June 21st, 2016
이 프로토콜의 목적은 비 침습적 및 M B- 모드 초음파 심장 검진 및 컬러 / 맥파 도플러 촬상을 이용하여 횡 대동맥 수축에 의해 생성 된 심장 질환의 마우스 모델에서 심장 구조적 및 기능적 변화를 평가하는 것이다.
이 절차의 전반적인 목표는 횡단 대동맥 수축(TAC)에 의해 유발된 심장 질환의 마우스 모델에서 심장 초음파 영상을 사용하여 심장 구조와 기능을 평가하는 것입니다. 이 방법은 동물 모델의 심장 질환 이미지와 관련된 심혈관 연구 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 비침습적 방식으로 시간 경과에 따른 심장 질환의 진행을 안정적으로 모니터링하는 데 사용할 수 있다는 것입니다.
일반적으로 이 방법을 도입하는 것은 실제 시연 없이는 심초음파 이미징 및 측정 획득이 어렵기 때문에 매우 어렵습니다. 이미징을 시작하기 전에 횡방향 대동맥 수축 마우스의 발에 전극 젤을 바르고 발을 전극 패드에 테이프로 붙입니다. 그런 다음 직장 프로브를 삽입하여 시술 중 체온을 모니터링합니다.
동물이 준비되면 이미저를 B 모드로 설정하고 플랫폼 왼쪽을 최대한 위로 기울여 마우스를 왼쪽 욕창염 위치로 회전시킵니다. 초음파 변환기를 스탠드로 수직 위치로 잡고 노치가 턱을 가리키도록 하여 오른쪽 흉골 주위 선을 따라 동물의 가슴에 프로브를 놓습니다. 다음으로, 변환기를 견갑골까지 기울이고 대동맥궁이 보일 때까지 프로브를 시계 방향으로 약간 돌립니다.
innominate artery의 분기와 왼쪽 총경동맥 사이에 위치한 횡방향 대동맥 수축 부위를 관찰합니다. 수축 부위가 확인되면 워크 스테이션의 컬러 도플러 버튼을 클릭하여 컬러 도플러 모드로 전환합니다. 그리고 수축 부위를 가로지르는 혈류의 방향성과 속도에 대한 이미지를 획득합니다.
cine store를 클릭하여 이미지를 저장합니다. 그런 다음 펄스파 도플러 버튼을 클릭하여 펄스파 도플러 모드로 전환합니다. 점선 커서 샘플 볼륨 상자를 수축 부위 바로 원위부에 배치하여 속도가 가장 빠른 협착 제트를 찾고 맥파 도플러 버튼을 다시 클릭하여 대동맥 흐름의 파형을 얻은 다음 피크 속도를 측정하고 수정된 베르누이 방정식을 사용하여 수축 부위를 가로지르는 압력 구배를 계산합니다.
심장 치수와 수축성을 평가하기 위해 TAC 수술을 받은 마우스를 누운 자세로 플랫폼에 놓고 노치가 마우스의 머리를 향하도록 변환기를 수직으로 배치합니다. 변환기를 왼쪽 흉골 주위 선과 평행하게 흉부로 내리고 프로브를 시계 반대 방향으로 30도 회전합니다. 이미저를 B 모드로 설정합니다.
변환기의 각도를 조정하고 깊이의 초점을 맞춰 좌심실, 심실 중격 벽 및 우심실 벽의 약간 부분을 시각화합니다. cine store를 클릭하여 나중에 심박벽 두께와 챔버 치수를 측정할 수 있도록 이미지를 저장합니다. 적절한 이미징 소프트웨어의 심장 패키지를 사용하여 관심 매개변수를 선택하고 원하는 심초음파 이미지에서 각 perameter에 해당하는 선을 그려 심벽 두께 및 챔버 치수 측정값을 얻습니다.
그런 다음 심벽 움직임 패턴을 관찰하여 가능한 움직임 이상을 확인합니다. 그런 다음 M 모드로 전환하고 M 모드 커서를 유두 근육의 좌심실 벽에 수직으로 놓습니다. 그런 다음 cine store를 클릭하여 나중에 심장 치수와 분획 단축을 측정할 수 있는 이미지를 획득합니다.
parasternal long axis view에서 변환기를 시계 방향으로 90도 회전하여 parasternal short axis view를 얻습니다. 변환기를 조정하여 2시 및 4시 위치에서 유두 근육이 보이는 B 모드에서 심장의 수평 단면 보기를 제공합니다. 그런 다음 M 모드로 전환하고 M 모드 축을 좌심실 중앙에 놓습니다.
cine store를 클릭하여 이미지를 저장합니다. 그런 다음 심장 패키지를 사용하여 적절한 짧은 축 매개변수를 선택하고 이미지를 클릭하여 각 매개변수에 해당하는 선을 그려 측정값을 얻습니다. 단축 보기에서 좌심실 및 우심실과 심방을 모두 시각화하려면 B 모드에서 플랫폼의 왼쪽 상단 모서리를 기울여 마우스의 머리를 아래로 기울이고 변환기를 오른쪽 어깨 쪽으로 향하게 합니다.
