चूहे में Transthoracic इकोकार्डियोग्राफी

Summary

Transthoracic इकोकार्डियोग्राफी चूहों में हृदय समारोह के मूल्यांकन के लिए एक noninvasive विधि प्रदान करता है. अल्ट्रासाउंड और डॉपलर इमेजिंग रूपात्मकता के एक संयोजन करने के लिए दिल और intracardiac रक्त प्रवाह, जो एक साथ हृदय systolic और diastolic प्रदर्शन के एक आकलन प्रदान आयामी माप प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.

Abstract

हाल के वर्षों में, murine मॉडल प्राथमिक एवेन्यू जीन अभिव्यक्ति में परिवर्तन से उत्पन्न हृदय रोग का आणविक तंत्र का अध्ययन करने के लिए बन गए हैं. ट्रांसजेनिक और जीन लक्ष्यीकरण तरीकों को बदल हृदय आकार और समारोह के साथ चूहों को उत्पन्न करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है,^1-3 और एक परिणाम के रूप में,<em> Vivo में</em> तकनीक के लिए अपने हृदय phenotype का मूल्यांकन करने के लिए की जरूरत है. Transthoracic इकोकार्डियोग्राफी, नाड़ी लहर (पीडब्ल्यूडी) डॉपलर, और ऊतक डॉपलर इमेजिंग (TDI) माउस दिल की आयामी माप उपलब्ध कराने के लिए और हृदय systolic और diastolic प्रदर्शन की डिग्री यों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. दो आयामी इमेजिंग के लिए असामान्य शारीरिक रचना या बाएं वेंट्रिकल की गतिविधियों का पता लगाने के लिए प्रयोग किया जाता है, जबकि एम मोड गूंज हृदय आयामों और सिकुड़ना की मात्रा का ठहराव के लिए प्रयोग किया जाता है.<sup4,5></sup> इसके अलावा, पीडब्ल्यूडी के अशांत प्रवाह के स्थानीयकृत वेग यों के लिए प्रयोग किया जाता है,<sup6></sup> जबकि TDI myocardial गति के वेग को मापने के लिए प्रयोग किया जाता है.<sup> 7</supइस प्रकार>, transthoracic इकोकार्डियोग्राफी चूहों में हृदय समारोह के noninvasive मूल्यांकन के लिए एक व्यापक विधि प्रदान करता है.

