Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Echokardiograficzny pomiar parametrów rozkurczowych prawej komory serca u myszy

7.5K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/58021

⸱

27 kwietnia 2019

 ,  , 
1Ludwig Boltzmann Institute for Lung Vascular Research, 2Department of Physiology, Otto Loewi Research Center, Medical University of Graz

W tym artykule

Podsumowanie

Tutaj opisujemy i porównujemy dwie pozycje do uzyskania wierzchołkowego widoku czterokomorowego u myszy. Pozycje te umożliwiają ilościowe określenie funkcji prawej komory, zapewniają porównywalne wyniki i mogą być stosowane zamiennie.

Streszczenie

Dysfunkcja rozkurczowa jest charakterystyczną cechą przebudowy prawej komory (RV) związaną z warunkami przeciążenia ciśnieniowego. Jednak funkcja rozkurczowa RV jest rzadko określana ilościowo w badaniach eksperymentalnych. Może to wynikać z trudności technicznych w wizualizacji RV w wierzchołkowym widoku czterokomorowym u gryzoni. W tym miejscu opisujemy dwie pozycje ułatwiające wizualizację wierzchołkowego widoku czterokomorowego u myszy w celu oceny funkcji rozkurczowej RV.

Widok wierzchołkowy czterokomorowy jest włączany przez przechylenie platformy fiksacji myszy w lewo i doogonowo (LeCa) lub w prawo i czaszkowo (RiCr). Obie pozycje zapewniają obrazy o porównywalnej jakości. Wyniki funkcji rozkurczowej RV uzyskane z dwóch pozycji nie różnią się istotnie. Obie pozycje są stosunkowo łatwe do wykonania. Protokół ten może być włączony do opublikowanych protokołów i umożliwia szczegółowe badania funkcji RV.

Wprowadzenie

Dysfunkcja rozkurczowa jest charakterystyczną cechą przebudowy prawej komory (RV)1 i jest związana z warunkami przeciążenia ciśnieniowego2. Echokardiografia (EchoCG) może być wykorzystana do scharakteryzowania dysfunkcji rozkurczowej RV 3,4. Pomimo najnowszych osiągnięć w dziedzinie echokardiografii małych zwierząt, pomiary parametrów rozkurczowych są rzadko zgłaszane. W przeciwieństwie do tego, pomiary funkcji skurczowej są szeroko stosowane do charakterystyki myszy transgenicznych5, a także do oceny odpowiedzi na leczenie6.

To można częściowo wytłumaczyć trudnościami w pomiarze parametrów rozkurczowych z wierzchołkowego widoku czterokomorowego. Wizualizację serca w tej pozycji można ułatwić poprzez przechylenie platformy fiksacyjnej LeCa lub RiCr. Nawet jeśli te manipulacje są stosowane, echokardiografowie nie zgłaszają ich w swoich manuskryptach4,7. W związku z tym nie jest jasne, czy manipulacje te dają porównywalne wyniki. Co więcej, wyklucza to również opracowanie ustandaryzowanej nomenklatury tej pozycji dla myszy.

Celem tego badania było opisanie dwóch pozycji do wizualizacji wierzchołkowego widoku czterokomorowego i porównanie ich wyników. Aby określić różnice między tymi dwiema pozycjami, wykorzystaliśmy mysi model pasma tętnicy płucnej (PAB), w którym klips tantalowy prowadzi do częściowego zamknięcia tętnicy płucnej. Ta niedrożność powoduje przebudowę i dysfunkcję prawej komory. Szczegółowe informacje na temat operacji PAB można znaleźć we wcześniej opublikowanych work3. Do porównania użyto myszy operowanych pozorowanego, w których klips umieszczono obok tętnicy płucnej. Badania EchoCG przeprowadzono trzy tygodnie po operacji przy użyciu systemu obrazowania z głowicą skanującą 30 MHz (patrz tabela materiałów dla obu). Nomenklatura do opisu pozycji i orientacji między myszą a wiązką ultradźwięków jest używana zgodnie z opisem Zhou et al.7.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Badanie zostało przeprowadzone zgodnie z krajowymi przepisami dotyczącymi eksperymentów na zwierzętach i dyrektywą UE 2010/63. Przygotuj sprzęt zgodnie z wcześniejszym opisem Brittain et al.8.

