Name: Ultradźwiękowa ocena przepływu w tętnicach wieńcowych i rezerwy przepływu wieńcowego przy użyciu modelu przeciążenia ciśnieniowego u myszy (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-04-13T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 39 s
Description: Poznaj nieinwazyjną metodę oceny rezerwy przepływu wieńcowego u myszy za pomocą echokardiografii dopplerowskiej. Technika ta umożliwia długoterminowe monitorowanie dynamiki przepływu krwi w tętnicach wieńcowych.

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

Dziękujemy Fredowi Robertsowi za wzorowe wsparcie techniczne, a także doceniamy pomoc ze strony centrum histologii w Szpitalu Beth Israel. Dziękujemy Brigham Women's Hospital Cardiovascular Physiology Core za dostarczenie oprzyrządowania i funduszy na tę pracę. Prace te były częściowo wspierane przez Departament Medycyny Fundusz Różnoraki.

UWAGA: Wszystkie procedury zostały przeprowadzone na myszach zgodnie z wytycznymi Amerykańskiego Stowarzyszenia Lekarzy Weterynaryjnych (AVMA) i zatwierdzonymi protokołami Instytucjonalnych Komitetów ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt (IACUC).
1. Projekt badania
<ol>
	<li>W badaniu wykorzystano 8-10-tygodniowe samce myszy C57BL/6 (BW ~ 25 g).</li>
	<li>Losowo podziel myszy (n = 11) na dwie grupy, grupę badaną wybraną do opaski aortalnej (n = 8) i grupę kontrolną (n = 3), która zostanie poddana pozorowanej operacji za pomocą torakotomii.</li>
	<li>Przygotuj zwierzę do obrazowania, usuwając włosy z klatki piersiowej za pomocą kremu do depilacji klasy medycznej.</li>
	<li>Wykonaj pierwsze badanie ultrasonograficzne (sekcja 2) 24 godziny przed założeniem opaski aortalnej, aby określić parametry wyjściowe w dniu -1, w zakresie od 1% do 2,5% izofluranu (zmieszanego ze 100%O2 przez noszonek) znieczulenia indukowanego.</li>
	<li>Wybierz medycznie zatwierdzony środek znieczulający (np. izofluran) i monitoruj stopień znieczulenia (2-3% w celu wywołania i 1,0% w celu utrzymania). 
	UWAGA: Właściwe znieczulenie ma kluczowe znaczenie dla utrzymania prawidłowego rytmu serca (około 500 uderzeń/min).</li>
	<li>Potwierdź głębokość znieczulenia poprzez utratę ruchu zwierzęcia w odpowiedzi na odruch wycofania pedału. Użyj maści weterynaryjnej paralube na oczy, aby zapobiec wysuszeniu podczas znieczulenia.</li>
	<li>Wykonaj operację w dniu 0 20,21.</li>
	<li>W przypadku opaski aortalnej podwiązać aortę za pomocą jedwabnego szwu 7-0 wokół stożkowej igły 26 G umieszczonej na łuku. 
	UWAGA: Szczegóły dotyczące protokołu eksperymentalnego, w tym procedur chirurgicznego opasywania aorty, zostały opisane wcześniej 20,21.</li>
	<li>Wykonać pooperacyjne obrazowanie ultrasonograficzne (sekcja 2) w dniu (dniach) 2, 6 i 13.</li>
	<li>Poddaj myszy eutanazji w dniu 14 i zbierz serca do oceny histologicznej. Poddaj zwierzęta eutanazji za pomocą przedawkowania pentobarbitalu, a następnie usuń ważny narząd, taki jak serce. Zatrzymaj serca w rozkurczu i napraw formaliną. Skorzystaj z procedury pobierania serca, która została opisana wcześniej 22.</li>
	<li>Napraw wszystkie tkanki serca buforowanym 10% roztworem formaliny. W przypadku barwienia trichromowego przed cięciem należy zanurzyć tkanki w parafinie. Wykorzystaj szczegóły barwienia trichromowego, które zostały dobrze zilustrowane wcześniej 14,23.</li>
	<li>Analizuj dane za pomocą oprogramowania offline (sekcja 3).</li>
</ol>
2. Protokół obrazowania
<ol>
	<li>Obrazy długiej i krótkiej osi przegrody wieńcowej (NZK) (tryb B)
	<ol>
		<li>Korzystając z sondy MS550D o częstotliwości środkowej 40 MHz podłączonej do aktywnego portu, ustaw ustawienie aplikacji na "obrazowanie serca".</li>
