Wir danken Fred Roberts und Chris White für beispielhafte technische Unterstützung. Wir danken Brigham Frauenklinik Kardiovaskuläre Physiologie Kern für die Bereitstellung mit der Instrumentierung und der Mittel für diese Arbeit. Diese Arbeit wurde zum Teil durch NHLBI unterstützt gewährt HL093148, HL086967 und HL 088533 (RL), K99HL107642 und der Ellison Foundation (SC).

Chirurgisches Verfahren <ol><li> Erhalten 8 Wochen alte männliche C57BL / 6 Mäuse und akklimatisieren, für eine Woche, bevor irgendwelche experimentellen Verfahren durchgeführt werden. </li><li> Vor der Bilderzeugung wird Lungenarterie durchgeführt, wie zuvor 14 gemäß AVMA Richtlinien beschrieben und IACUC genehmigt Protokolle. Echokardiographische Images Acquisition und-messungen Alle verwendeten Abkürzungen sind in Tabelle 1 zusammengefasst. </li></ol> 1. Parasternalen langen Achse (PLAX) M-Modus anzeigen zu Kammer RV Dimension, Verkürzungsfraktion (FS) und RV Wandstärke erhalten <ol><li> Verwenden Einstellung Modus B, um eine vollständige LV parasternalen langen Achse erhalten. Mit das Tier in Rückenlage auf der Plattform liegen (siehe Anmerkung 6.1. Und 6.2.), Positionieren Sie den 40-MHz-Ultraschall-Sonde (MS550D) auf das Tier mit etwa 30 ° gegen den Uhrzeigersinn nach links Parasternallinie mit der Kerbe zeigt kaudal ( <strong&gt; Abbildung 1A). Stellen Sie die Sonde Winkel durch Kippen leicht entlang der y-Achse der Sonde (1D), um eine vollständige LV Kammerblick in der Mitte des Bildschirms zu erhalten. </li><li> Sobald die richtige Sehenswürdigkeiten (RV, LV, MV, Ao, LA), wie in den 2A und 2B dargestellt sind deutlich sichtbar, wechseln Sie in M-Modus. Ein Indikator Linie erscheint auf dem Bildschirm in der M-Modus-Einstellung. Die Zeile sollte positioniert, um durch den breitesten Teil der RV Kammer mit Ao als Wahrzeichen (2A und B) zu gehen. </li><li> In dieser Ansicht sollte der RV Wand und IVS deutlich sichtbar sein. Bitte stellen Sie sicher, dass die Fokustiefe liegt in der Mitte der Kammer RV. Notieren Sie die Daten mit Cine-Speicher für Messkammer RV Dimension, FS-und RV-Wanddicke off line. Beispiele von M-Modus-Bilder sind in den Fig. 2C und 2D gezeigt. (Siehe Anmerkung 6.3.) </li></ol> 2. Parasternalen Kurzachsenansicht in MidPapilläre Stufe auf Teilfläche Änderungen (FAC) erhalten <ol><li> Aus der obigen (Abbildung 1A) beschriebenen Position, um B-Modus zu wechseln, und schalten Sie die Sonde um 90 ° im Uhrzeigersinn, um die parasternalen Kurzachsenansicht (Abbildung 1B) zu erhalten. Spitze der Sonde leicht entlang der x-Achse der Sonde, um die obstruktive Ansicht des Brustbeins zu verhindern. </li><li> Bewegen Sie etwas nach oben und unten entlang der y-Achse der Sonde, um die Mitte der papillären Niveau zu erhalten (siehe Anmerkung 6.4.) </li><li> In dieser Ansicht sind die Papillarmuskeln typischerweise an der 2 und 5-Uhr-Position (Fig. 3) befindet. </li></ol> 3. Parasternalen Kurzachsenblick auf Aortenklappe Stufe (RV PSAX Aorten-Level) zu RV Wandstärke und PA Spitzengeschwindigkeit zu erhalten <ol><li> Aus der obigen (Abbildung 1B) beschriebenen Position, bewegen Sie die Sonde an der y-Achse in Richtung Schädel, bis die Aortenklappe Querschnitt zeigt in der Mitte des Fensters. </li><li> Rechts Ausfluss tract (RVOT) auf der Oberseite eine halbmondförmige Struktur mit Trikuspidalklappe Trennen des RV von RA, wie in Fig. 4A und B 2 dargestellt angezeigt. Notieren Sie die Daten mit Cine-Speicher für die Messung der Wanddicke RV off line. (Siehe Anmerkung 6.5.) </li><li> Bleiben an der gleichen Position. (Siehe Anmerkung 6.6.) </li><li> Schalter zur Farbdopplermodus und die Position der gelben PW-gestrichelten Linie parallel zur Strömungsrichtung in dem Gefäß. Beachten Sie, dass blauen und roten Farben zeigen Strom von und zu der Sonde bzw. (4C und 4D). </li><li> Platzieren Sie den Cursor PW an der Spitze der Pulmonalklappe Blättchen. (Siehe