Waiting
Login processing...

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

Medicine

אולטראסאונד הדמיה של העורקים בית החזה והבטן בעכברים כדי לקבוע מידות מפרצת

Published: March 8, 2019 doi: 10.3791/59013
Automatic Translation
1, 2, 1, 1, 1,2, 1,2
1Saha Cardiovascular Research Center, University of Kentucky, 2Department of Physiology, University of Kentucky

Summary

אולטראסאונד הדמיה הפך מודאליות נפוצות לקבוע את מידות luminal של מפרצת אבי העורקים החזי והבטן בעכברים. פרוטוקול זה מתאר את ההליך כדי לרכוש תמונות אולטרסאונד מימדי לשחזור ואמין של אבי העורקים עולה והבטן בעכברים.

Abstract

מכשירי אולטרסאונד ברזולוציה גבוהה עכשווי יש רזולוציה מספיק כדי להקל על המידה של העכבר aortas. המכשירים האלה היה בשימוש נרחב כדי למדוד את ממדי אבי העורקים במודלים של העכבר של מפרצת אבי העורקים. מפרצת אבי העורקים מוגדרים dilations קבוע של אבי העורקים, אשר מתרחשים לעתים קרובות האזורים עולה והבטן. מדידות רציפות של מידות אבי העורקים על ידי אולטרסאונד הן הגישה העיקריות להערכת פיתוח, התקדמות של מפרצת אבי העורקים ויוו. למרות מחקרים רבים דווח על שימוש אולטראסאונד הדמיה כדי למדוד את אבי העורקים קטרים בתור נקודת קצה של ראשי, ישנם גורמים מבלבלים, כגון מיקום רכב הגישוש ו הלב מחזור, אשר עשוי להשפיע על הדיוק של הנתונים, ניתוח ופרשנות. המטרה של פרוטוקול זה נועד לספק מדריך מעשי על השימוש של אולטרסאונד כדי למדוד את קוטר אבי העורקים באופן אמין לשחזור. פרוטוקול זה מציג את הכנת עכברים וכלי נגינה, רכישת תמונות אולטרסאונד המתאים, וניתוח נתונים.

Introduction

מפרצת אבי העורקים הן נפוצות מחלות כלי דם המאופיינת על ידי התרחבות luminal קבע אבי העורקים החזי ו/או בטן1,2,3,4. אין טיפולים תרופתי הוקמו כדי למנוע את התרחבות קרע של מפרצת אבי העורקים, אשר מדגיש את הצורך תובנות מנגנונים פתוגניים. התירי את המנגנונים של מפרצת אבי העורקים, העכבר דגמים המיוצרים על ידי מניפולציות גנטיות או כימי היה בשימוש נרחב4,5,6,7,8, 9 , 10 , 11 , 12. כימות מדויק של קוטר אבי העורקים בעכברים הוא הבסיס של מפרצת אבי העורקים מחקר.

ההתפתחות של אולטראסאונד בתדירות גבוהה גדל יכולות הרזולוציה של תמונות כדי לזהות הבדלים קטנים מידות אבי העורקים13,14,15. זה איפשר את המדידה רציפים של אבי העורקים קטרים בעכברים, ובכך, הוא הפך השיטה המועדפת למדידת קטרים אבי העורקים במחקרים מאתר של מפרצת אבי העורקים. למרות אולטראסאונד הדמיה היא טכניקה פשוטה, ידע של אבי העורקים אנטומיה, פיזיולוגיה נדרש לרכוש תמונות המתאימות עבור מדידות מדויקות, ניתוח נתונים לפרשנות. אבי העורקים הוא איבר גלילי פועמת עם עקמומיות משתנה אזור בית החזה proximal16. זה תורם הפוטנציאל קביעת ממדים אבי העורקים של תמונות (2D) דו מימדי נרכשת בדרך כלל לא מדויק. יכול להיות בסכנה את הדיוק של אבי העורקים מדידות נוספות על ידי אבי העורקים tortuosity המדינה aneurysmal17. כדי לקבל מדידות לשחזור ואמין של אבי העורקים dilations, פרוטוקול זה מספק מדריך מעשי לשימוש של מערכת סאונד ברזולוציה גבוהה כדי למדוד proximal בית החזה והבטן אבי העורקים קטרים בעכברים.

Protocol

אולטראסאונד הדמיה בעכברים מתבצע באמצעות אישור של אוניברסיטת קנטאקי אכפת חיה מוסדיים והוועדה שימוש (מספר פרוטוקול IACUC: 2018-2967). במהלך ההדמיה, העכברים הם ומורדמת באמצעות איזופלוריין 1%-3% vol/כרך והניח על משטח חימום כדי להפחית את הלחץ פרוצדורלי וכדי למנוע היפותרמיה. חומר סיכה העין מוחל כדי למנוע נזק הקרנית בשל האובדן של רפלקס מצמוץ במהלך הרדמה.

1. ציוד התקנה

  1. הפעל את מכונת אולטראסאונד, חימום פלטפורמה, ולאחר ג'ל חם (איור 1).
  2. פתח את התוכנית אולטרסאונד. הזן את פרטי המחקר, כגון שם מחקר ומידע העכבר.
  3. בדוק את איזופלוריין מאדה ואת O2 טנק. אם התוכן הוא נמוך, למלא את מאדה איזופלוריין ו/או להחליף אותה טנק חדש של2 O.
  4. להתחבר ההרדמה ניקוי מסננים את התא אינדוקציה והחרוט האף.
  5. פתח את הסניף עבור התא אינדוקציה.
  6. להפעיל את הטנק2 O.
  7. הפעל בידית2 ואיזופלוריין O מאדה ההרדמה 1 ליטר/דקה, 0% vol/vol, בהתאמה, כדי למלא את החדר עם O2.