		<li>Gdy zwierzę leży na wznak na podgrzewanej platformie i jest pod znieczuleniem kontrolowanym przez stożek nosowy, ustaw sondę za pomocą systemu szynowego, aby uzyskać widok w długiej osi przymostkowej (PSLAX) (Rysunek 1A). Zawsze upewnij się, że zwierzę jest ogrzane na rozgrzanej platformie, a temperatura ciała jest utrzymywana na poziomie fizjologicznym. </li>
		<li>Obróć sondę (z wycięciem skierowanym doogonowo) zgodnie z ruchem wskazówek zegara, tak aby kąt sondy wynosił 15° do lewej linii przymostkowej (view z osi długiej) (Rysunek 1B).</li>
		<li>Wyreguluj kąt sondy, przechylając ją lekko wzdłuż osi y, aby uzyskać pełnowymiarowy widok wzdłużny SCA na środku ekranu (Rysunek 1B).</li>
		<li>Po wyświetleniu odpowiednich punktów orientacyjnych (zastawka aortalna i tętnica płucna) film zapisuje obraz z najwyższą możliwą liczbą klatek na sekundę.</li>
		<li>Korzystając z mikromanipulatorów osi "xy" (Rysunek 1D), wyreguluj pozycję sondy, aby uzyskać jak najwyraźniejszy obraz SCA.</li>
		<li>Obróć sondę o 90° (z wycięciem skierowanym doogonowo) zgodnie z ruchem wskazówek zegara, tak aby karbowany koniec sondy znajdował się na lewo od linii środkowej (krótkiej osi) (Rysunek 1C).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Obrazy z długą i krótką osią SCA (tryb Color-Doppler)
	<ol>
		<li>Po przechwyceniu lub zapisaniu obrazu w trybie B kliknij kolorowego Dopplera na klawiaturze, aby włączyć okno akustyczne kolorowego Dopplera (Rysunek 2). 
		UWAGA: Pomaga to wyizolować tętnicę wieńcową (biała strzałka oznacza NZK) w długiej (ryc. 2A) lub w krótkiej osi (ryc. 2C). Kolor czerwony jest widoczny w czasie rzeczywistym i wskazuje kierunek przepływu (z dala od zastawki aortalnej).</li>
		<li>Upewnij się, że głębokość ostrości (oznaczona żółtym grotem strzałki po prawej stronie ekranu obrazu) leży w środku tętnicy wieńcowej.</li>
		<li>Upewnij się, że dane są rejestrowane przy użyciu klucza cine-store z najwyższą możliwą liczbą klatek na sekundę (>100 klatek/s).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Obrazowanie dopplerowskie PW SCA (tryb fali pulsacyjnej lub PW)
	<ol>
		<li>W trybie kolorowego Dopplera kliknij PW, aby wyświetlić żółtą linię wskaźnika na tętnicy wieńcowej (ryc. 2, pokazana na czerwono).</li>
		<li>Umieść żółtą linię PW na środku widocznej tętnicy wieńcowej, pod kątem równoległym do kierunku przepływu. Należy pamiętać, że pomiary prędkości są w dużym stopniu zależne od kąta akwizycji obrazu.</li>
		<li>Dostosuj kąt przepływu (kąta PW) i objętość próbki (SV) tak, aby kąta PW wynosił 60° lub mniej, a objętość próbki rejestrowała przepływ w samym środku SCA.</li>
		<li>Użyj sklepu z filmem, aby uchwycić kształty fal, które wskazują prędkość przepływu wieńcowego w szczytowym skurczu (S) i rozkurczu (D) (ryc. 3A i 3B), używając 1% i 2,5% izofluranu.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Obliczanie i analiza danych
<ol>
	<li>Wybierz narzędzie do całkowania prędkości w czasie (VTI), aby uzyskać szczytowe prędkości skurczowe i rozkurczowe z obrazów pokazanych na rysunkach 3A i 3B.</li>
	<li>Oblicz wskaźnik rezerwy przepływu wieńcowego (CFR) jako stosunek przekrwiennej (2,5% izofluranu) szczytowej prędkości przepływu rozkurczowego do wyjściowej (1% izofluranu) szczytowej prędkości przepływu rozkurczowego.</li>
	<li>Oblicz stosunek S/D jako szczytową skurczową prędkość przepływu wieńcowego/szczytową rozkurczową prędkość przepływu wieńcowego. Określić stosunek wyjściowy (1% izofluranu) i przy przekrwieniu (2,5% izofluranu).</li>
	<li>Aby uzyskać informacje na temat standardowych parametrów funkcji serca, takich jak FS, FAC, LVM, zapoznaj się z instrukcjami producenta, aby przeprowadzić analizę danych przy użyciu zastrzeżonego oprogramowania lub zapoznaj się z dokumentem JoVE 2 Chenga.</li>
</ol>

