Transtorasik Ekokardiyografi ile Pulmoner Arter Konstrüksiyon Fare Modeli sağ ventrikül yapı ve fonksiyonlarının değerlendirilmesi
February 3rd, 2014
Sağ ventrikül (RV) işlev bozukluğu, kardiyovasküler hastalığın patojenezine önemli olan, ancak sınırlı yöntemler ile değerlendirilmesi için kullanılabilir. Ultrason görüntülemede son gelişmeler boyuna RV çalışmada non-invaziv bir ve doğru bir seçenek sunar. Bu yazıda, detay RV basıncı aşırı bir fare modeli kullanılarak bir adım-adım ekokardiyografi yöntemi.
Bu prosedürün genel amacı, pulmoner arter daralmasının bir fare modelinde sağ ventrikülün yapısını ve işlevini değerlendirmek için invaziv olmayan bir yöntem oluşturmaktır. Bu, önce ultrason ile sağ ventrikül odası boyutu fraksiyonel kısalma ve sağ ventrikül duvar kalınlığı elde etmek için parasternal uzun eksen B ve M modu görünümlerinin elde edilmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım, fraksiyonel alan değişimini hesaplamak için orta papiller seviyede bir para sternal kısa eksen görünümü elde etmektir.
Daha sonra, RV duvar kalınlığı ve pulmoner arter tepe hızını elde etmek için aort kapak seviyesinde para sternal kısa eksen görünümü elde edilir. Son adım, RV ve PA'nın modifiye edilmiş bir parasternal uzun eksen görünümünü elde etmektir Pulmoner arter tepe hızını hesaplamak için PA hesaplaması kısa ve uzun eksenden yapılabilir. Sonuç olarak, yukarıdaki görüntülere dayanarak, beşinci adım, veri hesaplama ve analizi çevrimdışı olarak gerçekleştirilebilir.
Bu tekniğin RV karakterizasyonu gibi mevcut yöntemlere göre en büyük avantajı, ekokardiyografinin non-invaziv bir yöntem olmasıdır. Bu yöntem, RV yapısı ve işlevinin değerlendirilmesinde temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu protokole başlamak için, önce sekiz haftalık erkek C 57 siyah altı fare alın ve herhangi bir deneysel prosedürden önce bir hafta boyunca alışmalarına izin verin.
Daha sonra hayvanları tamamen uyuşturun ve A VMA yönergelerine ve kurumunuzun onaylı iacuc protokollerine uygun olarak pulmoner arter oklüzyonu gerçekleştirin. Görüntüleme sırasında, kısa süreli inhale izofluran gibi uygun anestezi seçiminin, kalp atışının normal fizyolojik hızlarda tutulmasında çok önemli olduğunu unutmayın. Burada görüldüğü gibi görüntüler vivo 2100 sistemi kullanılarak toplanmıştır.
Benzer görüntüler, diğer üreticilerin ultrason görüntüleme sistemleri kullanılarak elde edilebilir. Tüm görüntülerin mümkün olduğunca kör bir şekilde elde edilmesi ve analiz edilmesi önerilir. Hayvan sırtüstü pozisyondayken tam bir sol ventrikül parasternal uzun eksen görünümü elde etmek için B modunu kullanarak başlayın.
Platformda. MS beş 50 D olarak da bilinen 40 megahertz ultrason probunu, çentik coddle yönünü gösterecek şekilde sol sternal çizgiye saat yönünün tersine yaklaşık 30 derecelik bir açıyla hayvanın üzerine yerleştirin. Ardından, ekranın ortasında tam bir sol ventrikül odası görünümü elde etmek için burada görüldüğü gibi Y ekseni boyunca hafifçe eğerek prob açısını ayarlayın.