심장에 대한 관상동맥 소견이 이루어집니다. 승모판막을 시각화합니다. 그런 다음 컬러 도플러 모드로 전환하고 점선 커서 상자 샘플 볼륨을 승모판 끝에 놓습니다.
승모판 전반의 흐름 패턴을 평가하려면 맥파 도플러 모드로 전환하고 도플러 프로브 커서를 20도 미만의 각도로 승모판 혈류 방향과 평행하게 정렬하여 최대 속도를 결정합니다. 이미지를 저장한 후 심장 패키지를 선택하고 승모판 흐름을 선택합니다. 관심 있는 파라미터를 선택하고 해당 선을 그려 적절한 측정값을 얻습니다.
그런 다음 심근 성능 지수를 계산합니다. 이러한 대표적인 B 모드 이미지에서 입증된 바와 같이, 대동맥궁, 무명동맥, 좌측 총경동맥 및 좌측 쇄골하 동맥은 Sham 및 TAC 수술 심장 모두에서 관찰할 수 있습니다. 그러나 대동맥 수축은 TAC 심장에서만 볼 수 있습니다.
수축 부위를 가로지르는 대동맥 흐름의 색상 및 맥파 도플러 이미징은 성공적인 TAC가 수축 부위에서 하류로 유속을 크게 증가시킨다는 것을 보여줍니다. 또한, Sham 및 TAC 수술 심장의 여러 심장 주기에 대한 M 모드 추적은 대조군 Sham 수술 심장에 비해 TAC 대상 심장에서 벽 두께와 챔버 확장이 유의하게 증가했음을 보여줍니다. 흉골 주위 단축 보기에서 벽 두께 증가, 심실 확장, 수축성 감소 및 좌심실 질량 증가가 TAC 심장에서 더욱 분명합니다.
더욱이, TAC를 투여받은 마우스에서와 같이 이완기 또는 수축기 심장 기능 장애가 있는 병리학적 조건에서, E 및 A 속도 비율 감소 및 심근 성능 지수 값 증가도 정점 4챔버 보기 내에서 일반적으로 관찰됩니다. 이 기술을 숙달하면 제대로 수행하면 30분 이내에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 동물 연구에 대한 기관 지침을 따라야 한다는 것을 기억하는 것이 중요합니다.
이 절차에 따라 체계적인 분석과 같은 다른 방법을 수행하여 압력 부피 관계를 추가로 평가할 수 있습니다. 개발 후 이 기술은 심혈관 연구 분야의 연구자들이 동물 모델에서 심장 비대와 심부전을 연구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 심내막 영상을 사용하여 심장 박동의 동물 모델에서 심장 구조 및 기능적 변화를 평가하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.
Isoflurane으로 작업하는 것은 위험할 수 있으며 이 절차를 수행하는 동안 항상 적절한 엔지니어링 제어 장치와 개인 보호 장비를 사용해야 한다는 것을 잊지 마십시오.
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이 프로토콜은 횡단 대동맥 협착(TAC)으로 유발된 심장 질환 마우스 모델에서 심장 구조 및 기능 변화를 평가하는 비침습적 방법을 설명합니다. 초음파 심장 영상 기술을 활용하여, 이 접근 방식은 연구자들이 시간 경과에 따른 심장 질환의 진행을 모니터링할 수 있게 합니다.
Noninvasive longitudinal monitoring of cardiac structure and function in preclinical models is essential for de-risking cardiovascular target validation and lead identification. Echocardiographic imaging in the TAC mouse model provides quantitative, repeatable readouts of hypertrophy, dysfunction, and hemodynamic stress, enabling predictive confidence in mechanistic studies. This approach supports go/no-go decisions by translating molecular interventions into functional outcomes before costly preclinical advancement.
The method integrates into the cardiovascular discovery continuum from target validation through lead optimization to preclinical efficacy assessment, providing functional anchors for molecular screening hits.