Mürin Fetal Ekokardiyografi
15 Şubat 2013
Kalp gelişimini etkileyen genetik değişiklikler incelenirken Fetal ve perinatal ölüm ortak bir özelliktir. Yüksek frekanslı ultrason görüntüleme 2-D çözünürlüğü artmıştır ve erken kardiyak gelişimi mükemmel bilgi sağlayabilir ve önceden ölüm kalp yapısı ve fonksiyonu üzerine etkisini tespit etmek için ideal bir yöntemdir.
Aşağıdaki deneyin genel amacı, yüksek frekanslı ultrasonografi kullanarak uterus içi kardiyak yapıyı ve fonksiyonu incelemektir. Bu, damın uygun şekilde sedate edilmesi ve hazırlanmasıyla gerçekleştirilir. İkinci adım olarak, uterus boynuzları ile birlikte fetuslar tanımlanır.
Ardından, B modu, M modu ve pulse stoper verilerini elde edin. Yapısal veya fonksiyonel anomalileri tanımlamak ve nicelleştirmek amacıyla, genetik değişikliğe sahip fetal farelerin in vivo kardiyak yapısını ve fonksiyonunu gösteren sonuçlar elde edilir. Bu tekniğin histopatoloji gibi mevcut yöntemlere göre temel avantajı, fetal ekokardiyografinin kardiyak fonksiyon hakkında gerçek zamanlı bilgi sağlaması ve yapısal kalp kusurlarını in vivo olarak tanımlayabilmesidir.
Fareyi görüntülemeye hazırlamak için öncelikle bir indüksiyon haznesinde %2 ila 3 isoflurane ile anestezi uygulayın. Anestezilen fareyi, vücut sıcaklığını korumak için gömülü EKG lead'leri bulunan bir ısıtıcı ped üzerine sırtüstü yerleştirin ve patileri bantla sabitleyin. Fareyi hazneden çıkarın ve tüy düzeltici kullanarak göğüs orta seviyesinden alt ekstremitelere kadar olan tüyleri tıraş edin.
Kalan vücut tüylerini temizlemek için epilasyon kremi kullanın. Ardından, işlem boyunca sabit bir sedasyon seviyesini korumak için burnu, anestezi sistemine bağlı bir burun konisine yerleştirin. Anestezi seviyesini, dakikada 450 artı veya eksi 50 atım şeklinde bir hedef kalp hızını koruyacak şekilde ayarlayın.
Ardından dört patiye elektrot jeli uygulayın ve bunları EKG elektrotlarına bantlayın. Daha sonra, ısıtma pedi aracılığıyla vücut sıcaklığını izlemek için farenin rektumuna kayganlaştırılmış bir rektal probu nazikçe yerleştirin. Vücut sıcaklığını 37 °C ± 0.5 °C aralığında tutun.
Kontrollü anestezi ve sabit vücut sıcaklığı, hem annenin hem de fetüslerin hemodinamik stabilitesi için esastır. Görüntülemeye önce annenin mesanesini referans noktası olarak kullanarak başlayın, Z manipülatörlerini ayarlayın ve ardından XY manipülatörlerini ayarlayın. Sol uterus kornundaki fetüsler L bir, iki ve üç olarak etiketlenmiştir.
Sağ uterus kornundaki ise R bir, iki ve üç olarak etiketlenir. Embriyoları geri alırken embriyo konumunu not etmek faydalıdır. Görüntüleme işleminden sonra, varlıklarını belgelemek için abdomenin derinliklerinde yer alan embriyoları tarayın, ancak düşük çözünürlük nedeniyle bunları veri analizine dahil etmeyin.
Fareyi tarama düzlemiyle ilgili olarak yönlendirerek tarama düzlemlerini değiştirin. Her embriyo için iki ortogonal düzlemde görüntüler elde edin. Uterusun karındaki konumu nedeniyle görüntüler bazen oblik düzlemlerle sınırlı olsa da, transvers frontal ve sagital düzlemlere yakın görünümler elde etmeye çalışın.