Anmerkung 6.7.) Rekord Daten mit Cine-Speicher. Messen PA Spitzengeschwindigkeit off line. </li></ol> 4. Geändert Parasternale lange Achse Blick auf RV-und PA-PA Spitzengeschwindigkeit zu erhalten <ol><li> Weiter auf der B-Modus-Einstellung, positionieren Sie die Sonde (MS550D oder MS250) Nach rechts Parasternallinie (Fig. 1C) und die Sonde langsam Titel etwa 30-45 °-Winkel auf der Y-Achse der Sonde (Fig. 1D) in Richtung auf die Brust der Mäuse, die PA Übergang über Aorta deutlich sichtbar, wie in den dargestellten 5A und 5B. </li><li> Schalter zur Farbdopplermodus und die Position der gelben PW-gestrichelten Linie parallel zur Strömungsrichtung in dem Gefäß (Figuren 5C und 5D). Platzieren Sie den Cursor PW an der Spitze der Pulmonalklappe Blättchen. (Siehe Anmerkung 6.6.) Rekord Daten mit Cine-Speicher und messen PA Spitzengeschwindigkeit off line. </li></ol> 5. Daten Berechnung und Analyse <ol><li> RV Wandstärke aus den B-Modus-Daten vom RV PSAX Aorten-Ebene erhalten wie oben (Protokoll 3) zu errechnen. Wählen Sie den 2D-Bereich Tracing-Tool, um den Bereich des RV Wand an der Diastole zu verfolgen (wie in rosa Bereich in Abbildung 6 dargestellt). Dann verwenden Sie den Abstand Tracing-Tool, um die inneren und äußeren Umfang der Wand des RVOT zu verfolgen (wie in blauen Linien in Abbildung 6 dargestellt). Den Durchschnitt der inneren und äußeren Umfang. Verwendung der Gleichung <img fo:content-width="0.8in" src="/files/ftp_upload/51041/RVW_Thickness.jpg" width="80px" /> Wir berechnen RV Wand (RVW) Dicke. (Siehe Anmerkung 6.8.) </li><li> Für andere Standard-Parameter entnehmen Sie bitte den Handbüchern von der jeweiligen Hersteller, um die Datenanalyse durchzuführen. </li></ol> 6. Aufzeichnungen <ol><li> Alle Bilder sind mit dem System Vevo 2100 gesammelt. Ähnliche Bilder können unter Verwendung von Ultraschall-Bildgebungssysteme von anderen Herstellern bezogen werden, und die relativen Vor-und Nachteile der verschiedenen Ultraschallgeräte wurden zuvor gegen 8,12,15. Es wird empfohlen, dass alle Bilder sollten erhalten und in verblindet, wann immer möglich analysiert werden. </li><li> Die richtige Wahl der Anästhesie, wie ein Kurz dration von inhalativen Isofluran (2-3% bis zu induzieren, und 1,0% zu halten) ist von entscheidender Bedeutung bei der Aufrechterhaltung der Herzschlag bei normalen physiologischen Raten (über 500 Schläge / min), so dass wir reproduzierbare und konsistente basalen und erhöhten pulmonalen arteriellen erkennen systolischen Druck in der Studie. </li><li> Achten Sie darauf, um die Daten mit der höchstmöglichen Bildrate möglich zu sammeln (&gt; 200 Bilder / s). </li><li> Suchen Sie die Ansicht mit der größten Kammer Dimension. </li><li> Obstruktion durch Rippen und das Brustbein vor allem auf der Position des RV retrosternale ist das größte Hindernis für den Erhalt hervorragende Bilder in dieser Methode der Bildgebung des RV. Durch Verschieben des Tieres oder die Sonde kann ein Bediener die Brustbeinblock zu überwinden und zu erhalten notwendig Ansichten des RV. Diese können von 5-15 Minuten dauern, je nach Physiologie des Tieres. </li><li> Sie müssen möglicherweise Sonde MS250 schalten seit MS550D Sonde kann in Schein-und Mäuse vor PAC verwendet werden und die 40-MHz-Sonde in der Lage ist auf RekordSpitzengeschwindigkeit von 300-1500 m / sec, während MS250 ist in der Lage, den Park Geschwindigkeit bis 4.000 mm / s bis zu erfassen. </li><li> Es ist akzeptabel, eine Sonde Winkel von weniger als 20 ° zur genauen Messung von PA Spitzengeschwindigkeit haben. </li><li> Konsequente Messungen der RV Wandstärke und Fläche / Abmessungen wurden mit mehreren akustischen Fenster, sowohl in der Lang-und Kurz-Achse. Die Wahl der einige dieser Fenster werden auf der Erfahrung des Bedieners ab, und konnte für Variabilität, die beitrags zu unterschiedlichen statistischen Ergebnisse könnten erklären. </li></ol>

