Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

L'ecocardiografia fetale e Pulsed-Doppler ad ultrasuoni in un modello di coniglio di ritardo di crescita intrauterino

Published: June 29, 2013 doi: 10.3791/50392

Summary

Descriviamo l'esame della funzione cardiaca fetale con l'ecocardiografia fetale funzionale, contemporanea e feto-placentare Doppler utilizzando il VisualSonics VEVO 2100 microultrasound in un modello indotta chirurgicamente di restrizione della crescita fetale intrauterina in un coniglio.

Abstract

Fetale intrauterina crescita restrizione (IUGR) risultati in funzione cardiaca anomala che è evidente prenatale grazie ai progressi nella feto-placentare Doppler ed ecocardiografia fetale. Sempre più spesso, queste modalità di imaging sono stato impiegato clinicamente per esaminare la funzione cardiaca e valutare il benessere in utero, guidando in tal modo tempi delle decisioni di nascita. Qui, abbiamo utilizzato un modello di coniglio di IUGR che permette l'analisi della funzione cardiaca in modo clinicamente rilevante. Utilizzando isoflurano indotto, IUGR è chirurgicamente creato in gestazionale giorno all'età di 25 anni eseguendo una laparotomia, esponendo l'utero bicorne e poi legando il 40-50% delle navi uteroplacentare riforniscono ogni sacco gestazionale in un unico corno uterino. L'altro corno del utero bicorne coniglio serve da feti di controllo interno. Poi, dopo il recupero in età gestazionale giorno 30 (a termine), lo stesso coniglio sottoposto all'esame della funzione cardiaca fetale. L'anestesia viene indotta con Ketamine e xylazina per via intramuscolare, poi mantenuto da una infusione endovenosa continua di ketamina e xylazina per ridurre al minimo gli effetti iatrogeni sulla funzione cardiaca fetale. Una laparotomia ripetizione viene eseguita per esporre ogni sacco gestazionale e un esame microultrasound (VisualSonics VEVO 2100) della funzione cardiaca fetale viene eseguita. Insufficienza placentare è evidente da un indice di pulsatilità rilievo o una fine del flusso diastolico assente o invertita del Doppler dell'arteria ombelicale forma d'onda. Il dotto venoso e dell'arteria cerebrale media Doppler viene poi esaminato. L'ecocardiografia fetale viene eseguita da modalità B di registrazione, la modalità M e la velocità del flusso d'onda nella vista laterale e apicale. Calcoli Offline determinano variabili standard M-mode cardiaci, tricuspide e mitralica anulare Escursione sistolica del piano, macchiolina di monitoraggio e analisi del ceppo, modificato indice di performance miocardica ed il flusso vascolare velocità di forme d'onda di interesse. Questo piccolo modello animale di IUGR offre pertanto l'esame di in utero la funzione cardiaca, che è coerente con la pratica clinica corrente ed è quindi utile in un ambiente di ricerca traslazionale.

Introduction

L'onere delle malattie cardiovascolari che risulta dalla restrizione della crescita intrauterina del feto (IUGR), non può essere sopravvalutata. E 'la principale causa di mortalità neonatale dopo anomalie congenite. 1 IUGR si riferisce ad un feto che non riesce a raggiungere il suo potenziale di crescita e di solito è il risultato di insufficienza placentare. 2 In sopravvissuti, cardiovascolare cattiva salute è evidente in tutta la durata di vita con disfunzione miocardica apparente nell'infanzia e nella fanciullezza 3,4 e successiva ipertensione 5, 6 diabete, l'obesità e sviluppare nella vita adulta - tutti i fattori di rischio cardiaci cumulativi, dalla nascita alla morte prematura per cardiopatia ischemica 7.

