Мышей эхокардиографии и ультразвукового изображения

Summary

Это видео демонстрирует использование рельсовых высокочастотный ультразвуковой зонд для выполнения эхокардиографии на анестезию мыши. Методы описывают как обычных двумерных и М-режим измерения сердечной функции в дополнение к новым, более мощные инструменты, такие как цвет Допплера, деформированного, а также общего и целевого контрастность изображения.

Abstract

Грызун модели сердечной патофизиологии представляют собой ценный инструмент исследования для расследования механизм болезни, а также испытания новых методов лечения. Эхокардиография ¹ представляет собой мощную, неинвазивный инструмент для оценки сердечной серийно морфометрии и функции в живом организме. ^{2 Тем не менее,} с помощью этой техники на мышах возникают специфические трудности из-за небольшого размера и учащенное сердцебиение этих животных. ³ До недавнего времени мало ультразвуковых систем были способны к выполнению качества эхокардиографии на мышах, и те, которые обычно не хватает разрешения изображения и частоты кадров, необходимых для получения действительно количественных измерений . Недавно выпущенных систем, таких как VisualSonics Vevo2100 предоставлять новые инструменты для исследователей тщательно и неинвазивно исследовать функции сердца у мышей. Эта система создает изображения с высоким разрешением и предоставляет возможности анализа аналогичных тем, которые используются с человеческими пациентами. Хотя цветного допплеровского была доступна в течение более 30 лет в организме человека, эта ценная технология только недавно удалось в грызун ультразвук. ^4,5 Цветной Допплер имеет широкое применение для эхокардиографии, в том числе способность быстро оценивать направленность потока в сосудах и через клапаны, и быстро идентифицировать клапана регургитация. Штамм анализ критических заранее, что используется для количественного измерения региональных функцию миокарда. ⁶ Эта технология имеет потенциал, чтобы обнаружить изменения в патологии, или разрешение патологии, раньше, чем традиционные методы. В сочетании с добавлением трехмерной реконструкции изображения, объемные оценки целого органов можно, включая визуализацию и оценку сердечных и сосудистых структур. Мышей-совместимых контрастность изображения также может позволить для объемного измерения и оценки тканевой перфузии.

Protocol

1. Подготовка для работы с изображениями

1. Начните с обеспечения изофлуран наркозом мыши животных обработки платформы в лежачем положении. Место носового конуса над носом животного и рот, чтобы доставить 0,5-1% изофлуран для поддержания анестезии.
2. Безопасные лапы мыши электрода прокладки при проведении гель. Обеспечить соответствующее ЭКГ, температуры тела на 37 ° С и проверить частоту дыхания для физиологической оценки во время съемки.
3. Применяют для удаления волос крем для груди и верхней части живота мыши.
4. Через 2 минуты, используйте мокрую марлю удалить его в крем.

2. Левый парастернальной перспективе оси

1. Как только мышь была подготовлена ​​для работы с изображениями, наклон левой стороне платформы для поворота платформы животного обработки 30 градусов вокруг оси anterioposterior.
2. Восток датчика в вертикальном положении и поверните на 10 градусов против часовой стрелки с выемкой направлен к задней части мыши.
3. Далее, в то время как в двумерном просмотр / видео "B-режиме", нижний датчик над левой парастернальной линии, пока сердце приходит в поле зрения. Как только легочная артерия входит в представление, собирать изображения и сохранять их.
4. Еще в В-режиме, перемещать датчик влево или вправо, пока оттока аорты и вершиной приходят в поле зрения. Некоторые вращения зонда могут быть необходимы для обеспечения надлежащего согласования с длинной оси сердца.
5. Использование видео-захвата для получения данных для последующего анализа. Свернуть поле зрения для обеспечения наивысшего возможного частота кадров ниже по течению регионального анализа напряжения. Каждый раз, когда видео в плен, до 100 кадров сохраняются.
6. Перейдите в режим Цветной Допплер, выбрав "Цветной Допплер". Хотя Цветной Допплер был доступен в течение более 30 лет в организме человека, эта технология только недавно удалось в грызун ультразвук.
7. Чтобы быстро контролировать направление и скорость кровотока, наложение доплеровского окно оцифровывает поток от красным цветом, указывая в сторону потока зонд, на синий, с указанием потока от зонда. Приобретать необходимые изображения путем захвата изображения.
8. После того как все Цветной Допплер данные были получены, включите инструмент для импульсно-доплеровский режим волны, одномерными зрения использоваться для цифровой оценки крови направления потока и скорости с течением времени.
9. Перемещение зонда немного к главе мыши, пока легочная артерия идет в поле зрения. В связи с сердечной недостаточностью, PW / Цветной Допплер измерения легочной артерии могут быть использованы в качестве суррогата правильной функции сердца. Захват изображения по желанию.