Uygun yer işaretleri net bir şekilde görselleştirildikten sonra M moduna geçin, ekranda bir gösterge çizgisi görünecektir. M modu ayarında, burada hem pulmoner arter oklüzyonu modelinde hem de sahte bir farede gösterildiği gibi, hat aortu bir dönüm noktası olarak kullanarak sağ ventrikül odasının en geniş kısmından geçecek şekilde konumlandırılmalıdır. Bu görünümde, sağ ventrikül duvarı ve intraventriküler septum açıkça görülebilmeli, odak derinliğinin sağ ventrikül odasının merkezinde olduğundan emin olunmalıdır.
Sağ ventrikül odası boyutunun, fraksiyonel kısalmanın ve sağ ventrikül duvar kalınlığının çevrimdışı ölçümü için verileri mümkün olan en yüksek kare hızında kaydedin. Kesirli alan değişikliklerini elde etmek için B moduna geçin. Ardından daha önce olduğu gibi uzun eksen görünümünü bulun ve ardından probu saat yönünde 90 derece çevirin Kısa eksen görünümünü elde etmek için, sternumun engelleyici görünümünü önlemek için probu probun X ekseni boyunca hafifçe eğin.
Ardından probun Y ekseni boyunca hafifçe yukarı ve aşağı hareket ettirin. Orta papiller görünümü elde etmek için, bu görünümde en büyük oda boyutuna sahip görünümü arayın, papiller kaslar tipik olarak burada para sternal kısa eksen görünümünden görüldüğü gibi saat iki ve beş konumunda bulunur, probu Y ekseninde kafatasına doğru hareket ettirin, aort kapak kesiti pencerenin ortasında görülebilene kadar. Sağ ventrikül çıkış yolu, sağ ventrikülü sağ atriyumdan ayıran triküspit kapak ile hilal şeklinde bir yapı olarak üstte görünmelidir.
Burada gösterildiği gibi, sağ ventrikülün ölçümü için ctor kullanarak verileri kaydedin. Duvar kalınlığı çevrimdışı aynı konumda kalır. Renkli doppler moduna geçin ve sarı PW kesikli çizgiyi kaptaki akış yönüne paralel olarak konumlandırın.
Mavi ve kırmızı renklerin sırasıyla probdan uzaklaşan ve proba doğru akışı gösterdiğine dikkat edin. Ardından nabız dalgası imlecini stenozlu alana yerleştirin. PA tepe hızının çevrimdışı ölçümü için ctor kullanarak doğru ölçüm kayıt verileri için 20'den düşük bir prob açısına sahip olmak kabul edilebilir.
Daha sonra, modifiye edilmiş bir parasternal uzun eksen görünümü elde etmek için, B modu ayarına devam edin ve probu sağ para sternal çizgiye yerleştirin ve pulmoner arterin aort üzerinden geçişini net bir şekilde görselleştirmek için probu probun Y ekseni üzerinde göğse doğru yaklaşık 30 ila 45 derecelik bir açıyla yavaşça eğin. Ardından renkli doppler moduna geçin ve sarı PW kesikli çizgiyi kaptaki akış yönüne paralel olarak konumlandırın. Doppler açısı, PA akışına paralel yönlülüğü korurken mümkün olduğunca sıfır dereceye yakın olmalıdır.
PW imlecini pulmoner kapak broşürlerinin ucuna yerleştirin ve ctor kullanarak verileri kaydedin ve PA tepe hızını ölçün. Çevrimdışı sağ ventrikül duvar kalınlığı, aort seviyesinde sağ ventrikül parasternal kısa eksen görünümünden elde edilen B modu verilerinden hesaplanabilir. Burada pembe olarak görüldüğü gibi diyastolde sağ ventrikül duvarının alanını izlemek için 2B alan izleme aracını seçerek başlayın.
Ardından, sağ ventrikül çıkış yolunun duvarının iç ve dış çevrelerini izlemek için mesafe izleme aracını kullanın. İç ve dış çevrenin ortalamasını alın, sağ ventrikül duvar kalınlığı burada görülen denklem kullanılarak hesaplanabilir. Sağ ventrikül duvar kalınlığının, alanının veya boyutlarının tutarlı ölçümleri, hem uzun hem de kısa eksende birden fazla akustik pencere kullanılarak yapılabilir.
