Summary
Aqui nós descrevemos e comparamos duas posições para obter a vista apical da quatro-câmara nos ratos. Essas posições possibilitam a quantificação da função ventricular direita, proporcionam resultados comparáveis e podem ser utilizadas alternadamente.
Abstract
A disfunção diastólica é uma característica proeminente da remodelação ventricular direita (RV) associada a condições de sobrecarga de pressão. No entanto, a função diastólica do VD raramente é quantificada em estudos experimentais. Isso pode ser devido a dificuldades técnicas na visualização do VD na visão apical de quatro câmaras em roedores. Aqui nós descrevemos duas posições que facilitam o visualização da vista apical da quatro-câmara nos ratos para avaliar a função diastólica do RV.
A vista apical da quatro-câmara é permitida inclinando a plataforma da fixação do rato à esquerda e caudalmente (leca) ou à direita e cranialmente (ricr). Ambas as posições fornecem imagens de qualidade comparável. Os resultados da função diastólica do VD obtidos a partir de duas posições não são significativamente diferentes. Ambas as posições são comparavelmente fáceis de executar. Este protocolo pode ser incorporado em protocolos publicados e permite investigações detalhadas da função do RV.
Introduction
A disfunção diastólica é uma característica proeminente da remodelação do ventrículo direito (RV)1 e está associada a condições de sobrecarga de pressão2. A Ecocardiografia (echocg) pode ser utilizada para a caracterização da disfunção diastólica do VD3,4. Apesar dos desenvolvimentos recentes na ecocardiografia animal pequena, as medidas de parâmetros diastólicos são relatadas raramente. Em contrapartida, as medidas da função sistólica são amplamente utilizadas para a caracterização de camundongos transgênicos5, bem como para a avaliação de uma resposta terapêutica6.
Isso pode ser parcialmente explicado pelas dificuldades na mensuração dos parâmetros diastólicos da visão apical de quatro câmaras. A visualização do coração nesta posição pode ser facilitada inclinando a plataforma de fixação LeCa ou RiCr. Mesmo que essas manipulações sejam utilizadas, os ecocardiografistas não os relatam em seus manuscritos4,7. Portanto, ainda não está claro se essas manipulações fornecem resultados comparáveis. Além disso, isso também se opõe a um desenvolvimento de nomenclatura padronizada desta posição para camundongos.
O objetivo deste estudo foi descrever duas posições para visualização da visão apical de quatro câmaras e comparar seus resultados. Para determinar as diferenças entre as duas posições, utilizou-se o modelo de bandagem da artéria pulmonar do camundongo (PAB), no qual um clipe de tântalo leva a uma oclusão parcial da artéria pulmonar. Esta oclusão conduz à remodelação e à deficiência orgânica do ventrículo direito. Detalhes completos da operação do PAB podem ser encontrados no trabalho publicado anteriormente3. Camundongos Sham-operados, onde o clipe foi colocado ao lado da artéria pulmonar, foram utilizados para comparação. As investigações de EchoCG foram executadas três semanas após a operação usando o sistema da imagem latente com uma cabeça da varredura de 30 megahertz (veja a tabela de materiais para ambos). A nomenclatura para a descrição das posições e orientações entre o camundongo e o feixe ultrassonográfico é utilizada como descrito por Zhou et al.7.
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Protocol
O estudo foi realizado de acordo com as regulamentações nacionais para experimentação animal e a diretiva 2010/63 da UE. Prepare o equipamento como descrito anteriormente por Brittain et al.8.
1. preparação do mouse
- Obtenha 12 a 13 ratos machos C57Bl6/J de uma semana de idade e casa-os com um ciclo claro/escuro de 12 h, em uma temperatura ambiente constante, e com acesso ad libitum à ração e à água padrão do laboratório, até o começo do experimento.
