Farelerde Kalp Kapak Hastalıkları Kapsamlı Fenotipik Karakterizasyonu için ekokardiyografik Yaklaşımlar ve Protokoller

JoVE Journal
Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Casaclang-Verzosa, G., Enriquez-Sarano, M., Villaraga, H. R., Miller, J. D. Echocardiographic Approaches and Protocols for Comprehensive Phenotypic Characterization of Valvular Heart Disease in Mice. J. Vis. Exp. (120), e54110, doi:10.3791/54110 (2017).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Introduction

Yaşlanma Kardiyovasküler kalsifikasyon 1 ilerici artış ile ilişkilidir. Hemodinamik olarak önemli aort darlığı 65 2 yaşın üzerindeki nüfusun% 3 etkiler ve hatta ılımlı aort darlığı (3-4 m / s pik hız) olan hastaların% 40'tan az bir 5 yıllık olaysız sağkalım 3.. Halen, orada aort kapak kalsifikasyonu ilerlemesini yavaşlatmak için etkili tedaviler ve cerrahi aort kapak replasmanı ileri aort darlığı 4 için kullanılabilir tedavidir.

Başlatılması ve aort kapak kalsifikasyonu ilerlemesine katkıda mekanizmaların daha derin bir anlayış kazanıyor amaçlayan çalışmalar aort kapak darlığı 5, 6 yönetmek için farmakolojik ve cerrahi olmayan yöntemlerle doğru hareket önemli bir ilk adımdır. Genetikly-değiştirilmiş fareler çeşitli hastalıklara katkıda bulunmak ve şimdi aort darlığı 6, 7, 8 biyolojisi anlamaya yönelik mekanik çalışmalar ön plana geliyor mekanizmaların anlayışımızı geliştirilmesinde önemli bir rol oynamıştır. Gibi diğer kardiyovasküler hastalıklar aksine ateroskleroz ve kalp yetmezliği-damar ve ventrikül fonksiyonunu değerlendirmek için standart protokoller köklü-orada farelerde kalp kapak fonksiyonunun in vivo feno ilişkilendirilmiş benzersiz zorluklar çoğunlukla vardır. Son yorumları sayıda görüntüleme ve kemirgenler 9, 10, 11 valf fonksiyonunu değerlendirmek için kullanılan invaziv modalitelere avantajları ve dezavantajları konusunda kapsamlı tartışmalar sağlanan olsa da, bugüne kadar, biz bir COMPRE sağlayan bir yayının farkında değildirmlam, adım-adım farelerde fenotiplendirme kalp kapak fonksiyonu için protokol.

Bu yazının amacı, farelerde kalp kapak işlevi fenotipe yöntem ve protokolleri tanımlamaktır. Tüm yöntemler ve prosedürler Mayo Kliniği Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından onaylanmıştır. Bu protokolün temel bileşenleri anestezi derinliği, kalp fonksiyonunun değerlendirilmesi ve kalp kapak fonksiyonlarının değerlendirilmesini içerir. Biz bu raporun sadece kalp kapak hastalığı alanında araştırma peşinde ilgilenen araştırmacılar rehberlik hizmet etmeyecek, aynı zamanda bu hızla büyüyen alandaki veri tekrarlanabilirlik ve geçerliliğini sağlamak için protokol standardizasyon ile ilgili ulusal ve uluslararası diyalog başlatmak umuyoruz. Önemli olan, yüksek çözünürlüklü ultrason sistemlerini kullanarak başarılı görüntüleme (yaygın sonografi kullanılan ve terminoloji) sonografi ilkelerinin bir çalışma bilgi, temel Princip bir anlayış gerektirirkalp fizyolojisi ve sonografi ile önemli bir deneyime les kemirgenlerde kardiyak fonksiyonların doğru ve zaman verimli değerlendirilmesi için izin vermek.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Malzemeler ve Ekipmanları (Tablo 1 ve Şekil 1) hazırlayın

  1. ultrason Makineyi açın. hayvan kimliği, tarihi ve saati (seri görüntüleme deneyleri için) ve diğer ilgili bilgileri girin.
  2. Bir yüksek frekanslı ultrason transdüktörü, ~ 20 g ya da 20 g ~ daha büyük fareler için 30 MHz daha az görüntüleme fareler için 40 MHz kullanın.
  3. elektrokardiyogram platformu bağlayın (EKG) bazı yöntemleri için görüntüleme EKG yolluk izlemek.
    Not: Kritik olarak, bu aynı zamanda, anestezi içinde uygun bir derinlikte birçok endeksten birini olarak kullanılabilir, kalp hızı (HR), anlık hesaplanmasına izin verir.
  4. 37 ° C'ye kadar bir platform ön ısıtınız.
    NOT: Tüm ticari olarak bulunabilen ultrason makineleri B-mod, M-mode ve Doppler ekokardiyografi için görüntü alma kontrolleri ve çalışma yönetimi denetimleri sağlayan bir kontrol paneli var. Bir kalp ölçüm aracı otomatik ölçümü için makine gömülürkalp ve kapak fonksiyonları ortak ekokardiyografik parametrelerin ve hesaplama.

2. Anestezi Görüntüleme ve İndükleme Fare hazırlayın

  1. Yavaşça kuyruğunu tarafından fare pick up ve sıkıca enseden hayvan tutun.
  2. burun konisi içine hayvanın burun rehberlik eder. % 1 izofluran de anestezi akışını başlayın. Hayvan gazına maruz kalma 3-5 saniye içinde sedasyon emin olun.
  3. Hızlı ve doğru ön ayaklar ile arka ayakları platformu EKG sensörleri yalan emin, bir yatar pozisyonda platformda hayvan yatıyordu.
  4. Yavaşça hafifçe burun konisi aparatı kafa stabilize ve kuyruk stabilize etmek için yapışkan bant uygulamak için yapışkan bant uygulamak, tüm dört bacağı üzerinde yapışkan bant ile hayvan sabitleyin. Her iki arka ayakları ve ön ayaklar fizyolojik görüntüleme sistemi ile istikrarlı ve net EKG sinyal edinimi sağlamak için düz durmalıdır.
  5. HR kontrol edin. Bu bir ima kullanarak bunuEKG yetenekleri ile veya harici EKG cihazları ile ging platformu. Bazal HR 700 bpm 600 arasında olduğundan emin olun. İK hiçbir koşulda 450 bpm altına düşmemesi emin olun.
    NOT: İşlem sırasında, İK hafifçe anestezi nedeniyle azalabilir, ancak çoğu durumda 500 bpm üzerinde olmalıdır.
  6. buna göre küçük artışlarla (~% 0.1 artışlarla her 15 s anestezi stabil bir duruma ulaşana kadar) tarafından anestezi akışını ayarlayın.
    NOT: anestezi istikrarlı bir devlet yukarıda belirtilen kardiyak parametreler tutulur (adım 2.5) ve hayvan açıkça çeşitli görüntüleme windows prob yerleştirme uyaranlara yanıt vermiyor hangi bir durumdur. Önemli olarak, bu farelerde belirgin kardiyodepresyona sonuçlanan anestezi cerrahi düzlem değildir. Uzun süreli görüntüleme oturumları için kuruluğunu önlemek için gözlere veteriner merhem uygulaması tavsiye edilir.
  7. rektal termometre ile vücut sıcaklığını kontrol edin. 36.5 ° C ve 38 ° C arasında sıcaklık tutun.
    Not: uygun bir şekilde çevreye kontrollü bir odada ve ısıtılmış platform üzerinde, vücut sıcaklığı (rektal olarak ölçülmüş) Sonuç olarak, zaman içinde, kardiyovasküler hemodinamik etki karıştırıcı bir faktör değildir, tüm işlem boyunca sabit kalır ve.
  8. İnce saçlar ile kullanılmak üzere tasarlanmış bir elektrikli makası kullanarak göğüs kıllarını tıraş. nemli bir kağıt havlu ile temiz göğüs silin. Hayvan görüntüleme için hazır hale gelir.
    NOT: saç kimyasal çıkarılması da gerçekleştirilebilir birlikte uzun süreli deneyler zaman içinde önemli cilt tahrişine neden olabilir, bu bileşiklerin kullanımından kaçınılmalıdır. Ayrıca, uygun uygulama ve kimyasal bazlı epilasyon ürünlerinin çıkarılması 2-3 dk (~% 10-20) tarafından anestezi kalma sürelerinin uzatabilir. cilt hazırlığının tamamlanması için anestezi indüksiyonu toplam süre en az 3 dakika sürer.
_title "> 3. Kardiyak Ultrason Görüntüleri Kazanılması Temel İlkeleri ve Yönergeleri takip

NOT: B-mod / 2-D, M-mode ve Doppler (spektral pulsed-wave Doppler ve renkli Doppler görüntüleme): görüntüleri elde kullanılan üç ultrason yöntemleri vardır. Parasternal ve apikal pencereler (Şekil 2): Kalp ve kalp kapakçıklarının görüntüler elde etmek için kullanılan iki temel dönüştürücü pozisyonu vardır.