<ol><li>Yang, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+artery+remodeling+in+a+model+of+left+ventricular+pressure+overload+is+influenced+by+platelets+and+inflammatory+cells%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+one%22%5BJournal%5D)">Coronary artery remodeling in a model of left ventricular pressure overload is influenced by platelets and inflammatory cells.</a> PloS one. 7, e40196(2012).</li>
<li>Cheng, H. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+right+ventricular+structure+and+function+in+mouse+model+of+pulmonary+artery+constriction+by+transthoracic+echocardiography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Assessment of right ventricular structure and function in mouse model of pulmonary artery constriction by transthoracic echocardiography.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. , e51041(2014).</li>
<li>Meimoun, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Factors+associated+with+noninvasive+coronary+flow+reserve+in+severe+aortic+stenosis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Society+of+Echocardiography+%3A+official+publication+of+the+American+Society+of+Echocardiography%22%5BJournal%5D)">Factors associated with noninvasive coronary flow reserve in severe aortic stenosis.</a> Journal of the American Society of Echocardiography : official publication of the American Society of Echocardiography. 25, 835-841 (2012).</li>
<li>Bratkovsky, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+coronary+flow+reserve+in+isolated+hearts+from+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+physiologica+Scandinavica%22%5BJournal%5D)">Measurement of coronary flow reserve in isolated hearts from mice.</a> Acta physiologica Scandinavica. 181, 167-172 (2004).</li>
<li>Wu, J., Zhou, Y. Q., Zou, Y., Henkelman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+bi-ventricular+coronary+flow+patterns+using+high-frequency+ultrasound+in+mice+with+transverse+aortic+constriction%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+medicine+%26+biology%22%5BJournal%5D)">Evaluation of bi-ventricular coronary flow patterns using high-frequency ultrasound in mice with transverse aortic constriction.</a> Ultrasound in medicine & biology. 39, 2053-2065 (2013).</li>
<li>Hartley, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+isoflurane+on+coronary+blood+flow+velocity+in+young%2C+old+and+ApoE%28-%2F-%29+mice+measured+by+Doppler+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+medicine+%26+biology%22%5BJournal%5D)">Effects of isoflurane on coronary blood flow velocity in young, old and ApoE(-/-) mice measured by Doppler ultrasound.</a> Ultrasound in medicine & biology. 33, 512-521 (2007).</li>
<li>Hartley, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Doppler+estimation+of+reduced+coronary+flow+reserve+in+mice+with+pressure+overload+cardiac+hypertrophy%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+medicine+%26+biology%22%5BJournal%5D)">Doppler estimation of reduced coronary flow reserve in mice with pressure overload cardiac hypertrophy.</a> Ultrasound in medicine & biology. 34, 892-901 (2008).</li>
<li>Saraste, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+flow+reserve+and+heart+failure+in+experimental+coxsackievirus+myocarditis.+A+transthoracic+Doppler+echocardiography+study.+American+journal+of+physiology%5BTitle%5D)+AND+%22Heart+and+circulatory+physiology%22%5BJournal%5D)">Coronary flow reserve and heart failure in experimental coxsackievirus myocarditis. A transthoracic Doppler echocardiography study. American journal of physiology.</a> Heart and circulatory physiology. 291, H871-H875 (2006).</li>
<li>Scherrer-Crosbie, M., Thibault, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Echocardiography+in+translational+research%3A+of+mice+and+men%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Society+of+Echocardiography+%3A+official+publication+of+the+American+Society+of+Echocardiography%22%5BJournal%5D)">Echocardiography in translational research: of mice and men.</a> Journal of the American Society of Echocardiography : official publication of the American Society of Echocardiography. 21, 1083-1092 (2008).</li>
<li>Caiati, C., Montaldo, C., Zedda, N., Bina, A., Iliceto, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+noninvasive+method+for+coronary+flow+reserve+assessment%3A+contrast-enhanced+transthoracic+second+harmonic+echo+Doppler%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">New noninvasive method for coronary flow reserve assessment: contrast-enhanced transthoracic second harmonic echo Doppler.</a> Circulation. 99, 771-778 (1999).</li>
<li>Barrick, C. J., Rojas, M., Schoonhoven, R., Smyth, S. S., Threadgill, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+response+to+pressure+overload+in+129S1%2FSvImJ+and+C57BL%2F6J+mice%3A+temporal-+and+background-dependent+development+of+concentric+left+ventricular+hypertrophy%5BTitle%5D)+AND+%22American+journal+of+physiology.+Heart+and+circulatory+physiology%22%5BJournal%5D)">Cardiac response to pressure overload in 129S1/SvImJ and C57BL/6J mice: temporal- and background-dependent development of concentric left ventricular hypertrophy.</a> American journal of physiology. Heart and circulatory physiology. 292, H2119-H2130 (2007).</li>
<li>Wikstrom, J., Gronros, J., Gan, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adenosine+induces+dilation+of+epicardial+coronary+arteries+in+mice%3A+relationship+between+coronary+flow+velocity+reserve+and+coronary+flow+reserve+in+vivo+using+transthoracic+echocardiography%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+medicine+%26+biology%22%5BJournal%5D)">Adenosine induces dilation of epicardial coronary arteries in mice: relationship between coronary flow velocity reserve and coronary flow reserve in vivo using transthoracic echocardiography.</a> Ultrasound in medicine & biology. 34, 1053-1062 (2008).</li>
