Мы описываем метод измерения жесткости аорты по соотношению давления и диаметра in vivo у мышей. Диаметр аорты регистрируется с помощью ультразвука, а давление в аорте измеряется инвазивно с помощью твердотельного напорного катетера. Артериальное давление изменяется постепенно, и результирующий диаметр измеряется.
Методическая статья
Измерение восходящей аорты жесткость В Vivo У мышей с помощью ультразвука
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Мы приводим протокол для измерения в естественных условиях аорты жесткости у мышей с использованием ультразвуковой визуализации с высоким разрешением. Аорты диаметр измеряется с помощью ультразвука и аорты артериальное давление измеряют с инвазивным катетера твердотельного давления. Артериальное давление поднимается, то опускается постепенно путем внутривенной инфузии вазоактивных препаратов фенилэфрина и нитропруссида. Диаметра аорты измеряется для каждого шага давления, чтобы охарактеризовать давления диаметром отношения восходящей аорты. Показатели жесткости, полученные из отношений давления диаметром может быть рассчитана на основе данных, собранных. Расчет артериальной соответствии описано в данном протоколе.
Этот метод может быть использован для изучения механизмов, лежащих в основе повышенную жесткость аорты, связанного с сердечно-сосудистых заболеваний и старения. Техника производит физиологически соответствующую меру жесткости по сравнению с экс естественных подходов, потому что pHysiological влияет на жесткость аорты включены в измерении. Основное ограничение этого метода является погрешность измерения вводится с движением аорты в течение сердечного цикла. Это движение может быть компенсировано путем регулировки расположения зонда с аорты движения, а также сделать несколько измерений давления аорты отношения диаметра и расширение экспериментальной размер группы.
Введение
Увеличение аорты жесткость признаком сердечно-сосудистых заболеваний. Старение 1, курение 2, сахарный диабет 3, гиперлипидемия 4, и другие факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний было показано, чтобы увеличить аорты жесткость. Эпидемиологические исследования еще одним свидетельством аорты жесткость как мощный независимый предиктор возникновения ишемической болезни сердца и инсульта, а также возникновения сердечно-сосудистых осложнений и смертности 5-8. Из-за клинической и общественной значимости здоровья увеличения аорты жесткости, нынешние исследования направлены на понимание механизмов, лежащих в основе развития и прогрессирования сосудистой жесткости. Большой интерес поэтому существует в разработке более точных показателей жесткости артерий у экспериментальных моделей сердечно-сосудистых заболеваний.
Жесткость материала можно охарактеризовать его напряженно-деформированного отношений и количественно, как упругой модулус. Линейный эластичный материал деформируется обратимо, и его напряжение возрастает пропорционально деформации. Аорта и крупные артерии нелинейные упругие тела: при растяжении, жесткость артерии не остается постоянным, а увеличивается с степени растяжения. Эта нелинейность механических свойств больших артерий связано с различной жесткостью свойств несущих элементов, а именно эластин и коллаген, которые представляют собой стенку сосуда. Эластин является расширяемый с модулем упругости 0,6 МПа. Для сравнения, коллагена очень жесткой с упругости 1 ГПа 9. Начальное жесткости выставлены аорты при более низких значениях деформации объясняется эластина в то время как высокая жесткость выставлен при высоких значениях деформации обусловлено коллагена. Нагрузка передается от эластина к коллагену, как судно раздувает и этот регион нагрузки передачи где сосудистая система. Таким образом, при физиологических давлениях, артериальной жесткостизависит от вклада как эластин и коллаген 10.
Распределение и ориентация эластина и коллагена варьироваться в зависимости от слоя в артериальной стенки. В средствах массовой информации, эластин, коллаген, и клетки гладкой мускулатуры в комплекте в труднодоступных спиралей, которые накладываются друг на друга концентрически. Такое расположение позволяет артерии, чтобы выдерживать высокие нагрузки в направлении вдоль окружности. Адвентициальная преимущественно коллаген с небольшим эластина и коллагеновые волокна организованы в чистой, как мода. Эти волокна коллагена волнистые в ненапряженном состоянии и выправить при увеличении нагрузки. Жесткости увеличивается с коллагеновыми волокнами выправить, тем самым предотвращая артерии от перенапряжения и разрыв. Из-за структурной организации и различной ориентации коллагеновых волокон, артерии являются анизотропными: жесткость выставлены зависит от того, судно растягивается в продольном направлении или по окружности 11 IN VIVO stiffnes.с, следовательно, составной продольной и окружной жесткости аорты в.
