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Medicine

마우스의 심장 판막 질환의 종합 표현형 특성에 대한 심 초음파 접근 및 프로토콜

doi: 10.3791/54110 Published: February 14, 2017

Introduction

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노화는 심장 혈관 석회화 1 점진적 증가와 연관되어있다. 혈역학 적으로 유의 한 대동맥 판막 협착 (65) 2 세 이상 인구의 3 %에 영향을 미치는, 심지어 중간 대동맥 판막 협착 (3~4m / s의 피크 속도)을 가진 환자는 40 % 미만의 5 년 무 사건 생존율이 3. 현재,이 대동맥 판막의 석회화의 진행을 느리게 할 효과적인 치료법은 없으며, 수술 대동맥 판막 치환술 고급 대동맥 판막 협착증 4 사용할 수있는 유일한 치료입니다.

개시 및 대동맥 판막의 석회화의 진행에 기여하는 메커니즘의 깊은 이해를 확보하기위한 연구는 대동맥 판막 협착 (5), (6)을 관리하는 약물과 비 수술 방법으로 이동에서 중요한 첫 번째 단계입니다. 유전학적인LY-변경 마우스는 다양한 질병에 기여 이제 대동맥 판막 협착 6, 7, 8의 생물학을 이해하기위한 역학적 연구의 최전선에 오는 메커니즘에 대한 우리의 이해를 개발에 중요한 역할을했다. 같은 다른 심혈 관계 질환과는 달리 죽상 동맥 경화증과 심장 장애 혈관과 심실 기능을 평가하기위한 표준 프로토콜이 잘 확립-이 생쥐의 심장 판막 기능의 생체 표현형과 관련된 고유 한 문제가 대부분입니다. 최근 리뷰 많은 이미징 및 설치류 9, 10, 11 밸브 기능을 평가하는 데 사용 침습적 양식의 장점과 단점에 대한 철저한 토론을 제공하고 있지만, 지금까지, 우리는 COMPRE을 제공하는 출판물을 인식하지 못합니다를 면밀히는 단계별 생쥐의 표현형의 심장 판막 기능을위한 프로토콜을.

이 논문의 목적은 쥐 심장 판막 기능 표현형 방법 및 프로토콜을 설명한다. 모든 방법과 절차는 메이요 클리닉 기관 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었습니다. 이 프로토콜의 핵심 요소는 마취 깊이 심장 기능의 평가 및 심장 판막 기능의 평가를 포함한다. 우리는이 보고서는 심장 판막 질환의 분야에서 연구를 추구에 관심 수사관을 안내하는 역할을하지 않지만이 빠르게 성장하는 분야에서 데이터의 재현성 및 유효성을 보장하기 위해 프로토콜 표준화에 관련된 국내 및 국제 대화를 시작하기를 바랍니다. 중요한 것은, 고해상도 초음파 시스템을 이용하여 성공적으로 이미징 (일반적으로 초음파 검사에 사용되는 용어) 초음파의 원리 작동 지식 프린 기본적인 이해를 필요심장 생리학 및 초음파 검사와 유의 한 경험 레는 설치류에서 심장 기능의 정확하고 시간을 효율적으로 평가를 허용합니다.

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Protocol

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1. 재료 및 장비 (표 1 및 그림 1) 준비

  1. 초음파 기계를 켭니다. 동물 ID, 날짜 및 시간 (직렬 이미징 실험) 및 기타 관련 정보를 입력합니다.
  2. 고주파수 초음파 변환기 ~ 20g 또는 20g ~보다 생쥐는 30 메가 헤르츠 이하의 촬상 마우스 40 MHz의 사용.
  3. 심전도에 플랫폼을 연결합니다 (ECG)는 특정 양식에 대한 영상의 ECG 게이팅을 모니터링.
    주 : 비판적 이것도 마취 적절한 깊이의 여러 지표 중 하나로서 사용될 수있다 심박수 (HR)의 순간 계산을 허용한다.
  4. 37 ° C에 플랫폼을 사전 가열한다.
    주 : 모든 시판 초음파 시스템은 B 모드, M 모드, 도플러 초음파 검사를위한 화상 취득 제어 및 학습 관리 제어를 제공하는 제어 패널이있다. 심장 심장 측정 공구가 자동 측정을위한 기기에 포함심장과 판막 기능의 일반적인 심 초음파 매개 변수 및 계산.

2. 마취의 이미징 및 유도를위한 마우스를 준비합니다

  1. 부드럽게 꼬리로 마우스를 선택하고 단단히 목의 목덜미에 동물을 개최합니다.
  2. 코 콘에 동물의 코를 안내합니다. 1 %의 이소 플루 란 마취 흐름을 시작합니다. 동물이 가스에 노출 된 3 ~ 5 초 이내에 진정되어 있는지 확인합니다.
  3. 신속하고 정확하게은 앞발과 뒷발이 플랫폼의 ECG 센서에 놓여있는 것을 확인하는 앙와위에서 플랫폼에 동물을 배치합니다.
  4. 조심스럽게 가볍게 노즈콘 장치에있어서 헤드를 고정 꼬리 안정화 접착 테이프를 적용하는 접착 테이프를 적용 사지에 접착 테이프로 고정 동물. 두 뒷다리와 앞발은 생리 학적 이미징 시스템으로 안정적이고 명확한 ECG 신호 획득을 보장하기 위해 평평해야합니다.
  5. 인사를 확인합니다. 이는 심상 사용하십니까ECG 기능을 갖춘 외부 ECG 장치와 카 플랫폼입니다. 기준 HR 700 BPM 600 사이에 있는지 확인하십시오. 인사가 어떤 상황에서도 450 BPM 이하로 떨어지지 않도록하십시오.
    주 : 절차 동안, HR 약간 마취로 인해 감소 할 수 있지만, 대부분의 경우 500 BPM 이상이어야한다.
  6. 따라서 작은 단위 (~ 0.1 % 씩 증가마다 15 초 마취의 안정 상태에 도달 할 때까지)에 의해 마취의 흐름을 조절합니다.
    주 : 마취 안정 상태는 전술 한 심장 파라미터가 유지된다 (단계 2.5 참조), 동물이 명백히 다양한 촬상 윈도우 프로브의 위치에서 자극에 반응하지 않는 조건이다. 중요한 것은,이 마우스에서 현저 cardiodepression 결과, 수술 적 단계의 마취 아니다. 연장 이미징 세션의 경우, 건조를 방지하기 위해 눈에 수의사 연고의 적용을 권장합니다.
  7. 직장 온도계를 사용하여 체온을 확인한다. 36.5 ° C와 38 ° C 사이의 온도를 유지합니다.
    참고 : 적절한 환경 제어 방 및 가열 플랫폼, 체온 (직장 측정은) 결과적으로, 시간이 지남에 심장 혈관 혈류 역학에 영향을 미치는 교란 요인이 아닌, 전체 과정 동안 일정하게 유지합니다.
  8. 잔털과 함께 사용하도록 설계된 전기 이발기를 사용하여 가슴으로부터 모발을 면도. 젖은 종이 타월로 깨끗이 가슴을 닦습니다. 동물은 이미징을위한 준비가되어 있습니다.
    주 : 모발의 화학적 제거는 또한 수행 될 수 있지만, 그들은 장기 실험에서 시간에 비해 상당한 피부 자극을 일으킬 수 있으므로, 이러한 화합물의 사용을 피한다. 또한, 해당 어플리케이션과 같은 화학적 기반 제모 제품의 제거는 2-3 분 (~ 10 내지 20 %의)으로 마취 노출 기간을 연장 할 수있다. 피부 준비 완료 마취의 유도에서 총 시간보다 3 분 소요됩니다.
_title "> 3. 심장 초음파 이미지를 획득의 기본 원칙과 지침을 따르십시오

주 : B 모드 / 2-D, M 모드, 도플러 (스펙트럼 펄스 파 도플러 및 컬러 플로우 도플러 영상) : 화상 취득에 사용 된 세 초음파 양식이있다. 흉골과 혀끝의 창 (그림 2) : 심장과 심장 밸브의 이미지를 수집하는 데 사용되는 두 가지 기본 변환기 위치가 있습니다.