<li>Snoer, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+flow+reserve+as+a+link+between+diastolic+and+systolic+function+and+exercise+capacity+in+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22European+heart+journal+cardiovascular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Coronary flow reserve as a link between diastolic and systolic function and exercise capacity in heart failure.</a> European heart journal cardiovascular Imaging. 14, 677-683 (2013).</li>
<li>Gan, L. M., Wikstrom, J., Fritsche-Danielson, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+flow+reserve+from+mouse+to+man--from+mechanistic+understanding+to+future+interventions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+cardiovascular+translational+research%22%5BJournal%5D)">Coronary flow reserve from mouse to man--from mechanistic understanding to future interventions.</a> Journal of cardiovascular translational research. 6, 715-728 (2013).</li>
<li>Mahfouz, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relation+of+coronary+flow+reserve+and+diastolic+function+to+fractional+pulse+pressure+in+hypertensive+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Echocardiography+%28Mount+Kisco%2C+N.Y%29%22%5BJournal%5D)">Relation of coronary flow reserve and diastolic function to fractional pulse pressure in hypertensive patients.</a> Echocardiography (Mount Kisco, N.Y). 30, 1084-1090 (2013).</li>
<li>Kawata, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prognostic+value+of+coronary+flow+reserve+assessed+by+transthoracic+Doppler+echocardiography+on+long-term+outcome+in+asymptomatic+patients+with+type+2+diabetes+without+overt+coronary+artery+disease%29%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+diabetology%22%5BJournal%5D)">Prognostic value of coronary flow reserve assessed by transthoracic Doppler echocardiography on long-term outcome in asymptomatic patients with type 2 diabetes without overt coronary artery disease).</a> Cardiovascular diabetology. 12, 121(2013).</li>
<li>Miller, D. D., Donohue, T. J., Wolford, T. L., Kern, M. J., Bergmann, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+blood+flow+distal+to+coronary+artery+stenoses.+Correlations+between+myocardial+positron+emission+tomography+and+poststenotic+intracoronary+Doppler+flow+reserve%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Assessment of blood flow distal to coronary artery stenoses. Correlations between myocardial positron emission tomography and poststenotic intracoronary Doppler flow reserve.</a> Circulation. 94, 2447-2454 (1996).</li>
<li>Wada, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+flow+velocity+reserve+in+three+major+coronary+arteries+by+transthoracic+echocardiography+for+the+functional+assessment+of+coronary+artery+disease%3A+a+comparison+with+fractional+flow+reserve%5BTitle%5D)+AND+%22European+heart+journal+cardiovascular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Coronary flow velocity reserve in three major coronary arteries by transthoracic echocardiography for the functional assessment of coronary artery disease: a comparison with fractional flow reserve.</a> European heart journal cardiovascular Imaging. 15, 399-408 (2014).</li>
<li>Hartley, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Doppler+velocity+measurements+from+large+and+small+arteries+of+mice.+American+journal+of+physiology%5BTitle%5D)+AND+%22Heart+and+circulatory+physiology%22%5BJournal%5D)">Doppler velocity measurements from large and small arteries of mice. American journal of physiology.</a> Heart and circulatory physiology. 301, H269-H278 (2011).</li>
<li>Almeida, A. C., van Oort, R. J., Wehrens, X. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transverse+aortic+constriction+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Transverse aortic constriction in mice.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. , 1729(2010).</li>
<li>Rockman, H. A., Wachhorst, S. P., Mao, L., Ross, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ANG+II+receptor+blockade+prevents+ventricular+hypertrophy+and+ANF+gene+expression+with+pressure+overload+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">ANG II receptor blockade prevents ventricular hypertrophy and ANF gene expression with pressure overload in mice.</a> American Journal of Physiology. , H2468-H2475 (1994).</li>
<li>Virag, J. A., Lust, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+artery+ligation+and+intramyocardial+injection+in+a+murine+model+of+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Coronary artery ligation and intramyocardial injection in a murine model of infarction.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. , 2581(2011).</li>
<li>Niu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((beta3-adrenoreceptor+stimulation+protects+against+myocardial+infarction+injury+via+eNOS+and+nNOS+activation%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+one%22%5BJournal%5D)">beta3-adrenoreceptor stimulation protects against myocardial infarction injury via eNOS and nNOS activation.</a> PloS one. 9, e98713(2014).</li>
<li>Ross, J. J., Ren, J. F., Land, W., Chandrasekaran, K., Mintz, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transthoracic+high+frequency+%287.5+MHz%29+echocardiographic+assessment+of+coronary+vascular+reserve+and+its+relation+to+left+ventricular+mass%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Transthoracic high frequency (7.5 MHz) echocardiographic assessment of coronary vascular reserve and its relation to left ventricular mass.</a> Journal of the American College of Cardiology. 16, 1393-1397 (1990).</li>
</ol>

Autorzy nie informują o żadnych ujawnieniach.

W tym badaniu opartym na ultrasonografii nieinwazyjną ocenę przepływu wieńcowego przeprowadzono w sposób powtarzalny w czasie rzeczywistym, przez kilka dni, na żywych myszach eksperymentalnych; Ponadto protokół wykazał potencjał wykrywania dysfunkcji tętnic wieńcowych, która występowała we wczesnym stadium i była związana z niedoborem perfuzji mięśnia sercowego. Metoda ta może ostatecznie zostać wykorzystana jako narzędzie kliniczne do stratyfikacji ryzyka sercowo-naczyniowego i/lub oceny odpowiedzi na interwencję terape...

Kliniczne zwężenie zastawki aortalnej (AS) jest dobrze znane z tego, że sprzyja postępującemu wzrostowi obciążenia następczego lewej komory (LV). Aby skompensować to chronicznie rosnące obciążenie hemodynamiczne, następuje przerost lewej komory (LVH) jako odpowiedź adaptacyjna1,2. Rozwój LVH jest często związany z nieprawidłowościami w mikrokrążeniu wieńcowym. Uważa się, że dysfunkcja mikrokrążenia przyczynia się do przewlekłego niedokrwienia u tych pacjentów 5. Oprócz przepływu wieńcowego 3,4, rezerwa przepływu wieńcowego (CFR) reprezentuje funkcjonalną zmianę tętnic wieńcowych 1,3 i jest definiowana jako stosunek maksymalnej prędkości przepływu w przekrwieniu do wyjściowej prędkości przepływu lub spoczynkowej prędkości przepływu4,6,7. CFR jest obniżany podczas przebudowy LV 1-3,5-9 i jest używany jako wskaźnik stopnia funkcjonalnego nasilenia dysfunkcji wieńcowej 1,10,17. Wiadomo, że jest upośledzony w wielu postaciach kardiomiopatii rozstrzeniowej 10, a także zwężenia tętnicy wieńcowej6. CFR jest również markerem prognostycznym dla złych wyników klinicznych 12.
Przebudowa LV w warunkach dysfunkcji serca, takich jak niedokrwienie lub LVH, towarzyszy również rozległemu zwłóknieniu, zmianom w mikrokrążeniu wieńcowym i pogrubieniu tętnic wieńcowych 1,2. W wyniku tych zmian w fizjologii naczyń wieńcowych prawdopodobnie dojdzie do przebudowy tętnic wieńcowych. Pomaga to złagodzić skutki niskiej dyfuzji tlenu i dysfunkcji rozkurczowej lewej komory, które mogą powodować podatność na niedokrwienie mięśnia sercowego 1,2,13.
Genetycznie modyfikowane myszy są obecnie szeroko rozpowszechnionym narzędziem badawczym do naśladowania ludzkich stanów chorobowych, takich jak miażdżyca tętnic wieńcowych 5,7,10,12,17. W szczególności szeroko badano model przeciążenia ciśnieniem u myszy 14,17. Wykazano, że model zwężenia zastawki aortalnej (TAC) jest związany z rozległym zwłóknieniem i zwężeniem tętnic wieńcowych wynikającym częściowo z przyśrodkowego pogrubienia tętnic wieńcowych i z towarzyszącymi zmianami we wzorcach przepływu wieńcowego 1,11,17,19 podobnymi do tego, co obserwuje się w ustawieniu LVH u ludzi. Chociaż wiadomo, że długotrwałe przeciążenie ciśnieniem prowadzi do niewyrównanej niewydolności serca w ciągu około 4-8 tygodni, wpływ na dynamikę przepływu wieńcowego i rezerwę przepływu w tych modelach, na wczesnym etapie procesu progresji choroby i na różnych etapach po prążku, nie został jeszcze jasno określony.
Liczne szczepy myszy są obecnie dostępne do użytku badawczego, w tym dobrze scharakteryzowane myszy LDLR-/- lub ApoE-/- 10-12, co skłoniło do opracowania czułych technik oceny funkcji układu sercowo-naczyniowego i morfologii u żyjących myszy 11-15. Techniki te obejmują MRI, PET, tomografię komputerową z kontrastem, ultrasonografię wysokiej częstotliwości i tomografię wiązką elektronów 2,9,17,19, z których wszystkie stanowią obiecującą alternatywę dla metod inwazyjnych, takich jak cewnikowanie serca i koronarografia 12. Jednak u myszy z bardzo małymi rozmiarami tętnic wieńcowych i wysokim tętnem (HR) obrazowanie krążenia wieńcowego nadal stanowi wyzwanie techniczne dla wielu obecnie dostępnych technik 4,12. Co ciekawe, nastąpił wykładniczy wzrost postępu technicznego w dziedzinie echokardiografii dopplerowskiej przezklatkowej (TTDE), w tym opracowanie matrycowych głowic skanujących wysokiej częstotliwości o częstotliwościach środkowych od 15 do 50 MHz, umożliwiających rozdzielczość osiową około 30-100 μm, na głębokości 8-40 mm i liczbę klatek na sekundę większą niż 400 klatek na sekundę. Z kolei techniki oparte na TTDE okazały się potencjalnie potężnym narzędziem do obrazowania większych 2 lub nawet mniejszych naczyń, takich jak tętnice wieńcowe 5,12.
Kolejnym krytycznym postępem, który pozwolił badaczom na prowadzenie badań obrazowania diagnostycznego układu naczyniowego u małych zwierząt, jest starannie kontrolowane stosowanie środków znieczulających, które utrzymują tętno i częstość oddechów zwierząt podczas obrazowania 11. Kontrolowane utrzymanie znieczulenia jest szczególnie ważne w badaniach związanych z rozszerzeniem naczyń krwionośnych u myszy, a wpływ znieczulenia również musi być dalej badany w tym kontekście 10,11. Z drugiej strony u ludzi pomiary CFR pochodzące z TTDE stały się częściej stosowanym narzędziem do oceny zwężonych i niedrożnych tętnic wieńcowych nasierdziowych, głównie w lewej tętnicy wieńcowej przedniej zstępującej (LAD) 5,16. Jednak prognostyczna rola CFR i zmian przepływu wieńcowego u pacjentów bezobjawowych lub myszy z zachowaną funkcją skurczową lewej komory w spoczynku została znacznie mniej zbadana 16. Dlatego celem badania było najpierw ustalenie jasnego protokołu krok po kroku, aby ocenić zmiany w przepływie wieńcowym za pomocą TTDE w mysim modelu przeciążenia ciśnieniem; po drugie, w badaniu tym zbadano prognostyczne znaczenie CFR i zmian przepływu wieńcowego w odpowiedzi na stres przeciążeniowy ciśnienia u tych myszy. Postawiliśmy hipotezę, że ocena CFR i przepływu wieńcowego oparta na TTDE może być przydatna we wczesnym wykrywaniu dysfunkcji naczyń wieńcowych, które mogą poprzedzać dysfunkcję lewej komory.

<table><tbody><tr><td>Krem do depilacji</td><td>Miltex, Inc.</td><td>Surgi-Prep</td><td>Stosować 24 godziny przed obrazowaniem</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Baxter International Inc.</td><td>NDC 10019-773-40</td><td>2-3% dla indukcji i 1-1,5% dla konserwacji; bicie serca będzie utrzymywane na poziomie powyżej 500 uderzeń na minutę</td></tr><tr><td>Ultradźwięki wysokiej częstotliwości</td><td>FUJIFILM VisualSonics, Inc.</td><td>Vevo 2100</td><td></td></tr><tr><td>Mechaniczny przetwornik wysokiej częstotliwości</td><td>FUJIFILM VisualSonics, Inc.</td><td>MS250, MS550D, MS400</td><td></td></tr></tbody></table>

ultradźwiękowa ocena przepływu w tętnicach wieńcowych i rezerwy przepływu wieńcowego przy użyciu modelu przeciążenia ciśnieniowego u myszy

Ultrasound Based Assessment of Coronary Artery Flow and Coronary Flow Reserve Using the Pressure Overload Model in Mice