Bu pencerelerden bazılarının seçimi operatör deneyimine bağlı olacaktır ve burada görüldüğü gibi bazı değişkenliklere neden olabilir. Sağ ventrikülün sistolik fonksiyonu plaklarda ölçülebilir, fraksiyonel kısalma yüzdesi olarak görülebilir veya orta papiller kas görünümünde sırasıyla fraksiyonel alan değişimi yüzdesi olarak görülebilir. RV genişlemesi, sağ ventrikül odası boyutu ve sağ ventrikül alanı olarak uzun ve kısa eksende ölçülebilir.
Diyastolde, RV hipertrofisinin bir belirteci olarak sağ ventrikül serbest duvar kalınlığı, M modu veya alan izleme yöntemi kullanılarak doğru bir şekilde belirlenebilir. Benzer şekilde, pulmoner arter tepe hızı da para sternal uzun eksen veya kısa eksen modu ile elde edilebilir. PA tepe hızının ve dolayısıyla PA içindeki tepe basınç gradyanının güvenilir ölçümleri, hem kısa hem de uzun eksenli akustik pencerelerde renkli doppler kullanılarak elde edilebilir.
Son olarak, bu çalışmada, non-invaziv ekokardiyografinin, şu anda beş hayvan için RVSP ölçümü için altın standart olarak kullanılan terminal sağ kalp kateterizasyon yöntemine uygun bir alternatif olduğunu gösterdik. RVSP ile karşılaştırma amacıyla kateterizasyon yapıldı. Basınç ölçümü ve hesaplamaları oldukça karşılaştırılabilirdi.
Bir kez ölçüldükten sonra, bu teknik uygun şekilde yapılırsa 15 ila 20 dakika içinde yapılabilir. Bu prosedürü denerken, farelerin kalp atış hızını fizyolojik seviyelerde tutmayı unutmamak önemlidir. Bu işlemi takiben kaburga ventriküler sistolik basınç elde etmek için esta benzeri kaburga ventriküler vaka kateterizasyonu yapılabilir.
Bu videoyu izledikten sonra, pulmoner arter daralması sonrası farelerde ekokardiyografi kullanarak sağ ventriküldeki yapısal ve fonksiyonel değişikliklerin nasıl ölçüleceğini iyi anlamış olmalısınız.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Genel Bakış
Bu makale, pulmoner arter darlığı olan bir fare modelinde sağ ventrikül (SV) yapısını ve işlevini değerlendirmek için invaziv olmayan bir ekokardiyografik yöntem sunar. Prosedür, kardiyovasküler hastalık araştırmalarında kritik öneme sahip olan SV işlev bozukluğunu değerlendirmek için gelişmiş ultrason görüntüleme teknikleri kullanır.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- Kardiyovasküler hastalık
- Ultrason görüntüleme
- Fare modelleri
Arka Plan
- Sağ ventrikül işlev bozukluğu, kardiyovasküler hastalıklarda önemli bir faktördür.
- SV işlevini değerlendirmek için mevcut yöntemler sınırlıdır.
- Ultrason görüntülemede gelişmeler umut verici bir çözüm sunar.
- Bu çalışma, SV dinamiklerinin anlaşılmasına yardımcı olmak için bir fare modeline odaklanır.
Çalışmanın Amacı
- SV değerlendirmesi için invaziv olmayan bir yöntem kurmak.
- SV yapısını ve işlevini değerlendirmek için ultrason görüntülemeyi kullanmak.
- Araştırmacılar için ayrıntılı bir ekokardiyografik protokol sağlamak.
Kullanılan Yöntemler
- SV boşluğu boyutu ve duvar kalınlığı için parasternal uzun eksen B ve M mod görüntülerini elde edin.