  1. 각 트랜스 듀서 위치에서 수동으로 회전 변환기를 angulating하여 길고 짧은 축에 심장 상대의 여러 단층 이미지를 얻을 수 있습니다.
    주 : 만곡 가슴 벽에 고정 된 점으로부터 트랜스 듀서의 좌우 이동을 지칭하면서 회전이 선회 또는 흉벽에 고정 된 위치에서 트랜스 듀서를 왜곡을 말한다. 모든 초음파 트랜스 듀서는 홈 (노치), 외부 리브 또는 버튼 형태의 이미지 인덱스 마커를 갖는다.
  2. 확인하는 초음파 시그NAL 따라 트랜스 듀서의 위치를 ​​조정함으로써 목표 구조에 수직이다.
  3. 흐름에 송신 초음파 빔을 평행하게 정렬하여 컬러 플로우 피크 속도 신호를 최적화한다. 초음파 빔과 유량 사이의 각도는 60 ° 미만이어야한다.
  4. 조작부 컨트롤을 사용하여 이미지 품질을 최적화한다. 단지 질의의 영역은, 화상 표시를 기입한다.
    참고 : 트랜스 듀서 및 플랫폼 위치의 미세 조정은 거의 항상 선명한 이미지를 얻을 필요합니다. 심지어 내부 해부학에 최적의 조건, 호흡 운동, 가슴 벽 해부학 (예를 들어, 작은 리브 간격) 및 변경시 (고유의 질병 유발 모두) 음향 창을 제한하고 영상 획득이 매우 도전 할 수 있습니다.
  5. M 모드 및 2-D / B 모드에서 좌심실 치수를 측정 할 때, 대부분의 에코 연속 선으로 측정 캘리퍼를 배치했다.
  6. 컬러 도플러 부문를 조정패널에서 발견 된 섹터 제어를 조정함으로써 질의의 영역 D 샘플 볼륨.
    주 : 도플러 연구에서 컬러 코딩 방식은 속도와 혈류량의 방향성을 나타낸다. 빨간색 도플러 신호 변환기 향하여 층류 혈류량을 나타낸다. 파란색 도플러 신호는 멀리 트랜스 듀서에서 층류를 나타냅니다. A "모자이크"컬러 패턴 (일반적으로 판막 협착 또는 판막 폐쇄 부전 발생) 난류 또는 비 층류 혈류의 영역을 나타냅니다.
  7. 5 개의 스트립들 (100 프레임) 실시간 B- 모드의 최소 기록 / 2D 오프라인 분석을 위해 각각의 촬상 창 반향.
    참고 : 시판 에코 기계 프레임 또는 시네 루프 크기가 ​​미리 설정된 수를 캡처 영상 획득 설정을 갖는다. 이상 시네 루프를 취득 할 수 있도록 화상 취득 설정이 수정 될 수있다. 고품질의 이미지를 획득 풍부한 경험과 실험이 필요하다. Investig의 ators 많은 전망과 음향 창에서 이미지를 얻기 변환기 배치 및 플랫폼 각도의 오른쪽 조합을 찾아야합니다.

대동맥 밸브 4. 평가 (AV) 기능

주 : 대동맥 판막 기능의 평가는 밸브의 질적 평가 (예를 들면, 인식 교두 두께 증가로 인해 판막 석회화에 에코 및 존재 또는 컬러 도플러를 이용한 역류 제트의 유무) 및 밸브 기능의 정량적 측정을 포함한다 (예를 들어, 피크 transvalvular 속도 및 끝 이격 거리).

  1. 이미지를 B 모드 화상 취득을 선택하여 대동맥판 시작.
  2. 안전하게 플랫폼과 멀리 조사에서 직면하고 머리에 고정 동물로, 왼쪽 테이블에 15 ~ 20 °를 기울이십시오. 이 흉벽에 가까운 전방 및 좌측 심장을 가져올 것이다. ㄱ에서 직접 변환기에 초음파 젤의 충분한 양을 적용하거나nimal의 가슴.
  3. 뒤쪽을 가리키는 트랜스 듀서 (그림 2)의 이미지 인덱스 마커와 마음의 긴 축과 약 90 ° 수직 parasternally 변환기를, 배치합니다. 는 AV가보기에 올 때까지 2D / B 모드에있는 동안, 트랜스 듀서 cephalad를 밀어 넣습니다. 이 판막의 "단축"이다.
    참고 : 정상 대동맥 판막은 수축기 동안 널리 열고 혈액에는 역류 다시 좌심실로이 없도록 이완기 동안 적절하게 닫습니다 세 얇은 교두가 있습니다. 교두 매우 빠르게 이동 매우 얇고, 종종 시각적으로 어려울 수있다.
  4. caudad 이미지 인덱스 마커 포인트까지 트랜스 듀서를 시계 방향으로 돌립니다. 대동맥 루트, 대동맥 판막, 좌심실 유출 관, 승모판 막, 좌심방, 이미지 디스플레이의 우심실 유출의 일부를 관찰한다.
    참고 :이 AV의 "흉골 장축"이다. 소노 그래퍼해야이후 M 모드 이미징 및 분석 (아래 참조)을 허용합니다 B 모드 이미지에서 심장주기에 걸쳐 볼이 대동맥 판막 교두가 있음을 확인.
  5. 이보기에서 대동맥 근부를 평가합니다. 대동맥 루트 이미지가 대동맥 근부의 가장 큰 치수를 포함 할 수 있도록 조심스럽게 앞뒤로 쓸어. 컴퓨터에 내장 된 측정 도구와 관련된 전자 캘리퍼스를 사용하여 대동맥 최대 안테 - 후방 치수를 측정한다.
  6. 긴 축에서 대동맥 판막을 찾습니다. 만 대동맥판 제어판의 화상 폭 버튼을 조절함으로써 이미지 디스플레이되도록 이미지 폭을 줄인다. 정확하게 대동맥 판막 첨단 분리를 평가하기 위해 대동맥 밸브의 끝을 교차 심문의 M 모드 라인을 배치합니다.
  7. 대동맥 판막의 M 모드 표시에서, 지표 성과와 관련된 전자 캘리퍼스를 사용하여 교두 이격 거리 (수축기의 상자 형 모양)을 측정기계에 포함 장담 도구입니다.
    참고 : M-촬상 모드의 가장 큰 장점은 대동맥 판막 기능의 평가에 필수적인 매우 높은 시간 해상도이다. 는 AV의 M 모드 이미지는 단기 및 장축 뷰 모두에서 취득 할 수 있지만, 촬상 평면 용이의 선단의 방향과 위치를 식별 할 소노 수 있기 때문에 상기 흉골 장축 뷰는 일반적으로 바람직 수축기 교두.
  8. 여전히 대동맥 판막의 흉골 장축 관점에서, 제어 패널의 컬러 도플러 제어 키를 누른 상태. 대동맥 밸브의 영역에 컬러 도플러을 적용합니다.
    주 : 수축기 대동맥 밸브를 통해 좌심실에서 정상 흐름 트랜스 듀서 측으로하고 따라서 적색 인코딩된다.
  9. 대동맥 판막 폐쇄 부전의 유무를 문서화하십시오.
    주 : 대동맥 폐쇄 부전이 이완기 동안 발생 멀리 transduc에서 지시하는 비정상적인 흐름이다어; 따라서, 청색 인코딩된다.
  10. 펄스 파 도플러 제어 키를 누릅니다. 조작부에있는 트랙볼을 이용하여 초음파 빔과 혈류량과의 각도가 기울어 미만 60 ° 인 것을 확인한 바로 대동맥판 위에 근위 대동맥에서, 펄스 파형의 샘플 볼륨을 배치 플랫폼 및 / 또는 트랜스 듀서. 가능하다면, 흉골 노치 창 대동맥판 걸쳐 최고 속도를 획득.
  11. 시스템 (도 3c 및도 3f)에 내장 된 측정 도구와 관련된 전자 캘리퍼스를 사용하여 스펙트럼 표시에서 최고 속도를 측정.
    주 : 모자이크 컬러 비 층류 패턴을 포함 할 가능성이 높은 유동 속도를 나타낸다.

