التشخيص بالموجات فوق الصوتية التصوير من ماوس الحجاب الحاجز وظيفة

Summary

وقد ثبت التصوير بالموجات فوق الصوتية التشخيصية أن تكون فعالة في تشخيص مختلف أمراض الجهاز التنفسي في مواضيع الإنسان والحيوان. علينا أن نظهر بروتوكول الموجات فوق الصوتية الشاملة التي يستخدمها مختبر الدكتور تسوه لتحليل حركية الحجاب الحاجز وتحديدا في نماذج الماوس. وهذا هو أيضا أسلوب البحوث غير الغازية التي يمكن أن توفر معلومات كمية عن وظيفة الماوس العضلات التنفسية.

Abstract

تحليل وظيفة من القوارض عضلات الهيكل العظمي الجهاز التنفسي، وخصوصا الحجاب الحاجز، ويؤديها عادة من خلال عزل العضلات باستخدام شرائط العمليات الجراحية الغازية. على الرغم من أن هذا هو وسيلة فعالة لتقييم النشاط في الحجاب الحاجز المختبر، أنها تنطوي على عملية جراحية غير البقاء على قيد الحياة. تطبيق التصوير بالموجات فوق الصوتية غير الغازية باعتبارها الإجراء في الجسم الحي هو مفيد لأنه لا يقلل من عدد الحيوانات التضحية، ولكن هو أيضا مناسبة لرصد تطور المرض في الفئران الحية. وبالتالي، لدينا طريقة التصوير بالموجات فوق الصوتية قد يساعد على الأرجح في تطوير علاجات جديدة تخفف اصابة في العضلات الناجمة عن مختلف الأمراض التنفسية. ولا سيما، في التشخيصات السريرية لأمراض الرئة الانسدادي، والتصوير بالموجات فوق الصوتية لديه القدرة على استخدامها جنبا إلى جنب مع غيرها من الاختبارات القياسية للكشف عن الاصابة المبكرة من التعب في العضلات الحجاب الحاجز. في البروتوكول الحالي، نحن تصف كيفية تقييم بدقة الحجاب الحاجز contractility في نموذج الفأر باستخدام تقنية التصوير بالموجات فوق الصوتية التشخيصية.

Introduction

في الآونة الأخيرة، وقد تم تطبيق تقنيات التصوير بالموجات فوق الصوتية التشخيصية لنماذج الماوس من ارتفاع ضغط الدم الكلوية والبنكرياس ^1،2 السرطان. ومع ذلك، لم تستخدم على نطاق واسع هذه التقنيات في القوارض الجهاز التنفسي وظيفة العضلات الفحص. لذلك، قمنا بتطوير طريقة التصوير بالموجات فوق الصوتية التشخيصية باعتبارها أداة قيمة لتقييم طولية في الجسم الحي من التنقل الحجاب الحاجز في الفئران.

وهناك العديد من المزايا لتصوير الموجات فوق الصوتية التشخيصية. على سبيل المثال، فمن موسع وآمنة، والمحمولة، ويسمح لقياس الوقت الحقيقي بتكلفة منخفضة نسبيا ^3. بشكل خاص، وكانت قادرة على الكشف عن محاصرة الهواء، سمة السريرية لمرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD) مع خفيفة الى الحد من تدفق الهواء الشديد ⁴ أجهزة معينة الموجات فوق الصوتية ذات التردد المنخفض. وبالتالي، التصوير بالموجات فوق الصوتية التشخيصية قد تكون بمثابة طريقة الفرز يمكن الوصول إليها بسهولة وقابلة للتكرار لرصد الوقت الحقيقي اضطرابات في الجهاز التنفسي.

يتم تطبيق تقنيات التصوير بالموجات فوق الصوتية التشخيصية في كثير من الأحيان إلى الحيوانات الكبيرة أو البشر. ومع ذلك، فقد كان هناك عدد محدود من الدراسات التصوير بالموجات فوق الصوتية على نماذج الماوس، والتي من المرجح نظرا للتحديات أداء الموجات فوق الصوتية على المواضيع نطاق صغير. يحدد البروتوكول الحالي إجراء رواية لقياس وظيفة الحجاب الحاجز في الماوس. بالإضافة إلى ذلك، وإن كانت هناك العديد من الدراسات القوارض على وظيفة الحجاب الحاجز، وقد تم توليد معظم النتائج من خلال عزل شرائح العضلات مباشرة من الحيوان الموت الرحيم ^5-7. في المقابل، فإن التشخيص باستخدام طريقة التصوير بالموجات فوق الصوتية في الجسم الحي لتحليل النشاط الحجاب الحاجز تقليل ضحى عدد الحيوانات للتجريب. وعلاوة على ذلك، والعلاجات الطويلة الأمد التي تركز على تعزيز انقباض الحجاب الحاجز يمكن تقييمها بدقة عن طريق الموجات فوق الصوتية في نماذج القوارض دون التضحية الحيوانات.

ntent "> في مختبرنا، قمنا بتطوير وسيلة فعالة لتصور وكذلك تحليل الماوس النشاط الحجاب الحاجز باستخدام جهاز الموجات فوق الصوتية، مما يساعد على فهم وظيفة الحجاب الحاجز في الجسم الحي، ويتجنب أساليب الغازية للحيوانات، ويساعد في تطوير العلاجية علاجات لضعف الجهاز التنفسي.

Protocol

تمت الموافقة على جميع الإجراءات التي تجرى على الحيوانات والانتهاء وفقا والامتثال والمؤسسية جنة رعاية الحيوان واستخدام جامعة ولاية أوهايو (IACUC) اللوائح والمبادئ التوجيهية.

1. ماوس التخدير

1. إعداد جدول الإجراء نظيفة مع وسادة ساخنة متساوي ملفوفة في منشفة الجراحية. ينبغي الحفاظ على وسادة التدفئة ما بين 30 درجة مئوية و 34 درجة مئوية درجة الحرارة الأساسية لتحقيق الاستقرار الحيوان في حين خفض التوتر المحتملة للحيوان.
2. ضع الماوس في غرفة تحريض التخدير مع المعلمات التالية: معدل تدفق الأوكسجين تعيين إلى 1.5 لتر / دقيقة والمرذاذ isoflurane وتعيين إلى 3.5٪. التخدير الكامل يجب ان تتم في غضون 1-2 دقائق. إذا غرفة الاستقراء غير متوفرة، ويمكن استخدام جرة الجرس مع شبكة سلكية وضعه في أسفل لتجنب الاتصال المباشر مع الحيوانات isoflurane و.
3. على الفور إزالة الماوس من غرفة الحث عليه مرة واحدةهو تخدير تماما (يتحقق عندما يفقد الماوس وظيفة الحركة الطوعية). تطبيق الأنف مخروط للحيوان لصيانة التخدير. ينبغي خفض معدل تدفق الأوكسجين إلى ما يقرب من 0.5 لتر / دقيقة ويجب تعيين المرذاذ isoflurane وداخل نطاق بين 1.5 و 2.5٪.
   1. تنطبق على كمية صغيرة من مرهم للعين مباشرة إلى القرنيات للحد من جفاف العين ^8. بالإضافة إلى ذلك، أثناء التخدير، وينبغي الحفاظ على الماوس غياب منعكس دواسة الانسحاب، يجب أن تبقى الأغشية المخاطية لون وردي، ويجب أن تظهر التنفس مطرد.

2. التحضير لإجراء التشخيص بالموجات فوق الصوتية التصوير

1. كبح جماح كل ساق من الماوس على الطاولة الإجراء ساخنة مع مادة لاصقة قابلة للإزالة، مثل الشريط الجراحية.
2. باستخدام الحلاقة الكهربائية، وإزالة الشعر على سطح الجسم بطني بين الطريقة البطن ونصف يصل التجويف الصدري. تطبيق كريم إزالة الشعر لمزيد من إعادةنقل الشعر المتبقية التي لا يتم قطع أسلاك شائكة قبل. يمسح كريم مع شاش مبللة بعد 2-3 دقيقة.
3. إزالة الشعر الزائد باستخدام شاش مبلل بالماء، وتنظيف المنطقة حليق مع الكحول 70٪ أو ما يعادلها مطهر. سيتم تطبيق مسبار الموجات فوق الصوتية لهذا المجال لتصور وظيفة الحجاب الحاجز. ويمكن توفير مسكن موضعي للحيوانات التي تعاني من تهيج الجلد الطفيفة بسبب إزالة الشعر.

3. التشخيص بروتوكول التصوير بالموجات فوق الصوتية

1. بدوره على جهاز الموجات فوق الصوتية وضبط انتاج الطاقة (إذا لزم الأمر) على الجهاز عن طريق نسبة مئوية للحصول على الدقة المثلى.
2. تعيين جهاز الموجات فوق الصوتية إما ب (السطوع) واسطة، M (الحركة) واسطة، أو كليهما قبل التصوير، والذي يسمح لتصور الصحيح للانكماش الحجاب الحاجز الماوس.
3. تنطبق على كمية صغيرة من هلام الموجات فوق الصوتية على البطن العلوي الماوس، وتدليك هلام نحو التجويف الصدري.
4. وضع فائقةالصوت محول في هذا المجال وزاوية أنها التصاعدي نحو القلب. ضبط التحقيق حتى يتم تحقيق قرار الأمثل من الصورة. ملاحظة: لهذا البروتوكول، ومجموعة صغيرة محدبة أو خطية مراحل مجموعة المفاتيح هو التحقيق مثالية للاستخدام نظرا لحجم صغير والقرار المحوري ممتازة ^9؛ التردد يحتاج إلى تعديل وعرض النطاق الترددي عبر عن هذه التجارب مجموعة من 6،5 حتي 12 ميغاهرتز يمكن الاستفادة منها.
5. اضغط على زر التجميد مؤقتا لحفظ الصور الحجاب الحاجز وعرض تقلصات المحدد.
6. حفظ التسجيل بمثابة حلقة سينمائية، والذي يسمح للقياسات في وقت لاحق من رحلة حجابي وكذلك معدل التنفس. ملاحظة: يمكن حفظ لقطة من الصور في ذاكرة الكمبيوتر أو على قرص صلب خارجي لتحليل المستقبل ^9.
   1. على وجه التحديد قياس عمق حركة الحجاب الحاجز من الاسترخاء إلى الانكماش باستخدام الفرجار الالكترونية التي هي جزء من برنامج الموجات فوق الصوتية.
   2. تحويلحلقة سينمائية ملف إلى ملف MPEG وتحديد معدل التنفس عن طريق حساب عدد من تقلصات حجابي خلال فترة التسجيل. بدلا من ذلك، وعدد من تقلصات لكل دقيقة (معدل التنفس) قد تحسب من الصورة M-اسطة.

4. مشاركة التخدير استعادة الحيوان

1. الماوس يجب استرداد تماما من التخدير في حدود 1 ساعة. لا تترك الحيوان غير المراقب حتى استعاد وعيه أنها كافية للحفاظ على الاستلقاء القصية.

النتائج

وأظهرت صورة الموجات فوق الصوتية نموذجية من الحجاب الحاجز الماوس في الشكل 1A. وسجلت تشريد العمودي القصوى الماوس الحجاب الحاجز. تم حساب هذه المسافة عن طريق قياس بدقة عمق حركة الحجاب الحاجز من الاسترخاء إلى انكماش باستخدام الفرجار الالكترونية التي هي جزء من بر?...

Discussion

بروتوكول التجريبية الحالية تطور تقنيات التصوير بالموجات فوق الصوتية التشخيصية محددة للنشاط الحجاب الحاجز في نموذج الفأر من خلال ذلك، في الجسم الحي النهج غير الغازية. إعدادات جهاز التخدير هي قيم تقريبية، والتي قد يتم تعديلها بشكل طفيف لكل حيوان منذ الفئران الف?...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Veterinary digital ultrasonic diagnostic imaging system	Edan	DUS 3 VET	Ultrasound parameters include: frequency of 6.5 MHz, Depth of 29 mm. Note: An equivalent ultrasound machine may be used for this protocol
Micro-convex array transducer	Edan	C611	Or equivalent
GE Logiq i hand-carried unit (HCU)	GE Healthcare	GE Logiq i hand-carried unit (HCU)	Or equivalent
GE 12 MHz linear array probe	GE Healthcare	12L-RS	Or equivalent
Veterinary anesthetic vaporizer	Webster Veterinary	Serial #: W422021	Isoflurane was exclusively used with this vaporizer (or equivalent). A custom made induction chamber for anesthesia was assembled for initial anesthesia. Maintenance anesthesia was performed using a nose cone
Isothesia (Isoflurane, USP)	Butler Schein	29405 250ML PVL	Or equivalent
Enviro-pure anesthesia absorbing canister	Surgivet Smiths Medical PM, Inc.	Part #: 32373B10	Or equivalent
Ultrasound transmission gel	HM Sonic	N/A	Or equivalent
Puralube vet ointment	Puralube	NDC 17033-211-38	Or equivalent
Deltaphase isothermal pad	Braintree Scientific Inc.	39DP	Or equivalent
Hair remover	Nair	N/A	Or equivalent
Electric razor	Remington	HC-5015	Or equivalent
Surgical tape	3M Micropore	1530-1	Or equivalent
Gauze sponges	Dynarex	3262	Or equivalent