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Es gibt nichts zu offenbaren.

Wir zeigen, dass TTE stellt eine empfindliche und reproduzierbare Methode zur Beurteilung der Routine RV Struktur und Funktion bei Mäusen. Vor dem Aufkommen der TTE, Studien des RV weitgehend auf RVSP Messung über Rechtsherzkatheter, einem Terminal und invasive Verfahren 6,9,11,17 konzentriert. Stand Berichte haben eine Vielzahl von Techniken zur Durchführung rechten Herzmessungen 3,4,11,17-19 beschrieben. Doch die Mehrheit der früheren Studien RV Größe und Strukt...

Historisch hat prognostische Einschätzung der Herzinsuffizienz auf der LV, die einfach zu Bild über Echokardiographie ist konzentriert. Zahlreiche Studien auf LV Struktur und Funktion mit der Echokardiographie haben zur Ermittlung des Normalwerte für die LV-Struktur und Funktion führte 1,5,6. Messungen der LV Größe und systolischen Funktion aus zwei-und Farbdoppler-Bilder erhalten werden, sind von großer Bedeutung, da sie eine visuelle Abgrenzung der Fächer und Geometrie im Detail für die LV 7. M-Mode wird häufig zur Messung LV Abmessungen und Verkürzungsfraktion (FS) in Mäusen eingesetzt. Inter-und intra Beobachter Beobachter Variabilität niedrig sind für die Durchmessermessungen mit diesen Modus, aber Wanddickenmessungen sind in der Regel sehr variabel 7 sein. Pulsed-Doppler mit Farbe (PW oder Farb-Doppler) wurde verwendet, um Klappeninsuffizienz 8,9 bewerten. Ähnlich LV, RV spielt die eine wichtige Rolle und ist eine signifikante predictor von Morbidität und Mortalität bei Patienten mit kardiopulmonalen Erkrankungen 1,7,10 behaftet. Allerdings ist echokardiographische Beurteilung der RV von Natur aus eine Herausforderung aufgrund seiner komplexen Form 5,11 und seine retrosternale Position, dass die Blöcke die Ultraschallwellen 8,9. RV ist eine halbmondförmige Struktur Umwickeln der LV und hat eine komplexe Anatomie mit dünnen Wänden, die zu niedrigem Druck und Widerstand gegen Lungengefäßen 6 gewohnt sind. Um erhöhten Gefäßwiderstand (PVR) zu überwinden, erhöht der RV zuerst in Größe und erfährt Hypertrophien. Bei chronischen Erkrankungen wie Lungenhochdruck oder Lungengefäßerkrankung, RV erfährt progressive Dilatation, die später in die Verschlechterung der systolischen und diastolischen Funktion 4,5,10. Die Echokardiographie spielt eine wichtige Rolle in der Früherkennung und Diagnose von PAH trotz einiger in seiner klinischen Diagnosefähigkeit vorhanden Einschränkungen. Der HauptvorteilTTE liegt darin, dass sie nicht invasiv ist und dass es auf leicht sogar bewußt Tiere sediert 9 durchgeführt werden, oder. TTE bietet auch eine vernünftige Schätzung des PA Drücke, sowie eine fortlaufende Beurteilung von Veränderungen in Struktur und Funktion RV 12,13. Aufgrund technischer Fortschritte in der TTE, die die Entwicklung von Hochfrequenz-mechanische Sonden umfassen, die eine axiale Auflösung von ungefähr 50 um in einer Tiefe von 5-12 mm, hohe Bildraten (mehr als 300 Bilder / s) und hohe Abtastraten , ist die Echokardiographie eine Wahl-Tool für die Abbildung der stark rückläufigen klein Maus Herz 8,11. Längs-Überwachung der RV-Funktion mit mehreren Ansichten, einschließlich 2-dimensionale (2D) kurzen und langen Achse, M-Mode-und Doppler-Schallfenster bieten ergänzende Informationen von RV Anatomie und Funktion. Insgesamt ermöglicht diese Methodik komplette Längs Beurteilung der RV Hämodynamik in der Physiologie und pathologischen Einstellung <sup&gt; 4,7. Hier bieten wir eine ausführliche Schritt-für-Schritt-Methode der Verwendung von nicht-invasiven TTE RV anatomischen und funktionellen Veränderungen sekundär zu PAC in Mäusen zu charakterisieren.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="609">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="61">
			<td height="61" style="height:61px;width:157px;">High Frequency Ultrasound</td>
			<td style="width:108px;">FUJIFILM VisualSonics, Inc.</td>
			<td style="width:96px;">Vevo 2100</td>
			<td style="width:248px;"></td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:157px;">High-frequency Mechanical Transducer</td>
			<td style="width:108px;">FUJIFILM VisualSonics, Inc.</td>
			<td style="width:96px;">MS250, MS550D, MS400</td>
			<td style="width:248px;"></td>
		</tr>
		<tr height="67">
			<td height="67" style="height:67px;width:157px;">Millar Mikro Pressure Catheter</td>
			<td style="width:108px;">Millar</td>
			<td style="width:96px;">SPR-1000</td>
			<td style="width:248px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessment of right ventricular structure and function in mouse model of pulmonary artery constriction by transthoracic echocardiography

