Diese Arbeit wird durch einen Hamilton-Fairley NHMRC Fellowship (RH, AL) unterstützt; der viktorianische Regierung Operational Infrastructure Support Program (RH, EW) und der Marie-Curie-Industria-Academia Partnership and Pathways Erteilung von der Europäischen Kommission gefördert (ME, PD) . Die Autoren bedanken sich bei Dr. Andre Miyague, Dr. Francesca Russo, Frau Rosita Kinnart und Herr Ivan Laermans für ihre technische Expertise in der Herstellung danken dieses Video.

Die folgenden experimentellen Protokoll wird von der Animal Ethics Committee, Katholieke Universiteit Leuven, Leuven, Belgien zugelassen. Wir folgten zuvor beschriebenen chirurgischen Eingriff 13 mit einigen methodischen Veränderungen, vor allem in der Anästhesie Verfahren. 1. Induktion Intrauterine Growth Restriction (IUGR) <ol><li> Zeit vom trächtigen Kaninchen (hybrid Dendermonde und New Zealand White) werden in einzelnen Käfigen auf einer 12/12 Stunden Licht Zeitplan mit Zugang zu Wasser und Standard-Kaninchenfutter ad libitum vom Gestationsalter (GA) 18 Tage untergebracht. Bei GA 25 Tage (volle Amtszeit beträgt 31 Tage ungefähr), sind Kaninchen in den Operationssaal für chirurgische Schaffung IUGR übertragen. Vor der Operation, nach dem Zufallsprinzip vergeben ein &quot;Fall&quot; (IUGR) und &quot;Kontrolle&quot; Uterushorns im bicornuate Kaninchenuterus durch Randomisierung Software (GraphPad Software, USA) 19. Stichprobenumfang sollte durch Macht Berechnungen von einzelnen r bestimmt werdenesearchers für ihre Frage von Interesse. </li><li> Anästhesie Vorgehen. Induktions-Anästhesie durch Verabreichung Ketamin 35 mg / kg (Ceva Sante Animale, Brüssel, Belgien) und Xylazin 5 mg / kg (Ceva Sante Animale, Brüssel, Belgien) intramuskulär in der Hinterhand erreicht. Anästhesie wird dann mit einem inhalativen Mischung von 1-4% Isofluran aufrechterhalten (Isoba Vet; Abbott Laboratories Ltd, Queenborough, Kent, UK) in O 2 bei 2 L / min. Legen Sie ein Pulsoximeter (Nellcor N-20, Covidien, Irland) auf der mütterlichen zweite und dritte Zehe zur kontinuierlichen Überwachung der Herzfrequenz und arterielle O 2-Sättigung. </li><li> Chirurgischen Eingriff. <ol><li> Prämedikation. Vor Beginn der Operation, Administration Antibiotikaprophylaxe Penicillin G, 300.000 IE (Kela Pharma, Hoogstraten, Belgien), Gebärmutter tokolytische Medroxyprogesteronazetat 0,9 mg / kg (Depo-Provera, Pharmacia Upjohn, Puurs, Belgien) und Analgetikum Buprenorphin 0,03 mg / kg (Temgesic; Schering-Plough) Subkutan in einer 2,5 ml Spritze. </li><li> Kaninchen Vorbereitung. Legen Sie das Kaninchen auf eine wärmende Unterlage für die Dauer der Operation. Entfernen Sie Haare aus dem Bauch OP-Feld und gelten antiseptische Povidonjod 7,5% (Betadine, Purdue, Connecticut, USA). Eine komplette aseptische Protokoll wird dann verwendet. </li><li> Abdominal Laparotomie. Infiltrieren Sie die Einstichstelle mit einem Lokalanästhetikum (2 ml 1% Lidocain, B Braun Medical, Belgien) subkutan. Die Einstichstelle sollte etwa 5 cm in der Länge in der Mittellinie im unteren 2/3 des Bauches. Sobald die Haut geöffnet wird, eine Mischung aus scharf und stumpf, die Rektusscheide freizulegen. Darauf zu achten, die vaskuläre mütterlichen Milchdrüsen befinden beiderseits der Mittellinie über den Eintritt (Abbildung 1A) zu vermeiden. Fassen Sie die Rektusscheide und Bauchfell, Zelt, um eine versehentliche Aufnahme von abdominalen Inhalte zu verhindern, und geben Sie vorsichtig mit scharfen Dissektion (Abbildung 1B). </li><li> Uterusmyomen Exteriorisation. Surround das Operationsfeld mit Gaze drapiert in erwärmt Kochsalzlösung getränkt. Fassen Sie vorsichtig und exteriorisieren beide Seiten des Uterus bicornis. Darauf zu achten, dass sie weder die vaginale oder Eierstockkrebs Ende jedes Uterushorn unter Spannung zu setzen, da dies in unwillkommene Blutungen, Schmerzen und Uteruskontraktilität führen