Оценка кардиологической Морфологические и функциональные изменения в модели мышей поперечных сужением аорты по ЭхоКГ визуализации

Общая цель данной процедуры — оценка структуры и функции сердца с помощью эхокардиографии на мышиной модели сердечной патологии, индуцированной поперечным сужением аорты (TAC). Этот метод позволяет ответить на ключевые вопросы в области сердечно-сосудистых исследований, касающиеся визуализации заболеваний сердца на животных моделях. Основным преимуществом данной методики является возможность надежного неинвазивного мониторинга прогрессирования сердечной патологии с течением времени.

Как правило, освоение данного метода вызывает значительные трудности, поскольку выполнение эхокардиографической визуализации и проведение измерений без наглядной демонстрации представляют собой сложную задачу. Перед началом визуализации нанесите гель для электродов на лапы мыши с моделью перевязки аорты и зафиксируйте лапы пластырем к электродной подушке. Затем введите ректальный датчик для мониторинга температуры тела в ходе процедуры.

Когда животное будет готово, переведите сканер в режим B и максимально наклоните левую сторону платформы вверх, чтобы перевести мышь в левое боковое положение. Удерживая ультразвуковой датчик за штатив в вертикальном положении, приложите зонд к грудной клетке животного вдоль правой парастернальной линии выемкой в сторону подбородка. Затем наклоните датчик вверх к лопатке и слегка поверните зонд по часовой стрелке, пока в поле зрения не появится дуга аорты.

Осмотрите место поперечного сужения аорты, расположенное между отхождением плечеголовного ствола и левой общей сонной артерии. После идентификации места сужения нажмите кнопку цветного допплера на рабочей станции, чтобы переключиться в режим цветного допплерографирования. Снимите изображения для определения направленности и скорости кровотока в области сужения.

Нажмите cine store для сохранения изображений. Затем нажмите кнопку pulse wave doppler для переключения в режим импульсно-волновой допплерографии. Расположите пунктирную область выборки (sample volume) непосредственно дистальнее места сужения, чтобы найти стенотический струю с максимальной скоростью, и снова нажмите кнопку pulse wave doppler для получения волновых форм кровотока в аорте, после чего измерьте пиковую скорость и используйте модифицированное уравнение Бернулли для расчета градиента давления в месте сужения.

Для оценки размеров сердца и сократимости поместите мышь, перенесшую операцию TAC, на платформу в положение на спине и расположите датчик вертикально выемкой в сторону головы мыши. Опустите датчик на грудную клетку параллельно левой парастернальной линии и поверните пробник на 30 градусов против часовой стрелки. Переведите сканер в B-режим.

Отрегулируйте угол наклона датчика и настройте глубину фокусировки, чтобы визуализировать левый желудочек, межжелудочковую перегородку и небольшую часть стенки правого желудочка. Нажмите «cine store», чтобы сохранить изображения для последующего измерения толщины стенок сердца и размеров камер. С помощью кардиологического пакета в соответствующем программном обеспечении для визуализации выберите интересующие параметры и проведите соответствующие линии для каждого параметра на выбранном эхокардиографическом изображении, чтобы получить значения толщины стенок сердца и размеров камер.

Затем проанализируйте характер движения стенок сердца, чтобы выявить возможные нарушения моторики. После этого переключитесь в режим M-mode и установите курсор M-mode перпендикулярно стенкам левого желудочка на уровне папиллярных мышц. Затем нажмите «cine store» для записи изображений, необходимых для последующего измерения размеров сердца и фракционного укорочения.

Из положения по длинной оси парастернального сечения поверните датчик на 90 градусов по часовой стрелке, чтобы получить парастернальное сечение по короткой оси. Отрегулируйте положение датчика так, чтобы в B-режиме получить горизонтальный поперечный срез сердца, при котором папиллярные мышцы будут видны в положениях «на два часа» и «на четыре часа». Затем переключитесь в M-режим и расположите ось M-режима по центру левого желудочка.

Нажмите «cine store», чтобы сохранить изображения. Затем, используя пакет «cardiac», выберите соответствующие параметры короткой оси и щелкните по изображению, чтобы провести линии для каждого параметра и получить измерения. Чтобы визуализировать левый и правый желудочки, а также предсердия в режиме B в плоскости короткой оси, наклоните верхний левый угол платформы, чтобы опустить голову мыши вниз, и направьте датчик в сторону правого плеча.

Необходимо получить корональный срез сердца. Визуализируйте митральный клапан. Затем переключитесь в режим цветного допплера и поместите контрольный объем выборки (пунктирный курсор) на кончик митрального клапана.

Для оценки характера кровотока через митральный клапан переключитесь в режим импульсно-волнового допплера и расположите курсор допплеровского датчика параллельно направлению кровотока через митральный клапан под углом менее 20 градусов для определения пиковой скорости. После сохранения изображений выберите кардиологический пакет и режим анализа потока через митральный клапан. Выберите интересующие параметры и проведите соответствующие линии для получения необходимых измерений.

Затем рассчитайте индекс сердечной производительности. Как показано на этих репрезентативных изображениях в B-режиме, дуга аорты, плечеголовная артерия, левая общая сонная артерия и левая подключичная артерия наблюдаются как в сердцах группы Sham, так и в сердцах после операции TAC. Однако констрикция аорты видна только в сердцах группы TAC.

Цветовое допплеровское картирование и импульсно-волновая допплерография потока в аорте в области сужения показывают, что успешное проведение TAC приводит к значительному увеличению скорости потока ниже места сужения. Кроме того, записи в M-режиме за несколько сердечных циклов для сердец групп Sham и TAC демонстрируют значительное увеличение толщины стенки и расширение камер в сердцах после TAC по сравнению с контрольной группой Sham. В парастернальной проекции по короткой оси в сердцах группы TAC также отчетливо видны увеличение толщины стенки, дилатация желудочков, снижение сократимости и увеличение массы левого желудочка.

Более того, при патологических состояниях с диастолической или систолической сердечной дисфункцией, например, у мышей после TAC, в апикальном четырехкамерном сечении обычно также наблюдается снижение соотношения скоростей E и A и увеличение индекса сократимости миокарда. После освоения эта методика может быть выполнена менее чем за тридцать минут при условии правильного проведения. При выполнении данной процедуры важно помнить о необходимости соблюдения институциональных правил проведения исследований на животных.

После выполнения данной процедуры можно применить другие методы, такие как систематический анализ, для дальнейшей оценки зависимости «давление-объем». Разработка этой методики открывает исследователям в области сердечно-сосудистых заболеваний возможность изучать гипертрофию миокарда и сердечную недостаточность на животных моделях. После просмотра данного видео у вас должно сложиться четкое представление о том, как оценивать структурные и функциональные изменения сердца на животных моделях с помощью эндокардиографической визуализации.

Не забывайте, что работа с изофлураном может быть опасной, поэтому при выполнении данной процедуры всегда следует использовать соответствующие инженерные средства контроля и средства индивидуальной защиты.