Schwellen klinischen Daten unterstützen die Vorstellung, dass RV Dysfunktion ist für die Pathogenese von Herz-Kreislauferkrankung und Herzversagen 1-3. Darüber hinaus wird die RV deutlich Lungenerkrankungen wie pulmonaler Hypertonie (PAH) beeinflusst. Darüber hinaus ist die RV bemerkenswert empfindlich zu Herzerkrankungen, einschließlich des linken Ventrikels (LV) Dysfunktion, Herzklappenerkrankung oder RV Infarkt 4. Um die Rolle von RV in der Pathogenese von Herzerkrankungen zu verstehen, ist eine sichere und nicht-invasive Methode, um die RV strukturell und funktionell Zugriff erforderlich. Eine nicht-invasive transthorakale Echokardiographie (TTE) Methodik etabliert und für die Überwachung der dynamischen Veränderungen in Struktur und Funktion RV in erwachsenen Mäusen validiert. Um RV Stress auferlegen beschäftigten wir eine chirurgische Modell der Lungenschlagader Verengung (PAC) gemessen und die RV Antwort über einen Zeitraum von 7 Tagen mit einem Hochfrequenz-Ultraschall-MikroimagingSystem. Sham-Mäuse wurden als Kontrollen verwendet. Bilder wurden in leicht narkotisierten Mäusen an der Grundlinie erworben (vor der Operation), Tag 0 (unmittelbar nach der Operation), Tag 3 und Tag 7 (nach der Operation). Die Daten wurden mit der Software offline analysiert. Mehrere Schallfenster (B, M und Farb-Doppler-Modi), die in Mäusen konsequent erhalten werden kann, für die zuverlässige und reproduzierbare Messung der RV-Struktur (einschließlich RV Wandstärke, end-diastolischen und systolischen End-Dimensionen) erlaubt, und Funktion ( Bruchflächenänderung, Verkürzungsfraktion, PA Spitzengeschwindigkeit und Spitzendruck-Gradient) in normalen Mäusen und nach PAC. Mit dieser Methode wird der Druck-Gradienten von PAC resultierte, wurde genau in Echtzeit mit Farb-Doppler-Modus gemessen und war vergleichbar mit Direktdruckmessungen mit einem Millar High-Fidelity-Mikrokatheter durchgeführt. Zusammengenommen zeigen diese Daten, dass die RV-Messungen aus verschiedenen kompl erhaltenimentary Ansichten mit Echokardiographie sind zuverlässig, reproduzierbar und kann Erkenntnisse über Struktur und Funktion RV bieten. Dieses Verfahren ermöglicht ein besseres Verständnis der Rolle von RV kardiale Dysfunktion.