Lo sviluppo di modelli animali per caratterizzare la comunicazione materno-fetale che stabilisce IUGR e la successiva risposta del feto a ridotta disponibilità substrato è necessario se vogliamo comprendere meglio sia la fisiopatologia di auto IUGR correlatainsufficienza cardiaco e per sviluppare strategie cardio-protettivi per migliorare la salute fetale e postnatale. A questo proposito, sono stati descritti molti modelli differenti attraverso specie diverse. 8 IUGR viene indotto da sotto nutrizione materna con una dieta ipoproteica nei roditori, 9 ablazione chirurgica o legatura del flusso ematico uterino nei roditori e cavie 10 o occlusione del dell'arteria ombelicale nella pecora. 11 Tuttavia, è evidente che nessun modello completamente ricapitola la IUGR umana. 12

In questa corrente studio metodologico, abbiamo utilizzato un approccio ben convalidato di interruzione selettivo vascolare utero-placentare in un coniglio 13-16 che non solo produce risposte cardiovascolari fetali osservati con gli ultrasuoni clinicamente 14, ma anche permette di interrogatorio della funzione cardiaca fetale con il romanzo ecocardiografia con tecnologia microultrasound del VisualSonics VEVO 2100. Mentre Doppler di fetoplvasi acental rimane la pietra angolare della corrente sorveglianza prenatale di feti IUGR 17, ecocardiografia funzionale viene sempre più utilizzato per fornire nuove intuizioni in fisiopatologia della malattia e di valutare il benessere fetale. 18 Di conseguenza, qui prendiamo questi progressi della ricerca clinica e descriviamo un modello animale che porti non solo questa sofisticazione di imaging, ma fornisce anche la piattaforma sperimentale per studiare percorsi meccanicistici e nuove terapie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Il seguente protocollo sperimentale è stato approvato dal comitato etico degli animali, Katholieke Universiteit Leuven, Leuven, Belgio. Abbiamo seguito descritto precedentemente procedura chirurgica 13 tra cui alcuni cambiamenti metodologici, soprattutto nelle procedure di anestesia.