2. הכנה של העכבר

  1. הנח את העכבר O2-מלא אינדוקציה קאמרית למזעור שינויים לא רצויים לב וכלי דם בשל ההרדמה.
  2. הפעל את מכשיר אידוי איזופלוריין (1.5%-2.5% vol/כרך).
  3. אשר בהעדר רפלקס הנסיגה של הגפיים האחוריות.
  4. להסיר את העכבר מהתא והנח טיפה אחת של חומר סיכה אופטלמולוגיות סטרילי בכל עין.
  5. לנתב את ההרדמה קונוס האף וסגור את הזרימה אל התא אינדוקציה.
  6. שכב העכבר dorsally על פלטפורמת חימום עם האף שלה בקונוס האף בהרדמה.
  7. להחיל קרם depilatory בחזה או בבטן, באמצעות מקלון צמר גפן. למזער את השימוש קרם depilatory למנוע גירוי של העור.
  8. לחכות 1 דקות ולאחר מכן, לנגב בעדינות כל קרם והשיער.
  9. להרוות את האזור עם מים חמים, נגב את זה יבש כדי להסיר לחלוטין את הקרם.
  10. ג'ל נקודה על כל אחד הנחושת 4 מוביל על הרציף.
  11. להקליט את כל משטח כף היד למטה (כף היד כלפי מטה) הפניות עבור קריאות רל (א). זה יספק את אק ג, פיזיולוגיה של מערכת הנשימה של העכבר בזמן מורדם.
  12. ודא כי קצב הלב בין 450-550 פעימות לדקה. מאז ההרדמה משפיע על תפקוד הלב, אשר יכול לשנות את קוטר אבי העורקים, להתאים את קצב משלוח של הרדמה כך קצב הלב היא בטווח המתאים.
  13. Prewarmed ג'ל אולטראסוניות חלות על האתר מוכן.
  14. לצרף את החללית למחזיק.
  15. לסובב את הפלטפורמה עבור סריקה אופטימלית ולהוריד את המכשיר עד שזה בקשר עם הג'ל אולטראסוניות.

3. הדמיה של העורקים החזי

  1. להטות את הפלטפורמה לצד השמאלי של העכבר.
  2. לשים את המכשיר על הקצה הימני של החזה של העכבר (איור 2א). כוון את סמן הפניה על החללית. הקליפה.
    הערה: סמן הפניה על החללית מציינת את כיוון החללית, עולה בקנה אחד עם הבורא על המסך של מערכת סאונד (איור 2י-ם). צורת הסמן משתנה בכל מערכת סאונד.
  3. השתמש בצבע דופלר אבי העורקים החזי כדי לוודא זרימת הדם.
  4. לכוון את זווית הבמה ואת בדיקה כדי להראות בבירור אבי העורקים (איור 3A, B).
    הערה: שסתום אבי-העורקים של העורקים innominate וריאות יכול לשמש עבור ציוני אנטומי עבור תצוגת ציר זמן נכון מתחת. לכן, תמונות של אבי העורקים מתצוגה זו באפשרותך לכלול שסתום אבי-העורקים של העורקים innominate וריאות במסגרת אחת (איור 3א). אם קשה ללכוד את כל העורקים בסריקה אחת, עקב אבי העורקים פתולוגיות כגון התרחבות אבי העורקים tortuosity, התמונות צריך להילכד בנפרד. מאז תמונות מופרדים יש פוטנציאל לגרום underestimation את המידות של אבי העורקים, מיקום בסדר של הבמה, בדיקה זו נדרשת. תצוגת ציר זמן מתחת הנכון הוא אופטימלי הדמיה של אבי העורקים כולו (איור 3ג'). עם זאת, קשה לעתים קרובות ללכוד הסינוס אבי העורקים בתצוגה זו, בפרט aneurysmal aortas. תצוגת ציר זמן מתחת השמאלי מאפשר לכידה של שורש אבי העורקים כדי צינתור העורקים כגישה חלופית, למרות תצוגה זו אינה יכולה ללכוד את קשת אבי העורקים במסגרת אחת (איור 3C). עבור תצוגת ציר זמן של שמאל מתחת, לשים את המכשיר על הקצה השמאלי של החזה (איור 2B). הבמה הוא שטוח או מעט מוטה לימין של העכבר. לבצע את השלבים האחרים של ההליך באותו אופן כמו תצוגת ציר זמן נכון מתחת. יתרונות וחסרונות של עמדות בדיקה אלה מתוארים בטבלה מס ' 2. תמונות של אבי העורקים חייב להתפס באופן עקבי בתצוגת ציר זמן או מתחת ימינה או שמאלה.
  5. לחתוך את התמונה אולטרסאונד כדי להגביר את קצב המסגרות, שימוש בידית תמונת עומק ורוחב.
  6. לשנות את העומק מוקד בצד הגבי של העורקים, באמצעות הידית מוקד לעומק.
  7. בדוק את הפרמטרים אולטרסאונד. ההגדרות אולטרסאונד עבור פרוטוקול זה מתוארים בטבלה 1.
  8. להזיז את המקדח בעדינות, באמצעות ציר X ו- Y הבמה הידית, כדי ללכוד את התמונה של אבי העורקים האורך בקוטר הגדול ביותר האפשרי.
  9. חנות אחת cine לולאה.

