Summary
Vi beskriver undersökning av fostrets hjärtfunktion med modern funktionell fetal ekokardiografi och fetoplacental Doppler ultraljud använder VisualSonics VEVO 2100 microultrasound i ett kirurgiskt inducerad modell av intrauterin fosterdöd tillväxt begränsning i en kanin.
Abstract
Fostrets intrauterin tillväxthämning (IUGR) resulterar i onormal hjärtfunktion Detta framgår antenatally grund av framsteg inom fetoplacental Doppler ultraljud och fetal ekokardiografi. Alltmer dessa avbildningsmetoder anställs kliniskt undersöka hjärtfunktion och bedöma välbefinnande i livmodern, och därmed vägledande tidpunkt för födelse beslut. Här använde vi en kanin modell av IUGR som möjliggör analys av hjärtfunktionen i ett kliniskt relevant sätt. Använda isofluran inducerad anestesi IUGR kirurgiskt vid gestationsålder dag 25 genom att utföra en laparotomi, utsätta bicornuate livmodern och därefter ligering 40-50% av uteroplacental fartyg som levererar varje fostersäcken i en enda livmoderhornet. Den andra hornet i kanin bicornuate livmodern fungerar som intern kontroll foster. Sedan, efter återvinning vid gestationsålder dag 30 (fullgångna), genomgår samma kanin undersökning av fostrets hjärtfunktion. Anestesi inducerades med ketamine och xylazin intramuskulärt, därefter upprätthålls av en kontinuerlig intravenös infusion av ketamin och xylazin att minimera iatrogen effekter på fostrets hjärtfunktion. En upprepad laparotomi utförs för att exponera varje fostersäcken och en microultrasound undersökning (VisualSonics VEVO 2100) av fostrets hjärtfunktion utförs. Placental insufficiens framgår av en upphöjd pulsatility index eller en frånvarande eller omvänt slutdiastoliska flöde av navelartär Doppler vågform. Ductus venosus och mellersta cerebral artär Doppler undersöks sedan. Fostrets ekokardiografi utförs av inspelning B-läge, läge M och flödeshastighet vågformer i sidled och apikala vyer. Offline beräkningar fastställa standardformulär M-mode hjärt variabler, tricuspid och mitralis ringformad planet systoliskt utflykt, speckle spårning och stam analys, modifierad myocardial prestanda index och vaskulär flödeshastighet vågformer av intresse. Denna lilla djurmodell av IUGR ger därför undersökning av i utero hjärtfunktion som är förenligt med gällande klinisk praxis och är därför användbar i en translationell forskning inställning.
Introduction
Bördan av kardiovaskulär sjukdom som resulterar från fostrets intrauterin tillväxt begränsning (IUGR) kan inte överskattas. Det är den vanligaste orsaken till dödfödsel efter medfödda avvikelser. 1 IUGR hänvisar till ett foster som inte når sin tillväxtpotential och är ofta ett resultat av placenta insufficiens. 2 I överlevande, är hjärt ohälsa tydlig över livslängden med myokarddysfunktion uppenbar i spädbarnsåldern och barndomen 3,4 och efterföljande hypertoni 5, diabetes 6, och fetma utvecklas i vuxenlivet - alla ackumulerade riskfaktorer för hjärtsjukdom från födseln till för tidig död i ischemisk hjärtsjukdom 7.
Utveckla djurmodeller för att karakterisera moder och foster kommunikation som etablerar IUGR och den efterföljande fostrets reaktion på minskad substrat tillgänglighet är nödvändigt om vi ska kunna både bättre förstå patofysiologin vid IUGR-relaterad bildiak leverfunktion och för att utveckla hjärt-skyddande strategier för att förbättra fetal och postnatal vård. I detta avseende har många olika modeller över olika arter beskrivits. Åtta IUGR vanligen induceras av maternal undernäring med en låg proteindiet i gnagare, 9 kirurgisk ablation eller ligering av blodflöde i livmodern hos gnagare och marsvin 10 eller ocklusion av navelartär hos får. 11 Det är emellertid uppenbart att ingen modell recapitulates fullo mänskliga IUGR. 12
I det här aktuella metodologiska studien, använde vi en väl validerad metod för selektiv uteroplacental vaskulär avbrott i en kanin 13-16 som inte bara producerar foster kardiovaskulära reaktioner observerats med ultraljud kliniskt 14, men också tillåter förhör av fostrets hjärtfunktion med ny ekokardiografi med microultrasound teknik av VisualSonics VEVO 2100. Medan Doppler ultraljud av fetoplacental fartyg förblir hörnstenen i nuvarande antenatal övervakning av IUGR foster 17, är funktionell ekokardiografi alltmer utnyttjas för att ge nya insikter i sjukdomen patofysiologi och bedöma fostrets välbefinnande. 18 Följaktligen, här tar vi dessa förskott från klinisk forskning och beskriva en djurmodell som hamnar inte bara denna bildbehandling finess men ger också experimentell plattform för att undersöka mekanistiska vägar och nya behandlingsmetoder.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Följande experimentella protokoll godkändes av Animal etikkommittén, Katholieke Universiteit Leuven, Leuven, Belgien. Vi följde tidigare beskrivits kirurgiskt ingrepp 13 inklusive vissa metodologiska förändringar, särskilt i anestesi förfarande.