1. Indurre ritardo di crescita intrauterino (IUGR)

  1. Tempo datato coniglie gravide (ibrido Dendermonde e Nuova Zelanda Bianco) sono alloggiati in gabbie individuali su un hr programma 12/12 della luce con accesso ad acqua e standard di coniglio chow ad libitum da età gestazionale (GA) 18 giorni. A GA 25 giorni (termine completo è di 31 giorni circa), i conigli sono trasferiti nella sala operatoria per la creazione chirurgica di IUGR. Prima dell'intervento, in modo casuale assegnare un "caso" (IUGR) e "controllo" corno uterino in utero bicorne coniglio utilizzando il software di randomizzazione (GraphPad Software, USA) 19. Dimensione del campione deve essere determinata con calcoli di potenza per singola researchers per la loro domanda di interesse.
  2. Procedura di anestesia.
    Induzione dell'anestesia si ottiene con la somministrazione di ketamina 35 mg / kg (Ceva Sante Animale, Bruxelles, Belgio) e xylazina 5 mg / kg (Ceva Sante Animale, Bruxelles, Belgio) per via intramuscolare nella coscia. L'anestesia viene quindi mantenuta con una miscela inalatoria del 1-4% isoflurano (Isoba Veterinario; Abbott Laboratories Ltd., Queenborough, Kent, Regno Unito) in O 2 a 2 L / min. Posizionare un pulsossimetro (Nellcor N-20, Covidien, Irlanda) il secondo e il terzo dito del piede materno per il monitoraggio continuo della frequenza cardiaca e arteriosa saturazione O 2.
  3. Procedura chirurgica.
    1. Premedicazione. Prima di iniziare l'intervento chirurgico, somministrare la profilassi antibiotica penicillina G, 300.000 UI (Kela Pharma, Hoogstraten, Belgio), uterina tocolitico medrossiprogesterone acetato 0,9 mg / kg (Depo-Provera, Pharmacia Upjohn, Puurs, Belgio) e buprenorfina analgesico 0,03 mg / kg (Temgesic; Schering-Plough) Per via sottocutanea in una singola siringa da 2,5 ml.
    2. Preparazione Coniglio. Posiziona il coniglio su un rilievo di riscaldamento per tutta la durata della chirurgia. Eliminare i peli dal campo chirurgico addominale e applicare antisettico Povidone-iodio 7,5% (Betadine, Purdue, Connecticut, Stati Uniti d'America). Un protocollo asettico completo viene poi impiegata.
    3. Laparotomia addominale. Infiltrati il sito di incisione con anestetico locale (2 ml di 1% lidocaina, B Braun Medical, Belgio) per via sottocutanea. Il sito di incisione dovrebbe essere circa 5 cm di lunghezza nella linea mediana, nella inferiore 2/3 della dell'addome. Una volta che la pelle è aperto, utilizzare una miscela di dissezione tagliente e smussato per esporre la guaina del muscolo retto. Bisogna fare attenzione ad evitare le ghiandole mammarie vascolari materne situate ai lati della linea mediana all'entrata (Figura 1A). Afferrare la guaina del muscolo retto e del peritoneo, la tenda per evitare l'inserimento accidentale del contenuto addominale, e inserire con cura utilizzando dissezione tagliente (Figura 1B).
    4. Esteriorizzazione uterina. Surround campo chirurgico con teli di garza imbevuta di soluzione salina riscaldata. Afferrare delicatamente e esteriorizzare entrambi i lati del utero bicorne. Bisogna fare attenzione a non fare né l'vaginale o fine ovarica di ogni corno uterino in tensione, in quanto ciò potrebbe causare sanguinamento sgradito, il dolore e la contrattilità uterina. L'assistente irriga continuamente l'utero esposta con soluzione salina riscaldata per evitare contrazioni uterine. Palpare e registrare il numero di feti presenti in ogni corno. Per convenzione, il feto al termine ovarico è designato il primo feto. Un corno uterino è il caso corno e l'altra è la squadretta. Identificare il caso corno precedentemente assegnato in modo casuale per induzione IUGR e quindi sostituire il clacson di controllo nuovamente dentro l'addome (feti di controllo interno).
    5. Indotta chirurgicamente IUGR. Identificare i vasi utero-placentare per ogni sacco gestazionale nel caso corno designato (Figura 1C).Chirurgicamente legare il 40-50% di queste navi che utilizzano un 5-0 poliglattina sutura (Ethicon Vicryl, Johnson & Johnson Medical, USA) (Figure 1D-1E). In pratica, ci sono spesso tre fasci vascolari che riforniscono ogni sacco gestazionale. In questo caso, il più grande fascio vascolare è legatura. Una volta completato, l'utero è ancora irrigato con soluzione salina riscaldata e con premura tornò al ventre.
    6. Chiusura addominale. Chiudere l'addome in due strati con un funzionamento continuo 2-0 poliglattina sutura (Ethicon Vicryl, Johnson & Johnson Medical, USA). Chiudere la pelle con sottocuticolare 3-0 poliglattina sutura (Ethicon Vicryl, Johnson & Johnson Medical, USA). Aerosol spray alluminio sulla ferita per evitare che il coniglio dal successivo interferire con le suture.
    7. Recovery. Cease anestesia e osservare attentamente la ripresa della respirazione. Il coniglio viene poi alloggiato come sopra descritto con accesso a cibo e acqua ad libitum e osservati quotidianamente.

