Un protocole non-invasif pour l’évaluation transthoracique d’échocardiographie de l’anatomie cardiaque et de la fonction pour des rats adultes est présenté dans l’étude courante. Les valves cardiaques, les quatre chambres cardiaques et l’aorte ascendante, l’arc aortique et l’aorte descendante sont étudiées en détail.
L’utilisation de modèles animaux expérimentaux est devenue cruciale dans la science cardiovasculaire. La plupart des études utilisant des modèles de rongeurs sont axées sur l’imagerie bidimensionnelle pour étudier l’anatomie cardiaque du ventricule gauche et de l’écho du mode M afin d’évaluer ses dimensions. Toutefois, cela pourrait limiter une étude exhaustive. Ici, nous décrivons un protocole qui permet une évaluation de la taille de chambre de coeur, de la fonction ventriculaire gauche (systolique et diastolique) et de la fonction valvulaire. Une machine médicale conventionnelle d’ultrason a été employée dans ce protocole et différentes vues d’écho ont été obtenues par les fenêtres parasternal gauches, apical et suprasternal. Dans la fenêtre parasternale gauche, l’axe long et court ont été acquis pour analyser les dimensions gauches de chambre, le ventricule droit et les dimensions d’artère pulmonaire, et la fonction mitrale, pulmonaire et aortique de valve. La fenêtre apical permet la mesure des dimensions de la chambre cardiaque et l’évaluation des paramètres systoliques et diastoliques. Il permet également l’évaluation Doppler avec la détection et la quantification des perturbations valvulaires cardiaques (régurgitation ou sténose). Différents segments et murs du ventricule gauche sont visualisés tout au long de toutes les vues. Enfin, l’aorte ascendante, l’arc aortique et l’aorte descendante peuvent être représentés à travers la fenêtre suprasternale. Une combinaison de l’imagerie par ultrasons, du flux de Doppler et de l’évaluation de Doppler de tissu ont été obtenues pour étudier la morphologie et la fonction cardiaques. Cela représente une contribution importante pour améliorer l’évaluation de la fonction cardiaque chez les rats adultes ayant un impact pour la recherche à l’aide de ces modèles animaux.
Les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de décès en Europe, responsables de plus de 4 millions de décès par an, malgré les progrès de la thérapie, du diagnostic et du suivi qui ont amélioré les résultats des patients ces dernières années. Une évolution technologique rapide a contribué aux progrès des soins cardiovasculaires aux patients. Dans ces outils de diagnostic, une attention particulière a été accordée à l’imagerie biomédicale, qui permet une évaluation anatomique et fonctionnelle d’une manière non invasive1,2,3. De même, la médecine bénéficie des résultats de la recherche biomédicale. Les modèles animaux expérimentaux sont très utiles pour tester des hypothèses issues du milieu clinique et pour développer des thérapies innovantes4,5.
L’utilisation de l’échocardiographie comme outil de recherche sur les modèles animaux expérimentaux suscite un intérêt croissant, ce qui permet l’acquisition de mesures multiples d’un seul animal dans le cadre d’études longitudinales. Il est important de noter qu’il y a certains avantages à utiliser des modèles de murine ou de rongeurs. La courte période de gestation, le faible coût de reproduction et de logement, la connaissance de leur génome et la possibilité de développer des animaux transgéniques sont les principaux avantages de ces espèces, ce qui les rend attrayantes pour étudier les mécanismes impliqués dans les maladies cardiovasculaires4,5,6,7,8,9. Bien que les modèles de rat et de souris montrent des avantages similaires, les rats sont le choix classique dans les études cardio-vasculaires en raison de leur plus grande dimension physique et la fréquence cardiaque inférieure qui fournit de meilleures images dans les études d’échocardiographie4,5,6,7,8,9,10.
Nous décrivons un protocole d’échocardiographie utilisant l’équipement médical conventionnel d’ultrason pour évaluer des chambres cardiaques et des valves cardiaques (anatomie et fonction) utilisant des rats de Wistar. Il s’agit d’un protocole concis et complet pour les images d’acquisition de temps court et les boucles qui permettent des mesures hors ligne, qui peuvent être révisées ultérieurement pour intégrer de nouvelles variables ou mesures au fil du temps.
Ce protocole permet une étude échocardiographique complète à l’aide d’appareils d’échographie médicale conventionnels et d’une sonde à haute fréquence chez les rats adultes. Il s’agit d’un aspect important du protocole, puisque l’équipement d’échographie dédié aux petits animaux est coûteux et l’investissement n’est pas toujours justifiable.
Comme les études d’imagerie longitudinale exigent l’anesthésie répétée, une combinaison de medetomidine-midazolam-fentanyl a été proposée dans ce protocole puisqu’il est plus approprié pour l’usage en série une fois comparé à l’isoflurane ou à un mélange de kétamine-xylazine, chez les rats de Wistar. Cependant, le protocole échocardiographique proposé est compatible avec n’importe quel autre protocole d’anesthésie16. Comme décrit, notre protocole d’échocardiographie inclut l’évaluation de plusieurs paramètres qui permettent l’identification des changements cardiaques anatomiques et fonctionnels.
En se concentrant sur la caractérisation anatomique, il est possible d’évaluer les dimensions de toutes les chambres cardiaques et leurs dilatations, hypertrophie ventriculaire gauche, fibrose valvlaire ou calcifications. En ce qui concerne la fonction cardiaque, la fonction systolique ventriculaire gauche et diastolique et la fonction systolique ventriculaire droite peuvent être analysées1,3,4. En outre, l’anatomie et la fonction de la valve cardiaque sont étudiées, utilisant l’écho 2D pour la caractérisation anatomique (identification de la fibrose, de la calcification ou de l’ouverture anormale) et utilisant la formation image de Doppler pour la caractérisation fonctionnelle et la détection de la sténose ou des régurgitations. L’imagerie Color Doppler permet de détecter la direction du débit et les turbulences et les ondes spectrales Doppler permettent de mesurer les vitesses et les gradients1,3.
Une qualité d’image adéquate a été obtenue chez presque tous les rats (plus petit poids de 200 g), bien qu’en raison de différences inter-individuelles dans l’anatomie, les vues échocardiographiques ne peuvent pas être obtenues avec exactement la même définition entre les rats, qui peut avoir un impact dans les mesures de dimension de cavité. Il y a 5% de variabilité intra-observateur rapportée sur les mesures de mode M ventriculaire gauche17. En particulier, lors de l’utilisation de M-Mode pour les mesures ventriculaires gauches, les limitations suivantes peuvent exister : difficultés à obtenir un angle perpendiculaire ; y compris seulement les segments basaux (résultant en des mesures inexactes en présence d’hypertrophie asymétrique ou de dysfonctionnement systolique régional); et les hypothèses géométriques (considérant que le ventricule gauche est un ellipsoïde prolate avec un rapport long/court d’axe de 2:1 et la distribution symétrique de l’hypertrophie). En outre, l’inclusion de mesures en cubes peut avoir un impact sur la précision, puisque même une petite erreur dans les dimensions peut conduire à une masse surestimée1,3,10. Même lorsque vous utilisez des volumes et la fraction d’éjection calculée par la méthode de Simpson, il y a des inconvénients : l’apex est souvent raccourci; le décrochage endocardique peut biaiser la mesure et est aveugle pour façonner les distorsions non visualisées dans les vues apical 4 et 2-chambre1,3,10.
Fait important, ce protocole met en évidence l’utilisation de mesures et d’évaluations avancées, telles que la souche de ventricule gauche et le taux de tension, évalué par le suivi des taches, pour obtenir des informations plus complètes sur le comportement des fibres myocardiques1,3. Pour une évaluation plus précise du nombre de souches et de fréquences de contrainte, l’optimisation de la qualité de l’image, les maximisations du taux d’image et la minimisation du raccourcissement de l’apex sont nécessaires. Midwall souche longitudinale mondiale est utilisée car il est d’accord avec plus de données disponibles publiées et a été montré dans plusieurs études cliniques pour être robuste et reproductible10. La surveillance électrocardiographique intégrée dans l’équipement est très sujette aux artefacts, ce qui est une contrainte. En outre, il est très important d’indiquer que l’état cardiaque fonctionnel ou hémodynamique du rat peut dépendre de variables telles que la température, la tension artérielle et la fréquence cardiaque4,6,7,8,9,13,14,17.
Étant donné que la résolution est liée à la fréquence de la sonde, on s’attend à ce que les développements futurs développent des sondes à fréquence plus élevée et, par conséquent, une meilleure définition de la résolution et de l’image dans l’imagerie cardiovasculaire non invasive chez les petits animaux, avec ce type de Équipement. La normalisation des méthodes et des mesures est considérée comme essentielle dans ce domaine de recherche, atteignant un diagnostic échocardiographique plus précis des modèles expérimentaux de rats et aboutissant à une meilleure compréhension de la biologie moléculaire des maladies cardiovasculaires humaines. Maladies.
The authors have nothing to disclose.
ARSP et ATP sont soutenus par les bourses SFRH/BD/121684/2016 et SFRH/BPD/123181/2016, respectivement, de Fundaçao para a Ciência e Tecnologia.
12S-RS Probe | GE Medical Systems | H44901AB | |
Antisedan (5 mg/ml) | Esteve | P01B9003 | |
EKG monitoring unit | GE Medical Systems | N/A | |
Electrodes | FIAB | F9089/100 | |
Fentanilo (0.05 mg/ml) | B.Braun | BB3644960 | |
Flumazenilo (0.1 mg/ml) | Generis | MUEH5933080 | |
Insuline Syringe 1ml | SOL M | 1612912 | |
Lubrithal gel (10mg) | Dechra | NC519 | |
Medetor (1 mg/ml) | Vibarc | P01B0308 | |
Midazolan (5 mg/ml) | Labesfal | MUEH5506191 | |
Shaver Razor AESCULAP Isis GT608 | Braun | 90200714 | |
Small Animal Heated Pad 120volts | K&H Manufacturing inc. | 655199010608 | |
Ultrasound Gel | Parker Laboratories | REF 01-08 | |
Ultrasound machine | GE Medical Systems | VIVID T8 | |
Underpads | Henry Schein | 900-8132 |