Summary
Transtorasik ekokardiyografide farelerde kalp fonksiyonunun değerlendirilmesi için noninvaziv bir yöntem sunmaktadır. Kalp ve intrakardiyak kan akımı, kalp sistolik ve diyastolik performans birlikte bir değerlendirme sağlamak boyutlu ölçümler elde etmek için kullanılan ultrason ve Doppler görüntüleme yöntemleri bir arada olabilir.
Abstract
Son yıllarda, fare modelleri, gen ekspresyonu değişiklikleri kaynaklanan kardiyak disfonksiyon moleküler mekanizmaları çalışmak için birincil cadde haline gelmiştir. Transgenik ve gen hedefleme yöntemleri değişmiş kalp boyutu ve fonksiyonu ile fareler üretmek için kullanılabilir
Protocol
1. Görüntüleme Çalışmaları hazırlanması Fare
- Önce görüntüleme çalışmaları, indüksiyon odasında fare (2% izofluran 0,5 L / dk ile karıştırılarak% 100 O 2) uyutmak. Operatörün güvenliği için atık gaz filtre emin olun. Indüksiyon odasından çıkarın ve hayvan kürk yaka orta göğüs seviyesine traş, saç kesme makineleri kullanmak. Sonra epilasyon kremi ile kalan vücut saç kaldırmak. Bu preparat, farelerde potansiyel istenmeyen stres tepkileri en aza indirmek için bir gün önce görüntüleme çalışmaları yapılabilir.
- Sklera kurutulması (kornea jel aplikatör ile iletişime önlemek) önlemek için her iki göze jel uygulayın duralube. Gömülü EKG ile bir ısıtma yastığı tepesinde yatar pozisyonda anestezi Farenizi vücut ısısını korumak için açar.
- Işlem boyunca istikrarlı bir devlet sedasyon seviyesi (0.5 L / dk% 100 O 2 ile karışık izofluran% 1.0 -% 1.5) korumak için anestezi sistemine bağlı bir burun konisi içinde burunları yerleştirin . Sedasyon onaylamak için bir parmak veya kuyruk tutam gerçekleştirin. Gerekirse, anestezi düzeyi, hedef kalp hızı 450 ± 50 dakikada vuruş (bpm) elde etmek için ayarlanabilir.
- Yavaşça sürekli izlemek ve ısıtma yastığı aracılığıyla vücut ısısını ayarlamak için bir rektal prob (yağlama sonra) yerleştirin. Dar bir aralık içinde vücut ısısını korumak için önemlidir (37,0 ° C ± 0.5 ° C), ısı ve kalp hızı hatta ılımlı değişiklikler farelerde kalp fonksiyonunu etkileyebilir.
- Dört pençeleri ve teyp EKG elektrotlar, elektrot jeli uygulayın.
2. Kalp değerlendirilmesi Sistolik Fonksiyon
- Bu yordamı başlamak için öncelikle alan, kalp üzerinde, göğüste, önceden ısıtılmış ultrason jel bir katman uygulamak. Jel, yaklaşık vücut ısısı ısındı olmalıdır. Soğuk jel hacmi hızla vücut ısısı kaybı oranı ekleyebilirsiniz. Ultrasonik görüntüleme müdahale jel hava kabarcıkları kaçının.
- Fareyi hafifçe yukarıya doğru hafif bir açı altında bir pozisyonda (baş yukarı) hareketsiz. Bir mikromanipülatör kullanarak, ultrason probu, prob ve kalp arasında bir 90 ° açı ile hareketsiz.
- Kısa eksen ekokardiyografik ölçümler yapmaya başlamak için, toraks üzerine parasternally prob düşüktür. Bu sinyali deforme olarak, sternum üzerinde doğrudan ya da cilde prob koymaktan kaçının.
- Öncelikle, parasternal kısa eksen boyunca bir görünüm elde etmek için iki boyutlu (2D) görüntüleme ('B-mod') gerçekleştirecektir. Hayvanın kalp büyüklüğüne göre komple bir görüntü elde etmek için probun görüş alanı ayarlayın.
- Bu yönde düzgün bir görüntü, sol ventrikül ve sağ ventrikül duvar hafif bir bölümü yer alacak. Ok (video gösterilir), anterolateral ve posteromedial papiller kaslar, LV arka ve ön duvarları, intraventriküler septum duvar ve sağ ventrikül duvar hafif bir kısmını gösterir. Bu ölçümler sırasında, potansiyel duvar hareket bozuklukları (örneğin, hipokinezi, akinasia, asenkroni) ya da anevrizmalar özellikle dikkat edin.
- Sonra, kalp boyutları ve kontraktilite ince ölçümler elde etmek için, 1-boyutlu (1D) sağlayan M-mod ekokardiyografi, kullanacaktır. Mağaza sistolik sol ventrikül fonksiyon parametreleri sonraki değerlendirme için görüntüleri satın aldı.
3. Kalbin Diyastolik Fonksiyon değerlendirilmesi
- Parasternal kısa eksen hala izlerken, biz miyokard hareket hızını ölçmek için doku Doppler görüntüleme (TDI) gerçekleştirebilirsiniz. Radyal eksen değerlendirilmesi için bir arka sol ventrikül duvar ilgi bölge işaretlenir. Elde edilen dalga şekli diyastolik fonksiyonu değerlendirmek için dört zirveleri olacak: IVRT, E, A 've IZKS. S 'sistolik hızı temsil eder. Bu parametreler (Şekil 3B) temsilcisi sonuç bölümünde daha sonra açıklanacaktır.
- Pulse-wave Doppler (PWD) küçük bir alan içinde belirli bir derinlikte miyokard dokusunda kan akış hızını ölçmek için kullanılabilir. Trans-mitral akım paterni görüntü için, Trendelenburg pozisyonuna hayvan geriye doğru eğin. Prob kalbin apeks ile ortogonal olduğu gibi, yukarı prob yatırın.
- Şimdi 300-350 bpm, mitral kapak hareketi yavaş kalp hızı daha düşük izofluran düzeyini artırmak. Karşılaştırma çalışmaları için, hayvanlar arasında benzer kalp hızı sağlamak için önemlidir.
- Vana genelinde debisini ölçmek için bir referans noktası olarak mitral kapak hareketleri gözünüzde canlandırın. Örnek hacmi, mitral kapak ucunda yerleştirin.
- PWD kullanarak mitral kapak üzerinden akım paternleri ölçün. İki dalgaları karakteristik görülür, ventrikül pasif dolum (erken [D] dalga) temsil eden bir vetutarlı bir atriyal sistol (atriyal [A] dalga) ile aktif dolgulu. Sağlıklı bir kalp, E-dalga hızı, A dalga (Şekil 3C) biraz daha fazla.
- Tüm ölçümler tamamlandıktan sonra, elektrot jeli (Standart gazlı bez ile hafifçe silerek) ve hayvan koltuk çıkarın. Dizginlenmemiş hayvan dik bir pozisyonda ısıtmalı EKG pad tepesinde kurtarmak ve anestezi kapatmak için izin verin. Fare zaman uyanır, kafes dönün.
4. Temsilci Transtorasik Ekokardiyografi Sonuçlar
Noninvaziv ekokardiyografik çalışmada, sol ventrikül morfolojisi ve kardiyak hastalık fare modelleri fonksiyonu değerlendirmek için kullanılan olabilir, 4,5 Bu tekniğin yaygın olarak kullanılan ve intrakardiyak basınç-volüm halkası measurements.8 terminali prosedürler olarak sol ventrikül fonksiyonunu değerlendirmek için bir alternatif sağlar. veya ex vivo çalışma kalp modeli. transtorasik M-mode ekokardiyografi ile sol ventrikül odası ölçüleri 9 Değerlendirme anormal AG oda genişleme veya artmış duvar kalınlığı, kalp hastalığı çeşitli modeller tespiti için izin verir., Böylece nabız dalga Doppler ile birlikte 5, transtorasik ekokardiyografi, sistolik ve diyastolik kalp fonksiyonu farelerde non-invaziv değerlendirilmesi için kapsamlı bir cadde oluşturmaktadır.
Şekil 1. Ekokardiyografi ve Doppler Görüntüleme Vivo Micro-Görüntüleme Sistemi Vevo 770 Yüksek Çözünürlüklü Bakış (A) fizyolojik izleme ünitesi, EKG kurulu, ve RMV 30MHz tarama kafası ile VisualSonics entegre raylı sistem kullanır. (B) fare konumlandırılmış ve entegre EKG elektrotları (altın rengi) ile ısıtma kartı düzgün bir şekilde kısıtlama. EKG elektrotları içine dört bacağı bantlanmış vardır. (CD) nabız dalga Doppler için uygun açılarda gösteren fotoğraflar, diyastolik fonksiyon ölçümleri, protokolün 4. bölümde açıklandığı gibi elde etmek için kullanılır . Sistolik fonksiyon ölçümleri için prob yönlendirmesi video protokolü göstermek.
Şekil 2. Temsilci 2D Ekokardiyografi Görüntüler (B-mod) sol ventrikül anterior (KS) ve posterior (PW) duvarları, intraventriküler septum duvar (SW) ve lateral duvar (LW) gösteren (A) Para-sternal kısa eksen. Sol ventrikül lümen çapı, sol ventrikül iç çapı (LVID) olarak ölçülebilir. Yıldız posteromedial papiller kas gösterir. E / A zirve hızlarının belirlenmesi için mitral kapak üzerinde bir görüş alanı (B) Apikal dört odacık. MVAL, mitral kapak ön broşür; MVPL, mitral kapak posterior broşür, RV, sağ ventrikül; AG, sol ventrikül.