1. Przygotowanie myszy

  1. Zdobądź od 12 do 13 tygodniowych samców myszy C57Bl6 / J i umieść je w 12-godzinnym cyklu światła/ciemności, w stałej temperaturze pokojowej i z dostępem ad libitum do standardowej karmy laboratoryjnej i wody, do rozpoczęcia eksperymentu.
  2. Znieczulić mysz za pomocą znieczulenia ogólnego zatwierdzonego przez Instytut i sprawdzić, czy nie ma reakcji na uszczypnięcie palca. W łagodnym znieczuleniu z izofluranem 0,8%–1,2% przymocuj mysz do podgrzewanej platformy. Nałóż żel elektrody na jego kończyny, aby stale monitorować jego tętno i temperaturę.
  3. Usuń włosy na klatce piersiowej myszy za pomocą kremu do depilacji. Aby zmniejszyć nacisk na klatkę piersiową, nie należy nakładać żelu sprzęgającego ultradźwięki bezpośrednio na klatkę piersiową; Zamiast tego nałóż warstwę żelu na końcówkę przetwornika.

2. Akwizycja obrazu

  1. Wierzchołkowy widok czterokomorowy z pochyleniem platformy w lewo i ogonowo
    1. Po przygotowaniu myszy należy ustawić platformę w lewo pod kątem 10°–15°, a następnie doogonowo pod kątem 10°–15°.
    2. Ustaw przetwornik powyżej wierzchołka z płaszczyzną obrazowania ~ 45° do płaszczyzny koronalnej i centralną osią wiązki ultradźwiękowej skierowaną czaszkowo, tylnie i w lewo, aby uzyskać wierzchołkowy widok czterokomorowy. Naciśnij przycisk B-Mode, aby aktywować B-Mode / 2-D image.
      nuta: Przetwornik może być trzymany ręcznie lub mocowany za pomocą stopnia. Termin "tryb B" pochodzi od systemu obrazowania, który został użyty zamiast bardziej znanego terminu "dwuwymiarowy" (2-D) i jest używany w całym protokole.
    3. Zwróć uwagę na wygląd następujących struktur w oknie akustycznym: lewa komora (LV), lewy przedsionek (LA), RV, prawy przedsionek (RA), zastawka mitralna (MV) i zastawka trójdzielna (TV).
    4. Manipuluj płaszczyzną obrazowania w płaszczyźnie koronalnej i obracaj zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara wokół osi środkowej, aż obie komory zostaną uwidocznione w ich najdłuższym wymiarze i oba przedsionki będą widoczne. To jest widok czterokomorowy (Rysunek 1).
    5. Naciśnij przycisk Cine store, aby zapisać nagranie.
    6. Naciśnij przycisk Scan/Freeze, aby wstrzymać działanie systemu.
  2. Pomiar prędkości przepływu krwi przez załokgórę
    1. Naciśnij przycisk Scan/Freeze (Skanuj/Zamroź), aby aktywować system.
    2. Naciśnij kilkakrotnie przycisk Overlay, aby aktywować objętość próbki w trybie PW (fala pulsacyjna).
    3. Zachowując uzyskany widok czterokomorowy, za pomocą trackballa ustaw objętość próbki w otworze zaworów trójdzielnych w celu pomiaru prędkości dopływu (prędkości szczytowe E i A).
    4. Naciśnij przycisk trybu PW, aby dokonać pomiaru prędkości dopływu (prędkości szczytowe E i A).
      nuta: Ponieważ zastawki trójdzielne są trudne do uwidocznienia w tej pozycji, wykonanie kilku pomiarów pomaga w prawidłowym dopasowaniu objętości próbki do przepływu krwi. Wykonaj pobieranie próbek dopplerowskich przy najmniejszym kącie padania między wiązką dopplerowską a kierunkiem przepływu krwi. Uzyskany profil przepływu krwi powinien odpowiadać następującym kryteriom: 1) profil dopływu zbliżony do kształtu litery M, przy czym pierwszy pik znajduje się niżej niż drugi; 2) modulacja oddechowa o zwiększonej amplitudzie przy wdechu; 3) maksymalna amplituda prędkości w kilku pomiarach (Rysunek 2).
    5. Naciśnij przycisk Cine store, aby zapisać zoptymalizowane nagranie.
    6. Naciśnij przycisk Scan/Freeze, aby wstrzymać działanie systemu.
  3. Pomiar skurczowego wychylenia płaszczyzny pierścieniowej zastawki trójdzielnej (TAPSE)
    1. Naciśnij przycisk Scan/Freeze (Skanuj/Zamroź), aby aktywować system.
    2. Przełącz się w tryb B, naciskając przycisk B-Mode. Pewne manipulacje na obrazie mogą być konieczne, aby odzyskać prawidłowy widok czterokomorowy.
    3. Naciśnij kilkakrotnie przycisk Overlay, aby aktywować objętość próbki w trybie M. Za pomocą trackballa wyrównaj objętość próbki z boczną częścią pierścienia trójdzielnego. Pociągając za krawędzie objętości próbki za pomocą trackballa, wyrównaj długość objętości próbki tak, aby pokryła całą amplitudę ruchu serca podczas cyklu pracy serca.
    4. Naciśnij przycisk M-Mode, aby aktywować M-Mode. Ruchy pierścienia trójdzielnego powinny wyglądać jak fala (Rysunek 2).