2. Esecuzione ecocardiografia fetale e Pulsed-Doppler ad ultrasuoni

  1. Lo stesso coniglio viene poi trasferito a GA 30 giorni per ecocardiografica e valutazione ecografica. Il coniglio è posto su un rilievo di riscaldamento per la durata dell'esame.
  2. Procedura di anestesia.
    1. Induzione dell'anestesia si ottiene con la somministrazione di ketamina 35 mg / kg (Ceva Sante Animale, Bruxelles, Belgio) e xylazina 5 mg / kg (Ceva Sante Animale, Bruxelles, Belgio) per via intramuscolare. Una volta posato, ottenere l'accesso endovenoso con un calibro cannula 24 (BD Insyte-W, Becton Dickinson Infusion Therapy Systems, Utah, USA) inserito in una vena periferica auricolare.
    2. Mantenere l'anestesia con un'infusione continua di chetamina e xilazina: 2 ml di ketamina (100 mg / ml) e 1,5 ml xilazina (20 mg / ml) a 46,5 ml di soluzione salina, quindi infuso tramite una pompa a siringa a 40 ml / ora. Fissare un tre vie-tap e allegare una siringa di anestesia salvataggio 5: 2 mlketamina (100 mg / ml) e 1,5 ml xilazina (20 mg / ml). Boli di 0,5 ml anestesia salvataggio sono raramente necessarie. Amministrare buprenorfina analgesico 0,03 mg / kg (Temgesic; Schering-Plough) subcutaneouslyprior alla chirurgia. Ossigeno 2 L / min viene applicata da maschera. Posizionare un pulsossimetro (Nellcor N-20, Covidien, Irlanda) il secondo e il terzo dito del piede materno per il monitoraggio continuo della frequenza cardiaca e arteriosa saturazione O 2.
  3. Laparotomia addominale ed esteriorizzazione dell'utero. Fare riferimento a 1.3.3 e 1.3.4.
  4. Posizionamento del feto per ecocardiografica e l'esame ecografico.
    1. Collocare il coniglio in posizione laterale rivolta verso il ricercatore. Ciò semplifica il recupero di un unico sacco gestazionale per l'esame e impedisce un'eccessiva trazione sui vasi utero-placentare. Per quanto possibile, cercate di esteriorizzare un solo sacco gestazionale alla volta per ridurre al minimo l'esposizione. Assicurarsi che il sacco gestazionale esposto è posto sulla garza irrigata conriscaldato salina. Per garantire risultati standardizzate tra diversi gruppi di studio, in genere solo il feto al ovarico e vaginali estremità di ciascun corno uterino vengono utilizzati per l'esame ecografico.
    2. Funzione cardiaca fetale è molto sensibile all'effetto di esteriorizzazione uterina, variazione in temperatura e pressione dal trasduttore di ultrasuoni sui vasi placentari. Per ridurre al minimo questi effetti confondenti ambientali e iatrogeni sulla funzione cardiaca, l'esame ecografico deve iniziare immediatamente dopo l'esteriorizzazione del sacco gestazionale e dovrebbe essere sistematico ed efficiente. Nella nostra esperienza, i cambiamenti nella funzione cardiaca fetale raramente si verificano nei primi 5 minuti di esposizione. Se si incontra bradicardia fetale, rimuovere la sonda ad ultrasuoni, riposizionare il feto per evitare attorcigliamenti dei vasi feto-placentare, irrigare con soluzione salina o riscaldato brevemente restituire il sacco gestazionale di nuovo nel ventre materno. Se bradicardia fetale è persistente, l'esame di questo fetus dovrebbe essere abbandonato a favore di esaminare la prossima feto.
  5. L'ecocardiografia fetale.
    1. Il Visualsonics VEVO 2100 (Toronto, Canada), piattaforma microultrasound ad alta risoluzione con software di analisi cardiaco e la tensione installati è necessario. Un VisualSonics MS-250 trasduttore (VisualSonics, Toronto, Canada), è utilizzato per l'acquisizione dei dati. Questo ha una frequenza centrale di 21 MHz con una larghezza di banda 13-24 MHz. Il fuoco geometrico è di 15 mm, la larghezza massima dell'immagine è di 23 mm e la profondità massima dell'immagine è di 30 mm. L'ingombro è di 28 x 5,75 millimetri. I dati vengono acquisiti in conformità con la Società Americana di Ecocardiografia linee guida e norme per l'esecuzione del ecocardiogramma fetale. 20
    2. Acquisizione dati 1: vista laterale A livello del quattro camere-vista laterale, registrare un B-mode cine ciclo di almeno cinque cicli cardiaci per determinare deformazione, velocità di deformazione, velocità e spostamento.. Questo è analizzato offline utilizzando il VevoStrainAlgoritmo (Visualsonics, Toronto, Canada), come descritto in precedenza nella rivista nel dettaglio. Indici 21 ecocardiografia M-mode può essere ottenuto in questa visualizzazione standard. Offline misure della struttura e funzione cardiaca possono poi essere analizzati: ventricolare interno e diametro del setto in sistole e diastole, i volumi, stroke volume, frazione di accorciamento, frazione di eiezione e della gittata cardiaca 21.
    3. Acquisizione dati 2:. Vista apicale A livello del apicale quattro camere-view, B-mode cine loop può essere ripetuto per VevoStrain analisi come descritto sopra. Ecocardiografia M-mode è utilizzato per valutare la tricuspide (TAPSE) e mitralica anulare Escursione sistolica del piano (MAPSE) e la deformazione longitudinale e velocità di deformazione. 22,23 Questa visione apicale consente anche la valutazione del flusso valvolare velocità di forme d'onda e l'indice di performance miocardica modificato come precedentemente descritti. 24
  6. Feto-placentare pulse-Doppler agitò ULTrasound.

