$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. Przygotuj materiały i sprzęt (Tabela 1 i Rysunek 1)
- Włącz aparat USG. Wprowadź identyfikator zwierzęcia, datę i godzinę (w przypadku eksperymentów z obrazowaniem seryjnym) oraz inne istotne informacje.
- Użyj przetwornika ultradźwiękowego o wysokiej częstotliwości, 40 MHz do obrazowania myszy poniżej ~20 g lub 30 MHz dla myszy większych niż ~20 g.
- Podłącz platformę do monitora elektrokardiogramu (EKG) w celu bramkowania EKG obrazowania dla niektórych modalności.
UWAGA: Co ważne, pozwala to również na natychmiastowe obliczenie tętna (HR), które może być wykorzystane jako jeden z kilku wskaźników odpowiedniej głębokości znieczulenia.
- Rozgrzej platformę do 37 °C.
UWAGA: Wszystkie dostępne na rynku aparaty ultrasonograficzne są wyposażone w panel sterowania, który zapewnia kontrolę akwizycji obrazu i kontrolę zarządzania badaniem dla trybu B, trybu M i echokardiografii dopplerowskiej. W maszynie wbudowane jest narzędzie do pomiaru pracy serca do automatycznego pomiaru i obliczania typowych parametrów echokardiograficznych funkcji serca i zastawek.
2. Przygotowanie myszy do obrazowania i indukcji znieczulenia
- Delikatnie podnieś mysz za ogon i mocno trzymaj zwierzę za kark
.
- Wprowadź nos zwierzęcia do stożka nosowego. Rozpocznij przepływ znieczulenia od 1% izofluranu. Upewnij się, że zwierzę zostanie uspokojone w ciągu 3-5 sekund od wystawienia na działanie gazu.
- Szybko i dokładnie połóż zwierzę na platformie w pozycji leżącej, upewniając się, że przednie i tylne łapy leżą na czujnikach EKG platformy.
- Delikatnie zabezpiecz zwierzę taśmą klejącą na wszystkich czterech kończynach, delikatnie nałóż taśmę klejącą, aby ustabilizować głowę w aparacie stożkowym nosa i nałóż taśmę klejącą, aby ustabilizować ogon. Zarówno tylne, jak i przednie łapy powinny leżeć płasko, aby zapewnić stabilną i wyraźną akwizycję sygnału EKG przez system obrazowania fizjologicznego.
- Sprawdź HR. Zrób to za pomocą platformy obrazowania z funkcją EKG lub za pomocą zewnętrznych urządzeń EKG. Upewnij się, że bazowe tętno wynosi od 600 do 700 uderzeń na minutę. Upewnij się, że w żadnym wypadku tętno nie spadnie poniżej 450 uderzeń na minutę.
UWAGA: Podczas zabiegu tętno może nieznacznie spaść z powodu znieczulenia, ale w większości przypadków powinno wynosić powyżej 500 uderzeń na minutę.
- Dostosuj odpowiednio przepływ znieczulenia małymi krokami (~0,1% zwiększa się co 15 s, aż do osiągnięcia stabilnego stanu znieczulenia).
UWAGA: Stabilny stan znieczulenia to stan, w którym wyżej wymienione parametry serca są utrzymane (patrz krok 2.5), a zwierzę nie reaguje jawnie na bodźce wynikające z umieszczenia sondy w różnych oknach obrazowania. Co ważne, nie jest to chirurgiczna płaszczyzna znieczulenia, która skutkuje wyraźną kardiodepresją u myszy. W przypadku przedłużonych sesji obrazowania zaleca się stosowanie maści weterynaryjnej na oczy, aby zapobiec wysuszeniu.
- Sprawdź temperaturę ciała za pomocą termometru doodbytniczego. Utrzymuj temperaturę w zakresie od 36,5 °C do 38 °C.
UWAGA: W pomieszczeniu o odpowiednio kontrolowanym środowisku i na podgrzewanej platformie temperatura ciała (mierzona doodbytniczo) pozostaje stała podczas całego zabiegu, a co za tym idzie, nie jest czynnikiem zakłócającym wpływającym na hemodynamikę układu sercowo-naczyniowego w czasie.