kann. Der Assistent ständig bewässert die Gebärmutter ausgesetzt erwärmt mit Kochsalzlösung, um Wehen zu verhindern. Ertasten und notieren Sie die Anzahl der Föten, die in jedem Horn. Vereinbarungsgemäß wird der Fötus im Eierstock Ende des ersten Fötus bezeichnet. Eine Uterushorn der Fall Horn und das andere ist das Ruderhorn. Identifizieren Sie die zuvor nach dem Zufallsprinzip zugeteilt Fall Horn für IUGR Induktion und ersetzen Sie dann die Kontrolle Horn zurück in den Bauchraum (interne Kontrolle Föten). </li><li> Chirurgisch induzierten IUGR. Identifizieren Sie die uteroplazentare Schiffe zu jedem Fruchtblase in der bezeichneten Fall Horn (Abbildung 1C).Chirurgisch abzubinden 40-50% dieser Schiffe mit einem 5-0 Polyglactin Nahtmaterial (Ethicon Vicryl, Johnson und Johnson Medical, USA) (Abb. 1D-1E). In der Praxis gibt es oft drei Leitbündel Versorgung jedes Fruchtblase. In diesem Fall wird der größte Gefäßbündels ligiert. Wenn Sie fertig sind, wird die Gebärmutter wieder mit warmen Kochsalzlösung und vorsichtig auf den Bauch wieder bewässert. </li><li> Bauchdeckenverschluss. Schließen Sie den Bauch in zwei Schichten mit einem Dauerlauf 2-0 Polyglactin Nahtmaterial (Ethicon Vicryl, Johnson und Johnson Medical, USA). Schließen Sie die Haut mit subkutikuläre 3-0 Polyglactin Nahtmaterial (Ethicon Vicryl, Johnson und Johnson Medical, USA). Spray Aluminium Aerosol auf die Wunde, um das Kaninchen aus späteren stören die Nähte verhindern. </li><li> Wiederherstellung. Hört Anästhesie und genau beobachten Wiederherstellung der Atmung. Das Kaninchen wird dann untergebracht wie oben mit Zugang zu Futter und Wasser ad libitum beschrieben und täglich beobachtet. </li></ol></li></ol> 2. Darstellende Fetale Echokardiographie und Pulsed-Wave-Doppler-Ultraschall <ol><li> Das gleiche Kaninchen wird dann bei GA 30 Tage für Echokardiographie und Ultraschall übertragen und dort ausgewertet. Das Kaninchen auf einer Erwärmung pad für die Dauer der Prüfung gestellt. </li><li> Anästhesie Vorgehen. <ol><li> Induktions-Anästhesie durch Verabreichung Ketamin 35 mg / kg (Ceva Sante Animale, Brüssel, Belgien) und Xylazin 5 mg / kg (Ceva Sante Animale, Brüssel, Belgien) intramuskulär. Erreicht Sobald sedate erhalten intravenöser Zugang mit einer 24 Gauge Kanüle (BD Insyte-W, Becton Dickinson Infusionstherapie Systems, Utah, USA) in eine periphere Vene eingeführt auricular. </li><li> Aufrechterhaltung der Narkose mit einer kontinuierlichen Infusion von Ketamin und Xylazin: 2 ml Ketamin (100 mg / ml) und 1,5 ml Xylazin (20 mg / ml) auf 46,5 ml physiologischer Kochsalzlösung, dann über eine Spritzenpumpe bei 40 infundiert ml / Std. Sichern Sie sich einen Drei-Wege-Hahn und fügen Sie eine 5-ml-Spritze von Rettungs-Anästhesie: 2 mlKetamin (100 mg / ml) und 1,5 ml Xylazin (20 mg / ml). Boli von 0,5 ml Rettung Anästhesie sind nur selten erforderlich. Verwalten Analgetikum Buprenorphin 0,03 mg / kg (Temgesic; Schering-Plough) subcutaneouslyprior zur Operation. Oxygen 2 L / min durch die Maske aufgebracht wird. Legen Sie ein Pulsoximeter (Nellcor N-20, Covidien, Irland) auf der mütterlichen zweite und dritte Zehe zur kontinuierlichen Überwachung der Herzfrequenz und arterielle O 2-Sättigung. </li></ol></li><li> Bauch und Gebärmutter Laparotomie Exteriorisation. Siehe 1.3.3 und 1.3.4. </li><li> Fetal Positionierung für Echokardiographie und Ultraschalluntersuchung. <ol><li> Legen Sie die Kaninchen in einer seitlichen Position zugewandten Forscher. Dies erleichtert einfacher Abruf einer einzigen Fruchtblase zur Prüfung und verhindert übermäßige Traktion auf uteroplazentare Schiffe. So viel wie möglich, versuchen Sie, nur eine Fruchtblase zu einem Zeitpunkt, um die Exposition zu minimieren exteriorisieren. Sicherstellen, dass die exponierten Fruchtblase auf Gaze wird bewässert mit platziertenerwärmt Kochsalzlösung. Um standardisierte Ergebnisse