧帽弁全体の流れのパターンを測定します。二つの波が特徴的に見られ、心室の受動的な充填（初期の[E]波）を表し、もう一つは心房収縮期（心房[A]波）を持つアクティブな充填と一致して一つ。健康な心臓では、E -波の速度は、波（図3C）のそれよりわずかに大きいです。 </li><li>すべての測定が完了すると、電極のゲル（軽く標準ガーゼパッドで拭いて）と、動物から制約を削除します。気ままな動物は、直立した状態で加熱されたECGパッドの上に回復して、麻酔をオフにすることができます。マウスが覚醒したとき、そのケージに戻します。 </li></ol> 4。代表的な経胸壁心エコーの結果非侵襲的心エコー研究は心臓疾患のマウスモデルでは左室の形態と機能を評価するために使用することができます。4,5この手法は広く使われていると左室機能を評価するため、端末の手順に代わるものを提供され、そのような心臓内の圧容積ループmeasurements.8としてまたはex vivoでの作業心臓モデルが。経胸壁M -モード心エコー図によるLV室の大きさの9評価は、異常LV室の肥大や心臓病の様々なモデルの増加壁の厚さを検出することができます。パルス波ドップラーと組み合わせてこのように5、経胸壁心エコー検査は、 、収縮期およびマウスの拡張期心機能の非侵襲的評価のための包括的な手段を構成している。 <img src="/files/ftp_upload/1738/1738fig1.jpg" alt="図1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図1"> 図1。心エコー検査とドップラーイメージングのin vivoマイクロイメージングシステムでVEVO 770高解像度の概要は、（A）私たちは、生理学的モニタリングユニット、EKGボード、およびRMV 30MHzのスキャンヘッドとVisualSonics統合された鉄道システムを使用してください。 （B）マウスが配置され、適切に統合されたECG電極（ゴールドカラー）と加熱基板上に拘束される。四肢は、ECG電極にテープで固定されています。 （CD）パルス波ドップラーのために適切な角度を示す写真は、プロトコルのセクション4で説明されている拡張機能の測定値を、取得するために使用。収縮機能の測定用プローブの向きは、ビデオのプロトコルでのショーです。 <img src="/files/ftp_upload/1738/1738fig2.jpg" alt="図2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図2"> 図2。代表的な2次元の心エコー画像（Bモード）。左室前（AW）と後部（PW）の壁、心室内の隔壁（SW）、及び側壁（LW）を示す（A）パラ胸骨短軸像。左心室内腔の直径は、左心室内径（LVID）として測定することができる。アスタリスクは、後内側乳頭筋を示している。 E /ピーク速度を測定するための僧帽弁以上の表示領域を持つ（B）アピカル四腔像。 MVAL、僧帽弁前尖、MVPL、僧帽弁後尖、RV、右心室、左心室は、心室を残した。 <img src="/files/ftp_upload/1738/1738fig3.jpg" alt="図3" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図3"> 図3。心エコー検査とドップラーデータの収集と定量化は、この図は、図2に示した断層心エコー法の画像に対応する取得したデータの代表的な画像が含まれています。 （A）Mモードでは、収縮末期（ESD）と拡張末期径（EDD）を示す線をトレース。 LVAWD / Sは、心室前壁の厚さ（拡張期/収縮期）を残し、LVPWD / S、左室後壁の厚さ（拡張期/収縮期）。 （B）LV後壁の組織ドップラーイメージングのための代表的なトレーシング。 IVRT、等容性弛緩時間、IVCT、等容収縮時間。 E'波がLVの拡張早期充満時の僧帽弁輪の動きに対応しており、"波がLVの充填年代後半に心房収縮に由来する。 S'は、収縮期速度を表しています。 （C）僧帽弁尖の先端のパルス波ドップラー記録は拡張早期速度（E）、拡張期収縮による後期拡張期血流速度（）、およびE / A比を引き出すことができるから僧帽弁流入速度パターンが用意されています。 IVRTはまた、拡張機能と充填圧力を特徴付けるために有用な変数です。 ETは駆出時間を示します。

<ol><li>Zhang, T. M. aier, S, L., Dalton, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+deltaC+isoform+of+CaMKII+is+activated+in+cardiac+hypertrophy+and+induces+dilated+cardiomyopathy+and+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">The deltaC isoform of CaMKII is activated in cardiac hypertrophy and induces dilated cardiomyopathy and heart failure.</a> Circ Res. 92 (8), 912-912 (2003).</li>
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</ol>

