Name: Echocardiografie opname bij wakkere miniatuurvarkens (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-05-26T14:55:00.000+00:00
Duration: 5 min 4 s
Description: Leer echocardiografie bij wakkere miniatuurvarkens met een speciaal ontworpen kar. Deze methode maakt hoogwaardige hartmonitoring mogelijk zonder verdoving, wat essentieel is voor preklinisch onderzoek naar cardiovasculaire therapieën.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Financiering voor dit onderzoek omvat NIH-T32 (T.H.), R01HL133286 (TT.H.), R01HL094414 (R.M.S.), R01HL138577 (R.M.S.), R01HL159983 en R21AG074593 (R.M.S. en TT.H.). We betuigen onze dankbaarheid aan alle leden van de onderzoeksgroep, adjunct-onderzoekers en medewerkers van het Nora Eccles Harrison Cardiovascular Research and Training Institute and Comparative Medicine aan de Universiteit van Utah. We willen ook onze waardering uitspreken voor Dr. Joseph Palatinus MD PhD voor zijn waardevolle echocardiografie training en assistentie.

De bouw en het gebruik van de echocardiografiekar werden uitgevoerd in overeenstemming met de normen voor het hanteren en trainen van dieren van het Institutional Animal Care and Use Committee van de University of Utah.
1. Overwegingen voor het bouwen van de echocardiografiekar
<ol><li>Bouw een apparaat dat toegang biedt tot laterale en ventrale staande echocardiografiebeeldvensters.</li>
	<li>Gebruik een kar met hoge zijkanten, voor- en achterkant om te voorkomen dat de varkens tijdens echocardiografie klimmen of eruit springen.</li>
	<li>Gebruik een in lengte en breedte verstelbare kar om varkens van verschillende groottes en leeftijden te huisvesten; In onderzoeken waarin alle varkens van dezelfde grootte, ras en leeftijd zijn, is dit echter mogelijk niet nodig.</li>
	<li>Schaf een antislip oprijplaat aan voor het monteren en demonteren van de kar. Varkens lopen liever naar voren, dus een achterwaartse afstap is ongewenst. In dit voorbeeld werd een afneembare oprijplaat gebruikt, zodat deze na montage van de kar van het ene uiteinde kon worden losgekoppeld en vervolgens naar het andere uiteinde van de kar kon worden verplaatst om te worden gedemonteerd.</li>
	<li>Gebruik een kar op wielen met vergrendelingswielen, omdat dit het mogelijk maakt om het apparaat van de opslag naar de dierenkamer te verplaatsen.</li>
	<li>Om te voldoen aan de normen voor vivariumreiniging en -desinfectie, gebruikt u plastic, metaal en rubbermateriaal.</li>
	<li>Voeg ten slotte een afneembare voederbak toe aan de voorkant van de kar om de varkens afleiding te bieden tijdens de echocardiografie.</li>
</ol>2. Specificaties voor het bouwen van karren
OPMERKING: De varkens die in onze studie werden gebruikt, waren miniatuurvarkens uit Yucatan en Göttingen van 5-10 maanden oud, en daarom werd onze kar gebouwd met deze grootte in gedachten.
<ol><li>Hoewel een vergelijkbare structuur helemaal opnieuw kan worden gebouwd, om een deel van het bouwwerk te verminderen, begint u met een vooraf gemaakte zware nutswagen (figuur 1). Vergrendelingswielen worden aanbevolen.</li>
	<li>Zaag af en verwijder de voor- en achterkant van de nutswagen en vervang deze door poorten gemaakt van PVC-buis en kettingschakel. Gebruik het kettingschakelmateriaal voor het ophangen van een voedselbak met haken of karabijnhaken (figuur 2). Met het verwijderen van de voor- en achterkant worden de integriteit en houdsterkte van het plastic verminderd, dus voor grotere en zwaardere varkens, versterken met metalen staven aan de onderkant van de karrenplanken.</li>
	<li>Maak een opening op de bovenste verdieping van de kar die groot genoeg is om een hand te passeren die een ultrasone sonde vasthoudt. Bewaar een plastic afdekstuk aan de bovenkant van de opening, dat kan worden verwijderd voor toegang tot subxiphoïde echocardiografie zodra de varkens veilig in de kar staan (figuur 3).</li>
