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Medicine

Imágenes por ultrasonido de la Aorta torácica y Abdominal en ratones para determinar dimensiones de aneurisma

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

Imágenes por ultrasonido se ha convertido en una modalidad común para determinar las dimensiones luminales de aneurismas de aorta torácicas y abdominales en ratones. Este protocolo describe el procedimiento para adquirir imágenes de ultrasonido bidimensional confiable y reproducible de la aorta ascendente y abdominal en ratones.

Abstract

Instrumentos de ultrasonido de alta resolución contemporánea tienen suficiente resolución para facilitar la medición de aortas de ratón. Estos instrumentos han sido ampliamente utilizados para medir las dimensiones aórticas en modelos de ratón de aneurismas de la aorta. Aneurismas de la aorta se definen como dilataciones permanentes de la aorta, que ocurren con mayor frecuencia en las regiones abdominales y ascendentes. Mediciones secuenciales de dimensiones aórticas por ultrasonido son el enfoque principal para evaluar el desarrollo y progresión de los aneurismas aórticos en vivo. Aunque muchos estudios divulgados utilizan ultrasonido para medir diámetros aórticos como un criterio de valoración principal la proyección de imagen, hay factores de confusión, como la posición de la sonda y ciclo cardiaco, que puede afectar la exactitud de la adquisición de datos, análisis e interpretación. El propósito de este protocolo es proporcionar a una guía práctica sobre el uso del ultrasonido para medir el diámetro aórtico de manera confiable y reproducible. Este protocolo presenta la preparación de los ratones y los instrumentos, la adquisición de imágenes de ultrasonido apropiados y análisis de datos.

Introduction

Aneurismas de la aorta son comunes enfermedades vasculares caracterizadas por una permanente dilatación luminal de la aorta torácica o abdominal1,2,3,4. No hay tratamientos farmacológicos se han establecido para evitar la dilatación y ruptura de los aneurismas aórticos, que hace hincapié en la necesidad de penetraciones en los mecanismos patogénicos. Para aclarar los mecanismos de los aneurismas aórticos, modelos de ratón producidos por manipulación genética o química han sido ampliamente utilizado4,5,6,7,8, 9 , 10 , 11 , 12. la cuantificación exacta del diámetro aórtico en ratones es la base de la investigación de aneurysm aórtico.

El desarrollo de la alta frecuencia del ultrasonido ha aumentado la resolución espacial y temporal de las imágenes para detectar pequeñas diferencias en dimensiones aórtica13,14,15. Esto ha permitido la medición secuencial de los diámetros aórticos en ratones, y por lo tanto, se ha convertido en el método preferido para la medición de los diámetros aórticos en estudios murinos de los aneurismas aórticos. Aunque proyección de imagen de ultrasonido es una técnica sencilla, conocimiento de la fisiología y anatomía aórtica es necesaria para adquirir imágenes apropiados para mediciones precisas, análisis de datos e interpretación. La aorta es un órgano cilíndrico pulsante con curvaturas variables en la región torácica proximal16. Esto contribuye a la posibilidad de una incorrecta determinación de dimensiones aórticas en las comúnmente adquiridas imágenes de dos dimensiones (2D). La exactitud de las mediciones de la aorta puede verse comprometida por la tortuosidad aórtica aneurismática estado17. Para obtener medidas fiables y reproducibles de dilataciones de aorta, este protocolo proporciona a una guía práctica para el uso de un sistema de ecografía de alta resolución para medir diámetros aórticos torácicos y abdominales proximal en ratones.

Protocol

Imágenes por ultrasonido en ratones se realizaron con la aprobación de la Universidad de Kentucky institucional Animal Care y el Comité uso (número de protocolo IACUC: 2018-2967). Durante la proyección de imagen, los ratones son anestesiados con isoflurano 1% – 3% vol/vol y colocado en una plataforma de calefacción para reducir el estrés de procedimiento y prevenir la hipotermia. Lubricante del ojo se aplica para prevenir daño de la córnea debido a la pérdida del reflejo del centelleo durante la anestesia.

1. equipo instalación

  1. Encienda la máquina de ultrasonido, plataforma, la calefacción y gel calentador (figura 1).
  2. Abrir el programa de ultrasonido. Introduzca la información del estudio, tales como la información de nombre y ratón de estudio.
  3. Compruebe el isoflurano vaporizador y el tanque de2 O. Si el contenido es bajo, rellenar el vaporizador de isoflurano o cambiarlo por un nuevo tanque de2 O.
  4. Conecte el anestésico limpiar filtros de la cámara de inducción y el cono de nariz.
  5. Abrir la rama de la cámara de inducción.
  6. Encienda el tanque de2 O.
  7. Gire las perillas O2 y el isoflurane en el vaporizador de anestesia de 1 L/min y 0% vol/vol, respectivamente, para llenar la cámara con O2.

2. preparación del ratón

  1. Coloque el mouse en el O2-cámara de inducción para reducir al mínimo cambios cardiovasculares no deseados debido a la anestesia llena.
  2. Encienda el vaporizador de isoflurano (1.5%-2.5% vol/vol).
  3. Confirmar la ausencia del reflejo de retirada de extremidades.
  4. Quite el ratón de la cámara y coloque una gota de lubricante oftálmico estéril en cada ojo.
  5. Redirigir la anestesia en el cono de la nariz y cerrar el flujo hacia la cámara de inducción.
  6. Coloque el ratón dorsalmente en la plataforma de calefacción con su nariz en el cono de nariz de anestesia.
  7. Aplique la crema depilatoria en el pecho o el abdomen, usando un hisopo de algodón. Minimizar la cantidad de uso crema depilatoria para evitar irritación.
  8. Espere 1 minuto y luego, suavemente Limpie la crema y el pelo.
  9. Irrigar la zona con agua tibia y seque completamente, retirar la crema.
  10. Punto gel en cada uno de los cuatro conductores de cobre en la plataforma.
  11. Cinta cada almohadilla de la pata abajo (palmas hacia abajo) a los conductores para las lecturas de Electrocardiograma (ECG). Esto proporcionará el ECG y la fisiología respiratoria del ratón mientras anestesiados.
  12. Verificar que la frecuencia cardiaca es entre 450-550 latidos/min. Puesto que la anestesia afecta la función cardiaca, que puede alterar el diámetro aórtico, ajustar la velocidad de entrega de anestesia para que el ritmo cardiaco está en un rango apropiado.
  13. Aplique el gel ultrasónico precalentado el sitio preparado.
  14. Conecte la sonda al titular.
  15. Girar la plataforma para la exploración óptima y bajar la sonda hasta que esté en contacto con el gel de ultrasonidos.

3. la proyección de imagen de la Aorta torácica

  1. Incline hacia abajo de la plataforma a la izquierda del ratón.
  2. Coloque la sonda en el borde derecho del esternón del ratón (figura 2A). Orientar caudalmente el marcador de referencia de la sonda.
    Nota: El marcador de referencia de la sonda indica la dirección de la sonda y es consistente con el fabricante del monitor del sistema de ultrasonido (figura 2A-D). La forma del marcador varía en cada sistema de ultrasonido.
  3. Utilizar Doppler color en la aorta torácica para confirmar el flujo de sangre.
  4. Ajustar el ángulo de fase y sonda para mostrar claramente la aorta (figura 3A, B).
    Nota: La válvula aórtica y arterias innominadas y pulmonares pueden utilizarse para señales anatómicas para la vista de eje largo paraesternal derecha. Por lo tanto, aórticas imágenes desde este punto de vista pueden incluir las arterias innominadas y pulmonares y la válvula aórtica en un marco (figura 3A). Si es difícil captar la aorta ascendente entera en una exploración, debido a patologías aórticas como tortuosidad, dilatación de la aorta deben capturar las imágenes por separado. Ya separadas las imágenes tienen el potencial para causar una subestimación de las mediciones de la aorta, se requiere un posicionamiento fino de la etapa y la sonda. La vista de eje largo paraesternal derecha es óptima para imágenes de la aorta ascendente entera (figura 3C). Sin embargo, a menudo es difícil de capturar el seno aórtico en este punto de vista, especialmente en aortas aneurismáticas. La vista de eje largo paraesternal izquierdo permite una captura de la raíz aórtica en la aorta ascendente proximal como un enfoque alternativo, aunque este punto de vista no puede captar del arco aórtico en un marco (figura 3C). Para la vista de eje largo paraesternal izquierdo, coloque la sonda en el borde izquierdo del esternón (figura 2B). La etapa es plana o ligeramente inclinada a la derecha del ratón. Llevar a cabo los demás pasos del procedimiento de la misma manera que la vista de eje largo paraesternal derecha. Ventajas y desventajas de estas posiciones de punta de prueba se describen en la tabla 2. Imágenes aórticas deben ser capturados constantemente en ya sea derecho o izquierdo eje largo paraesternal.
  5. Recortar la imagen de ultrasonido para aumentar la velocidad de fotogramas, usando las perillas para la anchura y profundidad de imagen.
  6. Cambiar la profundidad focal en el lado dorsal de la aorta ascendente, con el mando de profundidad focal.
  7. Verificar los parámetros de ultrasonido. La configuración de la ecografía de este protocolo se describe en la tabla 1.
  8. Mueva la sonda suavemente, con lo ejes X e Y etapa mando, para capturar la imagen aórtica longitudinal con el mayor diámetro posible.
  9. Almacenar un lazo de la cinematografía.

4. la proyección de imagen de la Aorta Abdominal

  1. Coloque la sonda transversalmente, justo debajo del esternón y proceso xifoides (figura 2C). El marcador de referencia de la sonda debe quedar hacia la derecha del ratón. La aorta abdominal debe estar ubicada junto a la vena cava inferior y/o la vena porta (figura 3D).
  2. Visualizar la aorta abdominal con color Doppler para confirmar el flujo pulsátil.
    Nota: Si el ángulo Doppler es perpendicular al flujo de sangre, una señal Doppler color no aparece en la aorta. Además de imágenes de Doppler color, la aorta abdominal puede distinguirse de la vena cava y vena porta presionando ligeramente la sonda. La vena cava y vena porta son compresibles, mientras que la aorta mantiene su permeabilidad.
  3. Recortar la imagen de ultrasonido para aumentar la velocidad de fotogramas.
  4. Cambiar la profundidad focal a la pared posterior de la aorta abdominal.
  5. Mueva la sonda caudalmente para visualizar los puntos de ramificación de las arterias mesentéricas superiores y celíacos.
  6. Localizar la arteria renal derecha y usarlo como un punto de referencia.
    Nota: Ya que podrán provocar aneurismas de la aorta abdominales aórtica tortuosidad, ajuste el ángulo de la punta de prueba para la aorta abdominal la imagen perpendicular. Para un control interno, debe ser capturada una imagen del punto de rama renal derecha.
  7. Captura de un lazo de la cinematografía de la región de interés que muestra la dilatación máxima en la aorta abdominal (figura 3D, E).
    Nota: La localización de los aneurismas aórticos varía en cada modelo animal. Dilatación de la aorta en ratones de angiotensina II inducida ocurre predominantemente en la aorta suprarrenal, mientras que CaCl2 o elastasa induce aneurisma aórtico en el infrarenal aórtico en ratones.

5. postscanning ratón de cuidado y limpieza

  1. Limpie el gel de ultrasonidos, regar el pecho o el abdomen con agua tibia y suavemente seque el ratón.
  2. Volver el ratón a su jaula, que se coloca sobre una almohada.
  3. Apagar el vaporizador de isoflurano y el O2 tanque. Rellenar el vaporizador si el nivel de isoflurano es bajo.
  4. Limpie la máquina de ultrasonido, sonda y plataforma con un paño suave y alcohol isopropílico o toallitas de glutaraldehído.
  5. Descargar todos los archivos recogidos durante la exploración.
  6. Apague la máquina de ultrasonido.
  7. Volver a los ratones a las salas de alojamiento de los animales después de que se han recuperado de la anestesia.

6. Análisis

  1. Análisis de imágenes de aorta torácicas
    1. Iniciar el software de análisis y abrir los datos de ultrasonido. En suplementario Figura 1se muestra una imagen de ejemplo de software de análisis (Vevo LAB 3.0.0).
    2. Seleccione una imagen de ultrasonido aórtico para mediciones en el lazo de la cinematografía (figura 4A, C, E, G y suplementario Figura 1).
      Nota: Este protocolo típicamente detecta latidos de seis a siete en un lazo de la cinematografía. Puesto que el diámetro aórtico es diferente entre sístole y diástole (figura 4A-G), las mediciones deben ser examinados en una constante fase del ciclo cardiaco. Sístole se define de la onda R hasta el final de la onda T. En general, las ondas T son difíciles de identificar en el ECG del ratón. Por lo tanto, debe medirse el diámetro de la aorta en sístole en sístole fisiológica, definido por la inspección visual (figura 4). La fase cardiaca cuando la aorta se expande máximo debe ser midsystole. Final-diástole se define fácilmente en la onda R del ECG (figura 4). Medidas aórticas en diástole final son más simples que los de midsystole en términos de distinguir el ciclo cardiaco.
    3. Trace una línea en el centro del lumen aórtico. Esta línea central se utilizará para asegurar que las líneas de medición son perpendiculares a la aorta (figura 4B, D y suplementario Figura 1).
    4. Dibuje líneas perpendiculares a la línea de centro desde el borde interior luminal a borde interno en el seno aórtico y máximo ascendente niveles aórticos (figura 4B, D y suplementario Figura 1).
    5. Mida el diámetro aórtico en al menos tres latidos del corazón separados y calcular la media de las mediciones.
      Nota: El sistema Vevo2100 utiliza el software de análisis de laboratorio de Vevo para mediciones de dimensión aórtica. Breve explicación de cada botón está como sigue. Modo de medición (figura suplementaria 1A): se debe seleccionar este modo para las mediciones de la aorta. El deslizador de un lazo de la cinematografía (suplementario Figura 1B): el marco de ultrasonido se selecciona con la barra. Trazado de distancia (suplementario Figura 1): la línea de centro se dibuja con esta función. Distancia lineal (suplementario Figura 1): la dimensión aórtica se mide utilizando esta función.
  2. Análisis de imágenes de aorta abdominales
    1. Iniciar el software de análisis y abrir los datos de ultrasonido.
    2. Seleccione una imagen aórtica para el análisis del lazo de la cinematografía (figura 4E, G).
      Nota: Similar a mediciones aórticas torácicas, el ciclo cardiaco puede afectar el área y el diámetro aórtico abdominal. Mediciones deben determinarse en una fase constante del ciclo cardiaco.
    3. Trace una línea en el mayor diámetro luminal, desde el borde interior hasta el borde interior del lumen del vaso (figura 4F, H).
    4. Trace el borde interior de la luz aórtica para el área luminal (figura 4F, H).
    5. Adquirir medidas aórticas en un mínimo de tres latidos del corazón separados y calcular la media de los datos.

Representative Results

Imágenes de ultrasonido representante de nonaneurysmal proximal aorta torácica y abdominal se muestran en la figura 3A yCde la figura 3, respectivamente. La aorta ascendente está situada junto a la arteria pulmonar y forma un tubo curvado con tres sucursales en la región del arca: la arteria innominada, la arteria carótida común izquierda y la arteria subclavia izquierda (figura 3A). La aorta abdominal se detecta dorsalmente a la vena cava inferior (figura 3D). Imágenes representativas de los aneurismas aórticos torácicos y abdominales con dilataciones profundas, en comparación con el diámetro normal de la figura 3A yDde la figura 3, se muestran en la figura 3B y figura 3 H, respectivamente. Todas las imágenes de ultrasonido fueron capturadas en diástole final.

Imágenes de ultrasonido aórtico torácico y abdominal representativas fueron capturados en la midsystole y extremo-diástole (figura 4A, C, E, G). Imágenes representativas que muestran las mediciones se presentan en la figura 4B, D, F, H. La línea verde en el centro de la aorta ascendente fue utilizada para estandarizar el seno aórtico y ascendente diámetro aórtico (figura 4B, D). Las líneas fueron dibujadas perpendicularmente a la línea verde entre los dos bordes interiores de la luz en el seno aórtico (línea amarilla) y el diámetro máximo de aorta ascendente (línea roja). Los diámetros luminales de las aortas torácicas y abdominales fueron diferentes entre sístole y diástole (figura 4A-H). De la aorta abdominal, el diámetro máximo aórtico (rojo) y el área luminal (verde) fueron medidos (figura 4F, H). Figura 4muestra una imagen representativa del electrocardiograma monitor. El ciclo cardíaco debe ser considerado para las medidas exactas. El final-diástole y sístole están indicados por las líneas blancas punteadas y rosas, respectivamente.

Para validar la exactitud y reproducibilidad de este protocolo, se realizó un estudio piloto. Torácica aórtica ultrasonido y ex vivo imágenes representativas se muestran en la figura 5A. No hubo diferencias importantes en diámetros medidos entre estas imágenes para el diámetro de aorta ascendente (ultrasonido: 1,67 mm vs ex vivo: 1,65 mm). Desde el seno aórtico era difícil de ver en la antigua imagen de vivo, el diámetro del seno aórtico no fue medida ex vivo. La reproducibilidad intraobservador y inter de este protocolo se muestran en la figura 5B, C. Para determinar posibles variabilidades, proyección de imagen de ultrasonido fue realizada por dos observadores independientemente, es decir, por un cardiólogo experimentado y nonexperienced estudiante de pregrado que está aprendiendo esta técnica, en dos días diferentes, con el mismo (de ratones n = 5). Todos los puntos fueron localizados entre el SD Media ± 1,96 en la figura 5B, C, que indica no mayor inter- o variabilidad intraobservador para este protocolo.

Figure 1
Figura 1 : Instalación de estación de trabajo. La estación de trabajo incluye la cámara de inducción de anestesia, anestésicos filtros de depuración, la plataforma de calefacción, el gel de ultrasonido y el gel caliente. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. 

Figure 2
Figura 2 : Ejemplos de colocación de la sonda proximal imagen aórtica torácica y abdominal. Sonda de colocación para (A) el derecho y (B) la vista de eje largo paraesternal izquierdo de la raíz aórtica ascendente y arco regiones y (C) la vista de eje corto de la aorta abdominal. (D) una imagen de monitor representante del sistema de ultrasonido. Las flechas negras indican el marcador de referencia de la sonda. La flecha amarilla indica el lado del marcador de referencia. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. 

Figure 3
Figura 3 : Imágenes representativas del ultrasonido de la aorta torácica y abdominal. Nonaneurysmal (A) y (B) la aorta ascendente, desde el punto de vista de eje largo paraesternal derecha. (C) Nonaneurysmal ascendente de la aorta, desde el punto de vista de eje largo paraesternal izquierdo. Nonaneurysmal (D) y (E) casos de aneurisma aorta abdominal. ASC Ao = aorta ascendente, IA = arteria innominada, LCA = arteria carótida común izquierda, LSA = arteria subclavia izquierda, PA = arteria pulmonar, seno = seno aórtico, vena cava inferior = vena cava inferior y Abd Ao = aorta abdominal. Los triángulos amarillos indican un aneurisma de la aorta. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. 

Figure 4
Figura 4 : Mediciones de imágenes aórticas. Imágenes de la aorta torácica capturado en()A) la midsystole y (C) el final de diástole. Imágenes que muestran las mediciones de los diámetros aórticos en la región proximal de aorta torácica durante (B) midsystole y diástole (D). La línea verde indica el centro de la aorta ascendente. Las líneas amarillas y rojas indican diámetros del seno aórtico y aorta ascendente, respectivamente. Dígitos en colores amarillo y rojo indican los diámetros reales del seno aórtico y la aorta ascendente, respectivamente. Imágenes de aorta abdominal capturaron en (E) el midsystole y el (G) el final de diástole. Imágenes que muestran las mediciones de la aorta suprarrenal durante (F) midsystole y (H) final-diástole. Las líneas rojas y verdes indican el diámetro y el área luminal de la aorta abdominal, respectivamente. Dígitos en colores rojo y verdes indican el diámetro real y de la aorta abdominal, respectivamente. () Monitor de Electrocardiograma (ECG) registraron durante la adquisición de la imagen. Las líneas verdes y amarillas indican el ECG y el ciclo respiratorio, respectivamente. La línea punteada blanco indica el final de diástole, y la línea morada indica la sístole. P = onda P y R = onda R. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. 

Figure 5
Figura 5 : Exactitud y reproducibilidad de imágenes por ultrasonido. (A) imágenes representativas de la ecografía aórtica torácica y ex vivo imágenes en ratones machos C57BL/6J (10-12 semanas). Mostrar diagramas de Bland-Altman (B) inter- y variabilidad intraobservador de (C) del presente Protocolo. ASC Ao = aorta ascendente, IA = arteria innominada, LCA = arteria carótida común izquierda, LSA = arteria subclavia izquierda, PA = arteria pulmonar y sinusal = seno aórtico. La línea verde indica el centro de la aorta ascendente. Las líneas amarillas y rojas indican los diámetros de los seno aórtico y la aorta ascendente, respectivamente. Dígitos en color rojo indican los diámetros reales de la aorta ascendente medido en ultrasonido y ex vivo de imágenes. Las líneas negras punteadas indican la media y media ± 1,96 SD. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. 

Supplemental Figure 1
Suplementario Figura 1: imagen de ejemplo de software de análisis de ultrasonido. Análisis de datos de ultrasonido deben realizarse en modo de medición (A). Una imagen de ultrasonido aórtico es seleccionada para el análisis del lazo de la cinematografía con (B) el control deslizante de un lazo de la cinematografía. La línea central se dibuja utilizando la función (C) la distancia trazada. Se mide la dimensión aórtica por función (D) la distancia lineal. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Discussion

Este protocolo proporciona a una guía técnica para la adquisición de la imagen de la aorta torácica y abdominal en ratones, usando un sistema del ultrasonido de alta frecuencia. Proyección de imagen de ultrasonido aórtico tiene factores de confusión potenciales, tales como ciclo cardíaca y posición de sonda, que puede comprometer la exactitud de las mediciones aórticas, particularmente en la aorta torácica proximal. Este protocolo describe instrucciones detalladas y estrategias para el análisis de la adquisición, medición y los datos de la imagen, con el fin de medir con precisión dimensiones aórticas.

Para la proyección de imagen la aorta torácica proximal, hay varios enfoques para la colocación de la sonda. La vista de eje largo paraesternal derecha que se muestra en la figura 2A se utilizó para ultrasonido proyección de imagen en este protocolo. Esta visión facilita la adquisición de imágenes de alta calidad desde el seno aórtico que la porción del arco aórtico. No es óptimo para la aorta descendente debido a la interferencia de las ondas ultrasónicas. Este protocolo es aplicable a la mayoría de los modelos del ratón de los aneurismas aórticos torácicos porque exhiben la dilatación luminal predominante en la raíz aórtica en la aorta ascendente. Esto incluye infusión de II de angiotensina crónica que provoca la formación de aneurismas en la aorta ascendente de ratones18,19,20,21,22,23. Modelos de síndrome de Marfan de ratón (fibrilina 1C1041G / + y fibrilina 1mgR/mgR ratones) Mostrar la raíz aórtica y ascendente dilatación aórtica23,24,25. Modelos de ratón de síndrome de Loeys-Dietz (eliminación postnatal del receptor de TGF-β 1 o 2 en las células musculares lisas) también desarrollan aneurisma de la raíz aórtica y ascendente aorta18,26,27,28 . Por lo tanto, la derecha paraesternal de eje largo es apropiado para la proyección de imagen aórtica en estos modelos de ratón de aneurismas de la aorta torácicos. Por otra parte, la vista de eje corto paraesternal derecha tiene el potencial para capturar imágenes aórticas diagonalmente porque los aneurismas son complicados a menudo por tortuosidad aórtica, que puede causar una sobreestimación de diámetros. A diferencia de la aorta torácica, la vista de eje corto fue utilizada para la proyección de imagen de la aorta abdominal en el presente Protocolo. Puesto que la tortuosidad y la curvatura de la aorta son modestas en la aorta abdominal en comparación con la aorta torácica, la adquisición de imágenes en la vista de eje corto mejora la subestimación del diámetro aórtico. Es importante señalar prueba diferentes posiciones ofrecen diferentes ángulos de visión, y el diámetro aórtico puede ser diferente en cada ángulo de visión. Por lo tanto, las mediciones del diámetro aórtico confiable se mejoran mediante la aplicación de la misma posición de la sonda para todas las imágenes dentro de un estudio. Curiosamente, el ultrasonido tridimensional (3D) imágenes del corazón y la aorta han sido divulgado recientemente29,30,31,32. Además, sistemas de ultrasonido actuales pueden obtener imágenes en 3D con el tiempo como dimensiones imágenes33. Así, estas tecnologías de proyección de imagen 3D tienen el potencial para demostrar la estructura aórtica más precisamente, que puede resolver el problema de la colocación de la sonda.

Imágenes de ultrasonido se pueden capturar en modo brillo 2D (B-mode) o modo de movimiento unidimensional (modo M). Aunque algunos artículos han utilizado modo M para la medida del diámetro aórtico, modo B es preferible15,34,35,36. Modo M tiene la capacidad de imagen en dos dimensiones para aumentar la resolución temporal y espacial. Sin embargo, este modo se basa en la suposición de que la aorta es un cilindro concéntrico se desliza perpendicularmente las ondas ultrasónicas. Esta asunción puede no ser verdad en un estado por y la curvatura de la aorta ascendente esto hace difícil, incluso en Estados nonaneurysmal. Además, la aorta no permanece en una posición fija durante todo el ciclo cardiaco37. Por lo tanto, el modo M puede causar errores de medición, incluyendo sobre y subestimaciones.

También es importante tener en cuenta que el ciclo cardíaco afecta el diámetro luminal en la aorta. Como era de esperar, el diámetro de la aorta en sístole es mayor que en diástole (figura 4A-H), que se asocia con la elasticidad de la pared aórtica y la tensión. Tensión y elasticidad de la pared aórtica se pueden calcular de la diferencia de diámetros aórticos entre sístole y diástole. Elasticidad y la tensión están disminuidas en aortas aneurismáticos comparados con aortas normales31,34,35,38,39,40. Rigidez aórtica no puede medirse directamente por ultrasonido. Medir la velocidad de la onda de pulso (PWV) puede evaluar su rigidez como un proxy, que se divulga para ser aumentado en aortas aneurismático31,35,41,42. PWV es calculado por el tiempo de tránsito entre dos sitios arteriales, mediante imágenes de Doppler de la onda de pulso y su distancia correspondiente. Para comparar diámetros aórticos, a diferencia de la examinación clínica, no hay estandarización rigurosa en términos de fase cardiaca para la medición aórtica en ratones. Por lo tanto, no está todavía claro qué fase cardiaca es apropiado para las mediciones de la aorta. Sin embargo, para asegurar las comparaciones fiables y reproducibles, diámetros aórticos se deben medir en una fase definida del ciclo cardiaco.

Este protocolo proporciona instrucciones detalladas para aórtica la proyección de imagen y análisis de datos con el fin de medir con precisión dimensiones aórticas. La medición aórtica, usando este protocolo, fue consistente con el actual ex vivo diámetro aórtico (figura 5A). También confirmamos la consistencia inter- y reproducibilidad intraobservador (figura 5B, C). Todos los pasos de este protocolo, especialmente la posición de la sonda y ciclo cardiaco, son necesarios para las medidas exactas. Sin embargo, incluso cuando se utiliza los procedimientos apropiados, artefactos durante la proyección de imagen de ultrasonido son inevitables. La ubicación de las costillas y pulmón, así como respiración y latido cardiaco, puede afectar la calidad de la imagen de la aorta torácica. Gas intestinal también pueden causar artefactos en la proyección de imagen abdominal. Por lo tanto, sugerimos definir los criterios de exclusión al seguir este protocolo en caso de pobres imágenes aórticas.

Con el advenimiento de los sistemas de ecografía de alta resolución, la estructura aórtica de ratones puede ser examinada en detalle exquisito, tanto en serie como convencionalmente, lo mucho que contribuyen a la comprensión de los aneurismas aórticos. Proyección de imagen de ultrasonido, con el protocolo como se describe anteriormente, es un enfoque no invasivo fiable y reproducible para cuantificar los aneurismas aórticos en ratones.

Disclosures

Los autores no tienen nada a la divulgación.

Acknowledgments

Trabajo de investigación de los autores fue apoyado por el National Heart, Lung, e Instituto de la sangre de los institutos nacionales de salud bajo premio números R01HL133723 y R01HL139748 y la SFRN de Asociación Americana de corazón en enfermedad Vascular (18SFRN33960001). H.S. es apoyado por una beca postdoctoral de la AHA (18POST33990468). J.C. es apoyado por NCATS UL1TR001998. El contenido de este manuscrito es responsabilidad exclusiva de los autores y no representan necesariamente las opiniones oficiales de los institutos nacionales de salud.

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

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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).

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