zwischen verschiedenen Gruppen, in der Regel nur der Fötus im Eierstock und vaginale Enden jedes Uterushorn gewährleisten werden in der Ultraschall-Untersuchung verwendet. </li><li> Fetal Herzfunktion ist sehr empfindlich gegen die Wirkung der Gebärmutter Exteriorisation, der Temperatur und des Drucks von dem Ultraschalltransducer in den Plazentagefäße ändern. Um diese Umwelt-und iatrogene verwirrende Effekte auf die Herzfunktion zu minimieren, muss die Ultraschall-Untersuchung unmittelbar nach Exteriorisation der Fruchtblase und sollte systematisch und effizient. In unserer Erfahrung, Veränderungen in der fetalen Herzfunktion selten in den ersten 5 min der Exposition auftreten. Wenn fetale Bradykardie auftritt, entfernen Sie die Ultraschallsonde, die Position des Fötus zu verhindern Abknicken fetoplazentaren Schiffe, mit Kochsalzlösung oder erwärmt kurz zurück die Fruchtblase zurück in den mütterlichen Bauch zu bewässern. Wenn fetale Bradykardie ist persistent, die Prüfung für diesen fetus sollte zugunsten einer Prüfung die nächste Fötus aufgegeben werden. </li></ol></li><li> Fetale Echokardiographie. <ol><li> Die Visualsonics VEVO 2100 (Toronto, Kanada) hochauflösende microultrasound Plattform mit Herz-und Stamm-Analyse-Software installiert ist erforderlich. Ein VisualSonics MS-250 Wandler (VisualSonics, Toronto, Kanada) ist für die Datenerfassung eingesetzt. Dies hat eine Mittenfrequenz von 21 MHz mit einer Bandbreite von 13-24 MHz. Der geometrische Schwerpunkt 15 mm, die maximale Bildbreite 23 mm und die maximale Bildtiefe ist 30 mm. Die Grundfläche beträgt 28 x 5,75 mm. Die Daten werden in Übereinstimmung mit der American Society of Echokardiographie Richtlinien und Standards für die Durchführung der fetalen Echokardiografie erworben. 20 </li><li> Datenerfassung 1: Seitenansicht Auf der Ebene des lateralen Vier-Kammer-Blick, notieren Sie eine B-Modus Filmtechnikschleife von mindestens fünf Herzzyklen Dehnung, Dehnrate, Geschwindigkeit und Weg zu bestimmen.. Dies wird analysiert offline mit dem VevoStrain(Visualsonics, Toronto, Kanada) Algorithmus wie zuvor in der Zeitschrift im Detail beschrieben. 21 M-Mode-Echokardiographie Indizes können dann in dieser Norm Ansicht erhalten werden. Offline-Messungen sowohl kardiale Struktur und Funktion kann dann analysiert werden: interne und ventrikuläre Septum Durchmessern in Systole und Diastole, Volumes Hubvolumen, fraktionelle Verkürzung, Ejektionsfraktion und Herzminutenvolumen 21. </li><li> Datenerfassung 2:. Apikalansicht Auf der Ebene des apikalen Vier-Kammer-Blick, B-Modus Filmtechnikschleife kann VevoStrain Analysen wie oben beschrieben wiederholt werden. M-Mode-Echokardiographie wird verwendet, um tricuspid (TAPSE) und Mitralklappe Ringebene systolischen Exkursion (MAPSE) und Längs-Strain und Strain Rate zu beurteilen. 22,23 Dieser Apikalansicht erlaubt auch Beurteilung valvular Strömungsgeschwindigkeit Wellenformen und die modifizierte myokardialen Performance-Index wie zuvor beschrieben. 24 </li></ol></li><li> Fetoplazentaren Puls-Doppler winkte ultrasound. </li></ol> Strömungsgeschwindigkeit Wellenformen (FVW) der A. umbilicalis werden durch Anordnen der Nabelgefässe mit Farb-Doppler und dann Platzieren der gepulsten Doppler Probe Gate über dem Umbilikalarterie auf eine freie Schleife Nabelschnur erhalten. Die 25 mittleren Hirnarterie (MCA) FVW ist entfernt, indem das gepulste Doppler-Abtastpunkt Gate nur über den Ursprung der MCA einmal den Kreis von Willis durch Farb-Doppler befindet. 26. Der Ductus venosus (DV) FVW wird durch Anordnen des gepulsten Doppler-Abtastpunkt Tor am proximalen Abschnitt des DV gesehen erhalten mit Farb-Doppler, wo es stammt aus der intrahepatischen Nabelschnurvene entweder in sagittaler oder Queransicht des Fötus. Die 26 Pulsatilitätsindex (PI) berechnet offline mit dem Herz-Kreislauf-VisualSonics Analysesoftware.