	<li>Gebruik als een aangepaste pasvorm aluminium kolf (bijv. Vierkante buis, staaf en plaatwerk) om een metalen montage- / demontagehelling te bouwen met versterkingen om op bepaalde bevestigingspunten aan de gewijzigde kar te bevestigen. Voeg verwijderbare rubberen vulling toe voor grip met behulp van bouten en grommets (figuur 4).</li>
	<li>Maak een scharniermechanisme voor de zijpoorten, met eenvoudige pinnen die worden gebruikt om het stagebied van het varken te verkleinen voor een betere beveiliging (figuur 5). Dit zorgt voor een goede pasvorm voor het varken in de kar en zorgt ervoor dat de varkens in een naar voren gerichte richting worden vastgehouden zonder de mogelijkheid om zich om te draaien.</li>
</ol>3. De minivarkens trainen om in de kar te staan
<ol><li>Varkens moeten worden getraind om gedurende een langere periode uit de trog te eten, de helling op te lopen en de helling af te lopen.</li>
	<li>Het vullen van de trog met een bevroren traktatie verlengt de statijd van de varkens. Gebruik combinaties zoals sap, maaltijdvervanger of yoghurt met ontbijtgranen en standaard chow, koekjes en / of fruitrepen. Vries deze combinaties samen in om langdurige bevroren behandelbakken te creëren (figuur 6). Een andere optie om te overwegen is om de normale maaltijd van het dier achter te houden en het in plaats daarvan in de trog in de kar te voeren tijdens de echocardiografieperiode.</li>
	<li>Voordat u de varkens leert om de bevroren lekkernijen in het apparaat te eten, introduceert u de bevroren traktatietroggen op de grond, waardoor de herkenning van de trog als een hoogwaardige traktatie wordt aangemoedigd.</li>
	<li>Train de varkens om staande echocardiogrammen gedurende 5-7 dagen te accepteren, met één trainingssessie per dag. Voer de volgende stappen uit om dit te doen.<ol><li>Introduceer de varkens aan de kar door de kar gedurende 1-2 dagen te omringen met hoogwaardige lekkernijen (koekjes of ontbijtgranen).</li>
		<li>Introduceer de varkens gedurende 1-2 dagen aan de oprit door hoogwaardige traktaties langs de helling te plaatsen en extra beloningen te bieden wanneer de varkens de helling oplopen.</li>
		<li>Laat de varkens op de kar staan zonder de zijsteunen of poorten in te schakelen (wat angst kan veroorzaken) en zorg voor bevroren traktatietroggen bij de voordeur gedurende 2-3 dagen. Gedurende de laatste 1-2 dagen, terwijl de varkens uit de troggen eten, plaatst u de ultrasone sonde met ultrasone gel op de varkens om ze te laten wennen aan het gevoel van contact met de sonde.</li>
		<li>Na dit trainingsregime zullen de varkens gemakkelijk toestaan dat de beperkingen en poorten worden gesloten en echografie wordt uitgevoerd voor het verkrijgen van echocardiografiebeeldvorming.</li>
	</ol></li>
</ol>4. Beeldacquisitie
<ol><li>Verkrijg beelden in de echocardiografiekar, waarmee de sonde in de volgende posities kan worden geplaatst, zoals hieronder beschreven.<ol><li>Maak foto's via de zijkanten van de kar naar de rechter- en linker oksels. Deze posities worden gebruikt om de rechter en linker parasternale beeldvormingsvlakken te verkrijgen.</li>
		<li>Neem foto's door de vloer van de kar naar het subxiphoid-gebied om apicale weergaven te verkrijgen.</li>
	</ol></li>
	<li>Maak beelden voor zowel B-mode als M-mode beelden vanuit deze staande posities.</li>
	<li>Voor een mock awake echo opname procedure, zie Video 1. In de video wordt het dierlijke onderwerp vertegenwoordigd door een minipig-pop op ware grootte, beperkt als een echte minipig met beperkte bewegingsruimte in de kar. Het beste toegangsvenster en de positionering van de opname-echocardiografiesonde worden ook weergegeven.</li>
</ol>