Velocità del flusso d'onda (FVW) dell'arteria ombelicale si ottengono individuando i vasi ombelicali con color Doppler e poi mettendo la pulsato cancello campione Doppler sopra l'arteria ombelicale su un loop privo di cordone ombelicale. L'25 dell'arteria cerebrale media (MCA) è FVW situato ponendo il campione Doppler pulsato cancello appena oltre l'origine MCA volta circolo di Willis si trova dal color Doppler. 26 Il dotto venoso (DV) FVW è ottenuto ponendo il campione Doppler pulsato cancello nella porzione prossimale del DV visto con color doppler in cui ha origine dalla vena ombelicale intraepatica sia in una vista sagittale o trasversale del feto. 26 L'indice di pulsatilità (PI) è calcolata in linea utilizzando il software di analisi cardiovascolare VisualSonics.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Una crescita asimmetrica limitato feto e la placenta dalla legatura vascolare utero-placentare è paragonato a un normale controllo del feto e la placenta nella Figura 1F. Crescita asimmetrico è confermato dalla riduzione del peso alla nascita neonatale e aumento della circonferenza della testa: il rapporto circonferenza addominale a controlli. Risultati rappresentativi di feto-placentare studi Doppler sono mostrati in Figura 2. Viene mostrato un modello normale a bassa resistenza di flusso telediastolico positivo in un feto di controllo. Con il progressivo aumento della resistenza placentare visto nei feti IUGR, assenza e poi invertito fine flusso diastolico è evidente. Figura 3 dimostra una normale resistenza cerebrale media segnale ad alta Doppler dell'arteria in un feto sano e positivo un'onda dotto venoso nello stesso feto. Nei feti IUGR, un aumentato indice di pulsatilità del dotto venoso e un'inversione di un'onda può essere visto. 14 Rappresentante dei risultati da M-mode ecocardiografia fetale vengono riportati in Figura 4. Questa vista laterale permette di calcolare diametri ventricolari e volumi interni. La vista apicale permette di calcolare TAPSE e MAPSE. Figura 5 mostra macchiolina di tracciamento dei vettori di velocità e le conseguenti curve di deformazione regionale per calcolare deformazione, velocità di deformazione, spostamento e velocità.

Figura 1
Figura 1. Tecnica chirurgica di creazione di IUGR in un modello di coniglio A: laparotomia mediana esponendo guaina del muscolo retto, freccia = ghiandole mammory, B:. Accesso sicuro nella cavità addominale; C: freccia = utero-placentare vasi che alimentano gestazionale sac; D: metodo di sutura, E: freccia = legatura completa di vaso utero-placentare, F: controllo rappresentativo e IUGR feto e la placenta.

RE 2 "src =" / files/ftp_upload/50392/50392fig2.jpg "/>
Figura 2. Doppler dell'arteria ombelicale A: flow positivo a fine diastole (FES); B:. Assente flusso telediastolico (AEDF); C: Reversed flusso telediastolico (REDF).

Figura 3
Figura 3: Doppler del dotto venoso, s = s onda (ventricolare sistolica contrazione), d = d onda (diastole ventricolare precoce), a = un'onda (contrazione atriale); B:. Doppler dell'arteria cerebrale media .

