マウスの弁膜症の包括的表現型の特徴のための心エコーアプローチとプロトコル

このエコープロトコルの全体的な目標は、げっ歯類の心臓弁機能を画像化するために使用される方法とアプローチを示すことです。今日お見せする方法は、心臓弁膜症の条件下で心臓を統合ユニットとして評価することに特に重点を置いて、心臓病の分野における重要な質問に答えることができます。心臓の包括的な心エコー検査評価により、複数の心臓弁の弁機能障害の検出が可能になるだけでなく、研究者が心機能と心臓弁機能のさまざまな測定値との間の複雑な相互作用を理解できるようになるため、このアプローチの意味は心臓弁疾患の分野にとって非常に深いものです。

この方法は、心臓弁膜症が主な欠陥である動物モデルを特徴付けるために活用できますが、心不全や胸部大動脈瘤などの他の障害に続いて心臓弁機能障害が現れる可能性のある他のシステムにも適用できます。したがって、ほとんどの調査研究で包括的な心臓および心臓弁の表現型を日常的に実施することをお勧めします。私たちは最初に、心臓弁の機能を評価するために使用される方法とプロトコルに大きなばらつきがある多くの会議に出席した後、包括的な心臓および心臓弁表現型へのアプローチを撮影するというアイデアを思いつきました。

この原稿とそれに付随するビデオが、従うべき最善の方法論と基準に関する現場での議論に拍車をかけ、最終的には、研究研究の厳密性と再現性を向上させるための国立衛生研究所の最近の取り組みと一致することを願っています。心エコー検査の主な利点は、心臓の形態と機能をリアルタイムで非侵襲的に評価できることです。実行が簡単で、連続して実行できます。

したがって、逐次追跡調査に最も理想的です。一般的に、心臓弁や心臓弁のイメージングに不慣れな方は、麻酔の投与や漸増に伴う物流上の課題、心エコー検査に使用できる非常に小さな解剖窓に関連する技術的な課題、イメージング中に心臓の構造やプローブの向きを正確に特定する必要性など、苦戦を強いられることになります。私たちのアプローチの視覚的なデモンストレーションにより、研究者がマウスの心エコー検査の実施を学ぶ速度が加速し、最終的には小動物イメージングのベストプラクティスを議論するためのプラットフォームとして機能することを願っています。

まず、高周波超音波トランスデューサーを搭載した超音波装置の電源を入れます。測定する動物のIDと、日付、時刻、その他の関連情報を入力します。プラットフォームを摂氏37度に予熱してから、ネズミの尻尾をそっとつまみ、首筋で動物をしっかりと保持します。

動物の鼻をノーズコーンに導き、付属のテキストプロトコルで説明されているように麻酔を開始します。鎮静剤を投与したら、動物を仰臥位でプラットフォームに素早く正確に置き、前足と後足がプラットフォームのECGセンサーの上にくるようにします。粘着テープを使用して、動物を四肢すべてに固定し、ノーズコーン装置で頭を安定させ、尾を安定させます。

次に、プラットフォーム内のECGセンサーを使用するか、外部デバイスを使用して心拍数を確認します。ベースライン心拍数が毎分600〜700拍であることを確認してください。心拍数を監視し、いかなる状況でも毎分450拍を下回らないようにしてください。

さらに、直腸体温計を使用して体温を監視し、体温を摂氏36.5度から摂氏38度の間に保ちます。バイタルが安定している限り、細い毛で使用するために設計された電動クリッパーを使用して、マウスの胸の毛を剃り落とします。次に、湿らせたペーパータオルを取り、胸を拭いて残っている毛を取り除きます。

動物をプラットフォームにしっかりと固定し、頭を反対側に向けて、テーブルを左に15〜20度傾けて、心臓を胸壁に近づけます。次に、超音波ジェルをたっぷりとトランスデューサーに塗布するか、動物の胸に直接塗布します。トランスデューサーを心臓の長軸に対して垂直に約90度傍胸骨に配置し、トランスデューサーの画像インデックスマーカーが後方を向くようにします。

2 DBモードでは、大動脈弁が短軸に沿って見えるようになるまでトランスデューサーのデフィレードをスライドさせます。次に、画像インデックスマーカーがcadadを指すまでトランスデューサーを時計回りに回転させます。これは胸骨傍長軸ビューです。

大動脈経路、大動脈弁、左心室流出路、僧帽弁、左心房、右心室流出路の一部を画像ディスプレイで観察します。大動脈の最大心房後部寸法を、機械に組み込まれている測定ツールに関連付けられた電子キャリパーを使用して測定します。次に、コントロールパネルの画像幅ボタンで画像幅を調整して、大動脈弁だけが画像表示に表示されるように画像幅を小さくします。