Артериальная жесткость, как правило, количественно в естественных условиях, как скорость соблюдение или пульсовой волны (СПВ). Артериальное соответствие определяется как C = ΔD / ΔP, где ΔD является изменение в диаметре и ΔP является соответствующее изменение давления. Более низкие значения соответствия указывают жесткие сосуды. Соответствие вычисляется из давления размерности отношений артерии и, следовательно, прямое измерение жесткости. Как жесткости распространяется Non равномерно в сосудистой 12, соответствие должно быть измерено в то же / в подобном месте по каждому предмету сделать содержательные сравнения между экспериментальными группами.
Разница между соблюдения и упругости является то, что модуль упругости нормализуется до размеров материала. Соблюдение поэтому отражает структурную жесткость, в то время как упругости работеlects жесткость материала. С возрастом, артериальной стенки увеличения толщины и эластина / соотношение коллагена уменьшается, так как структурные, так жесткость и жесткость материала больше.
По сравнению с соблюдением, СПВ является косвенным показателем жесткости артерий. СПВ является скорость, при которой импульс давления проходит вдоль длины артерии и зависит от свойств стенки сосуда. Уравнение Moens-Кортевега используется для моделирования отношений между СПВ и модуля упругости: СПВ 2 = E ч / (2 ρ г), где E является возрастающим модуль упругости, Н толщина стенки, ρ является вязкость крови, а г-радиус судно , Чем выше значение СПВ поэтому предполагает жесткую судно.
Соблюдение и модуль упругости может быть измерен экспериментально экс естественных условиях на вырезанной сегменте судна. Для определения соответствия, сегмент сосуд, установленный на миографа давления 13,14. Давление в сосуде повышается скачкообразно и йе приводит к изменению диаметра отслеживается с помощью видео-микроскопа. Соответствие определяется из данных давления диаметра. Инкрементный упругости может быть измерен с помощью испытаний на растяжение. В этих экспериментах, судно растаскивают поэтапный и сила-смещение данные не собираются, пока кольцевых судно перерывов. Напряжений и деформаций значения могут быть рассчитаны и построены, чтобы определить поэтапный упругости. Эти экс виво подходы могут быть использованы для оценки изменений в пассивных свойств, которые влияют на жесткость.
В естественных условиях, в дополнение к стене содержание, сосудистая жесткость зависит динамически тонус гладких мышц и 13,15,16 артериального давления. СПВ является наиболее широко используемым методом для измерения в естественных условиях аорты жесткости в экспериментальных моделях. СПВ может быть определена неинвазивно с помощью ультразвуковой допплерографии или аппланационной тонометрии 17. Импульса давления измеряется в двух разных местах и время, необходимое дляимпульса, чтобы пройти расстояние скорость распространения пульсовой волны. Поскольку СПВ измеряется на длине аорты, это усредненное значение жесткости. Большие артерии нелинейной упругой, так что жесткость и, следовательно, СПВ будет меняться в зависимости от артериального давления. Поэтому высокое значение СПВ может возникнуть в результате повышенной жесткостью или повышенном давлении. Значения СРПВ, следовательно, должны быть приведены к артериального давления для получения заключения о жесткости судна. Методы измерения, которые включают влияние артериального давления с пассивным свойств сосудистой стенки и эффектов вазоактивных медиаторов, которые изменяют тон даст физиологически соответствующую индекс жесткости артерий. Этот подход реализуется путем измерения PWV инвазивное с помощью катетера с двумя датчиками давления, разделенных на фиксированном расстоянии 13. Этот двойной катетер давление вставляется в аорте и вазоактивных препаратов, таких как фенилэфрин или нитропруссида, переплетаются внутривенно черезвенозный катетер, чтобы поднимать и опускать артериальное давление.
Этот протокол описан способ, чтобы определить аорты жесткость в естественных условиях от его давления размерности отношений в мышиной модели. Этот подход имеет ряд преимуществ перед измерением инвазивной СПВ. Жесткости показатели, такие как соответствие, могут быть вычислены из данных измерения давления, собранных с помощью этой процедуры. Кроме того, этот метод позволяет производить измерения местного аорты жесткости, потому что жесткость измеряется от одного места. Этот подход особенно полезен при измерении восходящей аорты жесткость, как короткая длина этого участка составляет измерение PWV трудно получить. Исследование интерес существует в частности, в восходящей аорты, так как его механические свойства влияют на перфузию коронарного кровообращения и сердечной ответ на сосудистой дисфункции.
