Method Article
الموجات فوق الصوتية عالية التردد دوبلر هو تقنية جديدة لتقييم وظيفة عضلة القلب في المنطقة. هذا العمل يطرح أول دليل إثبات انطباق هذا المنبر التصوير تنوعا لقياس الضغط المتكرر لعضلة القلب ، DP / دينارا ، وقلس التاجي في القلب (IR) ، نقص التروية إشباعها الفئران.
وقد أجريت عملية جراحية - ضخه الإسكيمية (IR) في قلوب الفئران التي تعرضت بعد ذلك لتصوير المتكررة لرصد التغيرات الزمانية وظيفية في المعلمات أهمية سريرية رئيسية. وقد اكتسبت الأفلام ثنائية الأبعاد في إطار معدل مرتفع (8 كيلو هرتز) ، واستخدمت لتقدير عالية الجودة سلالة عضلة القلب. وكان ثنائي الأبعاد elastograms (صور سلالة) ، فضلا عن ملامح التوتر ، تصور. وكانت النتائج قوية في تقييم كمي IR بفعل التغيرات في الأحداث بما في ذلك تقلص القلب (LV) البطين الأيسر ، والاسترخاء ومراحل LV isovolumetric قلوب كل من قبل الأشعة تحت الحمراء والأشعة تحت الحمراء آخر يدق في فئران سليمة. بالإضافة إلى ذلك ، تم اقتراح خطر الجدار القطاع الحكيمة وتشوه تشريحي احتشاء عضلة القلب في تصور. كانت elastograms فريد يمكنها من تقديم معلومات عن المعايير التالية بالإضافة إلى مؤشرات الفسيولوجية القياسية التي تعرف أن تتأثر احتشاء عضلة القلب في الماوس : بأقطار الداخلية للفتحة الصمام التاجي والأبهر ، فوهة قلسي فعالة ، سلالة عضلة القلب (فضلا كفافي كما شعاعي) ، اضطراب في نمط تدفق الدم ، والذي كشفت عنه الأفلام دوبلر لون وملامح السرعة ، اتواقت في قطاع الوقف ، وتغيرات في طول واتجاه ناقلات يتظاهرون أبطأ وغير متناظرة حركة الحائط. هذا العمل يؤكد على مظاهرة البصرية للكيفية التي يتم تنفيذ مثل هذه التحليلات.
البروتوكولات التجريبية
واستخدمت البروتوكولات التالية مختلفة لتحديد الجدوى من القياسات التي تهدف إلى التحقيق في قلب IR الفئران غير جراحية. وأعقب الأساس التصوير echocardiographic بواسطة الاستقراء الجراحي لضخه - الإسكيمية (IR ، والبروتوكول 1) والتي تلتها ضربات القلب عند نقاط زمنية متعددة خلال التعافي من الأشعة تحت الحمراء.
بروتوكول 1. اليسار الأمامي تنازلي (LAD) الشريان IR : عملية جراحية
C57BL الذكور / 6 الفئران البالغة (8 أسابيع من العمر ؛ 24.5 ± 1.5G ، يعني ± SD ؛ هارلان تكنولوجيز ، IN) وبقيت تحت مستوى ظروف السكن المختبر من الحصول على طعام وبالمال وبالشهرة أيضا شرب المياه الإعلانية. وكانت الفئران باستخدام حقن تخدير داخل الصفاق من مزيج من الكيتامين (100 ملغ / كلغ) وزيلازين (10mg/kg) ، وضعت على طاولة العمليات الجراحية الدافئ ، وintubated endotracheally. يستخلص مخدر الطائرة المناسبة للقوارض قبل وقف ردود الفعل قرصة أخمص قدميها ، وتباطؤ التنفس. وتعقيم الأدوات عبر يغسل الإيثانول 70 ٪ والتعقيم. تم إدراج أي الأدوات التي تركت المجال العقيمة في تعقيم الأدوات الساخنة حبة لمدة 1 دقيقة قبل الاستخدام المستمر. وكانت التهوية الفئران (جهاز هارفارد في بوسطن ، ماساتشوستس) باستخدام خليط الهواء isoflurane بمعدل حجم المناسبة والمد والجزر. تم رصد القلب الكهربية خلال الإعداد لعملية جراحية باستخدام تخطيط القلب الكهربائي لمدة ثلاثة الرصاص ، وسجلت تغييرات باستخدام الكمبيوتر Powerlab البرمجيات (صكوك م).