    5. Naciśnij przycisk Cine store, aby zapisać nagranie.
    6. Naciśnij przycisk Scan/Freeze, aby wstrzymać działanie systemu.
  4. Pomiar parametrów dopplera tkankowego
    1. Naciśnij przycisk Scan/Freeze (Skanuj/Zamroź), aby aktywować system.
    2. Naciśnij przycisk B-Mode, aby aktywować B-mode.
      nuta: Niektóre manipulacje poprzez kątowanie w płaszczyźnie koronalnej i obrót zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara wokół centralnej osi obrazu mogą być konieczne, aby odzyskać prawidłowy widok czterokomorowy.
    3. Naciśnij kilkakrotnie przycisk nakładki, aby aktywować objętość próbki dla TDI (obrazowania dopplerowskiego tkanek). Za pomocą trackballa wyrównaj objętość próbki z boczną częścią pierścienia trójdzielnego, gdzie wolna ścianka RV tworzy kąt z zastawką trójdzielną. Pociągając za krawędzie objętości próbki za pomocą trackballa, dostosuj objętość próbki tak, aby obejmowała zarówno skurczowe, jak i rozkurczowe skrajne położenie pierścienia.
    4. Naciśnij przycisk Tissue, aby aktywować tryb TDI.
      UWAGA:       Pojawia się żółty ślad zapisu TDI odpowiadający następującym kryteriom: 1) zapis podobny do odwróconego kształtu M; 2) wyraźnie rozróżnialne piki E' i A' podczas rozkurczu oraz piki S' podczas skurczu; 3) maksymalna amplituda prędkości w kilku pomiarach (Rysunek 2).
    5. Naciśnij przycisk Cine store, aby nagrać zoptymalizowany obraz.
    6. Naciśnij przycisk Scan/Freeze, aby wstrzymać działanie systemu.
  5. Czterokomorowy widok wierzchołkowy z pochyleniem platformy w prawo i czaszkę
    1. Ustaw platformę pod kątem 10°–15°, a następnie czaszkę pod kątem 10°–15°. Wykonaj pomiary zgodnie z opisem w poprzednich sekcjach dla kroków LeCa (kroki 2.1, 2.2, 2.3 i 2.4).
      nuta: Podczas badania izofluran powinien być miareczkowany w zakresie 0,–1,2, aby utrzymać tętno myszy na poziomie 400–440 uderzeń na minutę. W tym zakresie mierzalne są oddzielne piki przepływu krwi przeztrójdzielnej i prędkości dopplera tkankowego (DTI). Aby uniknąć wpływu utraty ciepła na hemodynamikę, dane są rejestrowane, a analiza jest wykonywana w trybie off-line. Do analizy wykorzystywane są tylko sygnały uzyskane pod koniec wygaśnięcia. Pomiary 3 - 5 uderzeń serca są uśredniane.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Uzyskanie obrazu w widoku czterokomorowym z wierzchołka serca jest trudne w przypadku myszy. Dlatego manipulacje pozycją platformy mogą pomóc w wizualizacji serca poprzez zmianę jego położenia w klatce piersiowej. Przechylenie platformy w lewo i w prawo poprawiło okno akustyczne i pozwoliło uzyskać obrazy o porównywalnej jakości w trybie B (Rysunek 1). Po uzyskaniu odpowiednich pozycji, pomiary w trybach PW, M oraz TDI dostarczyły obrazów o porównywalnej jako...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Echokardiograficzna funkcja RV i ocena wymiarów z pozycji przymostkowych zostały dobrze opisane. W przeciwieństwie do tego, pozycja wierzchołkowa w echokardiografii myszy została zaniedbana częściowo z powodu trudności technicznych. Stosując poziome położenie platformy, trudno jest uzyskać wystarczające okno akustyczne do obrazowania widoku czterokomorowego. Aby ułatwić obrazowanie tej pozycji, platformę można przechylić w lewo, co jest manipulacją podobną do lewostronnego ułożenia pacjentów. Powinno to skutkować skierow...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Badanie zostało sfinansowane przez Ludwig Boltzmann Institute for Lung Vascular Research.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Głowica skanująca RMV-707B 30 MHzGłowica skanującaVisual SonicsP/N 11459
VisualSonics Vevo 770® System obrazowania o wysokiej rozdzielczości AparatultrasonograficznyVisual Sonics770-230
Krem do depilacji Veet do skóry wrażliwejVeet07768307 
Taśma chirurgiczna Durapore 3M3M Deutschland GmbH1538-1do mocowania
Waciki celulozowe Askina BrauncelB.Braun9051015
Aquasonic żel ultradźwiękowyParker Laboratories Inc.BT025-0037L
Żel elektrodyGE systemy medyczne technologie informacyjne Inc.2034731-002dotyczy kończyn do liczenia EKG i monitorowania tętna
Podgrzewacz do żelu ThermasonicParker Laboratories Inc.82-04-20Aby zmniejszyć utratę ciepła, rozgrzej żel ultradźwiękowy przed użyciem