M -モード心エコー図を使用するときにマウスの異なるグループまたは遺伝子型間の比較を容易にするためにマウスのコホート内麻酔のレベルは、10体の温度、および心拍数を標準化することが重要です。拡張機能のPWDの評価のために、心拍数はマウス心臓の拡張期特性を評価するために小さくする必要があります。動物の生体機能は密接に血行動態の障害や死を防ぐために観察する必要があります。一方、M -モデルの心エコー検査を用いて収縮機能の測定のために、毎分400拍以下の心拍数は、拡張末期径が増加LVの充填のために増加する可能性があります。

*必要なソフトウェアは、B -モードのアプリケーション、パルス波ドップラーアプリケーション、および心血管解析ツールのパッケージを含むVEVOのソフトウェアです。

マウスにおける経胸壁心エコー

Transthoracic Echocardiography in Mice

近年では、マウスモデルは遺伝子発現の変化に起因する心機能障害の分子機構を研究するための主要手段となっている。トランスジェニック、遺伝子ターゲッティング方法は、変更された心臓の大きさと機能を持つマウスを作製するために使用することができます。<sup&gt; 1月3日</sup&gt;そしてその結果として、<em&gt; in vivoで</em&gt;技術は、彼らの心臓の表現型を評価する研究が必要である。経胸壁心エコー検査、脈波ドップラー（PWD）、および組織ドップラーイメージング（TDI）は、マウスの心臓の寸法測定を提供し、心臓の収縮期および拡張期の性能の程度を定量化するために使用することができます。 Mモードエコーは心臓の大きさと収縮性の定量化に使用されるのに対し、二次元画像化は、異常な解剖学や左心室の動きを検出するために使用されます。<sup&gt; 4,5</sup&gt;さらに、PWDは、乱流のローカライズされた速度を定量化するために使用されています<sup&gt; 6</sup&gt;一方、TDIは心筋運動の速度を測定するために使用されます。<sup&gt; 7</sup&gt;このように、経胸壁心エコー検査は、マウスの心機能の非侵襲的評価のための包括的な方法を提供しています。

経胸壁心エコー検査は、マウスの心機能の評価のための非侵襲的方法を提供しています。超音波検査とドップラーイメージングモダリティの組み合わせは、一緒に心臓の収縮期および拡張期のパフォーマンスの評価を提供する、心臓と心臓内の血流の寸法測定を、得るために使用することができます。