<ol><li>Braunwald, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+war+against+heart+failure%3A+The+Lancet+lecture%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">The war against heart failure: The Lancet lecture.</a> Lancet. 385, 812-824 (2015).</li>
<li>Tsao, C. W., Aday, A. W., Almarzooq, Z. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+disease+and+stroke+statistics+-+2022+Update%3A+A+report+from+the+American+Heart+Association%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Heart disease and stroke statistics - 2022 Update: A report from the American Heart Association.</a> Circulation. 145 (5), e153-e639 (2022).</li>
<li>Billig, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transesophageal+echocardiography+in+swine%3A+evaluation+of+left+and+right+ventricular+structure%2C+function%2C+and+myocardial+work%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Cardiovascular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Transesophageal echocardiography in swine: evaluation of left and right ventricular structure, function, and myocardial work.</a> International Journal of Cardiovascular Imaging. 37 (3), 835-846 (2021).</li>
<li>Boon, J. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBoon%2C+JA+%22Veterinary+Echocardiography.%2C+2nd+edition%22">Veterinary Echocardiography., 2nd edition</a>. , Wiley-Blackwell. West. Sussex, UK. (2011).</li>
<li>Silva, K. A. S., Emter, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+animal+models+of+heart+failure%3A+A+translational+bridge+to+clinical+success%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%3A+Basic+to+Translational+Science%22%5BJournal%5D)">Large animal models of heart failure: A translational bridge to clinical success.</a> Journal of the American College of Cardiology: Basic to Translational Science. 5 (8), 840-856 (2020).</li>
<li>Pilz, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+and+small+animal+models+of+heart+failure+with+reduced+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Large and small animal models of heart failure with reduced ejection fraction.</a> Circulation Research. 130 (12), 1888-1905 (2022).</li>
<li>Paslawska, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normal+electrocardiographic+and+echocardiographic+%28M-mode+and+two-dimensional%29+values+in+Polish+Landrace+pigs%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Veterinaria+Scandinavica%22%5BJournal%5D)">Normal electrocardiographic and echocardiographic (M-mode and two-dimensional) values in Polish Landrace pigs.</a> Acta Veterinaria Scandinavica. 56 (1), 54(2014).</li>
<li>Sharp, T. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+Gottingen+miniswine+model+of+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction+integrating+multiple+comorbidities%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%3A+Basic+to+Translational+Science%22%5BJournal%5D)">Novel Gottingen miniswine model of heart failure with preserved ejection fraction integrating multiple comorbidities.</a> Journal of the American College of Cardiology: Basic to Translational Science. 6 (2), 154-170 (2021).</li>
<li>Olver, T. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Western+diet-fed%2C+aortic-banded+Ossabaw+swine%3A+A+preclinical+model+of+cardio-metabolic+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%3A+Basic+to+Translational+Science%22%5BJournal%5D)">Western diet-fed, aortic-banded Ossabaw swine: A preclinical model of cardio-metabolic heart failure.</a> Journal of the American College of Cardiology: Basic to Translational Science. 4 (3), 404-421 (2019).</li>
<li>Merin, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+anesthetic+drugs+on+myocardial+performance+in+man%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Effect of anesthetic drugs on myocardial performance in man.</a> Annual Review of Medicine. 28, 75-83 (1977).</li>
<li>El Mourad, M. B., Shaaban, A. E., El Sharkawy, S. I., Afandy, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+propofol%2C+dexmedetomidine%2C+or+ketofol+on+respiratory+and+hemodynamic+profiles+in+cardiac+patients+undergoing+transesophageal+echocardiography%3A+A+prospective+randomized+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiothoracic+and+Vascular+Anesthesia%22%5BJournal%5D)">Effects of propofol, dexmedetomidine, or ketofol on respiratory and hemodynamic profiles in cardiac patients undergoing transesophageal echocardiography: A prospective randomized study.</a> Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 35 (9), 2743-2750 (2021).</li>
<li>Stoelting, R. K., Hillier, S. C. Handbook of Pharmacology & Physiology in Anesthetic Practice., 2nd edition. , Lippincott Williams & Wilkins. Philadelphia, PA. (2006).</li>
<li>Kristensen, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ESC%2FESA+Guidelines+on+non-cardiac+surgery%3A+Cardiovascular+assessment+and+management%3A+The+Joint+Task+Force+on+non-cardiac+surgery%3A+Cardiovascular+assessment+and+management+of+the+European+Society+of+Cardiology+%28ESC%29+and+the+European+Society+of+Anaesthesiology+%28ESA%29%5BTitle%5D)+AND+%22European+Heart+Journal%22%5BJournal%5D)">ESC/ESA Guidelines on non-cardiac surgery: Cardiovascular assessment and management: The Joint Task Force on non-cardiac surgery: Cardiovascular assessment and management of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Society of Anaesthesiology (ESA).</a> European Heart Journal. 35 (35), 2383-2431 (2014).</li>
<li>Roth, D. M., Swaney, J. S., Dalton, N. D., Gilpin, E. A., Ross Jr, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+anesthesia+on+cardiac+function+during+echocardiography+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology+-+Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Impact of anesthesia on cardiac function during echocardiography in mice.</a> American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology. 282 (6), H2134-H2140 (2002).</li>
<li>Chengode, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Left+ventricular+global+systolic+function+assessment+by+echocardiography%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Cardiac+Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">Left ventricular global systolic function assessment by echocardiography.</a> Annals of Cardiac Anaesthesia. 19 (Suppl 1), S26-S34 (2016).</li>
<li>Cacciapuoti, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Echocardiographic+evaluation+of+ejection+fraction%3A+3DE+versus+2DE+and+M-Mode%5BTitle%5D)+AND+%22Heart+Views%22%5BJournal%5D)">Echocardiographic evaluation of ejection fraction: 3DE versus 2DE and M-Mode.</a> Heart Views. 9 (2), 71-79 (2008).</li>
<li>Yang, H., Galang, K. G., Gallegos, A., Ma, B. W., Isseroff, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sling+training+with+positive+reinforcement+to+facilitate+porcine+wound+studies%5BTitle%5D)+AND+%22JID+Innovations%22%5BJournal%5D)">Sling training with positive reinforcement to facilitate porcine wound studies.</a> JID Innovations. 1 (2), 100016(2021).</li>
</ol>

