손쥐 태아 Echocardiography

다음 실험의 전반적인 목표는 고주파 초음파 영상을 이용하여 태아의 심장 구조와 기능을 자궁 내에서 연구하는 것입니다. 이를 위해 먼저 모체를 적절히 진정시키고 준비합니다. 두 번째 단계로, 자궁각 내의 태아를 확인합니다.

다음으로, B 모드, M 모드 및 펄스 도플러 데이터를 획득합니다. 구조적 또는 기능적 이상을 식별하고 정량화하기 위해, 유전자 변이가 있는 태아 생쥐의 체내 심장 구조 및 기능을 보여주는 결과를 얻습니다. 조직 병리학과 같은 기존 방법과 비교했을 때 이 기술의 주요 장점은 태아 심초음파 검사가 심장 기능에 대한 실시간 통찰을 제공하며, 체내에서 구조적 심장 결함을 식별할 수 있다는 점입니다.

먼저 유도 챔버에서 2~3% isof fluorine으로 마취하여 마우스의 이미징 준비를 합니다. 마취된 마우스를 체온 유지를 위해 ECG 리드가 내장된 가열 패드 위에 등으로 눕혀 배치하고, 테이프로 발을 고정합니다. 마우스를 챔버에서 꺼낸 후 털 깎는 기구를 사용하여 가슴 중간 높이부터 하지까지의 털을 제거합니다.

제모 크림을 사용하여 남은 체모를 제거합니다. 그다음, 시술 전반에 걸쳐 일정한 진정 수준을 유지하기 위해 마취 시스템에 연결된 노즈 콘(nose cone)에 주둥이를 위치시킵니다. 목표 심박수를 분당 450 ± 50 beats per minute로 유지하도록 마취 수준을 조절합니다.

그런 다음 네 발에 전극 젤을 바르고 ECG 전극에 테이프로 고정합니다. 이어서, 가열 패드를 통해 체온을 모니터링할 수 있도록 직장 프로브에 윤활제를 발라 생쥐의 직장에 조심스럽게 삽입합니다. 체온은 37 °C ± 0.5 °C 범위 내로 유지합니다.

모체와 태아 모두의 혈역학적 안정성을 위해서는 조절된 마취와 일정한 체온 유지가 필수적입니다. 먼저 모체의 방광을 지표로 삼아 영상을 촬영하기 시작하고, Z 조절기를 조정한 다음 XY 조절기를 조정하십시오. 왼쪽 자궁각에 있는 태아들은 L 1, 2, 3으로 표시합니다.

우측 자궁각에 있는 배아들은 R1, 2, 3으로 표시합니다. 배아의 위치를 기록해 두면 배아를 회수할 때 유용합니다. 영상 촬영 후, 복부 깊숙이 위치한 배아들을 스캔하여 존재 여부를 기록하되, 해상도가 낮으므로 데이터 분석에서는 제외하십시오.

스캔 평면에 대한 마우스의 방향을 변경하여 스캔 평면을 수정하십시오. 각 배아에 대해 두 개의 직교 평면에서 이미지를 획득하십시오. 복강 내 자궁의 위치로 인해 때로는 사면(oblique planes)으로 뷰가 제한될 수 있으나, 가급적 횡단-전면 및 시상면과 유사한 뷰를 얻도록 하십시오.

스캔 B 모드 영상을 사용하여 심방, 심실중격, 심실강, 좌우 심실 유출로와 같은 기본적인 심장 구조를 확인합니다. 그런 다음 단축 뷰에서 M 모드 영상을 얻어 심실벽 두께와 심실강 크기를 측정합니다. 이어서 좌심실과 우심실을 시각화합니다.

에코 발생성 배아 혈액은 가시적인 혈류 스트림을 생성하여, 승모판 개구부에 Doppler 샘플 볼륨을 정확하게 배치할 수 있게 합니다. 심첨 4강 좌심실 장축 뷰에서 승모판의 좌심실 유입 속도를 측정하십시오. 대동맥 유출 측정을 통해 수축기 박출 시간을 측정하십시오.

한 번의 혈류 주기에서 다음 혈류 주기까지의 측정값을 통해 심박수를 계산하십시오. 스캔 B 모드 영상을 사용하여 심실 중격 결손과 같은 일반적인 구조적 선천성 기형을 확인하십시오. 심실 내의 도플러 샘플 볼륨을 사용하여 심실 중격을 가로지르는 혈류를 확인하십시오.

우심실 기능의 대표적인 평가 결과가 여기에 제시되어 있습니다. 여기에는 배아기 14.5일차 심장의 장축 뷰와 4방심실 뷰에 대한 2D 심초음파의 대표 이미지가 있습니다. M 모드 추적 영상에서 이완기 내경은 소문자 D로, 수축기 내경은 소문자 S로 표시되어 좌심실과 우심실의 내경을 명확하게 나타냅니다. 심실중격(IVS) 또한 여기에서 확인할 수 있습니다.

심첨 4강 뷰로 촬영한 배아 14.5일차 심장의 2D 심초음파 대표 이미지가 제시되어 있습니다. 좌심방과 좌심실 강은 파란색으로 표시되어 있습니다. 여기에는 승모판 유입 혈류 기록을 위한 펄스 파형 도플러 샘플 볼륨의 대표적인 배치 위치가 나타나 있으며, 이를 통해 초기 이완기 속도인 E와 심방 수축 속도인 a를 측정할 수 있는 승모판 유입 도플러 패턴이 함께 제시되어 있습니다.

여기에 대표적인 대동맥 도플러 파형이 표시되어 있습니다. 대동맥 도플러 제트를 사용하여 박출 시간을 측정할 수 있습니다. 또한, 한 흐름 주기에서 다음 주기까지의 측정값을 통해 심박수를 계산할 수 있습니다.

여기서 심실 중격 결손 또는 VSDB 모드의 대표적인 검출 사례를 볼 수 있으며, 정점 4강 뷰(apical four chamber view)로 촬영한 배아 14.5일차 심장의 영상이 표시되어 있습니다. 우심실과 좌심실 강이 각각 파란색과 빨간색으로 표시되어 있습니다. 여기 제시된 것은 이 영상 심장의 횡단면을 hematoxylin, eosin으로 염색한 것으로, 심실 중격의 존재를 확인할 수 있습니다.

이것은 흰색 화살표로 표시된 A VSD가 있는 배아 14.5일차 심장의 B 모드 영상입니다. 여기서는 우심실과 좌심실 강이 각각 파란색과 빨간색으로 표시되어 있습니다. 이에 대응하여, 헤마톡실린-에오신으로 염색된 이 영상 심장의 횡단면이 여기에 제시되어 있습니다.

화살표로 표시된 심실 중격 결손이 있는 배아 14.5일 차 심장의 B 모드 이미지이며, 심실 중격 사이의 혈류를 기록하기 위해 펄스 파형 도플러 샘플 볼륨이 중첩 배치되어 있습니다. 이전 그림에서 얻은 대표적인 도플러 추적 결과는 발달 후 좌심실에서 우심실로 흐르는 혈류를 보여줍니다. 이 기술은 심장 발달 분야의 연구자들이 심장 기능의 상세한 분석 이전에 이를 탐구할 수 있는 길을 열어주었습니다.