Beoordeling van de rechter ventrikel structuur en functie in een muismodel van longslagader Vernauwing door Transthoracale Echocardiografie
February 3rd, 2014
Rechterventrikel (RV) disfunctie is cruciaal voor het ontstaan van hart-en vaatziekten, maar beperkt voorhanden zijn voor de evaluatie ervan. Recente ontwikkelingen in de echografie zorgen voor een niet-invasieve en accurate optie voor longitudinale RV studie. Hierin hebben we een stap-voor-stap echocardiografische onder toepassing van een muizenmodel van drukoverbelasting detail.
Het algemene doel van deze procedure is om een niet-invasieve methode te ontwikkelen om de structuur en functie van de rechter hartkamer te evalueren in een muismodel van pulmonale arteriële constrictie. Dit wordt bereikt door eerst met behulp van echografie, de parasternal lange as B en M mode beelden te verkrijgen om de fractie kortening van de rechterkamerdimensie en de wanddikte van de rechter hartkamer te verkrijgen. De tweede stap is het verkrijgen van een para sternaal korte as beeld op het midden van de papillaire spier om de fractionele gebiedsverandering te berekenen.
Vervolgens wordt de para sternaal korte as weergave op het niveau van de aortaklep verkregen om de wanddikte van de rechter hartkamer en de pieksnelheid van de longslagader te verkrijgen. De laatste stap is het verkrijgen van een gewijzigde parasternal lange as weergave van de rechter hartkamer en de longslagader om de pieksnelheid van de longslagader te berekenen. De berekening van de longslagader pieksnelheid kan worden gedaan vanuit de korte en lange as. Uiteindelijk, op basis van de bovenstaande beelden, stap vijf, kunnen gegevensberekening en analyse offline worden uitgevoerd.
Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden zoals RV karakterisering, is dat echografie een niet-invasieve methode is. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in de beoordeling van de structuur en functie van de rechter hartkamer. Om dit protocol te starten, verkrijgt u eerst acht weken oude mannelijke C 57 zwarte zes muizen en laat ze een week acclimatiseren voordat u met eventuele experimentele procedures begint.
Vervolgens worden de dieren volledig verdoofd en wordt de pulmonale arteriële occlusie uitgevoerd volgens de A VMA richtlijnen en de goedgekeurde iacuc protocollen van uw instelling. Merk op dat tijdens het beeldvormen de juiste keuze van anesthesie, zoals een korte duur van geïnhaleerd isofluraan, cruciaal is voor het handhaven van een normaal fysiologische hartslag. De afbeeldingen zoals hier gezien worden verzameld met behulp van het vivo 2100 systeem.
Vergelijkbare afbeeldingen kunnen worden verkregen met behulp van echografie systemen van andere fabrikanten. Het wordt aanbevolen dat alle afbeeldingen, wanneer mogelijk, worden verkregen en geanalyseerd in een geblinddoekte manier. Begin met het gebruik van B mode om een volledige linker hartkamer parasternal lange as weergave te verkrijgen met het dier in een rugligging.
Op het platform. Plaats de 40 megahertz echografie sonde, ook bekend als de MS vijf 50 D op het dier met ongeveer een 30 graden hoek linksom tegen de linker para sternaal lijn met de notch in de richting van de coddle. Pas vervolgens de sondehoek aan door lichtjes langs de Y-as te kantelen zoals hier te zien is om een volledige linker hartkamer weergave in het midden van het scherm te verkrijgen.
Zodra de juiste oriëntatiepunten duidelijk zichtbaar zijn, schakel over naar M mode, er verschijnt een indicatorlijn op het scherm. In de M mode instelling, moet de lijn zo worden gepositioneerd dat deze door het breedste deel van de rechter hartkamer gaat met behulp van de aorta als oriëntatiepunt, zoals hier geïllustreerd in zowel een pulmonale arteriële occlusie model als een sham muis. In deze weergave moet de rechter hartkamerwand en het intraventriculaire septum duidelijk zichtbaar zijn, zorg ervoor dat de focusdiepte in het midden van de rechter hartkamer ligt.