Figura 4
Figura 4. Modalità M ecocardiografia A:. Laterale quattro camere, LVID = ventricolo sinistro diametro interno, IVSD = diametro del setto intraventricolare, RVID = destra ventricular diametro del setto, ESD = fine sistolica diametro, EDD = fine diametro diastolico; B: vista apicale dimostrando tricuspide anulare Escursione sistolica del piano (TAPSE); C: vista apicale dimostrando mitralica anulare Escursione sistolica del piano (MAPSE).

Figura 5
Figura 5. Fetal analisi ceppo cardiaco A: Regione di interesse definito da endo-ed epi-cardium del ventricolo sinistro, B:. Curve di velocità di deformazione di sei segmenti miocardici, SR = picco sistolico velocità di deformazione; C: curve sforzo dei sei segmenti miocardici, Str = picco di tensione sistolica. Movimento cardiaco descritto da modalità M dimostrando fine diastole (ED) e di fine sistole (ES). Clicca qui per ingrandire la figura .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Abbiamo utilizzato un approccio precedentemente convalidato di ridurre chirurgicamente il flusso sanguigno utero-placentare in un coniglio per la produzione di IUGR 13-16 e poi esaminando la funzione cardiaca fetale 14 per descrivere la tecnologia microultrasound e l'analisi della funzione cardiaca disponibile sul VisualSonics VEVO 2100. La capacità di riprodurre feto-placentare Doppler variazioni di feti IUGR umani in un piccolo modello animale e poi per consentire l'esame della funzione cardiaca mediante ecocardiografia recentemente descritto è probabile che il progresso ricerca cardiaca fetale in maniera clinicamente rilevante.

Modelli piccoli animali comunemente si affidano a materna restrizione calorica o basso consumo di proteine ​​9, comunque questi sono limitati da una incapacità di dimostrare una riduzione del flusso di sangue placentare, il meccanismo principale di IUGR nei paesi sviluppati. 27 Inoltre, chirurgica bilaterale dell'arteria uterina legatura nei ratti, mentre comunemente riportato, non riproducibile provocare in restrizione della crescita. 28 In questa metodologia attuale in feti di coniglio, ci mostrano insufficienza placentare ad essere evidente da un flusso telediastolico assente o invertita del Doppler dell'arteria ombelicale (UA AREDF), in linea con i risultati ecografici in IUGR umana. È stato dimostrato sperimentalmente che una maggiore resistenza in questo segnale Doppler riflette giù impedenza flusso al flusso di sangue nel letto vascolare placentare ed è indicativo di insufficienza placentare 29 La presenza di UA AREDF è evidente quando 50 -. 70% della vascolarizzazione dei villi è disfunzionale . 30,31 Clinicamente, UA AREDF è un potente predittore di ipossia e scarso esito perinatale, e non vi è il livello 1-prova per sostenere il suo uso nella gestione della gravidanza ad alto rischio 17.

In questo modello, se si osserva UA AREDF il ricercatore può essere sicuri che la chirurgia primaria è riuscito a produrre una grave insufficienza placentare e che ulteriori ecocardiografoic valutazione è probabile che sia fruttuoso. Ecocardiografia fetale ha recentemente ramificata da un dominio prevalentemente diagnostica delle anomalie congenite ad ora fornire valutazioni funzionali di dettaglio della funzionalità cardiaca. Sia Doppler 18 e M-mode possono essere usate per valutare la funzione ventricolare fetale e ricavare misure di portata cardiaca. 32 Più recentemente, nuovi indici di performance cardiaca nel feto sono stati descritti come speckle tracking e la misura della deformazione 33, l'indice di prestazione 24,34 miocardica, Doppler tissutale 35 e tecniche tridimensionali (3D). 32 Una caratteristica importante di questo studio è che questi recenti progressi possono essere eseguite anche su questo modello di coniglio su piccola scala utilizzando il Visualsonics VEVO 2100 microultrasound e software di analisi della funzione cardiaca. Inoltre, come precedentemente descritto 14 questo modello permette anche la valutazione della risposta emodinamica fetale in altre vascolare territsori, in particolare l'arteria cerebrale media, dotto venoso e aortica istmo, che vengono utilizzati ampiamente nella pratica clinica in sede di esame del feto crescita limitata. 36 Allo stesso modo, gli effetti della somministrazione di glucocorticoidi in preparazione per la nascita pretermine possono essere esaminati anche 37., 38 Questo modello di coniglio offre ulteriori vantaggi in termini di controlli interni nel corno opposto dell'utero, una simile placentation villi e hemochorial di gravidanza 13, a basso costo, disponibilità e relativamente facile maneggevolezza.

