Ekokardiyografik Imaging tarafından Enine Aort Konstrüksiyon Mouse Modeli Kardiyak Morfolojik Değerlendirilmesi ve Fonksiyonel Değişiklikler
June 21st, 2016
Bu protokolün amacı, noninvaziv B- ve M-mod ekokardiyografi ve renk / nabız dalga Doppler görüntüleme kullanarak, enine aort daralma yarattığı kalp hastalığı fare modelinde kardiyak yapısal ve fonksiyonel değişikliklerin değerlendirilmesidir.
Bu prosedürün genel amacı, transvers aort daralması veya TAC'nin neden olduğu kalp hastalığının bir fare modelinde ekokardiyografik görüntüleme kullanarak kardiyak yapıyı ve işlevi değerlendirmektir. Bu yöntem, hayvan modellerinde kalp hastalığının görüntüleri ile ilgili kardiyovasküler araştırma alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, kalp hastalığının zaman içindeki ilerlemesini invaziv olmayan bir şekilde güvenilir bir şekilde izlemek için kullanılabilmesidir.
Genel olarak, bu yöntemin tanıtılması gerçek bir mücadeledir, çünkü ekokardiyografik görüntüleme ve ölçüm elde etmek gerçek bir gösteri olmadan zordur. Görüntülemeye başlamadan önce, enine aort daralmış farenin pençelerine elektrot jeli uygulayın ve pençeleri bir elektrot pedine bantlayın. Ardından, işlem sırasında vücut ısısını izlemek için bir rektal prob yerleştirin.
Hayvan hazır olduğunda, görüntüleyiciyi B moduna ayarlayın ve fareyi sol dekübit konumuna döndürmek için platformun sol tarafını mümkün olduğunca yukarı eğin. Ultrason dönüştürücüsünü standın yanında dikey konumda tutarak, probu hayvanın göğsüne, çentik çeneye bakacak şekilde sağ parasternal çizgi boyunca yerleştirin. Ardından, dönüştürücüyü kürek kemiğine kadar eğin ve aort kemeri görünene kadar probu saat yönünde hafifçe çevirin.
İnnominat arterin dallanması ile sol ortak karotis arter arasında bulunan transvers aort daralma bölgesini gözlemleyin. Daralma bölgesi belirlendiğinde, renkli doppler moduna geçmek için iş istasyonundaki renkli doppler düğmesine tıklayın. Ve daralma bölgesi boyunca kan akışının yönlülüğü ve hızının görüntülerini elde edin.
Görüntüleri saklamak için sinema mağazasına tıklayın. Ardından nabız dalgası doppler moduna geçmek için nabız dalgası doppler düğmesine tıklayın. En yüksek hıza sahip stenotik jeti bulmak için kesikli imleç numune hacim kutusunu daralma bölgesinin hemen distaline yerleştirin ve aort akışının dalga formlarını elde etmek için nabız dalgası doppler düğmesine tekrar tıklayın, ardından tepe hızını ölçün ve daralma bölgesi boyunca basınç gradyanını hesaplamak için değiştirilmiş Bernoulli denklemini kullanın.
Kardiyak boyutları ve kasılma kalitesini değerlendirmek için, TAC ameliyatına tabi tutulan bir fareyi sırtüstü pozisyonda platforma yerleştirin ve dönüştürücüyü, çentik farenin kafasına bakacak şekilde dikey olarak konumlandırın. Dönüştürücüyü sol parasternal çizgiye paralel olarak göğüs kafesine indirin ve probu saat yönünün tersine 30 derece döndürün. Görüntüleyiciyi B moduna ayarlayın.
Sol ventrikülü, interventriküler septal duvarı ve sağ ventrikül duvarının hafif bir kısmını görselleştirmek için dönüştürücünün açısını ayarlayın ve derinliğe odaklanın. Kardiyak duvar kalınlığının ve hazne boyutunun daha sonra ölçülmesi için görüntüleri kaydetmek için sinema mağazasına tıklayın. Uygun görüntüleme yazılımında kardiyak paketi kullanarak, ilgilenilen parametreleri seçin ve kardiyak duvar kalınlığı ve oda boyutu ölçümlerini elde etmek için istenen ekokardiyografik görüntüde her perametre için karşılık gelen çizgileri çizin.
Ardından, olası hareket anormalliklerini kontrol etmek için kalp duvarı hareket modellerini gözlemleyin. Ardından, M moduna geçin ve M modu imlecini papiller kadaki sol ventrikül duvarlarına dik olarak yerleştirin. Ardından, kardiyak boyutların ve fraksiyonel kısalmanın daha sonra ölçülmesi için görüntüler elde etmek için sinema mağazasına tıklayın.
Parasternal uzun eksen görünümünden, parasternal kısa eksen görünümü elde etmek için dönüştürücüyü saat yönünde 90 derece döndürün. Dönüştürücüyü, papiller kaslar saat iki ve dört konumlarında görünecek şekilde B modunda kalbin yatay kesitsel ters görünümünü verecek şekilde ayarlayın. Ardından, M moduna geçin ve M modu eksenini sol ventrikülün ortasına yerleştirin.