Przezklatkowa echokardiografia dopplerowska (TTDE) jest klinicznie użytecznym, nieinwazyjnym narzędziem do badania prędkości przepływu w tętnicach wieńcowych i rezerwy przepływu wieńcowego (CFR) u ludzi. Zmniejszonemu CFR towarzyszy wyraźne zwłóknienie wewnątrzmięśniowe i okołowieńcowe i jest stosowane jako wskaźnik nasilenia dysfunkcji. W tym badaniu krok po kroku bada się zmiany w czasie rzeczywistym mierzone w prędkości przepływu wieńcowego, CFR i stosunku szczytowej prędkości skurczowej do rozkurczowej (S / D) w ustawieniu modelu pasma aorty u myszy. Wykorzystując technikę obrazowania dopplerowskiego przezklatkowego, która daje powtarzalne i wiarygodne dane, metoda ocenia zmiany przepływu w przegrodzie wieńcowej (SCA) przez okres ponad dwóch tygodni u myszy, które wcześniej przeszły opaskę aortalną lub torakotomię. 
Podczas obrazowania, przekrwienie u wszystkich myszy zostało wywołane przez izofluran, środek znieczulający, który zwiększał prędkość przepływu wieńcowego w porównaniu z przepływem spoczynkowym. Wszystkie obrazy zostały wykonane przez jeden imager. Dwa stosunki, (1) CFR, stosunek między przekrwienną a podstawową prędkością przepływu oraz (2) przepływ skurczowy (S) do rozkurczowego (D) zostały określone przy użyciu zastrzeżonego oprogramowania i przez dwóch niezależnych obserwatorów. Co ważne, obserwowane zmiany w przepływie wieńcowym poprzedzały dysfunkcję lewej komory napowietrznej, o czym świadczy prawidłowa masa lewej komory i skrócenie frakcyjne (FS). 
Metoda została porównana z obecnym złotym standardem oceny naczyń wieńcowych, histopatologią. Ta ostatnia technika wykazała wyraźne zmiany patologiczne w tętnicy wieńcowej w postaci zwłóknienia okołowieńcowego, które korelowały ze zmianami przepływu ocenianymi za pomocą echokardiografii. 
Badanie podkreśla wartość stosowania nieinwazyjnej techniki monitorowania krążenia wieńcowego w sercach myszy. Metoda minimalizuje zbędne wykorzystanie zwierząt badawczych i pokazuje, że zaawansowane wskaźniki oparte na ultradźwiękach, takie jak współczynniki CFR i S/D, mogą służyć jako realne narzędzia diagnostyczne w różnych protokołach badawczych, w tym w badaniach leków i badaniach szczepów modyfikowanych genetycznie.

Z 11 badanych myszy (podwiązanych, n=8 i pozorowanych, n = 3), pojedynczy obserwator uzyskał odpowiednie i powtarzalne obrazy w kilku punktach czasowych: w punkcie wyjściowym (D-1), w D2, D6 oraz D13. Ponadto, prędkość przepływu w miejscu zwężenia wyniosła 2225 ± 110.9 mm/s, w porównaniu do 277.5 ± 10.51 mm/s u myszy z grupy pozorowanej w dniu po operacji (p&lt;0.05). Wzrost prędkości stanowił weryfikację pomyślnego ustanowienia modelu przeciążenia ciśnieniowego. Prędkość przepływu w SCA, określana tutaj również jako prę...

Rezerwa przepływu wieńcowego (CFR) jest przydatna do oceny zapotrzebowania tlenu w mięśniu sercowym i oceny ryzyka sercowo-naczyniowego. W badaniu tym ustanowiono krok po kroku metodę echokardiografii dopplerowskiej przezklatkowej (TTDE) do podłużnego monitorowania zmian CFR, mierzonych z tętnicy wieńcowej u myszy, pod eksperymentalnym przeciążeniem ciśnieniowym pasma aorty.

Ultradźwiękowa ocena przepływu w tętnicach wieńcowych i rezerwy przepływu wieńcowego przy użyciu modelu przeciążenia ciśnieniowego u myszy

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow ...