Protocol

1. इमेजिंग अध्ययन के लिए तैयारी चूहे इमेजिंग अध्ययन से पहले, प्रेरण कक्ष में माउस (2% isoflurane 0.5 एल / मिनट के साथ मिश्रित, 100% 2 हे) anesthetize . ऑपरेटर की सुरक्षा के लिए बर्बाद गैस फिल्टर करने के लिए सुनिश्चित करें. प्रेरण कक्ष से पशु निकालें और बाल क़ैंची का उपयोग neckline से मध्य सीने स्तर पर फर दाढ़ी. फिर बालों को हटाने की क्रीम के साथ शेष शरीर बालों को हटाने. यह तैयारी एक दिन में किया जा सकता है इमेजिंग अध्ययन करने से पहले चूहों में संभावित अवांछित तनाव प्रतिक्रियाओं को कम. दोनों आंखों के लिए जेल duralube श्वेतपटल के सुखाने (जेल applicator के साथ कॉर्निया संपर्क से बचने) को रोकने के लिए लागू. एम्बेडेड ईसीजी के साथ एक हीटिंग पैड के ऊपर एक लापरवाह स्थिति में anesthetized माउस प्लेस सुराग आदेश में शरीर का तापमान बनाए रखने के लिए. एक नाक शंकु संज्ञाहरण प्रणाली से जुड़े एक स्थिर राज्य प्रक्रिया के दौरान बेहोश करने की क्रिया स्तर (1.0% से 1.5% isoflurane 0.5 एल / मिनट 100% 2 हे के साथ मिश्रित) को बनाए रखने के भीतर थूथन रखें. बेहोश करने की क्रिया की पुष्टि करने के लिए एक पैर की अंगुली या पूंछ चुटकी प्रदर्शन. यदि आवश्यक हो, संज्ञाहरण के स्तर पर 450 का लक्ष्य दिल दर ± प्रति मिनट 50 धड़कता है (BPM) प्राप्त करने के लिए समायोजित किया जा सकता है. धीरे एक गुदा जांच (चिकनाई के बाद) सम्मिलित करने के लिए लगातार निगरानी और हीटिंग पैड के माध्यम से शरीर के तापमान को समायोजित. यह महत्वपूर्ण है एक संकीर्ण सीमा के भीतर शरीर का तापमान बनाए रखने के (37.0 डिग्री सेल्सियस 0.5 ± ° सी), के रूप में तापमान और दिल की दर में भी उदारवादी परिवर्तन चूहों में हृदय समारोह को प्रभावित. चार पंजे और उन्हें ईसीजी इलेक्ट्रोड के लिए टेप करने के लिए इलेक्ट्रोड जेल लागू करें. 2. दिल की मूल्यांकन सिस्टोलिक समारोह इस प्रक्रिया को शुरू करने के लिए, सीने में मुख्य रूप से दिल overlying क्षेत्र preheated अल्ट्रासाउंड जेल की एक परत को लागू करने के लिए,. जेल अनुमानित शरीर के तापमान को गर्म किया जाना चाहिए. ठंड जेल की एक मात्रा तेजी से शरीर का तापमान घटाने की दर से जोड़ सकते हैं. जेल में हवाई बुलबुले, जो अल्ट्रासोनिक इमेजिंग के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं से बचें. एक मामूली कोण के तहत एक मामूली ऊपर की ओर स्थिति (सिर) में माउस स्थिर. एक micromanipulator का प्रयोग, जांच और दिल के बीच एक 90 ° कोण के साथ अल्ट्रासाउंड जांच स्थिर. लघु अक्ष echocardiographic माप बनाने शुरू करने के लिए, छाती पर जांच parasternally कम. उरोस्थि पर सीधे या त्वचा पर जांच रखने से बचें, के रूप में इस संकेत बिगाड़ना जाएगा. सबसे पहले, हम प्रदर्शन करने के लिए दो आयामी (2d) इमेजिंग ('बी मोड') parasternal छोटी अक्ष के साथ एक दृश्य प्राप्त करेंगे. जांच के देखने के क्षेत्र को समायोजित करने के लिए एक पूरा जानवर के दिल के आकार के आधार पर छवि प्राप्त करने के लिए. इस उन्मुखीकरण में एक उचित छवि बाएं वेंट्रिकल और सही निलय की दीवार के एक मामूली हिस्सा शामिल होंगे. तीर (वीडियो में दिखाया गया है) anterolateral और posteromedial इल्लों से भरा हुआ मांसपेशियों, एल.वी. के पीछे और पूर्वकाल दीवारों, intraventricular septal दीवार, और सही निलय की दीवार के एक मामूली हिस्सा इंगित करता है. इन मापों के दौरान संभावित दीवार गति (उदाहरण के लिए, hypokinesia, asynchrony akinasia) असामान्यताएं या aneurysms लिए विशेष ध्यान देना. अगला, हम एम मोड इकोकार्डियोग्राफी, जो एक 1 – आयामी (1D) दृश्य प्रदान करता है का प्रयोग, हृदय आयामों और सिकुड़ना के ठीक माप प्राप्त होगा. स्टोर सिस्टोलिक छोड़ दिया ventricular समारोह के मापदंडों के बाद मूल्यांकन के लिए छवियों का अधिग्रहण किया. 3. हार्ट के Diastolic फंक्शन का मूल्यांकन हालांकि अभी भी parasternal कम अक्ष को देखने, हम ऊतक डॉपलर इमेजिंग (TDI) का प्रदर्शन करने के लिए myocardial गति के वेग उपाय कर सकते हैं. क्षेत्र के लिए ब्याज की एक रेडियल धुरी मूल्यांकन के लिए पीछे छोड़ दिया ventricular की दीवार को शामिल करने के लिए चिह्नित है. प्राप्त तरंग चार चोटियों है डायस्टोलिक समारोह का मूल्यांकन करेंगे: IVRT, ई 'ए', और IVCT. एस 'सिस्टोलिक वेग का प्रतिनिधित्व करता है. (चित्रा 3B) इन मानकों प्रतिनिधि परिणाम अनुभाग में बाद में वर्णित किया जाएगा. पल्स लहर डॉपलर (पीडब्ल्यूडी) myocardial ऊतकों में एक विशिष्ट गहराई में एक छोटे से क्षेत्र के भीतर रक्त प्रवाह के वेग को मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. पार mitral प्रवाह पैटर्न छवि, पशु Trendelenburg स्थिति में पीछे की ओर