4. הדמיה של העורק הראשי

  1. מניחים את המכשיר באופן רוחבי, מתחת החזה ואת תהליך מצאתי (איור 2C). סמן הפניה על החללית צריך להתמודד עם הצד הימני של העכבר. . העורק הראשי צריך להיות ממוקם ליד בית הכלילי ו/או וריד שער הכבד (איור 3ד').
  2. דמיינו את העורק הראשי עם צבע דופלר כדי לאשר זרימה פועמת.
    הערה: אם הזווית דופלר בניצב זרימת הדם, אות דופלר צבע לא יופיעו באבי העורקים. בנוסף הדמיה דופלר צבע, ניתן להבחין העורק הראשי מן הווריד הנבוב וריד שער הכבד בהקשת מעט למטה המכשיר. הווריד הנבוב וריד שער הכבד הם דחוסה, בעוד העורקים שומרת על patency שלה.
  3. לחתוך את התמונה אולטרסאונד כדי להגביר את קצב המסגרות.
  4. לשנות את העומק מוקד לקיר האחורי של העורק.
  5. הזיזו את החללית. הקליפה כדי להמחיש את הנקודות סניף של צליאק והסופריור העורקים מצע המעי העליון.
  6. לאתר את עורק הכליה נכון ולהשתמש בה כנקודת ציון.
    הערה: מאז הבטן מפרצת אבי העורקים עלול להוביל tortuosity של אבי העורקים, לכוון את זווית המכשיר לשיקוף העורק בניצב. עבור פקד פנימי, תמונה אחת של הנקודה סניף ממש כליות צריך להילכד.
  7. ללכוד לולאת cine של האזור בעל עניין אשר מציגה את מרבית התרחבות העורק הראשי (איור 3D, E).
    הערה: הלוקליזציה של מפרצת אבי העורקים משתנה בכל מודל בעלי חיים. התרחבות אבי העורקים בעכברים אנגיוטנסין II-induced מתרחשת בעיקר באבי העורקים יותרת הכליה, בעוד CaCl2 או elastase המניע מפרצת אבי העורקים, אבי העורקים בעכברים מתחת לכליות.

5. postscanning העכבר טיפול וניקוי

  1. . תנגב את הג'ל אולטראסוניות, להשקיית בחזה או בבטן עם מים חמים, נגב בעדינות את העכבר יבש.
  2. להחזיר את העכבר לכלוב שלו, אשר ממוקם על כרית החימום.
  3. כבה את מכשיר אידוי איזופלוריין ואת O2 טנק. מילוי מחדש את מכשיר אידוי אם רמת איזופלוריין נמוכה.
  4. לנקות את מכונת האולטרסאונד בדיקה, פלטפורמה עם מטלית רכה, אלכוהול איזופרופיל או גלוטראלדהיד מגבונים.
  5. להוריד את כל הקבצים שנאספו במהלך הסריקה.
  6. כבה את מכונת האולטרסאונד.
  7. להחזיר את העכברים לחדרים דיור בעלי חיים לאחר הם התאוששו מן ההרדמה.

6. ניתוח

  1. ניתוח של התמונות אבי העורקים החזי
    1. הפעל את תוכנת ניתוח ופתח את הנתונים אולטרסאונד. תמונה לדוגמה של ניתוח תוכנה (Vevo LAB 3.0.0) מוצג משלימה באיור1.
    2. בחר תמונה אחת אולטרסאונד אבי העורקים למדידות הלולאה cine (איור 4A, C, E, G ומשלימה איור 1).
      הערה: פרוטוקול זה מזהה בדרך כלל שש-שבע פעימות לב אחד cine לופ. מאז קוטר אבי העורקים הוא שונה בין סיסטולה diastole (איור 4A-G), המידות צריך להיבדק בכל שלב עקבית של מחזור הלב. סיסטולה מוגדר מתוך גל R עד הסוף של גל T. באופן כללי, גלי T קשים לזיהוי עכבר אק ג. לכן, יש למדוד את קוטר אבי העורקים סיסטולה-סיסטולה הפיזיולוגיות, שהוגדרו על-ידי בדיקה ויזואלית (איור 4אני). השלב הלב כאשר אבי העורקים היא מורחבת מקסימאלי צריך להיות midsystole. סיום-diastole מוגדר בקלות-גל R א (איור 4אני). אבי העורקים מידות קצה-diastole פשוטות יותר מאלו midsystole במונחים של הבחנה מחזור הלב.
    3. צייר קו במרכז של לומן אבי העורקים. קו מרכז זה ישמש כדי להבטיח כי קווי המדידה בניצב העורקים (איור 4B, D ומשלימה איור 1).
    4. לצייר קווים בניצב דרך הקו המרכזי מהקצה הפנימי luminal לקצה הפנימי סינוס אבי העורקים, מקסימלי עולה רמות אבי העורקים (איור 4B, D ומשלימה איור 1).
    5. למדוד את קוטר אבי העורקים לפחות שלושה דפקים ולחשב את הממוצע של המדידות.
      הערה: המערכת Vevo2100 משתמשת התוכנה ניתוח Vevo המעבדה למדידות של ממד של אבי העורקים. הסברים קצרים עבור כל לחצן הם כדלקמן. מדידת מצב (איור משלים 1A): במצב זה יש לבחור מידות אבי העורקים. המחוון של לולאה cine (איור משלים 1B): המסגרת אולטרסאונד נבחר באמצעות המחוון. לאתר מרחק (1C איור משלים): הקו המרכזי נמשך עם פונקציה זו. מרחק ליניארי (1D איור משלים): הממד אבי העורקים נמדד באמצעות פונקציה זו.
  2. ניתוח של התמונות אב-עורקית של הבטן
    1. הפעל את תוכנת ניתוח ופתח את הנתונים אולטרסאונד.
    2. בחר תמונה של אבי העורקים לניתוח מתוך הלולאה cine (איור 4E, G).
      הערה: בדומה מדידות אבי העורקים החזי, מחזור הלב עשוי להשפיע על קוטר אבי העורקים בבטן, ואזור. מדידות צריך להיקבע על שלב עקבית של מחזור הלב.
    3. צייר קו על פני הקוטר luminal הגדול, מהקצה הפנימי אל הקצה הפנימי של כלי לומן (איור 4F, H).
    4. לאתר את הקצה הפנימי של אבי העורקים לומן לאזור luminal (איור 4F, H).
    5. לרכוש מדידות אבי העורקים לכל הפחות שלושה דפקים, לחשב את הממוצע של הנתונים.