  1. Her dönüştürücü konumundan, elle dönen ve transdüser angulating ederek uzun ve kısa eksenleri kalp göreceli birden tomografik görüntüleri elde edebilir.
    NOT: açılanma göğüs duvarında sabit bir noktadan transdüser yan-yan hareketi ifade ederken Rotasyon, dönme ya da göğüs duvarında sabit konumdan dönüştürücüyü büküm anlamına gelir. Tüm ultrason dönüştürücüler bir oluk (çentik), dış azarlama, ya da düğme şeklinde bir görüntü dizin işaretleyici var.
  2. Emin olun ultrason sigNAL Buna göre transdüser konumunu ayarlayarak hedef yapıya diktir.
  3. akışına aktarılan ultrason ışını paralel hizalayarak renk akışı ve pik hız sinyalleri optimize edin. ultrason ışınına ve akış arasındaki açı en az 60 ° olmalıdır.
  4. Kontrol paneli kontrollerini kullanarak görüntü kalitesini optimize. Sadece sorgulama alanı görüntü ekranı doldurmak gerekir.
    NOT: dönüştürücü ve platform pozisyonlarda İnce ayarlar hemen hemen her zaman net görüntüler elde etmek için gereklidir. Hatta iç anatomi optimal koşullar, solunum hareketleri, göğüs duvarı anatomisi (örneğin, küçük kaburga aralığı) ve varyasyonları sırasında (doğal ve hastalık kaynaklı her ikisi) akustik pencere sınırlamak ve görüntü elde etme çok zor yapabilirsiniz.
  5. M-mode ve 2-D / B-modunda sol ventrikül boyutları ölçerken, en sürekli yankı hattında ölçüm kumpas yerleştirin.
  6. Renkli Doppler sektörünün ayarlayınpanelde bulunan sektör denetimi, ayarlayarak sorgulama alanına d numune hacmi.
    NOT: Doppler çalışmalarında renk kodlama şeması hızını ve kan akışının yönünü gösterir. kırmızı Doppler sinyalleri transdüser doğru laminer kan akımını belirtir. mavi Doppler sinyalleri uzağa transdüktörden laminer akışını gösterir. Bir "mozaik" renk desen (genellikle kapak darlığı veya kapak yetersizliklerinin oluşur) çalkantılı veya non-laminer kan akımının bölgeleri gösterir.
  7. İki 5 s şeritler (veya 100 kare), gerçek zamanlı B-mod en az kaydedin / 2D çevrimdışı analiz için her bir görüntüleme penceresinden yankı.
    NOT: Piyasada satılan eko makineler çerçeveleri veya sine-döngü boyutları önceden ayarlanmış numarayı yakalama görüntü elde etme ayarları vardır. uzun cine döngüler elde edilebilir ve böylece görüntü elde etme ayarları değiştirilebilir. yüksek kaliteli görüntülerin elde edilmesi geniş deneyimi ve deney gerektirir. Investigators birçok görüş ve akustik pencerelerden görüntüler elde etmek için dönüştürücü yerleştirme ve platform açısı doğru kombinasyonunu bulmak gerekir.

Aort Valve 4. Değerlendirme (AV) Fonksiyon

NOT: aort kapak fonksiyonunun değerlendirmeler vananın nitel değerlendirmeler (örneğin, algılanan doruk kalınlığı artmış nedeniyle kapak kalsifikasyon ekojenite ve varlığı ya da renkli Doppler kullanılarak mitral yetersizlik jetleri yokluğu) ve kapak fonksiyonu nicel tedbirler içermektedir (örneğin, zirve transvalvüler hız ve doruk ayrım mesafesi).

  1. görüntüye B-mod görüntü toplama seçerek aort kapak başlayın.
  2. Güvenli platform ve uzak araştırmacı dönük kafasına tutturulmuş hayvan ile, sola tablo 15-20 ° eğin. Bu göğüs duvarına yakın ileri kalp ve sola, getirecektir. a doğrudan transdüser ultrason jeli bol miktarda uygulayın veyaNimal göğüs.
  3. Posteriorde işaret transdüser (Şekil 2) görüntü indeksi işaretleyici ile kalbin uzun ekseni ile yaklaşık 90 ° dik parasternally dönüştürücüyü, yerleştirin. AV görünümüne gelinceye kadar 2B / B-modunda iken, dönüştürücü sefalad kaydırın. Bu aort kapak "kısa eksen" görünümüdür.
    NOT: Normal aort kapak sistol sırasında yaygın açıp kan hiçbir yetersizlik geri sol ventrikül içine olacak şekilde diyastol sırasında yeterince yakın üç ince dişçiklidir. tüberkülü, çok hızlı hareket çok ince ve sık sık görselleştirmek için zor olabilir.
  4. caudad görüntü indeks işaretleyici noktaları kadar dönüştürücü saat yönünde döndürün. Aort kökü, aort kapak, sol ventrikül çıkış yolu, mitral kapak, sol atrium ve görüntü ekranda sağ ventrikül çıkış yolu kısmını gözlemleyin.
    Not: Bu AV "parasternal uzun eksen" görünümüdür. sonograf gerekirsonraki M-Mode görüntüleme ve analiz (aşağıya bakınız) için izin verir B-mod görüntülerde kardiyak döngü boyunca görünür iki aort kapak tüberkülü, olduğunu tespit.
  5. Bu görünümde aort kökü değerlendirin. aort kökü görüntüleri aort kökü büyük boyutlara içerecek şekilde dikkatlice ileri ve geri hareket ettirin. Makinenin gömülü ölçüm aracıyla ilişkili elektronik kumpas kullanarak aort büyük anteroposterior boyut ölçün.
  6. Uzun eksende aort kapak bulun. Sadece aort kapak kontrol panelinde görüntü genişliği düğmesini ayarlayarak görüntü ekranda olacak şekilde görüntü genişliğini azaltır. doğru bir aort kapak doruk ayrımı değerlendirmek için aort kapağının ipuçları kesişen sorgulama M-mod hattını yerleştirin.
  7. aort kapağı M-mode ekranında, Ağırlık, hacim, ilişkili elektronik kumpas kullanarak doruk ayırma mesafesi (sistolde kutu benzeri bir görünüm) ölçmekMakinenin gömülü ement aracı.
    Not: M-kipi görüntüleme en büyük avantajı, aort kapak işlevinin değerlendirilmesi için gerekli olan çok yüksek bir zamansal çözünürlüğü vardır. AV M-mod görüntüleri kısa ve uzun eksen görüntüden hem de elde edilebilir olsa da görüntüleme uçağı kolaylıkla ipuçları yönünü ve yerini belirlemek için sonograf uzmanına izin verir, çünkü parasternal uzun eksen görünümü genel olarak tercih edilir sistol sırasında tüberkülü,.
  8. hala aort kapak parasternal uzun eksen görünümünde, kontrol panelindeki renkli Doppler kontrol tuşuna iken. aort kapak bölgeye renkli Doppler uygulayın.
    NOT: sistol sırasında aort kapağı ile sol ventrikül Normal akış transdüser doğru olduğunu ve bu nedenle kırmızı kodlanmıştır.
  9. aort kapak yetersizliğinin varlığını ya da yokluğunu Belge.
    NOT: Aort kapak yetmezliği diyastol sırasında meydana gelir ve uzak det yönlendirildiği anormal akışer; Bu nedenle, yeşil kodlanır.
  10. darbeli dalga Doppler kontrol tuşuna basın. Kontrol panelinde bulunan parça topu kullanarak, ultrason ışını ve kan akımı arasındaki açı eğerek az 60 ° olduğundan emin olduktan hemen aort kapak üzerinde, proksimal çıkan aorta pulsed numune hacmi yerleştirin Platform ve / veya transdüser. Mümkünse, suprasternal penceresinden aort kapak karşısında zirve hızı elde edin.
  11. Makinenin (Şekil 3C ve 3F) gömülü ölçüm aracıyla ilişkili elektronik kaliperler kullanılarak spektral ekrandan Zirve hızını ölçmek.
    NOT: Bir mozaik renk olmayan laminer akış modelleri bulunma olasılığı yüksek akış hızı gösterir.