Görüntüleri kaydetmek için sinema mağazasına tıklayın. Ardından, kardiyak paketi kullanarak uygun kısa eksen parametrelerini seçin ve ölçümleri elde etmek için her parametre için karşılık gelen çizgileri çizmek için resme tıklayın. Kısa eksen görünümünden hem sol hem de sağ ventrikülleri ve kulakçıkları görselleştirmek için, B modunda farenin başını aşağı doğru eğmek ve dönüştürücüyü sağ omuza doğru yönlendirmek için platformun sol üst köşesini eğin.
Kalbin koronal bir görünümü elde edilecektir. Mitral kapağı görselleştirin. Ardından renkli doppler moduna geçin ve kesikli imleç kutusu numune hacmini mitral kapağın ucuna yerleştirin.
Mitral kapak boyunca akış modellerini değerlendirmek için, nabız dalgası doppler moduna geçin ve tepe hızını belirlemek için 20 dereceden daha az bir açı kullanarak doppler prob imlecini mitral kan akış yönüne paralel olarak hizalayın. Görüntüleri kaydettikten sonra kardiyak paketi seçin ve mitral kapak akışını seçin. İlgilenilen parametreleri seçin ve uygun ölçümleri elde etmek için ilgili çizgileri çizin.
Ardından miyokardiyal performans indeksini hesaplayın. Bu temsili B mod görüntülerde gösterildiği gibi, aortik ark, innominat arter, sol ana karotis arter ve sol subklavyen arter hem Sham hem de TAC cerrahisi kalplerinde görülebilir. Ancak aort daralması sadece TAC kalplerinde görülebilir.
Daralma bölgesi boyunca aort akışının renkli ve nabız dalgası doppler görüntülemesi, başarılı bir TAC'nin daralma bölgesinden aşağı akışta önemli ölçüde artmış bir akış hızına yol açtığını göstermektedir. Ayrıca, Sham ve TAC ile ameliyat edilen kalplerden alınan çeşitli kardiyak siklusların M modu izlemeleri, TAC'ye maruz kalan kalplerde kontrol Sham cerrahisi kalplerine kıyasla önemli ölçüde artmış bir duvar kalınlığı ve oda genişlemesi olduğunu göstermektedir. Parasternal kısa eksen görünümünde TAC kalplerinde duvar kalınlığında artış, ventriküler dilatasyonda azalma, kontraktilitede azalma ve sol ventrikülde kitlede artışta daha belirgin görülür.
Ayrıca, diyastolik veya sistolik kardiyak disfonksiyonu olan patolojik durumlarda, TAC'ye maruz kalan farelerde olduğu gibi, apikal dört odacıklı görünümde tipik olarak azalmış bir E ve A hız oranı ve artmış miyokardiyal performans indeksi değeri de gözlenir. Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik uygun şekilde yapılırsa otuz dakikadan daha kısa sürede tamamlanabilir. Bu prosedürü denerken, hayvan çalışmaları ile ilgili kurumsal yönergeleri takip etmeyi unutmamak önemlidir.
Bu prosedürü takiben, basınç hacmi ilişkisini daha fazla değerlendirmek için sistematik analiz gibi diğer yöntemler de gerçekleştirilebilir. Geliştirildikten sonra, bu teknik, kardiyovasküler araştırma alanındaki araştırmacıların hayvan modellerinde kardiyak hipertrofi ve kalp yetmezliğini incelemelerinin önünü açmaktadır. Bu videoyu izledikten sonra, endokardiyografik görüntüleme kullanarak kalp atışlarının hayvan modellerinde kardiyak yapının ve fonksiyonel değişikliklerin nasıl değerlendirileceğini iyi anlamış olmalıyız.
İzofluran ile çalışmanın tehlikeli olabileceğini ve bu prosedürü gerçekleştirirken her zaman uygun mühendislik kontrollerinin ve kişisel koruyucu ekipmanların kullanılması gerektiğini unutmayın.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Genel Bakış
Bu protokol, transversal aortik sıkıştırma (TAC) ile indüklenmiş bir fare kalp hastalığı modelinde kardiyak yapısal ve fonksiyonel değişiklikleri değerlendirmek için noninvaziv bir yöntemi ana hatlarıyla belirtir. Ekokardiyografi görüntüleme tekniklerini kullanarak, bu yaklaşım araştırmacıların zaman içinde kalp hastalığının ilerlemesini izlemelerine olanak tanır.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- Kardiyovasküler araştırma
- Kalp hastalığı fare modelleri
- Ekokardiyografi
Arka Plan
- Transversal aortik sıkıştırma (TAC), farelerde kalp hastalığı indüklemek için kullanılan yaygın bir yöntemdir.
- Ekokardiyografik görüntüleme, kardiyak fonksiyonu değerlendirmek için noninvaziv bir yol sağlar.
- Kalp hastalığı ilerlemesini izlemek, kardiyovasküler durumları anlamak için kritik öneme sahiptir.
- Doğru ekokardiyografik ölçümlerin uygun gösterim olmadan elde edilmesinde zorluklar vardır.
Çalışmanın Amacı
- Kalp hastalığı fare modelinde kardiyak yapı ve fonksiyonu değerlendirmek.
- Kalp hastalığı ilerlemesini izlemek için güvenilir bir yöntem sağlamak.
- Görüntüleme teknikleri aracılığıyla kardiyovasküler araştırmadaki temel soruları ele almak.
Kullanılan Yöntemler
- Fare pençelerine elektrot jeli uygulanması.
- Ölçüm alımı için bir elektrot pedinin kullanılması.
- Görüntüleme sırasında vücut sıcaklığını izlemek için rektal probun takılması.
- B- ve M-mod ekokardiyografi ve Doppler görüntüleme tekniklerinin kullanılması.
Ana Sonuçlar
- Kardiyak yapı ve fonksiyonun başarılı noninvaziv değerlendirilmesi.
- Zaman içinde kalp hastalığı ilerlemesinin güvenilir izlenmesi.
- Bir fare modelinde ekokardiyografik görüntülemenin etkinliğinin gösterilmesi.
- Kalp hastalığına ilişkin kardiyovasküler araştırma alanında içgörüler.
Sonuçlar
- Ekokardiyografik görüntüleme yöntemi, farelerde kalp hastalığını değerlendirmek için etkilidir.
- Bu protokol, kardiyovasküler durumların ilerlemesini anlamada yardımcı olabilir.
- Noninvaziv teknikler, kalp hastalığı araştırmasında uzunlamasına çalışmalar için kritik öneme sahiptir.
Sıkça Sorulan Sorular
Executive Industry Relevance
Noninvasive longitudinal monitoring of cardiac structure and function in preclinical models is essential for de-risking cardiovascular target validation and lead identification. Echocardiographic imaging in the TAC mouse model provides quantitative, repeatable readouts of hypertrophy, dysfunction, and hemodynamic stress, enabling predictive confidence in mechanistic studies. This approach supports go/no-go decisions by translating molecular interventions into functional outcomes before costly preclinical advancement.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by linking molecular targets to measurable cardiac structural and functional changes.
- Operational Value: Provides reproducible, noninvasive phenotyping to reduce variability in target validation studies.
- Predictive Value: Supports mechanistic de-risking through longitudinal tracking of disease progression and intervention effects.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Establishes standardized imaging protocols for consistent cardiac phenotyping across compound screening campaigns.
- Quantitative Outputs: Delivers dimensional, Doppler-derived, and functional metrics suitable for high-content analysis pipelines.
- Scalability: Facilitates platform reuse across multiple disease models and therapeutic areas through adaptable acquisition parameters.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Mirrors pressure-overload pathophysiology seen in human hypertensive heart disease and heart failure with preserved ejection fraction.
- Translational Continuity: Bridges discovery findings to preclinical validation by confirming target engagement via functional improvement.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs portfolio decisions by quantifying efficacy signals on ventricular remodeling and diastolic/systolic function.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the cardiovascular discovery continuum from target validation through lead optimization to preclinical efficacy assessment, providing functional anchors for molecular screening hits.
- Discovery Biology: Supports pathway clarification by correlating target modulation with changes in wall thickness, chamber dimensions, and contractility.
- Screening: Enables assay standardization through B-mode, M-mode, and Doppler-derived metrics that detect subtle functional shifts.
- Analytics: Generates quantitative dependent variables including ejection fraction, fractional shortening, pressure gradients, and myocardial performance index for cross-group comparison.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by validating that observed molecular effects translate to preserved or improved cardiac function.
- Enterprise Reuse: Represents a reusable capability applicable to diverse etiologies of cardiac stress beyond TAC, including pharmacological and genetic models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases target validation confidence by reducing mechanistic ambiguity through direct functional readouts.
- Operational Value: Enhances reproducibility and standardization across sites via protocolized imaging planes and measurement techniques.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by identifying ineffective candidates early, reducing late-stage attrition due to lack of cardiac efficacy.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization based on longitudinal functional trajectories rather than terminal endpoints alone.
Implementation Considerations
- Requires expertise in murine echocardiography, including probe positioning and Doppler angle alignment for accurate velocity measurements.
- Depends on high-resolution ultrasound systems with cardiac-specific software packages for wall thickness, chamber dimension, and flow analysis.
- Necessitates standardization of animal preparation (temperature control, electrode placement) and imaging protocol (left decubitus, parasternal views) to minimize inter-operator variability.
- Involves adaptation considerations when translating protocols across mouse strains, ages, or comorbid conditions affecting acoustic windows.
- Limited by technical skill dependency and the need for training to achieve consistent spectral Doppler sampling and plane alignment.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Title
0:57
Transverse Aortic Constriction Evaluation by B-Mode and Doppler Imaging
2:47
Parasternal Long Axis View in B- and M-Mode to Assess Cardiac Dimension and Contractility
4:16
Parasternal Short Axis View in B- and M-Mode to Assess Cardiac Morphology and Function
5:05
Apical Four-Chamber View in Doppler Mode to Assess Systolic and Diastolic Function
6:12
Results: Representative Morphological and Functional Post-Surgical Cardiac Assessment
7:44
Conclusion