Representative Results

תמונות אולטרסאונד נציג של העורקים בית החזה והבטן מקורב nonaneurysmal מוצגים באיור 3א ואיור 3Cבהתאמה. אבי העורקים, ממוקם ליד עורק הריאה וצורות צינור מעוגל עם שלושה סניפים באזור הקשת: העורק innominate את עורק תרדמני השמאלי, העורק בריחי השמאלי (איור 3א). . העורק הראשי הוא זוהה dorsally כדי הכלילי התחתון (איור 3ד'). להחליפן בתמונות של מפרצת אבי העורקים החזי ואת הבטן עם dilations עמוק, לעומת קטרים נורמלי ב איור 3א ואיור 3ד', מוצגים באיור 3B ו- איור 3 H, בהתאמה. כל תמונות אולטרסאונד נלכדו על הקצה-diastole.

תמונות אולטרסאונד אבי העורקים נציג בית החזה והבטן נלכדו midsystole, סוף-diastole (איור 4A, C, E, G). להחליפן בתמונות מציג מדידות מוצגים באיור 4B, D, F, H. הקו הירוק במרכז אבי העורקים שימשו סטנדרטיזציה הסינוס אבי העורקים, עולה קוטר אבי העורקים (איור 4ב', ד). קווים נמשכו בניצב לקו הירוק בין שני הקצוות הפנימיים של לומן-הסינוס אבי העורקים (קו צהוב) קוטר אבי העורקים עולה (הקו האדום) מקסימלי. הקוטר luminal של aortas בית החזה והבטן היו שונים בין סיסטולה diastole (איור 4א-H). עבור העורק הראשי, קוטר אבי העורקים מקסימלי (אדום) אזור luminal (ירוק) היו נמדדים (איור 4F, H). תמונת הנציגה של רל הצג מוצג באיור 4אני. מחזור הלב צריך להלקח בחשבון לצורך מדידות מדויקות. הקצה-diastole ועל סיסטולה מסומנים באמצעות הקווים המנוקדים וורוד לבן, בהתאמה.

כדי לאמת את הדיוק ואת הפארמצבטית של פרוטוקול זה, ביצענו מחקר פיילוט. נציג בית החזה אבי העורקים אולטרסאונד לשעבר vivo ותמונות מוצגים באיור 5א. היה הבדל גדול קטרים נמדד בין התמונות האלה על קוטר אבי העורקים עולה (אולטרסאונד: 1.67 מ"מ לעומת ex-vivo: 1.65 מ מ). מאז הסינוס אבי העורקים היה קשה לראות האקס vivo התמונה, קוטר אבי העורקים סינוס לא נמדדה ex-vivo. הפארמצבטית אינטר - ו intraobserver של פרוטוקול זה מוצגים באיור 5ב, ג. כדי לקבוע variabilities פוטנציאליים, אולטראסאונד הדמיה בוצע על ידי שני משקיפים באופן עצמאי, כלומר על ידי קרדיולוג מנוסה, סטודנטית לתואר ראשון nonexperienced מי לומד טכניקה זו, על יומיים שונים, שימוש (זהה של עכברים n = 5). כל הנקודות היו ממוקמות בין הגרמנים זאת אומרת ± 1.96 איור 5ב, ג, המציין אין מייג'ור אינטר- או intraobserver variabilities עבור פרוטוקול זה.

Figure 1
איור 1 : התקנת תחנת עבודה. תחנת העבודה כולל את התא אינדוקציה הרדמה, מסננים הניקוי הרדמה, פלטפורמת מחוממת, הג'ל אולטרסאונד של הג'ל חם יותר. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. 

Figure 2
איור 2 : דוגמאות בדיקה השמה עבור הדמיה של אבי העורקים proximal בית החזה והבטן. בדיקה מיקום עבור (א) הזכות ו- (B) תצוגת ציר זמן שמאלה מתחת של בסיס אב העורקים, בסדר עולה, קשת אזורים, (ג) הנוף ציר קצר של העורק. (ד) A תמונת המסך הנציגה של מערכת סאונד. החצים השחורים מציינים את סמן הפניה על החללית. החץ הצהוב מצביע על הצד של סמן הפניה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. 

Figure 3
איור 3 : תמונות אולטרסאונד נציג של אבי העורקים החזי ואת הבטן. Nonaneurysmal (א) ו- (B) aneurysmal אבי העורקים, מתוך תצוגת ציר זמן נכון מתחת. Nonaneurysmal (ג) עולה אבי העורקים, מתוך תצוגת ציר זמן שמאלה מתחת. Nonaneurysmal (ד) ו- (E) aneurysmal העורק הראשי Asc Ao = אבי העורקים, IA = עורק innominate, LCA = שמאל עורק תרדמני, LSA = עורק בריחי השמאלי, הרשות הפלסטינית = עורק הריאה, סינוס = סינוס אבי העורקים, IVC = הכלילי, עבד Ao = העורק הראשי. המשולשים הצהובים מציינים מפרצת אבי העורקים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. 

Figure 4
איור 4 : המידות של תמונות של אבי העורקים. תמונות של אבי העורקים החזי שנתפסו(A) midsystole ו- (ג) הסוף-diastole. תמונות מראה מדידות של אבי העורקים קטרים באזור אבי העורקים החזי proximal במהלך (B) midsystole, (ד) diastole. הקו הירוק מציין במרכז אבי העורקים. הקווים הצהובים מציינות קטרים של סינוס אבי העורקים, אבי העורקים, בהתאמה. ספרות בצבעי צהוב ואדום מציינות קטרים בפועל של סינוס אבי העורקים, אבי העורקים, בהתאמה. תמונות של העורק הראשי שנתפסו (E) את midsystole ואת (G) הסוף-diastole. תמונות מראה מדידות של אבי העורקים יותרת הכליה במהלך (F) midsystole, (H) סוף-diastole. הקווים האדומים והירוקים מציינים את קוטר ואזור luminal של אבי העורקים בבטן, בהתאמה. ספרות בצבעים אדום וירוק מצביעים על הקוטר בפועל, הן של אבי העורקים בבטן, בהתאמה. (אני) צג רל (א) שנרשם במהלך הרכישות התמונה. הקווים ירוק וצהוב מציינים את אק ג ואת מחזור הנשימה, בהתאמה. קו מנוקד לבן מציין את הסיום-diastole, ומציין הקו הסגול סיסטולה. P = גל P ו- R = R wave. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. 

Figure 5
איור 5 : הפארמצבטית של אולטראסאונד הדמיה ודיוק. (א) להחליפן בתמונות של אולטרסאונד אבי העורקים החזי, ex-vivo תמונות בעכברים זכרים C57BL/6J (בן 10-12 שבועות). אינטר בלאנד-אלטמן חלקות הצג (B)- ו (ג) variabilities intraobserver של פרוטוקול זה. Asc Ao = אבי העורקים, IA = עורק innominate, LCA = שמאל עורק תרדמני, LSA = עורק בריחי השמאלי, הרשות הפלסטינית = עורק הריאה, סינוס = סינוס אבי העורקים. הקו הירוק מציין במרכז אבי העורקים. הקווים צהוב עולה על הקוטר של סינוס אבי העורקים, אבי העורקים, בהתאמה. ספרות בצבעים אדום מציינות על הקוטר האמיתי של העורקים הנמדד באולטרסאונד ו- ex-vivo תמונות. הקווים המנוקדים שחור מציינים את ± רשע ומרושע 1.96 SD. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. 

Supplemental Figure 1
משלימה איור 1: התמונה דוגמה של אולטרסאונד ניתוח תוכנה. ניתוח נתונים אולטרסאונד חייב להתבצע במצב מדידה (A). תמונת אולטרסאונד אבי העורקים אחת נבחרה לצורך ניתוח של הלולאה cine באמצעות (B) המחוון של לולאה cine. הקו המרכזי נשאבים באמצעות הפונקציה (ג) המרחק לעקוב אחריו. הממד אבי העורקים נמדד על ידי פונקציה (D) מרחק ליניארי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Discussion

פרוטוקול זה מספק מדריך טכני עבור רכישת התמונה של אבי העורקים החזי והבטן בעכברים, באמצעות מערכת סאונד בתדירות גבוהה. אולטראסאונד הדמיה של אבי העורקים יש confounders פוטנציאליים, כגון בדיקת המיקום ואת הלב מחזור, עלול לסכן את הדיוק של המדידות אבי העורקים, במיוחד באבי העורקים החזי הפרוקסימלית. פרוטוקול זה מתאר הוראות מפורטות של אסטרטגיות עבור ניתוח רכישה, מדידה של נתונים של תמונות, כדי למדוד במדויק את הממדים של אבי העורקים.

הדמיה העורקים החזי צינתור, יש כמה גישות כדי לחקור את המיקום. תצוגת ציר זמן נכון מתחת שמוצג באיור 2א שימש אולטראסאונד הדמיה של פרוטוקול זה. תצוגה זו מקלה על הרכישה של תמונות באיכות גבוהה של הסינוס אבי העורקים בחלק קשת אבי העורקים. זה לא אופטימלי העורקים בגלל התערבות של גלי אולטראסאונד. פרוטוקול זה חל רוב הדגמים העכבר של מפרצת אבי העורקים החזי משום שהם מייצגים את התארכות luminal בעיקר בספריית הבסיס של אבי העורקים אל העורקים. זה כולל כרונית אנגיוטנסין II אינפוזיה שגורמת היווצרות מפרצת אבי העורקים של עכברים18,19,20,21,22,23. עכבר מודלים של תסמונת מרפן (fibrillin 1C1041G / + ועכבריםmgR/mgR fibrillin 1) להציג בסיס אב העורקים והן בסדר עולה התרחבות אבי העורקים23,24,25. מודלים העכבר תסמונת Loeys-דיאץ (כמחנכת מחיקה של קולטן TGF-β 1 או 2 בתאי השריר החלק) גם לפתח מפרצת שורש אבי העורקים, עולה העורקים18,26,27,28 . לכן, תצוגת ציר זמן נכון מתחת מתאימה עבור הדמיה של אבי העורקים במודלים אלה העכבר של מפרצת אבי העורקים החזי. מצד שני, תצוגת ציר קצר מתחת נכון יש את היכולת ללכוד תמונות אבי העורקים באלכסון כי מפרצות הן לעיתים קרובות מסבכת tortuosity של אבי העורקים, דבר העלול לגרום הערכה מופרזת של קטרים. בניגוד העורקים החזי, תצוגת ציר קצר שימש ההדמיה של העורק הראשי של פרוטוקול זה. מאז עקמומיות אבי העורקים ואת tortuosity צנוע לעומת אבי העורקים החזי. העורק, רכישת תמונות בתצוגת ציר קצר המשפרת underestimations של קוטר אבי העורקים. חשוב לציין את הרובוט שונים תפקידים מספקים זוויות צפייה שונים, קוטר אבי העורקים עשוי להיות שונה, כל זווית תצוגה. לכן, מידות קוטר אבי העורקים אמין משופרים על-ידי החלת באותה תנוחה בדיקה לכל התמונות בתוך מחקר. מעניין, תלת מימדי (3D) אולטרסאונד תמונות של הלב, העורקים כבר דיווח לאחרונה29,30,31,32. בנוסף, מערכות אולטרסאונד הנוכחי יכול לקבל תמונות תלת-ממד לאורך זמן כמו תמונות ארבע-ממדי33. לפיכך, טכנולוגיות הדמיה תלת-ממדית אלה יש פוטנציאל כדי להדגים את המבנה של אבי העורקים ליתר דיוק, אשר עשויה לפתור את הבעיה של בדיקה מיצוב.

ניתן ללכוד תמונות אולטרסאונד או מצב בהירות 2D (B-מצב) או מצב תנועה חד-ממדי (M-mode). למרות כמה מאמרים השתמשו M-mode לשקילת קוטר אבי העורקים, B-מצב היא עדיפה15,34,35,36. M-mode יש את היכולת תמונה בשני מימדים כדי להגדיל את זמני ופתרון מרחבית. עם זאת, מצב זה מסתמך על ההנחה כי אבי העורקים הוא גליל קונצנטריים להיות עם תמונה בניצב כדי גלי אולטראסאונד. הנחה זו אולי לא מחזיקה נכון במצב aneurysmal והופכת העקמומיות של העורקים זה קשה, אפילו במדינות nonaneurysmal. בנוסף, העורקים לא נותר בעמדה קבועה לאורך כל מחזור הלב37. לכן, M-mode עלולה לגרום לשגיאות מדידה, כולל over - ו underestimations.

חשוב גם לציין כי מחזור הלב משפיע בקוטר luminal של אבי העורקים. כצפוי, קוטר אבי העורקים סיסטולה גדול ב diastole (איור 4א-H), אשר מזוהה עם קיר אבי העורקים אלסטיות וממאמץ. קיר אבי העורקים גמישות ולא להתאמץ ניתן לחשב את ההפרש של אבי העורקים קטרים בין סיסטולה diastole. גמישות ולא להתאמץ ירד בחודש aortas aneurysmal בהשוואה aortas נורמלי31,34,35,38,39,40. אבי העורקים נוקשות לא ניתן למדוד ישירות על ידי אולטרסאונד. מדידת מהירות גל הדופק (PWV) ניתן להעריך שלו נוקשות כפרוקסי, על-פי דיווחים צריך להיות מוגברת aneurysmal aortas31,35,41,42. PWV מחושבת בזמן מעבר בין שני אתרי עורקי, באמצעות הדופק גל דופלר ותמונות שלהם המרחק המתאים. לצורך השוואת קטרים אבי העורקים, בניגוד בדיקה קלינית, יש אין סטנדרטיזציה קפדני מבחינת שלב לב למדידות אבי העורקים בעכברים. לכן, זה עדיין לא ברור באיזה שלב לב מתאימה עבור מדידות של אבי העורקים. עם זאת, כדי להבטיח השוואות לשחזור ואמין, קטרים אבי העורקים יש למדוד תקופה מוגדרת של מחזור הלב.

פרוטוקול זה מספק הוראות מפורטות עבור הדמיה של אבי העורקים וניתוח נתונים על מנת למדוד את ממדי אבי העורקים במדויק. המדידה של אבי העורקים, באמצעות פרוטוקול זה, היה עקבי עם בפועל ex-vivo קוטר אבי העורקים (איור 5א). אנחנו גם אישר עיקביים של אינטר- ו הפארמצבטית intraobserver (איור 5ב, ג). כל השלבים פרוטוקול זה, במיוחד מיקום רכב הגישוש ו הלב מחזור, נחוצים עבור מדידות מדויקות. עם זאת, גם כאשר באמצעות הליכים המתאים, חפצים במהלך אולטראסאונד הדמיה הם תופעה בלתי נמנעת. המיקום של צלעות, ריאות, וכן נשימה, pulsation הלב, יכול להשפיע על איכות התמונה של אבי העורקים החזי. גזי יכול גם לגרום חפצים בתחום ההדמיה בטן. לכן, אנו מציעים הגדרה לקבלת פטור כאשר הפרוטוקול הזה במקרה של תמונות של אבי העורקים המסכן.

עם כניסתו של מערכות אולטרסאונד ברזולוציה גבוהה, המבנה של אבי העורקים של עכברים שניתן יהיה לבחון בפירוט מעולה, כמקובל, והן באופן סדרתי במיתון תורם להבנה של מפרצת אבי העורקים. אולטראסאונד הדמיה, עם פרוטוקול כמתואר לעיל, היא גישה לא פולשנית לשחזור ואמין עבור לכימות מפרצת אבי העורקים בעכברים.

Disclosures

המחברים אין גילוי.