Der Autor Professor Jan D&#39;Hooge hat eine Forschungskooperation mit VisualSonics. Die übrigen Autoren haben keine Angaben.

Wir haben eine zuvor validierten Ansatz chirurgisch reduziert uteroplazentare Blutfluss in einem Kaninchen IUGR 13-16 produzieren und später untersucht fetalen Herzfunktion 14 bis microultrasound Technologie und Herzfunktion Analyse auf dem VisualSonics VEVO 2100 beschreiben. Die Fähigkeit, fetoplazentaren Doppler Veränderungen der menschlichen IUGR Feten in einem kleinen Tiermodell zu reproduzieren und dann erlauben Prüfung der Herzfunktion mit kürzlich beschriebenen Echokardiographie ist wah...

Die Belastung durch Herz-Kreislauf-Erkrankung, die aus fötalen intrauterine Wachstumsretardierung (IUGR) kann nicht überbewertet werden. Es ist die führende Ursache von Totgeburten nach angeborenen Missbildungen. 1 IUGR bezieht sich auf einen Fötus, sein Wachstumspotenzial zu erreichen schlägt fehl und ist häufig eine Folge der Plazentainsuffizienz. 2 In Überlebenden, ist Herz-Kreislauf-Erkrankungen über die Lebensspanne deutlich mit Myokarddysfunktion scheinbaren in der Kindheit 3,4 und anschließender 5 Bluthochdruck, Diabetes 6 und Fettleibigkeit entwickeln im Erwachsenenalter - alle kumulativen kardialen Risikofaktoren von Geburt an zu vorzeitigem Tod durch ischämische Herzkrankheiten 7. Entwicklung von Tiermodellen, die mütterlich-fetalen Kommunikation, IUGR und die anschließende Reaktion auf reduzierte fetale Substrat Verfügbarkeit gründet charakterisieren ist notwendig, wenn wir beide ein besseres Verständnis der Pathophysiologie der IUGR-bezogenen Auto sindDiac Wertminderung und Herz-schützende Strategien zur fetalen und postnatalen Gesundheit zu verbessern entwickeln. In diesem Zusammenhang haben viele verschiedene Modelle in unterschiedlichen Arten beschrieben worden. 8 IUGR wird häufig durch mütterliche Unterernährung induziert mit einem niedrigen Protein-Diät in Nagetieren, 9 chirurgische Ablation oder Unterbindung der uterinen Durchblutung bei Nagern und Meerschweinchen 10 oder Okklusion der Umbilikalarterie bei Schafen. 11 Es ist jedoch offensichtlich, dass kein Modell vollständig rekapituliert die menschliche IUGR. 12 In diesem aktuellen methodischen Studie verwendeten wir eine gut validierten Ansatz der selektiven uteroplazentare vaskuläre Unterbrechung in einem Kaninchen 13-16, dass nicht nur produziert fetalen Herz-Kreislauf-Reaktionen mit Ultraschall klinisch beobachtet 14, sondern erlaubt auch die Vernehmung der fetalen Herzfunktion mit neuartigen Echokardiographie mit microultrasound Technologie der VisualSonics VEVO 2100. Während Doppler-Ultraschall der fetoplacental Schiffen bleibt der Eckpfeiler der aktuellen vorgeburtliche Überwachung von IUGR Feten 17, funktionelle Echokardiographie wird zunehmend genutzt, um neue Einblicke in die Pathophysiologie Krankheit geben und fetale Wohlbefinden zu beurteilen. 18 Dementsprechend hier nehmen wir diese Fortschritte aus der klinischen Forschung und beschreiben ein Tiermodell, dass Häfen nicht nur diese Bildgebung Raffinesse, sondern bietet auch die experimentelle Plattform, um mechanistische Wege und neuartige Therapeutika zu untersuchen.

<table border="1">
	<tbody>
 <tr>
 <td>Name of Reagent/Material</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalog Number</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ketamine</td>
 <td>Ceva Sante Animale</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ceva.com/en" target="_blank">http://www.ceva.com/en</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Xylazine</td>
 <td>Ceva Sante Animale</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ceva.com/en" target="_blank">http://www.ceva.com/en</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Depot Provera</td>
 <td>Pharmacia Upjohn</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Penicillin G</td>
 <td>Kela Pharma</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.kela.be" target="_blank">http://www.kela.be</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td >Lidocaine</td>
 <td>B Braun Medical</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.bbraun.com/" target="_blank">http://www.bbraun.com/</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Temgesic</td>
 <td>Schering-Plough</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.merck-animal-health-usa.com/" target="_blank">http://www.merck-animal-health-usa.com/</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Isolurane</td>
 <td>Isoba Vet; Abbott Laboratories Ltd</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.abbottanimalhealth.com/index.html" target="_blank">http://www.abbottanimalhealth.com/index.html</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ethicon</td>
 <td>Johnson and Johnson</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures" target="_blank">http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ethicon</td>
 <td>Johnson and Johnson</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures" target="_blank">http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ethicon</td>
 <td>Johnson and Johnson</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures" target="_blank">http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>VEVO 2100</td>
 <td>VisualSonics</td>
 <td>SN100-0032</td>
 <td><a href="http://www.visualsonics.com/" target="_blank">http://www.visualsonics.com/</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Aquasonic Gel</td>
 <td>Parker Laboratories</td>
 <td>01 02</td>
 <td><a href="http://www.parkerlabs.com/ultrasound_products.html" target="_blank">http://www.parkerlabs.com/ultrasound_products.html</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Nellcor N-20PA Pulse oximeter</td>
 <td>Covidien</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.nellcor.com/prod/PRODUCT.ASPX?S1=POX&amp;S2=MON&amp;id=282&amp;V" target="_blank">http://www.nellcor.com/prod/PRODUCT.ASPX?S1=POX&amp;S2=MON&amp;id=282&amp;V</a></td>
 </tr>
	 </tbody>
 </table>

fetal echocardiography and pulsed-wave doppler ultrasound in a rabbit model of intrauterine growth restriction

Fetale intrauterine Wachstumsretardierung (IUGR) Ergebnisse in abnorme kardiale Funktion, die offensichtlich ist pränatal aufgrund der Fortschritte in fetoplazentaren Doppler-Ultraschall und Echokardiographie. Zunehmend werden diese bildgebenden Verfahren ist klinisch Herzfunktion prüfen und bewerten das Wohlbefinden in der Gebärmutter eingesetzt, wodurch Führung Zeitpunkt der Geburt Entscheidungen. Hier haben wir ein Kaninchen-Modell von IUGR die Analyse der Herzfunktion in einer klinisch relevanten Weise ermöglicht. Mit Isofluran Narkose induziert wird IUGR chirurgisch Gestationsalter Tag 25 nach der Durchführung einer Laparotomie erstellt, Aussetzen der Uterus bicornis und dann Ligation 40-50% der uteroplazentare versorgenden Gefäße jede Fruchtblase in einem einzigen Uterushorns. Das andere Horn in der Kaninchen Uterus bicornis dient als interne Kontrolle Föten. Dann, nach Erholung Gestationsalter Tag 30 (volle Amtszeit), erfährt die gleiche Kaninchen Prüfung der fetalen Herzfunktion. Anästhesie mit Ketam induziertine und Xylazin intramuskulär, dann durch eine kontinuierliche intravenöse Infusion von Ketamin und Xylazin zu iatrogenen Auswirkungen auf die fötale Herzfunktion minimieren gepflegt. Eine Wiederholung Laparotomie durchgeführt, um jede Fruchtblase aussetzen und eine microultrasound Prüfung (VisualSonics VEVO 2100) der fetalen Herzfunktion durchgeführt wird. Plazenta-Insuffizienz ist offensichtlich durch einen erhöhten Pulsatilitätsindex oder eines abwesenden oder umgekehrten enddiastolischen Strömung des Umbilikalarterie Dopplerfrequenzspektrum. Der Ductus venosus und mittleren Hirnarterie Doppler wird dann untersucht. Fetale Echokardiographie ist durch die Aufzeichnung B-Modus, M-Modus und Strömungsgeschwindigkeit Wellenformen in laterale und apikale views durchgeführt. Offline-Berechnungen bestimmen Standard M-Modus kardialen Variablen tricuspid und Mitralklappe Ringebene systolischen Exkursion, Speckle Tracking und Analyse Stamm, modifizierte myokardialen Performance-Index und vaskuläre Strömungsgeschwindigkeit Wellenformen von Interesse. Dieses kleine Tier-Modell der IUGR bietet daher in der Prüfung utero Herzfunktion, die im Einklang mit der gängigen klinischen Praxis und ist daher in der translationalen Forschung Einstellung nützlich.

Eine asymmetrisch Wachstum eingeschränkt Fötus und der Plazenta von uteroplazentare vaskulären Ligation an eine normale Steuerung Fötus und der Plazenta in 1F verglichen. Bauchumfang Verhältnis zu den Kontrollen: Asymmetrische Wachstum wird durch reduzierte neonatalen Geburtsgewicht und erhöhter Kopfumfang bestätigt. Repräsentative Ergebnisse aus fetoplazentaren Doppler Untersuchungen sind in Abbildung 2 dargestellt. Ein normaler geringen Widerstand Muster der positiven enddiast...

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Fetal Echocardiography and Pulsed-wave Doppler Ultrasound in a Rabbit Model of Intrauterine Growth Restriction

Wir beschreiben Prüfung der fetalen Herzfunktion mit modernen funktionalen fetale Echokardiographie und Doppler-Ultraschall fetoplazentaren mit dem VisualSonics VEVO 2100 microultrasound in einer chirurgisch induzierten Modell der intrauterine fetale Wachstum Einschränkung in einem Kaninchen.

Fetale Echokardiographie und Pulsed-Wave-Doppler-Ultraschall in einem Kaninchen-Modell von Intrauterine Growth Restriction

Fetal intrauterine growth restriction (IUGR) results in abnormal cardiac function that is apparent antenatally due to advances in fetoplacental Doppler ...

fetal-echocardiography-pulsed-wave-doppler-ultrasound-rabbit-model

Research

JoVE Journal

Medicine

28.1K Aufrufe.  University Hospitals Leuven. Wir beschreiben Prüfung der fetalen Herzfunktion mit modernen funktionalen fetale Echokardiographie und Doppler-Ultraschall fetoplazentaren mit dem VisualSonics VEVO 2100 microultrasound in einer chirurgisch induzierten Modell der intrauterine fetale Wachstum Einschränkung in einem Kaninchen.

Serie: Fetal Echocardiography and Pulsed-wave Doppler Ultrasound in a Rabbit Model of Intrauterine Growth Restriction

Murine Echocardiography and Ultrasound Imaging

Rodent models of cardiac pathophysiology represent a valuable research tool to investigate mechanism of disease as well as test new therapeutics.1 Echocardiography provides a powerful, non-invasive tool to serially assess cardiac morphometry and function in a living animal.2 However, using this technique on mice poses unique challenges owing to the small size and rapid heart rate of these animals.3 Until recently, few ultrasound systems were capable of performing quality echocardiography on mice, and those generally lacked the image resolution and frame rate necessary to obtain truly quantitative measurements. Newly released systems such as the VisualSonics Vevo2100 provide new tools for researchers to carefully and non-invasively investigate cardiac function in mice. This system generates high resolution images and provides analysis capabilities similar to those used with human patients. Although color Doppler has been available for over 30 years in humans, this valuable technology has only recently been possible in rodent ultrasound.4,5 Color Doppler has broad applications for echocardiography, including the ability to quickly assess flow directionality in vessels and through valves, and to rapidly identify valve regurgitation. Strain analysis is a critical advance that is utilized to quantitatively measure regional myocardial function.6 This technique has the potential to detect changes in pathology, or resolution of pathology, earlier than conventional techniques. Coupled with the addition of three-dimensional image reconstruction, volumetric assessment of whole-organs is possible, including visualization and assessment of cardiac and vascular structures. Murine-compatible contrast imaging can also allow for volumetric measurements and tissue perfusion assessment.

This video demonstrates use of a rail-mounted high-frequency ultrasound probe to perform echocardiography on an anesthetized mouse. The methods describe both conventional two-dimensional and M-mode measurements of cardiac function in addition to newer, more powerful tools such as color Doppler, strain analysis, as well as general and targeted contrast imaging.

Murine Echokardiographie und Ultraschall-Bildgebung

Rodent models of cardiac pathophysiology represent a valuable research tool to investigate mechanism of disease as well as test new therapeutics.1  ...

Forschung

Medizin

Assessing Teratogenic Changes in a Zebrafish Model of Fetal Alcohol Exposure

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, including mental retardation due to disordered and damaged brain development. Fetal alcohol spectrum disorder (FASD) is a term used to cover a continuum of birth defects that occur due to maternal alcohol consumption, and occurs in approximately 4% of children born in the United States. With 50% of child-bearing age women reporting consumption of alcohol, and half of all pregnancies being unplanned, unintentional exposure is a continuing issue2. In order to best understand the damage produced by ethanol, plus produce a model with which to test potential interventions, we developed a model of developmental ethanol exposure using the zebrafish embryo. Zebrafish are ideal for this kind of teratogen study3-8. Each pair lays hundreds of eggs, which can then be collected without harming the adult fish. The zebrafish embryo is transparent and can be readily imaged with any number of stains. Analysis of these embryos after exposure to ethanol at different doses and times of duration and application shows that the gross developmental defects produced by ethanol are consistent with the human birth defect. Described here are the basic techniques used to study and manipulate the zebrafish FAS model.

In order to understand the molecular mechanisms of the ethanol-induced developmental damage, we have developed a zebrafish model of ethanol exposure and are exploring the physical, cellular, and genetic alterations that occur after ethanol exposure1. We then seek to find potential interventions and rapidly test them in this animal model.

Die Beurteilung Teratogene Änderungen in einem Zebrafisch-Modell der Fetal Alcohol Exposure

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, ...

A Novel Surgical Approach for Intratracheal Administration of Bioactive Agents in a Fetal Mouse Model

Prenatal pulmonary delivery of cells, genes or pharmacologic agents could provide the basis for new therapeutic strategies for a variety of genetic and acquired diseases. Apart from congenital or inherited abnormalities with the requirement for long-term expression of the delivered gene, several non-inherited perinatal conditions, where short-term gene expression or pharmacological intervention is sufficient to achieve therapeutic effects, are considered as potential future indications for this kind of approach. Candidate diseases for the application of short-term prenatal therapy could be the transient neonatal deficiency of surfactant protein B causing neonatal respiratory distress syndrome1,2 or hyperoxic injuries of the neonatal lung3. Candidate diseases for permanent therapeutic correction are Cystic Fibrosis (CF)4, genetic variants of surfactant deficiencies5 and &alpha;1-antitrypsin deficiency6.
Generally, an important advantage of prenatal gene therapy is the ability to start therapeutic intervention early in development, at or even prior to clinical manifestations in the patient, thus preventing irreparable damage to the individual. In addition, fetal organs have an increased cell proliferation rate as compared to adult organs, which could allow a more efficient gene or stem cell transfer into the fetus. Furthermore, in utero gene delivery is performed when the individual's immune system is not completely mature. Therefore, transplantation of heterologous cells or supplementation of a non-functional or absent protein with a correct version should not cause immune sensitization to the cell, vector or transgene product, which has recently been proven to be the case with both cellular and genetic therapies7.
In the present study, we investigated the potential to directly target the fetal trachea in a mouse model. This procedure is in use in larger animal models such as rabbits and sheep8, and even in a clinical setting9, but has to date not been performed before in a mouse model. When studying the potential of fetal gene therapy for genetic diseases such as CF, the mouse model is very useful as a first proof-of-concept because of the wide availability of different transgenic mouse strains, the well documented embryogenesis and fetal development, less stringent ethical regulations, short gestation and the large litter size.
Different access routes have been described to target the fetal rodent lung, including intra-amniotic injection10-12, (ultrasound-guided) intrapulmonary injection13,14 and intravenous administration into the yolk sac vessels15,16 or umbilical vein17. Our novel surgical procedure enables researchers to inject the agent of choice directly into the fetal mouse trachea which allows for a more efficient delivery to the airways than existing techniques18.

We developed a novel surgical approach for intratracheal administration of bioactive agents into the mouse fetus. The delivery route is more efficient in targeting the fetal mouse lungs than the commonly used intra-amniotic injection. This procedure has to date not been described in a mouse model.

A Novel Surgical Ansatz intratracheale Verabreichung von Wirkstoffen in einem Fetal Mouse Model

Prenatal pulmonary delivery of cells, genes or pharmacologic agents could provide the basis for new therapeutic strategies for a variety of genetic and ...

Murine Fetal Echocardiography

Transgenic mice displaying abnormalities in cardiac development and function represent a powerful tool for the understanding the molecular mechanisms underlying both normal cardiovascular function and the pathophysiological basis of human cardiovascular disease. Fetal and perinatal death is a common feature when studying genetic alterations affecting cardiac development 1-3. In order to study the role of genetic or pharmacologic alterations in the early development of cardiac function, ultrasound imaging of the live fetus has become an important tool for early recognition of abnormalities and longitudinal follow-up. Noninvasive ultrasound imaging is an ideal method for detecting and studying congenital malformations and the impact on cardiac function prior to death 4. It allows early recognition of abnormalities in the living fetus and the progression of disease can be followed in utero with longitudinal studies 5,6. Until recently, imaging of fetal mouse hearts frequently involved invasive methods. The fetus had to be sacrificed to perform magnetic resonance microscopy and electron microscopy or surgically delivered for transillumination microscopy. An application of high-frequency probes with conventional 2-D and pulsed-wave Doppler imaging has been shown to provide measurements of cardiac contraction and heart rates during embryonic development with databases of normal developmental changes now available 6-10. M-mode imaging further provides important functional data, although, the proper imaging planes are often difficult to obtain. High-frequency ultrasound imaging of the fetus has improved 2-D resolution and can provide excellent information on the early development of cardiac structures 11.

Fetal and perinatal death is a common feature when studying genetic alterations affecting cardiac development. High-frequency ultrasound imaging has improved 2-D resolution and can provide excellent information on early cardiac development and is an ideal method to detect the impact on cardiac structure and function prior to death.

Murine fetale Echokardiographie

Transgenic mice displaying abnormalities in  cardiac development and function represent a powerful tool for the understanding  the molecular mechanisms ...

A Mouse Fetal Skin Model of Scarless Wound Repair

Early in utero, but not in postnatal life, cutaneous wounds undergo regeneration and heal without formation of a scar. Scarless fetal wound healing occurs across species but is age dependent. The transition from a scarless to scarring phenotype occurs in the third trimester of pregnancy in humans and around embryonic day 18 (E18) in mice. However, this varies with the size of the wound with larger defects generating a scar at an earlier gestational age. The emergence of lineage tracing and other genetic tools in the mouse has opened promising new avenues for investigation of fetal scarless wound healing. However, given the inherently high rates of morbidity and premature uterine contraction associated with fetal surgery, investigations of fetal scarless wound healing in vivo require a precise and reproducible surgical model. Here we detail a reliable model of fetal scarless wound healing in the dorsum of E16.5 (scarless) and E18.5 (scarring) mouse embryos.

During mammalian development, early gestational skin wounds heal without a scar. Here we detail a reliable and reproducible model of fetal scarless wound healing in the cutaneous dorsum of E16.5 (scarless) and E18.5 (scarring) mouse embryos.

Eine Maus fetalen Hautmodell von Scarless Wound Repair

Early in utero, but not in postnatal life, cutaneous wounds undergo regeneration and heal without formation of a scar. Scarless fetal wound healing occurs ...

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. Despite the discovery of key regulators of uterine contractility, this process is still not fully understood. Transgenic mice provide an ideal model in which to study parturition. Previously, the only method to study uterine contractility in the mouse was ex vivo isometric tension recordings, which are suboptimal for several reasons. The uterus must be removed from its physiological environment, a limited time course of investigation is possible, and the mice must be sacrificed. The recent development of radiometric telemetry has allowed for longitudinal, real-time measurements of in vivo intrauterine pressure in mice. Here, the implantation of an intrauterine telemeter to measure pressure changes in the mouse uterus from mid-pregnancy until delivery is described. By comparing differences in pressures between wild type and transgenic mice, the physiological impact of a gene of interest can be elucidated. This technique should expedite the development of therapeutics used to treat myometrial disorders during pregnancy, including preterm labor.

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

This manuscript provides a protocol for implanting telemeters in the mouse for the purpose of measuring intrauterine pressures during pregnancy.

Intrauterine Telemetrie zur Maus Kontraktionsdruck messen<em&gt; In-vivo-</em

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. ...

Percutaneous Contrast Echocardiography-guided Intramyocardial Injection and Cell Delivery in a Large Preclinical Model

Cell and gene therapy are exciting and promising strategies for the purpose of cardiac regeneration in the setting of heart failure with reduced ejection fraction (HFrEF). Before they can be considered for use, and implemented in humans, extensive preclinical studies are required in large animal models to evaluate the safety, efficacy, and fate of the injectate (e.g., stem cells) once delivered into the myocardium. Small rodent models offer advantages (e.g., cost effectiveness, amenability for genetic manipulation); however, given inherent limitations of these models, the findings in these rarely translate into the clinic. Conversely, large animal models such as rabbits, have advantages (e.g., similar cardiac electrophysiology compared to humans and other large animals), whilst retaining a good cost-effective balance. Here, we demonstrate how to perform a percutaneous contrast echocardiography-guided intramyocardial injection (IMI) technique, which is minimally invasive, safe, well tolerated, and very effective in the targeted delivery of injectates, including cells, into several locations within the myocardium of a rabbit model. For the implementation of this technique, we also have taken advantage of a widely available clinical echocardiography system. After putting in practice the protocol described here, a researcher with basic ultrasound knowledge will become competent in the performance of this versatile and minimally invasive technique for routine use in experiments, aimed at hypothesis testing of the capabilities of cardiac regenerative therapeutics in the rabbit model. Once competency is achieved, the whole procedure can be performed within 25 min after anaesthetizing the rabbit.

Novel therapeutic strategies in cardiac regenerative medicine require extensive and detailed studies in large preclinical animal models before they can be considered for use in humans. Here, we demonstrate a percutaneous contrast echocardiography-guided intramyocardial injection technique in rabbits, which is valuable for hypothesis testing the efficacy of such novel therapies.

Perkutane Kontrast-Echokardiographie-geführte Intramyocardial-Injektion und Zelle-Lieferung in einem großen präklinischen Modell

Cell and gene therapy are exciting and promising strategies for the purpose of cardiac regeneration in the setting of heart failure with reduced ejection ...

A Pleural Effusion Model in Rats by Intratracheal Instillation of Polyacrylate/Nanosilica

Pleural effusion is a prevalent clinical finding of many pulmonary diseases. Having a useful animal pleural effusion model is very important to study these pulmonary diseases. Previous pleural effusion models paid more attention to biological factors rather than nanoparticles in the environment. Here, we introduce a model to make pleural effusion in rats by intratracheal instillation of polyacrylate/nanosilica, and a method of nanoparticle isolation in the pleural effusion. By intratracheal instillation of polyacrylate/nanosilica with concentrations of 3.125, 6.25 and 12.5 mg/kg&#8729;mL, the pleural effusion in rats presented on day 3, peaked at days 7-10 in 6.25 and 12.5 mg/kg&#8729;mL groups, then slowly decreased and disappeared on day 14. When the concentration of polyacrylate/nanosilica increased, the pleural effusion is produced more and faster. This pleural fluid was detected by ultrasound examination or CT chest scanning and confirmed by dissection of rats. Silica nanoparticles were observed in the rats' pleural effusion by transmission electron microscope. These results showed that the exposure to polyacrylate/nanosilica leads to the induction of pleural effusion, which was consistent with our previous report in humans. Additionally, this model is beneficial for the further study of nanotoxicology and the pleural effusion diseases.

Here, we present a protocol to construct a pleural effusion model in rats by intratracheal instillation of polyacrylate/nanosilica.

Ein Pleuraerguss Modell bei Ratten durch intratracheale Instillation von Polyacrylat/Nanosilica

Pleural effusion is a prevalent clinical finding of many pulmonary diseases. Having a useful animal pleural effusion model is very important to study ...

Continuous Venous-Arterial Doppler Ultrasound During a Preload Challenge

A preload challenge (PC) is a clinical maneuver that, first, increases the cardiac filling (i.e., preload) and, second, calculates the change in cardiac output. Fundamentally, a PC is a bedside approach for testing the Frank-Starling-Sarnoff (i.e., "cardiac function") curve. Normally, this curve has a steep slope such that a small change in the cardiac preload generates a large change in the stroke volume (SV) or cardiac output. However, in various disease states, the slope of this relationship flattens such that increasing the volume into the heart leads to little rise in the SV. In this pathological scenario, additional cardiac preload (e.g., intravenous fluid) is unlikely to be physiologically effective and could lead to harm if organ congestion evolves. Therefore, inferring both the cardiac preload and output is clinically useful as it may guide intravenous (IV) fluid resuscitation. Accordingly, the goal of this protocol is to describe a method for contemporaneously tracking the surrogates of cardiac preload and output using a novel, wireless, wearable ultrasound during a well-validated preload challenge.

The Frank-Starling-Sarnoff curve is clinically important and describes the relationship between cardiac preload and output. This report illustrates a novel method of simultaneous jugular venous and carotid arterial Doppler velocimetry as transient surrogates of cardiac preload and output, respectively; this approach is enabled by wireless, wearable Doppler ultrasound.

Kontinuierlicher venös-arterieller Doppler-Ultraschall während einer Preload-Challenge

A preload challenge (PC) is a clinical maneuver that, first, increases the cardiac filling (i.e., preload) and, second, calculates the change in cardiac ...

A Modified Sonographic Algorithm for Image Acquisition in Life-Threatening Emergencies in the Critically Ill Newborn

The use of routine point-of-care ultrasound (POCUS) is increasing in neonatal intensive care units (NICUs), with several centers advocating for 24 h equipment availability. In 2018, the sonographic algorithm for life-threatening emergencies (SAFE) protocol was published, which allows the assessment of neonates with sudden decompensation to identify abnormal contractility, tamponade, pneumothorax, and pleural effusion. In the study unit (with a consulting neonatal hemodynamics and POCUS service), the algorithm was adapted by including consolidated core steps to support at-risk newborns, aiding clinicians in managing cardiac arrest, and adding views to verify correct intubation. This paper presents a protocol that can be applied in the NICU and the delivery room (DR) in relation to three scenarios: cardiac arrest, hemodynamic deterioration, or respiratory decompensation. 
This protocol can be performed with a state-of-the-art ultrasound machine or an affordable handheld device; the image acquisition protocol is carefully detailed. This method was designed to be learned as a general competence to obtain the timely diagnosis of life-threatening scenarios; the method aims to save time but does not represent a substitute for comprehensive and standardized hemodynamic and radiological analyses by a multidisciplinary team, which might not universally be on call but needs to be involved in the process. From January 2019 to July 2022, in our center, 1,045 hemodynamic consultation/POCUS consults were performed with 25 patients requiring the modified SAFE protocol (2.3%), and a total of 19 procedures were performed. In five cases, trained fellows on call resolved life-threatening situations. Clinical examples are provided that show the importance of including this technique in the care of critical newborns.

Here, we present a protocol that can be applied in the neonatal intensive care unit and the delivery room in relation to three scenarios: cardiac arrest, hemodynamic deterioration, or respiratory decompensation. This protocol can be performed with a state-of-the-art ultrasound machine or an affordable handheld device; an image acquisition protocol is carefully detailed.

Ein modifizierter sonographischer Algorithmus zur Bildaufnahme in lebensbedrohlichen Notfällen beim kritisch kranken Neugeborenen

The use of routine point-of-care ultrasound (POCUS) is increasing in neonatal intensive care units (NICUs), with several centers advocating for 24 h ...