Для измерения давления диаметром отношения аорты в естественных условиях , восходящая аорта визуализируется и его диаметр измеряется с помощью ультразвукового изображения. Аорты артериальное давление измеряют с инвазивным катетера давления. Артериальное давление изменяется постепенно путем внутривенной инфузии вазоактивных препаратов. Фенилэфрин сужает кровеносные сосуды и используется для повышения давления в аорте. Нитропруссид натрия расширяет кровеносные сосуды и используется для снижения давления в аорте. Систолическое и диастолическое аорты диаметры и соответствующие аорты давление измеряют для каждого приращения давления. Соответствие может быть рассчитана на основе данных давление диаметра, собранных.
Протокол
Этот протокол был одобрен уходу и использованию комитета Институциональная животных в Университете Джона Хопкинса в.
1. Приготовление растворов, материалов и животных
- Приготовьте 300 мкг / мл раствора фенилэфрин (PE) и 300 мкг / мл раствора нитропруссида натри (SNP) в 0,9% физиологическом растворе. Подготовьте отдельный гепарин-физиологический раствор путем смешивания 1 мл 1000 ед / мл гепарина в 10 мл 0,9% физиологического раствора.
Примечание: Препараты должны быть комнатной температуры перед использованием. - Сделать катетер для внутривенного введения препарата из двух 30 G х ½ "иглы для подкожных инъекций и PE 10 полиэтиленовой трубы. Для того, чтобы катетер, игла вставить один в один конец трубки. Удалить иглы часть другой иглы для подкожных инъекций и вставить тупой конец на другом конце трубки. Установите катетер шприца на 1 мл, и заполняют катетер с гепарин-физиологический раствор.
- Место мыши в вводного наркоза камеры сontaining 2-2,5% изофлуран в 100% кислорода. Оставьте мышь в индукции камеры, пока она не реагирует на внешние раздражители.
- Отключив мышь от индукции камеры и поместить его на обогреваемой электрокардиограммы (ЭКГ) панели. Поддержание животное на 2% изофлуран.
- Применить ветеринар мазь или солевой раствор глаза животного, чтобы предотвратить сухость во время процедуры.
2. Введение катетера в вену хвоста
- Поскольку вены хвоста расположены в поперечном направлении по обе стороны от хвоста, разместить животное на бок для лучшего доступа. Безопасный мыши на ЭКГ площадку с лентой. Убедитесь, что животное в тепле, чтобы способствовать расширение кровеносных сосудов из хвостовой вены.
- Использование кусок силиконовой трубки в виде жгута, связать жгут вокруг основания хвоста. Свяжите жгут достаточно плотно, чтобы свернуть вены, но не достаточно, чтобы отрезать артериальное кровообращение. Через 2-3 мин, вены должны выпирать и становятся более заметными,
- Аккуратно вытащить хвост был натянут. Согните хвост под углом с одной стороны, и держать иглу параллельно к хвосту с другом. Пирс иглу, где хвост изгибается через кожу в вену. Кровь будет толкать обратно в катетер, если игла вставлена в вену.
- Поместите одну каплю ткани клеем, где игла вводится для обеспечения катетер. Снимите жгут и подтвердить проходимость путем введения физиологического раствора с небольшим сопротивлением.
3. Введение катетера артериального давления через бедренную артерию
- Поместите катетер давления в шприц объемом 30 мл, наполненную дистиллированной воды и соединить катетер с блоком управления давлением. Замочите катетер в воде, включен в сеть, в течение 30-45 мин во время процедур Установка и хирургии.
- Поместите животных на спине и ленты лапы на ЭКГ площадку. Применить Крем для депиляции на груди и области над бедренной артерии.
- Подождите 3-5 минут и снять сливки и волосы. Thoroughly удалить волосы с груди, чтобы предотвратить артефакты во время УЗИ. Протрите оба грудь и задние регионы конечностей с увлажненной площадке, чтобы удалить лишнюю Крем для депиляции.
- Использование тонких ножниц, сделать разрез в приведенном выше местоположении бедренной артерии кожи. Проанализируйте через подкожной жировой ткани, чтобы показать бедренную артерию. Бедренной артерии частично покрыта брюшной полости. Используйте кровоостанавливающих для перемещения живота прочь. Держите ткани влажные, покрывая его влажной марлей или же периодически капает физиологический раствор над ним, чтобы предотвратить ткани от высыхания.
- Использование тонких щипцов, отделить нерв от расслоения артерий, вен. Аккуратно проткнуть оболочку вокруг артерии вены пучка, чтобы отделить артерию из вены. Проход один шов вокруг артерии на проксимальном конце и поместить две швов на дистальном конце.
