Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Высокочастотный ультразвук для анализа развития плода и плаценты в естественных условиях

10.1K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/58616

⸱

8 ноября 2018 г.

 ,  , 
1Experimental Obstetrics and Gynecology, Medical Faculty, Otto-von-Guericke University, 2Institute of Molecular and Clinical Immunology, Medical Faculty, Otto-von-Guericke University

В этой статье

Краткое содержание

Здесь мы описываем метод высокой частоты ультразвука в естественных условиях анализа плодов мышей. Этот метод позволяет последующих плодов и анализ плацентарной параметров, а также приток крови матери и плода во время беременности.

Аннотация

УЗИ является широко используется для обнаружения аномалий орган и опухоли в тканях человека и животных. Метод неинвазивной, безвредны и безболезненно, и приложение легко, быстро и может быть сделано в любом месте, даже с мобильных устройств. Во время беременности УЗИ стандартно используется внимательно отслеживать развитие плода. Методика имеет важное значение для оценки Внутриутробное ограничение роста (IUGR), осложнение беременности с кратко - и долгосрочные последствия для здоровья матери и плода. Понимание процесса IUGR является необходимым условием для разработки эффективных терапевтических стратегий.

Ультразвуковая система, используемая в этой рукописи является ультразвуковое устройство для анализа мелких животных и может использоваться в различных областях исследований, включая исследования, беременность. Здесь мы описываем использование системы для анализа в vivo плодов от естественных убийца (НК) клетки/тучных клеток (MC)-недостаточно матерей, которые рожают ограниченного роста щенков. Протокол включает в себя подготовку системы, обработка мышей до и во время измерений и использование в B-режим, цветной допплер и режим импульсно волнового Доплера. Были проанализированы размер размер плода, плаценты и кровоснабжение плода. Мы нашли имплантации сокращение размеров и меньше плаценты в НК/MC-недостаточным мышей с середины беременности начиная. Кроме того MC/НК дефицит ассоциировался с отсутствует и отменил конец диастолического потока плода umbilicalis артерии(UmA) и индекс повышенной сопротивления. Методы, описанные в протоколе может легко использоваться для связанных и не связанных с исследовательской темы.

Введение

Ультразвук-звуковые волны с частотами выше звуковой диапазон человеческого уха, выше, чем около 20 кГц1. Животные, как летучие мыши, Уэльс, дельфинов2,3, мышей4,5крыс, и мыши лемуров6 все использовать ультразвук для ориентации или связи. Люди воспользоваться УЗИ для нескольких технических и медицинских приложений. Ультразвуковое устройство имеет возможность создать звуковой волны и распространять и представляют сигнал. Если УЗИ встречает препятствие, звук отражается покрыты или могут пройти через это. Применение ультразвуковых изображений метод, называемый сонографии, используется для анализа органических тканей человека или ветеринарной медицины как сердце (эхокардиография)7,8,9лёгких, щитовидной железы10 ,11почек и мочевыводящих путей и репродуктивного тракта12,13; обнаружение камней в желчном пузыре опухолей14 и15; и оценке перфузии крови судов или органов16,17. Ультразвук – это стандартный метод в дородовой уход во время беременности, и пороками развития плода или нарушениями может быть признано рано. В частности рост плода тесно мониторинг на регулярной основе признать возможные IUGR. Наконец можно контролировать поток крови плода, как это можно отметить рост ограничений18,19,,2021.

Основным преимуществом по сравнению с другими методами, как рентгенография УЗИ это звук безвредность тканей для анализа. Этот простой и быстрый метод неинвазивной, безболезненно и может быть использован несколько раз. Первоначальные затраты ультразвуковое устройство дороже; Однако Расходные материалы, необходимые дешево. Ультразвуковая система, используемая в этой рукописи подходит для целого ряда животных моделей (то есть, мышей и рыбы) в то время как для людей ультразвуковое устройство требует частотой 3-15 МГц, частота 15-70 МГц требуется для мышей.