Mitral Kapak 5. Değerlendirme (MV) Fonksiyon

NOT: mitral kapak fonksiyonunun değerlendirilmesi vananın nitel değerlendirmeler (örneğin, başına içerirnedeniyle kapak kalsifikasyonu, varlığı veya renkli Doppler kullanılarak yetersizlik jetleri) ve kapak fonksiyonu nicel tedbirlerin yokluğu Alınan doruk kalınlığı artmış ekojenite.

  1. B-modunda apikal pozisyonda dönüştürücüyü yerleştirin. Bu fare (Şekil 2C) başına doğru açılı şekilde güç çevirici pozisyonunu gösterir. görüntü ekranda sağ ventrikül (RV), sol ventrikül (LV), sağ atrium (RA) ve sol atrium (LA) dikkat edin. hayvanın LV içine açar gibi mitral kapak görselleştirmek için bir "baş aşağı" konumunda olacak şekilde elle hafifçe platformu eğin.
    NOT: Apikal 4 odacık görünümü mitral ve triküspit kapaklarda yanı sıra mitral anulus doku hızı karşısında kan hızının incelenmesi için en uygun görünümdür. Bu aynı zamanda RV ve interventriküler septum hareket ve büyüklüğünü değerlendirmek için iyi bir görünümüdür.
  2. apikal 4-boşluk görünümünde, görüntü genişliği azaltarak odakta mitral kapak getir.mitral kapak broşürler iki ince, mobil filamentler açılması ve her kardiyak döngüsü sırasında kapatılması gibi görünen gözlemleyin.
    NOT: Bir "normal" bir fare Mitral bildiriler görüntüleme fizyolojik HR (yani> 450 bpm) olarak yapılırsa görselleştirmek için zor olabilir.
  3. Bildirilerin kalınlığını değerlendirmek için mitral kapak genelinde M-mod imleci yerleştirin.
    NOT: ultrason ışınının (Şekil 4) dik olduğunda ön broşür iyi sistolde görüntülenmiştir.
  4. apikal 4-boşluk görünümünü kullanarak, diyastol sırasında mitral kapaktan görüntüye sol atrium gelen akış renkli Doppler uygulayın. mitral kapak yetmezliği için gözlemleyin.
    Not: Akış transdüser doğru yönlendirilir ve bu nedenle kırmızı kodlanır. Yetersizlik akım mavi kodlanmış ve sistol (Şekil 5) sırasında oluşur edilecektir.
  5. apikal uzun eksen görünümünü kullanarak, darbeli dalga moduna geçin. ipuçları Doppler örnek hacmi Taşımitral kapakçıkların. mitral spektral ekranın iki tepe unutmayın. bildiriler iyi görüntülenmiştir değilseniz, parlak kırmızı veya mozaik renkli desenler ile bölgeleri belirlemek ve bu noktada örnek hacmi yerleştirmek için renkli Doppler kullanın.
    NOT: Mitral akışının spektral ekran yavaş HR (<450 bpm) iki zirveleri vardır. Normal saat içinde (> 450 bpm), başları (E) ve geç-dolgu (A) akımları kaynaşmış. mitral kapak genelinde akış spektral Doppler görüntüleme sol ventrikül diyastolik fonksiyonun değerlendirilmesinde kullanılan (adım 7.5).

Sağ taraflı Kalp Kapak Fonksiyon 6. Değerlendirme

NOT: triküspit ve pulmoner vanalar sağ taraflı kalp kapakçığı içermektedir. pulmoner kapak Parasternal uzun ve kısa eksen hem görünümlerde görüntülenebilir ise triküspid kapak kolayca, apikal uzun eksen görünümünde görülebilir.

  1. apikal uzun eksen görünümünde, tilt veya dönüştürücü bir uca u işaretSağ ventrikül görüntü ekranın merkezinde olacak şekilde bir sallanma hareketini şarkı. Sadece sağ ventrikül görüntü ekranda görünür böylece görüntü genişliğini azaltır.
  2. Aynı görüntü düzleminde, sağ atrium ve sağ ventrikül ve açık ve her kalp döngüsü boyunca yakın arasındaki ince mobil filamentler görünen triküspid kapak broşürler, görselleştirmek.
  3. triküspit kapağın bölgede renkli Doppler uygulayın. Triküspit kapak yetersizliği için unutmayın.
    NOT: Normal akış diyastol sırasında oluşur transdüktörün yöneliktir ve bu nedenle kırmızı kodlanır. Anormal yetersizlik akım sistol sırasında, uzak dönüştürücüsünden yönlendirilir ve bu nedenle mavi kodlanan oluşur. Regürjitan jet zirve hızı sağ ventrikül sistolik basıncı tahmin etmek için kullanılır.
  4. aort kapak düzeyinde parasternal kısa eksen konumuna dönüştürücüyü taşıyın. aort kapak yukarıda sağ ventrikül outf vardırDüşük sistem, pulmoner kapak, proksimal ana pulmoner arter ve sağ ve sol pulmoner arter (Şekil 6).
  5. modifiye parasternal uzun eksen konumuna dönüştürücü saat yönünde döndürün. Ardından, pulmoner vananın kısa eksen görünümü elde etmek hafifçe yukarı doğru dönüştürücüyü eğin.
  6. Bu görüşe göre, pulmoner kapak cusps (Şekil 7) ayrılması mesafesini değerlendirmek için M-mod görüntüleme uygulayın.
  7. kapak yetersizliklerinin (diyastol sırasında bir mozaik desenli, yüksek hız jet) ve darlık (sistol sırasında bir mozaik desenli, yüksek hız jet) değerlendirmek için pulmoner vana bölgede renkli Doppler uygulayın.
  8. Darbeli dalga kontrol tuşuna basın ve hemen pulmoner valfi sonra örnek hacmi yerleştirin.
    NOT: akış spektral Doppler ekranın Analizi pulmoner arter basıncı (Şekil 8) hesaplamak için kullanılır.

Kalp Fonksiyonu 7. Değerlendirilmesi

(örneğin, ejeksiyon fraksiyonu, bölgesel duvar hareket anormalliği ve duvarların algılanan kalınlığı görsel tahmini) ve sol ventrikül kantitatif tedbirler fonksiyonu (örn ejeksiyon fraksiyonu, sol ventrikül kütlesi, sol ventrikül diyastolik fonksiyonu ve miyokard performans indeksleri).

  1. papiller kas düzeyinde parasternal kısa eksen pozisyonunda dönüştürücü ile, 2D / B-modunda LV kısa eksen görünümü elde. tabandan tepeye doğru LV taramak için aşağı yukarı hareket ettirin dönüştürücüyü ve. duvar hareket bozukluğu için gözlemleyin.
  2. sol ventrikül bir parasternal kısa eksen görünümünde, kontrol panelinde bulunan M-mod düğmesine basın. parça topu kullanarak, papiller kas ve obtai seviyesinde sol ventrikül boşluğunun merkezinde M-mode imlecin M-mod görüntüler.
  3. Ön duvarı ve arka duvar arasındaki mesafe en büyük, hem anterior ve posterior duvarlarının içe hareket maksimal (Şekil 9) ise son sistol, uç-diyastol, sol ventrikül kavite boyutu ölçün.
  4. son diyastol ve sonu sistol anterior ve posterior duvar kalınlığını ölçün.
    NOT: papiller kaslar doğru görüntüleme uçağı sağlamak için önemli bir dönüm noktası olmakla birlikte, herhangi bir ölçümlerde ekleyene için dikkatli olun.
  5. apikal pencereye dönüştürücüyü taşıyın. adım 5.1 bakınız. apikal uzun eksen görünümünde mitral kapak genelinde kan akışının darbeli dalga Doppler ile sol ventrikül diyastolik fonksiyonu değerlendirmek.
  6. mitral kapaktaki ucunda numune hacmi yerleştirin. mitral kapak genelinde darbeli dalga Doppler hızları spektral ekrandan zirve mitral akım hızını ölçmek.
  7. LV iltihaplanmaya karşı arasındaki numune hacmi yerleştirinow ve çıkış. mitral ve aort kapak kapama ve açma sinyalleri unutmayın. Izovolümik relaksasyon zamanı, izovolümik kasılma zamanı ve sol ventrikül ejeksiyon zamanı (Şekil 10) ölçün.
  8. apikal uzun eksen görünümünde mitral anulus doku Doppler görüntüleme (TDI) gerçekleştirin. TDI kontrol tuşuna basın ve mitral anulus medial numune hacmi yerleştirin. numune hacmi, mitral broşürler tecavüz olmadığından emin olun. 0.21 mm ve 0.27 mm arasında Doppler örnek hacim büyüklüğü tutun. Mitral annulus (Şekil 11) erken diyastolik hız (e ') ölçün.