In dieser Studie wurde die Basislinie Echokardiographie 48 h vor der Operation durchgeführt. Mäuse wurden in zwei Gruppen randomisiert. Die Mäuse erhielten Lungenarterienverschlüsse (PAC) und Scheinoperationen (Sham). Echokardiographie wurde an Tag 0, 3 und 7 nach der chirurgischen Prozedur durchgeführt. Die Tiere wurden unmittelbar nach dem letzten Echokardiographie getötet und Herzen wurden für die histologische Beurteilung geerntet. Katheterisierung wurde in der Untergruppe (n = 3 und 2 für Tag 0 bzw. 7) der ...

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Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

Rechte Herzkammer (RV) Dysfunktion ist für die Pathogenese von Herz-Kreislauferkrankungen, noch begrenzt Methoden sind für die Auswertung zur Verfügung. Jüngste Fortschritte in der Ultraschall-Bildgebung eine nicht-invasive und präzise Möglichkeit zur Längs RV Studie. Hier haben wir ausführlich eine Schritt-für-Schritt-Verfahren, das eine Echokardiographie Mausmodell der RV Drucküberlastung.

Beurteilung der rechtsventrikulären Struktur und Funktion in Maus-Modell der Lungenarterie Verengung durch transthorakale Echokardiographie

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

assessment-right-ventricular-structure-function-mouse-model-pulmonary

Research

JoVE Journal

Medicine

27.4K Aufrufe.  Harvard Medical School.  Rechte Herzkammer (RV) Dysfunktion ist für die Pathogenese von Herz-Kreislauferkrankungen, noch begrenzt Methoden sind für die Auswertung zur Verfügung. Jüngste Fortschritte in der Ultraschall-Bildgebung eine nicht-invasive und präzise Möglichkeit zur Längs RV Studie. Hier haben wir ausführlich eine Schritt-für-Schritt-Verfahren, das eine Echokardiographie Mausmodell der RV Drucküberlastung. 

Serie: Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

Transthoracic Echocardiography in Mice

In recent years, murine models have become the primary avenue for studying the molecular mechanisms of cardiac dysfunction resulting from changes in gene expression. Transgenic and gene targeting methods can be used to generate mice with altered cardiac size and function,1-3 and as a result, in vivo techniques are needed to evaluate their cardiac phenotype. Transthoracic echocardiography, pulse wave Doppler (PWD), and tissue Doppler imaging (TDI) can be used to provide dimensional measurements of the mouse heart and to quantify the degree of cardiac systolic and diastolic performance. Two-dimensional imaging is used to detect abnormal anatomy or movements of the left ventricle, whereas M-mode echo is used for quantification of cardiac dimensions and contractility.4,5 In addition, PWD is used to quantify localized velocity of turbulent flow,6 whereas TDI is used to measure the velocity of myocardial motion.7 Thus, transthoracic echocardiography offers a comprehensive method for the noninvasive evaluation of cardiac function in mice.

Transthoracic echocardiography offers a noninvasive method for the evaluation of cardiac function in mice. A combination of ultrasound and Doppler imaging modalities can be used to obtain dimensional measurements of the heart and intracardiac blood flow, which together provide an assessment of cardiac systolic and diastolic performance.

Transthorakale Echokardiographie in Mäuse

In recent years, murine models have become the primary avenue for studying the molecular mechanisms of cardiac dysfunction resulting from changes in gene ...

Forschung

Medizin

Echocardiographic Assessment of the Right Heart in Mice

Transgenic and toxic models of pulmonary arterial hypertension (PAH) are widely used to study the pathophysiology of PAH and to investigate potential therapies. Given the expense and time involved in creating animal models of disease, it is critical that researchers have tools to accurately assess phenotypic expression of disease. Right ventricular dysfunction is the major manifestation of pulmonary hypertension. Echocardiography is the mainstay of the noninvasive assessment of right ventricular function in rodent models and has the advantage of clear translation to humans in whom the same tool is used. Published echocardiography protocols in murine models of PAH are lacking.
In this article, we describe a protocol for assessing RV and pulmonary vascular function in a mouse model of PAH with a dominant negative BMPRII mutation; however, this protocol is applicable to any diseases affecting the pulmonary vasculature or right heart. We provide a detailed description of animal preparation, image acquisition and hemodynamic calculation of stroke volume, cardiac output and an estimate of pulmonary artery pressure.

