小鼠超声心动图和超声成像

Summary

本视频演示了利用轨安装的高频超声探头上执行麻醉小鼠的超声心动图。除了更新，更强大的工具，如彩色多普勒，应变分析，以及一般和有针对性的对比成像的方法描述这两个传统的二维和M型测量心脏功能。

Abstract

心脏的病理生理的啮齿类动物模型代表一个有价值的研究工具，调查机制，疾病以及^测试新疗法1超声心动图提供了强大的，非侵入性工具，连续评估一个活生生的动物的心脏形态学和功能。，但是，使用这种技术对小鼠对由于这些动物的体积小，心率加快，独特的挑战。直到最近，很少超声系统能够执行质量超声心动图对小鼠，和那些普遍缺乏的图像分辨率和帧速率要获得真正的定量测量。新发布的系统，如VisualSonics Vevo2100为研究者提供新的工具，以谨慎和非侵入性的调查小鼠的心脏功能。该系统生成高分辨率的图像，并提供与人类患者所使用的类似的分析能力。虽然彩色多普勒已超过30年在人类的，这个宝贵的技术最近才得以在啮齿类动物超声^。4,5彩色多普勒超声心动图，具有广阔的应用前景，包括能够快速评估船只在通过阀门的流量方向性，并迅速查明瓣关闭不全。应变分析是一个重要的的进步，是利用定量测量区域的心肌^功能 。6这项技术有可能检测病理变化，或病理的决议，较常规技术。再加此外，整个器官的三维图像重建容积评估是可能的，包括心脏和血管结构的可视化和评估。鼠兼容相衬成像，还可以让体积测量和组织灌注的评估。

Protocol

1。成像的制备

1. 异氟醚麻醉鼠标的动物仰卧位处理平台的开始。放置一个以上的动物提供0.5-1％异氟醚维持麻醉的鼻子和嘴巴的鼻锥。
2. 鼠标的爪子安全进行凝胶电极片。确保适当的心电图，身体的温度在37℃，呼吸频率，在成像检查生理评估。
3. 脱毛霜鼠标的胸部和上腹部。
4. 2分钟后，用湿纱布取出的奶油。

2。左胸骨旁长轴

1. 一旦鼠标已经准备成像，左侧倾斜的平台，对anterioposterior轴30度旋转的动物处理平台。
2. 东方的垂直位置传感器和旋转10度逆时针的缺口对准鼠标后。
3. 下一步，而在二维观看/视频“B模式”，降低左胸骨旁线传感器，直到心脏映入眼帘。一旦肺动脉映入眼帘，采集图像，并将其储存。
4. 不过在B模式下，移动传感器的左或右，直到主动脉流出和Apex映入眼帘。一些可能是必要的，以确保正确对齐的心脏长轴旋转探头。
5. 使用视频采集，以供后续分析获得的数据。最小化的视野，以确保最高的帧速率可能对下游区域应变分析。每个视频捕获时，前100帧将被保存。
6. 切换选择“彩色多普勒彩色多普勒模式。”虽然彩色多普勒已超过30年在人类的，这项技术最近才得以在啮齿类动物超声。
7. 快速监视的方向和血流速度，多普勒窗口覆盖的数字化从红色的流量，流向探头，蓝色表示，说明流量远离探头。获得必要的图像，通过图像采集。
8. 已获得，一旦所有的彩色多普勒数据，仪器开关脉冲波多普勒模式下，一维的观点，用于数字评估血流方向和速度随着时间的推移。
9. 走向探针头鼠标稍微直到肺动脉映入眼帘。在心力衰竭的情况下，PW /彩色多普勒测量肺动脉可作为右心功能的替代品。捕捉所需的图像。

3。左乳头中短轴

1. 短轴超声心动图提供了一个同心时尚承包整个左心室，并允许准确的B型和M - 心脏功能和形态学基础的评估模式。
2. 在B模式中，从胸骨旁长轴切面，左胸骨旁乳头肌水平长轴正交旋转传感器。
3. 确保适当的位置沿长度左心室。这两个乳头肌应清晰可见，分开，给人一种水平的横断面。
4. 与M -模式，将通过心室中心的样本量和采集数据。
5. 如果需要的话，附加，启动和利用三维电机，以获得完整的三维重建所需的图像。
6. 生理学设置，包括呼吸频率及心电图，浇注的三维图像采集舒张末期
7. 三维成像电机启动在舒张末期图像捕捉。
8. 一旦舒张末期3D捕捉完成后，呼吸频率及心电图的生理设置被设置为浇注在年底收缩的三维图像捕捉
9. 三维成像电机启动最终收缩捕捉的图像。

4。肋下（四腔）查看

1. 肋下的看法是最好的方法能力和压力梯度测量二尖瓣。
2. 倾斜的平台的左上角一路下滑。东方传感器对鼠标的右肩膀，保持短轴旋转探头。
3. 在B模式，降低对上腹部的传感器，以便它由下面的隔膜。可视化的二尖瓣使用前面所述的彩色多普勒。

5。主动脉查看

1. 动物的处理平台，旋转到左边侧卧位置。该平台的左侧应尽可能予以倾斜。接下来，东方的传感器，倾斜尽可能向上沿鼠标的长度，在水平肩胛骨。
2. 传感器的劣势下沿腋前线的右肩。可视化的主动脉弓，并获取图像。
3. 抬起头，鼠标降低到胸骨上切迹鼠标传感器。可视化使用彩色多普勒血流，并获取图像。

6。代表性的成果

1. 这是一个长轴，B型心脏左心室和右心室的一小部分。
2. 在这里，留下了另一个心脏短轴的看法是在M模式。上面的图像显示通过商会中心黄色的样本量线的位置。底部图像是上述线的一维跟踪随着时间的推移，以及计算青色形态学
3. 这是B型主动脉弓。封闭主动脉瓣可以看出，在左边，可以在右边看到鼠标的头部和上肢的供血血管。
4. 径向应变分析前心功能不全，显示在最上面的图片，并与全球运动功能减退和区域的不同步，在底部的图像显示，鼠标的鼠标。这两种表型诱导，通过横向主动脉缩窄，增加负荷的小鼠模型。
5. 在图中，显示在X轴和径向应变的时间，以百分比显示，Y轴。应变分析允许区域评估心脏功能，在M模式，这不仅直接措施前游离壁和后壁的功能，如传统的技术被忽视，否则可能会去。
6. 前游离壁显示为绿色。粉红色的线显示侧壁是粉红色。后壁是青色。下游离壁以蓝色显示。后室间隔显示为黄色。前间隔是洋红色，平均显示为黑色。

图1左胸骨旁长轴B型。

图2左短轴切面M型。

图3。B型主动脉弓。

图4。两个小鼠12周后，交咨会的径向应变分析。绿色=蚂蚁。游离壁。粉红色=侧壁。青色=后壁。蓝= INF。游离壁。黄色=职位。室间隔。品红=前隔。黑=平均A）鼠标与保存功能。 B）鼠标运动功能减退与全球和区域的不同步。

Discussion

串行高频超声心动图已经成为一个非侵入性的，高分辨率的心脏形态和功能的评估，特别是在心脏病的小鼠模型，功能强大的工具。保持生理体温以及之前获得的图像通过调整麻醉水平的小鼠之间的可比性心率，这种方法的成功是至关重要的。应使用相同的生物标志物（如胸骨旁乳头肌的长轴成像）获得的所有图像。最后，图像分析，应以一致的方式（例如，一个单一的，蒙蔽的调查），以确保可重复性和偏见的情况下。

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