近年、マウスモデルは、遺伝子の変化に起因する心機能不全の分子メカニズムを研究するための主要な手段となっています。

心エコー測定を行う前に、マウスを加温EKGボードの上に配置し、ステージに組み込まれたECG電極に足をテープで固定します。実験中は、適切な麻酔レベルと体温が維持されます。Bモードとしても知られる短軸モードを使用して測定を行います。側壁側および内側後方の乳頭筋、ならびにすべての心筋壁が容易に視認できる場合に、適切な画像が得られたことになります。ビューイングモードをMモードに変更することで、心収縮機能の測定値を評価および定量化できます。左室後壁をターゲットにした後、組織ドップラーイメージングモードを使用して、拡張機能の測定値を定量化できます。四腔心像モードでは、僧帽弁および中隔壁の適切な画像を取得できます。最後に、パルス波ドプラモードに切り替えることで、僧帽弁の血流パターンを可視化できます。こんにちは。私はベイラー医科大学分子生理学・生物物理学部のDr. Zander Warsの研究室のJonathan Repressです。本日は、マウスにおける経胸壁心エコー図検査の手順について説明します。当研究室では、心機能および心サイズの経時的な変化を研究するためにこの手法を用いています。それでは始めていきましょう。画像診断の1日前、マウスを麻酔し、バリカンを用いて首のラインから胸部中央まで被毛を除去します。次に、除毛クリームで残った体毛を取り除き、強膜の乾燥を防ぐため、両眼にデュラループゲルを塗布します。麻酔したマウスを、ECGリードが組み込まれたヒートパッドの上に仰臥位で安置します。体温を維持するため、吻部を麻酔システムに接続されたノーズコーンに入れ、処置全体を通じて鎮静レベルを一定に保ちます。必要に応じて、目標心拍数を450 ± 50 beats per minute（BPM）にするように麻酔レベルを調整します。また、直腸プローブを緩やかに挿入し、ヒーティングパッドを介して体温を継続的にモニタリングし、調整します。温度や心拍数のわずかな変化であっても心機能に影響を及ぼすため、体温を狭い範囲内で維持することが重要です。マウスの場合、4つの足に電極用ジェルを塗布し、ECG電極にテープで固定します。この手順を開始するには、胸部、主に心臓の上の領域に超音波ジェルを塗布します。超音波イメージングを妨げる可能性があるため、ジェルの中に気泡が入らないようにしてください。マイクロマニピュレーターを使用して、マウスを頭部をわずかに上げた角度で、緩やかな上向きの状態で固定します。超音波プローブを、プローブと心臓が90度の角度になるように固定します。短軸心エコー測定を開始するには、プローブを胸壁にしっかりと押し当てます。胸骨の直上にプローブを配置すると信号が歪むため、避けてください。まず、2次元イメージング（Bモード）を行い、胸骨傍短軸方向の視野を確保し、プローブの表示領域を調整して完全な画像を得ます。動物の心臓の大きさに応じて、この方向での適切な画像には、左心室と右心室壁の一部が含まれます。矢印は、前外側および後内側の乳頭筋、左心室の後壁および前壁、室間中隔、および右心室壁の一部を示しています。次に、心臓の寸法と収縮能の精密な測定を行うために、一次元的な視覚情報を提供するMモード心エコー図法を使用し、後で左室収縮機能のパラメータを評価できるよう取得した画像を保存します。胸骨傍短軸像を表示したまま、組織ドップラー心エコー法（TDI）を行い、心筋運動の速度を測定します。径方向の評価を行うため、左室後壁を含むように関心領域（ROI）を設定します。得られた波形には、拡張機能を評価するための4つのピーク（IVRT、e'、A'、およびs'）が含まれており、s'は収縮期速度を表します。これらのパラメータについては、後の代表的な結果のセクションで詳しく説明します。パルスドプラ法（PWD）を用いることで、心筋組織内の特定の深さにある狭い領域の血流速度を測定できます。僧帽弁血流パターンのイメージングを行うには、動物をトレンドレンブルグ位で後方に傾け、プローブが心尖部と直交するように上向きに傾けます。次に、ISOフルリンのレベルを上げて心拍数を 300 から 350 BPM まで低下させ、僧帽弁の動きを緩やかにします。比較研究においては、個体間で同様の心拍数を維持することが重要です。僧帽弁の動きを可視化し、弁を通過する血流を測定するための基準点とします。僧帽弁を通過する血流パターンを測定します。PWDを用いると、心室への受動的充満を示す早期のE波と、心房収縮による能動的充満に一致する波の2つの波が特徴的に観察されます。健康な心臓における心房a波では、EWA速度はA波の速度よりもわずかに速くなります。すべての測定が完了したら、動物を加熱ECGパッドの上で回復させ、麻酔を停止します。マウスが覚醒したら、ケージに戻してください。ここでは、胸骨傍短軸像で得られた2D心エコー画像（Bモード）を示します。この画像では、左室前壁、後壁、室中隔、および側壁が確認できます。左室腔の直径は、左室内径として測定可能です。アスタリスクは後内側乳頭筋を示しています。次の2D心エコー図（Bモード）は心尖部四腔像であり、E波とa波のピーク流速を測定するため、僧帽弁上の領域を表示しています。MVALは僧帽弁前尖を、MVPLは僧帽弁を示しています。後葉のRVは右室を、LVは左室を示しています。この代表的なMモード波形において、大きな矢印は左室の収縮末期径 ESD および拡張末期径 EDD を示しています。LV A WDSは拡張期および収縮期における左室前壁厚を示し、L-V-P-W-D-Sはそれぞれ左室後壁厚を示します。ここでは左室後壁の組織ドップラー心エコー図の代表的な波形を示しており、IVRTは等容性弛緩時間、IVCTは等容性収縮時間を表します。ePrime波は左室の拡張早期充満時における僧帽弁環の動きに対応し、APR波は左室の充満後期の心房収縮に由来します。S primeは収縮期速度を表します。僧帽弁尖先端のパルス波ドプラ記録により僧帽弁流入血流速度パターンが得られ、そこから拡張早期速度、拡張後期の心房収縮に伴う速度、およびE/A比を算出することができます。IVRTもまた、拡張機能および充満圧を特徴づける有用な変数です。このトレースにおけるETは、健康な心臓における駆出時間を表しています。ここで観察されたように、EWA速度はa波の速度よりもわずかに速くなります。以上で、マウスにおける経胸壁心エコー検査の手順を説明しました。この処置を行う際は、動物を適切に取り扱い、麻酔レベルを適切に調整してください。以上です。ご視聴ありがとうございました。皆様の実験の成功をお祈りいたします。

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