Summary
経胸壁心エコー検査は、マウスの心機能の評価のための非侵襲的方法を提供しています。超音波検査とドップラーイメージングモダリティの組み合わせは、一緒に心臓の収縮期および拡張期のパフォーマンスの評価を提供する、心臓と心臓内の血流の寸法測定を、得るために使用することができます。
Abstract
近年では、マウスモデルは遺伝子発現の変化に起因する心機能障害の分子機構を研究するための主要手段となっている。トランスジェニック、遺伝子ターゲッティング方法は、変更された心臓の大きさと機能を持つマウスを作製するために使用することができます。
Protocol
1。イメージング研究のための準備マウス
- 前の画像診断に、誘導チャンバ内にマウス（2％イソフルラン0.5 L /分と混合100％O 2）を麻酔。オペレータの安全のために廃ガスをフィルタするようにしてください。誘導室から動物を外し、ネックラインからミッド胸の高さに毛を剃ることをバリカンを使用してください。その後、脱毛クリームと残りの体の毛を取り除く。この製剤は、マウスでは潜在的な望ましくないストレス反応を最小限に抑えるために一日前にイメージング研究に行ってもよい。
- （ゲルの塗布で角膜の接触を避けるため）強膜の乾燥を防ぐために、両眼にゲルをduralube適用されます。体温を維持するために埋め込まれたECGリードと加熱パッドの上仰臥位で麻酔したマウスを置きます。
- 手続きを通じて定常状態鎮静のレベル（0.5 L /分100％O 2と混合イソフルラン1.0％〜1.5％）を維持するために麻酔のシステムに接続されているノーズコーン内で鼻を置きます。鎮静を確認するために、つま先やテールピンチを実行します。必要に応じて、麻酔のレベルは、450の目標心拍数± 1分間に50ビート（BPM）を得るために調整することができます。
- ゆっくりと連続的に加熱パッドを介して体内の温度を監視し、調整するために直腸プローブを（潤滑後に）挿入する。それは温度と心拍数でさえ緩やかな変化がマウスの心機能に影響を与えるとして、（37.0℃± 0.5℃）の狭い範囲内で体温を維持することが重要です。
- フォーパウとテープそれらのECG電極に、電極のゲルを適用します。
2。心臓の収縮機能の評価
- この手順を開始するには、心臓を覆う面積主に、胸に予熱した超音波ゲルの層を適用する。ゲルは、おおよその体温まで温めてください。冷たいゲルの体積が急速に体温の損失の割合を追加してもかまいません。超音波画像と干渉する可能性ゲル中の気泡を、避けてください。
- わずかな角度で軽く上向きの位置（ヘッドアップ）でマウスを固定化する。マイクロマニピュレータを用いて、プローブと心臓の間に90 °の角度で超音波プローブを固定化する。
- 短軸心エコー測定を行う開始するには、parasternally胸部の上にプローブを下げます。これは信号を歪ませるので、直接に胸骨の上または皮膚にプローブを置かないでください。
- 最初に、我々は傍胸骨短軸に沿ってビューを取得するために、2次元（2D）画像を（'B -モード'）が実行されます。動物の心臓の大きさに応じて完全な画像を得るために、プローブの表示領域を調整します。
- この方向で適切な画像は、左心室と右心室壁のわずかな部分が含まれます。矢印は（ビデオ参照）前外側および後内側乳頭筋、LVの後部と前部壁、脳室内隔壁、および右心室壁のわずかな部分を示している。これらの測定時には、潜在的な壁運動異常（例えば、運動低下、akinasia、非同期）または動脈瘤に特に注意してください。
- 次に、我々は、心臓の大きさと収縮性の微細な測定値を得るために、1次元（1D）のビューを提供するM -モード心エコー図を、使用します。ストアは、収縮期左心室機能のパラメータの後の評価のための画像を取得しました。
3。心臓の拡張機能を評価する
- それでも傍胸骨短軸を表示している間、我々は心筋運動の速度を測定するための組織ドップラーイメージング（TDI）を実行することができます。関心領域は、半径方向の軸の評価のための後方左心室壁を含むようにマークされます。 IVRT、E'、'、およびIVCT：得られる波形は、拡張機能を評価するための4つのピークを持つことになります。 S'は、収縮期速度を表します。 （図3B）これらのパラメータは、代表的な結果のセクションで後述する。
- パルス波ドップラー（PWD）は、心筋組織内の特定の深さで、小さなエリア内の血流速度を測定するために使用することができます。画像トランス僧帽弁フローパターンをするために、トレンデレンブルグポジションで後方に動物を傾けます。 、上向きプローブは心尖と直交になるようにプローブを傾けます。
- 今僧帽弁の動きを遅くする300〜350 BPM、に心拍数を下げるためにイソフルランレベルを増加させる。比較研究のために、動物の間で同様の心拍数を維持することが重要です。
- バルブ前後の流れを測定する基準点として僧帽弁の動きを視覚化する。僧帽弁の先端にサンプル量を置きます。
- PWDを使用して僧帽弁全体の流れのパターンを測定します。二つの波が特徴的に見られ、心室の受動的な充填（初期の[E]波）を表し、もう一つは心房収縮期（心房[A]波）を持つアクティブな充填と一致して一つ。健康な心臓では、E -波の速度は、波（図3C）のそれよりわずかに大きいです。
- すべての測定が完了すると、電極のゲル（軽く標準ガーゼパッドで拭いて）と、動物から制約を削除します。気ままな動物は、直立した状態で加熱されたECGパッドの上に回復して、麻酔をオフにすることができます。マウスが覚醒したとき、そのケージに戻します。
4。代表的な経胸壁心エコーの結果
非侵襲的心エコー研究は心臓疾患のマウスモデルでは左室の形態と機能を評価するために使用することができます。4,5この手法は広く使われていると左室機能を評価するため、端末の手順に代わるものを提供され、そのような心臓内の圧容積ループmeasurements.8としてまたはex vivoでの作業心臓モデルが。経胸壁M -モード心エコー図によるLV室の大きさの9評価は、異常LV室の肥大や心臓病の様々なモデルの増加壁の厚さを検出することができます。パルス波ドップラーと組み合わせてこのように5、経胸壁心エコー検査は、 、収縮期およびマウスの拡張期心機能の非侵襲的評価のための包括的な手段を構成している。
図1。心エコー検査とドップラーイメージングのin vivoマイクロイメージングシステムでVEVO 770高解像度の概要は、（A）私たちは、生理学的モニタリングユニット、EKGボード、およびRMV 30MHzのスキャンヘッドとVisualSonics統合された鉄道システムを使用してください。 （B）マウスが配置され、適切に統合されたECG電極（ゴールドカラー）と加熱基板上に拘束される。四肢は、ECG電極にテープで固定されています。 （CD）パルス波ドップラーのために適切な角度を示す写真は、プロトコルのセクション4で説明されている拡張機能の測定値を、取得するために使用。収縮機能の測定用プローブの向きは、ビデオのプロトコルでのショーです。
図2。代表的な2次元の心エコー画像（Bモード）。左室前（AW）と後部（PW）の壁、心室内の隔壁（SW）、及び側壁（LW）を示す（A）パラ胸骨短軸像。左心室内腔の直径は、左心室内径（LVID）として測定することができる。アスタリスクは、後内側乳頭筋を示している。 E /ピーク速度を測定するための僧帽弁以上の表示領域を持つ（B）アピカル四腔像。 MVAL、僧帽弁前尖、MVPL、僧帽弁後尖、RV、右心室、左心室は、心室を残した。
図3。心エコー検査とドップラーデータの収集と定量化は、この図は、図2に示した断層心エコー法の画像に対応する取得したデータの代表的な画像が含まれています。 （A）Mモードでは、収縮末期（ESD）と拡張末期径（EDD）を示す線をトレース。 LVAWD / Sは、心室前壁の厚さ（拡張期/収縮期）を残し、LVPWD / S、左室後壁の厚さ（拡張期/収縮期）。 （B）LV後壁の組織ドップラーイメージングのための代表的なトレーシング。 IVRT、等容性弛緩時間、IVCT、等容収縮時間。 E'波がLVの拡張早期充満時の僧帽弁輪の動きに対応しており、"波がLVの充填年代後半に心房収縮に由来する。 S'は、収縮期速度を表しています。 （C）僧帽弁尖の先端のパルス波ドップラー記録は拡張早期速度（E）、拡張期収縮による後期拡張期血流速度（）、およびE / A比を引き出すことができるから僧帽弁流入速度パターンが用意されています。 IVRTはまた、拡張機能と充填圧力を特徴付けるために有用な変数です。 ETは駆出時間を示します。
Discussion
M -モード心エコー図を使用するときにマウスの異なるグループまたは遺伝子型間の比較を容易にするためにマウスのコホート内麻酔のレベルは、10体の温度、および心拍数を標準化することが重要です。拡張機能のPWDの評価のために、心拍数はマウス心臓の拡張期特性を評価するために小さくする必要があります。動物の生体機能は密接に血行動態の障害や死を防ぐために観察する必要があります。一方、M -モデルの心エコー検査を用いて収縮機能の測定のために、毎分400拍以下の心拍数は、拡張末期径が増加LVの充填のために増加する可能性があります。
Acknowledgments
我々は、このプロジェクトや施設への親切なアクセスが可能な専門家の助けのために博士コーリーレイノルズとBCMのマウスの表現型のコアを感謝したいと思います。 XHTWは、医学研究でWMケック財団特別若い学者であり、そしてまた、NIH / NHLBIの助成金R01 - HL089598とR01 - HL091947、および筋ジストロフィー協会の助成金＃69238でサポートされています。この作品は、ハートのCaMKIIシグナリングのための財団Leducqアライアンスによって部分的にサポートされています。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Vevo 770 high-resolution in vivo micro-imaging system * | VisualSonics, inc. | www.visualsonics.com/products | |
| RMV (Real-time MicroVisualization) 707B 30MHz ccanhead with encapsulated transducer | VisualSonics, inc. | www.visualsonics.com/products | |
| Vevo integrated rail system including physiological monitoring unit | VisualSonics, inc. | www.visualsonics.com/products | |
| Vevo compact anesthesia system | VisualSonics, inc. | www.visualsonics.com/products | |
| Heating lamp | General Supply | ||
| Hair removal lotion (Nair) | General Supply | ||
| Sigma créme (electrode cream) | Parker Laboratories Inc. | 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. |
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References
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