- Надежно узел наиболее дистального шва, чтобы остановить дистальный кровоток. Используйте кровоостанавливающих тянуть рroximal шва, чтобы временно остановить кровоток в бедренной артерии. Используйте microscissors сделать небольшой надрез в бедренной артерии. Сделайте надрез возле дистального узел.
- Калибровка программное обеспечение для сбора данных с катетером, используя параметры калибровки на блоке управления давлением. Включите прибор контроля давления обратно к чтению датчик и сбалансировать катетер давления таким образом, что катетер выходы 0 мм рт.ст. в водном заполненный шприц.
- Вставьте катетер в бедренную артерию. Открыть разрез с тонким пинцетом с одной стороны, и вставить катетер голову в артерии с другой стороны.
- Узел средний шов вокруг катетера проволоки, чтобы закрепить катетер в артерию. Отдых проксимального шва и продвигать катетер вперед в брюшную аорту. Узел проксимального шва для дальнейшего обеспечения катетер и предотвратить кровотечение.
- Осторожно переместите ЭКГ площадку с помощью мыши, катетер давления и солевой овyringe на сцену ультразвуковое исследование. Подключите катетер артериального давления к блоку управления давлением. Поместите солевой шприц в шприцевой насос. Разрешить животных и катетер, чтобы уравновесить в течение 20 мин.
4. Измерение диаметра аорты в диапазоне давления крови
- Сокращение изофлурана до 1,5%. Представьте восходящей аорты продольно на B-режиме, используя длинный вид оси. Установите датчик на железнодорожной системы таким образом, что тот же вид сохраняется в течение всего срока эксперимента.
- На УЗИ ЭВМ, поместите курсор М-режим по сечению аорты, которые необходимо отслеживать. Отслеживать изменения аорты диаметром свыше сердечного цикла с использованием М-режима.
- Изменение солевого раствора в шприце к защитному раствора и поместите шприц в шприцевой насос.
- Запись М-режим в базовом давления в аорте. Начало инфузии при 360 мкг / кг / мин и влить в течение 1 мин для аортального давления для достижения плато. Для 25 г мыши, это сделатьсути приравнивается к 30 мкл / мин.
- Запишите М-режим, затем остановить вливание, и ждать 2 мин для кровяное давление, чтобы вернуться к исходному.
- Нижняя скорость инфузии до 240 мкг / кг / мин. Для 25 г мыши, эта доза соответствует 20 мкл / мин. Начните настой, настаивать в течение 1 мин для кровяное давление плато и записи M-режиме. Остановите вливание, и ждать 2 мин для кровяное давление, чтобы вернуться к исходному.
- Повторите шаг 4,4 на 120 мкг / кг / мин ПЭ (10 мкл / мин в течение 25 г мыши).
- Заменить PE физиологическим раствором и раствором соли влить в размере используемого для 360 мкг / кг / мин инфузии (30 мкл / мин в течение 25 г мыши). Настаивать в течение 2-3 мин, пока дальнейшее вливание не производит увеличение давления в аорте и давление возвращается к исходному уровню. Подождите 5 минут для кровяного давления стабилизируется на уровне базовой линии.
- Замените солевой раствор с SNP.
- Запись М-режим в базовом давления в аорте. Начало инфузии при 240 мкг / кг / мин (20 мкл / мин в течение 25 г мыши)и настаивать в течение 1 мин. Когда давление в аорте достигает плато, запишите М-режим. Остановите вливание и ждать 2 мин для кровяное давление, чтобы вернуться к исходному.
- Нижняя скорость инфузии до 120 мкг / кг / мин (10 мкл / мин в течение 25 г мыши). Начните настой, настаивать в течение 1 мин для кровяное давление плато и записи M-режиме. Стоп настой и ждать 2 мин для кровяное давление, чтобы вернуться к исходному.
- Повторите шаг 4,8 для 60 мкг / кг / мин SNP (5 мкл / мин в течение 25 г мыши).
5. Прекращение эксперимента
- Для усыпить животное, увеличить изофлурана до 4%. Когда дыхание замедлилось, как правило, в течение 1-2 мин, прорезать грудины с ножницами, чтобы открыть грудную полость и раскрывают сердце.
- Возьмитесь за сердце со средними щипцами и вырезать его из организма за счет сокращения на восходящей аорты с ножницами.
Результаты
Продольное изображение левого желудочка и восходящей аорты захватывается на B-режиме, как показано на рисунке 1. Кроме того, продольное изображение только аорты может быть получено, как показано на рисунке 2. Движения стенки аорты во время сердечного Цикл появляется в виде двух белых линий на M-режиме, как показано на рисунке 3. просвет аорты является площадь между строк. Аорты давление модулируется инфузии вазоактивных препаратов. ПЭ повышает давление в аорте, как показано на фиг.4А, и SNP снижает давление, как показано на фиг.4В. М-режим, когда записывается плато артериального давления, 1 мин после начала инфузии. Аорты давление ступенчато изменяют путем изменения дозы вводимого лекарственного средства, как показано на рисунке 5. Доза препарата контролируется посредством скорости инфузии. Все дозы наркотиков в мкг / кг / мин. Максимальные и минимальные диаметры измеряются от тон М-режим, как показано на рисунке 3. Эти диаметры соответствуют систолического и диастолического аортального давления, записанных катетера давления.
Систолическое и диастолическое диаметр и давление значения трех сердечных циклов измеряли в начале и для каждой дозы PE и SNP. Стандартное отклонение от трех измерений диаметра в одной дозы лекарственного средства в диапазоне от 0,01 мм до 0,04 мм. Диаметр аорты могут быть нанесены на соответствующий ему аорты давлении, чтобы проиллюстрировать отношения давления диаметр, как показано на фиг.6А.
Эти значения давления диаметром используются для расчета аортального соблюдения. Артериальное Согласие рассчитывается путем
C = (D SYS - D АСВ) / (P SYS - P АСВ) (1)
где D SYS и D диаметр являются систолическое и диастолическое диаметры и P SYS и P диаметромявляются систолическое и диастолическое давление. Соблюдение и средним артериальным давлением (САД) рассчитывается в исходном состоянии и для каждой дозы PE и SNP. Соответствие заговор против ПДЧ для демонстрации давления-зависимость жесткости. Из-за нелинейного упругого поведения аорты, соблюдение уменьшается с увеличением MAP, как показано на фиг.6В.
Рисунок 1:. Измерения продольный разрез восходящей аорты на B-режиме Диаметр взяты из продольной образ восходящей аорты, оставляя левый желудочек. LV: левый желудочек; PA: легочной артерии; AA: восходящая часть аорты. Визуализация легочной артерии зависит от размещения зонда. Аорты диаметр измеряется дистальнее аортального клапана. Частота датчика, используемого для захвата изображения 40 МГц.
Рисунок 2:. Альтернативное представление восходящей аорты на B-режиме восходящей аорты характеризуется более заметно и левого желудочка и сердечной стенки менее заметны. AA: восходящей аорты; LV: левый желудочек. Частота датчика, используемого для записи изображения составляет 40 МГц.
Рисунок 3:. Аорты визуализируется на M-режиме аорты диаметр измеряется с изображения М-режиме. Движение стенки аорты появляется в виде двух волнистых линий. Пространство между двумя линиями просвет аорты. Систолическое и диастолическое аорты диаметры трех сердечных циклов измеряется от M-режиме. На этом изображении, аорты давление записаны катетера давления, ЭКГ сигнала и дыхательного цикла показаны в красный, зеленый и желтый на M-режиме. Зонд частотноеу используется для записи этот образ 40 МГц и скорость развертки приобретение 1200 Гц.
Рисунок 4:. Изменение давления в аорте постепенно аорты давление ступенчато изменяют от дозы препарата, введенная. Дозу препарата модулируется скоростью инфузии. Все дозы в мкг / кг / мин.
Рисунок 5:. Плавное давления в аорте с вазоактивных препаратов давления в аорте увеличивается с настоем сосудосуживающих фенилэфрин (PE) и уменьшается с настоем нитропруссида сосудорасширяющее натрия (SNP). Аорты плато давление 1 мин после начала введения препарата. М-режим аорты диаметром записывается на плато. (А) показывает рост давления в аортес 360 мкг / кг / мин PE инфузии. (В) показывает снижение давления в аорте с 240 мкг / кг / мин SNP инфузии. Время инфузии началась, и время М-режим записывается помечены на следы. Аорты давление ступенчато изменяют от дозы препарата, введенная. Дозу препарата модулируется скоростью инфузии. Все дозы в мкг / кг / мин.
Рисунок 6: диаметр по сравнению с давлением и соответствует виду в сравнении аорты участки под давлением диаметром аорты могут быть нанесены на соответствующий ему аорты давления, чтобы показать зависимость давление-диаметр (А).. Соответствие может быть вычислена для каждого приращения давления и в виде зависимости от среднего давления в аорте (MAP), чтобы показать зависимость давления аорты жесткости (B).
