관상동맥 혈류 예비력(CFR)은 심근 산소 요구량 평가 및 심혈관 위험 평가에 유용합니다. 이 연구는 대동맥 밴딩의 실험적 압력 과부하 하에서 마우스의 관상 동맥에서 측정된 CFR의 변화를 종적으로 모니터링하기 위한 단계별 경흉부 도플러 심초음파 검사(TTDE) 방법을 확립합니다.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
방법 논문
* These authors contributed equally
관상동맥 혈류 예비력(CFR)은 심근 산소 요구량 평가 및 심혈관 위험 평가에 유용합니다. 이 연구는 대동맥 밴딩의 실험적 압력 과부하 하에서 마우스의 관상 동맥에서 측정된 CFR의 변화를 종적으로 모니터링하기 위한 단계별 경흉부 도플러 심초음파 검사(TTDE) 방법을 확립합니다.
경흉부 도플러 심초음파검사(TTDE)는 인간의 관상동맥 유속과 관상동맥 예비력(CFR)을 연구하는 데 임상적으로 유용한 비침습적 도구입니다. CFR 감소는 현저한 심근 내 및 관상 동맥 주위 섬유증을 동반하며 기능 장애의 심각성을 나타내는 지표로 사용됩니다. 이 연구는 마우스의 대동맥 밴딩 모델 설정에서 관상동맥 유속, CFR 및 수축기 대 이완기 피크 속도(S/D) 비율에서 측정된 실시간 변화를 단계별로 탐구합니다. 재현 가능하고 신뢰할 수 있는 데이터를 생성하는 도플러 경흉부 이미징 기술을 사용함으로써, 이 방법은 이전에 대동맥 밴딩 또는 개흉술 수술을 받은 마우스에서 2주 이상 동안 중격 관상동맥(SCA)의 흐름 변화를 평가합니다.
이미징 중 모든 마우스에서 휴지 흐름과 비교할 때 관상 동맥 유속을 증가시키는 마취제인 이소플루란에 의해 충혈이 유발되었습니다. 모든 이미지는 단일 이미저로 획득되었습니다. (1) CFR, 하이퍼 에믹 유속과 기준선 유속 사이의 비율, (2) 수축기 (S) 대 이완기 유속의 두 가지 비율이 독점 소프트웨어와 두 명의 독립적 인 관찰자에 의해 결정되었습니다. 중요한 것은 관찰된 관상동맥 흐름의 변화가 정상적인 좌심실 질량 및 분획 단축(FS)에 의해 입증된 바와 같이 좌심실 기능 장애보다 먼저 나타났다는 것입니다.
이 방법은 현재 관상 동맥 평가의 황금 표준인 조직 병리학에 대해 벤치마킹되었습니다. 후자의 기술은 심장초음파로 평가된 흐름 변화와 상관관계가 있는 관상동맥주위 섬유증의 형태로 관상동맥의 명확한 병리학적 변화를 보여주었습니다.
이 연구는 쥐 심장의 관상 동맥 순환을 모니터링하기 위해 비침습적 기술을 사용하는 것의 가치를 강조합니다. 이 방법은 연구 동물의 중복 사용을 최소화하고 CFR 및 S/D 비율과 같은 고급 초음파 기반 지표가 약물 연구 및 유전자 변형 균주 연구를 포함한 다양한 연구 프로토콜에서 실행 가능한 진단 도구 역할을 할 수 있음을 보여줍니다.
임상 대동맥 협착 (AS)가 잘 좌심실 후 부하의 점진적 증가를 촉진하는 것으로 알려져있다. 이 만성적으로 상승 혈역학 적 부하를 보상하기 위해, 좌심실 비대 (LVH)는 적응 응답 1,2로 계속된다. LVH의 개발은 종종 관상 미세 순환에 이상과 연관된다. 그것은 미세 혈관 기능 장애 환자 5 만성 허혈에 기여하는 것으로 생각된다. 관상 동맥 유량 3,4- 외에도 혈류 보호구 (CFR)는 관상 동맥 1,3 기능적 변화를 나타내고, 기준 유속 또는 휴식 유속 4,6,7에 충혈에서 최대 유동 속도의 비율로 정의된다. CFR은 LV 리모델링 1-3,5-9 동안 감소 관상 1,10,17의 기능적 장애 심각성의 정도의 지표로서 사용된다. 이는 팽창 된 심근증 (10)의 다양한 형태 및 관상 (S)에 손상되는 것으로 알려진tenosis 6. CFR은 가난한 임상 결과 12 예후 마커입니다.
이러한 허혈 또는 좌심실 비대로 심장 기능 장애의 설정에서 LV 리모델링은 광범위한 섬유화, 관상 동맥 1,2의 관상 동맥 미세와 농축의 변화를 동반한다. 관상 생리학 이러한 변화의 결과로서, 관상 동맥의 리모델링 가능성이있다. 이것은 낮은 산소 확산 및 심근 허혈 1,2,13 감수성이 발생할 수 좌심실 이완기 기능 장애의 영향을 완화하는 데 도움이됩니다.
유전자 변형 마우스는 관상 동맥 경화 5,7,10,12,17로 지금 인간의 질병 상태를 모방하는 데 널리 널리 임상 도구입니다. 특히, 마우스에서의 압력 과부하 모델을 14,17 널리 연구되고있다. 트랜스 대동맥 협착 모델 (TAC)는 광범위한 섬유증 및 coronar과 연관된 것으로 밝혀졌다Y 협착 관상 동맥의 내측 두껍게에서 인간의 좌심실 비대의 설정에서 본 것과 유사한 관상 동맥 흐름 패턴 1,11,17,19의 변화를 동반, 부분적으로, 결과. 이 장시간 압력 과부하 4-8 주간 부전 심부전에 이르게하는 것이 알려져 있지만, 밴딩 후 혈류 역학 및 조기 질병 진행 과정에서 이러한 모델 플로우 보호구에 그리고 다른 단계에서 효과가 아직 명확하게 묘사한다.
마우스의 수많은 변종이 잘 특성화 LDLR을 포함하여 연구 사용하기 위해 현재 사용할 수있는 - / - 또는 아포 - / - 마우스 10-12, 이들은 살아있는 쥐 11-15 심혈관 기능과 형태를 평가하기위한 중요한 기술의 개발을하라는 메시지가있다. 이러한 기술은 침습적 유망한 대안을 제공 모두 MRI, PET, 콘트라스트 CT, 초음파, 고주파, 전자빔 단층 2,9,17,19 포함이러한 심장 catheterizations 및 관상 동맥 조영술 (12) 등의 방법. 그러나, 관상 동맥의 매우 작은 크기와 높은 심박수 (HR)와 쥐, 관상 동맥 순환의 이미지는 여전히 많은 현재 기술 4,12에 대한 기술적 인 도전을 구성한다. 흥미롭게도, 15에서 약 30 ~ 100 μm의 축 방향 해상도를 허용하는 50 MHz의 중심 주파수와 높은 주파수 배열 스캔 헤드의 개발을 포함한 흉부 심 초음파 (TTDE) 분야의 기술 발전, 기하 급수적으로 증가되고있다, 8-40mm의 깊이 및 프레임 속도보다 큰 400 / 초 프레임 - 캡처. 차례로, TTDE 기반 기술은 관상 동맥 5,12-으로이 더 크거나 더 작은 혈관을 영상화 잠재적으로 강력한 도구로 등장했다.
연구자들은 작은에서 혈관의 진단 영상 연구를 수행 할 수 또 다른 중요한 사전nimals 11 이미징 동안 마음과 동물의 호흡 속도를 유지 마취제의주의 깊게 제어를 사용하는 것이다. 제어 마취 유지 마우스에서 혈관 확장에 관련된 연구에 특히 중요하며, 마취 효과도 더욱 이러한 맥락 10,11 탐구 할 필요가있다. 인간에서, 반면에, TTDE 유래 CFR 측정은 주로 좌전 하행 (LAD) 관상 동맥 5,16에서 협착 및 비 - 방해 외막 관상 동맥의 평가보다 일반적으로 사용되는 도구가되었다. 그러나, CFR 무증상 환자 또는 휴식 보존 좌심실 수축기 기능과 마우스에서 관상 동맥 흐름 변화의 예후 역할은 훨씬 덜되어 (16)을 탐험했다. 따라서, 연구의 목적은 첫 번째 압력 과부하 마우스 모델을 이용 TTDE 관류 량의 변화를 평가하기 위해, 명확한 단계별 프로토콜을 확립되었다; 둘째,이 연구는 예후 기호를 조사CFR 및 응답에서 관상 동맥 흐름의 변화 ificance이 마우스에 과부하 스트레스를 압박한다. 우리는 CFR 및 관상 동맥 흐름의 TTDE 기반 평가는 좌심실 기능 장애에 선행 할 수있다 관상 동맥 장애의 조기 발견에 유용 할 수 있다는 가설을 세웠다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
참고 : 모든 절차는 미국 수의학 협회 (AVMA) 지침에 따라 마우스의 수행 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC) 프로토콜을 승인했다.
1. 연구 설계
2. 이미징 프로토콜
3. 데이터 계산 및 분석
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
몇 시간에 단일 지점에서 관찰자에 의해 연구 (줄무늬, N = 8, 가짜, N = 3), 및 적절한 재현 화상을 얻었다 된 마우스의 11 : 기준선 (D-1), D2, D6 및 D13 . 또한, 협착 부위 유속 수술 (p <0.05) 후 당일 가짜 마우스 277.5 ± 10.51 mm / s와 비교하여 110.9 mm / s ± 2,225으로 측정 하였다. 속도의 증가는 압력 과부하 모델의 성공적인 수립 검증했다. 또한 CF 속도, CFR 및 S / D 비율로 여기서 말하는 SCA 유속은 성공적 기준선 모든 마우스에서 충혈 하에서 평가 하였다. 1 %와 2.5 % 이소 플루 란에서 가짜 마우스의 CF 변화는 그림 3에있는 바와 같다. 가짜 그룹은 ~ 200mm / s와> 600mm / S의 충혈 유도 CF 속도의 기준 이완기 CF 속도를 보여 주었다. CF 확장기 속도의 증가와 모든 생쥐 13 일째에지지되었다 (N = 3, p> 0.05). 표시도 3E과 3 층에
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
이 초음파 기초 연구에서, 관상 동맥 유량의 비 침습적 평가는 라이브 재현성 실험 쥐에서, 일 동안 실시간으로 수행 하였다; 또한, 프로토콜은 초기에 존재하고 심근 관류 결핍 연관되었다 관상 동맥 장애를 검출 할 가능성을 보여 주었다. 이 방법은 궁극적으로 심혈관 질환의 위험 계층화 및 / 또는 치료 적 개입에 대한 평가 대응을위한 임상 도구로 활용 될 수있다.
먼저, 상세한 프로토콜은 고주파 컬러 도플러 초음파 검사 시간에 따라 순차적으로 촬상을 이용하여, 소형 마우스 심장의 관상 동맥의 해부학 및 기능적 변화를 시각화 설명한다. 주의 깊게으로 높은 축 해상도, 긴밀하게 조정 샘플 볼륨 및 적절한 마취 제어, (초음파 기계에 대한 몇 가지 교육) 어떤 연산자 보완 음향 창 세트를 페이지 수 있습니다 사전 선택모든 제안 된 프로토콜의 촬상 단계뿐만 아니라 사후 오프라인 수집 된 데이터를 분석 erform. 이 방법은 왼쪽 주요 관상 동맥의 재현 시각화를 허용하고 시각화 관상 ...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
저자는 공개가 없다고 보고합니다.
우리는 모범적인 기술 지원에 대해 Fred Roberts에게 감사드리며 Beth Israel Hospital의 조직학 핵심의 도움에도 감사드립니다. 이 작업을 위한 기구와 자금을 제공해 주신 Brigham Women's Hospital Cardiovascular Physiology Core에 감사드립니다. 이 연구는 Department of Medicine Sundry Fund의 일부 지원을 받았습니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 제모 크림 | Miltex, Inc. | Surgi-Prep | 이미징 24시간 전에 |
| 적용하십시오. Isoflurane | Baxter International Inc. | NDC 10019-773-40 | 인덕션용 2-3%, 유지 보수용 1-1.5%, 심장 박동은 분당 500회 이상으로 유지됩니다. |
| 초음파 | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo 2100 | |
| 고주파 기계식 트랜스듀서 | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | MS250, MS550D, MS400 |
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.