وكان الوصول إلى القلب عبر بضع الصدر اليسار. وكان تراجع الرئة اليسرى للسماح بالوصول إلى بيريكارديوم. وقد رفعت الأذن اليسرى لفضح الشريان التاجي LAD ، والتي كانت معزولة باستخدام 7-0 خياطة Prolene التي شنت على إبرة مدبب. وشددت على خياطة قطعة من أنبوب PE - 10 للحث على نقص التروية عكسها. وكان LAD المغطي لمدة 60 دقيقة. بعد 60 دقيقة ، تم الإفراج عن خياطة للسماح لضخه في عضلة القلب المصاب. عند ضخه ناجحة ، تم إغلاق الصدر مع توقف الغرز Prolene 7-0 فضلا عن شق الجلد مع الغرز Prolene 5-0.
طوال الجراحة ، وتمت المحافظة على درجة حرارة الجسم 36.7 ± 0.5 درجة مئوية باستخدام جدول ساخنة الجراحية ورصد المسبار الحراري مع المستقيم. الحلقة الدماغية ، أسباب تلون شاحب من عضلة القلب LV التي يمكن تقديره بشكل مرئي. تم إغلاق الصدر ، خياطة ، وكان قطع أنبوب القصبة الهوائية مما الماوس على التنفس من تلقاء نفسه. وكان هذا الحيوان ثم عاد الى القفص ، وضعت على تعيين كتلة التدفئة إلى 37 درجة مئوية. بمجرد أن الانتعاش الكامل ، وعاد للحيوان قارض الى الحظيرة قبل وحدة التصوير echocardiographic. وقد وافق جميع الإجراءات المتبعة في رعاية الحيوان المعملية اللجنة المؤسسية والاستخدام (ILACUC) من جامعة ولاية أوهايو.
بروتوكول 2. M - وضع التصوير بروتوكول لتحديد وظيفة القلب واكتشاف جدار حركة الشذوذ
لتقييم التغيرات الشعاعية والطولية في وظيفة القلب وتشوهات الحركة الجدار ، وأجرينا قبل التصوير باستخدام الأشعة تحت الحمراء الترددات العالية ، وارتفاع القرار الماسح الموجات فوق الصوتية (مرئي شركة سياتل وتورنتو ، كندا). معلمات القياسية ضربات القلب M - وضع مثل أبعاد الجدار ، وجرى تقييم في حجم وحدات التخزين انقباضة ، انبساط والسكتة الدماغية ، والكسور طرد (EF) ، وتقصير كسور (FS) ، خرج القلب (CO) ، وبأقطار داخلية في انقباض وانبساط ، وذلك باستخدام في الصنع من طراز M - وضع بروتوكول في كل نقطة زمنية (قبل الأشعة تحت الحمراء ، ويوم ويوم 3 7).
بروتوكول 3. VevoStrain الرقطة تعقب بروتوكول الخوارزمية
تم الحصول عليها النمط B - الأفلام وتعرض لعملية تستخدم في الصنع VevoStrain الخوارزمية لإجراء تحليلات السلالة. وهذا يسمح بتقييم سرعة ، والتشريد ، وسلالة ، ومعدل سلالة من خلال أزرار منفصلة قدمت في واجهة تفاعلية إعطاء المؤامرات والصور M - وضع جنبا إلى جنب مع قيم البيانات التي تم القيام بالنقر الرموز المطلوبة في لوحة التحكم.
رقطة التقييم تتبع سلالات
2 - D الرمادي تم الحصول عليها في حلقات سينمائية قصيرة عرض المحور LV بمعدل الإطار س /> إطارات 275 لكل تجربة ، وكان ما لا يقل عن ثلاث دورات متتالية القلب المسجلة رقميا وتخزينها على القرص الثابت لتحليلها حاليا على محطة العمل. استخدمنا خوارزمية رقطة تتبع تدمج Vevo2100. تم إجراء تحليل سلالة المراقبين المدربين نفسه. وكان مضافين في المنطقة ذات الاهتمام عبر المقطع العرضي للبطين في الصورة المقابلة لمنطقة الحد الأدنى من الشغاف. الخوارزمية ثم ينقسم البرنامج تلقائيا على المدى القصير محور LV عرض في ستة قطاعات لطخة تتبع طوال دورة القلب. ثم كانت تتبع جودة تفقد البصر ، وإذا كان مرض ما لا يقل عن خمسة قطاعات ، والبحث عن المفقودين وقبولأد.