Обсуждение
Проведение измерений диаметра в несколько приращений давления в широком диапазоне значений давления необходимо для точного определения характеристик отношения давления диаметром. Верхние и нижние пределы давления, которые могут быть фармакологически индуцированных может варьироваться в зависимости от экспериментальной группы, но идеальный диапазон составляет около 25 мм рт.ст. до 125 мм рт.ст. диастолического и 50 мм рт.ст. до 200 мм рт.ст. систолического. Дозы 360 мкг / кг / мин и PE 240 мкг / кг / мин SNP, как правило вызывают пределы диапазона давления. Тем не менее, дозы PE может быть увеличена до 480 мкг / кг / мин и SNP в 360 мкг / кг / мин, чтобы проверить, что пределы были достигнуты. Рабочие концентрации ПЭ и SNP может быть уменьшено, чтобы достичь приращения тонкие давления. Как диаметр изменяется с аортальным давлением, вызывая те же значения давления между животных и экспериментальных групп не важен.
Венозных и артериальных катетеризации может быть выполнена в других местах с одной и той же НУtcomes. Хвостовую вену катетеризации может быть сложным из-за небольшого размера в хвостовую вену. Кроме того, в хвостовую вену не хорошо видна в темных мышей. Бедренную вену можно канюлю в качестве альтернативы. Этот путь может быть проще, так как в бедренную вену более доступен. Для катетера давления, кроме бедренной артерии, катетер может быть вставлен через сонную артерию. Бедренную артерию, предпочтительно по сонной артерии, однако, из-за области груди остается неизменным для изображений ультразвука. Катетеризации бедренной артерии может быть более трудным из-за бедренную артерию меньше. Использование 1,2 F катетер и введение катетера в проксимальном бедренную артерию под брюшной полости будет способствовать процессу катетеризации. Размещение несколько капель сосудорасширяющего средства, как лидокаин на бедренной артерии или с помощью катетера интродьюсер также может помочь увеличить емкость для облегчения введения катетера. Катетер давление должно быть обработано, и используетсяв соответствии с инструкциями изготовителя.
Расположение катетера в аорте не должны быть согласованы между животными, как падение давления в аорте является незначительным. Тем не менее, размещение катетера в брюшную аорту может быть лучше, чтобы свести к минимуму вмешательство в ультразвуковой визуализации грудного отдела аорты. Некоторые ультразвуковые ЭВМ может записывать повышения давления в реальном времени с M-режиме трассировки, тем самым давая измерения давления для каждого диаметра, измеренного на М-режиме. К сожалению, из-за расположения, где диаметр измеряется не то же самое расположение, как, где записана давление, задержка существует между давлением, зарегистрированным в катетер и действительным давлением в восходящей аорты. В результате, только максимальный и минимальный диаметр измерения могут быть использованы для анализа данных.
Основное ограничение этого метода является неопределенность в измерении введен аорты переключения в и из выводаF ультразвукового самолетом во время сердечного цикла. Motion-допущенная ошибка является общей для всех изображений на основе исследований, в том числе МРТ и КТ. Стратегии компенсации включают в себя использование анатомических особенностей переложить отсчета с движением 18 и реализуются в процессе обработки данных. Как компенсация движения программное обеспечение не является легкодоступной, следователь должен проявлять бдительность в отношении изменяя положение зонда для отслеживания изменения в местоположении аорты, как поднимается кровяное давление и уменьшается. Измерения диаметра также должны быть приняты через центр аорты. Тем не менее, определение, является ли местоположение записи М-режим, проходящая через центр может быть трудно судить на ультразвуковом изображении, особенно в аорте меняющихся позиций. Неопределенность введены эти ограничения проявляются в степени разброса данных, как это видно на фиг.6. Получение изображение поперечного сечения вместо продольной оси ascendiнг аорты может быть решением. Однако получение этой точки зрения могут иногда быть более сложной и в результате М-режим трассировки может быть менее ясно. Окружности поперечного сечения с изображения в В-режиме может быть измерена, а не диаметром от изображения М-режиме. Тем не менее, при определении максимальной и минимальной окружности было достигнуто будет ограничено частотой кадров в В-режиме, и может быть более трудно судить, чем на M-режиме.