Atriyumlar, intraventriküler septum, ventrikül boşlukları ile sol ve sağ ventrikül çıkış yollarının yanı sıra temel kardiyak yapıları tanımlamak için tarama B modu görüntülerini kullanın. Ardından, kısa eksen görünümünden M modu görüntüleri elde edin ve bunları ventrikül duvar kalınlığı ile boşluk boyutlarını ölçmek için kullanın. Sonrasında, sol ve sağ ventrikülleri görüntüleyin.
Ekojenik embriyonik kan, mitral orifis içerisinde Doppler örnekleme hacminin doğru yerleştirilmesini kolaylaştıran görünür akış hatları oluşturur. Apikal dört oda sol ventrikül uzun eksen görünümlerinden mitral kapaklardaki sol ventrikül giriş hızını belirleyin. Sistolik ejeksiyon süresini aortik çıkış ölçümlerini kullanarak ölçün.
Bir akış döngüsünden bir sonraki akış döngüsüne kadar olan ölçümlerden kalp hızını hesaplayın. Ventriküler septal defektler gibi yaygın yapısal konjenital anomalileri belirlemek için tarama B modu görüntülerini kullanın. Ventriküller içindeki Doppler örnek hacmini kullanarak ventriküler septum boyunca gerçekleşen akışı belirleyin.
Sağ ventrikül fonksiyonlarının temsili değerlendirmeleri burada gösterilmiştir. Burada, embriyonik gün 14,5'te kalbin uzun eksen görünümünün ve dört odacıklı görünümünün 2D ekokardiyografiye ait temsili görüntüleri yer almaktadır. M modu izlemi, diyastolü belirten küçük harf D ve sistolü belirten küçük harf S ile işaretlenmiş sol ve sağ ventrikül iç çaplarını açıkça gösteren çizgilerle sunulmuştur. İnterventriküler septum veya IVS de burada görselleştirilmiştir.
Embriyonik gün 14.5 kalbinin apikal dört odacık görünümündeki 2D ekokardiyografiye ait temsili görüntüler görülmektedir. Sol atrium ve sol ventrikül boşluğu mavi ile çevrelenmiştir. Burada, mitral giriş akımını kaydetmek için pulse wave Doppler örnek hacminin temsili yerleşimi gösterilmiştir; ayrıca, erken diyastolik hızın E ve atrial kontraksiyon hızının a ile belirtildiği mitral giriş akımı Doppler paternleri sunulmuştur.
Burada temsili aortik doppler dalga formu gösterilmiştir. Aortik doppler jeti, ejeksiyon süresini ölçmek için kullanılabilir. Bir akış döngüsünden bir sonrakine kadar olan ölçümden kalp hızı da hesaplanabilir.
Burada, bir ventriküler septal defektin veya VSD modunun temsilci saptamasını görmekteyiz; embriyonik 14,5. gün kalbinin apikal dört odacıklı görünümdeki görüntüleri burada yer almaktadır. Sağ ve sol ventrikül boşlukları sırasıyla mavi ve kırmızı ile çevrelenmiştir. Burada gösterilen interventriküler septumun varlığına dikkat ediniz; bu görüntü, hematoksilin ve eozin ile boyanmış, görüntülenen kalbin bir transvers kesitidir.
Bu, beyaz okla belirtilen AVSD'ye sahip, embriyonik 14,5 günlük bir kalbin B mod görüntülemesidir. Burada sırasıyla mavi ve kırmızı ile ana hatları belirlenmiş sağ ve sol ventrikül boşluklarını görüyoruz. Burada etkili bir şekilde gösterilen, görüntülenen bu kalbin hematoksilin ve eozin ile boyanmış bir transvers kesitidir.
Burada, okla belirtilen ventriküler septal defekti olan embriyonik 14.5. gün kalbinin B modu görüntüsü ve interventriküler septum boyunca akış kaydı için üzerine yerleştirilmiş pulse wave Doppler örnekleme hacmi görülmektedir. Burada, önceki şekildeki temsilci doppler izleme kaydı, gelişimin ardından sol ventrikülden sağ ventriküle doğru olan akışı göstermektedir. Bu teknik, kardiyak gelişim alanındaki araştırmacıların, kalbin gelişim evreleri öncesindeki fonksiyonlarını incelemelerinin yolunu açmıştır.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu çalışma, yüksek frekanslı ultrasonografi kullanarak uteroda kardiyak yapıyı ve fonksiyonu incelemektedir. Bu teknik, kardiyak fonksiyonlara ilişkin gerçek zamanlı bilgiler edinilmesine ve genetik değişikliklere sahip fetal farelerde yapısal kalp kusurlarının tanımlanmasına olanak tanır.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- Kardiyak Gelişim
- Ultrasonografi
- Genetik Değişiklikler
Arka Plan
- Fetal ve perinatal ölümler genellikle kardiyak gelişimi etkileyen genetik değişimlerle ilişkilendirilir.
- Yüksek frekanslı ultrason görüntüleme, erken kardiyak gelişim değerlendirmesi için 2-B çözünürlüğü artırır.
- Bu yöntem, ölüm öncesinde kardiyak yapı ve fonksiyon üzerindeki etkileri tespit etmek için idealdir.
- Fetal ekokardiyografi, histopatoloji gibi geleneksel yöntemlere göre avantajlar sunar.
Çalışmanın Amacı
- Uterus içi kardiyak yapı ve fonksiyonu incelemek.
- Gerçek zamanlı kardiyak değerlendirme için yüksek frekanslı ultrasonografi kullanmak.
- Fetal farelerdeki yapısal veya fonksiyonel anomalileri tanımlamak ve nicelleştirmek.
Kullanılan Yöntemler
- Annenin uygun şekilde sedasyonu ve hazırlanması.
- Uterin kornulardaki fetüslerin tanımlanması.
- B modu, M modu ve pulse Doppler verilerinin elde edilmesi.
- In vivo kardiyak yapı ve fonksiyonun analizi.
Temel Sonuçlar
- Kardiyak fonksiyonlara ilişkin gerçek zamanlı bilgiler elde edilmiştir.
- Yapısal kalp defektleri in vivo olarak tanımlanmıştır.
- Sonuçlar, yüksek frekanslı ultrasonografinin etkinliğini kanıtlamıştır.
- Fetal ekokardiyografi, mevcut yöntemlerden daha üstün olduğu ortaya çıkmıştır.
Sonuçlar
- Yüksek frekanslı ultrasonografi, kardiyak gelişimin incelenmesinde değerli bir araçtır.
- Bu teknik, kardiyak anomalilerin erken tespitine olanak tanır.
- Fetal kalp sağlığını değerlendirmek için non-invaziv bir yöntem sunar.
Sıkça Sorulan Sorular
Sektörel Uygulama ve Önemi
Murin modellerde yüksek frekanslı fetal ekokardiyografi, embriyonik gelişim sırasında kalp yapısının ve fonksiyonunun gerçek zamanlı, noninvaziv değerlendirmesine olanak tanır. Bu yetenek, kardiyovasküler gelişim üzerindeki genetik veya farmakolojik etkileri araştıran erken keşif ekipleri için kritik öneme sahip olup, temel kırılma noktalarında öngörülebilirlik güvenini ve mekanistik risk azaltmayı destekler. Bu yöntem, perinatal letalite öncesinde hastalıkla ilgili fenotipler hakkında kantitatif, boylamsal veriler sağlayarak portföy karar verme süreçlerini iyileştirir.
Biyofarma Ar-Ge'de Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Kardiyak morfojenizi ve fonksiyonu etkileyen genetik hipotezlerin in vivo sorgulanmasına olanak tanır.
- Letalite öncesinde yapısal ve fonksiyonel kardiyak anomalilerin belirlenmesi yoluyla biyolojik risklerin azaltılmasını destekler.
- Gelişimsel kardiyak uç noktaların doğrudan ölçümü aracılığıyla fonksiyonel hedef doğrulamasını kolaylaştırır.
- Kardiyovasküler araştırma süreçlerinde genetik modellerin önceliklendirilmesi için öngörücü güven sağlar.
Tarama ve Analiz Geliştirme
- Genetik veya farmakolojik müdahalelerin aşağı akış fenotipik taramaları için valide edilmiş, kantitatif görüntüleme son noktaları belirler.
- Tekrarlanabilir analiz çıktıları için ventrikül duvar kalınlığı, boşluk boyutları ve akış hızlarının ölçümünü standartlaştırır.
- Tek bir diş anne içerisindeki çok sayıda embriyonun ölçeklenebilir ve noninvaziv taramasını sağlayarak işlem kapasitesini ve veri sağlamlığını artırır.
- Kardiyak gelişimi etkileyen aday bileşiklerin veya genetik modifikasyonların güvenilir değerlendirmesini destekler.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Translasyonel biyobelirteç geliştirme amacıyla fare kardiyak fenotiplerini, insan konjenital kalp hastalığı modelleriyle uyumlu hale getirir.
- Longitüdinal, in utero izlem sağlayarak erken keşif aşamasından preklinik doğrulamaya kadar süreklilik sunar.
- Doğum öncesinde fonksiyonel eksiklikleri belirleyerek geç aşama aşınma riskini azaltır.
- Kardiyovasküler ilaç keşfi için hastalıkla ilişkili sistemlerde mekanistik risk azaltmayı destekler.
İş Hattı ve İş Akışı Entegrasyonu
Murine fetal ekokardiyografi, genetik olarak modifiye edilmiş modellerde kardiyak fenotiplerin erken ve kantitatif değerlendirmesine olanak tanıyarak, keşiften preklinik aşamaya kadar uzanan sürekliliğe entegre olur.
- Keşif Biyolojisi: Kardiyak gelişimi etkileyen genler veya bileşikler için hipotez testlerini ve yolak açıklığa kavuşturma süreçlerini destekler.
- Tarama: Yüksek içerikli fenotipik taramaya uygun, tekrarlanabilir ve kantitatif görüntüleme uç noktaları sunar.
- Analitik: Güçlü istatistiksel karşılaştırmalar için kalp hızı, duvar kalınlığı ve akış hızlarının gerçek zamanlı ölçümlerini sağlar.
- Translasyonel Araştırma: Konjenital kardiyak defektleri ve fonksiyonel sonuçları modelleyerek murine bulgular ile insan hastalıkları arasında köprü kurar.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Çeşitli kardiyovasküler araştırma programları için yeniden kullanılabilir bir görüntüleme platformu oluşturur.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Kardiyovasküler hedef doğrulamada öngörü güvenini artırır ve mekanistik belirsizliği azaltır.
- Operasyonel Değer: Çoklu embriyolar ve modeller arasında noninvaziv kardiyak fenotiplendirmeyi standartlaştırır ve ölçeklendirir.
- Stratejik Değer: Daha erken karar verme (devam/tamam) süreçlerini ve sermaye açısından verimli portföy ilerlemesini mümkün kılar.
- Portföy Etkisi: Genetik modellerin ve aday müdahalelerin riskle uyumlu önceliklendirilmesini destekler.
Uygulama Hususları
- Yüksek frekanslı ultrason görüntüleme ve fare anestezi yönetimi konusunda uzmanlık gerektirir.
- B modu, M modu ve Doppler yeteneklerine sahip özel görüntüleme platformlarına erişim gereklidir.
- Tekrarlanabilirlik için görüntüleme düzlemlerinin ve ölçüm protokollerinin ekipler arası standardizasyonu gereklidir.
- Veri kalitesini sağlamak için farklı embriyonik aşamalara veya genetik arka planlara göre adaptasyon gerekebilir.
- Çözünürlük sınırlamaları, derin konumlanmış embriyoların kantitatif analiz dışında kalmasına neden olabilir.