This article provides a protocol for the echocardiographic assessment of right ventricular size and pulmonary hypertension in mice. Applications include phenotype determination and serial assessment in transgenic and toxin-induced mouse models of cardiomyopathy and pulmonary vascular disease.

Echokardiographische Beurteilung des rechten Herzens bei Mäusen

Transgenic and toxic models of pulmonary arterial hypertension (PAH) are widely used to study the pathophysiology of PAH and to investigate potential ...

Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension and Assessment of Right Ventricular Function in the Piglet

An original piglet model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) associated with chronic Right Ventricular (RV) dysfunction is described. Pulmonary Hypertension (PH) was induced in 3-week-old piglets by a progressive obstruction of the pulmonary vascular bed. A ligation of the left Pulmonary Artery (PA) was performed first through a mini-thoracotomy. Second, weekly embolizations of the right lower pulmonary lobe were done under fluoroscopic guidance with n-butyl-2-cyanoacrylate during 5 weeks. Mean Pulmonary Arterial Pressure (mPAP) measured by ritght heart catheterism, increased progressively, as well as Right Atrial pressure and Pulmonary Vascular Resistances (PVR) after 5 weeks compared to sham animals. Right Ventricular (RV) structural and functional remodeling were assessed by transthoracic echocardiography (RV diameters, RV wall thickness, RV systolic function). RV elastance and RV-pulmonary coupling were assessed by Pressure-Volume Loops (PVL) analysis with conductance method. Histologic study of the lung and the right ventricle were also performed. Molecular analyses on RV fresh tissues could be performed through repeated transcutaneous endomyocardial biopsies. Pulmonary microvascular disease in obstructed and unobstructed territories was studied from lung biopsies using molecular analyses and pathology. Furthermore, the reliability and the reproducibility was associated with a range of PH severity in animals. Most aspects of the human CTEPH disease were reproduced in this model, which allows new perspectives for the understanding of the underlying mechanisms (mitochondria, inflammation) and new therapeutic approaches (targeted, cellular or gene therapies) of the overloaded right ventricle but also pulmonary microvascular disease.

Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) and Right Ventricular (RV) dysfunction were induced in piglets by progressive obstruction of the pulmonary arteries. Consequences were remarkably similar to those observed in CTEPH patients. This animal model would be a very useful tool for pathophysiology and therapeutic experiments on CTEPH and RV failure.

Chronisch thromboembolischen pulmonalen Hypertonie und Beurteilung der rechtsventrikulären Funktion in der Ferkel

An original piglet model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) associated with chronic Right Ventricular (RV) dysfunction is described. ...

Transthoracic Speckle Tracking Echocardiography for the Quantitative Assessment of Left Ventricular Myocardial Deformation

The value of conventional echocardiography is limited by differences in inter-individual image interpretation and therefore largely dependent on the examiners&#39; expertise. Speckle tracking Echocardiography (STE) is a promising but technically challenging method that can be used to quantitatively assess regional and global systolic and diastolic myocardial performance. Myocardial strain and strain rate can be measured in all three dimensions&#160;&#8212; radial, circumferential, longitudinal &#8212; of myocardial deformation. Standard cross-sectional two-dimensional B-mode images are recorded and subsequently postprocessed by automated continuous frame-by-frame tracking and motion analysis of speckles within the myocardium. Images are recorded as digital loops and synchronized to a 3-lead EKG for timing purposes. Longitudinal deformation is assessed in the apical 4-, 3-, and 2-chamber views. Circumferential and radial deformation are measured in the parasternal short axis plane.
Optimal image quality and accurate tissue tracking are paramount for the correct determination of myocardial performance parameters. Utilizing transthoracic STE in a healthy volunteer, the present article is a detailed outline of the essential steps and potential pitfalls of quantitative echocardiographic myocardial deformation analysis.

Speckle tracking echocardiography is an emerging diagnostic imaging technique for the quantitative assessment of global and regional myocardial performance. Standard view echocardiographic motion images are recorded and deformation parameters are subsequently measured by automated continuous frame-by-frame tracking and motion analysis of speckles within the B-mode images of the myocardium.

Transthorakale Speckle-Tracking Echokardiographie für die quantitative Bewertung der linksventrikulären myokardialen Deformations

The value of conventional echocardiography is limited by differences in inter-individual image interpretation and therefore largely dependent on the ...