Ett. Induktion Intrauterin tillväxthämning (IUGR)
- Tid daterad dräktiga kaniner (hybrid Dendermonde och Nya Zealand White) förvaras i enskilda burar på en 12/12 h ljus schema med tillgång till vatten och standard kaninfoder ad libitum från gestationsålder (GA) 18 dagar. På GA 25 dagar (fullgånget är 31 dagar ungefär), är kaniner överförs till operationssalen för kirurgisk skapa IUGR. Före operation, slumpmässigt tilldela ett "case" (IUGR) och "kontroll" livmoderhorn i bicornuate kanin livmodern med hjälp av randomisering programvara (GraphPad Software, USA) 19. Provets storlek ska fastställas genom power beräkningar av enskilda researchers för deras intressant fråga.
- Anestesi arbetsordningen.
Induktion anestesi uppnås genom administrering av ketamin 35 mg / kg (Ceva Santé Animale, Bryssel, Belgien) och xylazin 5 mg / kg (Ceva Santé Animale, Bryssel, Belgien) intramuskulärt i bakbenet. Anestesi bibehålls sedan med en inhalational blandning av 1-4% isofluran (Isoba Vet, Abbott Laboratories Ltd, Queenborough, Kent, UK) i O 2 vid 2 L / min. Placera en pulsoximeter (Nellcor N-20, Covidien, Irland) på moderns andra och tredje tån för att kontinuerligt övervaka hjärtfrekvens och arteriell O2 mättnad. - Kirurgisk procedur.
- Premedicinering. Före påbörjas operation, ge antibiotikaprofylax Penicillin G, 300.000 IU (FPA Pharma, Hoogstraten, Belgien), livmoder tokolytisk medroxyprogesteronacetat 0,9 mg / kg (Depo-Provera, Pharmacia Upjohn, Puurs, Belgien) och smärtstillande buprenorfin 0,03 mg / kg (Temgesic, Schering-Plough) Subkutant i en enda 2,5 ml spruta.
- Kanin beredning. Placera kanin på en värmande dyna under hela operationen. Avlägsna håret från buken kirurgiska området och tillämpa antiseptiska povidonjod 7,5% (Betadine, Purdue, Connecticut, USA). En fullständig aseptisk protokoll användes därefter.
- Abdominal laparotomi. Infiltrera snittet platsen med lokalbedövning (2 ml 1% lidokain, B Braun Medical, Belgien) subkutant. Snittet webbplats bör vara ungefär 5 cm långa i mittlinjen, i nedre 2/3 av buken. När huden öppnas, använda en blandning av skarp och trubbig dissektion för att exponera rectus skidan. Man måste vara försiktig för att undvika de vaskulära moderns mjölkkörtlar belägna endera sidan av mittlinjen på posten (Figur 1A). Ta tag i rectus skidan och bukhinna, tält för att förhindra oavsiktlig införandet av bukinnehåll, och försiktigt in med skarp dissektion (Figur 1B).
- Livmodern exteriorisering. Surround det kirurgiska fältet med gasbinda draperier indränkt i varm saltlösning. Ta försiktigt tag och exteriorize båda sidor av bicornuate livmodern. Man måste vara försiktig att inte placera antingen vaginalt eller äggstockscancer slutet av varje livmoderhornet under spänning, eftersom detta kan leda till ovälkomna blödning, smärta och uteruskontraktion. Assistenten bevattnar kontinuerligt exponerade livmodern med varm saltlösning för att förhindra livmoderns sammandragningar. Palpera och registrera antalet foster närvarande i varje horn. Enligt konventionen är fostret vid äggstockscancer slutet utsett den första fostret. En livmoderhorn är fallet hornet och den andra är kontroll horn. Identifiera tidigare slumpmässigt fall horn för IUGR induktion och sedan ersätta roderarm tillbaka in i buken (intern kontroll foster).
