Obrazowanie układu sercowo-naczyniowego u płodu myszy za pomocą systemu ultrasonograficznego o wysokiej częstotliwości (30/45 MHZ)

Ogólnym celem poniższego eksperymentu jest zbadanie struktury i parametrów hemodynamicznych krążenia płodu przy użyciu systemu ultrasonograficznego wysokiej częstotliwości. Metoda ta zapewnia kompleksowe fenotypowanie morfologii serca i wskaźników przepływu podczas rozwoju w czasie rzeczywistym oraz umożliwia badanie wrodzonych wad serca w warunkach eksperymentalnych. W porównaniu z systemami ultrasonograficznymi o niskiej częstotliwości, technika ta zapewnia wyższą czułość i rozdzielczość poprzez generowanie dwuwymiarowych dynamicznych obrazów z dużą liczbą klatek na sekundę.

Aby rozpocząć, włącz system obrazowania ultrasonograficznego i jednostkę monitorowania fizjologii. Następnie podłącz przetwornik 30-45 megaherców i umieść odpowiednią głowicę skanującą na uchwycie w pobliżu platformy obrazowania. Następnie wybierz opcję programu do pomiaru serca.

Umieść żel ultradźwiękowy do góry nogami w pojemniku do podgrzewania, ustawionym na 37 stopni Celsjusza. Następnie potwierdź odpowiedni system przewodów do znieczulenia i sprawdź poziom tlenu i izofluranu. Zdezynfekuj platformę obrazowania i obszar roboczy.

Na koniec ustaw poziom ciepła platformy obrazowania, aby utrzymać stałą temperaturę ciała 37 stopni Celsjusza dla zapory. Przenieś uspokojoną matkę z komory indukcyjnej znieczulenia na platformę obrazowania i ułóż zwierzę w pozycji leżącej. Zapewnić sedację w stanie stacjonarnym izofluranem, używając maski na twarz podłączonej do systemu rurek anestezjologicznych.

Nałóż żel elektrodowy na osadzone elektrody elektrokardiograficzne. Następnie delikatnie przyklej kończyny do elektrod, aby stale monitorować częstość czynności serca i oddechu matki. Monitoruj temperaturę i tętno zapory, wyświetlane na jednostce sterującej fizjologią.

Dostosuj poziom izofluranu, aby utrzymać średnie tętno na poziomie zbliżonym do 450 uderzeń na minutę. Potwierdź odpowiedni poziom znieczulenia, oceniając postawę myszy, tętno i reakcję na uszczypnięcie palca. Następnie użyj kremu do depilacji, aby usunąć sierść od połowy klatki piersiowej do kończyn dolnych, aby zminimalizować tłumienie ultradźwięków.

Delikatnie dotykaj ściany brzucha, aby zlokalizować płody i rozłożyć je. Unikaj silnego rozkładania płodów. Używając szyjki macicy jako punktu orientacyjnego, opisz każdy zarodek na brzuchu matki i określ ich orientację.

Wyklucz te płody, w których orientacja jest niewiarygodna. Oznacz płody na lewym rogu macicy przedrostkiem L, a te na prawych rogach macicy przedrostkiem R, jak pokazano tutaj. Nałóż wstępnie podgrzany żel ultradźwiękowy na brzuch i ostrożnie rozprowadź, aby uniknąć tworzenia się pęcherzyków.

Dodaj dodatkową ilość żelu do obszaru skanowania. Umieść sondę ultradźwiękową na mechanicznym uchwycie i przesuwaj ją stopniowo w kierunku brzucha, aby zetknąć się z grubą warstwą żelu, szukając bijącego serca, korzystając ze skanowania w trybie B. Potwierdź prawą i lewą orientację danego płodu w czasie rzeczywistym, przesuwając platformę obrazowania w płaszczyźnie poziomej.

Zeskanuj płód od głowy do ogona, aby dodać adnotacje do pyska, kończyn i kręgosłupa jako punktów orientacyjnych. Wizualizuj bijące serce i dodaj adnotacje do lewej i prawej komory. Przełącz na tryb kolorowego Dopplera, aby zoptymalizować wizualizację serca.

Kliknij przycisk B-Mode, aby uzyskać perysternalny widok krótkiego dostępu. Upewnij się, że lewa i prawa komora są wyświetlane w maksymalnej średnicy w środku ramki akwizycji danych i rozpocznij obrazowanie na żywo. Zmień płaszczyzny skanowania, aby uzyskać podłużny widok z czterech komór.

Najpierw zidentyfikuj pozostałe struktury serca, takie jak przedsionki, przegroda międzykomorowa oraz lewe i prawe drogi odpływowe. Następnie mają komory komorowe i przedsionkowe wyświetlane w ich maksymalnej długości. Rozpocznij pobieranie obrazu, klikając przycisk Cine, aby uzyskać ciągłe nagrywanie w pętlach cine przez co najmniej 10 sekund.

Następnie kliknij przycisk skanowania M-Mode, aby uzyskać obrazy serca z czterech płaszczyzn komory w celu oceny tętna płodu i funkcji komór. Wyklucz wszystkie nieoptymalne obrazy. Następnie kliknij przycisk Analiza, aby zmierzyć grubość ściany komory i średnicę wewnętrzną w rozkurczach i skurczach.

Najpierw dostosuj sektor do kąta akwizycji mniejszego niż 60 stopni, aby uwidocznić rozwidlenie tętnicy płucnej i zidentyfikować prawą drogę odpływu. Następnie kliknij przycisk Dopplera fali pulsacyjnej, aby uzyskać wzorzec przepływu przez zastawkę płucną i aortalną. Następnie umieść objętość próbki Dopplera fali tętna, aby zarejestrować wzorce dopplerowskie przepływu w załodze aortalnej i zmierzyć wczesną prędkość rozkurczową i prędkość skurczu przedsionków.

Użyj kolorowego skanu dopplerowskiego, aby uwidocznić tętnicę maciczną i drzewo naczyniowe łożyska płodu za pomocą przetwornika 45 megaherców. Umieść objętość próbnika dopplerowskiego fali pulsacyjnej, aby uzyskać wzorzec przepływu w tętnicy pępowinowej. Użyj rekordu skanowania dopplerowskiego fali pulsacyjnej, aby zmierzyć parametry szczytowego przepływu naczyniowego, w tym czas przyspieszenia, czas wyrzutu i szczytową prędkość przepływu na końcu skurczu.

Wyłączyć pojemnik z izofluranem po zakończeniu procesu obrazowania. Kontynuuj monitorowanie temperatury ciała, częstości oddechów i tętna w fazie regeneracji. Udokumentuj czas do pełnego wznowienia normalnej aktywności.

Dane w tej tabeli pokazują wykonalność wykorzystania ultradźwięków o wysokiej częstotliwości, jak opisano w niniejszym protokole, do przeprowadzenia kompleksowego fenotypowania morfologii i funkcji serca płodu oraz parametrów krążenia łożyska płodu i ich zmian u płodów myszy narażonych na przewlekłe niedotlenienie w macicy. Po tej procedurze można zastosować inne metody, takie jak śledzenie plamek i analiza barwienia, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania, takie jak pomiar regionalnej funkcji mięśnia sercowego rozwijającego się mięśnia sercowego w przyszłych badaniach. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak skutecznie obsługiwać ultradźwięki o wysokiej częstotliwości oraz systematycznie oceniać morfologię serca i parametry krążenia płodu w czasie rzeczywistym.