승모판 막 5. 평가 (MV) 기능

참고 : 승모판 막 기능의 평가는 밸브의 질적 평가를 (예를 들면, 당 포함때문에 판막 석회화, 존재 또는 컬러 도플러를 이용하여 역류 제트) 및 밸브 기능의 양적 조치의 부재로 수신 된 첨단 두께 증가 에코.

  1. B-모드에서 혀끝의 위치에 트랜스 듀서를 놓습니다. 이 마우스 (도 2C)의 머리 방향으로 기울어 지도록 배치 변환기. 이미지 디스플레이에 우심실 (RV), 좌심실 (LV), 우심방 (RA) 및 좌심방 (LA)를 관찰한다. 동물가 LV 내로 개방으로 승모판를 시각화하는 "헤드 - 다운"위치에 있도록 수동 약간 기울 플랫폼.
    주 : 꼭대기 4 챔버보기는 승모판 막과 삼첨판 밸브 물론 승모판 막륜의 조직 속도를 통해 혈액 검사 속도를위한 최적이다. 이것은 또한 RV 및 심실 중격의 움직임 크기를 평가하는 좋은 도면이다.
  2. 꼭대기 4 챔버보기에서 이미지 폭을 줄여 초점 승모판을 가지고.승모판의 전단지는 두 개의 얇은, 모바일 필라멘트 열고 각 심장주기 동안 폐쇄로 나타나는지 관찰한다.
    참고 : "정상"마우스의 승모판 막 전단지 영상이 생리 HR (즉,> 450 BPM)에서 수행되는 경우 시각화하기 어려울 수 있습니다.
  3. 전단지의 두께를 평가하기 위해 승모판 막에 걸쳐 M 모드 커서를 놓습니다.
    참고 :이 초음파 빔 (그림 4)에 수직 일 때 앞쪽에 전단지가 가장 수축기으로 시각화된다.
  4. 꼭대기 4 챔버보기를 사용하여, 이완기 승모판을 통해 이미지에 좌심방의 흐름을 컬러 도플러를 적용합니다. 승모판 막 폐쇄 부전에 대한 관찰한다.
    주 : 유동은 트랜스 듀서 향하는 따라서 적색 인코딩된다. 역류 흐름은 블루 코드와 수축기 (그림 5) 동안 발생한다.
  5. 혀끝의 긴 축보기를 사용하여 펄스 파 모드로 전환합니다. 의 팁으로 도플러 샘플 볼륨 이동승모판 막 전단지. 승모판 유입 스펙트럼 표시의 2 개의 피크를 참고. 전단지 잘 - 가시화되지 않으면 밝은 적색 컬러 모자이크 패턴 영역을 식별하고 그 때의 샘플 량을 배치 컬러 도플러를 사용한다.
    참고 : 승모판 흐름의 스펙트럼 디스플레이는 느린 홈런 (<450 BPM)에서 두 개의 봉우리가 있습니다. 정상 홈런에서 (> 450 BPM)의 early- (E)와 후기 작성은 (A) 흐름은 융합된다. 승모판 전체 흐름의 도플러 스펙트럼 디스플레이 좌심실 확장기 함수의 평가에 사용된다 (단계 7.5 참조).

마우스 오른쪽 단추로 양면 심장 밸브 기능 6. 평가

참고 : 삼첨판과 폐동맥 밸브는 오른쪽 양면 심장 판막을 포함한다. 폐동맥 밸브는 흉골 장기 및 단기 축 모두보기에 가시화 될 수있는 동안 삼첨판은 쉽게, 혀끝의 긴 축보기에 가시화 될 수있다.

  1. 혀끝의 긴 축보기에서, 기울이거나 트랜스 듀서 팁을 U 포인트우심실 이미지 디스플레이의 중앙에 요동 노래. 단 우심실이 화상 표시부에 표시되도록 이미지 폭을 줄인다.
  2. 같은 이미지면에서, 우심방과 우심실 및 개폐 각 심장주기의 과정을 통해 가까운 사이에 얇은, 모바일 필라멘트를 나타나는 삼첨판 막 전단지를 시각화.
  3. 삼첨판의 영역에서 컬러 도플러을 적용합니다. 삼첨판 막 폐쇄 부전에 대한합니다.
    노트 : 정상 유량 이완기 발생은 트랜스 듀서에 관한 것이다, 따라서 적색 인코딩된다. 이상 역류 흐름은 수축기 멀리 트랜스 듀서에 관한 것이다, 따라서 청색 부호화 일어난다. 역류 제트의 피크 속도 우심실 수축기 혈압을 측정하기 위해 사용된다.
  4. 대동맥 판막의 수준에서 흉골 짧은 축 위치 트랜스 듀서를 이동. 대동맥 판막 위 오른쪽 심실 OUTF 있습니다낮은 기관은 폐동맥 밸브, 근위 주 폐동맥, 오른쪽과 왼쪽 폐 동맥 (그림 6).
  5. 수정 된 흉골 긴 축 위치로 변환기를 시계 방향으로 돌립니다. 그리고, 폐동맥 밸브의 짧은 축보기를 얻기 위해 약간 위쪽으로 기울어 변환기.
  6. 이러한 관점에서, 폐동맥 밸브 교두 (도 7)의 이격 거리를 평가하는 M 모드 촬상을 적용한다.
  7. 판막 폐쇄 부전 (이완기 동안 모자이크 패턴, 고속 제트) 및 협착 (수축기 모자이크 패턴, 고속 제트)에 대해 평가하는 폐동맥 밸브의 영역에서 컬러 도플러을 적용합니다.
  8. 펄스 파 컨트롤 키를 누르고 그냥 폐동맥 밸브 후 샘플 볼륨을 배치합니다.
    주 : 흐름의 도플러 스펙트럼 디스플레이 분석 폐동맥압 (도 8)를 추정하는데 사용된다.

심장 기능 7. 평가

(예를 들어, 구혈률, 지역 벽 운동 이상 및 벽의 지각 두께의 시각 추정)과 좌심실의 정량적 측정 기능 (예를 들어, 구혈률, 좌심실 질량, 좌심실 이완기 기능, 심근 성능 지표).