- Kirurgiskt inducerade IUGR. Identifiera de uteroplacentala fartygen till varje fostersäcken på anvisad fallet horn (Figur 1C).Kirurgiskt ligate 40-50% av dessa fartyg som använder en 5-0 polyglaktin sutur (Ethicon Vicryl, Johnson och Johnson, USA) (figur 1D-1E). I praktiken finns det ofta tre kärlknippena levererar varje fostersäcken. I detta fall är den största vaskulära bunten ligeras. När du är klar, är livmodern igen bevattnas med uppvärmd saltlösning och försiktigt tillbaka till buken.
- Förslutning av buken. Stäng buken i två lager med en kontinuerlig drift 2-0 polyglaktin sutur (Ethicon Vicryl, Johnson och Johnson, USA). Stäng huden med subkutikulär 3-0 polyglaktin sutur (Ethicon Vicryl, Johnson och Johnson, USA). Spray aluminum aerosol på såret för att förhindra att kaninen från senare störa suturer.
- Recovery. Upphör anestesi och noga observera återhämtning av andning. Kaninen därefter inrymt såsom beskrivs ovan med tillgång till föda och vatten ad libitum och observerades dagligen.
2. Utföra Fetal ekokardiografi och pulserande våg Doppler ultraljud
- Samma kanin överförs sedan till GA 30 dagar för ekokardiografiskt och ultraljud utvärdering. Kaninen är placerad på en värmande dyna under hela undersökningen.
- Anestesi arbetsordningen.
- Induktion anestesi uppnås genom administrering av ketamin 35 mg / kg (Ceva Santé Animale, Bryssel, Belgien) och xylazin 5 mg / kg (Ceva Santé Animale, Bryssel, Belgien) intramuskulärt. När stillsamma, få intravenös användning av en 24 Gauge kanyl (BD Insyte-W, Becton Dickinson Infusion Therapy Systems, Utah, USA) in i en perifer öronvenen.
- Upprätthålla anestesi med en kontinuerlig infusion av ketamin och xylazin: 2 ml ketamin (100 mg / ml) och 1,5 ml xylazin (20 mg / ml) till 46,5 ml normal saltlösning, därefter infunderas via en sprutpump vid 40 ml / timme. Säkra en trevägs-kran och bifoga en 5 ml spruta för räddnings anestesi: 2 mlketamin (100 mg / ml) och 1,5 ml xylazin (20 mg / ml). Bolusdoser om 0,5 ml räddning anestesi sällan behövs. Administrera analgetisk buprenorfin 0,03 mg / kg (Temgesic, Schering-Plough) subcutaneouslyprior till operation. Oxygen 2 L / min appliceras genom masken. Placera en pulsoximeter (Nellcor N-20, Covidien, Irland) på moderns andra och tredje tån för att kontinuerligt övervaka hjärtfrekvens och arteriell O2 mättnad.
- Abdominal laparotomi och livmoder exteriorisering. Se 1.3.3 och 1.3.4.
- Fostrets positionering för ekokardiografisk och ultraljudsundersökning.
- Placera kanin i ett sidoläge vänd mot forskaren. Detta möjliggör en enklare hämtning av en enda fostersäcken för undersökning och förhindrar alltför grepp på uteroplacental fartyg. Så mycket som möjligt, försök att exteriorize enda fostersäcken i taget för att minimera exponeringen. Se till att exponerade fostersäcken placeras på gasväv bevattnas medvärmde saltlösning. För att säkerställa enhetliga resultat mellan olika studiegrupper, i allmänhet endast foster vid äggstockscancer och vaginala ändarna av varje livmoderhorn används i ultraljudsundersökningen.
- Fostrets hjärtfunktion är mycket känsliga för effekten av livmoder exteriorisering, förändringar i temperatur och tryck från ultraljudomvandlaren över moderkakan fartyg. För att minimera dessa miljö-och iatrogen störande effekter på hjärtats funktion måste ultraljudsundersökning påbörjas omedelbart efter exteriorisering av fostersäcken och bör vara systematisk och effektiv. I vår erfarenhet, förändringar i fostrets hjärtfunktion förekommer sällan i den första 5 min av exponering. Om fetal bradykardi påträffas, ta ultraljudssonden, flytta fostret att förhindra snor av fetoplacental fartyg, skölj med varm koksaltlösning eller kort tillbaka fostersäcken tillbaka in i moderns mage. Om fetal bradykardi är ihållande, undersökning för fetus bör överges till förmån för att undersöka nästa fostret.
- Fetal ekokardiografi.