Ci sono, tuttavia, alcune limitazioni di questo modello che devono essere affrontate. La limitazione principale è iatrogena bradicardia fetale durante l'ecocardiografia. Maternamente somministrato per inalazione isoflurano può causare bradicardia fetale 39 e dovrebbe essere ridotto al minimo o, come nel nostro caso non è usato a tutti durante l'ecocardiografia. Invece, abbiamo sostituito questo per una infusione endovenosa di ketamina exilazina, che è stato recentemente dimostrato nei conigli non alterare la pressione arteriosa media 40, mantenendo in tal modo presumibilmente placentare (e quindi fetale) perfusione. Nonostante questo approccio, esposizione del sacco gestazionale all'ambiente esterno, la manipolazione e la pressione dal trasduttore di ultrasuoni possono tutti causare temporaneamente bradicardia fetale. Descriviamo nei modi metodo per ridurre al minimo questo effetto, però per ottenere risultati accurati crediamo ecocardiografici e feto-placentare ultrasuoni Doppler sono migliori limitato a circa 5 minuti di esposizione totale. Con le tecniche ecocardiografiche sempre più complesse e curve di apprendimento ora descritte nella letteratura clinica 41, una pianificazione meticolosa è richiesto in anticipo per garantire risultati standardizzati. Molte delle misurazioni ecocardiografiche descritti in questo studio, per esempio valvolare anulare Escursione sistolica del piano di monitoraggio e speckle con l'analisi di deformazione, non stabilite nella corrente pratica clinica ostetrica, nonostante °uso EIR in cardiologia per adulti. 42,43 Tuttavia, dato il recente interesse di ricerca in queste nuove misure in medicina fetale, abbiamo scelto di includerli nella nostra metodologia di informare i ricercatori che sono fattibili per ottenere quando si utilizza questo modello di coniglio. L'analisi di questi parametri specifici in feti IUGR è oltre lo scopo di questo studio metodologico. Un'altra limitazione riguarda la tendenza naturale del coniglio per IUGR in base alla posizione fetale 44, pertanto si raccomanda la ovarico ben perfuso e finisce vaginali di ogni corno per il caso di assegnazione del feto. Inoltre, in questa metodologia, di età gestazionale di 25 giorni è usato per indurre chirurgicamente IUGR. Questo si basa su esperimenti riusciti precedentemente descritti, tuttavia il tasso di mortalità previsto è del 50%. 13,14, infine, le dimensioni del feto preclude strumentazione cronica che è utile nei modelli pecore per il posizionamento di sonde di flusso emodinamico per successive misurazioni non-eutanasia e ripetereed il prelievo di sangue. 11 In conclusione, legatura selettiva dei vasi uteroplacental per produrre IUGR nel coniglio con successivo esame microultrasound della funzione cardiaca rappresenta un modello animale che è coerente con la pratica clinica contemporanea e quindi utile ai ricercatori traslazionale bidirezionali.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

L'autore professor Jan D'hooge ha un accordo di ricerca con VisualSonics. Gli autori restanti non hanno informativa.