- Zgol włosy z klatki piersiowej za pomocą elektrycznej maszynki do strzyżenia przeznaczonej do użytku z cienkimi włosami. Wytrzyj klatkę piersiową wilgotnym ręcznikiem papierowym. Zwierzę jest gotowe do obrazowania.
UWAGA: Chociaż można również przeprowadzić chemiczne usuwanie włosów, unikaj stosowania takich związków, ponieważ mogą one z czasem powodować znaczne podrażnienie skóry w długoterminowych eksperymentach. Co więcej, odpowiednie stosowanie i usuwanie takich chemicznych produktów do depilacji może przedłużyć czas ekspozycji na znieczulenie o 2-3 minuty (~10-20%). Całkowity czas od indukcji znieczulenia do zakończenia przygotowania skóry powinien zająć mniej niż 3 minuty.
3. Postępuj zgodnie z podstawowymi zasadami i wytycznymi w pozyskiwaniu obrazów ultrasonograficznych serca
UWAGA: Istnieją trzy metody ultradźwiękowe używane do pozyskiwania obrazów: tryb B/2-D, tryb M i Doppler (obrazowanie dopplerowskie z falą pulsacyjną i przepływem kolorów). Istnieją dwie podstawowe pozycje przetwornika używane do pozyskiwania obrazów serca i zastawek serca: okno przymostkowe i wierzchołkowe (ryc. 2).
- Z każdej pozycji przetwornika można uzyskać wiele obrazów tomograficznych serca względem jego długiej i krótkiej osi, ręcznie obracając i kątując głowicę.
UWAGA: Rotacja odnosi się do obracania lub skręcania przetwornika z ustalonej pozycji na ścianie klatki piersiowej, podczas gdy kątowanie odnosi się do ruchu przetwornika z boku na bok z ustalonego punktu na ścianie klatki piersiowej. Wszystkie przetworniki ultradźwiękowe posiadają znacznik indeksu obrazu w postaci rowka (wycięcia), zewnętrznego ściągacza lub guzika.
- Upewnij się, że sygnał ultradźwiękowy jest prostopadły do struktury docelowej, odpowiednio dostosowując położenie przetwornika.
- Zoptymalizuj przepływ kolorów i sygnały prędkości szczytowej, ustawiając przesyłaną wiązkę ultradźwięków równolegle do przepływu. Kąt między wiązką ultradźwięków a przepływem powinien być mniejszy niż 60°.
- Zoptymalizuj jakość obrazu za pomocą elementów sterujących na panelu sterowania. Tylko obszar przesłuchania powinien wypełniać wyświetlacz obrazu.
UWAGA: Precyzyjne regulacje pozycji przetwornika i platformy są prawie zawsze konieczne, aby uzyskać wyraźne obrazy. Nawet w optymalnych warunkach ruchy oddechowe, anatomia ściany klatki piersiowej (np. małe odstępy między żebrami) i różnice w anatomii wewnętrznej (zarówno wrodzone, jak i wywołane chorobą) mogą ograniczać okno akustyczne i sprawiać, że pozyskiwanie obrazów jest bardzo trudne.
- Podczas pomiaru wymiarów lewej komory w trybie M i 2-D/B, należy umieścić suwmiarkę pomiarową w najbardziej ciągłej linii echa.
- Dostosuj kolorowy sektor Dopplera i objętość próbki do obszaru przesłuchania, dostosowując kontrolkę sektora, która znajduje się na panelu.
UWAGA: Schemat kodowania kolorami w badaniach dopplerowskich wskazuje na szybkość i kierunkowość przepływu krwi. Sygnały dopplerowskie, które są czerwone, wskazują laminarny przepływ krwi w kierunku przetwornika. Sygnały dopplerowskie, które są niebieskie, wskazują na przepływ laminarny od przetwornika. "Mozaikowy" wzór kolorystyczny wskazuje obszary turbulentnego lub nielaminarnego przepływu krwi (co często występuje w zwężeniu zastawkowym lub niedomykalności zastawek).
- Nagraj co najmniej dwa 5-sekundowe paski (lub 100 klatek) echa w czasie rzeczywistym w trybie B/2D z każdego okna obrazowania w celu analizy offline.
UWAGA: Dostępne na rynku urządzenia echa mają ustawienia akwizycji obrazu, które przechwytują wstępnie ustawioną liczbę klatek lub rozmiary pętli cine-loop. Ustawienia akwizycji obrazu można modyfikować w taki sposób, aby można było uzyskać dłuższe pętle cine. Akwizycja wysokiej jakości obrazów wymaga dużego doświadczenia i eksperymentów. Badacze muszą znaleźć odpowiednią kombinację umiejscowienia przetwornika i kąta nachylenia platformy, aby uzyskać obrazy z wielu widoków i okien akustycznych.
4. Ocena funkcji zastawki aortalnej (AV)
UWAGA: Oceny funkcji zastawki aortalnej obejmują jakościowe oceny zastawki (np. postrzegana grubość guzka, zwiększona echogeniczność spowodowana zwapnieniem zastawek oraz obecność lub brak strumieni regurgitant za pomocą kolorowego Dopplera) oraz ilościowe pomiary funkcji zastawki (np. szczytowa prędkość przezzastawkowa i odległość separacji guzka).
- Rozpocznij obrazowanie zastawki aortalnej, wybierając tryb akwizycji obrazu B.
- Trzymając zwierzę bezpiecznie zamocowane na platformie i głowę skierowaną w stronę przeciwną do badacza, przechyl stół o 15-20° w lewo. Spowoduje to przesunięcie serca do przodu i w lewo, bliżej ściany klatki piersiowej. Nałóż dużą ilość żelu ultradźwiękowego na głowicę lub bezpośrednio na klatkę piersiową zwierzęcia.
- Ustawić przetwornik przymostkowo, około 90° prostopadle do długiej osi serca, tak aby znacznik indeksu obrazu przetwornika był skierowany do tyłu (rysunek 2). W trybie 2D/B przesuń głowicę przetwornika, aż AV pojawi się w polu widzenia. To jest widok "krótkiej osi" zastawki aortalnej.
UWAGA: Normalna zastawka aortalna ma trzy cienkie guzki, które otwierają się szeroko podczas skurczu i odpowiednio zamykają podczas rozkurczu, dzięki czemu nie dochodzi do cofania się krwi z powrotem do lewej komory. Guzki są bardzo cienkie, poruszają się bardzo szybko i często mogą być trudne do wizualizacji.
- Obróć przetwornik zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aż znacznik indeksu obrazu wskaże caudad. Obserwuj korzeń aorty, zastawkę aortalną, drogę odpływu lewej komory, zastawkę mitralną, lewy przedsionek i część drogi odpływu prawej komory na wyświetlaczu obrazu.
UWAGA: To jest widok "przymostkowej osi długiej" AV. Ultrasonografista powinien upewnić się, że na obrazach w trybie B widoczne są dwa guzki zastawki aortalnej w całym cyklu pracy serca, co pozwoli na późniejsze obrazowanie i analizę w trybie M (patrz poniżej).
- Oceń korzeń aorty w tym widoku. Ostrożnie przesuwaj w przód iw tył, aby obrazy korzenia aorty zawierały największe wymiary korzenia aorty. Zmierz największy przednio-tylny wymiar aorty za pomocą suwmiarki elektronicznej dołączonej do narzędzia pomiarowego wbudowanego w maszynę.
- Zlokalizuj zastawkę aortalną w długiej osi. Zmniejsz szerokość obrazu, tak aby na wyświetlaczu obrazu znajdowała się tylko zastawka aortalna, dostosowując przycisk szerokości obrazu na panelu sterowania. Umieść linię przesłuchania w trybie M w miejscu, w którym przecina końcówki zastawki aortalnej, aby dokładnie ocenić separację guzków zastawki aortalnej.
- Na wyświetlaczu zastawki aortalnej w trybie M zmierz odległość separacji guzków (wygląd przypominający pudełko w skurczu) za pomocą suwmiarki elektronicznej dołączonej do narzędzia pomiarowego wbudowanego w maszynę.
UWAGA: Największą zaletą obrazowania w trybie M jest bardzo wysoka rozdzielczość czasowa, która jest niezbędna do oceny funkcji zastawki aortalnej. Podczas gdy obrazy AV w trybie M można uzyskać zarówno w widoku krótkiej, jak i długiej, widok przymostkowy w długiej osi jest ogólnie preferowany, ponieważ płaszczyzna obrazowania pozwala ultrasonografowi łatwo zidentyfikować orientację i położenie końcówek guzków podczas skurczu.
- Będąc nadal w przymostkowym widoku długiej osi zastawki aortalnej, naciśnij sterowania kolorowym Dopplerem na panelu sterowania. Nałóż kolorowy Doppler na obszar zastawki aortalnej.
UWAGA: Normalny przepływ z lewej komory przez zastawkę aortalną podczas skurczu jest skierowany w stronę przetwornika i dlatego jest kodowany na czerwono.
- Udokumentuj obecność lub brak niedomykalności zastawki aortalnej.
UWAGA: Niedomykalność zastawki aortalnej to nieprawidłowy przepływ, który występuje podczas rozkurczu i jest kierowany z dala od przetwornika; W związku z tym jest zakodowany na niebiesko.
- Naciśnij sterowania dopplerowskim falą pulsacyjną. Za pomocą kulki toru znajdującej się na panelu sterowania umieść objętość próbki fali pulsacyjnej w proksymalnej aorcie wstępującej, tuż nad zastawką aortalną, upewniając się, że kąt między wiązką ultradźwiękową a przepływem krwi jest mniejszy niż 60°, przechylając platformę i/lub przetwornik. Jeśli to możliwe, obliczyć prędkość szczytową w poprzek zastawki aortalnej od okienka wcięcia nadmostkowego.
- Zmierzyć prędkość szczytową na wyświetlaczu widmowym za pomocą suwmiarki elektronicznej dołączonej do przyrządu pomiarowego wbudowanego w maszynę (Rysunek 3C i 3F).
UWAGA: Kolor mozaiki oznacza dużą prędkość przepływu, która prawdopodobnie zawiera wzorce przepływu nielaminarnego.
5. Ocena funkcji zastawki mitralnej (MV)
UWAGA: Ocena funkcji zastawki mitralnej obejmuje jakościowe oceny zastawki (np. postrzegana grubość guzka, zwiększona echogeniczność spowodowana zwapnieniem zastawek, obecność lub brak strumieni niedomykalności za pomocą kolorowego Dopplera) oraz ilościowe pomiary funkcji zastawki.
- Ustaw przetwornik w pozycji wierzchołkowej w trybie B. Ustaw przetwornik tak, aby był ustawiony pod kątem w kierunku głowy myszy (Rysunek 2C). Obserwuj prawą komorę (RV), lewą komorę (LV), prawy przedsionek (RA) i lewy przedsionek (LA) na wyświetlaczu obrazu. Ręcznie lekko przechyl platformę, aby zwierzę znajdowało się w pozycji "głową w dół", aby uwidocznić zastawkę mitralną, gdy otwiera się do LV.
UWAGA: Widok wierzchołkowy 4-komorowy jest optymalnym widokiem do badania prędkości krwi przez zastawki mitralne i trójdzielne, a także prędkości tkankowej pierścienia mitralnego. Jest to również dobry widok do oceny ruchu i wielkości RV i przegrody międzykomorowej.
- Z wierzchołkowego widoku 4-komorowego ustaw ostrość na zastawce mitralnej, zmniejszając szerokość obrazu. Obserwuj, że płatki zastawki mitralnej wyglądają jak dwa cienkie, ruchome włókna otwierające się i zamykające podczas każdego cyklu pracy serca.
UWAGA: Płatki mitralne "normalnej" myszy mogą być trudne do wizualizacji, jeśli obrazowanie odbywa się w fizjologicznym HR (tj. >450 uderzeń na minutę).
- Umieść kursor trybu M w poprzek zastawki mitralnej, aby ocenić grubość listków.
UWAGA: Przedni płatek najlepiej uwidocznić się w skurczu, gdy jest prostopadły do wiązki ultrasonograficznej (ryc. 4).
- Korzystając z wierzchołkowego widoku 4-komorowego, zastosuj kolorowy Doppler, aby zobrazować przepływ z lewego przedsionka przez zastawkę mitralną podczas rozkurczu. Obserwuj, czy nie występuje niedomykalność zastawki mitralnej.
UWAGA: Przepływ jest kierowany w stronę przetwornika i dlatego jest kodowany na czerwono. Przepływ niedomykalności będzie zakodowany na niebiesko i występuje podczas skurczu (ryc. 5).
- Korzystając z wierzchołkowego widoku długiej osi, przełącz się w tryb fali pulsacyjnej. Przenieś objętość próbki Dopplera na końcówki ulotki zastawki mitralnej. Zwróć uwagę na dwa piki wyświetlacza spektralnego napływu zastawki mitralnej. Jeśli ulotki nie są dobrze zwizualizowane, użyj kolorowego Dopplera, aby zidentyfikować obszary z jaskrawoczerwonymi lub mozaikowymi wzorami kolorów i umieść objętość próbki w tym punkcie.
UWAGA: Widmowy wyświetlacz przepływu mitralnego ma dwa piki w wolnym HR (<450 uderzeń na minutę). W normalnych tętnach (>450 uderzeń na minutę) przepływy wczesnego (E) i późnego napełniania (A) są połączone. Spektralny obraz dopplerowski przepływu przez zastawkę mitralną jest wykorzystywany do oceny funkcji rozkurczowej lewej komory (patrz krok 7.5).
6. Ocena funkcji prawostronnej zastawki serca
UWAGA: Zastawki trójdzielne i płucne obejmują zastawki serca po prawej stronie. Zastawka trójdzielna może być łatwo uwidoczniona w widoku wierzchołkowym w długiej osi, podczas gdy zastawka płucna może być wizualizowana zarówno w widoku przymostkowym długim, jak i krótkim.
- Z wierzchołkowego widoku długiej osi przechyl lub skieruj końcówkę przetwornika ruchem kołyszącym tak, aby prawa komora znalazła się w środku wyświetlanego obrazu. Zmniejsz szerokość obrazu, tak aby na ekranie obrazu widoczna była tylko prawa komora.
- Na tej samej płaszczyźnie obrazu wyobraź sobie płatki zastawki trójdzielnej, które wyglądają jak cienkie, ruchome włókna między prawym przedsionkiem a prawą komorą i które otwierają się i zamykają w trakcie każdego cyklu pracy serca.
- Zastosuj kolorowy Doppler w okolicy zastawki trójdzielnej. Uwaga dotycząca niedomykalności zastawki trójdzielnej.
UWAGA: Podczas rozkurczu występuje normalny przepływ, jest skierowany w stronę przetwornika i dlatego jest kodowany na czerwono. Podczas skurczu występuje nieprawidłowy przepływ regurgitantu, jest kierowany z dala od przetwornika i dlatego jest kodowany na niebiesko. Szczytowa prędkość strumienia niedomykalności służy do oszacowania ciśnienia skurczowego prawej komory.
- Przesuń przetwornik do pozycji krótkiej osi przymostkowej na poziomie zastawki aortalnej. Powyżej zastawki aortalnej znajduje się droga odpływu prawej komory, zastawka płucna, proksymalna główna tętnica płucna oraz prawa i lewa tętnica płucna (ryc. 6).
- Obróć przetwornik zgodnie z ruchem wskazówek zegara do zmodyfikowanej pozycji przymostkowej osi długiej. Następnie przechyl przetwornik lekko do góry, aby uzyskać widok z krótkiej osi zastawki płucnej.
- W tym widoku zastosuj obrazowanie w trybie M, aby ocenić odległość separacji guzków zastawki płucnej (ryc. 7).
- Zastosuj kolorowy Doppler w okolicy zastawki płucnej, aby ocenić niedomykalność zastawek (mozaikowy strumień o dużej prędkości podczas rozkurczu) i zwężenie (mozaikowy strumień o dużej prędkości podczas skurczu).
- Naciśnij sterowania falą pulsacyjną i umieść objętość próbki tuż za zaworem pulmonowym.
UWAGA: Analiza spektralnego obrazu dopplerowskiego przepływu służy do oszacowania ciśnienia w tętnicy płucnej (ryc. 8).
7. Ocena funkcji serca
UWAGA: Ocena funkcji serca obejmuje jakościowe oceny kurczliwości lewej komory (np. wizualne oszacowanie frakcji wyrzutowej, nieprawidłowości w ruchu ściany regionalnej i postrzeganą grubość ścian) oraz ilościowe pomiary funkcji lewej komory (np. frakcja wyrzutowa, masa lewej komory, funkcja rozkurczowa lewej komory i wskaźniki sprawności mięśnia sercowego).
- Uzyskaj widok lewej linii w krótkiej osi w trybie 2D/B, z przetwornikiem w pozycji krótkiej osi przymostkowej na poziomie mięśni brodawkowatych. Przesuń przetwornik w górę i w dół, aby zeskanować LV od podstawy do wierzchołka. Obserwuj, czy nie występują nieprawidłowości w ruchu ściany.
- Z przymostkowego widoku krótkiej osi lewej komory naciśnij przycisk trybu M, znajdujący się na panelu sterowania. Za pomocą kulki toru ustaw kursor trybu M na środku lewej jamy komorowej na poziomie mięśni brodawkowatych i uzyskaj obrazy w trybie M.
- Zmierz wymiar lewej komory przy rozkurczu końcowym, gdzie odległość między ścianą przednią a ścianą tylną jest największa, oraz przy skurczu końcowym, gdzie ruch do wewnątrz zarówno przedniej, jak i tylnej ściany jest maksymalny (ryc. 9).
- Zmierz grubość przedniej i tylnej ściany przy rozkurczu końcowym i skurczu końcowym.
UWAGA: Chociaż mięśnie brodawkowate są niezbędnym punktem orientacyjnym zapewniającym prawidłową płaszczyznę obrazowania, należy uważać, aby nie uwzględniać ich w żadnych pomiarach.
- Przesuń przetwornik do okna wierzchołkowego. Patrz krok 5.1. Oceń funkcję rozkurczową lewej komory za pomocą Dopplera fali pulsacyjnej przepływu krwi przez zastawkę mitralną w widoku wierzchołkowym w osi długiej.
- Umieścić objętość próbki na końcach płatków zastawki mitralnej. Zmierz szczytową prędkość napływu zastawki mitralnej na podstawie widmowego wyświetlania prędkości dopplerowskich fali pulsacyjnej przez zastawkę mitralną.
- Umieścić objętość próbki między dopływem i odpływem niskiego napięcia. Zwróć uwagę na sygnały zamykania i otwierania zastawki mitralnej i aortalnej. Zmierz czas relaksacji izowolumicznej, czas skurczu izowolumicznego i czas wyrzutu lewej komory (ryc. 10).
- Wykonaj obrazowanie dopplerowskie tkankowe (TDI) pierścienia mitralnego w widoku wierzchołkowym długim. Naciśnij sterujący TDI i umieść objętość próbki w przyśrodkowej części pierścienia mitralnego. Upewnij się, że objętość próbki nie narusza płatków mitralnych. Wielkość objętości próbki dopplerowskiej powinna mieścić się w przedziale od 0,21 mm do 0,27 mm. Zmierz wczesną prędkość rozkurczową (e') pierścienia mitralnego (ryc. 11).
8. Ostatnie kroki
- Przejrzyj uzyskane obrazy. Upewnij się, że uzyskano wszystkie wymagane obrazy.
- Usuń nadmiar żelu ultradźwiękowego z klatki piersiowej myszy i delikatnie usuń taśmę mocującą zwierzę na miejscu. Wyłącz znieczulenie.
- Umieść zwierzę na chłonnym ręczniku papierowym (nie na posłaniu, które może zostać zassane lub może zablokować drogi oddechowe podczas rekonwalescencji). Obserwuj zwierzę aż do osiągnięcia pozycji mostka. Jeśli znieczulenie zostanie podane prawidłowo, powrót do zdrowia powinien nastąpić w ciągu 30 do 60 sekund.