- Den VisualSonics VEVO 2100 (Toronto, Kanada) med hög upplösning microultrasound plattform med hjärt-och påfrestningar installerad analys programvara krävs. En VisualSonics MS-250 omvandlare (VisualSonics, Toronto, Kanada) används för datainsamling. Detta har ett centrum frekvens av 21 MHz med en bandbredd 13-24 MHz. Den geometriska fokus ligger 15 mm, är den maximala bildbredd 23 mm och den maximala bilddjupet är 30 mm. Den fotavtryck är 28 x 5,75 mm. Data som förvärvats i enlighet med den amerikanska Society of Echocardiography riktlinjer och normer för utförande av fostrets ultraljud. 20
- Datainsamling 1: lateral vy På nivån för den laterala fyra-kammare-vy, spela in en B-mode Cine loop av minst fem hjärtcykler att avgöra stam, stam takt, hastighet och förskjutning.. Detta analyseras offline med VevoStrain(VisualSonics, Toronto, Kanada) algoritm som tidigare beskrivits i tidskriften i detalj. 21 M-mode ekokardiografi index kan sedan erhållas i denna standard vy. Offline mätningar av både hjärt-struktur och funktion kan sedan analyseras: inre kammare och septala diametrar i systole och diastole, volymer, slagvolymen, fraktionerad förkortning, ejektionsfraktion och hjärtminutvolym 21.
- Datainsamling 2:. Apikal vy På nivån för den apikala fyra-kammare-view, B-mode cine loop kan upprepas för VevoStrain analyser som beskrivits ovan. M-mode ekokardiografi används för att bedöma trikuspidal (TAPSE) och mitral ringformig plan systoliskt utflykt (MAPSE) och längsgående påfrestningar och strain rate. 22,23 Denna apikal vy också medger utvärdering av valvular flödeshastighet vågformer och modifierade myocardial prestanda index som tidigare beskrivits. 24
- Fetoplacental puls-vinkade Doppler ultrasound.
Flödeshastighet vågformer (FVW) i navelartär erhålls genom att placera navelsträngen fartyg som använder färg Doppler och sedan placera pulsad Doppler provet grind över navelartär på en fri slinga av navelsträngen. Ligger 25 Den mellersta cerebral artär (MCA) FVW lokaliseras genom att placera pulsad Doppler provet grind strax bortom ursprung MCA gång Circle of Willis ligger efter färg Doppler. 26 ductus venosus (DV) FVW erhålls genom att placera pulsad Doppler provet grind vid den proximala delen ses av DV med färg Doppler där det har sitt ursprung från intrahepatisk navelvenen antingen i en sagittal eller tvärgående vy av fostret. 26 Den pulsatilitet index (PI) beräknas offline med VisualSonics kardiovaskulära analysprogram.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
En asymmetrisk tillväxt begränsas fostret och moderkakan från uteroplacental vaskulär lige jämförs med en normal kontroll fostret och moderkakan i figur 1F. Asymmetrisk tillväxt bekräftas av minskad neonatal födelsevikt och ökad huvudomfång: buken omkrets förhållande till kontrollerna. Representativa resultat från fetoplacental Doppler studier visas i fig 2. En normal lågt motstånd mönster av positiv slutdiastoliska flöde i en kontroll foster visas. Med progressiva ökningar av moderkakan motstånd ses i IUGR foster, frånvaro och sedan vände slutdiastoliska flödet är uppenbar. Figur 3 visar en normal hög resistans mellersta cerebral artär Doppler signal i ett friskt foster och en positiv våg ductus venosus i samma fostret. I IUGR foster, kan ett ökat pulsatility index av ductus venosus och återföring av en våg ses. 14 Representativa resultat från M-mode fetal ekokardiografi därefter visas i Figur 4. Denna lateral vy tillåter beräkning av interna ventrikulära diametrar och volymer. Den apikala vy kan beräkna TAPSE och MAPSE. Figur 5 demonstrerar speckle spårning av hastighetsvektorerna och de resulterande regionala kurvor stam att beräkna stam, stam takt, deplacement och hastighet.
Figur 1. Kirurgisk teknik för att skapa IUGR i en kanin modell A: Midline laparotomy utsätta rectus skidan, pil = mammory körtlar, B:. Safe in i bukhålan, C: pil = uteroplacentala fartyg som levererar fostersäcken, D: sutur metod, E: arrow = färdig ligering av uteroplacental kärl; F: representativ kontroll och IUGR fostret och moderkakan.
re 2 "src =" / files/ftp_upload/50392/50392fig2.jpg "/>
Figur 2. Doppler ultraljud av navelartär A: positiv slutdiastolisk flöde (EDF), B:. Frånvarande slutdiastolisk flöde (AEDF), C: Omvänd slutdiastoliska flöde (REDF).
Figur 3 A: Doppler ultraljud av ductus venosus, s = s vågen (systolisk sammandragning), d = d mod (tidig ventrikulär diastole), a = en våg (förmakssammandragning), B:. Doppler ultraljud av den mellersta cerebrala artären .