Настоящей рукописи описывает протокол для использования B-режим, Цветной Допплер режим и режим импульсно волнового Доплера. Описание включает в себя подготовку мышей, а также производительности, сбор данных и хранения. Этот метод был успешно применяется для различных мыши штаммов на всех гестационного дней и может использоваться для изучения развития плода и плаценты, а также параметров крови матери и плода. Здесь все приложения объясняются на основе наших исследований, используя беременных мышей MC/НК недостаточным и управления.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Все методы, описанные здесь были одобрены «Landesverwaltungsamt Sachsen Anhalt: 42502-2-1296UniMD.»

1. Экспериментальная процедура

  1. Мат 6-8-недельных женщина MC-недостаточным C57BL/6J-Cpa3Cre /+ (Cpa3Cre /+) мышах и MC-достаточно C57BL/6J-Cpa3+/+ (колонии контроля; Cpa3+/+) с самцами BALB/c.
  2. Определить день гестации (gd) 0 после подтверждения вагинальных свечей и лечения женщин сразу же после подтверждения вилки.
    Примечание: Разъем является спермы мужчин в вагинального отверстия самки.
    1. Придать 250 мкл PBS внутрибрюшинно в элементе управления Cpa3+/+ самок.
    2. Придать 250 мкл анти CD122 (0,25 мг) внутрибрюшинно в MC-недостаточным Cpa3Cre /+ самок.
      Примечание: Инъекции 0,25 мг анти CD122 истощает периферийных НКС и uNKs в Cpa3 MC-недостаточнымCre /+ женщины, как было описано ранее22.
  3. Подождите, пока gd5.
    Примечание: В gd5, есть ранние возможность для анализа имплантации.
    1. Выполните действия 2-5 для ультразвукового исследования.
  4. Выполните УЗИ на gd5, 8, 10, 12 и 14.

2. Подготовка ультразвуковая система

  1. Включите питание системы (Рисунок 1A; питания на спине и компьютер ожидания на левом сайте), подогретую платформу (Рисунок 1B; на панели управления) и гель с подогревом (рис. 1 c).
    Примечание: УЗИ гель необходимо теплое течение примерно 0,5 ч.
  2. Обеспечить достаточно заполнения изофлюрановая блок (рис. 1 d).
  3. Откройте Новое исследование или Новой серии в существующие исследования в браузере. Заполните всю необходимую информацию (владелец, исследование имя, имя ряда, животных данные), в окне Изучения информации . Нажмите кнопку ОК.
  4. После нажатия кнопки Ok, убедитесь, что появляется окно B-режим изображения и изображения в B-режиме начинается автоматически.

3. Обработка событий мыши

  1. Анестезии мыши
    1. Поместите указатель мыши в поле нокдаун (Рисунок 1E), закройте окно, откройте изофлюрановая трубки в нокдаун поле и включите изофлюрановая (концентрация 3,5%).
    2. Когда мышь наркотизированных, ниже (до 1,5% концентрации) и перенаправление потока изофлюрановая, открыв трубки в направлении Отопление платформы и закрыть поток в поле нокдаун.
      Примечание: Для достижения достаточной анестезии, ждать еще 10 s после того, как указатель мыши больше не движется.
    3. Быстро передавать мыши из окна нокаут Отопление платформы (Рисунок 1F) в спинной позиции и аккуратно положение его нос в трубке нос анестезии, расположенных на верхней платформы.
  2. Фиксация, депиляция и подготовка мыши для измерения
    1. Место защиты глаз крем в каждый глаз мыши, чтобы предотвратить сухость глаз.
    2. Поместите одну каплю геля электрода на каждой из четырех областей меди на платформе с подогревом (Рисунок 1F).
    3. Нажмите лапы с хирургическая лента на электрод гель покрытием областях платформы Отопление.
    4. Проверка ЭКГ [оптимальное значение = 450-550 уд/мин (BPM)] и физиологии дыхания во все времена.
      Примечание: С помощью ректального зонда, измерение температуры тела, возможно, но не обязательно.
    5. Место для удаления волос крем на брюшко мыши, руб крем с ватным тампоном и подождите около 1 мин удалить крем с водянистыми компресс. Повторите этот шаг, если не все волосы ушли.
    6. Нанесите гель подогретым УЗИ на депилируемое кожу.

4. измерения и приобретения изображений и видео

  1. Держите преобразователя (рис. 1 g) в руке или зажать его в удерживающее устройство (Рисунок 1 H; Холдинг устройства рекомендуется).
  2. Идентифицировать мочевого пузыря с датчика и использовать его в качестве исходной точки. Переместите датчик в левой и правой места брюшной полости для трассировки имплантации.
  3. B-режим для визуализации анатомических структур в 2D полутоновое
    1. Переместите датчик или Отопление таблицы платформа, где мышь зацикленная до тех пор, пока первая имплантация является видимым на экране на его большой размер.
      1. Выберите Метку изображения и введите имя или Кадр Store (хранилище без имени) сохранять отдельные кадры, или Cine хранилище для хранения кинопетли для измерения всего имплантации.
    2. Переместите датчик или таблицы, чтобы принести плаценты в позицию, где видна кровотока в UmA. Хранить один кадр или кинопетли (см. шаг 4.3.1.1) для плацентарного измерений.
      Примечание: Плацентарный измерения возможны от gd10 года.
    3. Продолжите с всеми имплантации, используя тот же метод.
  4. Цветной Допплер режим визуализации и определить направление потока крови
    1. Нажмите кнопку цвета .
    2. Переместите поле цвета (в этой области, виден сигнал) в требуемое положение, используя trackball. При необходимости, измените размер окна, нажав обновления и переместить trackball (справа/вверх = больше; к левой стороне/вниз = меньше). Когда поле имеет правильный размер, нажмите выбрать.
    3. Сохранять отдельные кадры или cineloops, как описано в шаге 4.3.1.1.
  5. Допплер режим импульсно волнового (PW) для количественного определения кровотока через сосуды в uterina артерии (маточная артерия, UA) и ума
    1. Найдите региона интерес к цветной допплер приобретения.
      Примечание: UA расположена каудально к мочевого пузыря, и UmA расположен между плода и плаценты.
    2. Пресс PWи пунктирная линия появится. Переместить эту линию в кровеносный сосуд интерес и отрегулировать угол линии, используя ручку «Doppler угол» соответствует поток крови. Нажмите Обновить.
      Примечание: Угол между направлением потока крови и преобразователя должны согласовываться в всех животных, особенно при использовании углов больше чем 60° (здесь, 70° для УАС и 45° для ЮМАС использовались).
    3. Хранения кинопетли появляясь доплеровского линий в окне доплеровского приобретение PW.

5. Обзор и окончания сбора данных и сохранение серии

  1. Чтобы просмотреть данные, нажмите исследование управления. Выделите эскиз интерес и дважды щелкните обновления.
  2. Нажмите сначала Исследование управления , затем Закрыть в окне браузера для завершения сбора данных и сохранять записанные серии.
    Примечание: После закрытия серии, это не возможно хранить кадры или cineloops в этой серии больше.

6. мышь обработки после сбора данных

  1. Удалите гель от анестезированные животных с помощью сухой компрессы.
  2. Тщательно удалите хирургическая лента из лапы.
  3. Закройте изофлюрановая трубки (концентрация 0%).
  4. Перейти к следующей ультразвукового исследования на gd5, 8, 10 и 12.
    1. Поместите животное только в клетке как минимум 5 минут, поэтому он имеет время, чтобы проснуться и ориентироваться.
    2. Поместите курсор мыши обратно в оригинальный клетке.
      Примечание: Не выключайте изофлюрановая перед удалением гель и хирургическое ленты, как мышей звонок очень быстро (около 20 s) после выключения изофлюрановая.
  5. Перейти к следующей ультразвукового исследования на gd14.
    1. Пожертвуйте самка, прежде чем он просыпается от шейки матки дислокации. Откройте животного, удаление матки, отделить плода и плаценты и измерения веса плода и плаценты.