Ogólnym celem niniejszej procedury jest nieinwazyjne i podłużne monitorowanie wahań dynamiki przepływu w tętnicach wieńcowych, które występują w odpowiedzi na zmiany przepływu w tętnicy wieńcowej. Osiąga się to poprzez uprzednie wykonanie obrazów osi długiej i krótkiej tętnicy wieńcowej przegrody (SCA) u dorosłych samców myszy z założoną opaską aortyczną. Następnie uzyskujemy obrazy dopplerowskie w kolorze SCA przed i po przyłożeniu fali tętna w celu wyznaczenia bazowej i szczytowej prędkości przepływu.Ostatecznie, skurczowe i rozkurczowe prędkości przepływu w tętnicach wieńcowych są porównywane w stanie hiperemii oraz w warunkach bazowych w celu określenia rezerwy przepływu wieńcowego. Znaczenie tej techniki rozciąga się na diagnostykę obrazową, ponieważ detekcja w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem obrazowania o wysokiej rozdzielczości umożliwia wykrycie niewielkich, lecz istotnych zmian w przepływie wieńcowym przed pełnym wystąpieniem choroby. Metoda ta może dostarczyć wiedzy na temat dynamiki wzrostu naczyń wieńcowych u myszy.Metodę tę można zastosować również w innych systemach MAR, takich jak szczury i duże ssaki, w tym ludzie. Należy rozpocząć od użycia kremu do depilacji klasy medycznej w celu usunięcia włosów z klatki piersiowej samca myszy C 57 BL six w wieku od ośmiu do 10 tygodni. Następnie należy podłączyć do aktywnego portu aparatury ultradźwiękowej głowicę o częstotliwości środkowej 40 megahertz i ustawić predefiniowane ustawienia aplikacji na obrazowanie serca.Aby uzyskać obrazy osi długiej i krótkiej SCA w trybie B, ułóż zwierzę na plecach na platformie obrazowej i za pomocą systemu szyn ustaw głowicę tak, aby uzyskać widok wzdłużny ośrodka przymostkowego zwierzęcia. Obróć głowicę zgodnie z ruchem wskazówek zegara, kierując wcięcie tak, aby kąt głowicy wynosił 15 stopni na lewo od linii przymostkowej. Następnie lekko przechyl głowicę wzdłuż osi Y, aby uzyskać pełny widok podłużny SCA w centrum ekranu.Gdy zastawka aortalna i tętnica płucna będą widoczne, należy zapisać obraz w trybie cine, używając najwyższej możliwej częstotliwości klatek. Następnie, za pomocą osi XY i mikromanipulatorów, należy skorygować pozycję sondy, aby uzyskać najwyraźniejszy obraz SCA. Następnie należy obrócić sondę o 90 stopni zgodnie z ruchem wskazówek zegara, tak aby wycięcie znajdowało się po lewej stronie linii środkowej.Przełączając na kolorowy doppler, można zobrazować anatomiczne punkty orientacyjne serca w kolorze, takie jak L w tętnicy wieńcowej SEP, co pomaga w określeniu dokładnej pozycji tętnicy wieńcowej. Aby uzyskać kolorowe obrazy SCA w osi długiej i krótkiej, po wykonaniu obrazu w trybie B, należy nacisnąć klawisz kolorowego Dopplera na klawiaturze, aby otworzyć okno akustyczne kolorowego Dopplera. Następnie należy upewnić się, że głębokość ogniskowania, wskazana żółtą strzałką, znajduje się w centrum tętnicy wieńcowej.Następnie, korzystając z klawisza zapisu obrazów (cine store), potwierdzono, że dane są rejestrowane z najwyższą możliwą częstotliwością klatek, aby zobrazować SCA w trybie doplera impulsowego (pulse wave). Podczas korzystania z kolorowego dopplera, należy kliknąć klawisz doplera impulsowego, aby wyświetlić żółtą linię wskaźnika na tętnicy wieńcowej. Umieść żółtą linię doplera impulsowego w środku tętnicy wieńcowej pod kątem równoległym do kierunku przepływu.Następnie należy użyć klawisza kąta fali impulsowej, aby ustawić kąt przepływu na 60 stopni lub mniej, oraz klawisza objętości próbki, aby uchwycić przepływ w centrum SCA. Następnie, wykorzystując jedną sekwencję cine z 2,5% izofluoranu, należy zapisać przebiegi fal wskazujące prędkość przepływu wieńcowego w szczycie skurczu i rozkurczu. Na koniec, w celu analizy danych, należy użyć narzędzia całki prędkości z czasu (velocity time integral), aby uzyskać szczytowe prędkości skurczowe i rozkurczowe.W tym reprezentatywnym eksperymencie obliczono rezerwę przepływu wieńcowego. W przeciwieństwie do grupy kontrolnej (sham), u myszy z założoną opaską odnotowano wyraźny, ciągły spadek, który rozpoczął się wcześnie po zabiegu i utrzymywał się przez cały 13-dniowy okres badania. Ta stała redukcja rezerwy przepływu wieńcowego sugeruje postępującą dysregulację wieńcową odpowiedzialną za zmniejszenie perfuzji mięśnia sercowego, czyli stosunku prędkości przepływu wieńcowego w skurczu do rozkurczu.Inny wskaźnik dysfunkcji wieńcowej również uległ znacznemu zwiększeniu w grupie bandit zarówno w punkcie wyjściowym, jak i podczas oceny w stanie hiperemii. Dane echokardiograficzne w zestawieniu z histologią wykazały ścisłą korelację ze zmianami histopatologicznymi zaobserwowanymi w tętnicy wieńcowej. Wreszcie nie stwierdzono istotnej zmienności wewnątrz- ani międzyobserwatorowej, jak również nie odnotowano żadnych istotnych zmian w tradycyjnych parametrach echokardiograficznych funkcji lewej komory po jej rozwoju.Technika ta utorowała drogę badaczom z zakresu diagnostyki klinicznej i obrazowania molekularnego do wizualizacji o wysokiej rozdzielczości mniejszych naczyń oraz modeli małych zwierząt, które dokładnie odwzorowują ludzkie stany chorobowe, takie jak stenoza aorty czy kardiomiopatia nadciśnieniowa. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać gruntowną wiedzę na temat przeprowadzania obrazowania geo tie oraz analizy przepływu w tętnicach wieńcowych u myszy, które poddały się interwencji chirurgicznej lub znajdują się w określonych warunkach, takich jak hiperemia, wpływających na dynamikę przepływu wieńcowego.

ultrasound-based-assessment-coronary-artery-flow-coronary-flow

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Ocena przepływu tętnic wieńcowych i rezerwy przepływu wieńcowego na podstawie ultradźwięków przy użyciu modelu przeciążenia ciśnieniowego u myszy

Wysokoczęstotliwościowe ultradźwięki Dopplera to nowatorska technologia służąca do oceny regionalnej funkcji mięśnia sercowego. Niniejsza praca przedstawia pierwsze dowody wykazujące przydatność tej wszechstronnej platformy obrazowania do wielokrotnego pomiaru odkształcenia mięśnia sercowego, dp/dt oraz niedomykalności zastawki mitralnej w modelu niedokrwienia i reperfuzji (IR) serca mysiego.