Figur 4. M mode ekokardiografi A:. Lateral fyra kammare anser LVID = vänster kammares inre diameter, IVSD = intraventricular septal diameter, RVID = höger ventricular septal diameter, ESD = slutsystoliska diameter, EDD = slutdiastoliska diameter, B: apikal vy visar tricuspid ringformig utflykt plan systoliskt (TAPSE), C: apikal vy visar mitral ringformig utflykt plan systoliskt (MAPSE).
Figur 5. Fetal cardiac påfrestning bedömning A: Region intresse definieras av endo-och epi-Cardium av vänster kammare, B:. Töjningshastighet kurvor av sex myocardial segment, SR = topp systoliska töjningshastighet och C: töjningskurvor av sex myocardial segment, Str = topp systoliska stammen. Hjärt motion skildras av M-läge visar slutdiastoliska (ED) och slutet systole (ES). Klicka här för att visa en större bild .
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Vi har använt ett tidigare validerat tillvägagångssätt av kirurgiskt minska uteroplacentala blodflödet i en kanin för framställning IUGR 13-16 och senare undersöker fostrets hjärtfunktion 14 att beskriva microultrasound teknik och hjärtfunktion analys tillgänglig på VisualSonics VEVO 2100. Förmågan att reproducera fetoplacental Doppler förändringar av mänskliga IUGR foster i en liten djurmodell och att sedan tillåta undersökning av hjärtfunktionen med nyligen beskrivna ekokardiografi är sannolikt att fortskrida foster hjärt forskning på ett kliniskt relevant sätt.
Små djurmodeller litar ofta på moderns kalorimängden eller låg protein konsumtion 9, men dessa är begränsade av en oförmåga att påvisa reducerad placenta blodflödet, den primära mekanismen för IUGR i utvecklade länder. 27 Vidare kirurgisk bilateral livmoder artär ligatur hos råttor, medan vanligaste rapporterade, inte resulterar reproducerbart jagn tillväxt begränsning. 28 I denna nuvarande metoden i kaninfoster, visar vi placenta insufficiens att framgå av en frånvarande eller omvänt slutdiastoliska flöde av navelartär Doppler (UA AREDF), överensstämmer med sonographic fynd i människans IUGR. Det har visats experimentellt att ökat motstånd i denna dopplersignalen reflekterar nedströms impedans till blodflödet i placenta kärlbädden och är indikativ för placenta-insufficiens Närvaron av UA AREDF 29 framgår när 50 -. 70% av den villösa vaskulaturen är dysfunktionell . 30,31 Kliniskt är UA AREDF en kraftfull prediktor för hypoxi och fattiga perinatal resultat, och det är i nivå 1-bevisning till stöd för dess användning i förvaltningen av högrisk graviditet. 17
I denna modell, om UA AREDF observeras forskaren kan vara säker på att den primära operationen var lyckad i att producera svår placenta insufficiens och att ytterligare echocardiographic utvärdering sannolikt bli givande. Fetal ekokardiografi har nyligen grenade ut från en övervägande diagnostisk domän för medfödda avvikelser som nu ger detaljerade funktionella bedömningar av hjärtfunktionen. 18 Både Doppler och M-läget kan användas för att bedöma fostrets ventricular funktion och härleda mått på hjärtminutvolymen. 32 Mer nyligen, nya index av hjärtfunktionen hos fostret har beskrivits som speckle spårning och töjningsmätning 33, den myocardial prestanda index 24,34, vävnadsdoppler 35 och tredimensionella (3D) tekniker. 32 Ett viktigt inslag i denna aktuella studien är att de senaste framstegen kan också utföras på denna småskaliga kaninmodell med VisualSonics VEVO 2100 microultrasound och hjärtfunktion analysprogram. Vidare, såsom tidigare beskrivits 14 denna modell också tillåter bedömning av fostrets hemodynamiska svar i andra vaskulär Territteorier, i synnerhet den mellersta cerebral artär, ductus venosus och aorta näset, som används mycket i klinisk praxis vid bedömningen av tillväxten fritt foster. 36 På samma sätt kan effekterna av att administrera kortikosteroider som förberedelse för tidig födsel också undersökas. 37, 38 Denna kaninmodell ger ytterligare fördelar i form av interna kontroller i motsatt hornet av livmodern, en liknande villös och hemochorial placentation till graviditet 13, låg kostnad, tillgänglighet och relativt enkel hantering.