  1. 유두 근육의 수준에서 흉골 짧은 축 위치 변환기와, 2D / B 모드에서 LV의 짧은 축보기를 구합니다. 정점에베이스에서 LV를 스캔 아래로 변환기를 위로 이동합니다. 벽 운동 이상에 대한 관찰한다.
  2. 좌심실의 흉골 짧은 축 관점에서, 상기 제어 패널에있는 M 모드 버튼을 누른다. 트랙볼을 사용 유두근과 obtai 수준에서 좌심실 캐비티의 중심에 M 모드 커서를n은 M 모드 이미지.
  3. 전방 벽과 후방 벽 사이의 거리가 최대이며, 모두 전방 및 후방 벽의 안쪽 운동이 최대 (그림 9)는 최종 수축기에 최종 이완기,의 좌심실 공동 치수를 측정한다.
  4. 최종 이완기 및 최종 수축기의 전방 및 후방 벽 두께를 측정한다.
    참고 : 유두 근육이 올바른 이미지 평면을 보장하기 위해 필수적인 랜드 마크 있지만, 어떤 측정에 포함하지 않도록주의.
  5. 꼭대기 창으로 트랜스 듀서를 이동합니다. 단계 5.1를 참조하십시오. 꼭대기 장축보기 승모판 걸쳐 혈류 파 펄스 도플러를 사용하여 좌심실 확장기 함수를 평가한다.
  6. 승모판의 전단지의 끝에서 샘플 볼륨을 놓습니다. 승모판 걸쳐 펄스 파 속도의 도플러 스펙트럼 표시에서 피크 승모판 유입 속도를 측정.
  7. LV의 infl 사이의 샘플 볼륨의 위치를흐름 및 유출. 승모판 및 대동맥 판막 폐쇄와 개방 신호를합니다. isovolumic 휴식 시간, isovolumic 수축 시간, 좌심실 구출 시간 (그림 10)을 측정한다.
  8. 혀끝의 긴 축보기에서 승모판 륜의 조직 도플러 영상 (TDI)을 수행합니다. TDI 컨트롤 키를 누르고 승모판 륜의 내측 측면에서 샘플 볼륨을 배치합니다. 샘플 볼륨이 승모판 전단지에 잠식하지 않도록해야합니다. 0.21 mm 및 0.27 mm 사이의 도플러 샘플 볼륨 크기를 유지합니다. 승모판 고리 (그림 11)의 초기 이완기 속도 (E ')을 측정한다.

8. 최종 단계

  1. 획득 한 이미지를 검토합니다. 필요한 모든 이미지가 얻어진 것을 확인 하였다.
  2. 마우스의 가슴에서 초과 초음파 젤을 제거하고 부드럽게 장소에서 동물을 고정하는 테이프를 제거합니다. 마취의 전원을 끕니다.
  3. 흡수성 종이 타월에 동물을 배치(흡입 할 수 있습니다 또는 복구 중에기도를 차단할 수 없습니다 침구,). 흉골 드러 누움이 달성 될 때까지 동물을 관찰한다. 마취가 적절하게 관리되는 경우, 복구는 30 ~ 60 초 이내에 발생한다.

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Representative Results

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통상적 동물 심장 초음파 영상으로부터 얻어진 이미지의 예는이 원고에 포함된다. 동물의 가슴에 트랜스 듀서의 배치를 보여 독자에게 변환기 바와 같은 이미지를 얻기 위해 배치되는 위치에 대한 명확한 이해를 제공하기 위해 제공된다. 초음파 실험실 셋업의 사진은 적당한 장치, 특히 사용되는 초음파 변환기 마취의 방법의 중요성을 강조하기 위해 포함된다. 2 차원 / B 모드, M 모드, 그리고 정상 및 비정상 밸브, 좌우 심실과 대동맥 근부의 색상과 도플러 표시가 제대로 표시되어 있습니다. 스트레인 속도 이미징 일상적으로 실행되지 않지만, 예를 들어도 포함된다.

승모판 막 폐쇄 부전증은 S 동안 밸브를 가로 질러 높은 보통 비 층류 혈류 속도 (모자이크 착색)을 특징으로ystole (그림 5). 심전도 추적의 QRS 컴플렉스 후에 발생 MV 걸쳐 좌심방에 좌심실로부터 이러한 모자이크 컬러 도플러 유동 패턴의 존재는, MR의 명확한 진단을 허용한다. 이 대동맥판 부전 및 / 또는 좌심실 기능 장애의 부재에서 발생하는 경우, 이것은 절연 승모판 탈출증 특징으로 할 수있다. 좌심실의 현저한 팽창이 (인한 심부전 또는 마취 깊이 과도한 실험적으로 유도하기 위해)이 있다면,이 허혈성 승모판 역류 (또는 부전, 심장 기능 장애 보조)로 특성화 될 수있다. 펄스 파 스펙트럼 도플러 디스플레이 혈류의 역류 제트의 존재 및 타이밍을 확인하기 위해 사용될 수있다.

정상적인 대동맥 밸브를 열고 각 심장주기 동안 적절하게 닫습니다 세 얇고 유연한 교두가 있습니다. 대동맥 밸브 끝의 분리는 2D 유도로 측정됩니다장축보기 대동맥 판막의 M 모드. 전자 캘리퍼스 왼쪽 대동맥 첨단의 첨단에 오른쪽 대동맥 끝 (그림 3)의 선단에서 측정하는 데 사용됩니다. 정상 마우스에서 대동맥 판막 첨단 분리 거리가 0.9 ~ 1.3 mm이다. 컬러 도플러 수축기 대동맥 밸브 내로 걸쳐 층류를 나타낸다. 난류는 대동맥 판막 폐쇄 부전의 증가 흐름의 조건에서 평가, 또는 대동맥 판막 협착증에서와 같이, 압력을 증가시킬 수있다. 이는 유출 기관에 모자이크 색상으로 설명된다. 대동맥 판막 폐쇄 부전의 아주 작은 양으로 인해 hyperdynamic 심장 기능에 피크 transvalvular 속도의 상당한 증가가 발생할 수 있고, 심실 프리로드를 왼쪽으로 증가. 1.50 m / s의 0.90 m / s의 정상 마우스의 범위에서 피크 대동맥 속도. > 5m의 피크 대동맥 판막 속도는 / s의 심한 대동맥 판막 협착 마우스에 기록되었습니다.

(12) (도 8)의 인덱스를 제공하기 위해 사용될 수있다. 폐동맥 가속 시간은 최대 유속 수축기 폐동맥 유동 개시까지의 시간 간격이다. 우심실 토출 시간은 수축기 폐동맥 수축기 흐름이 중단 된 지점을 우심실 토출의 개시 사이의 간격이다. 우심실 토출 시간 폐동맥 가속 시간의 비율의 저하와 함께 짧아 폐동맥 가속 시간의 조합 (폐동맥 또는 우심실 압력 침습 또는 직접 측정을 이용하여 확인 될 수있다) 폐동맥 고혈압의 존재를 시사 .

그림 1
그림 1 : 동물 Cardiac 초음파 연구소. 실험실은 고주파수 (30 MHz와 40 MHz의) 센서 (MS (400) 및 MS 550D), 이소 플루 확산 동물 플랫폼, 온도, 심박수 모니터, 1 % 내지 1.5 %의 이소 플루 란 소 동물 전용 초음파 장비에 장착되어 1 L / 분으로 100 % O 2, 노우즈 콘 및 이소 플루 확산 및 100 % O 2, 헤어 면도기 초음파 겔 전극 겔, 접착 테이프, 종이 타월에 연결된 튜브와 혼합. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2
그림 2 : 기본 변환기 위치. (A) 흉골 창. 변환기 헤드 미부 향하는 변환기의 화상 인덱스 마커 왼쪽 흉골 테두리에 위치된다. FR이 위치 OM, 좌심실, 대동맥 판막 및 대동맥 및 폐동맥 밸브의 짧은 축 볼의 장축 뷰가 얻어 질 수있다. 창에서 흉골 (B)는 트랜스 듀서 헤드 후방 방향 홈과 반 시계 방향으로 회전된다. 이 위치에서 좌심실과 대동맥 판막과 폐동맥 밸브의 장축 뷰의 짧은 축 뷰가 얻어 질 수있다. (C) 혀끝 창. 변환기 헤드는 심장의 정점에 위치한다. 이 위치에서 좌우 심실과 승모판 막과 삼첨판 밸브의 장축 뷰가 얻어 질 수있다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3
그림 3 : 규격에 대동맥 밸브 기능의 평가석회화 대동맥 밸브 질환을 가진 마우스에서 대동맥 밸브 기능 등 마우스. 장축 보아 정상 대동맥 밸브 (A) 2 차원 이미지. 대동맥 판막은 수축기 동안 잘 열리고 있습니다. (B) M 모드 영상에서는 정상 대동맥 판막 기능 (상자 형 모양)을 묘사. 첨단 분리 거리가 1.12 mm로 측정합니다. 정상 대동맥 판막에서 최고 속도 (C) 스펙트럼 도플러 디스플레이는 1.3 m / s로 meaured했다. 저밀도 지단백 수용체의 긴 축보기에서 석회화 된 대동맥 밸브 (D) 2D 이미지 결핍 (LDLR - / -)와 서부 다이어트가 공급 아포 지단백 B100 전용 (형 ApoB 100/100) 마우스입니다. 교두가 두꺼워하고 수축기 동안 제한된 개방 결과 에코를 증가하고있다. 동일한 협착 대동맥판 묘사 (E)는 M 모드 영상 0.7 mm의 교두 분리 거리 측정을 나타낸다. (F <)> / 강한 협착 대동맥 판막에서 최고 속도의 스펙트럼 도플러 디스플레이는 4.6 m / s로 meaured했다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 4
그림 4 : 정상 승모판의 M 모드. 꼭대기 창에서 승모판의 장축 뷰가 얻어진다. 심문의 M 모드 라인은 승모판 막 전단지에 걸쳐 적용된다. 승모판 전단 두께 이론적 전자 캘리퍼스를 사용하여 측정 될 수 있지만, 이는 정상적인 승모판의 전단을 빠르게 이동하는 얇은 저조한 에코 주어진 매우 어려울하고있다. 화살표는 수축기의 승모판 막 전단지의 M 모드를 가리 킵니다. cli를하시기 바랍니다이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 (CK).

그림 5
그림 5 : 색 도플러 영상을 이용한 승모판 막 역류 제트의 증거. 흉골 창에서 승모판의 변형 장축 뷰가 얻어진다. 컬러 도플러 심문은 (화살표로 강조) 수축기 동안 승모판에서 모자이크 컬러 잉크젯를 보여줍니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 6
그림 6 : 긴 축 주 폐 동맥의 전망과 주요 지점. 주요 폐동맥의 장축 뷰 (MPA) 및 우측 (RPA)과 왼쪽 (LPA) 분기는 paraste 얻을 수있다 rnal 창. 오른쪽 심실 유출 관 (우심실 유출로), 폐동맥 밸브 (PV) 및 대동맥 (AO)는 부분적으로 볼 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 7
그림 7 : 일반 폐동맥 밸브를 묘사 M 모드의 이미지. 흉골 창에서 폐동맥 밸브 모두 단기 및 장축 뷰가 얻어 질 수있다. 심문 M 모드 라인은 폐동맥 밸브를 가로 질러인가된다. 폐동맥 밸브 첨단 분리 (화살표) 거리가이 뷰에서 측정 할 수있다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

10fig8.jpg "/>
그림 8 : 폐동맥 밸브의 맞은 편에 흐름의 펄스 파 도플러 심문. 폐동맥 가속 시간 (PAAT)의 최대 유속 수축기 폐동맥 유동 개시까지의 시간 간격이다. 우심실 토출 시간 (RVET)의 흐름이 중단 된 지점을 우심실 토출의 개시 사이의 간격이다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 9
그림 9 : 좌심실의 짧은 축보기를 묘사 M 모드의 이미지. 흉골 창에서 좌심실의 짧은 축보기 반 변환기 헤드를 회전시킴으로써 얻어 지도록 뒤쪽 또는 등쪽 화상 인덱스 마커 포인트. 제 m 개조심문 E 라인은 유두근 수준에서 좌심실 사이에인가된다. 좌심실 이완 기말 치수 (LVEDD), 좌심실 수축 기말 치수 (LVESD), 및 전방 벽 (AW)과 후벽 (PW) 두께를 용이하게 측정 할 수있다. 모든 측정에서 유두근 (*)를 포함하지 않도록주의하십시오. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 10

그림 10 : 색 도플러 평가 및 승모판 유입의 펄스 파 도플러 스펙트럼 디스플레이. (A) 꼭대기 장축보기 승모판 유입 컬러 도플러 평가를 나타내는 이미지. 2 차원 컬러 도플러 이미지가 g위한 중요한 도구가 될 수 있습니다(패널 B에 도시) 펄스 파 도플러 트레이싱의 취득에 해당하는 샘플 볼륨 위치를 uiding. (B) 펄스 파 도플러를 이용하여 승모판 유입의 스펙트럼 표시됩니다. (혀끝 장축 뷰) 승모판 걸쳐 혈류 파 펄스 도플러 평가는 좌심실 확장기 기능을 평가하기 위해 수행된다. 샘플 볼륨은 승모판 막 전단지의 조언에 배치됩니다. isovolumic 완화 시간 (IVRT) isovolumic 수축 시간 (IVCT) 좌심실 시간 (LVET) 피크 승모판 유입 속도 (E)는 모든 승모판 걸쳐 펄스 파 도플러 속도의 스펙트럼 표시에서 유도 될 수있다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 11
인터넷gure 11 : 중격 승모판 같이 고리의 조직 ​​도플러 영상. 꼭대기 창에서 승모판의 장축 뷰가 얻어진다. 조직 도플러 샘플 량은 승모판 막륜의 중격 부위에 위치한다. 피크 승모판 유입 속도 (도 10b에서 변수 E) 및 (E 피크 승모판 막륜의 조직 속도의 비율 '(흰색 화살표로 표시는) 좌심실 확장기 함수를 평가하기 위해 사용되는 공통 E / E라고'). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 12
그림 12 : 좌심실 심근의 변형과 변형 속도의 평가. 존재 가능한 전문 분석 소프트웨어 패키지는 시판하며, 변형률과 변형률 속도 변수 일 수있다고유 심근 수축 특성의 초기 또는 하위 임상 변경 조치로 얻을. 위의 예는 마우스에서 일반적으로 획득 된 영상 평면에서 반경 방향 변형 및 변형 속도를 묘사. 이 영상면 (및 변형 트레이싱의 후속 형상이) 자주 혀끝의 긴 축 또는 4 챔버보기에서 취득 인간의 이미지와 다를 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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Discussion

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마취의 유도

적절한 유도 및 마취의 유지 보수는 쥐의 심장 판막의 변화의 정확한 평가와 심장 기능에 중요합니다. 이소 플루 란과 깊은 마취 다음이 마취의 비교적 긴 워시 아웃 시간에 의해 유도 마취의 급속한 유도 감안할 때, 우리는 유도를위한 독립형 마취 실을 사용하지 마십시오. 위의 세부 사항에서 언급 한 바와 같이 대신, 동물은 마취의 비교적 낮은 농도에서 마취의 신속하고 제어 유도을 허용 마취 콘에 직접 안내한다.

마우스의 대부분의 균주 충분히 미만 1.5 % 이소 플루 란으로 마취를 유지. 심장 기능에 이소 플루 란의 누적 효과는 밀접 그러나 모니터링해야하고, 마취제의 농도의 작은 감소는 시간에 요구 될 수있다. 역으로, 마취제의 농도 조금씩은 북동 수있다eded. 조심스럽게 (마취의 불충분 한 깊이의 암시) 및 증가 또는 HR 감소 움직임에 대한 동물을 모니터링; 이 마취의 깊이의 신속하고 적극적으로 관리 할 수 ​​있습니다.

인간 대조적으로, 이소 플루 란이 마우스에서 HR의 감소를 유도한다. 좌심실 기능이 초기에 과도한 마취 관리 기간 동안 보존 될 수 있지만, HR의 감소는 거의 보편적으로 심장 수축력의 억제에 보조 좌심실의 팽창에 의해 따른다. 따라서, 구혈률이 감소, transvalvular (대동맥 판막과 승모판 막) 최대 유속 가을, 대동맥 판막 폐쇄 일찍 발생하고 조직 도플러 속도는 감소한다. 연속적 HR 잘 BPM 450 이상으로 유지되도록하여 동물의 생리 학적 상태를 모니터링하는 것이 필수적이다. 영상 마우스에 경험이없는 개인, 전용 소노 그래퍼를 포함하는 접근 방법과 들어마취의 깊이를 모니터링 전용 초 조사하는 것이 좋습니다.

AV 기능 분석

임상 적, 심 초음파 가이드 라인의 미국 사회는 13 좌심실 유출 관 직경의 수집 및 펄스 파 도플러를 이용하여 좌심실 유출 요로 속도를 권장합니다. AVA = (CSA LVOT X VTI LVOT) / VTI의 AV : 피크 트랜스 대동맥 판막 속도는 연속 방정식을 이용하여 대동맥 판막 면적을 계산하기 위해 전용 연속파 도플러를 이용하여 측정 할 수 shuld. 이러한 도플러 데이터가 없으면, 2D 또는 3D로 측정 대동맥판 오리피스의 해부학 (형상)의 단면적이 권장된다. 변환기는 높은 공간 및 시간 해상도를 가지고 있지만, 대동맥판 교두 일관 짧은 축 관점에서 묘사 할 수 없다. 따라서, AV 오리피스 면적을 정확하게 추적 할 수 없다. 작고에hermore, 그리고 아마도 더 중요한 것은, 현재 사용 가능한 고주파 작은 동물 전용 초음파는 전용 연속파 도플러 기능이 장착되어 있지 않습니다. 따라서, 연속 식에 사용되는 "true"로 피크 transvalvular 속도의 인식은 매우 도전적이다 (임상 적으로 허용되지 않는다). 마찬가지로, 다른 시판되는 초음파 프로브는 매우 높은 속도를 기록 할 수있는 능력을 가질 수 없으며, 따라서 낮은 속도로 제한된다. 이러한 중요한 한계를 감안하면, 작은 동물의 고해상도 영상에 맞도록 시스템을 이용한 임상 촬상 프로토콜 충분히 포착 할 수 없다.

MV 기능 분석

일반적으로 마우스는 승모판 탈출증의 발전에 매우 저항한다. 빠른 HR의 설정에서 승모판 막에 걸쳐 역류 제트의 시각화는 매우 어려울 수 있습니다. 또한, 인간의 심장 초음파, 상기 anteri또는 후방 승모판 막 전단지는 분명하게 볼과 탈항 또는 쉽게 알 수있다 전단지를 도리깨 있습니다. 그러나, 쥐, 승모판 막 전단지는 전방 및 후방 및 도리깨를 찾는으로 잘 묘사 할 수 없거나 상반 돌출 전단지가 아닌 석회화, 얇은 조직의 에코의 낮은 수준 주어, 매우 도전이다. 따라서, 역류 제트를 보여주는 컬러 도플러의 사용은 마우스에서 승모판 기능을 평가하기 위해 가장 유용한 수단이다. 격리 된 승모판 막 폐쇄 부전의 진단은 신중하게 좌심실 기능, 대동맥 판막 기능 및 승모판 기능을 평가 한 후에 만해야한다.

현재까지 승모판 막 협착증의 더 강력한 마우스 모델이 없습니다. 석회화를 제안 할 수 있습니다 승모판의 에코 밀도를 증가하지만, 전방 또는 후방 전단지 중 하나에 현지화는 어렵다. 임상 적으로, 승모판 막 협착증의 진단은 제한와 두께, 석회화 전단지의 설정에서 이루어집니다에드 운동. 전단지 두께의 측정은 M 모드 (그림 4)에 의해 수행 될 수있다. 도플러를 사용하여, 피크 E 속도는 일반적으로 증가하고, 압력 하프 타임 prolongations와 연관된다. 따라서, 이러한 기능을 탈환하는 승모판 막 협착증의 새로운 모델의 평가에 중요하다. 심 초음파의 미국 사회는 승모판 막 영역의 추정 압력 하프 타임 (MV 영역 = 220 / 압력 하프 타임)을 사용하여 수행 할 것을 권장하지만, 이러한 계산은 마우스 (13)에 검증되지 않았다.

삼첨판과 폐동맥 판막의 기능 분석

삼첨판는 전단지 이동, 판막 협착 및 판막 폐쇄 부전에 대한 평가된다. 일반적으로 이러한 데이터는 질적 및 바이너리 방식 (즉, 존재 또는 장애의 유무)로 표현된다. 삼첨판의 역류 제트의 최대 속도는 estimat하는 데 사용됩니다전자 우심실 수축기 혈압. 또한, 삼첨판 폐쇄 부전은 정상, 강세 마우스에서 드문 일이 아니다.

폐동맥 판막 기능 2D / B 모드, M 모드, 및 컬러 플로우 영상 (도 6 및도 7)에 의해 평가 될 수있다. 이 양식은 폐동맥 밸브 이동성과 coaptation (2D 및 컬러 도플러을), 폐동맥 판막 두께 (2D와 예를 들어, 가시성 또는 에코)를 평가 폐동맥 밸브 오리피스 구멍 (첨단 분리 거리)를 측정하고 평가하는 데 사용됩니다. 전술 한 바와 같이 폐동맥 판막 부전증 용이 컬러 도플러로 이해 될 수있다. 폐동맥 폐쇄 부전의 정도는 이완기 동안 폐동맥 밸브를 통해 (펄스 파 도플러로 측정) 피크 역 행성 혈류를 사용하여 평가 될 수있다.

심장 기능의 분석

단기 및 장기 축 뷰에서 좌심실의 2D / B 모드 영상은 힘 제공 심장 기능의 연간 평가. 이 영상 양상은 좌심실 기능의 대략적인 평가를 위해 수 있지만, M 모드 영상은 2D / B 모드 영상과 비교했을 때 그것을 우수한 기술을, 상당히 높은 시공간 해상도를 제공합니다. 이는 정상 마우스 450-700 BPM에서부터 홈런을 가질 수 있다는 사실을 고려할 때 매우 중요하다. 데이터가 비 마취 심장 생리학 및 혈역학의 가까운 대표 있도록 우리는 450 BPM 위의 HR을 유지한다. 인사 과도한 마취로 인해 떨어질 수있는 경우 및 / 또는 좌심실의 팽창, transvalvular 혈액 속도 및 판막 기능의 다른 질적 특성 분석 (에서 심장 수축력의 추정 감소, 극적인 변화 - 진정 작용을 통해 예를 들어, 승모판 막 폐쇄 부전의 변화 심실 팽창, 피크 대동맥 판막 유속의 감소 및 승모판 혈액의 유입 속도 감소)를 왼쪽에 보조 종종 관찰된다.

분절 벽 운동 이상, 구혈률 (EF) 및 소수 단축 (FS)의 부재에서 텐트 "> M 모드 이미지를 사용하여 좌심실 수축기 기능의 높은 재현성 측정합니다. 있으며, 최대 이완기 및 수축기 치수를 얻을 및 사용 EF의, FS, 및 LV 질량 14, 15를 계산합니다.

이들 측정은 모두 자동 초음파 시스템과 관련된 소프트웨어 패키지에 계산 될 수있다. 심장 판막 기능의 평가는 "표준"임상 초음파 시스템을 이용하여 수행 될 수 있지만, 해상도가 비교적 낮은 수준 (예, 12-15 MHz의 프로브) 도전 쥐 심장 판막 기능의 정확한 평가를 할 수있다.

확장기 함수는 좌심실의 기능을 평가하는 중요한 부분이다. 임상 연구에서, 이완기 심부전 높게 C 것으로 밝혀졌다이환율과 사망률과 orrelated. 이완기 기능은 펄스 파 도플러 심 초음파 및 조직 도플러 영상에 의해 평가된다. 전자 / A 비 (초기 급속 충전 파, E 사이의 비율 및 심방 수축, (A)에 의한 후반 충전 파)와 E 감속 시간으로 인해의 융합에 마우스의 이완기 기능의 유용하지 매개 변수입니다 매우 높은 홈런에 제 2 E와 파도가 적절하게 마취 쥐에 제시한다.

좌심실 이완기 기능, 피크 승모판 유입 속도, isovolumic 휴식 시간 (IVRT), isovolumic 수축 시간 (IVCT), 좌심실 구출 시간 및 승모판 륜 조직의 속도 (전자가 ') 사용된다보고자 하였다. 이러한 도플러 파라미터를 용이하게 얻을 수 측정 및 재현성. 조직 도플러 영상으로 측정 된 승모판 륜의 초기 이완기 속도 (E ') 좌심실 심근 휴식의 신뢰할 수있는 지표를 피크 마일의 비율입니다TRAL 유입 속도와 초기 승모판 막륜 조직 속도는 폐 모세 혈관 쐐기 압 (16)과 상관 관계가 임상 연구에서 밝혀졌다.

글로벌 좌심실 기능은 또한 테이 인덱스로 알려진 심근 성능 지수를 이용하여 평가할 수있다. 이 수축기 및 확장기 좌심실 기능의 통합 측정 있도록 수축기 및 이완기의 시간 간격을 모두 포함한다. 수축기 기능 장애는 사전에 배출 시간 (IVCT)을 연장하고, 좌심실 구출 시간 (ET)을 단축시킨다. 이완기 기능이나 심근 휴식에 이상이 IVRT의 중요한 연장 될 수 있습니다. 좌심실 심근 성능 지수 (MPI)의 MPI = IVCT + IVRT / LVET (17)로 계산 될 수있다. 높은 MPI 값 심장 부전 암시 반면 이러한 상황에서, MPI는 감소, 심장 기능의 개선과 연관된다.

생쥐의 심장과 판막의 기능을 평가하는 기술을 신흥 : 향후 방향

조직 도플러

조직 도플러는 E, E를 이용 확장기 함수를 평가하는데 사용 '및 E / E'변수가 있지만,이 방법은 현재 널리 사용되지 수있다. 따라서, 설치류 균주의 다양한 변동과 측정의 재현성이 엄격 여러 연구 그룹에서 테스트 한. 그럼에도 불구하고, E / E '및 마우스에서 심장 부전의 조기 발견 좌심방 임상 환경에서 압력 전위와의 관계 및 질병 메커니즘 어플리케이션의 사용의 심장 결과를 평가,이 적분 성분을 만들 가능성 중개 연구에서 심장 판막 질환.

스트레인 속도 이미징

작은 동물 모델은 귀중한 t으로 입증메커니즘을 심장 기능의 기본 병태 생리 학적 변화를 이해하는 OOL. 2D 및 도플러 초음파 검사는 생체 내 심장 형태, 기능 및 혈역학의 종합적이고 비 침습적 평가를 제공하는 반면, 이들은 만성 압력 또는 용적 과부하 (유도 가장 일반적인 스트레스 두 가지에 응답하여 심근 기능 초기의 변화를 감지 할 수있는 민감도가 부족 ) 심장 판막 질환에 의해.

이러한 한계 때문에, 더 정확하게 극한 심근 수축 특성에 이른 또는 준 임상 적 변화를 감지 할 가능성이 레이트 예 : 기능 심근 변형률과 변형률 같은 심장의 임상 적으로 사용되는 인덱스의 적용에 대한 관심이 증가하고있다 . 스트레인 및 스트레인 비율 이미징 심부전 18 고혈압 심장병 19 심장 dysynchrony의 반전의 진행에 설치류 연구에서 성공적으로 사용되어왔다심장 기능 장애 (20), 청소년 마우스 (21)의 마음의 길이 기능. 변형 속도 영상은 심장 기능의 철저한 2D 및 조직 도플러 파생 조치 보충 이미징 기술을 고려하는 것이 좋습니다. 연구자들은 심근 변형률과 변형률의 측정을 기본 원리에 대한 기본적인 이해를 보장하기 위해, 후속하는 섹션 기본 원리 및 변형률 계산 및 스트레인 비율 이미징 근본적인 한계를 제공하는 것을 목적으로한다.

응력 변형률 속도는 원래 길이에 대하여 심근 섬유의 길이의 변화로부터 유래된다 (심장에서 단 길이 확장기 및 수축기 엔드 길이의 차이는 이러한 계산을 위해 사용된다). 심근 섬유 길이의 변화의 정확한 측정은 multidirection 결과 심근 섬유 다발의 나선 구조가 복잡알 변형 수축기에 걸쳐 변형 (반경에서 예를 들어, 변형, 종 방향 및 원주 축). 마우스의 최근 연구 조직 도플러 derived- 및 반점 추적 파생 변형 및 변형 속도 변형 매개 변수가 고유 심근 기능 (22)에 밀접하게 관련이 있음을 시사한다. 두 가지 기술 (23) (도 12의 예를 참조) 관심 변수들의 상대적 자동 생성을 가능하게 연구 이미징 시스템에 특화된 분석 소프트웨어의 추가를 필요로한다.

스트레인 영상이 약속을 보유하고 있지만, 반점 추적 분석을위한 고품질의 2 차원 영상의 획득은 어려울 수 있습니다. 또한, 수동으로 스트레인 측정을위한 심 내막과 심 외막의 경계를 추적하는 것은 어렵고 복잡합니다. 연습의 상당한 양의와 재현성의 강력한 평가 및 내부 조사 측정의 일관성 (포함 이미지심장 기능을 평가하는 왜곡 측정의 사용을 구현할 때, 품질 일관성 촬상 평면 및 오프라인 분석)이 중요하다. 따라서, 변형 및 변형 속도 분석은 높은 품질과 재현성 데이터를 확인하기 위해 완전히 눈을 멀게, 훈련 된 연구자에 의해 수행되어야한다.

ECG 게이팅 고해상도 초음파 영상

조직 도플러 영상 스트레인 속도 이미징 전체 심장 사이클 동안 심근 변형의 측정이 가능하지만, 그들의 시간적 해상도 (기껏해야 5 MS), 그것들은 심장 (24)의 전역 움직임에 제한 유지. 고 프레임 레이트의 초음파 영상을 얻기 위해 ECG 게이팅 데이터 수집의 사용에 기초한 다른 방법은 최근 심혈관 애플리케이션을 위해 제안되었다. 심혈관 조직 ECG 게이팅 기계적 및 전기 파 촬상 높은 프레임에서 초음파를 사용하여 조직을 이미징에 기초금리의 당 최대 8,000 프레임 (fps), 심전도 신호 (24)에 2 차원 영상 획득을 동기화하여. 이것은 명확히, 심실 기능을 평가하기 위해이 영상 법의 생체 타당성을 (심박수 ~ 마우스에서 500-650 BPM 인 생리 학적 조건 하에서 높은 해상도를 제공) ~ 1000 FPS의 2D / B 모드의 프레임 속도를 능가 갖는다 (작은 동물 모델 (25)에 심장 벽 운동 이상의 우수한 검색을 제공) 마취 된 동물에서 입증되었다.

스트레스에 의한 심장 기능

운동 시험이 자주 임상 유기체에 응력이 증가하는 심장 반응을 평가하는 데 사용되지만, 설치류 수면 마취 및 / 또는 마취에 대한 필요성이 심장 기능의 즉시 운동 후 평가가 대단히 어려운 만든다. 따라서 약리학 적 스트레스 테스트는 임상 될 가능성-relevant 평행 심장 판막 질환 (중증 대동맥 협착증, 중등도 승모판 협착증, 심한 차 승모판 폐쇄 부전증)의 심장 결과를 평가합니다. 이것은, 증상의 상태를 명확히 판막 이상의 동적 구성 요소를 평가하고 나머지 26에서 누락 될 가능성이 무증상 심근 장애를 마스크를 해제하는 스트레스 테스트의 역할을 강조하는 최근의 임상 가이드 라인 제공, 연구의 특히 중요한 새로운 영역이 될 것입니다.

이전 절에서 언급 한 바와 같이, 마우스는 후 부하에 의한 심장 기능 장애에 대단히 저항한다. 따라서, 도부 타민 스트레스 심 초음파 검사는 심장 판막 질환의 다양한 수준과 쥐에서 명백하지 않을 수 있습니다 좌심실의 초기 감소를 감지 할 수있는 매우 유용한 도구가 될 수 있습니다. 심한 석회화 대동맥 판막 협착 심지어 마우스는 비교적 잘 보존 된 수축기 기능이 있고 APPL을위한 유용한 플랫폼을 제공 할 가능성이 있습니다도부 타민 스트레스 심 초음파의 ication은이 동물의 타이밍 (종종 매우 빠른) 심부전의 발병을 예측합니다. 지금까지 우리는 심장 판막 질환의 정도와 마우스에서 도부 타민 스트레스 심 초음파의 사용을 조사하는 연구를 인식하지 못합니다.

3 차원 심 초음파

임상 적으로, 3 차원 심장 영상은 이완기 및 수축기 볼륨 박출량 및 심 박출량의 정확한 측정을 가능하게하는 특히 강력한 도구입니다. 3D 심장 초음파 검사는 정확한 밸브 면적 측정에 의한 판막 협착의 중증도의 평가에 새로운 임상 표준이되었습니다, 그리고 승모판 막 질환에서 개별 세그먼트의 탈출의 정확한 식별 및 정량이 가능합니다.

고주파 트랜스 듀서와 연구 초음파 시스템은 심장 게이팅 화상의 취득 이후의 오프라인 reconstruc 허용맞춤형 소프트웨어 패키지를 사용하여 3 차원 영상 기. 그것은이 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 사용하여 좌심실의 3D 이미지를 획득하는 것이 가능하지만, 이것은 종종 변화의 생리적 중요성 외삽하기 (인사 낮추고 호흡 아티팩트를 최소화) 마취 비교적 깊은 수준 하에서 수행 심장 기능에 어렵다.

쥐 심장 판막 기능을 평가하기 위해 3 차원 화상의 이용에 관해서, 이것은 정상적인 생리적 조건하에 심장 밸브의 소형, 비교적 낮은 에코 및 고속 주어진 모처럼 도전 발의안이다. 이미지 수집 및 처리 기술의 진보는 조건에서 심장 밸브의 명확한 식별을 허용 할 때까지, 우리의 경험은 3D 영상이 생쥐의 심장 밸브 기능의 정확하고 철저한 특성에 제한된 유틸리티 인 것이있다.

종합적으로, 기술작은 동물 이미징 학적 발전이에게 판막 심장 질환과 심장 결과의 기초가되는 병태 생리 학적 메커니즘에 대한 통찰력을 얻을 수있는 매우 흥미로운 시간을 확인합니다. 우리는 확고 심장 판막 기능 및 심장 기능 둘 다의 철저한 평가 마우스에서 심장 판막 기능 유전 약리학, 또는 기계적 조작의 효과를 이해하는 데 필수적이라고 주장한다. 우리는이 원고는 심장 판막 질환의 발병 기전에 대한 연구를 추구하는 연구자에게 유용한 자원이 될 수 없습니다뿐만 아니라, 우리의 연구 커뮤니티 내에서 이러한 연구에서 판막과 심장 기능을 평가하는 가장 좋은 방법에 관한 논의에 박차를 가할 수 있기를 바랍니다.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
High resolution ultrasound machine VisualSonics, Fujifilm Vevo 2100 
Isoflurane diffuser (capable of delivering 1 % to 1.5 % isoflurane mixed with 1 L/min 100% O2 VisualSonics, Fujifilm N/A
Transducers for small mice (550D) or larger mice (400) MicroScan, VisualSonics, Fujifilm MS 550D, MS 400
Animal platform VisualSonics, Fujifilm 11503
Advanced physiological monitoring unit VisualSonics, Fujifilm N/A
Isoflurane Terrell NDC 66794-019-10
Nose cone and tubing connected to isoflurane diffuser and 100% O2 Custom Engineered in-house --
Hair razor Andis Super AGR+ vet pack clipper AD65340
Ultrasound gel Parker Laboratories REF 01-08
Electrode gel  Parker Laboratories REF 15-25
Adhesive tapes Fisher Laboratories 1590120B
Paper towels

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References

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마우스의 심장 판막 질환의 종합 표현형 특성에 대한 심 초음파 접근 및 프로토콜
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Casaclang-Verzosa, G., Enriquez-Sarano, M., Villaraga, H. R., Miller, J. D. Echocardiographic Approaches and Protocols for Comprehensive Phenotypic Characterization of Valvular Heart Disease in Mice. J. Vis. Exp. (120), e54110, doi:10.3791/54110 (2017).More

Casaclang-Verzosa, G., Enriquez-Sarano, M., Villaraga, H. R., Miller, J. D. Echocardiographic Approaches and Protocols for Comprehensive Phenotypic Characterization of Valvular Heart Disease in Mice. J. Vis. Exp. (120), e54110, doi:10.3791/54110 (2017).

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