진단 초음파 영상은 사람과 동물을 대상으로 각종 호흡기 질환을 진단하는 데 효과적 일 수있다. 우리는 구체적으로 마우스 모델에서 다이아 프램 역학을 분석하는 박사 ZUO의 실험실에 의해 이용 포괄적 인 초음파 프로토콜을 보여줍니다. 이것은 또한 마우스 호흡기 근육의 기능에 대한 정량적 인 정보를 제공 할 수있는 비 침습적 연구 기법이다.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
이 논문에서
요약
초록
설치류 호흡 골격근의 기능 분석, 특히 다이어프램은 일반적 침습 수술 절차를 이용하여 근육의 스트립을 분리하여 수행된다. 이 체외 조임 활동 평가하는 효율적인 방법이지만, 비 생존 수술을 포함한다. 생체 절차와 같은 비 침습적 초음파 영상의 응용 프로그램은 희생 동물의 수를 줄일뿐만 아니라 이후 유익 아니라 살아있는 마우스에서 질병의 진행을 모니터링하기에 적합하다. 따라서, 우리의 초음파 촬상 방법은 가능성 다양한 호흡기 질환에 의해 유도 근육 손상을 완화 신규 치료법의 개발에 도움이있다. 특히, 폐색 성 폐 질환의 임상 진단에서, 초음파 영상은 격막의 근육 피로의 조기 개시를 검출하기 위해 다른 표준 시험과 함께 사용될 수있는 잠재력을 갖는다. 현재 프로토콜에서, 우리는 정확하게 다이어프램 contracti을 평가하는 방법에 대해 설명합니다진단 초음파 이미징 기술을 사용하여 마우스 모델에서의 lity.
서론
최근에는 초음파 영상 진단 기법은 신 혈관성 고혈압 및 췌장암 1,2의 마우스 모델에 적용되어왔다. 그러나, 이러한 기술이 널리 설치류 호흡기 근육의 기능 분석에 사용되지 않았다. 따라서, 우리는 생쥐의 다이어프램 이동성의 생체 종 평가를위한 유용한 도구로 진단 초음파 영상 방법을 개발했습니다.
진단 초음파 영상에 대한 몇 가지 장점이 있습니다. 예를 들어, 비 침습적 안전 장치, 휴대용, 및 상대적으로 낮은 비용으로 3에서 실시간 측정을 허용한다. 특히, 특정 저주파 초음파 장치는 공기 폐색 심한 기류 제한 4 가벼운 만성 폐쇄성 폐 질환 (COPD)의 임상 적 특징을 검출 할 수 있었다. 따라서, 진단 초음파 영상은 실시간 모니터링을 위해 쉽게 접근 할 수있는 재생 가능한 검사 방법으로 역할을 할 수있다 호흡기 질환.
진단 초음파 영상 기술은 자주 큰 동물이나 인체에 적용됩니다. 그러나, 소규모의 주제에 초음파를 수행하는 문제에 대한 가능성이 마우스 모델에서 초음파 이미징 연구, 제한된 수의가 있었다. 현재 프로토콜은 마우스에 조임 기능을 측정하기위한 새로운 절차를 설명. 조임 기능에 여러 가지 설치류 연구가되었지만 또한, 결과의 대부분은 안락사 동물 5-7에서 직접 근육 스트립을 분리하여 생성 하였다. 대조적으로, 조임 작업을 분석하는 생체 내 진단 초음파 촬상 방법을 사용하여 동물의 수는 실험에 희생 줄일 것이다. 또한, 다이아 프램의 수축력을 강화에 초점을 맞춘 장기 치료가 정확하게 동물을 희생하지 않고 설치류 모델에서 초음파를 통해 평가 될 수있다.
ntent는 "> 본 연구실에서는 구상뿐만 아니라, 생체 내에서 조임 기능의 이해에 도움이 동물 침습적 방법을 피하고, 치료제의 개발 제품 초음파 기계를 사용하여 마우스 조임 활성을 분석하기위한 효과적인 방법을 개발했다 호흡 부전에 대한 치료.액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
프로토콜
동물을 대상으로 한 모든 절차를 승인하고 오하이오 주립 대학 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC) 규정 및 지침에 따라 규정 준수에 완료되었다.
1. 마우스 마취
- 수술 수건에 싸서 가열 된 등온 패드 청소 절차 테이블을 설정합니다. 가열 패드가 동물에 잠재적 인 스트레스를 줄이고 동물의 코어 온도를 안정시키기 위해 30 ° C와 34 ° C 사이에서 유지되어야한다.
- 다음의 파라미터로 마취 유도 챔버에 놓고 마우스 : 산소 유량은 1.5 L / 분으로 3.5 %로 설정하고 이소 플루 란 기화기로 설정. 완전한 진정 작용은 1 ~ 2 분 이내에 자리를 대신한다. 유도 챔버를 사용할 수없는 경우, 벨자은 이소 플루 란과 직접 동물의 접촉을 피하기 위해 하부에 위치하는 와이어 메쉬로 사용될 수있다.
- 즉시 유도 챔버에서 마우스를 제거하려면 한 번완전히 (마우스가 자발적인 운동 기능을 잃을 때 달성) 마취. 마취의 유지 보수를 위해 동물에 코 콘을 적용합니다. 산소 유량은 약 0.5 L / 분으로 감소되어야하고 이소 플루 란 기화기는 1.5-2.5 %의 범위로 설정되어야한다.
- 눈의 건조 8을 줄이기 위해 직접 각막에 안과 연고의 작은 금액을 적용합니다. 또한, 마취시, 마우스가 페달 철수 반사의 부재를 유지해야한다, 점막은 핑크 색상을 유지해야하며, 호흡이 안정 나타납니다.
2. 진단 초음파 이미징 절차 준비
- 수술 용 테이프와 같은 이동식 접착제로 가열 된 프로 시저 테이블에 마우스의 각 다리를 억제합니다.
- 전기 면도기를 사용하여 흉강까지 복부 절반 방법 사이의 복부 신체 표면에 머리를 제거합니다. 또 다시 제모 크림을 적용합니다면도칼로 절단되지 않은 나머지 머리를 이동합니다. 2 ~ 3 분 후 젖은 거즈 패드로 크림을 닦아냅니다.
- 물에 적신 거즈 패드를 사용하여 여분의 머리를 제거하고 70 % 알코올이나 방부제 동등한 면도 영역을 청소합니다. 초음파 프로브는 조리개 기능을 시각화하는이 영역에 적용한다. 국소 진통제로 인해 머리 제거에 약간의 피부 자극을 경험하는 동물에 제공 될 수있다.
3. 진단 초음파 이미징 프로토콜
- 초음파 장치의 전원을 켜고 최적의 해상도를 얻을 수 비율에 의해 장치의 출력 전력을 필요한 경우 조정합니다.
- 마우스 횡경막 수축의 적절한 시각화 수 있습니다 B (밝기) 모드, M (모션) 모드, 또는 두 가지 모두 이미징 전에, 하나에 초음파 기계를 설정합니다.
- 마우스의 상단 복부에 초음파 젤의 작은 금액을 적용하고 흉강쪽으로 젤 마사지.
- 초를 배치마음으로이 지역 상향 각도로의 변환기를 소리. 화상의 최적 해상도가 달성 될 때까지 탐침을 조정한다. 참고 :이 프로토콜에 대한, 마이크로 볼록한 배열 또는 선형 위상 배열 변환기 인해 작은 풋 프린트와 우수한 축 해상도 (9)에 사용하기에 이상적인 프로브입니다; 주파수 대역폭에 걸쳐 조정되어야하고 이러한 실험 6.5-12 MHz의 범위가 이용 될 수있다 필요로한다.
- 일시적으로 다이어프램 이미지를 저장하고 선택 수축을 볼 수 정지 버튼을 누릅니다.
- 횡격막 소풍뿐만 아니라, 호흡 속도의 이상 측정 할 수있는 영화 반복으로 기록을 저장합니다. 참고 : 이미지의 프레임이 미래 분석 9의 컴퓨터 메모리 나 외장 하드 드라이브에 저장할 수 있습니다.
- 정확하게 초음파 소프트웨어의 일부인 전자 캘리퍼스를 사용하여 수축 이완로부터 다이어프램의 움직임의 깊이를 측정한다.
- 변환시네 루프 MPEG 파일에 파일과 기록 기간 횡격막 수축의 수를 카운트하여 호흡 속도를 결정한다. 대안 적으로, 분 (호흡률) 당 수축의 수가 M-모드 영상으로부터 계산 될 수있다.
4. 포스트 마취 동물 복구
- 마우스가 완전히 1 시간 안에 마취에서 회복해야합니다. 이 흉골 드러 누움을 유지하기 위해 충분한 의식을 회복 할 때까지 무인 동물을 방치하지 마십시오.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
결과
마우스 다이어프램의 일반적인 초음파 영상은 그림 1A에 표시됩니다. 마우스 조리개 최대 수직 변위를 기록했다. 이 거리를 정확하게 초음파 소프트웨어. 표 1 디스플레이 세 가지 다른 생쥐에서 횡격막 수축이 거리 측정의 일부인 전자 캘리퍼스를 사용하여 수축 이완에서 다이어프램의 움직임의 깊이를 측정하여 계산 하였다. MPEG 파일로 시네 루프 파일을 변환 한 후, 호흡률은 여섯 제 2 기록 기간 횡격막 수축의 수를 계수함으로써 결정 하였다. 이 분석은 B-모드를 사용하여 수행 될 수있다. 도 1b에 도시 된 바와 같이 대안 적으로, M-모드는 시각화 다이어프램 상하 운동의 이미지뿐만 아니라 호흡 속도를 제공한다. 이러한 결과는이 방법이 정확하게 마우스 다이어프램의 수축을 관찰하는 효과가 있음을 보여줍니다. 또한, 녹음기로 조리개 기능을 겨,이 프로토콜은 또한 격막 소풍 및 호흡 수 등의 두 가지 중요한 매개 변수를 평가 할 수 ...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
토론
현재 실험 프로토콜은 비 침습적 생체 내 접근법을 통해 마우스 모델에서 다이어프램 액티비티 특정 진단 초음파 이미징 기술을 개발한다. 마취 장치 설정은 개별 쥐가 마취에 다르게 반응 할 수 있기 때문에 약간 각 동물에 대해 조정할 수있다 근사 값입니다. 부적당 마취 투여를 방지하기 위해, 정기적으로 심박수, 호흡 수, 체온 등 마우스의 생체 신호를 모니터링하는 것이 중요하다. 면도 머리 이미지를 흐리게 다이어프램 수축의 정확한 시각화를 방지 할 수 있기 때문에 또한, 머리는 초음파 검사 전에 제거해야합니다.
우리는 마우스 진동판의 단면 화상을 이차원 (2D)을 제공하기 위하여 B-모드 초음파 이미지를 사용하고 조임 모션 동력학을 모니터하는 M-모드를 사용했다. 때문에 프로 그것은 2D 이미지에 대한 마이크로 볼록한 배열 트랜스 듀서를 사용하는 것이 중요합니다Vides의 전통적인 선형 배열 센서 (10)에 비해 표면적있는 해부학 적 구조의 축...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
공개 사항
저자는 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.
감사의 글
이 작품은 OU 일반 기금 G110 및 생물 의학 연구 및 OSU-HRS 기금 013,000의 우수 연구 기금의 교부금에 의해 지원된다. 저자는이 원고를 준비하는 그녀의 도움 로렌 첸에게 감사의 말씀을 전합니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 수의학 디지털 초음파 진단 이미징 시스템 | Edan | DUS 3 VET | 초음파 매개변수는 다음을 포함합니다: 주파수 6.5 MHz, 깊이 29 mm. 참고: 이 프로토콜에는 동등한 초음파 기계가 사용될 수 있습니다 |
| 마이크로 볼록 배열 트랜스듀서 | Edan | C611 | 또는 동등한 |
| GE Logiq i hand-carry unit (HCU) | GE Healthcare | GE Logiq i 휴대용 장치(HCU) | 또는 동급 |
| GE 12MHz 선형 어레이 프로브 | GE Healthcare | 12L-RS | 또는 동급 |
| 수의학 마취기 | Webster Veterinary | Serial #: W422021 | Isoflurane은 이 기화기(또는 동급)와 함께 독점적으로 사용되었습니다. 마취를 위한 맞춤형 유도 챔버가 초기 마취를 위해 조립되었습니다. 유지 마취는 콧방울 |
| Isothesia (Isoflurane, USP) | Butler Schein | 29405 250ML PVL | 또는 이에 상응하는 |
| Enviro-pure 마취 흡수 캐니스터 | Surgivet Smiths Medical PM, Inc.를 | 부품 #: 32373B10 | 또는 동등한 |
| 초음파 전송 젤 | HM Sonic | N/A | 또는 동등한 |
| Puralube 수의사 연고 | Puralube | NDC 17033-211-38 | 또는 이에 상응하는 |
| Deltaphase 등온 패드 | Braintree Scientific Inc. | 39DP | 또는 동급 |
| 제모제 | Nair | N/A | 또는 동급 |
| 전기 면도기 | Remington | HC-5015 | 또는 동급 |
| 수술용 테이프 | 3M Micropore | 1530-1 | 또는 동급 |
| 거즈 스폰지 | Dynarex | 3262 | 또는 동급 |
참고문헌
- Snyder, C. S., et al. Complementarity of ultrasound and fluorescence imaging in an orthotopic mouse model of pancreatic cancer. BMC Cancer. 9, 106(2009).
- Franchi, F., et al. Non-invasive assessment of cardiac function in a mouse model of renovascular hypertension. Hypertension Research: Official Journal of the Japanese Society of Hypertension. , (2013).
- Coatney, R. W. Ultrasound imaging: principles and applications in rodent research. ILAR Journal / National Research Council, Institute of Laboratory Animal Resources. 42, 233-247 (2001).
- Morenz, K., et al. Detection of air trapping in chronic obstructive pulmonary disease by low frequency ultrasound. BMC Pulmonary Medicine. 12, 8(2012).
- Gilliam, L. A., Moylan, J. S., Ann Callahan, L., Sumandea, M. P., Reid, M. B. Doxorubicin causes diaphragm weakness in murine models of cancer chemotherapy. Muscle & Nerve. 43, 94-102 (2011).
- Ferreira, L. F., Campbell, K. S., Reid, M. B. Effectiveness of sulfur-containing antioxidants in delaying skeletal muscle fatigue. Medicine and Science in Sports and Exercise. 43, 1025-1031 (2011).
- Zuo, L., Clanton, T. L. Reactive oxygen species formation in the transition to hypoxia in skeletal muscle. American Journal of Physiology. Cell Physiology. 289, 207-216 (2005).
- Helms, M. N., Torres-Gonzalez, E., Goodson, P., Rojas, M. Direct tracheal instillation of solutes into mouse lung. J. Vis. Exp. , (2010).
- Hedrick, W. R., Hykes, D. L., Starchman, D. E. Ultrasound Physics and Instrumentation. , 4th edn, Elsevier Mosby. 445 (2005).
- von Sarnowski, B., Khaw, A. V., Kessler, C., Schminke, U. Evaluation of a microconvex array transducer for the ultrasonographic examination of the intrathoracic segments of the supraaortic arteries. Journal of Neuroimaging: Official Journal of the American Society of Neuroimaging. 20, 246-250 (2010).
- Stocksley, M. Abdominal Ultrasound. , Cambridge University Press. 7-8 (2001).
- Kremkau, F. W., Taylor, K. J. Artifacts in ultrasound imaging. Journal of Ultrasound in Medicine: Official Journal of the American Institute of Ultrasound in Medicine. 5, 227-237 (1986).
- Kremkau, F. W. Diagnostic Ultrasound: Principles and Instruments. Saunders Elsevier. , 7th edn, 521 (2006).
- Laing, F. C., Kurtz, A. B. The importance of ultrasonic side-lobe artifacts. Radiology. 145, 763-768 (1982).
- Abu-Zidan, F. M., Hefny, A. F., Corr, P. Clinical ultrasound physics. Journal of Emergencies, Trauma, and Shock. 4, 501-503 (2011).
- Gargani, L. Lung ultrasound: a new tool for the cardiologist. Cardiovascular Ultrasound. 9, 6(2011).
- Sanders, R. C., Winter, T. Clinical Sonography A Practical Guide. , 4th edn, Lippincott Williams & Wilkins. 632 (2007).
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재인쇄 및 허가
태그