Acknowledgments

Questo lavoro è supportato da un Hamilton-Fairley NHMRC Fellowship (RH, AL); Operational Support Program Infrastrutture del Governo del Victoria (RH, EW) e la Curie Industria-Academia Partnership Marie e percorsi concedere il patrocinio della Commissione Europea (ME, PD) . Gli autori desiderano ringraziare il Dott. Andre Miyague, dott.ssa Francesca Russo, la signora Rosita Kinnart e il signor Ivan Laermans per la loro competenza tecnica nella produzione di questo video.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bukowski, R. Stillbirth and fetal growth restriction. Clin. Obstet. Gynecol. 53 (3), 673-680 (2010).
  2. American College of Obstetricians and Gynecologists. Intrauterine growth restriction. ACOG practice bulletin no. 12. 12, American College of Obstetricians and Gynecologists. Washington, DC. (2000).
  3. Crispi, F., Bijnens, B., et al. Fetal growth restriction results in remodeled and less efficient hearts in children. Circulation. 121 (22), 2427-2436 (2010).
  4. 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).
  5. 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).
  6. Stocker, C. J., Arch, J. R., Cawthorne, M. A. Fetal origins of insulin resistance and obesity. Proc. Nutr. Soc. 64 (2), 143-151 (2005).
  7. Barker, D. J. Intrauterine programming of coronary heart disease and stroke. Acta Paediatr. Suppl. 423, 178-182 (1997).
  8. Anthony, R. V., Scheaffer, A. N., Wright, C. D., Regnault, T. R. Ruminant models of prenatal growth restriction. Reprod. Suppl. 61, 183-194 (2003).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. Figueroa, H., Lozano, M., et al. Intrauterine growth restriction modifies the normal gene expression in kidney from rabbit fetuses. Early Hum. Dev. , (2012).
  17. Alfirevic, Z., Stampalija, T., Gyte, G. M. Fetal and umbilical Doppler ultrasound in high-risk pregnancies. Cochrane Database Syst. Rev. (1), CD007529 (2010).
  18. Baschat, A. A. Examination of the fetal cardiovascular system. Semin. Fetal Neonatal. Med. 16 (1), 2-12 (2011).
  19. GraphPad QuickCalcs: Random number calculators [Internet]. , GraphPad Software, Inc. Available from: http://graphpad.com/quickcalcs/randMenu/ (2012).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
  29. 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).
  30. 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).
  31. 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).
  32. Van Mieghem, T., DeKoninck, P., Steenhaut, P., Deprest, J. Methods for prenatal assessment of fetal cardiac function. Prenat. Diagn. 29 (13), 1193-1203 (2009).
  33. 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).
  34. 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).
  35. 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).
  36. Baschat, A. A. Venous Doppler evaluation of the growth-restricted fetus. Clin. Perinatol. 38 (1), 103-112 (2011).
  37. Hodges, R. J., Wallace, E. M. Mending a growth-restricted fetal heart: should we use glucocorticoids? J. Matern. Fetal Neonatal. Med. , (2012).
  38. 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).
  39. 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).
  40. 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).
  41. 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).
  42. Germanakis, I., Gardiner, H. Assessment of fetal myocardial deformation using speckle tracking techniques. Fetal Diagn. Ther. 32 (1-2), 39-46 (2012).
  43. 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).
  44. 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).

Tags

Medicina Numero 76 Biologia dello Sviluppo Ingegneria Biomedica Biologia Molecolare Anatomia Fisiologia Cardiologia Terapie fetali ostetriche Procedure chirurgiche sviluppo fetale Procedure chirurgiche operative restrizione della crescita intrauterina ecocardiografia fetale ecografia Doppler emodinamica fetale modello animale tecniche cliniche
L'ecocardiografia fetale e Pulsed-Doppler ad ultrasuoni in un modello di coniglio di ritardo di crescita intrauterino
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Hodges, R., Endo, M., La Gerche, A., More

Hodges, R., Endo, M., La Gerche, A., Eixarch, E., DeKoninck, P., Ferferieva, V., D'hooge, J., Wallace, E. M., Deprest, J. Fetal Echocardiography and Pulsed-wave Doppler Ultrasound in a Rabbit Model of Intrauterine Growth Restriction. J. Vis. Exp. (76), e50392, doi:10.3791/50392 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter