Summary
여기서 우리는 토끼 모델에서 심초음파를 수행하기 위한 상세한 프로토콜을 단계별로 설명합니다. 우리는 인간과 수의환자에서 일상적으로 사용되는 임상 심초음파 시스템에서 사용할 수 있는 다양한 영상 모드뿐만 아니라 다양한 심초음파 적견및 이미징 평면을 정확하게 얻는 방법을 보여줍니다.
Abstract
토끼와 같은 대형 동물 모델은 중개 전 임상 연구에 유용합니다. 토끼는 인간과 개와 돼지와 같은 다른 큰 동물 모델의 그것에 비해 유사한 심장 전기 생리학을 가지고있다. 그러나, 토끼 모델은 다른 대형 동물 모델에 비해 유지 보수 비용이 낮다는 추가적인 이점이 있다. 심초음파를 이용한 심장 기능의 세로 평가는 적절하게 구현될 때, 감소된 배출 분율(예: 심장 재생)을 가진 심부전을 위한 새로운 치료법의 전임상 평가를 위한 유용한 방법론이다. 이 비침습적 도구를 올바르게 사용하려면 국제 지침에 따라 표준화된 심사 프로토콜을 구현해야 합니다. 여기서 우리는 토끼 모형에 있는 심초음파를 능력을 발휘하기 위한 수의학 심장전문의에 의해 감독된 상세한 프로토콜을 단계별로 기술하고, 다른 심초음파 전망 및 화상 진찰 비행기를 정확하게 장악하는 방법 및, 뿐만 아니라 인간과 수의학 환자에서 일상적으로 사용되는 임상 심초음파 시스템에서 사용할 수 있는 다양한 이미징 모드.
Introduction
큰 동물 모형에 있는 심장 기능의 경도 평가는 허혈성 및 비 허혈성 심근병증을 취급하기 위한 새로운 치료의 효력의 평가를 위해 일반적으로 이용되는 강력한 연구 방법론입니다. 전임상 연구에 사용할 수 있는 몇몇 심장 혈관 화상 진찰 기술 중, 심초음파는 그것의 비침범성 및 휴대용 특성 때문에 광범위하게 이용되었습니다. 경험이 풍부한 손에서 심초음파는 심장 의 수축기 및 확장기 기능뿐만 아니라 심장 해부학을 연구하는 매우 재현 가능한 이미징 기술입니다.
돼지, 개, 토끼 와 같은 대형 전임상 동물 모델은 전임상번역 연구 1,2,3에가장 중요합니다. 실제로, 심근병증의 설정에 있는 심장 재생 약과 같은 새로운 치료의 잠재적인 이득은 인간사용을 위해 고려될 수 있기전에 큰 전임상 모형에 있는 광대한 가설 시험을 요구합니다 2,4 . 다른 큰 전임상 모델과 비교하여, 토끼 모형은 마우스와 쥐의 그것에 비교되는 그것의 낮은 유지 관리 비용을 포함하여 몇몇 이점을 제안합니다. 그러나, 마우스와 쥐와는 달리, Ca+2 수송 시스템 및 심장 전기 생리학은 인간과 토끼에서 유사하고, 개와 돼지와 같은 다른 큰 동물 모델의 그, 따라서 토끼의 번역 잠재력을 증가 모델1,5. 따라서, 토끼는, 큰 실험 전임상 모형으로, 전임상 번역 연구를 위한 비용 그리고 재현성의 예외적인 균형을 가지고 있습니다.
토끼는 인간과 수의 환자에게 일상적으로 사용되는 임상 초음파 장치를 사용하여 심초음파 이미징을 위한 편의성의 추가적인 이점을 가지고 있으며, 따라서 고조파 이미징과 최첨단의 우수성을 활용합니다. 기술. 이를 위해 신생아/소아 심장학에 사용되는 것과 같이 상대적으로 높은 주파수(최대 12MHz)의 섹터 트랜스듀서(위상 배열라고도 함)가 바람직합니다. 토끼 전임상 모델의 심초음파 검사를 통해 현대 심초음파 유닛(예: 연속 파도플러(CWD)에서 사용할 수 있는 여러 뷰와 다양한 모드를 사용하여 수축기 및 확장기 기능을 완벽하게 평가할 수 있습니다. 펄스 웨이브 도플러 (PWD), 및 조직 도플러 이미징 (TDI).
심초음파는 작업자에 의존하는 기술이므로 국제 지침에 따라 기술에 대한 광범위한 교육 및 핵심 지식이 필요합니다. 이 교육의 일부는 다른 심초음파 보기를 얻을 수 있는 방법을 자세히 설명하는 비디오의 시각화를 촉진할 수 있습니다. 심초음파 이미징의 높은 역량달성과 표준화된 프로토콜 및 올바른 기술의 개발은 작업자의 영향을 최소화하고 엄격한 요구에 따라 신뢰할 수 있는 정량적 데이터를 생성하는 데 필수적입니다. 과학 연구.
토끼 및 기타 대형 동물 모델의 심초음파 에 사용되는 시스템 및 실험실 설정과 관련하여 몇 가지 고려 사항이 필요합니다. 심장 기능의 표준 심초음파 평가를 위해 초음파 시스템에는 이중 차원 모드 (B 모드 또는 2D), 모션 모드 (M 모드), 색상 도플러, CWD, PWD 및 TDI가 포함되어야합니다. 또한, 기계는 전체 심장 분석 및 측정 소프트웨어가 설치되어 있어야하며, 오프라인 분석을위한 충분한 고품질 디지털 스틸 이미지 및 비디오 루프를 저장할 수있는 충분한 내부 하드 드라이브 공간이 있어야합니다. 일부 시스템은 선형 어레이 트랜스듀서를 사용합니다. 그러나, 심혼의 제일 화상 진찰을 위해, 작은 검사 헤드 직경을 가진 단계별 배열 섹터 트랜스듀서는 좁은 늑간 간격을 통해 초음파파의 더 쉬운 통행을 허용하기 때문에, 바람직합니다. 토끼의 경우 상대적으로 고주파 트랜스듀서(최대 12MHz)를 사용합니다. 이미징을 위한 동물의 위치는 양질의 이미지를 획득하는 데 가장 중요합니다. 따라서, 좌우 측측 recumbent 위치 는 심초음파 검사 도중 모든 표준 화상 진찰 비행기를 얻기 위하여 추천됩니다. 이를 위해 가슴의 심장 부위와 일치하는 노치가있는 테이블이 바람직합니다 (그림1A). 이 노치 테이블은 스캔 할 가슴 의 영역에 트랜스 듀서와 액세스를 용이하게하고, 따라서 동물의 최고의 스캔 위치를 유지 하는 작업자의 손의 자유로운 이동성을 허용. 동물을 측면 재구형 위치에 배치하면 심장이 트랜스듀서와 폐의 고도를 향하여 떨어지고 늑간 공간을 통해 초음파 빔의 액세스 창이 넓어져 전반적인 이미징이 향상됩니다. 품질(그림1A). 심초음파 검사는 맹목적인 방식으로 수행되어야 하며 미국 수의과 대학의 심초음파 위원회와 미국 심초음파/유럽학회의 지침에 따라 수행되어야 합니다. 심장 혈관화상 진찰을 위한 협회 6,7,8.
우리의 과학 팀의 일부는 수의학 환자 (예 : 개와 고양이)에 매일 참석 수의학 교육 병원의 심장 서비스와 연결되어, 이는 수의 심장학에 관련 교육 및 인증을 가지고있는 심초음파, 그리고 그것의 다른 화상 진찰 양식, 동물 환자의 다른 크기 및 이 기술을 가진 흉부 적합성에 있는 광대한 경험. 또한, 우리는 일반적으로 안초증에 의해 유도 된 심근 병증의 토끼 모델에서 심장 기능의 세로평가를 위해 심초음파를 사용합니다 9. 여기서, 토끼와 같은 대형 전임상 모델에서 임상 초음파 유닛을 이용한 심장 기능 평가를 위한 단계별 심초음파 프로토콜을 설명한다. 이 프로토콜은 현재 국제지침 8에 맞게 조정되며 임상 및 실험 환경에서의 경험을 바탕으로 실용적인 권장 사항을 포함합니다.
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Protocol
본 명세서에 기재된 실험은 스페인 무르시아 대학의 윤리 연구 위원회의 승인을 받았으며, 유럽연합 집행위원회의 지침 2010/63/EU에 따라 수행되었습니다. 설명된 단계는 작업 계획의 일부였으며 이 백서에 첨부된 비디오를 촬영하기 위한 목적으로만 수행되지 않은 표준 운영 프로토콜에 따라 수행되었습니다.
1. 토끼의 준비
- 진행하기 전에, 케타민 (10 mg / kg)의 조합을 주입하여 시작 메데토 미딘과 동일한 주사기에 균질화 (200 μg / kg) 동물을 마취, 이는 토끼에 대한 절차의 스트레스를 줄일 수 있습니다.
참고: 마취의 사용은 또한 예측 가능한 방식으로 심박수를 감소시켜 개별적인 가변성을 감소시키고 전반적인 화상 진찰 질을 향상의 추가 이득이 있습니다. 비디오에 나타난 바와 같이, 마취의 주입 동안 동물을 진정 유지하는 데 도움이 수술 담요로 머리를 커버.- 동물이 10-20 분 이내에 완전히 마취되었는지 확인하여 근육 부정확성, 팔모름 반사의 부재, 하악 운동 및 스니핑을 확인하십시오. 후자의 두 징후 (하악 운동 및 스니핑)의 존재는 차례로 감소 된 마취 깊이의 초기 징후입니다. 그것은 거의 필요 하지 않습니다 에도 불구 하 고, 다시 투약 고려 되어야 한다 (예를 들어, 절반 초기 마 데 스 복용량 조합), 긴 지연 절차를 완료 하기 위해 예상 되는 경우.
참고: 주사 후 처음 ~5분 이내에 동물이 빠르게 잠들지만, 동물을 조작하기 전에 마취의 더 깊은 평면을 허용하는 것이 좋습니다. 이 지연은 그렇지 않으면 가능성이 빈맥을 생산하고 심초음파 검사 (예 : 승모판 유입 분석) 동안 특정 매개 변수의 이미징 정확도와 재현성에 부정적인 영향을 미칠 토끼를 고민하지 않을 것입니다. - 동물이 마취되면, 흉부 의 피부에서 머리를 제거하는 헤어 클리퍼를 사용합니다. 목선 아래에서 시작하여 오른쪽 및 왼쪽 히포콘드리아 영역의 수준뿐만 아니라 중간 선의 하위 xiphoid영역까지 계속합니다(그림 1B).
- 오른쪽 앞다리의 내부 면의 1-3cm 2뿐만 아니라 오른쪽 과 왼쪽 뒷다리 모두의 평범한 영역을 면도 (그림1B).
- 동물이 10-20 분 이내에 완전히 마취되었는지 확인하여 근육 부정확성, 팔모름 반사의 부재, 하악 운동 및 스니핑을 확인하십시오. 후자의 두 징후 (하악 운동 및 스니핑)의 존재는 차례로 감소 된 마취 깊이의 초기 징후입니다. 그것은 거의 필요 하지 않습니다 에도 불구 하 고, 다시 투약 고려 되어야 한다 (예를 들어, 절반 초기 마 데 스 복용량 조합), 긴 지연 절차를 완료 하기 위해 예상 되는 경우.
- 시술 중 저체온증을 피하기 위해 토끼를 열 담요 또는 가열 패드에 놓은 후 전극에 적합한 전도 젤을 바르고 팔다리의 면도 부위에 놓습니다. 수술 용 테이프로 전극을 고정하십시오.
- 올바른 심전도 신호가 시스템 화면에 표시되는지 확인합니다. 일반적으로 동시 1-리드 심전도 추적은 전체 심초음파 연구 동안 심장 리듬을 동기적으로 모니터링하기에 충분합니다(그림1A 및 그림 1C).
참고: 심박수 외에도 호흡률과 온도를 모니터링하십시오. 호흡률은 심초음파 이미지의 흉부 운동 발생률을 시각적으로 또는 통해 모니터링할 수 있으며, 온도는 직장 프로브를 통해 모니터링되어야 합니다. 이러한 매개 변수는 처음에 모니터링해야 하며, 10분마다 그리고 절차가 끝날 때 모니터링해야 합니다. 토끼는 마취 중 구토하는 경향이10,11; 따라서, 토끼의 금식은 심초음파 검사 전에 일상적으로 권장되지 않습니다.
그림 1 . 심초음파를 위한 토끼의 준비 그리고 위치. (A) 심폐 부전과 일치하는 노치가 있는 표입니다. (B) 가슴에서 머리카락을 제거합니다. (C) 심전도 전극을 부착하여 심장을 모니터링합니다. (D) 심초음파 검사를 미리 포밍하는 동안 작업자의 위치. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
2. 심장의 파라스테날 긴 축 (시상) 보기
- 심장의 parsternal 긴 축 (PSLAX) 보기를 얻으려면, 오른쪽 측면 recumbent 위치에 토끼를 배치, 앞다리를 멀리 흉부에서 뻗어와, 수술 테이프 (그림1A 및 그림 1C).
- 가능한 최상의 이미징 품질을 달성하기 위해, 동물을 이미징하는 동안 침투를 증가시키고 전반적인 이미징 품질을 개선하기 위해 흉부 부위의 피부를 가능한 한 평평하게 유지하는 것이 중요합니다. 이를 위해, 한 손으로 흉부에서 멀리 앞다리를 잡고, 자유 손을 사용하여 피부 주름과 주머니를 식별하고, 위에서 아래로 이들을 평평하게하고, 가슴에서 접힌 피부를 토끼의 측면과 뒤쪽으로 이동시다. 이것은 과도 한 피부와 피하 지방 조직 이미지 품질을 줄일 수 있는 오래 되 고 큰 토끼에 대 한 특히 중요 하다.
참고 : 가슴의 심장 부위는 테이블의 컷 아웃 섹션 위에 배치해야합니다. 그러나, 이 위치에, 복부는 노치쪽으로 이동하는 자연적인 경향이 있고, 그 때 좋은 심초음파 화상 진찰을 방해하는 심혼을 두개골로 변위하는 양압을 만듭니다. 이를 방지하기 위해 복부가 완전히 테이블에 놓여 있고 이를 달성하기 위해서는 부드러운 마사지를 통해 동물의 꼬리 부위쪽으로 복부 장기를 부드럽게 움직이는 것이 중요합니다 (그림1A 및 그림 1C).
- 가능한 최상의 이미징 품질을 달성하기 위해, 동물을 이미징하는 동안 침투를 증가시키고 전반적인 이미징 품질을 개선하기 위해 흉부 부위의 피부를 가능한 한 평평하게 유지하는 것이 중요합니다. 이를 위해, 한 손으로 흉부에서 멀리 앞다리를 잡고, 자유 손을 사용하여 피부 주름과 주머니를 식별하고, 위에서 아래로 이들을 평평하게하고, 가슴에서 접힌 피부를 토끼의 측면과 뒤쪽으로 이동시다. 이것은 과도 한 피부와 피하 지방 조직 이미지 품질을 줄일 수 있는 오래 되 고 큰 토끼에 대 한 특히 중요 하다.
- 심초음파 이미징의 경우, 그림 1D와같이 왼손을 사용하여 심초음파 시스템의 컨트롤을 조작하는 동안 트랜스듀서를 오른손으로 잡습니다.
- 좋은 피부 접촉을 유지하려면 희석되지 않은 에탄올을 피부에 바르고 트랜스듀서의 머리에 충분한 초음파 전달 젤을 바르세요.
- 다음으로, 트랜스듀서를 오른쪽 헴쇼락스의 피부에 가깝게 위치시키고, 두 번째에서 세 번째 늑간 공간의 수준에서, 오른쪽 파라스테날 라인에서 약 1-3 cm 떨어진 곳에 트랜스듀서 방향 표시가 동물의 오른쪽 어깨를 가리키고 중간선에 비해 약 30°의 각도로(그림2A). 이것은 심장의 오른쪽 PSLAX의 이미지를 생성해야합니다 (대표 결과 참조).
- 2D 심장 이미지가 화면에 표시되면 다음 단계는 최적의 이미지를 얻기 위해 초음파 장치 컨트롤을 조정하는 것입니다. 주요 것들은 다음과 같습니다.
- 깊이 및 확대/축소 컨트롤: 이러한 컨트롤을 사용하여 관심 영역을 최적화합니다. 각 이미지에서 심장 구조를 볼 수 있도록 이미지의 깊이가 적절해야 합니다. 확대/축소 도구를 사용하여 밸브 및 전단지의 무결성과 같은 관심 있는 구조를 더 잘 평가할 수 있습니다.
- 총 게인 및 시간 이득 보정(즉, 실시간으로 서로 다른 깊이에서 설정 게인): 배경 노이즈를 최소화하고 심장 구조의 묘사를 최대화하기 위해 회색 축척 및 이득을 수동으로 제어합니다. 이러한 매개 변수는 심실 심근의 가난한 반향 때문에 토끼에서 특히 중요합니다.
- 동적 범위 또는 압축: 이 컨트롤을 사용하여 이미지에 표시되는 회색 음영 수를 조정합니다. 혈액 풀이 어둡고 조직이 밝아지않도록 동적 범위를 설정합니다. 이것은 좌심실 부피를 얻기 위하여 중요한 더 나은 내심 국경 정의를 귀착될 것입니다.
- 섹터 너비: 넓은 섹터(90°)로 검사를 시작하고 하트 개요를 보면 특정 영역을 더 잘 이미지화해야 하는 경우 섹터 너비를 줄입니다. 섹터 크기를 줄이면 프레임 속도를 늘려 시간해상도가 향상됩니다. 이것은 2D 심초음파가 도플러 검사를 인도하는 데 사용될 때 특히 중요합니다.
- 토끼를 이미징하는 동안 트랜스듀서의 위치를 유지하고 작업자의 피로를 줄이려면 검지 손가락을 사용하여 동물의 테이블이나 가슴에 손을 고정하고 다른 손가락은 트랜스듀서를 잡습니다 (그림2A).
- 오른쪽 PSLAX 뷰에서 심장의 두 개의 주요 이미징 평면을 가져옵니다.
- 심혼을 세로로 단면도하고 심혼의 4개의 약실 (2개의 심방 및 2개의 심실)를 확인할 수 있는 화상 진찰 면을 찾아십시오; 또한 넓은 시야를 사용하는 경우 하트의 정점도 이미지의 왼쪽에 표시되어야 합니다(대표 결과 섹션 참조).
- 초음파 빔의 늑간 공간뿐만 아니라 두개골 및 등쪽 각도에 비해 스위핑, 흔들림 및 회전과 같은 트랜스듀서의 미묘한 움직임을 수행하여 파라스테날 긴 축 보기의 다른 이미징 평면을 획득합니다. 그림 2A,B). 다른 이미징 평면에서 좌심실 유출 트랙(LVOT) 및 대동맥을 식별할 수 있습니다(대표 결과 참조).
- 이미지 방향: 하트의 베이스는 섹터 이미지의 오른쪽에 있습니다.
- 적절한 이미징 평면을 얻은 후 B 모드를 사용하여 심장의 전반적인 기능을 평가하고 색상 도플러를 사용하여 모든 판막에 걸쳐 혈류량과 심실 중격 (IVS)의 무결성을 평가합니다.
참고: 오프라인 분석을 위해 항상 다른 뷰와 평면의 이미지를 저장합니다.
그림 2 . 심장의 PSLAX 뷰를 얻는 방법. (A-B) 심장의 PSLAX 뷰의 두 개의 상이한 평면을 얻기 위해 트랜스듀서의 위치(텍스트의 설명 참조). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
3. 심장의 파라스테날 짧은 축보기
- 잘 정렬된 PSLAX를 표시하면서 가슴의 동일한 위치에 트랜스듀서를 사용하여 약 90° (그림 3A)의트랜스듀서의 시계 반대 방향으로 회전을 수행하여 오른쪽 파라스테른 짧은 축(PSSAX) 뷰를 얻습니다. 이번에는 트랜스듀서 방향 표시가 토끼의 왼쪽 어깨를 향하여 가리켜야 합니다.
참고: 트랜스듀서를 회전하는 동안 가슴의 동일한 위치에서 트랜스듀서를 유지하려면 왼쪽을 사용하여 그림 3B와같이 트랜스듀서 코드에서 회전을 수행합니다. - 파라스테날 짧은 축 보기에서 심장축을 따라 트랜스듀서를 휩쓸어 3개의 이미징 평면을 얻습니다: 중간 심실, 승모판막, 그리고 폐동맥(PA)과 대동맥 판막(AoV)이 있는 높은 염기.
- 유두 근육과 화기 건대 수준에서 심장을 절개하는 중간 심실 이미징 평면에서 (그림 3C), 상단의 우심실 (RV)과 이미지 하단의 좌심실 (LV)을 시각화합니다 (대표 결과 참조).
- B 모드를 사용하여 방사형 및 원주 수축 및 LV의 이완을 평가하고 지역 벽 모션 이상을 확인합니다.
- M 모드를 사용하고 트랙 볼의 도움으로 2D 이미지를 통해 실시간으로 커서를 이동한 다음 LV의 중간에 커서를 배치하고 두 유두 근육 사이에 IVS및 좌심실 자유 벽 (FW)에 수직 (그림3C). M 모드 이미지가 화면에 표시되면 오프라인 분석을 위해 이미지를 저장합니다. 심박수가 높은 토끼에서는 더 높은 스윕 속도를 사용하여 심장 주기 동안 심장 이벤트를 더 잘 분리합니다(예: 150mm/sec).
- 트랜스듀서를 뇌골 영역(그림3D)으로스윕하여 승모판막(MV) 평면을 얻었다. B 모드와 M 모드를 사용하여 MV 리플렛의 무결성과 운동성을 평가합니다. LV의 중간을 따라 커서를 IVS(그림 3E)에수직으로 배치하여 IVS와 관련하여 MV의 소풍에 대한 자세한 정보를 얻습니다.
- 트랜스듀서를 더 크누니로 쓸어고 높은 베이스 수준에서 이미징 평면을 생성합니다(AoV 평면이라고도 함) 도 3F - H)여기서 AoV 및 이의 전단지, 우심실 유출 트랙(RVOT), PA, 및 좌우 심방(LA)을 식별할 수 있다(대표 결과 참조).
- 이미지 방향: PA는 섹터 이미지의 오른쪽에 있습니다.
- PA와 그 분기를 완전히 시각화하려면 더 큰 각도를 사용하고 때로는 트랜스듀서의 두개골 변위 (늑간 공간)를 사용합니다.
- 이러한 구조의 크기와 모양(예: 왼쪽 심방 크기는 울혈성 심부전에서 증가됨)의 평가에 B 모드를 사용하고, 색상 도플러 및 PWD를 사용하여 PV 수준에서 혈류(유출)의 속도를 기록하고 샘플 부피를 아래 바로 아래에 배치하여 PV 전단지의 개구부 (그림3G). 마지막으로 M 모드를 사용하고 AoV 및 LA(그림3H)를따라 커서를 배치합니다.
- 다음 기본 컨트롤 및 조정을 사용하여 적절한 색상 흐름 도플러 이미지를 얻습니다.
- 색상 섹터가 관심 영역에 위치하면 섹터와 혈류 방향 사이의 각도를 가능한 한 줄이십시오.
- 색상 섹터 너비: 프레임 속도를 높이고 색상 흐름 정보를 개선하기 위해 밸브 영역에 맞게 조정합니다.
- 기준선 및 펄스 반복 빈도(PRF): 더 높은 속도를 표시할 수 있도록 색상 막대 및 PRF의 기준선을 조정합니다. 색상 막대의 위쪽과 아래쪽에 있는 숫자는 색상 별칭이 발생하기 전에 감지 가능한 최대 속도를 나타냅니다.
참고 : 별칭은 펄스의 일부가 색상 흐름 도플러 정보에 해를 끼치는 단면 이미지를 얻기 위해 할당되기 때문에, 색상 흐름 처리보다 스펙트럼 펄스 도플러에서 더 빈번하다. - 색상 게인: 먼저 배경 노이즈를 생성하기 시작한 지점으로 이 것을 늘인 다음 색상 흐름 이미징을 최적화하는 수준으로 줄입니다.
- 다음 기본 컨트롤을 사용하여 적절한 스펙트럼 도플러 이미지를 얻습니다.
- 커서 위치: 혈류 방향과 평행하게 하십시오. 적어도, 각도 < 30 °에서 유지.
- 게이트 위치: 샘플링 사이트에 해당하는 커서 선의 마커입니다. 대동맥 및 폐 판막 과 방실 판막의 전단지 끝에 놓습니다.
- 게이트 크기: 작은 역류 흐름을 가져오는 경우를 제외하고 최소 설정을 사용합니다.
- 기준선: 혈류 방향에 따라 기준선을 선택합니다. 혈액이 트랜스듀서(예: 폐 및 대동맥 흐름)에 대해 흐를 때 또는 혈액이 트랜스듀서쪽으로 흐를 때(예: 방실 판막이 흐르는 경우) 맨 위에 놓습니다.
- 규모: 일반적으로 얻은 속도보다 25% 더 높은 혈류 속도에 따라 이 것을 선택합니다.
- 도플러 게인: 도플러 신호를 강화하기 위해 이 것을 사용합니다. 색상이 표시될 때까지 게인을 늘립니다.
- 도플러 신호의 색상화: 도플러 스펙트럼이 약할 때 마젠타 색상을 사용하면 속도가 선명해집니다.
- 벽 필터: 심장 벽에 의해 생성되는 저주파 노이즈의 양을 줄이려면 이 것을 사용합니다.
- 스윕 속도: 더 높은 스윕 속도를 사용하여 시간 측정을 용이하게 합니다.
그림 3 . PSSAX 뷰와 다른 이미징 평면을 얻는 방법. (A) 유두 근육의 수준에서 PSSAX 뷰를 얻기 위해 트랜스듀서의 위치. (B) PSLAX에서 PSSAX 뷰로 전환할 때 트랜스듀서를 회전시키는 데 도움이 되는 왼손의 역할을 시연합니다. (C) PSSAX 뷰의 유두 근육 평면에서 M 모드의 커서의 위치. (D) 승모판평면에서 심장의 PSSAX 뷰를 얻기 위한 트랜스듀서의 위치. (E) PSSAX 뷰의 MV 평면에서 M 모드의 커서의 위치입니다. (F) PSSAX 뷰에서 AV 평면을 얻기 위해 트랜스듀서의 위치. (G) PV의 유출을 평가하기 위해 PWD 샘플 부피의 색상 도플러 및 위치 확인의 데모. (H) PSSAX 뷰의 AoV 평면에서 M 모드커서의 위치입니다. LV = 좌심실; RV = 우심실; FW = LV 자유 벽; AoV = 대동맥 판막; RVOT = 우심실 유출 트랙; PV = 폐 판막; PA = 폐 동맥; LA = 왼쪽 심방; RA = 오른쪽 심방. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
4. 정점 4 챔버 는 심장의 보기
- Apical 4 챔버(AP4C) 뷰를 얻으려면, 토끼를 외과용 테이프를 통해 흉부 부위에서 뻗어있는 앞다리와 함께 왼쪽 측면 재침구 위치에 놓습니다(그림 4A). 전술한 바와 유사한 방법으로 흉부의 피부를 평평하게 유지한다(단계 2.1.1). 가슴의 심장 부위는 테이블의 컷 아웃 섹션 위에 배치해야합니다. 유사하게, 복부는 온화한 마사지를 통해 복부 기관을 caudally 이동한 후에 테이블에 잘 지원되어야 합니다.
- 트랜스듀서에 초음파 젤을 적용한 다음 테이블의 노치를 통해 심장에 접근한 다음 좌심질 락의 피부에 가깝게 위치시키고, 중쇄구 선과 함께 4-5번째 늑간 공간의 수준에서, 트랜스듀서 방향 표시가 토끼의 뒤쪽을 향하여(왼쪽 견갑골방향으로) (그림 4B). 이런 식으로, 트랜스듀서는 심장의 정점으로 직교이고 초음파 빔은 심장의 기저부쪽으로 향합니다.
- 이 위치에서, 필요한 경우, ~4 늑간 공간 (종종 "윈도우 쇼핑"이라고 기동)까지 한 번에 하나의 늑간 공간을 위쪽으로 트랜스듀서를 이동합니다.
- 적절한 늑간 공간 (토끼의 크기 및 / 또는 나이에 따라 다를 수 있음)에 도달하면 정점에서 심장기까지 심장의 이미지를 관찰하고, 네 개의 챔버를 모두 볼 수있는 전형적인 심장 모양, 왼쪽과 오른쪽으로 위쪽의 심실과 이미지 하단의 두 심실 모두(그림 4C,D 및 대표 결과 참조).
- 이미지 방향: LV는 섹터 이미지의 오른쪽에 있습니다.
- 이 뷰에서 정점을 단축하지 않도록 심장의 일반적인 AP4C 뷰는 중간에 IVS가 있는 LV의 글머리 기호 형상 이미지를제공해야 합니다(그림4C,D). 정점을 반올림하면 LV가 단축될 수 있습니다. 따라서 트랜스듀서를 하나의 늑간 공간 및/또는 트랜스듀서의 기울기를 아래로 이동합니다.
- B 모드를 사용하여 지역 벽 모션 이상을 확인하고 LV 함수의 전역 보기를 확인합니다. 컬러 도플러를 사용하여 방실 밸브를 가로질러 흐름을 평가하고 PWD를 사용하여 MV 리플렛 팁 의 수준에서 샘플 볼륨을 배치하여MV 유입 스펙트럼의 이미지를 얻습니다(그림 4C).
- TDI 모드를 사용하고 승모판 아눌루스의 격막 및 측면측면에 샘플 부피를 배치합니다(그림4D).
- M 모드를 사용하고 횡선 MV annulus에 정렬 된 커서를 배치하여 승모판 환형 평면 수축기 소풍 (MAPSE)을 얻습니다. 심장 기능의 오프라인 분석을 위해 이러한 각 모드에 이미지를 저장합니다.
그림 4 . 심장의 AP4C 및 AP5C 뷰를 얻는 방법. (A) 심장의 AP4C 뷰를 위해 왼쪽 측면 방수에 토끼의 위치. (B) 심장의 AP4C 뷰를 얻기 위해 트랜스듀서의 위치. (C) MV 유입을 평가하기 위해 MV 리플렛 팁에서 샘플 부피의 위치. (D) MV annulus의 측면측에서 심근 속도의 TDI 분석을 위한 샘플 부피의 위치. (E) 심장의 AP5C 뷰를 얻기 위해 트랜스듀서의 위치. (F) AoV를 가로지르는 유출의 PWD 분석을 위한 샘플 체적의 위치. LV = 좌심실; RV = 우심실; MV = 승모판막; LA = 왼쪽 아트리움; RA = 오른쪽 심방; AoV = 대동맥 판막. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
5. 심장의 정점 5 챔버 보기
- AP4C 뷰에서와 같은 위치에서 트랜스듀서를 시작으로, LVOT 및 AoV가 보기에 올 때까지 완만한 기울기 (그림4E)를수행하며, 이것은 심장의 정점 5 챔버 뷰 (AP5C)입니다 (대표 결과 참조).
- B 모드를 사용하여 LVOT, AoV 리플렛의 움직임, LV 캐비티 크기 및 기능을 평가합니다.
- AoV 에서 유출을 평가하기 위해 색상 도플러 모드를 사용하고 PWD를 사용하여 AoV(그림4F)바로 뒤에 샘플 볼륨을 배치하여 이 밸브의 유속을 평가합니다.
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Representative Results
심장의 파라스테날 긴 축 보기
도 5A는 심장의 4개의 챔버가 명확하게 구별되는 오른쪽 PSLAX 뷰의 이미징 평면을 나타낸다. 이 보기에서 우심실 (RV), 삼각판 판막 (TV), IVS, LV, FW 뿐만 아니라 승모판막 (MV)을 확인할 수 있습니다. 이 뷰에서 이미지의 왼쪽에 정점을 명확하게 표시하고 LV가 단축되지 않은 경우 그림 5B,C8과 같이 이중 평면 디스크 방법(수정된 심슨 규칙)을 사용하여 LV 볼륨을 정확하게 추정할 수 있습니다. 정확도를 위해 AP4C 뷰에서 LV 부피의 유사한 측정과 결합되어야 하며, 특히 사용된 토끼 모델이 벽 모션 이상을 나타내는 경우. 도 5D는 LVOT와 아오르타(Ao)가 볼 수 있는 오른쪽 PSLAX의 다른 이미징 평면을 보여줍니다. LVOT의 정확한 측정을 위한 캘리퍼스배치 위치도 도 5D에나와 있습니다.
그림 5 . 심혼의 PSLAX 보기에서 장악된 화상 진찰 비행기. (A) 심장의 4 챔버를 보여주는 이미징 평면. (B) 끝 확장기 및 (C) 끝 수축기 이미지, LV의 분석을 위한 심슨의 방법을 보여주는. (D) LVOT와 대동맥이 심장의 PSLAX 보기에서 볼 수 있는 이미징 평면. LV = 좌심실; RV = 우심실; IVS = 심실 중격; 아오 = 대오르타; LVOT = 좌심실 유출 트랙; LA = 왼쪽 심방; RA = 오른쪽 심방; MV = 승모판막; TV = 삼두근 판막; FW = LV의 자유 벽; PC = 심낭. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
심장의 파라스테날 짧은 축 보기
도6A에서, 유두 근육과 화대 건대평면의 수준에서 심장의 오른쪽 PSSAX 뷰가 도시된다. 이 보기에서 RV, IVS, LV, 및 FW뿐만 아니라 전방(AL) 및 후방(PM) 유두 근육(도6A)을식별할 수 있다. 이 뷰에서, 영역 추적 도구는 끝 확장기(CAd)(그림 6B)와종말 시스톨(CA)(그림 6C)에서원주 면적을 측정하는데 사용되며, 이를 사용하여 전체 원주 단축 영역(CSA)을 계산할 수 있습니다. 수식:
CSA=Cd-CA/CAd×100.
유두 근육 수준에서 PSSAX에서 M 모드 트레이스의 예는 도 6D에나와 있으며, 여기서 LV 구조의 다양한 측정을 위해 캘리퍼스의 배치, 선도 에지까지의 배치도 입증된다. 이러한 측정은 LV 구조의 크기에 대한 유용한 정보를 제공합니다. 따라서, 3개의 연속적인 심장 박동에서 LV 단막확장 직경(LVDd) 및 LV 단부 수축기 직경(LVD)을 측정하면 다음 공식을 사용하여 LV 단축 분획(%SF)을 계산할 수 있습니다.
SF%= LVDD-LVD/LVDD
Teichholz 공식을 사용하여 LV 수축기 및 확장기 볼륨 (LVVd, LVV)뿐만 아니라 :
(7×(LVD)3)/(2.4+LVD)
LV 배출 분획(LVEF(%))은 이후에 LVEF=(LVVd-LVV)/(LVVd×100)에 따라 계산됩니다.
PSSAX 뷰에서 MV 평면의 수준에서 M 모드 추적은 도 6E에표시되어 있으며, 여기서 승모판의 중격 분리(EPSS)에 대한 E-point 측정을 위한 캘리퍼스의 위치도 표시됩니다. AoV 평면 수준에서 심장의 PSSAX 뷰의 예는 도 6F에나와 있으며, 여기서 대동맥 근직경(AoD)의 측정을 위한 캘리퍼스의 위치와 좌심방 치수(LAD)가 입증됩니다.
도플러 및 펄스파 도플러를 모두 이용한 PV 유출 분석의 예는 도6G에도시되어 있다. 관찰된 흐름이 트랜스듀서에서 멀어지고 있음을 나타내는 색상 도플러가 있는 PV를 통해 파란색 으로 유출됩니다. PV(PEP PV)의 사전 배출 기간을 정량화하는 방법의 예는 체적 시간 적분(VTI)을 이용한 PV 유출뿐만 아니라, 도 6H에도시되어 있다.
그림 6 . PSSAX 뷰에서 얻은 이미징 평면. (A) 유두 근육 평면에서 PSSAX 뷰의 대표 이미지입니다. (B) 확장기 및 (C) 끝 수축기 계열 추적을 내분경계 의 전체 CSA를 측정한다. (D) 유두 근육의 수준에서 PSSAX 뷰에서 얻은 M 모드 트레이스. (E) MV 레벨의 PSSAX 뷰에서 얻은 M 모드 추적의 예입니다. (F) PSSAX의 대표적인 2D 이미지는 PV 유출의 AV(G) 컬러 도플러 가이드 PWD 트레이싱의 평면에서 vie. (H) PV 유출로부터 얻어진 PWD 신호를 이용한 VTI 추적의 데모. LV = 좌심실; RV = 우심실; IVS = 심실 중격; FW = LV의 자유 벽; AL = 전방 유두 근육; PM = 포스터 메디아 유두 근육; LVDd = 말단 이월제에서 좌심실 직경; LVDs = 말단 식기에서 좌심실 직경; PC = 심낭; EPSS = 중격 분리에 대한 E-포인트; AoD = 대동맥 근 직경; LAD = 좌심방 차원; MV = 승모판막; TV = 삼두근 판막; PEP PV = 폐 판막의 사전 배출 기간; ET PV = 폐 판막의 배출 시간; VTI PV = 폐 판막의 부피 시간 적분. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
정점 4 챔버 보기
AP4C 뷰에서 컬러 도플러를 사용한 MV 유입의 예는 그림 7A에나와 있습니다. 흐름이 트랜스듀서쪽으로 이동하고 있음을 나타내는 MV 유입의 주요 적색을 기록합니다. 따라서, 심장의 구조를 가로 질러 혈액이 어떻게 흐르는지 설명하고 배우는 유용한 암모닉은 약어 BART (블루 어웨이, 트랜스듀서쪽으로 빨간색)입니다. PWD를 사용하여 MV 유입 스펙트럼은 도 7B에나타난 바와 같이 평가될 수 있으며, 여기서 디스톨 중 초기(E) 및 후기(A) 충전 파는 쉽게 분화됩니다. TDI에 의해 평가된 바와 같이 MV 안막의 심근 조직 속도의 예는 각각 도 7C 및 도 7D에도시되어 있다. 수축기 성분은 S 파에 의해 표시되며, E'와 A'파도는 조기 충진 (E') 및 지연 기의 늦은 충진 (A') 구성 요소 동안 승모판 안수의 심근 이동과 일치합니다.
정점 5 챔버 보기
도 7E는 정점 5 챔버 뷰에서 LVOT에 위치된 도플러 색상의 예를 나타낸다. 위에서 설명한 BART mnemonic에 따라 관찰된 파란색은 혈류가 트랜스듀서에서 멀어지고 있음을 나타냅니다. 도 7F는 AoV의 VTI, 수축기 배출 시간(ET) 및 AoV(PEP AoV)의 사전 배출 기간을 평가하기 위해 PWD 신호를 사용하여 AoV 유출을 정량화하는 방법의 예를 나타낸다.
그림 7 . AP4C 및 AP5C 뷰입니다. (A) AP4C 뷰에서 도플러 색상의 예입니다. (B) Ap4C에서 MV 유입의 PWD 신호의 대표적인 이미지는 E파가 초기 확장기 충진에 해당하고 A는 확장기 중 심방 수축 성분과 일치합니다. (C-D) AP4C 뷰에서 TDI를 사용하여 MV annulus의 측면(C) 및 격막(D) 세그먼트로부터 얻어진 심근 속도 신호의 대표적인 이미지. S는 시스톨과 일치하며 E'는 조기 충진 단계와 A'에 해당하며, A는 디스톨 중 늦은 충진 단계에 해당합니다. (E) AP5C 뷰에서 AoV로부터 얻은 도플러 신호의 예이다. (F) AoV 유출로부터 얻어진 PWD 신호를 이용한 VTI 트레이싱의 데모. AoV = 대동맥 판막; VTI = 볼륨 타임 적분; PEP = 사전 배출 기간; ET = 배출 시간입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
우리는 큰 전임상 모형1,2,3를나타내는 토끼에 있는 심장 기능 매개변수의 심초음파 검사를 위한 프로토콜을 기술했습니다. 본 명세서에 기재된 단계별 방법론은 심초음파의 기본 원리와 초음파 영상의 기본 지식에 대한 보완적인 연구와 함께 연구원이 실습과 상호 보완적이고 전문적인 지침, 상대적으로 짧은 기간에 좋은 품질의 데이터.
여기에 설명된 심초음파 프로토콜을 사용하는 동안 결과의 가치와 재현성을 높이기 위한 몇 가지 중요한 단계가 있습니다. 첫째, 흉부의 피부가 머리카락이 없고 깨끗해야 합니다. 이를 위해 우리는 초음파 젤을 적용하기 전에 천연 피부 그리스의 과잉을 제거하기 위해 에탄올로 피부를 청소하는 것이 좋습니다. 다음으로, 가슴을 척추 위치로 이미지화할 수 있지만, 폐는 이미 어려운 이미지 흉벽을 부풀리고 감소시키는 경향이 있으며, 따라서, 토끼의 좌우 재배치 위치와 트랜스듀서의 적용을 목적에 맞게 제작된 이미징 테이블의 컷아웃 노치를 통해 가슴은 전반적인 이미징 품질을 개선하는 가장 좋은 방법입니다. 그런 다음, 초음파 시스템을 운영하는 연구원은 모든 보기에서 전반적인 화상 진찰 질을 향상하기 위하여 필수적이고 또한 미래에 당신의 화상 진찰 시간을 단축할 것이다 최적화된 화상 진찰 조정을 가진 심장 화상 진찰 preset를 만드는 시간을 보내야 합니다 이미징 세션. 토끼 가슴의 잘못된 이미징을 감안할 때 마스터하는 가장 중요한 제어 설정 중 일부는 총 이득 및 시간 이득 보상입니다(단계 2.4.2 참조). 체계적이고 항상 질서 정연한 방식으로 심초음파 검사를 수행하는 것이 중요합니다. 이를 위해, 동일한 순서로 모든 화상 진찰 보기 및 화상 진찰 비행기를 취득하는 습관으로 얻는 것은 연구 를 수행하는 동안 중요한 정보를 놓치는 것을 피할 것입니다. 더욱이, 화상 진찰 분석 도중 각 양식에 대한 취득한 심상에 있는 적어도 3개의 연속적인 심장 주기에 있는 모든 측정을 능력을 발휘하는 것이 좋습니다. 마지막으로, 이미징 동안뿐만 아니라 오프라인 분석 동안 관찰자의 눈을 멀게하는 것은 편견을 피하고 번역 의학에 대한 결과의 가치를 높이는 것이 중요합니다. 위의 모든 고려 사항을 고려하여 현재 지침7,8에따른 이미징 및 분석 원칙의 적용과 함께 세로를 사용하여 연구의 재현성을 보장합니다. 토끼와 같은 큰 동물 모델에서 심초음파를 통한 심장 기능 평가.
토끼의 다른 나이에 바디 크기 및 지방 조성에 있는 가변성을 감안할 때, 기술에 의하여 몇몇 변이는 transducer의 미묘한 움직임과 같은 요구될 것입니다 (예를 들면, 스위핑, 회전) 상대 원하는 이미징 평면을 달성하기 위해 늑간 공간. 따라서 여기에 설명된 프로토콜은 이 기술과 관련된 연구 프로그램의 특정 목표에 적응해야 하는 출발점으로 해석되어야 합니다.
임상 심초음파 시스템은 대부분의 연구 센터에서 널리 이용되고 있지만, 본원에 기재된 기술에는 몇 가지 한계가 있다. 실제로 심초음파 연구에서 얻은 이미지의 품질은 초음파 기계의 정교함과 기술, 운영자의 기술 및 전문 지식 및 개별 환자 특성에 크게 의존합니다. 초음파 장비가 충족해야하는 최소한의 기술적 특성은 소개에서 설명되었습니다. 따라서, 부적절한 장비(예를 들어, 선형 어레이 트랜스듀서)는 토끼 모델에서 심초음파 기술의 사용에 대한 근본적인 한계를 구성한다. 또한 심초음파 기술과 그 결과는 작업자의 영향을 크게 받습니다. 따라서 충분한 경험과 실무 교육을 받지 못한 운전자는 적절한 품질의 표준화된 이미지를 얻는 것을 극적으로 제한할 수 있습니다. 마찬가지로, 경험이 부족한 작업자는 우수한 기술적 품질의 심초음파 이미지에서 수행되더라도 측정을 얻는 데 실수를 할 수 있습니다. 더욱이, 위에서 언급한 바와 같이, 몇몇 제한은 나이와 같은 토끼 모델에 내재되어 있으며, 보다 구체적으로는 심초음파를 통해 연구된 토끼의 크기 및 체지방 조성에 의해 서있다. 우리의 경험에서, 2.5 kg까지 무게 젊은 토끼는 낮은 피하 및 흉부 지방 예금이. 이 표현형 단계는 최고의 음향 창을 제공하며 선명하고 선명한 심초음파 이미지와 거의 유물을 제공합니다. 크기와 체지방 조성이 증가함에 따라 심초음파 연구의 품질과 정확성이 제한되고 작업자의 기술이 궁극적으로 이러한 상황에서 최상의 이미징을 달성하는 데 근본적인 역할을 하게 됩니다.
우리는 현재 안초증에 의해 유도된 심근병증의 토끼 모델에서 심장 기능의 세로 평가를 위해 심초음파를 사용하고 있으며이 조건에 대한 줄기 세포 치료를 9,12,13. 여기에 기술된 기술은 또한 허혈 또는 valvular 심장병을 관련시키는 그밖 전임상 연구 결과에서 이용될 수 있었습니다.
또 다른 심혈관 이미징 기술은 심장 자기 공명(CMR)으로, 그의 주요 장점은 LV 부피 및 수축기 기능(14)의 보다 정확한추정으로 변환되는 내분부-심근 정의가 더 낫다. 그러나 CMR은 높은 비용과 휴대성 부족으로 인해 제한되므로 대부분의 연구 센터에서 가용성이 제한됩니다. 유사하게, CMR은 확장기 기능의 분석을 위한 상대적인 가난한 성과를 가지고, 따라서 심혼의 수축기 및 확장기 기능의 경도 평가를 위한 심초음파를 더 나은 전반적인 선택을 만들기15.
본 명세서에 기재된 프로토콜에 사용된 마취제 는 마취에 기인하는 심근 기능의 현저한 우울증 없이 도모할 수있는 결과를 도출한다 9. 그러나 특정 실험 설정에 대한 재현 가능한 결과를 보장하기 위해 각 실험실에서 마취 제를 표준화하는 것이 중요합니다. 마취를 유도 한 후 숙련 된 손으로 심초음파 검사는 15 분 이내에 완료 할 수 있습니다.
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Disclosures
저자는 공개 할 것이 없다.
Acknowledgments
이 작품에 의해 부분적으로 지원되었다: Fundación 세네카, 기관 드 시엔시아 y Tecnología, 레지온 드 무르시아, 스페인 (JT) (그랜트 번호: 11935 / PI / 09) 및 독서의 대학, 영국 (AG, GB) (중앙 자금). 기금 모금자는 연구 설계, 데이터 수집 및 분석, 출판 결정 또는 원고 준비에 아무런 역할을 하지 않았습니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Bluesensor | Medicotest | 13BY1062 | Disposable adhesive ECG lectrodes |
| Domtor (Medetomidine) | Esteve | CN 570686.3 | Veterinary prescription is necessary |
| HD11 XE Ultrasound System | Philips | 10670267 | Echocardiography system. |
| Heating Pad | Solac | CT8632 | |
| Imalgene (Ketamine) | Merial | RN 9767 | Veterinary prescription is necessary |
| Omnifix-F 1 ml syringe | Braun | 9161406V | |
| S12-4 | Philips | B01YgG | 4-12 MHz phase array transducer |
| Ultrasound Transmision Gel (Aquasone) | Parker laboratories Inc. | N 01-08 |
References
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