Murine Echocardiography of Left Atrium, Aorta, and Pulmonary Artery

The present methodology teaches the investigator how to measure and use the LAV as a surrogate of chronic elevations in Left Ventricular diastolic pressure through echocardiography, as well as to obtain measurements of the Aorta and PA diameter in mice.
Mice older than 10 d of age can be analyzed using the present technique. The technique is composed of 3 main steps: set-up, image acquisition, and image analysis. The set-up step consists of getting the mouse anesthetized with 1% isoflurane, shaving it, and taping it in a supine position to a heated EKG board where the image acquisition will take place. The image acquisition step consists of learning to identify the cardiac structures and obtaining all the required images with its correspondent probe and axis in order to be able to calculate volumes and diameters. The image analysis step consists of measuring the previously acquired images with the aid of computer software.
Advantages of the proposed technique include a fast (15 min) procedure that would allow the researcher to evaluate interventions in a non-invasive, non-terminal approach and therefore follow the same mouse over time; each mouse can be used as its own control. This fact plus having the same operator perform all the acquisition and analysis for the entire experiment minimizes the limitation of operator-dependency. The present methodology is useful for mouse researchers in cardiovascular and pulmonary medicine.

The following protocol describes the methodology for the acquisition and analysis of echocardiographic images used to obtain the Left Atrial Volume (LAV), Aorta (Ao) diameter, and Pulmonary Artery (PA) diameter in mice. This technique is a non-invasive, non-terminal procedure that allows assessment of the cardiopulmonary function.

Murine Echokardiographie von Linker Vorhof, Aorta und Lungenarterie

The present methodology teaches the investigator how to measure and use the LAV as a surrogate of chronic elevations in Left Ventricular diastolic ...

A Pulmonary Trunk Banding Model of Pressure Overload Induced Right Ventricular Hypertrophy and Failure

Right ventricular (RV) failure induced by sustained pressure overload is a major contributor to morbidity and mortality in several cardiopulmonary disorders. Reliable and reproducible animal models of RV failure are therefore warranted in order to investigate disease mechanisms and effects of potential therapeutic strategies. Banding of the pulmonary trunk is a common method to induce isolated RV hypertrophy but in general, previously described models have not succeeded in creating a stable model of RV hypertrophy and failure.
We present a rat model of pressure overload induced RV hypertrophy caused by pulmonary trunk banding (PTB) that enables different phenotypes of RV hypertrophy with and without RV failure. We use a modified ligating clip applier to compress a titanium clip around the pulmonary trunk to a pre-set inner diameter. We use different clip diameters to induce different stages of disease progression from mild RV hypertrophy to decompensated RV failure.
RV hypertrophy develops consistently in rats subjected to the PTB procedure and depending on the diameter of the applied banding clip, we can accurately reproduce different disease severities ranging from compensated hypertrophy to severe decompensated RV failure with extra-cardiac manifestations.
The presented PTB model is a valid and robust model of pressure overload induced RV hypertrophy and failure that has several advantages to other banding models including high reproducibility and the possibility of inducing severe and decompensated RV failure.

We present a surgical method to induce right ventricular hypertrophy and failure in rats.

Ein pulmonaler Stamm Streifenbildung Modell der Drucküberlastung induzierte rechtsventrikuläre Hypertrophie und Versagen

Right ventricular (RV) failure induced by sustained pressure overload is a major contributor to morbidity and mortality in several cardiopulmonary ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and drugs. It is widely used in many studies on the physiological functions of vascular smooth muscle, the pathogenesis of vascular diseases such as hypertension, and the development of smooth muscle relaxant drugs. The mouse is a widely used model animal with a large pool of disease models and genetically modified strains. We introduced this method to measure the isometric contraction of mouse mesenteric artery in detail. A 1.4-mm segment of mouse mesenteric resistance artery was isolated and mounted on a myograph chamber by passing two steel wires through its lumen. After equilibration and normalization steps, the vessel segment was potentiated by a high-K+ solution twice prior to the contraction assay. As an example of the application of this method in drug development, we measured the relaxant effect of a novel natural substance, neoliensinine, isolated from a Chinese herb, embryos of the lotus seed (Nelumbo nucifera Gaertn.) on mouse mesenteric arteries. The vessel segments mounted on the myograph chamber were stimulated with a high-K+ solution. When the force tension reached a stable sustained phase, cumulative doses of neoliensinine were added to the chamber. We found that neoliensinine had a dose-dependent relaxant effect on smooth muscle contraction, thus suggesting that it bears potential activity against hypertension. In addition, as the vessel segment can survive at least 4 hours after mounting and maintain contractility induced by the high-K+ solution for many times, we suggest that the wire myograph system may be used for the time-consuming process of drug screening.

The wire myograph technique is used to investigate vascular smooth muscle functions and screen new drugs. We report a detailed protocol for measuring the isometric contractility of the mouse mesenteric artery and for screening new relaxants of vascular smooth muscle.

Messung der isometrischen Kontraktilität der Maus mesenterialen Arterie mit Draht Myographie

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

Invasive Hemodynamic Assessment for the Right Ventricular System and Hypoxia-Induced Pulmonary Arterial Hypertension in Mice

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. However, the evaluation of right ventricular pressure (RVP) and pulmonary artery pressure (PAP) remains technically challenging in mice. RVP and PAP are more difficult to measure than left ventricular pressure because of the anatomical differences between the left and right heart systems. In this paper, we describe a stable right heart hemodynamic measurement method and its validation using healthy and PAH mice. This method is based on open-chest surgery and mechanical ventilation support. It is a complicated procedure compared to closed chest procedures. While a well-trained surgeon is required for this surgery, the advantage of this procedure is that it can generate both RVP and PAP parameters at the same time, so it is a preferable procedure for the evaluation of PAH models.

Here, we present a protocol to perform an invasive hemodynamic assessment of the right ventricle and pulmonary artery in mice using an open-chest surgery approach.

Invasive hämodynamische Beurteilung des rechten ventrikulären Systems und Hypoxie-induzierte pulmonale arterielle Hypertonie bei Mäusen

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. ...

Morphological and Functional Assessment of the Right Ventricle Using 3D Echocardiography

Traditionally, it was believed that the right side of the heart has a minor role in circulation; however, more and more data suggest that right ventricular (RV) function has strong diagnostic and prognostic power in various cardiovascular disorders. Due to its complex morphology and function, assessment of the RV by conventional two-dimensional echocardiography is limited: the everyday clinical practice usually relies on simple linear dimensions and functional measures. Three-dimensional (3D) echocardiography overcame these limitations by providing volumetric quantification of the RV free of geometrical assumptions. Here, we offer a step-by-step guide to obtain and analyze 3D echocardiographic data of the RV using the leading commercially available software. We will quantify 3D RV volumes and ejection fraction. Several technical aspects may help to improve the quality of RV acquisition and analysis as well, which we present in a practical manner. We review the current opportunities and the limiting factors of this method and also highlight the potential applications of 3D RV assessment in current clinical practice.

Here, we provide a step-by-step acquisition and analysis protocol for the 3D volumetric assessment of the right ventricle, mainly focusing on the practical aspects that maximize the feasibility of this technique.

Morphologische und funktionelle Beurteilung des rechten Ventrikels mittels 3D-Echokardiographie

Traditionally, it was believed that the right side of the heart has a minor role in circulation; however, more and more data suggest that right ...

Generation and Characterization of Right Ventricular Myocardial Infarction Induced by Permanent Ligation of the Right Coronary Artery in Mice

Right ventricular infarction (RVI) is a common presentation in clinical practice. Severe RVI can lead to fatal hemodynamic dysfunction and arrhythmia. In contrast to the extensively used mouse myocardial infarction (MI) model generated by left coronary artery ligation, the RVI mouse model is rarely employed due to the difficulty associated with model generation. Research on the mechanisms and treatment of RVI-induced RV remodeling and dysfunction requires animal models to mimic the pathophysiology of RVI in patients. This study introduces a feasible procedure for RVI model generation in C57BL/6J mice. Further, this model was characterized based on the following: infarct size evaluation at 24 h after MI, assessment of cardiac remodeling and function with echocardiography, RV hemodynamics assessment, and histology of the infarct zone at 4 weeks after RVI. In addition, a coronary vasculature cast was performed to observe the coronary arterial arrangement in RV. This mouse model of RVI would facilitate the research on mechanisms of right heart failure and seek new therapeutic targets of RV remodeling.

There are several differences between the right and left ventricles. However, the pathophysiology of right ventricular infarction (RVI) has not been clarified. In the present protocol, a reproducible method for RVI mouse model generation is introduced, which may provide a means to explain the mechanism of RVI.

Erzeugung und Charakterisierung eines rechtsventrikulären Myokardinfarkts induziert durch permanente Ligation der rechten Koronararterie bei Mäusen

Right ventricular infarction (RVI) is a common presentation in clinical practice. Severe RVI can lead to fatal hemodynamic dysfunction and arrhythmia. In ...