Şekil 3. Ekokardiyografi ve Doppler Veri Toplama ve Niceleme. Bu rakam, Şekil 2'de sunulan 2 boyutlu ekokardiyografi görüntüleri ile ilgili elde edilen verilerin temsili görüntülerini içerir. (A) M-mod sistol sonu (ESD) ve diyastol sonu çapları (EDD) gösteren çizgiler ile izleme. LVAWD / S, sol ventrikül ön duvar kalınlığı (diyastol / sistol); LVPWD / S, sol ventrikül arka duvar kalınlığı (diyastol / sistol). (B) iz LV arka duvar doku Doppler görüntüleme Temsilcisi. IVRT, izovolümik gevşeme zamanı; IZKS, izovolümik kontraksiyon zamanı. E dalga erken diyastolik LV dolum sırasında mitral annulus hareket gelir ve A dalga geç LV dolum sırasında atriyal sistol kaynaklanır. S 'sistolik hız temsil eder. (C) mitral kapak broşür ipuçları nabız dalga Doppler kayıt, mitral erken diyastolik hız (E), diyastolik daralma geç diyastolik hız (A) ve E / A oranı elde edilebileceği hız desen sağlar . IVRT diyastolik fonksiyon ve dolum basınçları karakterize etmek için de yararlı bir değişkendir. ET ejeksiyon zamanı gösterir.
Discussion
M-mod ekokardiyografi kullanarak farelerde farklı gruplar veya genotipler arasında karşılaştırma kolaylaştırmak için, farelerin bir kohort içinde anestezi düzeyi, 10 vücut ısısı, kalp atış hızı standartlaştırmak için önemlidir . PWD diyastolik fonksiyon değerlendirme için fare kalbin diyastolik özellikleri değerlendirmek için, kalp atım hızı düşürülmelidir. Hayvan hayati fonksiyonları yakından hemodinamik yetmezliği ve ölüm önlemek için dikkat edilmelidir. Öte yandan, M-model ekokardiyografi, kalp hızı dakikada 400 vuruş altına kullanılarak sistolik fonksiyon ölçümleri için diyastol sonu çapları artmış LV dolum nedeniyle artmasına neden olabilir.
Acknowledgments
Biz Dr. Corey Reynolds ve bu proje ve tesislerin tür erişim ile uzman yardımı için BCM Fare fenotipleme Core teşekkür etmek istiyorum. XHTW WM Keck Tıp Araştırma Vakfı Seçkin Genç Bilim İnsanı, ve aynı zamanda NIH / NHLBI hibe R01-HL089598 ve R01-HL091947 ve Müsküler Distrofi Birliği hibe # 69.238 tarafından desteklenmektedir. Bu çalışma aynı zamanda Heart CaMKII Sinyal Vakfı Leducq Alliance tarafından kısmen destekleniyor.
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. |
|||
References
- Zhang, T. M. aier, S, L., Dalton, N. D. The deltaC isoform of CaMKII is activated in cardiac hypertrophy and induces dilated cardiomyopathy and heart failure. Circ Res. 92 (8), 912-912 (2003).
- Srivastava, D., Thomas, T., Lin, Q. Regulation of cardiac mesodermal and neural crest development by the bHLH transcription factor, dHAND. Nat Genet. 16 (2), 154-154 (1997).
- Sood, S., Chelu, M. G., van Oort, R. J. Intracellular calcium leak due to FKBP12.6 deficiency in mice facilitates the inducibility of atrial fibrillation. Heart Rhythm. 5 (7), 1047-1047 (2008).
- Gardin, J. M., Siri, F. M., Kitsis, R. N. Echocardiographic assessment of left ventricular mass and systolic function in mice. Circ Res. 76 (5), 907-907 (1995).
- Tanaka, N., Dalton, N., Mao, L. Transthoracic echocardiography in models of cardiac disease in the mouse. Circulation. 94 (5), 1109-1109 (1996).
- Patten, R. D., Aronovitz, M. J., Bridgman, P. Use of pulse wave and color flow Doppler echocardiography in mouse models of human disease. J Am Soc Echocardiogr. 15 (7), 708-708 (2002).
- Garcia-Fernandez, M. A., Azevedo, J., Moreno, M. Regional Left Ventricular Diastolic Dysfunction Evaluated by Pulsed-Tissue Doppler Echocardiography. Echocardiography. 16 (5), 491-491 (1999).
- Pacher, P., Nagayama, T., Mukhopadhyay, P. Measurement of cardiac function using pressure-volume conductance catheter technique in mice and rats. Nat Protoc. 3 (9), 1422-1422 (2008).
- Larsen, T. S., Belke, D. D., Sas, R. Pflugers Arch. 437 (6), 979-979 (1999).
- Roth, D. M., Swaney, J. S., Dalton, N. D. Impact of anesthesia on cardiac function during echocardiography in mice. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 282 (6), H2134-H2134 (2002).