3. Левый середине папиллярных короткой оси

1. Короткая ось эхокардиография предоставляет вид на весь левый желудочек контрактов в концентрические моды, и позволяет точно B-и М-режим, основываясь оценки функции сердца и морфометрии.
2. В B-режиме, из парастернальной перспективе оси, вращаются преобразователь ортогональных левой парастернальной перспективе ось на уровне папиллярных мышц.
3. Обеспечить надлежащее место вдоль левого желудочка. Оба папиллярные мышцы должны быть хорошо виден и отделены, давая горизонтальный разрез.
4. С М-режим, места объем пробы через центр желудочка и получать данные.
5. При необходимости, приложите, инициировать и использовать 3-мерные двигателя для получения изображений необходимого для полной 3-мерной реконструкции.
6. Физиология настройки, в том числе частоту дыхания, ЭКГ, установленные для стробирования 3D-захвата изображения в конце диастолы
7. Электромотора 3D визуализации начинается для захвата изображения в конце диастолы.
8. После конце диастолы 3D захват завершен, физиологии параметры частоты дыхания и ЭКГ устанавливаются для стробирования 3D-захвата изображения в конце-систола
9. Электромотора 3D визуализации начинается для захвата изображения в конце-систолы.

4. Подреберье (четыре камеры) вид

1. Подреберье зрения наилучшим подходом для измерения компетентности и градиенты давления через митральный клапан.
2. Наклон верхнего левого угла платформы на всем пути вниз. Восток датчик в сторону правого плеча мыши, поддержание короткой оси вращения зонда.
3. В B-режиме, ниже датчик на верхнюю часть живота так, что она покоится ниже диафрагмы. Визуализируйте митрального клапана с использованием цветного доплеровского как описано выше.

5. Аортальный зрения

1. Поворот животных обработки платформы в левой боковой позиции пролежни. Левая часть платформы должна быть наклонена, насколько это возможно. Далее, ориентировать датчик, наклонена, как далеко вверх насколько это возможно, по длине мыши на уровнелопатки.
2. Нижний датчик уступает правого плеча по передней подмышечной линии. Визуализируйте дуги аорты, а также приобретать изображения.
3. Поднимите голову от мыши, а нижний датчик в супрастернальные вырезки мыши. Визуализация кровотока использованием цветного допплеровского и получать изображения.

6. Представитель Результаты

1. Это длинная ось зрения сердца в В-режиме показывая и левого желудочка и небольшая часть правого желудочка.
2. Здесь, левые Сокращенный вид оси другого сердца было принято в М-режиме. Верхнем рисунке показано положение линии объем пробы в желтый через центр камеры. Нижнее изображение является одномерной следов выше линии с течением времени, а также расчеты морфометрии в голубой
3. Это вид на дуге аорты в B-режиме. Закрытый клапан аорты можно увидеть на левой и кровеносных сосудов, снабжающих головы и верхних конечностей мыши можно увидеть справа.
4. Радиальные анализ Штамм был выполнен на мыши до развития сердечной дисфункции, как показано на верхнем изображении, а мыши с глобальными и региональными гипокинезия диссинхронии, как показано на нижнем изображении. Оба фенотипы были вызваны через поперечные перетяжки аорты, мышиной модели повышенной постнагрузки.
5. На рисунке, время отображается по оси х и радиальная деформация, в процентах, показан на вертикальной оси. Штамм анализ позволяет региональной оценки сердечной функции, которые могут остаться незамеченными в обычных методов, таких как М-режим, в котором только непосредственно меры функции передних свободных стен и задней стенки.
6. Передней свободной стенки отображается зеленым цветом. Розовая линия показывает боковой стенке показано в розовый цвет. Задней стенки показан в голубой цвет. Уступает свободной стены показаны синим цветом. Задняя стенка перегородки показано желтым цветом. Передней перегородкой показан в пурпурный и среднего показано в черный цвет.

Рисунок 1. Левый парастернальной перспективе оси в B-режиме.

Рисунок 2. Левый Сокращенный вид оси в М-режиме.

Рисунок 3. Вид дуги аорты в B-режиме.

Рисунок 4. Радиальные Анализ Штамм две мыши 12 недель после TAC. Зеленый = муравей. свободная стена. Розовый = боковая стена. Голубой = задней стенки. Синий = инф. свободная стена. Желтый = пост. перегородки стены. Пурпурный = передней перегородки. Черный = средний) Мышь с сохраненной функции. Б) мышь с глобальными и региональными гипокинезия диссинхронии.

Discussion

Последовательный высокой частоты эхокардиография стала мощным инструментом для неинвазивного, с высоким разрешением оценка сердечной морфологии и функции, в частности, в мышиной модели заболевания сердца. Поддержание физиологической температуре тела, а также сопоставимые частоты сердечных сокращений между мышами, регулируя уровень анестезии до получения изображения, имеет решающее значение для успеха этого метода. Все изображения должны быть получены с использованием тех же биомаркеров (например, парастернальной долго визуализации оси в папиллярных мышц). Наконец, анализ изображения должны быть выполнены в согласованном порядке (например, единый, ослепленный следователя), чтобы обеспечить воспроизводимость и отсутствие предвзятости.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Vevo 2100 Imaging System (120V)	VisualSonics, inc.	VS-11945
Vevo 2100 Imaging Station 1	VisualSonics, inc.	SA-11982
Ultrasound Gel	Parker Laboratories Inc.	01-08
Isoflurane	Abbott Laboratories	05260-05
Vevo Compact Dual Anesthesia System	VisualSonics, inc.	SA-12055