بروتوكول 4. قياس تدفق دوبلر بروتوكول
لدراسة قلس الصمام التاجي ، وحساب معدل التغير في ضغط الدم الانقباضي LV (DP / DT) ، تم استخدام بروتوكول دوبلر الكشف عن التدفق. لهذا الغرض ، تم الحصول عليها ملامح القوة تدفق الدم سرعة دوبلر من خلال وضع المسبار على متن طائرة صمام تاجي وقلسي طائرة الأبهر. وأعقب التصوير من سرعة تدفق الدم عن طريق القياس للحصول على قيم المعلمات مثل الذروة ومتوسط السرعة القصوى ، ويعني التدرجات الضغط والسرعة لا يتجزأ الوقت ، والوقت. لحساب شركة موانئ دبي / دينارا ، استخدمت المترالي سرعة قلسي الشخصية لقياس سرعة صمام انقباض في وقت مبكر (أشد المنحدر من التشكيل الجانبي لتقليل الاعتماد على سرعة تحميل) ووقت المقابلة من المنحدر. أخيرا ، قدم معادلة برنولي ق سرعة تحويل الضغط لتحديد معدل الزيادة في الضغط الانقباضي.
Echocardiographic البيانات اقتناء
وقد التقط الفئران في حالة واعية في درجة حرارة الغرفة من 37 درجة مئوية مع انخفاض الإضاءة المحيطة في حين عقدت من قبل معالج من ذوي الخبرة في موقف اليسار المعرضة للاستلقاء. وكان تصوير القلب في وضع 2 - D في وجهات النظر القص الطويل والقصير المحور مع تحديد عمق 1.0 سم وبمعدل الإطار س / ≥ 270 إطارات تم الحصول على صورة M - وضع في سرعة اكتساح 200 ملم / ثانية. وقد أجريت جميع القياسات وفقا للمبادئ التوجيهية التي قدمتها الجمعية الأميركية لأمراض القلب.
أجري التصوير في الفئران واعية جنبا إلى جنب مع تسجيل الكهربائي. وقد عرفت نهاية انقباضة كمنطقة LV الحد الأدنى. شيدت ثم قطعي S CIRC ومنحنيات S راد من خلال دمج الإشارات المناسبة بدءا من نقطة نهاية الانبساط ومن ثم الحصول على متوسط معدل منحنيات سلالة قطعي. ثم تم الحصول عليها في نهاية الانقباضي سلالات من سلالة منحنى المتوسط.
ممثل النتائج
واستخدمت ثنائي الأبعاد أفلام حصلت على معدل الإطار عالية (8 كيلو هرتز) لتقدير عالية الجودة سلالة عضلة القلب. ساعد elastograms ثنائي الأبعاد (صور سلالة) ، فضلا عن ملامح سلالة بوصفها وظيفة من الوقت نقدر ذلك وظيفية من الأشعة تحت الحمراء. قاد النهج المذكور أعلاه للكشف موثوق بها من المعلمات التالية :
معيار نتائج الأشعة تحت الحمراء (شيوعا في الأدب)
فريدة من نوعها بعد نتائج الأشعة تحت الحمراء
(لم تبلغها من قبل في وضع الفئران تحت الحمراء ولكن من المعروف أن من الأهمية السريرية في البشر)
التين. . 1i قياس الضغط عضلة القلب : نهاية انبساط الاسترخاء الكامل الذي أبدته أقصر نواقل (M1)
التين. . 1ii قياس الضغط عضلة القلب : LV هو التعاقد الذي أبداه طول واتجاه النواقل ، قد حدت من موقع الإصابة (نقطة خضراء) انكماش (M2)
التين. . 1iii قياس الضغط عضلة القلب : نهاية انقباض ، تقلص الكامل الذي أبدته أقصر نواقل (M3)
التين. . 1iv قياس الضغط عضلة القلب : المحور طويلة في انبساط (M4)
التين. 1V سلالة شعاعي عضلة القلب (S راد) القياس : منحنيات ونا مميزا تمثل ضغطا على نقاط ملونة منها في صور Fig1.i الرابعة (M5)
التين. 1vi سلالة كفافي عضلة القلب (S CIR) القياس : منحنيات ونا مميزا تمثل ضغطا على نقاط ملونة منها في صور Fig1.i الرابعة (M6)
الشكل 1. B - وضع تصور أفلام نهاية انبساط (ED) وتنتهي انقباضة - (ES) والتغيرات في حجم غرفة LV آخر ، الأشعة تحت الحمراء.