- Fraksiyonel alan değişimi hesaplaması için orta papiller seviyede parasternal kısa eksen görüntüsü alın.
- Aort kapağı seviyesindeki kısa eksen görüntüsünü SV duvar kalınlığı ve pulmoner arter tepe hızı için kullanın.
- Elde edilen görüntülere dayanarak çevrimdışı veri hesaplama ve analizi yapın.
Ana Sonuçlar
- SV değerlendirmesi için ekokardiyografik görüntülerin başarılı bir şekilde elde edilmesi.
- SV boyutlarının ve işlev parametrelerinin doğru ölçümleri.
- Fare modellerinde invaziv olmayan SV değerlendirmenin fizibilitesinin gösterilmesi.
- Gelecek çalışmaları için kapsamlı bir protokol sağlanması.
Sonuçlar
- Ekokardiyografik yöntem, SV değerlendirmesi için etkilidir.
- Bu yaklaşım, kardiyovasküler araştırmalarda SV işlev bozukluğunun anlaşılmasına yardımcı olur.
- Gelecek çalışmalar, bu protokol üzerine inşa ederek daha ileri araştırmalar yapabilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Executive Industry Relevance
Non-invasive assessment of right ventricular structure and function is critical for de-risking cardiovascular target validation in pulmonary hypertension and heart failure research. This echocardiography-based method enables longitudinal monitoring of RV remodeling in murine models, supporting mechanistic insight and predictive confidence in early discovery. By providing reproducible hemodynamic and morphometric readouts, it facilitates go/no-go decisions in preclinical portfolio management.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by quantifying RV structural and functional responses to pulmonary artery constriction.
- Operational Value: Provides reliable, non-invasive measurements of RV wall thickness, chamber dimensions, and systolic function across multiple time points.
- Predictive Value: Supports biological de-risking through longitudinal tracking of RV adaptation and dysfunction in disease models.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Establishes standardized acoustic windows (B-mode, M-mode, Color Doppler) for reproducible RV phenotyping in mice.
- Quantitative Outputs: Delivers measurable endpoints including fractional area change, fractional shortening, peak pressure gradient, and pulmonary artery peak velocity.
- Scalability: Compatible with high-frequency ultrasound systems, enabling integration into preclinical screening workflows.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Models pulmonary artery hypertension-induced RV stress, aligning with clinical pathophysiology of right heart failure.
- Translational Continuity: Bridges discovery-phase target validation with preclinical efficacy assessment through non-invasive functional monitoring.
- Mechanistic De-risking: Allows correlation of RV hemodynamic changes with molecular or pharmacological interventions.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the discovery-to-preclinical continuum, supporting target validation through hemodynamic phenotyping and enabling assay-ready models for compound testing.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing of RV-specific pathways by providing quantifiable functional and structural readouts.
- Screening: Delivers standardized, reproducible imaging outputs suitable for evaluating compound effects on RV function.
- Analytics: Generates quantitative metrics (e.g., fractional area change, pressure gradient) that support comparative analysis across experimental groups.
- Translational Research: Enables longitudinal assessment of RV dysfunction, supporting continuity from target engagement to preclinical outcome prediction.
- Enterprise Reuse: Represents a reusable imaging platform applicable across cardiovascular and pulmonary disease models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Enhances target validation confidence by reducing ambiguity in RV phenotypic assessment.
- Operational Value: Ensures reproducibility through standardized acquisition protocols and offline analysis workflows.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by enabling early detection of RV toxicity or lack of efficacy.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted advancement decisions via objective, longitudinal functional data.
Implementation Considerations
- Requires expertise in murine echocardiography and cardiac anatomy.
- Dependent on high-frequency ultrasound systems (e.g., 30–40 MHz transducers) for adequate resolution.
- Necessitates blinded image acquisition and analysis to minimize observer bias.
- Requires physiological maintenance of heart rate during imaging via appropriate anesthesia protocols.
- Limited by operator-dependent variability in acoustic window selection, necessitating training and standardization.