Acknowledgments

עבודת מחקר של המחברים נתמכה על ידי הלאומי ללב, ריאות, ודם המכון של מכוני הבריאות הלאומיים תחת פרס מספרי R01HL133723, R01HL139748, את SFRN איגוד הלב האמריקאי מחלת כלי דם (18SFRN33960001). בחיי נתמך על ידי בתר יפה AHA (18POST33990468). ג'יי נתמך על ידי NCATS UL1TR001998. תוכן כתב היד הזה הוא אך ורק באחריות המחברים, ואינם מייצגים בהכרח את הנופים הרשמי של מכוני הבריאות הלאומיים.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Name of Reagent
Isothesia (Isoflurane) Henry Schin NDC11695-6776-2 Anesthetic Agent
Omnicon F/Air Anesthesia Gas Filter Canister A.M. Bickford Inc. 80120 Scavenging System for Anesthesia
Puralube Vet Ointment Dechra NDC17033-211-38 Lubricating Eye Drops
Aquasonic  Parker Laboratories 01-08 Ultrasound Gel
Nair Nair Depilliating Cream
Transeptic Transducer Cleaning Solution Parker Laboratories 341-09-25 Cleaning spray for probes
Name of Equipment
Vevo 2100 VisualSonics Vevo 2100 Ultrasound Machine
Vevo LAB 3.0.0 VisualSonics Vevo LAB 3.0.0 Ultrasound Analysis Software
MS-550D VisualSonics MS-550D Ultrasound Probe
EX3 Vaporizer Patterson Veterinary EX 3 Analogue Anestheic Vaporizer
Heating Pad Sunbeam E12107 Heating Pad