De auteurs hebben geen financiële belangenconflicten bekend te maken.

De echocardiografiekar vertegenwoordigt een gemakkelijk repliceerbare methode voor het monitoren van de hartstructuur en -functie in een belangrijk hartonderzoeksmodel, het minipig. De nieuwigheid van de kar ligt in het vermogen om echocardiografische beelden vast te leggen zonder het grootste voorbehoud: de noodzaak van het gebruik van anesthetica of sedativa die de hartfunctie van de dieren veranderen en de metingen veranderen die worden gebruikt om de effecten van harttherapieën te beoordelen. Bovendien is de kar veilig, goedkoop en een gemakkelijk trainingsdoel voor varkens. 
De auteurs identificeerden eerst de gewenste kenmerken van de kar en werkten vervolgens nauw samen met een timmerman om het product te ontwerpen. Standaard positieve bekrachtigingstrainingstechnieken waren gemakkelijk en snel om de varkens te leren de kar onbevreesd te accepteren en te gebruiken. Met echografiepraktijk waren de auteurs in staat om snel standaard tweedimensionale echocardiografie-beeldvormingsvlakken te vinden en vast te leggen voor latere verwerking. Tijdens deze staande echocardiogrammen werden nooit sedativa of anesthetica toegediend en daarom waren de video's en afbeeldingen representatief voor de wakkere hartfunctie. 
Het bouwen van de echocardiografiekar is relatief eenvoudig voor een ervaren timmerman of klusjesman na het identificeren van de belangrijkste kenmerken die belangrijk zijn voor de onderzoeksgroep (bijvoorbeeld aanpassing van de grootte, hoogte of toegangspunten voor ultrasone sondes). Tijdens het bouwproces kunnen de functies van de kar worden aangepast aan de behoeften van individuele laboratoria. De materialen zijn grotendeels goedkoop en het bouwen van de kar kan besparen op de kosten van het uitvoeren van echocardiogrammen met de sedativa en anesthetica die meestal worden gebruikt.
De beperkingen van de techniek omvatten de beweging en het beperkte tijdsbestek om de beelden te verkrijgen. Hoewel de kar kon worden aangepast aan verschillende maten om de varkens in bedwang te houden, en terwijl de dieren zich niet konden omdraaien en slechts een paar centimeter in elke richting konden bewegen, waren de dieren nog steeds in staat om binnen de grenzen van de kar te bewegen. Een headgate, knijpgoot of stanchion, zoals die worden gebruikt bij landbouwhuisdieren, kan mogelijk een betere terughoudendheid bieden met extra training. Evenzo was succesvolle beeldvorming afhankelijk van de dieren die werden afgeleid door hun voer of bevroren traktaties tijdens de echocardiogrammen. Meestal stond dit ongeveer 15 minuten beeldvorming toe, wat niet altijd voldoende was om alle gewenste beelden te verkrijgen. Het vermogen om gemakkelijk de voedseltrog te vervangen of voer toe te voegen terwijl het dier in bedwang bleef, kan een langere beeldvormingsduur hebben. Ten slotte bleken door beide bovenstaande beperkingen gevoeligere beeldvormingstechnieken, zoals weefseldoppler, moeilijk uit te voeren in de staande echocardiografiewagen.
Andere experimentele modellen voor varkens maken vaak gebruik van niet-anesthetische behandelingstechnieken, zoals de in de handel verkrijgbare Panepinto-draagdoek17. De auteurs vonden de sling-techniek echter omslachtiger voor het trainen van varkens en de sling gaf de echoscopist geen toegang tot de beeldvormingsvlakken die nodig zijn voor echocardiografie. Andere mogelijke toepassingen voor de echocardiografiekar kunnen andere niet-pijnlijke procedures omvatten, zoals abdominale echografie, observatie van huidlaesies of het verkrijgen van bloedmonsters uit een vasculaire toegangspoort. De auteurs gebruiken de kar vaak om varkens gemakkelijk in bedwang te houden om bijvoorbeeld elektrocardiogrammen uit te voeren en pacemakers te programmeren. 
Kortom, de beschreven wakkere echocardiografietechniek is gemakkelijk uit te voeren en waardevol voor het verkrijgen van basisechografie van het hart zonder de cardiovasculaire depressie die kenmerkend is voor anesthetisch of kalmerend gebruik. Deze techniek kan worden gebruikt om verdoofde beelden te vergelijken met wakkere beelden bij grote dieren of voor de dagelijkse monitoring van de progressie van hartaandoeningen in het waardevolle preklinische translatiemodel van hartaandoeningen en -falen van varkens.

Hartfalen is een toenemende last voor medische instellingen in de Verenigde Staten en in het buitenland, met een wereldwijde prevalentie van 38 miljoen patiënten1. Ongeveer 19 miljoen sterfgevallen wereldwijd werden toegeschreven aan hart- en vaatziekten in 2020, wat een stijging van 18,7% ten opzichte van 2010 aantoont2. De ontwikkeling van nieuwe therapieën is traag om deze alarmerende trend in te halen. Hartfalen is daarom een cruciaal onderzoeksgebied en het belang van high-fidelity tools voor het vastleggen van de ontwikkeling en progressie van ziekten kan niet worden overschat.
Echocardiografie is momenteel het meest klinisch belangrijke hulpmiddel voor het niet-invasief meten van de progressie van hartaandoeningen, maar in grote dieronderzoeksmodellen kan het een uitdaging zijn om3 te implementeren. Echocardiografie maakt gebruik van ultrasone golven om de hartstructuur en -functie te beoordelen en is de standaardzorg in de klinische setting voor cardiale beoordeling en monitoring4. Preklinische grote diermodellen van hartaandoeningen, zoals varkens, spelen een cruciale rol bij het vertalen van fundamentele wetenschap naar de ontwikkeling van cardiovasculaire therapieën5. Hieruit volgt dat het vertalen van echocardiografie naar grote diermodellen bij het ontwikkelen van deze therapieën een belangrijk onderdeel is van dit kritische streven.
Varkens zijn een van de vele soorten die vaak worden gebruikt als grote diermodellen van ischemische, drukoverbelasting en snelle simulaties van hartfalen 5,6. Varkens zijn vooral belangrijk in preklinische studies, omdat neurohormonale compensatiemechanismen en cardiale remodellering nauw aansluiten bij de menselijke pathofysiologie 6,7. Meer recent hebben miniatuurvarkens, of minivarkens, belofte getoond als een meervoudig comorbiditeitenmodel van hartaandoeningen, met obesitas, hypertensie, hypercholesterolemie en diabetes die betrouwbaar resulteren in hartdisfunctie en remodellering 8,9.
Het veilig uitvoeren van echocardiografie bij de meeste grote dieren vereist zware sedatie of algemene anesthesie. Alle anesthetica en sedativa onderdrukken echter de hartfunctie op een dosisafhankelijke manier10,11. Anesthetica en sedativa kunnen de depressie van de cardiale output en bloeddruk, verhogingen of dalingen van de hartslag en systemische vasculaire weerstand, veranderingen in het elektrische ritme en veranderde coronaire bloedstroom veroorzaken12. In de meeste gevallen verminderen anesthetica de sympathische tonus, verminderen ze de veneuze terugkeer en verlagen ze de bloeddruk13. Belangrijk is dat anesthetica ook echocardiografische parameters beïnvloeden, wat de interpretatie van dit onderzoek bij het monitoren van hartaandoeningen in diermodellen bemoeilijkt14. Wakkere echocardiografie is de dichtstbijzijnde weergave van de oorspronkelijke hartfunctie.
Een varkensbeveiligingsapparaat, gemakkelijk geaccepteerd door wakkere minivarkens, wordt hier beschreven en dat kan worden gebruikt voor elementaire echocardiografische monitoring zonder dat de toediening van hemodynamisch-veranderende anesthetica nodig is.

<table><tbody><tr><td>Access Ramp</td><td>N/A - winkel gebouwd</td><td>58" L x 18" B. Stijging van 19" niet meer dan 22,5 graden hoek.</td><td>Elke verwijderbare aluminium ramp met capaciteit om het gewicht van varkens te dragen</td></tr><tr><td>Fence Feeder met Clips</td><td>DuraFlex&nbsp;</td><td>E011772</td><td>Voerbakken met clips om op een ketenmail te hangen, gebruikt voor bevroren lekkernijen of voer om varkens af te leiden tijdens echografie</td></tr><tr><td>Zwaar gebruikte hulpwagen</td><td>Baxter Medical Equipment & Supplies</td><td>Wagen # onbekend / 45x25x33"; Pijpen, sch 40 PVC&nbsp;</td><td>Gemaakt van zwaar plastic, met drie planken</td></tr><tr><td>Beeldanalysesoftware</td><td>Image J FIJI&nbsp;</td><td>https://imagej.net/software/fiji/</td><td>Gratis wetenschappelijke beeldanalysesoftware</td></tr><tr><td>Lumify-echografie met S4-1 fased array-transducer</td><td>Philips</td><td>FUS6884</td><td>Handbediende bedzijde echografie met cardiale sonde, gebruikt met een tabletapparaat en eigen software</td></tr><tr><td>Videobewerkingssoftware</td><td>Adobe Premiere Pro 2022</td><td>https://www.adobe.com/products/premiere.html</td><td>Gemeenschappelijke software onderdeel van Adobe Creative Cloud.</td></tr></tbody></table>

echocardiografie opname bij wakkere miniatuurvarkens

Echocardiography Recording in Awake Miniature Pigs

Echocardiografie maakt gebruik van ultrasone golven om de hartstructuur en -functie niet-invasief te beoordelen en is de standaardzorg voor cardiale beoordeling en monitoring. Het miniatuurvarken, of minivarken, wordt steeds vaker gebruikt als model voor hartaandoeningen in medisch onderzoek. Varkens zijn notoir moeilijk in bedwang te houden en veilig te hanteren, en daarom wordt onderzoeksechocardiografie bij deze soort bijna altijd uitgevoerd onder anesthesie of zware sedatie. Anesthetica en sedativa beïnvloeden universeel de cardiovasculaire functie en kunnen de depressie van de cardiale output en bloeddruk, verhogingen of dalingen van de hartslag en systemische vasculaire weerstand, veranderingen in het elektrische ritme en veranderde coronaire bloedstroom veroorzaken. Daarom kan gesedeerde of verdoofde echocardiografie de progressie van hartaandoeningen in grote diermodellen niet nauwkeurig weergeven, waardoor de translationele waarde van deze belangrijke studies wordt beperkt. Dit artikel beschrijft een nieuw apparaat dat het mogelijk maakt om wakker te staan echocardiografie in minivarkens. Bovendien worden trainingstechnieken beschreven die worden gebruikt om varkens te leren deze pijnloze en niet-invasieve procedure te tolereren zonder de noodzaak van hemodynamisch veranderende anesthetica. Staande waak echocardiografie is een veilige en haalbare manier om de meest voorkomende hartbewakingstest uit te voeren bij minivarkens voor cardiovasculair onderzoek.

De representatieve beelden verkregen in een Yucatan minipig op ongeveer 8 maanden oud worden hier gepresenteerd. Het dier werd nooit verdoofd en genoot tijdens de beeldopname van voer of bevroren behandelbakken.
De echocardiografiekar is voornamelijk nuttig voor het verkrijgen van eenvoudige afbeeldingen voor het berekenen van linkerventrikelkamervolumes en ejectiefractie (EF) van B-modus of M-modus afbeeldingen en video's. Meer gevoelige beeldvorming, zoals vasculaire beeldvorming of weefseldoppler, kan te uitdagend zijn met deze techniek, omdat de wakkere varkens beperkte mobiliteit behouden en het beeldvormingstijdsbestek wordt beperkt door de voedingsduur.
Het laboratorium maakt gebruik van een echografieapparaat aan het bed zonder post-hoc beeldanalysemogelijkheden. Daarom moeten de video's en stilstaande beelden worden verwerkt met behulp van bewerkingssoftware en worden gemeten met behulp van wetenschappelijke beeldanalysesoftware.
Kort-assige transversale weergave M-mode beelden (figuur 7) werden verkregen via de zijkanten van de kar, die werden gebruikt voor de analyse van de linkerventrikel inwendige diameter in systole en diastole (respectievelijk LVIDs en LVIDd) en de daaropvolgende berekening van de ejectiefractie (EF), waarbij EF = (EDV - ESV)/EDV × 100% (EDV: end diastolic volume; ESV: end systolisch volume) gebaseerd op volumes berekend met de Teichholz-formule (volume = 7D3/[2.4 + D]) (D: lineaire LV-diameter)15. Representatieve gegevens die zijn gegenereerd uit vier M-modusscans verkregen van twee minivarkens zijn opgenomen in tabel 1, evenals gegevens die zijn gegenereerd uit M-modusscans die zijn opgenomen van dezelfde dieren tijdens verdoofde echosessies. Zoals verwacht, was de EF gegenereerd door verdoofde echosessies meestal lager dan de EF uit de bewuste echosessie.
Parasternale lange-asweergave B-mode beelden werden ook verkregen van de zijkanten van de kar (figuur 8). De gebiedslengtemethode voor het berekenen van de EF werd gebruikt met deze B-modusafbeeldingen16. Eerst werd de linkerventrikel-EDV berekend uit de eind-diastolische linkerventrikel hoofdaslengte en kamergebied met behulp van de formule EDV = (0,85 × gebied2)/lengte. De linkerventrikel-ESV werd op dezelfde manier berekend met behulp van de systolische metingen. De ejectiefractie werd vervolgens berekend als EF = (EDV - ESV)/EDV × 100%. Representatieve gegevens gegenereerd uit acht B-modus scans verkregen van twee minivarkens zijn opgenomen in tabel 2. Ter vergelijking worden ook gegevens opgenomen die zijn gegenereerd uit B-modusscans die zijn opgenomen van dezelfde dieren tijdens verdoofde echosessies. Met behulp van de B-modusbeelden werden de EF gegenereerd uit verdoofde en bewuste echosessies nauw op elkaar afgestemd (tabel 2).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig01.jpg"> Figuur 1: Zijaanzicht van de echocardiografiewagen. De echocardiografiekar is gebouwd met behulp van een vooraf gemaakte heavy-duty utility cart. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig02.jpg"> Figuur 2: Hoofdaanzicht van de echocardiografiekar. De voor- en achterkant van de vooraf gemaakte kar zijn vervangen door scharnierende poorten gemaakt van PVC-buis en kettingschakel (A), die ook plaats biedt aan een hangende voedselbak (B). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig03.jpg"> Figuur 3: Bovenaanzicht van de echocardiografiekar. Op de bovenste verdieping van de kar wordt een opening gemaakt voor het passeren van een hand die een ultrasone sonde vasthoudt. Een kunststof overstuk is gemonteerd voor het veilig monteren en demonteren van de kar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig03large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig04.jpg"> Figuur 4: Aluminium oprit. Een aluminium oprijplaat is bevestigd aan de voor- of achterkant van de kar en verwijderbare rubberen vulling is toegevoegd voor grip met behulp van bouten en grommets. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig04large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig05.jpg"> Figuur 5: Zijpoort. Scharnieren zijn gemaakt voor de zijpoorten, met pinnen om een nauwkeurigere dimensionering en terughoudendheid mogelijk te maken. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig05large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig06.jpg"> Figuur 6: Traktaties voor bewuste echosessies. Combinaties van sap, maaltijdvervanger of yoghurt in combinatie met ontbijtgranen en standaard chow, koekjes en / of fruitrepen worden ingevroren om langdurige bevroren traktatietroggen te creëren. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig06large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig07.jpg"> Figuur 7: Een representatieve M-mode scan verkregen van een bewust dier. Voorbeeldbeeldanalyse voor het berekenen van de linkerventrikel ejectiefractie van M-mode beeldvorming. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig07large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64943/64943fig08.jpg"> Figuur 8: Een representatieve B-mode scan verkregen van een bewust dier. Voorbeeldbeeldanalyse voor het berekenen van de linkerventrikel ejectiefractie van B-mode beeldvorming. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/64943fig08large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Gemiddelde ± SD</td>
			<td>LVIDd (cm)</td>
			<td>LVID's (cm)</td>
			<td>EF (%)</td>
		</tr><tr><td>Bewuste Echo (N=4/2)</td>
			<td>3,8 ± 0,5</td>
			<td>2,5 ± 0,5</td>
			<td>64,3 ± 5,4</td>
		</tr><tr><td>Verdoofde echo (N=4/2)</td>
			<td>3,9 ± 0,2</td>
			<td>3,0 ± 0,0</td>
			<td>48,5 ± 7,9</td>
		</tr><tr><td colspan="4">EF, ejectiefractie; SD, standaarddeviatie.</td>
		</tr><tr><td colspan="4">N = 4 echoscans verkregen van twee dieren</td>
		</tr></tbody></table>Tabel 1: Vergelijking van de parameters die worden gegenereerd uit M-modusbeelden die zijn opgenomen in verdoofde minivarkens versus bewuste minivarkens die in de kar zijn beperkt.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td>
			<td>LV-MALd (cm)</td>
			<td>LV-MALs (cm)</td>
			<td>LV-CAd (cm2)</td>
			<td>LV-CA's (cm2)</td>
			<td>EF (%)</td>
		</tr><tr><td>Bewuste Echo (N=8/2)</td>
			<td>5,8 ± 0,8</td>
			<td>4,5 ± 0,6</td>
			<td>18,6 ± 5,0</td>
			<td>10,7 ± 2,8</td>
			<td>57,3 ± 5,2</td>
		</tr><tr><td>Verdoofde echo (N=8/2)</td>
			<td>5,9 ± 0,5</td>
			<td>4,8 ± 0,4</td>
			<td>21,8 ± 2,7</td>
			<td>13,1 ± 2,4</td>
			<td>55,3 ± 9,0</td>
		</tr><tr><td colspan="6">LV-MAL, lengte van de linkerventrikel hoofdas; LV-CA, linkerventrikelkamergebied;</td>
		</tr><tr><td colspan="6">EF, ejectiefractie; SD, standaarddeviatie. N=8 echoscans verkregen van 2 dieren</td>
		</tr></tbody></table>Tabel 2: Vergelijking van de parameters die worden gegenereerd uit B-modusbeelden die zijn opgenomen in verdoofde minivarkens versus bewuste minivarkens die in de kar zijn beperkt.
Video 1: Een mock awake echocardiogram opnameprocedure uitgevoerd op een minipig pop op ware grootte met behulp van de echocardiografiekar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64943/Vedio%201.mov" target="_blank">Klik hier om deze video te downloaden.</a>

Een eenvoudige karrenconstructie, gebouwd om onderzoeksechocardiografie uit te voeren in staande wakkere minivarkens, wordt beschreven, samen met bouwoverwegingen, trainingstechnieken en representatieve echografiebeelden.

Echocardiografie opname bij wakkere miniatuurvarkens

Echocardiography uses ultrasonic waves to non-invasively assess cardiac structure and function and is the standard of care for cardiac assessment and ...

Het protocol is belangrijk omdat het high-fidelity cardiale functionele monitoring mogelijk maakt in grote diermodellen voor de preklinische evaluatie van cardiovasculaire therapieën. Het belangrijkste voordeel van de techniek is om het mogelijk te maken voor de procedures zoals het opnemen van echocardiogrammen bij wakkere varkens zonder gebruik te maken van anesthetica. Greg Brown, co-ontwerper, Pia Balmaceda, postdoc fellow, en Thuy Ha, specialist van Nora Eccles Harrison Cardiovascular Research and Training Institute, demonstreren de procedure.Begin met de voorraad drie planken, vooraf gemaakte heavy duty utility cart met vergrendelingswielen. Zaag de voor- en achterkant van de kar af. Vervang ze vervolgens door 1,25-inch PVC-buis en kettingschakelpoorten.Versterk de kar met metalen staven aan de onderkant om de integriteit van de kar te behouden. Maak een gat aan de bovenkant van de kar dat groot genoeg is voor een hand die een ultrasone sonde vasthoudt. Plaats een plastic deksel dat op de opening is bevestigd.Maak een versterkte metalen oprijplaat voor montage en demontage met behulp van aluminium materiaal. Voeg verwijderbare rubberen vulling toe voor grip met behulp van bouten en grommets. Plaats 12-inch lange, 3/8-inch pinnen in pvc-scharniermechanismen aan de linker- en rechterkant Inkepingzijrails om breedte-instellingen voor de zijpoorten mogelijk te maken om de terughoudendheid te verbeteren en te voorkomen dat het dier zich omdraait.Voor het trainen van de varkens om uit de trog te eten, vult u deze met bevroren lekkernijen en verlengt u de statijd van de varkens. Gebruik combinaties van voedingsmiddelen zoals sap, maaltijdvervanger, yoghurt met ontbijtgranen en standaard chow, koekjes en fruitrepen. Normale maaltijden kunnen in plaats daarvan worden ingehouden en in de trog worden gevoerd tijdens de echocardiografieperiode.Voordat ze van het apparaat aten, introduceerden de varkens bevroren behandelbakken op de grond om de erkenning van de trog als een hoogwaardige traktatieaanbieder aan te moedigen. Om de varkens te trainen om staande echocardiogrammen te accepteren, begint u met het varken aan de kar te introduceren door de kar gedurende één tot twee dagen te omringen met hoogwaardige lekkernijen. Introduceer het varken aan de oprit door een paar dagen traktaties langs de oprit te plaatsen.Zorg voor extra beloningen wanneer een varken de helling oploopt. Zorg voor de bevroren traktatietroggen bij de voordeur gedurende twee tot drie dagen. Laat het varken op de kar staan zonder de zijsteunen of poorten in te schakelen.Plaats binnen een paar dagen de ultrasone sonde met gel op het varken om het te laten wennen aan het sondecontact. Om echocardiogrambeelden te verkrijgen, maakt u afbeeldingen van de parasternale beeldvormingsvlakken van de zijkanten van de kar naar de rechter- en linkeroksels. Apicale weergave, B-modus en M-modus beelden kunnen worden verkregen door door de karvloer naar het subxiphoid-gebied te tasten.Kort-assige, transversale weergave, M-modus beelden werden verkregen via de karzijden om de linker ventrikel interne diameter in systole en diastole en daaropvolgende ejectievolumeberekening te analyseren. De ejectiefractie gegenereerd door verdoofde echosessies was lager dan door bewuste sessies. Parasternale lange-asweergave B-modusbeelden werden gebruikt om de uitwerpvolumes te berekenen met de gebieds-/lengtemethode.De ejectiefracties in zowel verdoofde als bewuste sessies waren vergelijkbaar. Een belangrijk ding om te onthouden is dat de kar moet worden gebouwd met de groeiende maten van dieren in gedachten. Individualisering van het voedselmengsel kan helpen de acclimatisatie te verbeteren.De kar kan andere procedures vergemakkelijken, waaronder bloed dat wordt afgenomen van geïmplanteerde ooraderkatheters, elektrocardiogramopname en andere op echografie gebaseerde monitoring zoals abdominale echografie. Deze techniek biedt onderzoekers de mogelijkheid om high-fidelity belangrijke fysiologische gegevens te verkrijgen van wakkere varkens die worden gebruikt voor studies van verschillende menselijke ziekten.

echocardiography-recording-in-awake-miniature-pigs

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

Transthoracale echocardiografie biedt een niet-invasieve methode voor de evaluatie van de hartfunctie bij muizen. Een combinatie van echografie en Doppler beeldvormende technieken kan worden gebruikt voor dimensionele metingen van het hart en intracardiale bloedstroom, die samen zorgen voor een evaluatie van cardiale systolische en diastolische prestaties te verkrijgen.

Transthoracale echocardiografie in Muizen

This video demonstrates the recording of brain signals from a freely moving piglet. The piglet's head is cleaned, and the electrodes are attached. These electrodes are then connected to a telemetry unit. The setup is secured with silicone rubber. The piglet is allowed to acclimate before data recording.

Recording Brain Signals from Freely Moving Piglets

Betrouwbare en nauwkeurige uitkomst evaluatie is de sleutel voor de vertaling van preklinische therapieën in de klinische behandeling. De huidige paper beschrijft hoe drie klinisch relevante primaire uitkomstmaten van cardiale prestaties en de schade op te nemen in een varken acuut hartinfarct model.

Primaire Outcome Assessment in een Varken Model acuut myocardinfarct

Hier presenteren we een protocol aan record telemetrische electroencephalograms (hersenfotos) van de vrij bewegende biggen rechtstreeks in het varkenshok zonder het gebruik van een kalmerend middel, waardoor het mogelijk is graag typische EEG patronen tijdens non - REM-slaap, zoals spindel barst.

Noninvasive EEG opnamen vrij bewegen biggen

Het doel van deze studie was het vaststellen van een methode voor het onderzoeken van de cardiale dynamiek met behulp van een translationeel diermodel. De beschreven experimentele aanpak omvat Dual-emission optocardiografie in combinatie met een elektrofysiologisch onderzoek om elektrische activiteit te beoordelen in een geïsoleerd, intact varkens hart model.

Optocardiografie en elektrofysiologie studies van ex vivo Langendorff-perfused Hearts

Het algemene doel van de huidige studie is om de technieken van inductie van myocardinfarct (MI) en post-myocardinfarct hartfalen (post-MI HF) in gesloten borst, volwassen Göttingen minipigs en de karakterisering van post-MI HF model in Göttingen minipigs in vergelijking met Landrace varkens te presenteren.

Post-Myocardinfarct Hartfalen in gesloten borst Coronaire Occlusie/Reperfusie Model in Göttingen Minipigs en Landrace Varkens

Hier presenteren we een gesloten borstbenadering voor op toelating gebaseerde biventriculaire druk-volumelusregistraties bij varkens met acute rechterventrikeldisfunctie.

Closed Chest Biventricular Pressure-Volume Loop Recordings met admittance katheters in een varkensmodel

Het huidige protocol beschrijft een stapsgewijze procedure om een minivarkensmodel van hartfalen op te stellen met behoud van de ejectiefractie met behulp van dalende aortavernauwing. De methoden voor het evalueren van cardiale morfologie, histologie en functie van dit ziektemodel worden ook gepresenteerd.

Een chirurgisch model van hartfalen met behouden ejectiefractie bij Tibetaanse minivarkens

Transthoracale echocardiografie is de eerstelijns diagnostische test voor post-reanimatie linkerventrikeldisfunctie en structurele veranderingen in een varkensmodel van hartstilstand.

Transthoracale echocardiografie om post-reanimatie linkerventrikeldisfunctie te beoordelen na acuut myocardinfarct en hartstilstand bij varkens

Hier presenteren we een methode voor de prestatie- en veiligheidsbeoordeling op lange termijn van zachte subdurale elektrode-arrays in een minivarkensmodel, waarbij chirurgische methoden en hulpmiddelen, postoperatieve magnetische resonantiebeeldvorming, elektrofysiologie van de auditieve cortex, elektrochemische eigenschappen van het implantaat en postmortale immunochemie worden beschreven.

Subdurale zachte elektrocorticografie (ECoG) array-implantatie en langdurige corticale opname bij minivarkens

Deze studie presenteert een schaalbare, betrouwbare en reproduceerbare methode voor herhaalde chronische corticale opnames in een varkensmodel. De methode heeft toepassingen in verschillende gebieden van de neurowetenschappen, waaronder pijnonderzoek en diagnostiek van neurologische aandoeningen.

Chronische craniale venstertechniek voor herhaalde corticale opnames tijdens anesthesie bij varkens

Leer echocardiografie bij wakkere miniatuurvarkens met een speciaal ontworpen kar. Deze methode maakt hoogwaardige hartmonitoring mogelijk zonder verdoving, wat essentieel is voor preklinisch onderzoek naar cardiovasculaire therapieën.

Echocardiografie opname bij wakkere miniatuurvarkens

Meer video's verkennen