8. Son Adımlar

  1. elde edilen görüntüleri inceleyin. gerekli tüm görüntüler alındı ​​olmasından emin olunmalıdır.
  2. fare göğsünden herhangi bir aşırı ultrason jeli çıkarın ve yavaşça yerine hayvan sabitleyen bandı çıkarın. anestezi kapatın.
  3. emici kağıt havlu üzerine hayvan yerleştirin(Aspire edilebilir veya iyileşme sırasında hava yollarını bloke edemez yatak). sternum yatma ulaşılana kadar hayvan gözlemleyin. Anestezi uygun tatbik edilirse, iyileşme 30 ila 60 saniye içinde meydana gelmelidir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

rutin hayvan kalp ultrason görüntülemede elde edilen görüntü örnekleri Bu yazıda yer almaktadır. Hayvanın göğüs dönüştürücü yerleştirme bir illüstrasyon okuyucu dönüştürücü açıklandığı gibi görüntüler elde etmek için konumlandırılmış nerede net bir anlayış vermek için sağlanmıştır. ultrason laboratuvar set-up bir fotoğraf da uygun ekipman, özellikle kullanılacak ultrason dönüştürücü ve anestezi yönteminin önemini vurgulamak dahildir. 2D / B-mod, M-mode ve normal ve anormal vanalar, sağ ve sol ventriküller ve aort kökü renk ve Doppler görüntüler düzgün etiketli. Strain-rate görüntüleme rutin olmasa da, bir örnek de dahildir.

Mitral yetersizliği s sırasında vananın karşısında yüksek, genellikle olmayan laminer kan akış hızı (mozaik boyama) ile karakterize edilirystole (Şekil 5). EKG izleme QRS kompleksinin sonra meydana gelen MV karşısında sol atrium, sol karıncıktan böyle bir mozaik renkli Doppler akım paterni varlığı, MR kesin bir tanı için izin verir. Bu aort kapak yetersizliği ve / veya sol ventrikül disfonksiyonu yokluğunda oluştuğunda, bu izole mitral kapak prolapsusu olarak karakterize edilebilir. sol ventrikül önemli dilatasyon (nedeniyle kalp yetmezliği veya anestezi aşırı derinliğini deneysel kaynaklı için) varsa, bu iskemik mitral yetersizliği (veya yetersizliği, kardiyak disfonksiyona sekonder) olarak karakterize edilebilir. Bir nabızlı spektral Doppler görüntüleme, kan akışının bir kaçak jetinin varlığını ve zamanlamasını teyit etmek için kullanılabilir.

Normal aort kapağı açın ve her kardiyak döngüsü sırasında yeterince yakın üç ince, esnek dişçiklidir. Aort kapak doruk ayırma 2D-güdümlü ölçülüruzun eksen görünümünde aort kapağının M-mod. Elektronik kaliperler sol aort zirve ön kenarına doğru aortik doruk (Şekil 3) ön kenarının ölçmek için kullanılır. Normal farelerde aort kapak doruk-ayırma mesafesi 0.9 1.3 mm'dir. Renkli Doppler sistol sırasında aort kökü valfi genelinde ve içine laminar akışını gösterir. Türbülanslı akış gibi aort kapak yetersizliği gibi arttığı akışının şartlarında takdir ya da aort darlığı gibi basınç artırılabilir. Bu çıkış yolunda mozaik boyama olarak gösterilmiştir. aort kapak yetersizliğinin bile küçük miktarlarda nedeniyle hiperdinamik kalp fonksiyonu için zirve transvalvüler hızında önemli artışlar neden olabilir ve ventrikül ön artmış sol. 1.50 m / s 0.90 m / s normal fareler aralıklarında Tepe aort hız. > 5 m Tepe aort kapak hızı / s ciddi aort kapak darlığı olan farelerde kaydedilmiştir.

12 (Şekil 8) bir dizin sağlamak için kullanılabilir. Pulmoner arter hızlanma süresi pik akım hızına sistolik pulmoner arter akımının başlangıcından zaman aralığıdır. Sağ ventrikül ejeksiyon zamanı sistolik pulmoner arter sistolik akışının kesilmesi var olduğu noktaya kadar sağ ventrikül ejeksiyon başlangıcı arasındaki aralığıdır. sağ ventrikül ejeksiyon zamanına pulmoner arter hızlanma süresi oranında bir azalma ile kısaltılmış pulmoner arter hızlanma zamanı kombinasyonu (pulmoner arter veya sağ ventrikül basıncının invaziv ya da doğrudan önlemler kullanılarak teyit edilebilir) Pulmoner arteriyel hipertansiyon varlığını düşündürmektedir .

Şekil 1
Şekil 1: Hayvan Cardiac Ultrason Laboratuvarı. Laboratuvar yüksek frekansta (30 MHz ve 40 MHz) dönüştürücüler (MS 400 ve MS 550D), izofluran difüzör, hayvan platformu, sıcaklık ve kalp atış hızı monitörü,% 1 ila 1.5% izofluran ile küçük hayvan adanmış ultrason makinesi ile donatılmıştır 1 L / dk% 100 O 2, burun konisi ve izofluran difüzör ve% 100 O 2, saç jilet, ultrason jeli, elektrot jeli, yapışkan bantlar ve kağıt havlu bağlı boru ile karıştırılır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

şekil 2
Şekil 2: Temel Dönüştürücü Pozisyonlar. (A) Parasternal penceresi. dönüştürücü kafa kaudal yönettiği transdüser görüntü indeksi işaretleyici ile sol parasternal sınırında yer alıyor. FrBu pozisyon om, sol ventrikül, aort kapak ve aort kökü ve pulmoner kapağın kısa eksen görünümü uzun eksen görünümü elde edilebilir. Parasternal pencereden (B), dönüştürücü kafa posterior yönettiği çentik ile, saat yönünün tersine döndürülür. Bu pozisyonda, sol ventrikül ve aort kapağına ve pulmoner vana uzun eksen görünümü kısa eksen görünümü elde edilebilir. (C) Apikal penceresi. dönüştürücü kafa kalbin tepesinde konumlandırılmış. Bu pozisyondan, sağ ve sol ventriküller mitral ve triküspit kapaklarda uzun ekseni görünümü elde edilebilir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 3,
Şekil 3: Norm içinde Aort Kapak Fonksiyon DeğerlendirilmesiKalsifik Aort Kapak Hastalığı ile Fare Aort Kapak Fonksiyon karşı el Fare. Uzun eksen görünümünde normal aort kapağının (A) 2D görüntü. Aort kapak sistol sırasında iyi açılır unutmayın. (B) M-mod görüntü normal aort kapak fonksiyonunu (kutu gibi bir görünüm) tasvir. doruk-ayırma mesafesi 1.12 mm ölçülen unutmayın. Normal aort kapağı boyunca zirve hızı (C) spektral Doppler görüntüleme 1,3 m / s meaured edildi. Düşük dansiteli lipoprotein reseptörü uzun eksen görünümünde kalsifiye aort kapağının (D) 2D görüntü eksik (LDLR - / -) ve batı diyet ile beslenen apolipoprotein B100 sadece (apo B 100/100) fare. tüberkülü, kalınlaşmış ve sistol sırasında kısıtlı açılış sonuçlanır ekojenitenin artmıştır. Aynı stenotik aort kapak gösteren (E) Bir M-mod görüntü 0,7 mm doruk ayırma mesafe ölçümü gösterir. (F <) / Strong> stenotik aort kapağı boyunca zirve hızının spektral Doppler görüntüleme 4,6 m / s meaured edildi. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 4,
Şekil 4: Normal Mitral Kapak M-mode. apikal pencereden, mitral kapak uzun eksen görünümü elde edilir. sorgulama M-mod hat mitral kapak broşür karşısında uygulanır. mitral yaprakçık kalınlığı teorik elektronik kaliperler kullanılarak ölçülebilir, ancak bu normal bir mitral kapak broşürler hareketli hızla ince, zayıf ekojenik verilen son derece zorlu olabilir ve. oklar sistolde mitral kapak broşürün M-mod işaret etmektedir. cli LütfenBu rakamın büyük halini görmek için buraya ck.