झुकाव. जांच ऊपर की ओर झुकाएँ, जैसे कि दिल के शीर्ष के साथ जांच के orthogonal है. अब isoflurane स्तर को बढ़ाने के लिए 300-350 bpm, जो mitral वाल्व के आंदोलन धीमी हो जाएगी हृदय की दर को कम. तुलना अध्ययन के लिए, यह महत्वपूर्ण है पशुओं के बीच इसी तरह की दिल की दर को बनाए रखने. एक संदर्भ बिंदु के रूप में वाल्व भर में प्रवाह को मापने के mitral वाल्व के आंदोलनों कल्पना. Mitral वाल्व की नोक पर नमूना मात्रा रखें. Mitral वाल्व का उपयोग पीडब्ल्यूडी के पार प्रवाह पैटर्न उपाय. दो लहरों विशेषता देखा जाता है, वेंट्रिकल (जल्दी लहर [ई]) के निष्क्रिय भरने का प्रतिनिधित्व करने, औरएक आलिंद प्रकुंचन (atrial लहर [एक]) के साथ सक्रिय भरने के साथ संगत. एक स्वस्थ दिल में, वेग ई – लहर लहर (चित्रा 3C) की है कि तुलना में थोड़ा अधिक है. एक बार सभी मापन पूरा कर रहे हैं, इलेक्ट्रोड (मानक धुंध पैड के साथ धीरे पोंछते द्वारा) जेल और जानवर से मजबूरी हटा दें. अनर्गल जानवर गर्म ईसीजी पैड के ऊपर एक ईमानदार स्थिति में ठीक करने के लिए और बंद संज्ञाहरण बारी की अनुमति दें. जब माउस जागता है, वह अपने पिंजरे में वापस. 4. प्रतिनिधि Transthoracic इकोकार्डियोग्राफी परिणाम अवेध्य echocardiographic अध्ययन के लिए छोड़ दिया ventricular morphology और हृदय रोग के murine मॉडल में समारोह का आकलन किया जा सकता है 4,5 इस तकनीक को व्यापक रूप से प्रयोग किया जाता है और intracardiac दबाव मात्रा measurements.8 पाश जैसे टर्मिनल प्रक्रियाओं के लिए एक वैकल्पिक, एल.वी. समारोह का आकलन प्रदान करता है. या पूर्व vivo काम दिल मॉडल. transthoracic इकोकार्डियोग्राफी एम मोड द्वारा 9 एल.वी. कक्ष आयामों के आकलन असामान्य एल.वी. चैम्बर बढ़ने या हृदय रोग के विभिन्न मॉडलों में वृद्धि की दीवार मोटाई का पता लगाने के के लिए अनुमति देता है 5 इस प्रकार, transthoracic इकोकार्डियोग्राफी, नाड़ी लहर डॉपलर के साथ संयुक्त. systolic और चूहों में diastolic हृदय समारोह के गैर इनवेसिव मूल्यांकन के लिए एक व्यापक अवसर का गठन किया. चित्रा 1. Vevo इकोकार्डियोग्राफी और डॉपलर इमेजिंग के लिए 770 Vivo सिस्टम माइक्रो इमेजिंग में उच्च संकल्प के अवलोकन (ए) हम शारीरिक निगरानी इकाई, ईकेजी बोर्ड, और आरएमवी 30MHz स्कैन सिर के साथ VisualSonics एकीकृत रेल प्रणाली का उपयोग करें. (ख) माउस तैनात है और एकीकृत ईसीजी इलेक्ट्रोड (सोने के रंग) के साथ हीटिंग बोर्ड पर ठीक से संयम . चार अंग ईसीजी इलेक्ट्रोड में टेप कर रहे हैं. (सीडी) पल्स लहर डॉपलर के लिए उचित कोण दिखा फोटो डायस्टोलिक समारोह माप, के रूप में प्रोटोकॉल की धारा 4 में वर्णित प्राप्त करते थे. सिस्टोलिक समारोह माप के लिए जांच अभिविन्यास वीडियो प्रोटोकॉल में शो कर रहे हैं. चित्रा 2. प्रतिनिधि 2D इकोकार्डियोग्राफी (B मोड) (ए) पैरा sternal कम अक्ष दृश्य छवियाँ बाएं निलय पूर्वकाल (ऐडवर्ड्स) और पीछे दीवारों (पीडब्लू), intraventricular septal दीवार (SW), और पार्श्व दीवार (LW) दिखा. बाएं निलय लुमेन के व्यास बाएं निलय आंतरिक व्यास (LVID) के रूप में मापा जा सकता है है. तारांकन posteromedial इल्लों से भरा हुआ मांसपेशियों को इंगित करता है. (बी) ई / एक शिखर वेग के निर्धारण के लिए mitral वाल्व पर एक क्षेत्र को देखने के साथ शिखर दृश्य चार कक्ष . MVAL, mitral वाल्व पूर्वकाल पत्रक, MVPL, mitral वाल्व पीछे पत्रक, आर.वी., सही वेंट्रिकल; एल.वी., निलय छोड़ दिया है. चित्रा 3. अधिग्रहण और इकोकार्डियोग्राफी और डॉपलर डेटा की मात्रा है. यह आंकड़ा 2 डी इकोकार्डियोग्राफी चित्रा 2 में प्रस्तुत छवियों के लिए अधिग्रहीत की इसी डेटा के प्रतिनिधि चित्र शामिल हैं. (ए) एम मोड (ESD) अंत systolic और अंत diastolic व्यास (EDD) का संकेत लाइनों के साथ अनुरेखण . LVAWD / एस, बाएं निलय पूर्वकाल दीवार मोटाई (/ पाद लंबा और प्रकुंचन); / LVPWD एस, निलय पीछे दीवार मोटाई (/ पाद लंबा और प्रकुंचन) छोड़ दिया है. (बी) एल.वी. पीछे की दीवार के ऊतकों डॉपलर इमेजिंग के लिए प्रतिनिधि tracings . IVRT, isovolumic विश्राम का समय; IVCT, isovolumic संकुचन समय. ई 'लहर के दौरान जल्दी एल.वी. के भरने डायस्टोलिक mitral वलय की गति से मेल खाती है, और एक' लहर देर एल.वी. के भरने के दौरान atrial प्रकुंचन से originates. एस 'सिस्टोलिक वेग का प्रतिनिधित्व करते हैं. (सी) पल्स लहर डॉपलर रिकॉर्डिंग mitral वाल्व पत्रक युक्तियों के mitral अंतर्वाह वेग पैटर्न जो जल्दी डायस्टोलिक वेग (ई), diastolic संकुचन के साथ देर डायस्टोलिक वेग (ए), और / ई अनुपात से प्राप्त किया जा सकता है प्रदान करता है . IVRT भी एक उपयोगी डायस्टोलिक समारोह और भरने दबाव विशेषताएँ चर है. एट इंजेक्शन समय इंगित करता है.