Neem de gegevens op met de hoogst mogelijke framesnelheid voor de meting van de fractie kortening van de rechterkamerdimensie en de wanddikte van de rechter hartkamer offline. Vervolgens om fractie oppervlakte veranderingen te verkrijgen, schakel over naar B mode. Zoek vervolgens de lange as weergave zoals hiervoor en draai vervolgens de sonde 90 graden met de klok mee om de korte as weergave te verkrijgen, kantelt de sonde lichtjes langs de X-as van de sonde om de obstructieve weergave van het borstbeen te voorkomen.
Vervolgens beweeg lichtjes op en neer langs de Y-as van de sonde. Om de midden papillaire weergave te verkrijgen, zoek naar de weergave met de grootste kamerdimensie in deze weergave, de papillaire spieren bevinden zich typisch op de twee en vijf uur posities zoals hier nu te zien is vanuit de para sternaal korte as weergave, beweeg de sonde op de Y-as naar de cranium toe totdat de dwarsdoorsnede van de aortaklep in het midden van het venster te zien is. De rechter ventrikeluitvloeitractus zou bovenaan zichtbaar moeten zijn als een halvemaanvormige structuur met de tricuspidalisklep die de rechter hartkamer scheidt van het rechter atrium.
Zoals hier geïllustreerd, neem de gegevens op met behulp van ctor voor de meting van de rechter hartkamer. Wanddikte offline blijft op dezelfde positie. Schakel over naar kleur doppler modus en plaats de gele PW gestippelde lijn parallel aan de stroomrichting in het vat.
Merk op dat blauwe en rode kleuren respectievelijk stroming weg van en naar de sonde aangeven. Plaats vervolgens de pulsgolf cursor op het vernauwde gebied. Het is acceptabel om een sondehoek van minder dan 20 te hebben voor een nauwkeurige meting. Neem gegevens op met behulp van ctor voor de meting van PA pieksnelheid offline.
Vervolgens, om een gewijzigde parasternal lange as weergave te verkrijgen, gaat u verder met de B mode instelling en positioneert u de sonde naar de rechter para sternaal lijn en kantel de sonde langzaam naar ongeveer een hoek van 30 tot 45 graden op de Y-as van de sonde richting de borstkas om de pulmonale arterie die over de aorta kruist duidelijk te visualiseren. Schakel vervolgens over naar kleur doppler modus en plaats de gele PW gestippelde lijn parallel aan de stroomrichting in het vat. De doppler hoek moet zo dicht mogelijk bij nul graden liggen terwijl de richting parallel aan de PA stroom wordt gehandhaafd.
Plaats de PW cursor op de punt van de pulmonale klepblaadjes en neem gegevens op met behulp van ctor en meet de PA pieksnelheid. De wanddikte van de rechter hartkamer kan offline worden berekend uit de B mode gegevens verkregen van de rechter parasternal korte as weergave op het niveau van de aorta. Begin met
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Overzicht
Dit artikel presenteert een niet-invasieve echocardiografische methode voor het evalueren van de structuur en functie van de rechterventrikel (RV) in een muismodel van pulmonale arteriële constriktie. De procedure maakt gebruik van geavanceerde ultrageluidbeeldtechnieken om RV-disfunctie te beoordelen, wat cruciaal is in onderzoek naar hart- en vaatziekten.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Hart- en vaatziekten
- Ultrageluidbeeldvorming
- Muismodellen
Achtergrond
- Disfunctie van de rechterventrikel is een sleutelfactor bij hart- en vaatziekten.
- Huidige methodologieën voor het evalueren van RV-functie zijn beperkt.
- Vorderingen in ultrageluidbeeldvorming bieden een veelbelovende oplossing.
- Deze studie richt zich op een muismodel om het begrip van RV-dynamica te verbeteren.
Doel van de studie
- Om een niet-invasieve methode voor RV-evaluatie vast te stellen.