Bibliografia

  1. Egemnazarov, B., Crnkovic, S., Nagy, B. M., Olschewski, H., Kwapiszewska, G. Right ventricular fibrosis and dysfunction: Actual concepts and common misconceptions. Matrix Biology: Journal of the International Society for Matrix Biology. 68-69, 507-521 (2018).
  2. Rain, S., et al. Right ventricular diastolic impairment in patients with pulmonary arterial hypertension. Circulation. 128, 1-10 (2013).
  3. Egemnazarov, B., et al. Pressure overload creates right ventricular diastolic dysfunction in a mouse model: assessment by echocardiography. Journal of the American Society of Echocardiography. 28, 828-843 (2015).
  4. Crnkovic, S., et al. Functional and molecular factors associated with TAPSE in hypoxic pulmonary hypertension. American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 311, 59-73 (2016).
  5. Shi, L., et al. miR-223-IGF-IR signalling in hypoxia- and load-induced right-ventricular failure: a novel therapeutic approach. Cardiovascular Research. 111, 184-193 (2016).
  6. de Raaf, M. A., et al. Tyrosine kinase inhibitor BIBF1000 does not hamper right ventricular pressure adaptation in rats. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology. 311, 604-612 (2016).
  7. Zhou, Y. Q., et al. Comprehensive transthoracic cardiac imaging in mice using ultrasound biomicroscopy with anatomical confirmation by magnetic resonance imaging. Physiological Genomics. 18, 232-244 (2004).
  8. Brittain, E., Penner, N. L., West, J., Hemnes, A. Echocardiographic assessment of the right heart in mice. Journal of Visualized Experiments. (81), e50912(2013).
  9. Kitchen, C. M. Nonparametric vs parametric tests of location in biomedical research. American Journal of Ophthalmology. 147, 571-572 (2009).
  10. Yan, F., Robert, M., Li, Y. Statistical methods and common problems in medical or biomedical science research. International Journal of Physiology, Pathophysiology and Pharmacology. 9, 157-163 (2017).
  11. Guihaire, J., et al. Non-invasive indices of right ventricular function are markers of ventricular-arterial coupling rather than ventricular contractility: insights from a porcine model of chronic pressure overload. European Heart Journal Cardiovascular Imaging. 14, 1140-1149 (2013).
  12. Sareen, N., Ananthasubramaniam, K. Strain Imaging: From Physiology to Practical Applications in Daily Practice. Cardiology in Review. 24, 56-69 (2016).
  13. Thavendiranathan, P., et al. Use of myocardial strain imaging by echocardiography for the early detection of cardiotoxicity in patients during and after cancer chemotherapy: a systematic review. Journal of the American College of Cardiology. 63, 2751-2768 (2014).
  14. Sengelov, M., et al. Global Longitudinal Strain Is a Superior Predictor of All-Cause Mortality in Heart Failure With Reduced Ejection Fraction. JACC: Cardiovascular Imaging. 8, 1351-1359 (2015).
  15. Silvani, A., et al. Physiological Mechanisms Mediating the Coupling between Heart Period and Arterial Pressure in Response to Postural Changes in Humans. Frontiers in Physiology. 8, 163(2017).
  16. Mohan, M., Anandh, B., Thombre, D. P., Surange, S. G., Chakrabarty, A. S. Effect of posture on heart rate and cardiac axis of mice. Indian Journal of Physiology and Pharmacology. 31, 211-217 (1987).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Rozkurczowa funkcja prawej komorywidok czterojamowy koniuszkowyprzechylanie platformy myszyprzepływ krwi przez zastawkę trójdzielnąprzemieszczenie płaszczyzny pierścienia zastawki trójdzielnejobrazowanie dopplerowskie tkanekechokardiografia w trybie Bechokardiografia w trybie Mmodele nadciśnienia płucnego
Echokardiograficzny pomiar parametrów rozkurczowych prawej komory serca u myszy
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.