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hiratzka, L. F., et al. 2010 ACCF/AHA/AATS/ACR/ASA/SCA/SCAI/SIR/STS/SVM guidelines for the diagnosis and management of patients with Thoracic Aortic Disease: a report of the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines, American Association for Thoracic Surgery, American College of Radiology, American Stroke Association, Society of Cardiovascular Anesthesiologists, Society for Cardiovascular Angiography and Interventions, Society of Interventional Radiology, Society of Thoracic Surgeons, and Society for Vascular Medicine. Circulation. 121 (13), 266-369 (2010).
  2. Robinet, P., et al. Consideration of Sex Differences in Design and Reporting of Experimental Arterial Pathology Studies-Statement From ATVB Council. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 38 (2), 292-303 (2018).
  3. Wanhainen, A., Mani, K., Golledge, J. Surrogate Markers of Abdominal Aortic Aneurysm Progression. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 36 (2), 236-244 (2016).
  4. Lu, H., Daugherty, A. Aortic Aneurysms. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 37 (6), 59-65 (2017).
  5. Angelov, S. N., Zhu, J., Dichek, D. A. New Mouse Model of Abdominal Aortic Aneurysm: Put Out to Expand. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 37 (11), 1990-1993 (2017).
  6. Daugherty, A., Manning, M. W., Cassis, L. A. Angiotensin II promotes atherosclerotic lesions and aneurysms in apolipoprotein E-deficient mice. The Journal of Clinical Investigation. 105 (11), 1605-1612 (2000).
  7. Kanematsu, Y., et al. Pharmacologically induced thoracic and abdominal aortic aneurysms in mice. Hypertension. 55 (5), 1267-1274 (2010).
  8. Longo, G. M., et al. Matrix metalloproteinases 2 and 9 work in concert to produce aortic aneurysms. The Journal of Clinical Investigation. 110 (5), 625-632 (2002).
  9. Pyo, R., et al. Targeted gene disruption of matrix metalloproteinase-9 (gelatinase B) suppresses development of experimental abdominal aortic aneurysms. The Journal of Clinical Investigation. 105 (11), 1641-1649 (2000).
  10. Raffort, J., et al. Monocytes and macrophages in abdominal aortic aneurysm. Nature Reviews Cardiology. 14 (8), 457-471 (2017).
  11. Senemaud, J., et al. Translational Relevance and Recent Advances of Animal Models of Abdominal Aortic Aneurysm. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 37 (3), 401-410 (2017).
  12. Wilson, N. K., Gould, R. A., Gallo MacFarlane, E., Consortium, M. L. Pathophysiology of aortic aneurysm: insights from human genetics and mouse models. Pharmacogenomics. 17 (18), 2071-2080 (2016).
  13. Adam, M., et al. Systemic Upregulation of IL-10 (Interleukin-10) Using a Nonimmunogenic Vector Reduces Growth and Rate of Dissecting Abdominal Aortic Aneurysm. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 38 (8), 1796-1805 (2018).
  14. Barisione, C., et al. Rapid dilation of the abdominal aorta during infusion of angiotensin II detected by noninvasive high-frequency ultrasonography. Journal of Vascular Surgery. 44 (2), 372-376 (2006).
  15. Trachet, B., et al. Ascending Aortic Aneurysm in Angiotensin II-Infused Mice: Formation, Progression, and the Role of Focal Dissections. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 36 (4), 673-681 (2016).
  16. Sawada, H., et al. Heterogeneity of aortic smooth muscle cells: A determinant for regional characteristics of thoracic aortic aneurysms. Journal of Translational Internal Medicine. 6 (3), 93-96 (2018).
  17. Davis, F. M., et al. Smooth muscle cell deletion of low-density lipoprotein receptor-related protein 1 augments angiotensin II-induced superior mesenteric arterial and ascending aortic aneurysms. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 35 (1), 155-162 (2015).
  18. Angelov, S. N., et al. TGF-beta (Transforming Growth Factor-beta) Signaling Protects the Thoracic and Abdominal Aorta From Angiotensin II-Induced Pathology by Distinct Mechanisms. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 37 (11), 2102-2113 (2017).
  19. Daugherty, A., et al. Angiotensin II infusion promotes ascending aortic aneurysms: attenuation by CCR2 deficiency in apoE-/- mice. Clinical Science. 118 (11), 681-689 (2010).
  20. Fava, M., et al. Role of ADAMTS-5 in Aortic Dilatation and Extracellular Matrix Remodeling. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 38 (7), 1537-1548 (2018).
  21. Rateri, D. L., et al. Angiotensin II induces region-specific medial disruption during evolution of ascending aortic aneurysms. The American Journal of Pathology. 184 (9), 2586-2595 (2014).
  22. Huang, X., et al. MicroRNA-21 Knockout Exacerbates Angiotensin II-Induced Thoracic Aortic Aneurysm and Dissection in Mice With Abnormal Transforming Growth Factor-beta-SMAD3 Signaling. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 38 (5), 1086-1101 (2018).
  23. Galatioto, J., et al. Cell Type-Specific Contributions of the Angiotensin II Type 1a Receptor to Aorta Homeostasis and Aneurysmal Disease-Brief Report. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 38 (3), 588-591 (2018).
  24. Habashi, J. P., et al. Losartan, an AT1 antagonist, prevents aortic aneurysm in a mouse model of Marfan syndrome. Science. 312 (5770), 117-121 (2006).
  25. Hibender, S., et al. Resveratrol Inhibits Aortic Root Dilatation in the Fbn1C1039G/+ Marfan Mouse Model. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 36 (8), 1618-1626 (2016).
  26. Hu, J. H., et al. Postnatal Deletion of the Type II Transforming Growth Factor-beta Receptor in Smooth Muscle Cells Causes Severe Aortopathy in Mice. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 35 (12), 2647-2656 (2015).
  27. Li, W., et al. Tgfbr2 disruption in postnatal smooth muscle impairs aortic wall homeostasis. The Journal of Clinical Investigation. 124 (2), 755-767 (2014).
  28. Yang, P., et al. Smooth muscle cell-specific Tgfbr1 deficiency promotes aortic aneurysm formation by stimulating multiple signaling events. Scientific Reports. 6, 35444 (2016).
  29. Dawson, D., et al. Quantitative 3-dimensional echocardiography for accurate and rapid cardiac phenotype characterization in mice. Circulation. 110 (12), 1632-1637 (2004).
  30. Grune, J., et al. Evaluation of a commercial multi-dimensional echocardiography technique for ventricular volumetry in small animals. Cardiovascular Ultrasound. 16 (1), 10 (2018).
  31. Phillips, E. H., Di Achille, P., Bersi, M. R., Humphrey, J. D., Goergen, C. J. Multi-Modality Imaging Enables Detailed Hemodynamic Simulations in Dissecting Aneurysms in Mice. IEEE Transactions on Medical Imaging. 36 (6), 1297-1305 (2017).
  32. Soepriatna, A. H., Damen, F. W., Vlachos, P. P., Goergen, C. J. Cardiac and respiratory-gated volumetric murine ultrasound. The International Journal of Cardiovascular Imaging. 34 (5), 713-724 (2018).
  33. Vevo3100 - the ultimate preclinical imaging experience. FUJIFILM VisualSonic Inc. , Available from: https://www.visualsonics.com/product/imaging-systems/vevo-3100 (2018).
  34. Shen, M., et al. Divergent roles of matrix metalloproteinase 2 in pathogenesis of thoracic aortic aneurysm. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 35 (4), 888-898 (2015).
  35. Trachet, B., et al. Performance comparison of ultrasound-based methods to assess aortic diameter and stiffness in normal and aneurysmal mice. PLoS One. 10 (5), 0129007 (2015).
  36. Wang, Y., et al. TGF-beta activity protects against inflammatory aortic aneurysm progression and complications in angiotensin II-infused mice. The Journal of Clinical Investigation. 120 (2), 422-432 (2010).
  37. Goergen, C. J., et al. In vivo quantification of murine aortic cyclic strain, motion, and curvature: implications for abdominal aortic aneurysm growth. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 32 (4), 847-858 (2010).
  38. Ben-Zvi, D., et al. Local Application of Leptin Antagonist Attenuates Angiotensin II-Induced Ascending Aortic Aneurysm and Cardiac Remodeling. Journal of the American Heart Association. 5 (5), (2016).
  39. Goergen, C. J., et al. Influences of aortic motion and curvature on vessel expansion in murine experimental aneurysms. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 31 (2), 270-279 (2011).
  40. Phillips, E. H., et al. Morphological and Biomechanical Differences in the Elastase and AngII apoE(-/-) Rodent Models of Abdominal Aortic Aneurysms. BioMed Research International. 2015, 413189 (2015).
  41. Di Lascio, N., Kusmic, C., Stea, F., Faita, F. Ultrasound-based Pulse Wave Velocity Evaluation in Mice. Journal of Visualized Experiments. (120), e54362 (2017).
  42. Lee, L., et al. Aortic and Cardiac Structure and Function Using High-Resolution Echocardiography and Optical Coherence Tomography in a Mouse Model of Marfan Syndrome. PLoS One. 11 (11), 0164778 (2016).

Tags

הכחשה גיליון 145 אולטראסאונד הדמיה אבי העורקים מידות אבי העורקים סינוס אבי העורקים אבי העורקים העורק הראשי מפרצת אבי העורקים
אולטראסאונד הדמיה של העורקים בית החזה והבטן בעכברים כדי לקבוע מידות מפרצת
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Sawada, H., Chen, J. Z., Wright, B.… More

Sawada, H., Chen, J. Z., Wright, B. C., Moorleghen, J. J., Lu, H. S., Daugherty, A. Ultrasound Imaging of the Thoracic and Abdominal Aorta in Mice to Determine Aneurysm Dimensions. J. Vis. Exp. (145), e59013, doi:10.3791/59013 (2019).

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