Создание нескольких замеров участка давления диаметром и повышения экспериментальной размер группы может повысить точность данных. Данные давление диаметра может быть собрана из нескольких местах вдоль грудной клетки. Этот протокол будет первым осуществляться с датчиком на одном месте на груди. Аорта будет затем визуализировали с датчиком на другое место и протокола повторной.
Вазоактивные средства, используемые для модуляции кровяного давления потенциально может повлиять на аорте гладкую MuSCле тон, который в свою очередь повлияет на жесткость. Тем не менее, манипулирование аорты давлением венозного возврата, как было показано, чтобы произвести подобные изменения в инвазивное измеренной СПВ как фармакологического манипуляции у крыс. Эти результаты показывают, что вливание вазоактивных препаратов действовать прежде всего на периферических артерий сопротивления и не оказывают существенного влияния аорты тонус гладких мышц 19.
Этот протокол может быть выполнена на крысах с небольшими модификациями. Грудь бритая перед нанесением Крем для депиляции. Коммерчески доступный 27 г х ½ "катетер используется для введения препарата. Дозы лекарственного средства, используемого для модуляции давления в аорте являются 40, 80 и 120 мкг / кг / мин ПЭ и 40, 80 и 120 мкг / кг / мин SNP.
Кроме того, восходящей аорты, региональные различия в аорты жесткости могут быть определены с этим протоколом. Региональный жесткость измеряется этот подход был бы более точным, чем СПВ как измерения аре взяты из одного места, как противостоять двух местах для СПВ. Тем не менее, участки вдоль аорты, которые могут быть измерены с этой техникой ограничены теми, которые могут быть визуализированы с помощью ультразвука.
Модуль упругости можно рассчитать из данных, собранных с помощью этого метода, если измерение толщины стенки может быть получено. Точная в естественных условиях измерения аорты мыши ограничено пределами разрешающей способности существующей технологии ультразвука. Будущее улучшение ультразвуковой технологии могли бы сделать в естественных условиях измерения толщины стенки более реальным. В качестве альтернативы, толщина измерения могут быть выполнены экс виво. Миография давления обеспечит наиболее точные измерения, потому что толщина может быть измерена при каждом приращении давления.
Раскрытие информации
Авторы не имеют ничего раскрывать.
Благодарности
Эта работа была поддержана грантом Национального института сердца, легких и крови 1RO1-HL-105296-01 (Д.Е. Берковицу) и грантом Австралийского исследовательского совета DP110101134 (А. Аволио).
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Оборудование | |||
| Ультразвуковой аппарат высокого разрешения | Visual Sonics | Vevo2100 | |
| Преобразователь 13-24 МГц | Sonics | MS250 | Используется для визуализации крыс |
| 22-55 МГц Преобразователь | Visual Sonics | MS550D | Используется для визуализации мышей |
| Станция визуализации | Visual Sonics | Imagine Station 1 | |
| 1.2F Напорный катетер | Transonic | FTH-1211B-0018 | |
| SP200 блок регулирования давления | Transonic | FFS-095-DP01 | |
| Стандартный инфузионный насос Harvard Pump 11 Plus Шприцевой насос | Harvard Apparatus | 702208 | |
| Isoflurane vaporizer | VetEquip | 911103 | |
| 100% O2 | Airgas | OX USP200 | |
| Одноступенчатая латунь 0-50 фунтов на квадратный дюйм Универсальный регулятор цилиндра CGA540 | Airgas | Y11215B540 | |
| Stereo Boom Stand Microscope | Национальный оптический | 420-BMSQ | |
| Волоконно-оптический осветитель и световая труба | Cole Palmer | EW-41500-50 | |
| Расходные материалы | |||
| 30G x 1/2" BD PrecisionGlide Needle | BD | 305106 | Для канюляции хвостовых вен у мышей |
| Полиэтиленовая трубка PE10 | Becton Dickinson | 427401 | Для канюляции хвостовых вен у мышей |
| 27G x 1/2" Surfloe крылатый инфузионный набор | Terumo | SV*27EL | Для канюляции хвостовых вен у крыс |
| Signa Gel Electrode Gel | Parker | 15-25 | Использование для записи ЭКГ |
| Aquasonic Clear Ultrasound Gel | Parker | 03-08 | Использование для ультразвука |
| 1мл Sub-Q Шприцы, 26G x 5/8" | BD | 309597 | |
| Nair | Nair | Крем для депиляции | |
| Histoacryl | TissueSeal | TS1050071FP | Tissue Клей |
| Плетеный шелковый шовный материал 6-0 | Teleflex | 104-S | |
| Dumostar P55 fine щипцы | Roboz | RS-4984 | |
| Микроножницы | WPI | 501839 | |
| Тонкие ножницы | FST | 14060-11 | |
| Средние щипцы | Ted Pella | 5665 | |
| Кровоостанавливающие щипцы | Roboz | RS-7131 | |
| Нестерильная ватная марлевая губка | Fisherbrand | 22-362-178 | |
| Хлопковые наконечники аппликаторы | Oritan | 803-WC | |
| Лента для этикеток | Fisherbrand | 15-901-20 | |
| Препараты | |||
| Sodium хлорид | Sigma Aldrich | S7653 | |
| R-фенилэфрина гидрохлорид | Sigma Aldrich | P6126 | |
| Нитропруссид натрия дигидрат | Sigma Aldrich | 71778 | |
| Программное обеспечение | |||
| Prism GraphPad | |||
| Excel | Microsoft |
Ссылки
- Mitchell, G. F., et al. Changes in arterial stiffness and wave reflection with advancing age in healthy men and women - The Framingham Heart Study. Hypertension. 43, 1239-1245 (2004).
- Mahmud, A., Feely, J. Effect of smoking on arterial stiffness and pulse pressure amplification. Hypertension. 41, 183-187 (2003).
- Lehmann, E. D., Gosling, R. G., Sonksen, P. H. Arterial wall compliance in diabetes. Diabet Med. 9, 114-119 (1992).
- Wang, Y. -X., et al. Reduction of cardiac functional reserve and elevation of aortic stiffness in hyperlipidemic Yucatan minipigs with systemic and coronary atherosclerosis. Vasc. Pharmacol. 39, 69-76 (2002).
- Ben-Shlomo, Y., et al. Aortic Pulse Wave Velocity Improves Cardiovascular Event Prediction: An Individual Participant Meta-Analysis of Prospective Data From 17,635 Subjects. J. Am. Coll. Cardiol. 63, 636-646 (2014).
- Mitchell, G. F., et al. Arterial stiffness and cardiovascular events: the Framingham Heart Study. Circulation. 121, 505-511 (2010).
- Mattace-Raso, F. U., et al. Arterial stiffness and risk of coronary heart disease and stroke: the Rotterdam Study. Circulation. 113, 657-663 (2006).
- Laurent, S., et al. Aortic stiffness is an independent predictor of all-cause and cardiovascular mortality in hypertensive patients. Hypertension. 37, 1236-1241 (2001).
- Fung, Y. C. Biomechanics: Mechanical Properties of Living Tissues. , 2nd edn, Springer. New York, NY. (1993).
- Shadwick, R. E. Mechanical design in arteries. J Exp Biol. 202, 3305-3313 (1999).
- Gasser, T. C., Ogden, R. W., Holzapfel, G. A. Hyperelastic modelling of arterial layers with distributed collagen fibre orientations. Journal of The Royal Society Interface. 3, 15-35 (2006).
- Zieman, S. J., Melenovsky, V., Kass, D. A. Mechanisms, Pathophysiology, and Therapy of Arterial Stiffness. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 25, 932-943 (2005).
- Jung, S. M., et al. Increased tissue transglutaminase activity contributes to central vascular stiffness in eNOS knockout mice. Am. J. Physiol.-Heart Circul. Physiol. 305, 803-810 (2013).
- Santhanam, L., et al. Decreased S-Nitrosylation of Tissue Transglutaminase Contributes to Age-Related Increases in Vascular Stiffness. Circ. Res. 107, 117-243 (2010).
- Fitch, R. M., Vergona, R., Sullivan, M. E., Wang, Y. X. Nitric oxide synthase inhibition increases aortic stiffness measured by pulse wave velocity in rats. Cardiovasc. Res. 51, 351-358 (2001).
- Bergel, D. H. The static elastic properties of the arterial wall. The Journal of Physiology. 156, 445-457 (1961).
- Leloup, A. J., et al. Applanation Tonometry in Mice: A Novel Noninvasive Technique to Assess Pulse Wave Velocity and Arterial Stiffness. Hypertension. 21, 21(2014).
- Morrison, T. M., Choi, G., Zarins, C. K., Taylor, C. A. Circumferential and longitudinal cyclic strain of the human thoracic aorta: age-related changes. J Vasc Surg. 49, 1029-1036 (2009).
- Butlin, M., Hammond, A., Lindesay, G., Viegas, K., Avolio, A. P. In vitro and in vivo use of vasoactive agents in characterising aortic stiffness in rats: testing the assumptions. Hypertens. 30, 42(2012).
Перепечатки и разрешения