大動脈弁の先端と交差する場所にMモードの尋問ラインを配置して、大動脈弁カスプ分離を正確に評価します。大動脈弁のMモード表示で、電子ノギスを使用してカスプ分離距離を測定します。大動脈弁の胸骨傍長軸図にまだいる間に、コントロールパネルのカラードップラーコントロールキーを押して、大動脈弁の領域にカラードップラーを適用します。

次に、ポストウェーブドップラーコントロールキーを押します。トラックボールを使用して、ポストウェーブサンプルボリュームを大動脈弁のすぐ上の近位上行大動脈に配置し、プラットフォームやトランスデューサーを傾けて、超音波ビームと血流との間の角度が60度未満であることを確認します。次に、電子キャリパーを使用してスペクトル表示からピーク速度を測定します。

まず、トランスデューサーをBモードのアピカル位置に置き、マウスの頭に向かって角度を付けるようにトランスデューサーを配置します。右心室、左心室、右心房、左心房を画像ディスプレイで観察します。頂端の4チャンバービューから、画像の幅を狭くすることで僧帽弁にピントを合わせます。

次に、Mモードカーソルを僧帽弁全体に置き、弁尖の厚さを評価します。頂端の4チャンバービューを使用して、拡張期に左心房から僧帽弁を通る流れを画像化するためにカラードップラーを適用します。赤でエンコードされた僧帽弁を横切る流れを観察します。

肺の頂端軸ビューから、右心室が画像表示の中心にくるように、ロッキングモーションを使用してトランスデューサーの先端を傾けるか、向けます。画像の幅を小さくして、画像表示に右心室のみが表示されるようにします。次に、三尖弁の領域にカラードップラーを塗布します。

次に、トランスデューサーを大動脈弁のレベルで修正された胸骨傍長軸位置に移動します。次に、トランスデューサーを少し上に傾けて、肺動脈弁の短軸図を取得します。このビューでは、Mモードイメージングを適用して、肺動脈弁の分離距離を評価します。

次に、肺動脈弁の領域にカラードップラーを適用して、弁逆流と狭窄を評価します。2 DBモードでは、トランスデューサーを乳頭筋のレベルで胸骨傍短軸位置に配置して、左心室の短軸図を取得します。このビューから、コントロールパネルにあるMモードボタンを押します。

トラックボールを使用して、Mモードカーソルを乳頭筋のレベルで左心室腔の中心に置き、Mモード画像を取得します。次に、内壁と後壁の間の距離が最大になる拡張末期と、内壁と後壁の両方の内向きの動きが最大になる収縮期末期の左心室腔の寸法を測定します。次に、トランスデューサーを頂端窓に移動し、僧帽弁に色を塗り、サンプル量を僧帽弁弁尖の先端に配置します。

僧帽弁を横切るパルス波ドップラー速度のスペクトル表示から、僧帽弁のピーク流入速度を測定します。サンプル量は左心室の流入と流出の間に位置しており、僧帽弁と大動脈弁の閉鎖および開放信号ではありません。等容積性弛緩時間、等容性収縮時間、および左心室駆出時間を測定します。

次に、僧帽弁輪の組織ドップラーイメージングを頂端長軸図で行います。TGIコントロールキーを押して、サンプル量を僧帽弁輪の内側に置きます。終了したら、マウスから余分な超音波ゲルを取り除きます。

動物を固定しているテープをそっと剥がし、麻酔をオフにしてください。動物を吸収性のペーパータオルの上に置き、胸骨の横臥に達するまで動物を観察します。ここに示されているのは、正常なマウスの大動脈弁機能と、石灰性大動脈弁疾患のマウスの大動脈弁機能の評価です。

石灰化した弁を有するマウスでは、尖端が肥厚し、エコー源性が増大し、収縮期の開口が制限される。頂端窓からは、僧帽弁の長軸図が表示されます。僧帽弁弁の厚さは、Mモードの尋問ラインを使用して測定できます。

僧帽弁の厚さの測定は、正常な僧帽弁の薄く、エコー源性が低く、急速に動く弁尖を考えると、非常に困難になる可能性があります。この修正された僧帽弁の長軸図に示されているカラードップラーは、収縮期の僧帽弁にモザイクカラージェットを示しています。青色は僧帽弁逆流の証拠です。

胸骨傍窓から、肺動脈弁の短軸図と長軸図の両方が得られます。この画像では、Mモードの尋問ラインが肺動脈弁全体に適用されており、このビューから弁カスプ分離距離を測定できます。このテクニックを習得すると、適切に実行すれば15〜20分で完了します。

この手順を試行する際には、げっ歯類の心機能を正確かつ時間効率よく評価できるように、心臓の解剖学と生理学の基本的な知識、超音波検査の原理と用語の実用的な知識、および心臓超音波の経験を持つことが重要です。このビデオを見た後、さまざまなイメージング平面から画像を取得し、心臓と心臓の弁機能を適切に記述するエコードップラーパラメータを測定することにより、げっ歯類で心臓超音波を実行する方法を十分に理解できるはずです。