Şekil 5,
Şekil 5: Renkli Doppler Görüntüleme kullanarak Mitral Kapak Regurjitan Jet kanıtı. parasternal pencere, mitral kapak değiştirilmiş uzun eksen görünümü elde edilir. Renkli Doppler sorgulama (bir okla vurgulanan) sistol sırasında mitral kapak bir mozaik renkli jet gösterir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 6,
Şekil 6: Uzun eksen Ana Pulmoner Arter Görünüm ve Binbaşı Şubeler. Ana pulmoner arter uzun eksen görünümü (MPA) ve sağ (ECP) ve sol (LPA) dalları paraste elde edilebilir rnal pencere. Sağ ventrikül çıkış yolu (RVOT), pulmoner kapak (PV) ve aort (AO) kısmen görülmektedir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 7,
Şekil 7: Normal Pulmonik Vana tasvir M-mod görüntü. parasternal pencere, pulmoner vananın kısa ve uzun eksen görünümleri elde edilebilir. sorgulama M-mod hat pulmoner kapaktaki uygulanır. pulmoner kapak doruk ayırma (oklar) mesafe bu görünümden ölçülebilir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

10fig8.jpg "/>
Şekil 8: Pulmonik Vana karşısında Akış Pulsed-dalga Doppler Sorgulama. pulmoner arter hızlanma süresi (Paat) pik akım hızına sistolik pulmoner arter akımının başlangıcından zaman aralığıdır. Sağ ventrikül ejeksiyon zamanı (RVET) akış kesilmesi var olduğu noktaya kadar sağ ventrikül ejeksiyon başlangıcı arasındaki aralığıdır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 9,
Şekil 9: Sol Ventrikül Kısa eksenli Görünüm tasvir M-mod görüntü. parasternal pencere, sol ventrikül kısa eksen görünümü yönünün tersine dönüştürücü kafa döndürülerek elde edildiği şekilde posterior veya dorsal görüntü indeks işaretleyici noktaları. M-modsorgulama e hattı papiller kas seviyesinde sol ventrikül boyunca uygulanır. Sol ventrikül diyastol sonu çapı (SVDSÇ), sol ventrikül sistol sonu boyut (SVSSÇ) ve ön duvar (AW) ve arka duvar (PW) kalınlıkları kolaylıkla ölçülebilir. Herhangi bir ölçümlerde papiller kas (*) dahil vermemek için dikkatli olun. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 10,

Şekil 10: Renkli Doppler Değerlendirme ve Mitral Kapak Girişi Pulsed-dalga Doppler spektral görüntü. (A) apikal uzun eksen görünümünde mitral kapak girişi renkli doppler değerlendirme gösteren resim. 2B renkli Doppler görüntü g için kritik bir araç olabilir unutmayın(Panel B tasvir) pulsed Doppler traselerin edinimi için uygun numune hacmi pozisyonunu uiding. (B) darbeli dalga Doppler ile mitral kapak girişi spektral ekran. (Apikal uzun eksen görünümünde) mitral kapak genelinde kan akışının darbeli dalga Doppler değerlendirmesi, sol ventrikül diyastolik fonksiyonu değerlendirmek için yapılır. numune hacmi mitral kapaktaki ucunda yer almaktadır. izovolumik gevşeme zamanı (IVRT), izovolümik kasılma zamanı (İVKZ), sol ventrikül ejeksiyon zamanı (LVET), ve tepe mitral hızı (E) tüm mitral kapak genelinde darbeli dalga Doppler hızları spektral ekran elde edilebilir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 11,
Fişekil 11: Septal Mitral anulus Doku Doppler Görüntüleme. apikal pencereden, mitral kapak uzun eksen görünümü elde edilir. Doku Doppler örnek hacim mitral annulus septal bölgede konumlandırılmış. zirve mitral akım hızı (Şekil 10B değişken E) ve (e zirve mitral anulus doku hızı arasındaki oran '(beyaz oklarla gösterilen) sol ventrikül diyastolik fonksiyonlarını değerlendirmek için kullanılır yaygın e / e olarak anılacaktır'). Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 12,
Şekil 12: Sol ventrikülün Strain ve Strain Oranı değerlendirilmesi. Orada mevcut uzman analiz yazılım paketleri ticari, ve strain ve strain rate değişkenleri olabiliriçsel miyokard kasılma özelliklerinin erken veya sub-klinik değişiklikler tedbirler olarak elde edilmiştir. Yukarıda gösterilen örnekler farelerde yaygın edinilmiş görüntüleme düzlemlerde radyal gerginlik ve gerilme oranı betimliyor. Bu görüntüleme uçakları (ve gerilme traselerin sonraki şekli) sık sık apikal uzun eksen ya da 4 odacıklı görünümünde elde edilen insanlarda görüntüleri, farklı olabileceğini unutmayın. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Anestezi indüksiyonu

Uygun indüksiyon ve anestezi bakım farelerde kalp kapak değişikliklerin doğru değerlendirilmesi ve kalp fonksiyonu için kritik öneme sahiptir. izofluran ve derin anestezi sonrası bu anestezik nispeten uzun wash-out zaman ortaya anestezi hızlı indüksiyon göz önüne alındığında, indüksiyon tek başına anestezi odasına kullanmayın. yukarıda detaylı olarak belirtildiği gibi yerine, hayvanlar anestezi nispeten düşük konsantrasyonlarda anestezi ve hızlı kontrollü bir indüksiyon sağlar anestezi koni, doğrudan yönlendirilir.

farelerin birçok suşu fazlasıyla en az% 1.5 izofluran de sedasyon kalır. kalp fonksiyonu üzerinde izofluran birikimli etkileri yakından Ancak, izlenmeli ve anestezik konsantrasyonu küçük düşüşler zamanla gerekebilir. Karşılıklı olarak, anestezik konsantrasyonu küçük artışlarla da ne olabilireded. Dikkatle (anestezi yetersiz derinlik düşündüren) ve artışları veya İK azalır herhangi bir hareket için hayvan izlemek; Bu anestezi derinliği hızlı ve proaktif yönetimi sağlar.

İnsanlarda aksine, izofluran farelerde HR bir artışı ortaya. sol ventrikül fonksiyon başlangıçta aşırı anestezik yönetim dönemlerinde korunmuş olsa da, İK azalmalar neredeyse yayg kardiyak kontraktilite bastırılması sekonder sol ventrikül dilatasyon tarafından takip edilmektedir. Sonuç olarak, EF azalır, transvalvüler (aort kapak ve mitral kapak) zirve akım hızları düşecek, aort kapak kapatma erken oluşur ve doku Doppler hızları azalır. Sürekli İK iyi 450 bpm üstünde kalmasını sağlamak için hayvanın fizyolojik durumunu izlemek için zorunludur. görüntüleme farelerde deneyimli olmayan kişiler, özel bir sonograf uzmanına içeren bir yaklaşım ve içinanestezi derinliğinin izlenmesi için tahsis edilmiş ikinci araştırmacı tavsiye edilir.

AV fonksiyonu analizi

Klinik Ekokardiyografi kılavuzların American Society 13 sol ventrikül çıkış yolu çapı edinimi ve darbeli dalga Doppler ile sol ventrikül çıkış yolu hızı önerilir. AVA = (CSA LVOT x VTI LVOT) / VTI AV: pik trans-aort kapak hız süreklilik denklemini kullanarak aort kapak alanı hesaplamak için adanmış sürekli dalga Doppler kullanılarak ölçülebilir shuld. Bu Doppler verilerinin yokluğunda, 2D veya 3D olarak ölçülen aort kapak deliğinin anatomik (geometrik) kesit alanı önerilir. dönüştürücü yüksek uzaysal ve zamansal çözünürlüğe sahip olmasına rağmen, aort kapak tüberkülü, sürekli kısa eksen görünümde tarif edilemez. Böylece, AV orifis alanı doğru takip edilemez. furthermore, ve belki daha da önemlisi, şu anda mevcut yüksek frekanslı küçük hayvan adanmış ultrason adanmış sürekli dalga Doppler yeteneği ile donatılmış değildir. Böylece, süreklilik denklemi ile kullanmak için bir "gerçek" zirve transvalvüler hızının belirlenmesi son derece zordur (ve klinik olarak kabul olmaz). Aynı şekilde, piyasada bulunan diğer ultrason probları çok yüksek hızlara kayıt yeteneğine sahip olmayabilir ve bu nedenle daha düşük hızlara sınırlıdır. Bu önemli sınırlamalar göz önüne alındığında, küçük hayvanlarda yüksek çözünürlüklü görüntüleme yönelik sistemler kullanılarak klinik görüntüleme protokolleri tam olarak ele alınamaz.

OG işlev analizi

Genellikle, fareler, mitral kapak prolapsusu gelişimi için çok dayanıklıdır. hızlı bir İK ortamda mitral kapak genelinde bir yetersizlik jet Görselleştirme çok zor olabilir. Ayrıca insan ekokardiyografi de, anteriya ve posterior mitral kapak broşürler açıkça görülmektedir ve prolabe veya kolayca takdir broşür yelken vardır. Ancak, farelerde, mitral kapak broşürler anterior ve posterior ve döşeyici bulma içine iyi tarif edilemez veya prolabe broşür non-kalsifiye, ince dokuların ekojenitesinde düşük seviyesi göz önüne alındığında, son derece zordur. Böylece, bir yetersizlik jeti göstermek için renkli Doppler kullanımı farelerde mitral kapak fonksiyonunu değerlendirmek için en yararlı bir araçtır. İzole mitral kapak yetersizliği tanısı dikkatle sol ventrikül fonksiyonu, aort kapak işlevi ve mitral kapak fonksiyonu değerlendirmede sonra sadece yapılmalıdır.

Bugüne kadar, mitral kapak darlığı hiçbir sağlam fare modelleri vardır. kireçlenmeyi önerebilirsiniz mitral kapak yankı yoğunluğu artmış, ancak ön veya arka yaprağının birine yerelleştirme zordur. Klinik olarak, mitral kapak darlığı tanısı kısıtlamak kalın, kalsifiye broşür ayarı yapılıred hareket. Broşür kalınlığının ölçülmesi M-mod (Şekil 4) ile yapılabilir. Doppler pik E hızı, genellikle artar ve basınç yarı zamanı uzaması ile ilişkilidir. Böylece, bu özellikleri tekrar yakalıyor mitral kapak darlığı yeni modellerin değerlendirilmesinde önemli olacaktır. Amerikan Ekokardiyografi Derneği mitral kapak alanının tahmini basınç yarılanma zamanı (OG alanı = 220 / basınç yarı zamanlı) kullanılarak yapılır önerir ederken, bu tür hesaplamalar fareler 13 valide edilmemiştir.

Triküspit ve pulmoner kapak fonksiyonunun analizi

triküspid broşür hareketlilik, kapak darlık ve kapak yetersizliklerinin için değerlendirilir. Tipik olarak, bu veriler nitelik ve ikili bir şekilde (yani, varlığı ya da fonksiyon bozukluğu yokluğu) olarak ifade edilmiştir. triküspid kapak yetersizliği jet zirve hızı estimat için kullanılıre sağ ventrikül sistolik basıncı. Buna ek olarak, triküspid yetersizliği, normal, stressiz farelerde nadir değildir.

Pulmoner kapak işlevi 2D / B-mod, E-mod ve renkli Doppler görüntüleme (Şekiller 6 ve 7) tarafından tespit edilebilir. Bu yöntemler pulmoner kapak hareketlilik ve coaptation (2D ve renkli Doppler), pulmoner kapak kalınlığı (2D, örneğin görüş veya ekojenitenin) değerlendirmek pulmoner kapak ağzı açıklığı (doruk ayırma mesafesi) ölçmek ve değerlendirmek için kullanılır. Yukarıda açıklandığı gibi pulmoner kapak yetmezliği kolayca, renkli Doppler ile takdir edilebilir. pulmoner kapak yetersizliği şiddeti diyastol sırasında pulmoner kapaktan (pulsed-wave Doppler ile ölçülen) pik retrograd kan akımını kullanılarak değerlendirilebilir.

Kalp fonksiyonu Analizi

kısa ve uzun aks görünümlerinde sol ventrikül 2D / B-mod görüntüleme a vis sağlar Kardiyak fonksiyonun ual değerlendirilmesi. Bu görüntüleme yöntemi sol ventrikül fonksiyonu kaba değerlendirmeler için izin verirken, M-mod görüntüleme 2D / B-mod görüntüleme ile karşılaştırıldığında o üstün teknik yaparak, önemli ölçüde daha yüksek uzaysal çözünürlük sunuyor. Bu, normal farelerin 450-700 bpm arasında değişen HRS olabilir gerçeği göz önünde bulundurarak, çok önemlidir. Veri olmayan anestezi kalp fizyolojisi ve hemodinamik yakın temsilcisi olduğunu bu yüzden 450 bpm üstünde HR korumak. İK aşırı anestezi nedeniyle düşmesine izin verilirse ve / veya sol ventrikül dilatasyonu, transvalvüler kan hızları ve kapak fonksiyonunun diğer nitel karakterizasyonları (kardiyak kontraktilite tahminleri azalmalar ve dramatik değişiklikler-sedasyon üzerinde, örneğin mitral yetersizliğinin değişiklikler ventrikül genişlemesi, zirve aort kapak akım hızında azalma, mitral kan akış hızındaki azalma) sola ikincil sıklıkla gözlenir.

segmental duvar hareket bozuklukları, ejeksiyon fraksiyonu (EF) ve fraksiyonel kısalma (FS) yokluğunda çadır "> M-mode görüntüleme kullanarak sol ventrikül sistolik fonksiyonunun yüksek tekrarlanabilir önlemler. vardır, maksimum diastolik ve sistolik boyutlar elde edilmiş ve kullanılan EF, FS, ve AG kitle 14, 15 hesaplamak için.

Bu ölçümlerin tümü otomatik olarak ultrason makinesi ile ilgili yazılım paketinde hesaplanabilir. Kalp ve kapak fonksiyonları değerlendirilmesi "standart" klinik ultrason sistemleri kullanılarak yapılabilir iken, çözünürlük nispeten düşük seviyelerde (örneğin, 12-15 MHz prob) zorlu farelerde kalp ve kapak fonksiyonları doğru değerlendirmeler yapabilir.

Diyastolik fonksiyon sol ventrikül fonksiyonlarını değerlendirmede ayrılmaz bir parçasıdır. Klinik çalışmalarda, diyastolik kalp yetmezliği yüksek ° C olduğu tespit edilmiştirmorbidite ve mortalite ile orrelated. Diyastolik fonksiyon darbeli dalga Doppler ekokardiyografi ve doku Doppler görüntüleme ile değerlendirilir. E / A oranı (erken hızlı dolum dalga, E arasındaki oran ve atriyal kontraksiyon, A dolayı geç dolum dalgası) ve E yavaşlama süresi nedeniyle füzyonu ile farelerde diyastolik fonksiyon değil kullanışlı parametrelerdir çok yüksek HR'ler ikincil E ve A dalgaları uygun anestezi farelerde de mevcut.

sol ventrikül diyastolik fonksiyonu zirve mitral akım hızı, izovolümik gevşeme zamanı (IVRT), izovolümik kasılma zamanı (İVKZ), sol ventrikül ejeksiyon zamanı ve mitral anulus doku, hızları (e ') kullanılır değerlendirmek. Bu Doppler parametreleri kolaylıkla elde edilebilen ölçülebilir ve tekrarlanabilir. Doku Doppler görüntüleme ile ölçülen mitral anulus erken diyastolik hız (e '), sol ventrikül gevşeme güvenilir bir göstergesini tepe mi arasındaki orandırtral girişi hız ve erken mitral anulus doku hızı pulmoner kapiller wedge basıncı 16 ile iyi bir korelasyon için klinik çalışmalarda gösterilmiştir.

Global sol ventrikül fonksiyonu da Tei indeksi olarak bilinen miyokard performans indeksi kullanılarak değerlendirilebilir. Hem sistolik ve diyastolik fonksiyonlarının entegre bir ölçü sağlamak için sistolik ve diyastolik zaman aralıkları hem de içermektedir. Sistolik disfonksiyon öncesi ejeksiyon zamanı (IZKS) uzatır ve sol ventrikül ejeksiyon zamanı (ET) kısaltır. diyastolik fonksiyon veya miyokard gevşeme anormallikler IVRT önemli uzamasına neden olabilir. Sol ventrikül miyokard performans indeksi (MPİ) MPI = İVKZ + İVRZ / LVET 17 olarak hesaplanabilir. Daha yüksek MPİ değeri kardiyak disfonksiyon düşündüren ise bu bağlamda, MPI azalmalar, kalp fonksiyonunda iyileştirmeler ile ilişkilidir.

farelerde kardiyak ve kapak fonksiyonunu değerlendirmek için teknikler Gelişen: Gelecekteki tarifi

doku Doppler

Doku Doppler E, e kullanarak diyastolik fonksiyonunu değerlendirmek için kullanılan 've E / e' değişkenleri, ancak bu yöntem şu anda yaygın olarak kullanılmamaktadır olabilir. Bu nedenle, kemirgen suşları çeşitli değişkenlik ve ölçümlerin tekrarlanabilirliği titizlikle çoklu araştırma grupları tarafından test edilmemiştir. Bununla birlikte, E / E 've farelerde kalp fonksiyon bozukluğu, erken tespiti için sol atriyum klinik ortamlarda basınç potansiyeli ile korelasyon ve hastalık mekanizmaları uygulamanın kullanımı kalp sonuçlarını değerlendirmek, bu bir iç bileşenini yapmak olasıdır translasyonel araştırma kalp kapak hastalığı.

Strain rate görüntüleme

Küçük hayvan modelleri paha biçilmez bir t olduğu kanıtlanmışmekanizmaları kalp fonksiyonunda altta yatan patofizyolojik değişiklikleri anlamak için ool. 2D ve Doppler ekokardiyografi in vivo kalp morfoloji, işlev ve hemodinamik kapsamlı ve non-invaziv değerlendirmeler sağlamak olsa da, kronik basınç veya volüm (uyarılmış en yaygın stres iki cevaben miyokard fonksiyonu erken değişiklikleri tespit etmek duyarlılığı eksikliği ) kalp kapak hastalığı.

Bu sınırlamaların bir sonucu olarak, daha doğru içsel miyokard kasılma özellikleri erken veya sub-klinik değişiklikleri algılamak potansiyeline sahip oranı-böyle fonksiyonu miyokard strain ve strain gibi kardiyak klinik kullanılan endekslerin uygulamasında ilgi her geçen gün artmaktadır . Strain ve strain rate görüntüleme kalp yetmezliği 18 ve hipertansif kalp hastalığı 19, kalp dysynchrony tersine ilerlemesi üzerine kemirgen çalışmalarında başarıyla kullanılmıştırve kardiyak disfonksiyon 20, ve çocuk fareler 21 kalp uzunlamasına fonksiyonu. Gerilme oranı görüntüleme kalp fonksiyonunun tam 2D ​​ve doku Doppler kaynaklı tedbirlere ek bir görüntüleme tekniği olarak kabul edilmesi tavsiye edilir. Araştırmacılar miyokard zorlanma ve gerilme hızının ölçülmesi altında yatan ilkelerin temel bir anlayışa sahip olduğundan emin olmak için, daha sonraki bölümlerde temel prensiplerini ve gerinme hesaplama ve strain rate görüntüleme altında yatan sınırlamaları sağlamayı hedefliyoruz.

Strain ve strain rate orijinal uzunluğuna göre miyokard lif uzunluğu değişim türetilen (kardiyoloji, son diyastolik uzunluğu ve bitiş sistolik uzunluğu arasındaki fark, bu hesaplamada kullanılır). miyokardiyal lif uzunluğunun değişikliklerin kesin bir ölçüm multidirection sonuçlanan miyokardiyal elyaf demetlerinin döner mimarisi ile karmaşıkal suşu sistol boyunca deformasyon (radyal örneğin, gerilme, boyuna ve çevresel eksen). Farelerde Son çalışmalar doku Doppler derived- ve benek izleme türetilen strain ve strain rate deformasyon parametreleri içsel miyokard fonksiyonu 22 yakından alakalı olduğunu düşündürmektedir. Her iki teknik de 23 (Şekil 12'de örneklere bakınız) çıkar değişkenlerin göreli otomatik üretimi sağlar araştırma görüntüleme sistemlerine özel analiz yazılımı ilave edilmesini gerektirmez.

strain umut vaat rağmen, benek izleme analizi için yüksek kalitede 2D görüntülerin elde edilmesi zor olabilir. Ayrıca, elle gerilme ölçümü için endokardiyal ve epikardiyal sınırları izleme zor ve zahmetlidir. Bir uygulamanın önemli miktarda ve tekrarlanabilirlik sağlam değerlendirme ve intra-araştırmacı ölçümlerin tutarlılığı (dahil olmak üzere görüntükardiyak fonksiyonu değerlendirmek için gerilme ölçümlerinin kullanılması uygularken kalite, tutarlı görüntüleme uçakları ve off-line analiz) kritik öneme sahiptir. Böylece, strain ve strain hızı analizleri, yüksek kaliteli ve tekrarlanabilir veri sağlamak için tamamen kör, eğitimli araştırmacılar tarafından yapılmalıdır.

EKG tetiklemeli yüksek çözünürlüklü ultrason görüntüleme

Doku Doppler görüntülemesi ve yüklenme hızı görüntüleme tam bir kardiyak döngüsü boyunca miyokard deformasyonların ölçülmesine izin, ancak nedeniyle temporal çözünürlük için (en az 5 ms), onlar kalp 24 küresel hareketi ile sınırlı kalmaktadır. Yüksek çerçeve oranı ultrason görüntüleme elde etmek için, ECG bağımlı veri toplama kullanımına dayalı bir başka yaklaşım en son kalp ve damar uygulamalar için önerilmiştir. Kardiyovasküler doku EKG tetiklemeli mekanik ve elektromekanik dalga görüntüleme yüksek karede ultrason kullanarak dokuyu görüntüleme dayanmaktadıroranları, s başına kadar 8,000 kare (fps), EKG sinyalleri 24 2D görüntü elde etme eşitleyerek. Bu açıkça ve ventriküler fonksiyonun değerlendirilmesi için bu görüntüleme yönteminin in vivo fizibilite (kalp atım hızı ~ bir fare 500-650 bpm fizyolojik koşullar altında daha fazla çözünürlük sağlayan) ~ 1,000 fps 2D / B-mod kare hızları aşan vardır (küçük hayvan modellerinde 25 kalp duvar hareket bozukluğu üstün algılama sağlayan) anestezi altındaki hayvanlarda gösterilmiştir.

Stres kaynaklı kalp fonksiyonu

egzersiz testi genellikle klinik ortamlarda organizma stres artmış kardiyak yanıtları değerlendirmek için kullanılır iken, kemirgenlerde bilinçli sedasyon ve / veya anestezi ihtiyacı kalp fonksiyonunun hemen egzersiz sonrası değerlendirme son derece zorlaştırmaktadır. Böylece, farmakolojik baskı testi klinik olması muhtemeldir-relevant paralel kalp kapak hastalığı (ciddi aort darlığı, orta-şiddetli mitral darlığı ve şiddetli primer mitral yetersizliği) kalp sonuçlarını değerlendirmek için. Bu, belirti durumunu açıklamak kapak anormallikleri dinamik bileşenlerini değerlendirmek ve geri kalan 26 cevapsız olması muhtemeldir subklinik miyokart disfonksiyonu meydana çıkarmak için stres testi rolünü vurgulamak son klinik kılavuzlar verilen, bir araştırma özellikle önemli gelişmekte olan alanı olacaktır.

Daha önceki bölümlerde belirtildiği gibi, fareler afterload kaynaklı kalp disfonksiyonu son derece dayanıklıdır. Böylece, dobutamin stres ekokardiyografi kalp kapak hastalığı çeşitli düzeylerde ile farelerde belirgin olmayabilir sol ventrikül erken düşüşler tespit etmek için çok yararlı bir araç olabilir. Şiddetli kalsifik aort darlığı olan hatta fareler nispeten iyi korunmuş sistolik fonksiyonuna sahip ve İçi için yararlı bir platform sağlamak için muhtemeldir olabilirdobutamin stres ekokardiyografi ication bu hayvanlarda zamanlama (ve genellikle çok hızlı) kalp yetmezliğinin başlangıcı tahmin etmek. Bugüne kadar, biz kalp kapak hastalığı herhangi bir derecesi ile farelerde dobutamin stres ekokardiyografi kullanımı araştıran herhangi çalışmaların farkında değildir.