- Anestesie o rato usando anestesia geral aprovada pelo Instituto e verificar a falta de resposta à pinça do dedo do pé. anestesia leve com isoflurano 0,8% – 1,2%, fixar o mouse em uma plataforma aquecida. Aplique o gel do elétrodo a suas extremidades para a monitoração contínua de seus freqüência cardíaca e temperatura.
- Depilate o cabelo do peito do rato usando creme de depilação. Para reduzir a pressão em seu tórax, não aplique o gel de acoplamento do ultra-som diretamente no tórax; em vez disso, aplique uma camada do gel à ponta do transdutor.
2. aquisição de imagem
- Vista apical de quatro câmaras com inclinação esquerda e caudal da plataforma
- Após a preparação do rato, Angulate a plataforma à esquerda em 10 °-15 ° e então caudalmente em 10 °-15 °.
- Posicione o transdutor acima do ápice com o plano de imagem ~ 45 ° para o plano coronal e o eixo central do feixe Ultrassônico direcionado cranialmente, posterior e à esquerda para obter a visão apical de quatro câmaras. Pressione o botão b-Mode para ativar a imagem b-Mode/2-D.
Nota: O transdutor pode ser mantido manualmente ou fixado por um estágio. O termo "B-Mode" vem do sistema de imagem que foi usado em vez do termo mais familiar "bidimensional" (2-D) e é usado em todo o protocolo. - Procure a aparência das seguintes estruturas na janela acústica: o ventrículo esquerdo (ve), o átrio esquerdo (LA), o VD, o átrio direito (RA), a valva mitral (MV) e a valva tricúspide (TV).
- Manipule o plano de imagem no plano coronal e gire o relógio e o sentido anti-horário em torno do eixo central até que ambos os ventrículos sejam visualizados em sua maior dimensão e ambos os átrios estejam visíveis. Esta é a visão de quatro câmaras (Figura 1).
- Pressione o botão Cine Store para salvar a gravação.
- Pressione o botão Scan/Freeze para pausar o sistema.
- Medição das velocidades de fluxo sanguíneo de
- Pressione o botão Scan/Freeze para ativar o sistema.
- Pressione o botão Overlay várias vezes para ativar o volume de amostra para o modo PW (onda pulsada).
- Mantendo a vista de quatro câmaras obtida, use o trackball para posicionar o volume da amostra na abertura das válvulas tricúspide para a medida de velocidades do entrada (e e A velocidades máximas).
- Pressione o botão PW Mode para a medição de velocidades de entrada (e e A velocidades máximas).
Nota: Como as válvulas tricúspides são difíceis de Visualizar nesta posição, realizar várias medições ajuda a alinhar corretamente o volume amostral com o fluxo sanguíneo. Realize a amostragem por Doppler com o menor ângulo de incidência entre o feixe de Doppler e a direção do fluxo sanguíneo. O perfil de fluxo sanguíneo obtido deve corresponder aos seguintes critérios: 1) um perfil de entrada semelhante a uma forma M com o primeiro pico menor que o segundo; 2) uma modulação respiratória com uma amplitude aumentada na inspiração; 3) amplitude máxima das velocidades em várias medições (Figura 2). - Pressione o botão Cine Store para salvar a gravação otimizada.
- Pressione o botão Scan/Freeze para pausar o sistema.
- Medida da excursão sistólica do plano anular tricúspide (TAPSE)
- Pressione o botão Scan/Freeze para ativar o sistema.
- Mude para o modo B premindo o botão do modo b . Algumas manipulações na imagem podem ser necessárias para recuperar a visualização de quatro câmaras correta.
- Pressione o botão Overlay várias vezes para ativar o volume de amostra do modo M. Utilizando o trackball, alinhe o volume da amostra com a parte lateral do anel tricúspide. Ao puxar as bordas do volume da amostra usando o trackball, alinhe o comprimento do volume da amostra para cobrir toda a amplitude do movimento cardíaco durante o ciclo cardíaco.
- Pressione o botão m-Mode para ativar o modo m. Os movimentos do annulus tricúspide devem aparecer como uma onda (Figura 2).
- Pressione o botão Cine Store para salvar a gravação.