7. копирование и импорт данных

  1. Отметьте один или несколько рядов, нажав кнопку Экспорт и выберите места хранения для копирования данных на жесткий диск.
  2. Открыть программное обеспечение на компьютере и нажмите кнопку Копировать из и выберите серии исследований с жесткого диска для импорта серии исследований в программное обеспечение.
  3. Анализировать данные с помощью программного обеспечения.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Отдельные компоненты системы ультразвук в этой рукописи показано на рисунке 1. Рисунок 2 показывает представитель ультразвуковых изображений приобрел в B-режиме на gd5, 8, 10 и 12 (B) и соответствующие измерения площади имплантации результатов (A), демонстрируя значительное снижение имплантации области анти CD122-лечение Cpa3Cre / + мышей от gd10 года.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

С помощью нашей системы УЗИ, мы продемонстрировали ограничения роста плода в MC/НК недостаточным матерей от gd10 на. Кроме того, в gd10 и 12, мы наблюдали уменьшение размеров плаценты и на gd14 отсутствие или реверсии диастолического конец потока в ЮМАС некоторых плодов мышей uMC/uNK недостаточным. Этот знак бедных васкуляризации был связан с индексом значительное сопротивление артерий, указывающее IUGR. Результаты подтверждают важную роль uMCs и uNKs во время беременности и плода и в понимании курс IUGR.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы не имеют ничего сообщать.

Благодарности

Большое спасибо изображений инструмент компании (особенно Магдалена Штайнер, Катрин Suppelt и Сандра Мейер) за их хорошо и быстро поддержку и ответы на все наши вопросы, касающиеся Imaging системы и ее использования, оперативно и полностью. Мы благодарны профессор Ханс-Раймер Родевальд и д-р Торстен Feyerabend (DKFZ Хайдельберг, Германия) для предоставления в Cpa3 колонию. Кроме того мы благодарим Stefanie Langwisch, который возглавлял мыши колоний и который генерируется фотографии в рисунок 1.

Системы визуализации и работы финансировались грантов от Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) до A.C.Z. (ZE526/6-1 и AZ526/6-2), которые были проекты, внедренные в DFG приоритетные программы 1394 «тучные клетки в здоровье и болезни.»

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
LEAF анти-Маус CD122 (IL-2Rb)BioLegend123204Клон ТМ-β 1; 500 &микро; g
Vevo 2100 Система  Компания FujiFilm VisualSonics Inc.Преобразователь  MS550D-0421
Программное обеспечение Vevo LAB  Компания FujiFilm VisualSonics Inc.
ИзофлуранBaxterPZN: 6497131
Электродный гельParker12_8
Хирургическая лента3M Transpore1527-1
Крем для глазBayerPZN: 1578675
Ватные аппликаторыRaucotupf11969100 шт.
Крем для депиляцииReckitt Benckiser
КомпрессыNobamed Paul Danz AG85611010 x 10 см
Гель для ультразвукаGello GmbH246000
2077626