Wysokoczęstotliwościowa echokardiografia o wysokiej rozdzielczości: pierwsze dowody na nieinwazyjny, powtarzalny pomiar odkształcenia mięśnia sercowego, kurczliwości i niedomykalności zastawki mitralnej w modelu niedokrwienia i reperfuzji serca myszy

Ten artykuł zawiera protokół do echokardiograficznej oceny wielkości prawej komory i nadciśnienia płucnego u myszy.  Zastosowania obejmują określanie fenotypu i seryjną ocenę w transgenicznych i indukowanych toksynami mysich modelach kardiomiopatii i chorób naczyń płucnych.

Echokardiograficzna ocena prawego serca u myszy

Celem tego protokołu jest nieinwazyjna ocena zmian strukturalnych i funkcjonalnych w mysim modelu choroby serca powstałych w wyniku poprzecznego zwężenia aorty, przy użyciu echokardiografii w trybie B i M oraz obrazowania dopplerowskiego kolorem/falą tętna.

Ocena zmian morfologicznych i czynnościowych serca w mysim modelu poprzecznego zwężenia aorty za pomocą obrazowania echokardiograficznego

Ten protokół zawiera szczegółowy opis podejścia echokardiograficznego do kompleksowego fenotypowania funkcji serca i zastawki serca u myszy.

Podejścia echokardiograficzne i protokoły do kompleksowej charakterystyki fenotypowej choroby zastawkowej serca u myszy

Rezerwa przepływu wieńcowego (CFR), jest zdefiniowana jako stosunek maksymalnego przepływu krwi wieńcowej do spoczynkowego przepływu krwi wieńcowej. Przedstawiamy protokół oceny CFR u szczurów za pomocą ultradźwięków, który daje możliwość przewidywania czynników ryzyka sercowo-naczyniowego przy braku obturacyjnej choroby wieńcowej.

Ocena rezerwy przepływu wieńcowego po reperfuzji niedokrwiennej mięśnia sercowego u szczurów

Prezentowany tutaj jest protokół do badania mikrokrążenia wieńcowego w żywej tkance serca mysiego poprzez monitorowanie ex vivo ciśnienia perfuzji tętniczej i przepływu, który utrzymuje ciśnienie, a także składników drzewa naczyniowego, w tym łożysk naczyń włosowatych i perycytów, gdy tętnica przegrody jest kaniulowana i poddawana ciśnieniu.

Dynamiczny pomiar i obrazowanie naczyń włosowatych, tętniczek i perycytów w sercu myszy

Obecny protokół opisuje echokardiograficzną ocenę morfologii, funkcji i przepływu krwi w naczyniach wieńcowych lewej komory serca u 7-dniowych noworodków myszy.

Echokardiograficzna charakterystyka struktury, funkcji i przepływu wieńcowego lewej komory u nowonarodzonych myszy

Obecny protokół opisuje zmodyfikowany widok długiej osi przymostkowej dla szybkiej i precyzyjnej lokalizacji lewej przedniej tętnicy zstępującej. Podejście to zostało zaprojektowane tak, aby było prostsze i bardziej przyjazne dla użytkownika, a jednocześnie ułatwiało badanie dynamicznych zmian w rezerwie przepływu wieńcowego po niedokrwieniu mięśnia sercowego i reperfuzji u myszy.

Dynamiczne oceny rezerwy przepływu wieńcowego po reperfuzji niedokrwiennej mięśnia sercowego u myszy

Mysi model niedokrwienia mięśnia sercowego i prekondycjonowania niedokrwiennego jest ważnym narzędziem do badania mechanizmów kardioprotekcyjnych in vivo. W niniejszej pracy przedstawiamy łatwy w zastosowaniu model in situ dla IP serca, wykorzystujący system obciążników wiszących do okluzji tętnicy wieńcowej.

Zastosowanie systemu obciążników wiszących do okluzji tętnicy wieńcowej u myszy

W badaniach nad ostrym uszkodzeniem niedokrwienno-reperfuzyjnym oraz przewlekłym przebudowywaniem serca u myszy, w wymiarze czasowym nanosi się liczne manipulacje genetyczne i/lub wewnątrzmięśniowe iniekcje genów, białek, komórek i/lub biomateriałów. Niniejsze wideo ilustruje mikrosurgicalne procedury stosowane w badaniach nad niedokrwieniem/reperfuzją, trwałą ligacją tętnicy wieńcowej oraz iniekcjami wewnątrzmięśniowymi.

Podwiązanie tętnicy wieńcowej i wtryskiwanie domięśniowe w mysim modelu zawału

Poznaj nieinwazyjną metodę oceny rezerwy przepływu wieńcowego u myszy za pomocą echokardiografii dopplerowskiej. Technika ta umożliwia długoterminowe monitorowanie dynamiki przepływu krwi w tętnicach wieńcowych.

Ultradźwiękowa ocena przepływu w tętnicach wieńcowych i rezerwy przepływu wieńcowego przy użyciu modelu przeciążenia ciśnieniowego u myszy (Wideo) | JoVE Journal

Ultradźwiękowa ocena przepływu w tętnicach wieńcowych i rezerwy przepływu wieńcowego przy użyciu modelu przeciążenia ciśnieniowego u myszy

Przeglądaj więcej filmów