Det finns dock flera begränsningar av denna modell som måste åtgärdas. Den största begränsningen är iatrogen fetal bradykardi vid ekokardiografi. Maternellt administrerat via inhalation isofluran kan leda till fetal bradykardi 39 och bör hållas till ett minimum eller som i vårt fall används inte alls vid ekokardiografi. Istället, ersätta vi detta för en intravenös infusion av ketamin ochxylazin, som nyligen har visats i kaniner inte ändra medelartärtrycket 40, därigenom förmodligen upprätthålla placenta (och således fetala) perfusion. Trots detta tillvägagångssätt, kan exponering av fostersäcken för den yttre miljön, hantering och påtryckningar från ultraljudomvandlaren orsaka alla fetal bradykardi tillfälligt. Vi beskriver i metoden sätt att minimera denna effekt, men för korrekta resultat vi tror ekokardiografiska och fetoplacental Doppler ultraljud är bäst begränsas till cirka 5 min av den totala exponeringen. Med allt mer komplexa ekokardiografiska tekniker och kurvor lärande nu beskrivs i den kliniska litteraturen 41, är noggrann planering krävs i förväg för att säkerställa enhetliga resultat. Flera av de ekokardiografiska mätningar som beskrivs i denna studie, till exempel valvular ringformig utflykt plan systoliskt och speckle tracking med stam analys, inte är etablerade i nuvarande obstetrisk klinisk praxis, trots thEIR användning i vuxen kardiologi. 42,43 Med tanke på den senaste forskningen intresset för dessa nya mätningar i fetal medicin, valde vi att inkludera dem i vår metodik för att informera forskare att de är möjligt att uppnå när man använder denna kaninmodell. Analysen av dessa särskilda parametrar i IUGR foster är utanför ramen för denna metodstudie. En annan begränsning gäller den naturliga tendensen hos kanin för IUGR utifrån fosterställning 44, därför väl perfusion äggstockar och vagina ändarna av varje horn rekommenderas för fostrets ärendefördelning. Dessutom, i denna metod, är en graviditetslängd på 25 dagar används till kirurgiskt framkalla IUGR. Detta baseras på tidigare beskrivna lyckade experiment, men den förväntade dödligheten är 50%. 13,14 Slutligen utesluter fostrets storlek kronisk instrumentering som är användbar i får modeller för placering av hemodynamiska flöde sonder för senare icke-euthanized mätningar och upprepaed blodprovstagning. 11 Sammanfattningsvis innebär selektiv ligatur av uteroplacentala fartygen att producera IUGR i kanin med efterföljande microultrasound undersökning av hjärtfunktionen en djurmodell som är förenlig med modern klinisk praxis och därför användbar för dubbelriktade translationella forskare.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författaren Professor Jan D'Hooge har ett forskningsavtal med VisualSonics. De återstående Författarna har inga upplysningar.
Acknowledgments
Detta arbete stöds av en Hamilton-Fairley NHMRC Fellowship (RH, AL), den viktorianska regeringens driftsinfrastruktur Support Program (RH, EW) och Marie Curie Industria-Academia partnerskap och vägar bevilja sponsras av Europeiska kommissionen (ME, PD) . Författarna vill tacka Dr Andre Miyague, Dr Francesca Russo, Rosita Kinnart och Mr Ivan Laermans för sin tekniska expertis i att producera den här videon.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Ketamine | Ceva Sante Animale | http://www.ceva.com/en | |
| Xylazine | Ceva Sante Animale | http://www.ceva.com/en | |
| Depot Provera | Pharmacia Upjohn | ||
| Penicillin G | Kela Pharma | http://www.kela.be | |
| Lidocaine | B Braun Medical | http://www.bbraun.com/ | |
| Temgesic | Schering-Plough | http://www.merck-animal-health-usa.com/ | |
| Isolurane | Isoba Vet; Abbott Laboratories Ltd | http://www.abbottanimalhealth.com/index.html | |
| Ethicon | Johnson and Johnson | http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures | |
| Ethicon | Johnson and Johnson | http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures | |
| Ethicon | Johnson and Johnson | http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures | |
| VEVO 2100 | VisualSonics | SN100-0032 | http://www.visualsonics.com/ |
| Aquasonic Gel | Parker Laboratories | 01 02 | http://www.parkerlabs.com/ultrasound_products.html |
| Nellcor N-20PA Pulse oximeter | Covidien | http://www.nellcor.com/prod/PRODUCT.ASPX?S1=POX&S2=MON&id=282&V |
References
- Bukowski, R. Stillbirth and fetal growth restriction. Clin. Obstet. Gynecol. 53 (3), 673-680 (2010).
- American College of Obstetricians and Gynecologists. Intrauterine growth restriction. ACOG practice bulletin no. 12. 12, American College of Obstetricians and Gynecologists. Washington, DC. (2000).
- Crispi, F., Bijnens, B., et al. Fetal growth restriction results in remodeled and less efficient hearts in children. Circulation. 121 (22), 2427-2436 (2010).
- Cosmi, E., Visentin, S., Fanelli, T., Mautone, A. J., Zanardo, V. Aortic intima media thickness in fetuses and children with intrauterine growth restriction. Obstet. Gynecol. 114 (5), 1109-1114 (2009).
- Ojeda, N. B., Grigore, D., Alexander, B. T. Intrauterine growth restriction: fetal programming of hypertension and kidney disease. Adv. Chronic Kidney Dis. 15 (2), 101-106 (2008).
- Stocker, C. J., Arch, J. R., Cawthorne, M. A. Fetal origins of insulin resistance and obesity. Proc. Nutr. Soc. 64 (2), 143-151 (2005).
- Barker, D. J. Intrauterine programming of coronary heart disease and stroke. Acta Paediatr. Suppl. 423, 178-182 (1997).
- Anthony, R. V., Scheaffer, A. N., Wright, C. D., Regnault, T. R. Ruminant models of prenatal growth restriction. Reprod. Suppl. 61, 183-194 (2003).
- Woods, L. L., Weeks, D. A., Rasch, R. Programming of adult blood pressure by maternal protein restriction: role of nephrogenesis. Kidney Int. 65 (4), 1339-1348 (2004).
- Turner, A. J., Trudinger, B. J. A modification of the uterine artery restriction technique in the guinea pig fetus produces asymmetrical ultrasound growth. Placenta. 30 (3), 236-2340 (2009).
- Miller, S. L., Supramaniam, V. G., Jenkin, G., Walker, D., W,, Wallace, E. M. Cardiovascular responses to maternal betamethasone administration in the intrauterine growth-restricted ovine fetus. Am. J. Obstet. Gynecol. 201 (6), 613.e1-613.e8 (2009).
- Barry, J. S., Rozance, P. J., Anthony, R. V. An animal model of placental insufficiency-induced intrauterine growth restriction. Semin. Perinatol. 32 (3), 225-2230 (2008).
- Eixarch, E., Figueras, F., et al. An experimental model of fetal growth restriction based on selective ligature of uteroplacental vessels in the pregnant rabbit. Fetal Diagn. Ther. 26 (4), 203-211 (2009).
- Eixarch, E., Hernandez-Andrade, E., et al. Impact on fetal mortality and cardiovascular Doppler of selective ligature of uteroplacental vessels compared with undernutrition in a rabbit model of intrauterine growth restriction. Placenta. 32 (4), 304-309 (2011).
- Eixarch, E., Batalle, D., et al. Neonatal neurobehavior and diffusion MRI changes in brain reorganization due to intrauterine growth restriction in a rabbit model. PLoS One. 7 (2), e31497 (2012).
- Figueroa, H., Lozano, M., et al. Intrauterine growth restriction modifies the normal gene expression in kidney from rabbit fetuses. Early Hum. Dev. , (2012).
- Alfirevic, Z., Stampalija, T., Gyte, G. M. Fetal and umbilical Doppler ultrasound in high-risk pregnancies. Cochrane Database Syst. Rev. (1), CD007529 (2010).
- Baschat, A. A. Examination of the fetal cardiovascular system. Semin. Fetal Neonatal. Med. 16 (1), 2-12 (2011).
- GraphPad QuickCalcs: Random number calculators [Internet]. , GraphPad Software, Inc. Available from: http://graphpad.com/quickcalcs/randMenu/ (2012).
- Rychik, J., Ayres, N., et al. American Society of Echocardiography guidelines and standards for performance of the fetal echocardiogram. J. Am. Soc. Echocardiogr. 17 (7), 803-810 (2004).
- Gnyawali, S. C., Roy, S., Driggs, J., Khanna, S., Ryan, T., Sen, C. K. High-frequency high-resolution echocardiography: first evidence on non-invasive repeated measure of myocardial strain, contractility, and mitral regurgitation in the ischemia-reperfused murine heart. J. Vis. Exp. (41), e1781 (2010).
- Forfia, P. R., Fisher, M. R., et al. Tricuspid annular displacement predicts survival in pulmonary hypertension. Am J Respir Crit Care Med. 174 (9), 1034-1041 (2006).
- Matos, J., Kronzon, I., Panagopoulos, G., Perk, G. Mitral annular plane systolic excursion as a surrogate for left ventricular ejection fraction. J. Am. Soc. Echocardiogr. 25 (9), 969-974 (2012).
- Cruz-Martinez, R., Figueras, F., et al. Normal reference ranges from 11 to 41 weeks' gestation of fetal left modified myocardial performance index by conventional Doppler with the use of stringent criteria for delimitation of the time periods. Fetal Diagn. Ther. 32 (1-2), 79-86 (2012).