Ссылки

  1. Abramowicz, J. S., Kremkau, F. W., Merz, E. Ultraschall in der Geburtshilfe: Kann der Fötus die Ultraschallwelle hören und die Hitze spüren? Ultraschall in der Medizin. 33 (3), Stuttgart, Germany. 215-217 (1980).
  2. Jones, G. Echolocation. Current Biology. 15 (13), R484-R488 (2005).
  3. Simmons, J. A. The sonar receiver of the bat. Annals of the New York Academy of Sciences. 188, 161-174 (1971).
  4. Zala, S. M., Reitschmidt, D., Noll, A., Balazs, P., Penn, D. J. Sex-dependent modulation of ultrasonic vocalizations in house mice (Mus musculus musculus). Public Library of Science ONE. 12 (12), e0188647(2017).
  5. Wöhr, M., Seffer, D., Schwarting, R. K. W. Studying Socio-Affective Communication in Rats through Playback of Ultrasonic Vocalizations. Current Protocols in Neuroscience. 75, 1-8 (2016).
  6. Hasiniaina, A. F., et al. High frequency/ultrasonic communication in a critically endangered nocturnal primate, Claire's mouse lemur (Microcebus mamiratra). American Journal of Primatology. , e22866(2018).
  7. Yeo, L., Romero, R. Color and power Doppler combined with Fetal Intelligent Navigation Echocardiography (FINE) to evaluate the fetal heart. Ultrasound in Obstetrics & Gynecology. 50 (4), 476-491 (2017).
  8. Teichholz, L. E. Echocardiography in valvular heart disease. Progress in Cardiovascular Diseases. 17 (4), 283-302 (1975).
  9. Zechner, P. M., et al. Lungensonographie in der Akut- und Intensivmedizin. Der Anaesthesist. 61 (7), 608-617 (2012).
  10. Blank, W., Schuler, A. Sonografie der Schilddrüse - Update 2017. Praxis. 106 (12), 631-640 (2017).
  11. Hansen, K. L., Nielsen, M. B., Ewertsen, C. Ultrasonography of the Kidney: A Pictorial Review. Diagnostics. 6 (1), Basel, Switzerland. (2015).
  12. Older, R. A., Watson, L. R. Ultrasound anatomy of the normal male reproductive tract. Journal of Clinical Ultrasound. 24 (8), 389-404 (1996).
  13. Reeves, J. J., Rantanen, N. W., Hauser, M. Transrectal real-time ultrasound scanning of the cow reproductive tract. Theriogenology. 21 (3), 485-494 (1984).
  14. Sharma, M., Somani, P., Sunkara, T. Imaging of gall bladder by endoscopic ultrasound. World Journal of Gastrointestinal Endoscopy. 10 (1), 10-15 (2018).
  15. Weskott, H. -P. Ultraschall in der Diagnostik maligner Lymphome. Der Radiologe. 52 (4), 347-359 (2012).
  16. Shirinifard, A., Thiagarajan, S., Johnson, M. D., Calabrese, C., Sablauer, A. Measuring Absolute Blood Perfusion in Mice Using Dynamic Contrast-Enhanced Ultrasound. Ultrasound in Medicine & Biology. 43 (8), 1628-1638 (2017).
  17. Quaia, E. Assessment of tissue perfusion by contrast-enhanced ultrasound. European Radiology. 21 (3), 604-615 (2011).
  18. Saw, S. N., Poh, Y. W., Chia, D., Biswas, A., Zaini Mattar, C. N., Yap, C. H. Characterization of the hemodynamic wall shear stresses in human umbilical vessels from normal and intrauterine growth restricted pregnancies. Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. , (2018).
  19. Kessler, J., Rasmussen, S., Godfrey, K., Hanson, M., Kiserud, T. Fetal growth restriction is associated with prioritization of umbilical blood flow to the left hepatic lobe at the expense of the right lobe. Pediatric Research. 66 (1), 113-117 (2009).
  20. Laurin, J., Lingman, G., Marsál, K., Persson, P. H. Fetal blood flow in pregnancies complicated by intrauterine growth retardation. Obstetrics and Gynecology. 69 (6), 895-902 (1987).
  21. Arduini, D., Rizzo, G., Romanini, C., Mancuso, S. Fetal blood flow velocity waveforms as predictors of growth retardation. Obstetrics and Gynecology. 70 (1), 7-10 (1987).
  22. Meyer, N., et al. Chymase-producing cells of the innate immune system are required for decidual vascular remodeling and fetal growth. Scientific Reports. 7, 45106(2017).
  23. Meyer, N., Schüler, T., Zenclussen, A. C. Simultaneous Ablation of Uterine Natural Killer Cells and Uterine Mast Cells in Mice Leads to Poor Vascularization and Abnormal Doppler Measurements That Compromise Fetal Well-being. Frontiers in Immunology. 8, 1913(2017).
  24. Evans, D. H., Jensen, J. A., Nielsen, M. B. Ultrasonic color Doppler imaging. Interface Focus. 1 (4), 490-502 (2011).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Развитие плодаанализ плацентывизуализация in vivoB-режим визуализациицветной допплеримпульсно-волновой допплериндекс резистентностипупочная артерияизмерение срока беременности
Высокочастотный ультразвук для анализа развития плода и плаценты в естественных условиях
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.