- Pressione o botão Scan/Freeze para pausar o sistema.
- Medição de parâmetros Doppler tecidual
- Pressione o botão Scan/Freeze para ativar o sistema.
- Pressione o botão b-Mode para ativar o modo b.
Nota: Algumas manipulações por angulação no plano coronal e no relógio de rotação-e no sentido anti-horário em torno do eixo central da imagem podem ser necessárias para recuperar a visão correta de quatro câmaras. - Pressione o botão Overlay várias vezes para ativar o volume de amostra para TDI (imagem Doppler tecidual). Usando o trackball, alinhe o volume da amostra com a parte lateral do annulus tricúspide, onde a parede livre do rv cria um ângulo com a válvula tricúspide. Ao puxar as bordas do volume da amostra usando o trackball, ajuste o volume da amostra para incluir as posições extremas sistólica e diastólica do anel.
-
Pressione o botão tissue para ativar o modo TDI.
Nota: o traçado amarelo da gravação TDI aparece correspondente aos seguintes critérios: 1) uma gravação semelhante a uma forma de M invertida; 2) picos claramente distinguíveis de E ' e A ' durante A diástole e o pico de S durante A sístole; 3) amplitude máxima das velocidades em várias medições (Figura 2). - Pressione o botão Cine Store para gravar uma imagem otimizada.
- Pressione o botão Scan/Freeze para pausar o sistema.
- Vista apical de quatro câmaras com inclinação direita e craniana da plataforma
- Angulate a plataforma à direita em 10 °-15 ° e então craniano em 10 °-15 °. Realize as medições conforme descrito nas seções anteriores para as etapas do LeCa (etapas 2,1, 2,2, 2,3 e 2,4).
Nota: Durante a investigação, o isoflurano deve ser titulado entre 0. – 1,2 para manter a frequência cardíaca do rato a 400 – 440 BPM. Nesta escala, os picos separados do fluxo de sangue de e dos velocidades do Doppler do tecido (DTI) são mensuráveis. Para evitar os efeitos da perda de calor na hemodinâmica, os dados são registrados, e a análise é realizada off-line. Somente os sinais obtidos na expiração final são usados para a análise. As medições de 3-5 batimentos cardíacos são médias.
- Angulate a plataforma à direita em 10 °-15 ° e então craniano em 10 °-15 °. Realize as medições conforme descrito nas seções anteriores para as etapas do LeCa (etapas 2,1, 2,2, 2,3 e 2,4).
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Representative Results
A visão apical de quatro câmaras é difícil de obter em camundongos. Portanto, as manipulações da posição da plataforma podem ajudar a visualizar o coração mudando sua posição no tórax. A inclinação da plataforma para a esquerda e para a direita melhorou a janela acústica e forneceu imagens de qualidade comparável no modo B (Figura 1). Após a obtenção das posições corretas, as medições nos modos PW-, M-e TDI forneceram imagens de qualidade comparável (Figura 2). A mensuração dos parâmetros diastólicos foi realizada em camundongos operados por Sham e PAB (tabela 1). Ambas as posições (RiCr e LeCa) deram resultados semelhantes nos parâmetros diastólicos (tabela 2). Além disso, as investigações do EchoCG em ambas as posições revelaram diferenças semelhantes entre os grupos Sham e PAB (tabela 2, teste de Dunnet). A análise de correlação revelou uma boa concordância entre os valores obtidos nessas duas posições facilitadas (Figura 3). Como pequenos grupos de animais foram utilizados para este estudo, foram aplicados testes não-paramétricos9,10. A variabilidade intraobservador para alguns parâmetros analisados foi publicada previamente3.
Figura 1 : Imagens representativas da vista apical da quatro-câmara. A vista apical da quatro-câmara é permitida inclinando a plataforma da fixação do rato à esquerda e caudalmente (leca) ou à direita e cranialmente (ricr). LA = átrio esquerdo; LV = ventrículo esquerdo; RA = átrio direito; RV = ventrículo direito. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2 : Imagens representativas das medidas de fluxo de tapse, TDI e de obtidas a partir de duas posições de visão de quatro câmaras apicais facilitadas. TAPSE = excursão sistólica no plano do anel tricúspide; E ' = pico precoce da velocidade de relaxamento do ventrículo direito; A ' = pico tardio da velocidade de relaxamento do ventrículo direito; S ' = velocidade da contração ventricular direita; E = pico precoce do fluxo tricúspide diastólico; A = pico tardio do fluxo tricúspide diastólico. Anote a mudança no perfil do fluxo de sangue de na inspiração (INSP). Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3 : Análise de correlação de dados obtidos a partir de duas posições apicais facilitadas. A análise de correlação foi realizada por meio do teste não paramétrico de Spearman. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Tabela 1: caracterização dos grupos operados três semanas após a operação. RVFW = espessura da parede livre do ventrículo direito; VTI = intervalo de tempo de velocidade.
Tabela 2: comparação dos resultados obtidos a partir da visão apical de quatro câmaras facilitada pela inclinação da plataforma craniana caudal ou direita esquerda. Os parâmetros funcionais do RV derivados do EchoCG são mostrados. Como cada rato foi investigado em ambas as posições, o teste de Wilcoxon de Rank assinado foi usado para comparações intragrupo. § p > 0, 5 entre o ricr e o leca. O teste de Kruskal-Wallis, seguido pelo teste post hoc de Dunnet, foi utilizado para comparações de múltiplos grupos. Os resultados de duas comparações entre grupos selecionados são apresentados na tabela. * p < 0, 5, * * p < 0, 1. PAB = bandagem da artéria pulmonar; LeCa = inclinação caudal esquerda; RiCR = inclinação craniana direita; E = pico precoce do fluxo tricúspide diastólico; A = pico tardio do fluxo tricúspide diastólico; TAPSE = excursão sistólica no plano do anel tricúspide; e ' = pico precoce da velocidade de relaxamento do ventrículo direito; a ' = pico tardio da velocidade de relaxamento do ventrículo direito; S ' = velocidade da contração ventricular direita; FC = frequência cardíaca; BPM = batimentos por minuto.
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Discussion
A função ecocardiográfica do VD e a avaliação da dimensão das posições do paraesternal foram descritas bem. Ao contrário, a posição apical na ecocardiografia do rato foi negligenciada em parte devido às dificuldades técnicas. Usando uma posição horizontal da plataforma, é difícil obter uma janela acústica suficiente para a imagem latente da vista da quatro-câmara. Para facilitar a imagem desta posição, a plataforma pode ser inclinada à esquerda, uma manipulação similar ao posicionamento esquerdo-tomado o partido dos pacientes. Isso deve resultar em um posicionamento leftward e mais superior do coração, melhorando assim a janela acústica. Portanto, a LeCa é a nossa posição padronizada para visualização apical. No entanto, em aproximadamente 30% – 35% dos camundongos, a qualidade da imagem nesta posição pode ser insuficiente. Aqui, a imagem latente na posição do RiCr pode ser útil.
A partir dessas posições, podem ser mensuradas as velocidades de fluxo sanguíneo transtricúspide (e e A) e as velocidades de Doppler tecidual (e ' e A '), fornecendo informações sobre a função diastólica do VD. Observou-se boa correlação entre os parâmetros de TDI obtidos a partir das duas posições. Menos satisfatória foi a correlação de E. Em geral, a visualização do perfil transtricuspidal do fluxo sanguíneo foi a parte mais desafiadora do protocolo apresentado aqui e exibiu a maior variabilidade. A mensuração de TAPSE e s' por Doppler tecidual proporcionou uma estimativa da função sistólica do VD. No entanto, à luz dos achados recentes, o significado fisiológico do TAPSE não é claro11. Não medimos rotineiramente a área fracionária de contração do VD a partir da posição apical, pois, nas condições de sobrecarga de pressão, a parte lateral do VD ampliado é parcialmente coberta pelo esterno e não completamente visível a partir desta posição3. Assim, a visualização da posição apical em camundongos possibilita a mensuração dos parâmetros rotineiramente utilizados na clínica e, desse modo, fornece mais informações, o que possibilita uma caracterização funcional mais completa.
A deformação, a análise da taxa de deformação, e a Ecocardiografia de seguimento do speckle são modalidades novas do ultra-som cardíaco12. Sua alta sensibilidade pode detectar disfunção cardíaca nos estágios iniciais13 e tem o poder de prever a mortalidade14; Portanto, sua aplicação também é justificada em estudos experimentais. Infelizmente, em camundongos, a parede livre do RV está parcialmente escondida atrás da sombra do esterno, o que pode dificultar a análise da estirpe. Além disso, a análise de manchas requer boa qualidade de imagem e visualização de toda a parede livre.
O sistema cardiovascular responde rapidamente a mudanças na postura ativando mecanismos de barorreceptores15. Conseqüentemente, pôde-se esperar que a inclinação craniana da plataforma causaria mudanças reflexas nos parâmetros cardíacos medidos. Na verdade, tanto a cabeça para cima e a posição de inclinação de cabeça para baixo causou uma mudança transitória na frequência cardíaca e eixo elétrico cardíaco em camundongos16. Quando uma inclinação Head-up de 90 ° causar uma frequência cardíaca aumentada, uma inclinação cabeça-para baixo de 90 ° causou a bradicardia transiente e estatisticamente insignificante. Por outro lado, recomendamos inclinar o mouse apenas por 10 ° – 15 ° em qualquer direção. Estas mudanças suaves na postura não causarão nenhum perturbances hemodynamic mensuráveis.
A função diastólica do ve em camundongos é outra área subestudada. Embora não testado neste estudo, o protocolo aqui apresentado deve ser capaz de ser utilizado para a quantificação da função diastólica do ve.
As limitações teóricas e práticas do EchoCG animal pequeno foram descritas em detalhe em outra parte8. Neste protocolo, as medições são realizadas nas taxas cardíacas de 400 – 440 BPM. Nesta faixa de freqüência cardíaca, as medições dos picos de velocidade e e A, bem como dos índices TDI, são viáveis. Em altas taxas cardíacas, os picos se fundem, tornando a quantificação impossível. Uma vez que a frequência cardíaca fisiológica para camundongos é de 500 – 600 BPM, a frequência cardíaca utilizada neste protocolo é bastante baixa. No entanto, as medições nesta faixa de frequência cardíaca parecem confiáveis e permitem distinguir fenótipos fisiológicos e disfuncionais3.
Nós descrevemos um protocolo para duas posições que facilitam a avaliação de parâmetros funcionais do RV das vistas da quatro-câmara nos ratos. As posições fornecem resultados comparáveis e podem ser usadas alternadamente.
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Disclosures
Os autores não têm nada a revelar.
Acknowledgments
O estudo foi financiado pelo Instituto Ludwig Boltzmann de pesquisa vascular pulmonar.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| RMV-707B scan head 30 MHz | Visual Sonics | P/N 11459 | mouse scan head |
| VisualSonics Vevo 770® High-Resolution Imaging System | Visual Sonics | 770-230 | ultrasound machine |
| Veet depilation creme for sensitive skin | Veet | 07768307 | |
| Surgical tape Durapore 3M | 3M Deutschland GmbH | 1538-1 | for fixation |
| Askina Brauncel cellulose swabs | B.Braun | 9051015 | |
| Aquasonic ultrasound gel | Parker Laboratories Inc. | BT025-0037L | |
| Electrode Gel | GE medical systems information technologies Inc. | 2034731-002 | apply to extremities for countinous ECG and heart rate monitoring |
| Thermasonic gel warmer | Parker Laboratories Inc. | 82-04-20 | to reduce heat loss warm up the ultrasound gel before use |
References
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