3D ekokardiyografi

Klinik, 3D kardiyak görüntüleme sistolik ve diyastolik hacimler, strok hacmi ve kalp debisinin hassas ölçümler sağlayan özellikle güçlü bir araçtır. 3D ekokardiyografi doğru kapak alanı ölçümü yoluyla kapak darlığının ağırlığının değerlendirilmesinde yeni bir klinik standart haline geldi, ve mitral kapak hastalığı bireysel bölümlerin sarkmasının doğru tanımlanması ve ölçümü için izin verir.

yüksek frekanslı dönüştürücüler ile Araştırma ultrason sistemleri kalp-kapılı görüntülerin elde edilmesi için ve sonraki çevrimdışı reconstruc izinözel yazılım paketleri kullanarak 3 boyutlu görüntüleri yon. Bu donanım ve yazılım kombinasyonu kullanılarak sol karıncığın 3D görüntüler elde etmek mümkün olsa da, bu çoğu zaman değişiklikler fizyolojik öneminin ekstrapolasyon yaparak, (HR düşürmek ve solunum artifakı en aza indirmek) anestezi nispeten derin düzeylerde altında yapılır kalp fonksiyonunda zor.

Farelerde kalp kapak fonksiyonunu değerlendirmek için 3D görüntüleme kullanımı ile ilgili olarak, bu normal fizyolojik koşullar altında kalp vanaları küçük boyutu, nispeten düşük ekojenitenin ve yüksek hız verilen son derece zorlu bir önermedir. görüntü elde etme ve işleme teknolojik gelişmeler bu koşullar altında kalp kapakçıklarının açık muhakeme izin kadar, bizim deneyim 3 boyutlu görüntüleme farelerde kalp kapak fonksiyonlarının doğru ve eksiksiz karakterizasyonu sınırlı fayda olduğunu olmuştur.

Topluca, teknolojiKüçük hayvan görüntülemede nological gelişmeler bu kalp kapak hastalıkları ve bunların kalp sonuçlarını altında yatan patofizyolojik mekanizmalar içgörü kazanmak için son derece heyecan verici bir zaman yapmak. Biz sıkıca kapak işlevi ve kalp fonksiyonu hem de ayrıntılı değerlendirme farelerde kalp kapak fonksiyonlarının, genetik farmakolojik veya mekanik manipülasyonlar etkilerini anlamak için gerekli olduğunu iddia. Biz bu yazının sadece kalp kapak hastalığının patogenezinde araştırmayı takip araştırmacılar için yararlı bir kaynak olarak hizmet değil, aynı zamanda araştırma toplum içinde bu tür çalışmalarda valvüler ve kalp fonksiyonlarını değerlendirmek için en iyi yöntemleri ile ilgili tartışma teşvik edeceğini umuyoruz.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
High resolution ultrasound machine VisualSonics, Fujifilm Vevo 2100 
Isoflurane diffuser (capable of delivering 1 % to 1.5 % isoflurane mixed with 1 L/min 100% O2 VisualSonics, Fujifilm N/A
Transducers for small mice (550D) or larger mice (400) MicroScan, VisualSonics, Fujifilm MS 550D, MS 400
Animal platform VisualSonics, Fujifilm 11503
Advanced physiological monitoring unit VisualSonics, Fujifilm N/A
Isoflurane Terrell NDC 66794-019-10
Nose cone and tubing connected to isoflurane diffuser and 100% O2 Custom Engineered in-house --
Hair razor Andis Super AGR+ vet pack clipper AD65340
Ultrasound gel Parker Laboratories REF 01-08
Electrode gel  Parker Laboratories REF 15-25
Adhesive tapes Fisher Laboratories 1590120B
Paper towels

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ngo, D. T., et al. Determinants of occurrence of aortic sclerosis in an aging population. JACC Cardiovasc Imaging. 2, 919-927 (2009).
  2. Nkomo, V. T. Epidemiology and prevention of valvular heart diseases and infective endocarditis in Africa. Heart. 93, 1510-1519 (2007).
  3. Amato, M. C., Moffa, P. J., Werner, K. E., Ramires, J. A. Treatment decision in asymptomatic aortic valve stenosis: role of exercise testing. Heart. 86, 381-386 (2001).
  4. Bonow, R. O., et al. Focused update incorporated into the ACC/AHA 2006 guidelines for the management of patients with valvular heart disease: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines (Writing Committee to Revise the 1998 Guidelines for the Management of Patients With Valvular Heart Disease): endorsed by the Society of Cardiovascular Anesthesiologists, Society for Cardiovascular Angiography and Interventions, and Society of Thoracic Surgeons. Circulation. 118, e523-e661 (2008).
  5. Yutzey, K. E., et al. Calcific aortic valve disease: a consensus summary from the Alliance of Investigators on Calcific Aortic Valve Disease. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 34, 2387-2393 (2014).
  6. Rajamannan, N. M. Calcific aortic valve disease: cellular origins of valve calcification. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 31, 2777-2778 (2011).
  7. Weiss, R. M., Miller, J. D., Heistad, D. D. Fibrocalcific aortic valve disease: opportunity to understand disease mechanisms using mouse models. Circ Res. 113, 209-222 (2013).
  8. Sider, K. L., Blaser, M. C., Simmons, C. A. Animal models of calcific aortic valve disease. Int J Inflam. 2011, 364310 (2011).
  9. Miller, J. D., Weiss, R. M., Heistad, D. D. Calcific aortic valve stenosis: methods, models, and mechanisms. Circ Res. 108, 1392-1412 (2011).
  10. Ram, R., Mickelsen, D. M., Theodoropoulos, C., Blaxall, B. C. New approaches in small animal echocardiography: imaging the sounds of silence. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 301, H1765-H1780 (2011).
  11. Moran, A. M., Keane, J. F., Colan, S. D. Influence of pressure and volume load on growth of aortic annulus and left ventricle in patients with critical aortic stenosis. J Am Coll Cardiol. 37, 471a (2001).
  12. Thibault, H. B., et al. Noninvasive assessment of murine pulmonary arterial pressure: validation and application to models of pulmonary hypertension. Circ Cardiovasc Imaging. 3, 157-163 (2010).
  13. Baumgartner, H., et al. Echocardiographic assessment of valve stenosis: EAE/ASE recommendations for clinical practice. J Am Soc Echocardiogr. 22, quiz 101-102 1-23 (2009).
  14. Lang, R. M., et al. Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 16, 233-270 (2015).
  15. Devereux, R. B., Reichek, N. Echocardiographic determination of left ventricular mass in man. Anatomic validation of the method. Circulation. 55, 613-618 (1977).
  16. Ommen, S. R., et al. Clinical utility of Doppler echocardiography and tissue Doppler imaging in the estimation of left ventricular filling pressures: A comparative simultaneous Doppler-catheterization study. Circulation. 102, 1788-1794 (2000).
  17. Tei, C., et al. New index of combined systolic and diastolic myocardial performance: a simple and reproducible measure of cardiac function--a study in normals and dilated cardiomyopathy. J Cardiol. 26, 357-366 (1995).
  18. Koshizuka, R., et al. Longitudinal strain impairment as a marker of the progression of heart failure with preserved ejection fraction in a rat model. J Am Soc Echocardiogr. 26, 316-323 (2013).
  19. Ishizu, T., et al. Left ventricular strain and transmural distribution of structural remodeling in hypertensive heart disease. Hypertension. 63, 500-506 (2014).
  20. Yamada, S., et al. Induced pluripotent stem cell intervention rescues ventricular wall motion disparity, achieving biological cardiac resynchronization post-infarction. J Physiol. 591, 4335-4349 (2013).
  21. Andrews, T. G., Lindsey, M. L., Lange, R. A., Aune, G. J. Cardiac Assessment in Pediatric Mice: Strain Analysis as a Diagnostic Measurement. Echocardiography. 31, 375-384 (2014).
  22. Ferferieva, V., et al. Assessment of strain and strain rate by two-dimensional speckle tracking in mice: comparison with tissue Doppler echocardiography and conductance catheter measurements. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 14, 765-773 (2013).
  23. Fine, N. M., et al. Left and right ventricular strain and strain rate measurement in normal adults using velocity vector imaging: an assessment of reference values and intersystem agreement. Int J Cardiovasc Imaging. 29, 571-580 (2013).
  24. Pernot, M., Fujikura, K., Fung-Kee-Fung, S. D., Konofagou, E. E. ECG-gated, mechanical and electromechanical wave imaging of cardiovascular tissues in vivo. Ultrasound Med Biol. 33, 1075-1085 (2007).
  25. Liu, J. H., Jeng, G. S., Wu, T. K., Li, P. C. ECG triggering and gating for ultrasonic small animal imaging. IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control. 53, 1590-1596 (2006).
  26. Monin, J. L., et al. Low-gradient aortic stenosis: operative risk stratification and predictors for long-term outcome: a multicenter study using dobutamine stress hemodynamics. Circulation. 319-324 (2003).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please sign in or create an account.

    Usage Statistics