Discussion

यह महत्वपूर्ण है चूहों की एक पलटन के भीतर संज्ञाहरण के स्तर ^पर, 10 शरीर का तापमान, और हृदय की दर को मानकीकृत करने के लिए चूहों के विभिन्न समूहों या जीनोटाइप के बीच तुलना की सुविधा जब एम – मोड इकोकार्डियोग्राफी का उपयोग कर. पीडब्ल्यूडी डायस्टोलिक समारोह के मूल्यांकन के लिए, क्रम में murine दिल की diastolic गुणों का मूल्यांकन दिल की दर कम होना चाहिए. जानवर के महत्वपूर्ण कार्य के निकट hemodynamic विफलता और मृत्यु को रोकने के क्रम में मनाया चाहिए. दूसरी ओर, सिस्टोलिक समारोह एम मॉडल इकोकार्डियोग्राफी, दिल की दर प्रति मिनट 400 धड़कता से नीचे का उपयोग माप के लिए अंत diastolic व्यास एल.वी. की वृद्धि हुई भरने के लिए वजह से बढ़ाने के लिए पैदा कर सकता है.

Materials

Material Name	Type	Company	Catalogue Number	Comment
Vevo 770 high-resolution in vivo micro-imaging system *		VisualSonics		www.visualsonics.com/products
RMV (Real-time MicroVisualization) 707B 30MHz ccanhead with encapsulated transducer		VisualSonics		www.visualsonics.com/products
Vevo integrated rail system including physiological monitoring unit		VisualSonics		www.visualsonics.com/products
Vevo compact anesthesia system		VisualSonics		www.visualsonics.com/products
Heating lamp		General Supply
Hair removal lotion (Nair)		General Supply
Sigma créme (electrode cream)		Parker Labs		Part#17-05; www.cardioogyshop.com
Ecogel 100 ultrasound gel		Eco-Med Pharmaceuticals Inc.		Code 30GB; www.eco-med.com
Standard gauze pads		Safe Cross First Aid
Tape/ cotton swabs/ heating pads (x2)/ Clidox/ ddH2O		General Supply

* Required software is Vevo software including B-Mode application, pulse wave Doppler application, and cardiovascular analysis tools package.