- Om ultrageluidbeeldvorming te gebruiken voor het beoordelen van RV-structuur en functie.
- Om een gedetailleerd echocardiografisch protocol voor onderzoekers te verstrekken.
Gebruikte methoden
- Verkrijg parasternal lange as B en M-modus beelden voor RV-kamerdimensie en wanddikte.
- Verkrijg parasternal korte as beeld op middelste papillair niveau voor berekening van fractionele gebiedsverandering.
- Gebruik korte as beeld op aortaklepniveau voor RV-wanddikte en pulmonale arteriële pieksnelheid.
- Voer offline databerekening en -analyse uit op basis van de verkregen beelden.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle verkrijging van echocardiografische beelden voor RV-beoordeling.
- Accurate metingen van RV-dimensies en functieparameters.
- Aangetoonde haalbaarheid van niet-invasieve RV-evaluatie in muismodellen.
- Verstrekt een uitgebreid protocol voor toekomstige studies.
Conclusies
- De echocardiografische methode is effectief voor RV-evaluatie.
- Deze benadering verbetert het begrip van RV-disfunctie in cardiovasculair onderzoek.
- Toekomstige studies kunnen op dit protocol voortbouwen voor verder onderzoek.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Non-invasive assessment of right ventricular structure and function is critical for de-risking cardiovascular target validation in pulmonary hypertension and heart failure research. This echocardiography-based method enables longitudinal monitoring of RV remodeling in murine models, supporting mechanistic insight and predictive confidence in early discovery. By providing reproducible hemodynamic and morphometric readouts, it facilitates go/no-go decisions in preclinical portfolio management.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by quantifying RV structural and functional responses to pulmonary artery constriction.
- Operational Value: Provides reliable, non-invasive measurements of RV wall thickness, chamber dimensions, and systolic function across multiple time points.
- Predictive Value: Supports biological de-risking through longitudinal tracking of RV adaptation and dysfunction in disease models.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Establishes standardized acoustic windows (B-mode, M-mode, Color Doppler) for reproducible RV phenotyping in mice.
- Quantitative Outputs: Delivers measurable endpoints including fractional area change, fractional shortening, peak pressure gradient, and pulmonary artery peak velocity.
- Scalability: Compatible with high-frequency ultrasound systems, enabling integration into preclinical screening workflows.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Models pulmonary artery hypertension-induced RV stress, aligning with clinical pathophysiology of right heart failure.
- Translational Continuity: Bridges discovery-phase target validation with preclinical efficacy assessment through non-invasive functional monitoring.
- Mechanistic De-risking: Allows correlation of RV hemodynamic changes with molecular or pharmacological interventions.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the discovery-to-preclinical continuum, supporting target validation through hemodynamic phenotyping and enabling assay-ready models for compound testing.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing of RV-specific pathways by providing quantifiable functional and structural readouts.
- Screening: Delivers standardized, reproducible imaging outputs suitable for evaluating compound effects on RV function.
- Analytics: Generates quantitative metrics (e.g., fractional area change, pressure gradient) that support comparative analysis across experimental groups.
- Translational Research: Enables longitudinal assessment of RV dysfunction, supporting continuity from target engagement to preclinical outcome prediction.
- Enterprise Reuse: Represents a reusable imaging platform applicable across cardiovascular and pulmonary disease models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Enhances target validation confidence by reducing ambiguity in RV phenotypic assessment.
- Operational Value: Ensures reproducibility through standardized acquisition protocols and offline analysis workflows.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by enabling early detection of RV toxicity or lack of efficacy.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted advancement decisions via objective, longitudinal functional data.
Implementation Considerations
- Requires expertise in murine echocardiography and cardiac anatomy.
- Dependent on high-frequency ultrasound systems (e.g., 30–40 MHz transducers) for adequate resolution.
- Necessitates blinded image acquisition and analysis to minimize observer bias.
- Requires physiological maintenance of heart rate during imaging via appropriate anesthesia protocols.
- Limited by operator-dependent variability in acoustic window selection, necessitating training and standardization.