- Edwards, A., Baker, L. S., Wallace, E. M. Changes in umbilical artery flow velocity waveforms following maternal administration of betamethasone. Placenta. 24 (1), 12-16 (2003).
- Edwards, A., Baker, L. S., Wallace, E. M. Changes in fetoplacental vessel flow velocity waveforms following maternal administration of betamethasone. Ultrasound Obstet. Gynecol. 20 (3), 240-244 (2002).
- Neitzke, U., Harder, T., et al. Intrauterine growth restriction in a rodent model and developmental programming of the metabolic syndrome: a critical appraisal of the experimental evidence. Placenta. 29 (3), 246-254 (2008).
- Neitzke, U., Harder, T., Plagemann, A. Intrauterine growth restriction and developmental programming of the metabolic syndrome: a critical appraisal. Microcirculation. 18 (4), 304-311 (2011).
- Maulik, D., Mundy, D., Heitmann, E. Evidence-based approach to umbilical artery Doppler fetal surveillance in high-risk pregnancies: an update. Clin. Obstet. Gynecol. 53 (4), 869-878 (2010).
- Morrow, R. J., Adamson, S. L., Bull, S. B., Ritchie, J. W. Effect of placental embolization on the umbilical arterial velocity waveform in fetal sheep. Am. J. Obstet. Gynecol. 161 (4), 055-60 (1989).
- Kingdom, J. C., Burrell, S. J., Kaufmann, P. Pathology and clinical implications of abnormal umbilical artery Doppler waveforms. Ultrasound Obstet. Gynecol. 9 (4), 271-286 (1997).
- Van Mieghem, T., DeKoninck, P., Steenhaut, P., Deprest, J. Methods for prenatal assessment of fetal cardiac function. Prenat. Diagn. 29 (13), 1193-1203 (2009).
- Van Mieghem, T., Giusca, S., et al. Prospective assessment of fetal cardiac function with speckle tracking in healthy fetuses and recipient fetuses of twin-to-twin transfusion syndrome. J. Am. Soc. Echocardiogr. 23 (3), 301-308 (2010).
- Cruz-Martinez, R., Figueras, F., Hernandez-Andrade, E., Oros, D., Gratacos, E. Changes in myocardial performance index and aortic isthmus and ductus venosus Doppler in term, small-for-gestational age fetuses with normal umbilical artery pulsatility index. Ultrasound Obstet. Gynecol. 38 (4), 400-405 (2011).
- Comas, M., Crispi, F., Cruz-Martinez, R., Figueras, F., Gratacos, E. Tissue Doppler echocardiographic markers of cardiac dysfunction in small-for-gestational age fetuses. Am. J. Obstet. Gynecol. 205 (1), 57.e1-57.e6 (2011).
- Baschat, A. A. Venous Doppler evaluation of the growth-restricted fetus. Clin. Perinatol. 38 (1), 103-112 (2011).
- Hodges, R. J., Wallace, E. M. Mending a growth-restricted fetal heart: should we use glucocorticoids? J. Matern. Fetal Neonatal. Med. , (2012).
- Miller, S. L., Chai, M., et al. The effects of maternal betamethasone administration on the intrauterine growth-restricted fetus. Endocrinology. 148 (3), 1288-1295 (2007).
- Palahniuk, R. J., Shnider, S. M. Maternal and fetal cardiovascular and acid-base changes during halothane and isoflurane anesthesia in the pregnant ewe. Anesthesiology. 41 (5), 462-472 (1974).
- Baumgartner, C., Bollerhey, M., Ebner, J., Laacke-Singer, L., Schuster, T., Erhardt, W. Effects of ketamine-xylazine intravenous bolus injection on cardiovascular function in rabbits. Can. J. Vet. Res. 74 (3), 200-208 (2010).
- Cruz-Martinez, R., Figueras, F., et al. Learning curve for Doppler measurement of fetal modified myocardial performance index. Ultrasound Obstet. Gynecol. 37 (2), 158-162 (2011).
- Germanakis, I., Gardiner, H. Assessment of fetal myocardial deformation using speckle tracking techniques. Fetal Diagn. Ther. 32 (1-2), 39-46 (2012).
- D'hooge, J., Heimdal, A. Regional strain and strain rate measurements by cardiac ultrasound: principles, implementation and limitations. Eur. J. Echocardiogr. 1 (3), 154-170 (2000).
- Flake, A. W., Villa, R. L., Adzick, N. S., Harrison, M. R. Transamniotic fetal feeding. II. A model of intrauterine growth retardation using the relationship of "natural runting" to uterine position. J. Pediatr. Surg. 22 (9), 816-819 (1987).