B - وضع لوحات لتحديد البطين الأيسر (LV) سلالة كفافي (S CIRC) والسلالة شعاعي (S راد) من الأبعاد اثنين رقطة تتبع ضربات القلب.
VevoStrain رقطة تتبع خوارزمية لمراقبة ناقلات تصور حجم واتجاه حركة عضلة القلب ، والقص المحوري آراء محور طويلة مما يدل على النواقل في موقع الاصابة بضعف عضلة القلب لل.
شعاعي والطولية الضغوط على ماوس وظيفة أساسية والفأر IR day7. لون ترميز تظهر ملامح سلالة نقطة لون مختلف مشفرة في مواقع على عضلة القلب من خط الأساس (قبل IR) وعلاجها (بعد الأشعة تحت الحمراء ، day7) القلوب. LV - البطين الأيسر ، RV - البطين الأيمن ، S - راد شعاعي السلالة ، S - CIR كفافي السلالة.
الشكل 2. القطاعية التزامن عضلة القلب.
تحليلات استنادا إلى البيانات سلالة قبل وبعد الأشعة تحت الحمراء. LV مقسمة إلى ستة قطاعات (1 = القاعدية الخلفي ، 4 = القاعدية الأمامية ، 2 = منتصف الخلفي ، 5 = منتصف الأمامي ، 3 = قمة الخلفي ، 6 = قمة الأمامي) وفقا للجمعية الأمريكية لأمراض القلب. التحقق من التزامن البطين الميكانيكية لمعرفة ارتباطه تصلب عضلة القلب والأنسجة المقررة دوبلر والتصوير السلالة.
لوحة ملونة تظهر صورة ترميز القطاعات 1-6 مع القيم وقتا لقمة في القطاعات المماثلة في الألف. شعاعي والطولية synchronicities المنصوص عليها IR - قبل وبعد الأشعة تحت الحمراء من حيث الرسوم البيانية. الألوان على الرسوم البيانية تتوافق مع ألوان من القطاعات ذات الصلة.
التين. . 3I القياسات التشريحية : قطر الفتحة قلس التاجي في القلب الفئران (خطوط زرقاء مع القياسات المتكررة) ، وحجم العينة في الشريان الأورطي (الخطوط الصفراء) (M8)
التين. 3ii. محات تدفق قلسي في قلب فأر ، إلى الأمام العلوي والسفلي التدفق الى الوراء في الصمام التاجي (M9)
التين. 3iii. الأبهر من التشكيلات سرعة تدفق في قلب الماوس (M10)
التين. 3iv. قلسي في فوهة صمام تاجي ، آو = الشريان الأورطي ، ولوس انجليس دائرة نصف قطرها = = الأذين الأيسر ، والوقف = البطين الأيسر ، ص (M11)
الشكل 3. تاجي قلسي الخامس كسر صمام (RF).
Echocardiographic صورة لوحة لقياس نسبة قلسي (RF). قياس قطرها الأبهر (أسد) ، وصمام تاجي قطر الفتحة (MVD) تظهر موضع حجم العينة في الطائرة قلسي والشريان الأورطي. هذه القياسات تقديم لمحات قلسي سرعة تدفق الأبهر الصاعد والذي التشكيلات سرعة أعلى وأسفل خط الإشارة إلى الأمام والخلف تدفق الدم إلى LV والعودة إلى الأذين الأيسر. RF (في ٪) باستخدام حساب الصيغة ، RF = MV CSA * VTI من طائرة MV في انبساط -- آو CSA * VTI من طائرة آو في انقباض) * 100 / MV CSA * VTIمن MV.
الكمي للجزء قلسي عرض الكسر قلسي الفئران في مؤشر آخر ، الأشعة تحت الحمراء لصمام تاجي متقيا. تغييرات في فوهة صمام تاجي قلسي فعالة (ERO) بعد الأشعة تحت الحمراء بسبب كروية LV. ممثل دوبلر لون الصور المسيئة للتدفق الدم من الأذين الأيسر إلى LV. توسيع فوهة تدفق الدم إلى التدفق المضطرب وزيادة سرعة تدفق غير طبيعي. ERO تشير عجز الصمامات. مستعارة سرعة التدفق. ويستخدم موجة نابض للاستفادة من التحولات في تحديد الصفحي في التدفق المضطرب. ERO حسابها باستخدام الصيغة ، ERO = التدفق / Vmax = 2 π R2 فا / Vmax ، فا = سرعة التعرج ، ص = نصف قطرها الفوهة ، Vmax السرعة القصوى =.
التين. 4I. قياس المعلمات الوظيفية في مرحلة ما قبل IR الماوس. وير لينة بحساب المعلمات التي تتبع خط أحمر ، عمودي = انبساط ، الأخضر انقباضة خط عمودي (M12)
التين. 4ii. قياس المعلمات الوظيفية في مرحلة ما بعد IR الماوس. وير لينة بحساب المعلمات التي تتبع خط أحمر ، عمودي = انبساط ، الأخضر انقباضة خط عمودي (M13)
الشكل 4. معدل التغير في الضغط الانقباضي البطين (DP / DT) : قبل وبعد الأشعة تحت الحمراء.
ارتباط جزء طرد (EF) مع موانئ دبي / دينارا. صورة تظهر لوحة من نوع M - النمط الذي يتم أخذ القياسات الأساسية وظيفية.
التمييز من انقباض في القلب على مر الزمن ؛ تظهر الرسوم البيانية شريط DP / دينارا بعد الأشعة تحت الحمراء. يشير قياس معلمة واحدة تعطي المعلومات السريرية إلى أخرى.
الشكل 5. الفيلم القصير محور يتظاهرون قبل الأشعة تحت الحمراء لقياس الضغط.
Echocardiographic الفيلم تم الحصول عليها من وجهة النظر القص من القلب إلى تصور التشكل في قلب فأر قبل الأشعة تحت الحمراء.
الشكل 6. الفيلم القصير محور إثبات آخر ، الأشعة تحت الحمراء لقياس الضغط المنخفض
تتبع ممثل الفيلم المحورية لLV الماوس لالبطانة مما يدل على ناقلات سلالة الأنسجة برصيد خمس نقاط محددة في قياس النظر.
الشكل 7. القص طويلة محور الفيلم لون دوبلر
ضخ تدفق دوبلر لون الفيلم يدل على الدم في الأذين الأيسر من خلال الصمام التاجي في LV أثناء انبساط ويتم ضخ الدم من خلال الشريان الأورطي خلال مرحلة انقباض في القلب مع اتجاه تدفق اللون الأزرق واللون الأحمر بعيدا نحو (بارت) الموجات فوق الصوتية التحقيق.
سلالة البيانات على أساس القياس باستخدام خوارزمية رقطة تتبع المراقب هو أقل نسبيا حيث تعتمد معظم التحليل التي يقوم بها البرنامج. ومع ذلك يجب أن نكون حذرين المراقب خلال تتبع الحدود من النخاب والبطانة في الأفلام B - النمط الذي يعتمد أكثر على هذه التجربة. وعلاوة على ذلك ، M - وضع تحليل وقياس السرعة هي أيضا ملامح المراقب الحد الأدنى التابعة. ومع ذلك ، في قياس الضغط وقياس الارتفاع من المرات ، ويتطلب عناية فائقة المراقب للغاية خلال قياسات الضغط لأن يعتمد بشكل مباشر مع مربع سرعة الذروة والتي أعرب عنها في صيغة برنولي ق التي حتى كمية صغيرة من الخطأ في القياس يمكن إنتاج تأثير التربيعية على الخطأ الكلي في قياس DP / دينارا. وعلاوة على ذلك ، وفوهة قلسي ليست ثابتة بالضرورة في جميع أنحاء انقباض ، وهذا يمكن أن يؤثر على تقدير شدة قلسي. قد جرعات التخدير نتيجة انخفاض كبير في تقصير من كسور تؤثر معلمات الفنية الأخرى. ولذلك ، استخدم معيار مهم لتخدير نتائج أفضل. ويمكن قياس معظم المعلمات باستخدام وسائل أخرى ، على سبيل المثال ، وضع علامات التصوير بالرنين المغناطيسي يمكن قياس سلالات 2D و 3D. ومع ذلك ، ضربات القلب هو أكثر ملاءمة للمستخدمين.
NHLBI R01 HL073087 إلى CKS.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Vevo2100 | VisualSonics, inc. | SN2100-0032 | |
Ventilation device | Harvard Apparatus | n/a | |
PC Powerlab software | ![]() | n/a | |
Isoflurane | Vedco, Inc. | 5260-04-12 | |
Aquasonic gel 100 | Parker Laboratories Inc. | 01-02 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved