Medición ecocardiográfica de parámetros diastólicos ventriculares derecho en ratón

Resumen

Aquí describimos y comparamos dos posiciones para obtener la vista apical de cuatro cámaras en ratones. Estas posiciones permiten la cuantificación de la función ventricular derecha, proporcionan resultados comparables y se pueden utilizar indistintamente.

Resumen

La disfunción diastólica es una característica prominente de la remodelación del venticalismo derecho (RV) asociada con condiciones de sobrecarga de presión. Sin embargo, la función diastólica RV rara vez se cuantifica en estudios experimentales. Esto podría deberse a dificultades técnicas en la visualización de la RV en la vista apical de cuatro cámaras en roedores. Aquí describimos dos posiciones que facilitan la visualización de la vista apical de cuatro cámaras en ratones para evaluar la función diastólica RV.

La vista apical de cuatro cámaras se habilita inclinando la plataforma de fijación del ratón hacia la izquierda y caudalmente (LeCa) o hacia la derecha y el craneal (RiCr). Ambas posiciones proporcionan imágenes de calidad comparable. Los resultados de la función diastólica RV obtenidos de dos posiciones no son significativamente diferentes. Ambas posiciones son comparativamente fáciles de realizar. Este protocolo se puede incorporar a los protocolos publicados y permite investigaciones detalladas de la función RV.

Introducción

La disfunción diastólica es una característica prominente de la remodelación ventricular derecha (RV)¹ y se asocia con condiciones de sobrecarga de presión^2. Ecocardiografía (EchoCG) se puede utilizar para la caracterización de la disfunción diastólica RV^3,4. A pesar de los recientes avances en la ecocardiografía animal pequeña, rara vez se notifican mediciones de parámetros diastólicos. Por el contrario, las mediciones de la función sistólica seutilizan ampliamente para la caracterización de ratones transgénicos 5, así como para la evaluación de una respuesta al tratamiento^6.

Esto puede explicarse en parte por las dificultades en la medición de parámetros diastólicos desde la vista apical de cuatro cámaras. La visualización del corazón en esta posición se puede facilitar inclinando la plataforma de fijación LeCa o RiCr. Incluso si se utilizan estas manipulaciones, los ecocardiógrafos no las reportan en sus manuscritos^4,7. Por lo tanto, sigue sin estar claro si estas manipulaciones proporcionan resultados comparables. Además, esto también impide el desarrollo de la nomenclatura estandarizada de esta posición para ratones.

El objetivo de este estudio fue describir dos posiciones para la visualización apical de vista de cuatro cámaras y comparar sus resultados. Para determinar las diferencias entre las dos posiciones, hemos utilizado el modelo de banda de arteria pulmonar de ratón (PAB), en el que un clip de tantalio conduce a una oclusión parcial de la arteria pulmonar. Esta oclusión da como resultado la remodelación del ventrículo derecho y la disfunción. Los detalles completos de la operación PAB se pueden encontrar en el trabajo publicado anteriormente³. Los ratones operados por Sham, donde el clip se colocó junto a la arteria pulmonar, se utilizaron para la comparación. Las investigaciones de EchoCG se realizaron tres semanas después de la operación utilizando el sistema de imágenes con un cabezal de exploración de 30 MHz (ver Tabla de Materiales para ambos). La nomenclatura para la descripción de las posiciones y orientaciones entre el ratón y el haz de ultrasonido se utiliza como se describe en Zhou et al.⁷.

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Protocolo

El estudio se realizó de acuerdo con las normativas nacionales para la experimentación con animales y la Directiva 2010/63 de la UE. Preparar el equipo descrito anteriormente por Brittain et al.⁸.

1. Preparación del ratón

1. Obtenga ratones C57Bl6/J masculinos de 12 a 13 semanas de edad y los aloje con un ciclo de luz/oscuridad de 12 h, a una temperatura ambiente constante y con acceso ad libitum a la comida de laboratorio estándar y al agua, hasta el inicio del experimento.
2. Anestetizar el ratón usando anestesia general aprobada por el Instituto y comprobar la falta de respuesta al pellizco del dedo del dedo del dedo del dedo del dedo. Bajo anestesia leve con isoflurano 0.8%–1.2%, fijar el ratón en una plataforma calentada. Aplicar gel de electrodo a sus extremidades para el monitoreo continuo de su frecuencia cardíaca y temperatura.
3. Depilar el pelo del pecho del ratón usando crema de depilación. Para reducir la presión sobre su tórax, no aplique el gel de acoplamiento de ultrasonido directamente en el tórax; más bien, aplicar una capa del gel a la punta del transductor.

2. Adquisición de imágenes

1. Vista apical de cuatro cámaras con inclinación izquierda e caudal de la plataforma
   1. Después de la preparación del ratón, angula la plataforma hacia la izquierda a 10o–15o y luego caudalmente a 10o–15o.
   2. Coloque el transductor por encima del ápice con el plano de imagen de 45o al plano coronal y el eje central del haz de ultrasonido dirigido cranealmente, posterior y a la izquierda para obtener la vista apical de cuatro cámaras. Pulse el botón B-Mode para activar la imagen B-mode/2-D.
      NOTA: El transductor se puede sujetar manualmente o fijar por una etapa. El término "modo B" proviene del sistema de imágenes que se utilizó en lugar del término más familiar "bidimensional" (2-D) y se utiliza en todo el protocolo.
   3. Busque la apariencia de las siguientes estructuras en la ventana acústica: el ventrículo izquierdo (LV), la aurícula izquierda (LA), la RV, la aurícula derecha (RA), la válvula mitral (MV) y la válvula tricúspide (TV).
   4. Manipule el plano de imagen en el plano coronal y gire en el reloj y en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del eje central hasta que ambos ventrículos se visualicen en su dimensión más larga y ambas aurículas sean visibles. Esta es la vista de cuatro cámaras (Figura 1).
   5. Pulse el botón Cine store para guardar la grabación.
   6. Pulse el botón Escanear/Congelar para pausar el sistema.
2. Medición de las velocidades del flujo sanguíneo ttriccúspide
   1. Pulse el botón Escanear/Congelar para activar el sistema.
   2. Pulse el botón Superponer varias veces para activar el volumen de muestra para el modo PW (onda pulsada).
   3. Mientras mantiene la vista de cuatro cámaras obtenida, utilice el trackball para colocar el volumen de la muestra en la apertura de las válvulas tricúspides para la medición de velocidades de entrada (velocidades máximas E y A).
   4. Pulse el botón de modo PW para medir las velocidades de entrada (velocidades máximas E y A).
      NOTA: Debido a que las válvulas tricúspides son difíciles de visualizar en esta posición, realizar varias mediciones ayuda a alinear correctamente el volumen de la muestra con el flujo sanguíneo. Realice el muestreo Doppler con el ángulo de incidencia más pequeño entre el haz Doppler y la dirección del flujo sanguíneo. El perfil de flujo sanguíneo obtenido debe corresponder a los siguientes criterios: 1) un perfil de entrada similar a una forma de M con el primer pico inferior al segundo; 2) una modulación respiratoria con una mayor amplitud en la inspiración; 3) una amplitud máxima de velocidades en varias mediciones (Figura2).
   5. Pulse el botón Cine store para guardar la grabación optimizada.
   6. Pulse el botón Escanear/Congelar para pausar el sistema.
3. Medición de la excursión sistólica del plano anular tricúspide (TAPSE)
   1. Pulse el botón Escanear/Congelar para activar el sistema.
   2. Cambie al modo B pulsando el botón Modo B. Algunas manipulaciones en la imagen podrían ser necesarias para recuperar la vista correcta de cuatro cámaras.
   3. Pulse el botón Superponer varias veces para activar el volumen de muestra del modo M. Usando el trackball, alinee el volumen de la muestra con la parte lateral del anillo tricúspide. Tirando de los bordes del volumen de la muestra utilizando el trackball, alinee la longitud del volumen de la muestra para cubrir toda la amplitud del movimiento cardíaco durante el ciclo cardíaco.
   4. Pulse el botón Modo M para activar el modo M. Los movimientos del annulus tricúspide deben aparecer como una onda (Figura 2).
   5. Pulse el botón Cine store para guardar la grabación.
   6. Pulse el botón Escanear/Congelar para pausar el sistema.
4. Medición de los parámetros Doppler de tejido
   1. Pulse el botón Escanear/Congelar para activar el sistema.
   2. Pulse el botón Modo B para activar el modo B.
      NOTA: Algunas manipulaciones por angulación en el plano coronal y rotación en el reloj y en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del eje central de la imagen podrían ser necesarias para recuperar la vista correcta de cuatro cámaras.
   3. Pulse el botón Superponer varias veces para activar el volumen de muestra para TDI (imágenes Doppler de tejido). Usando el trackball, alinee el volumen de la muestra con la parte lateral del anillo tricúspide, donde la pared libre de RV crea un ángulo con la válvula tricúspide. Tirando de los bordes del volumen de la muestra utilizando el trackball, ajuste el volumen de la muestra para incluir las posiciones extremas sistólicas y diastólicas del anillo.
   4. Pulse el botón Tejido para activar el modo TDI.
      NOTA: Aparece un trazado amarillo de la grabación TDI que corresponde a los siguientes criterios:1) una grabación similar a una forma M invertida; 2) picos Claramente distinguibles De' y A' durante la diástole y el pico S' durante la sístole; 3) una amplitud máxima de velocidades en varias mediciones (Figura2).
   5. Pulse el botón Cine store para grabar una imagen optimizada.
   6. Pulse el botón Escanear/Congelar para pausar el sistema.
5. Vista apical de cuatro cámaras con inclinación derecha y craneal de la plataforma
   1. Angula la plataforma a la derecha a 10o–15o y luego a craneal a 10o–15o. Realice las mediciones como se describe en las secciones anteriores para los pasos de LeCa (pasos 2.1, 2.2, 2.3 y 2.4).
      NOTA: Durante la investigación, el isoflurano debe valorarse entre 0.–1.2 para mantener la frecuencia cardíaca del ratón en 400–440 bpm. En este rango, se pueden medir picos separados de flujo sanguíneo transtricúspide y velocidades de Doppler (DTI) tisulares. Para evitar los efectos de la pérdida de calor en la hemodinámica, los datos se registran y el análisis se realiza fuera de línea. Sólo se utilizan para el análisis las señales obtenidas al final de la expiración. Las mediciones de 3 - 5 latidos del corazón se promedian.

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Resultados

La vista apical de cuatro cámaras es difícil de obtener en ratones. Por lo tanto, las manipulaciones de la posición de la plataforma pueden ayudar a visualizar el corazón cambiando su posición en el tórax. La inclinación de la plataforma a la izquierda y a la derecha mejoró la ventana acústica y proporcionó imágenes de calidad comparable en modo B (Figura1). Después de obtener las posiciones correctas, las mediciones en los modos PW-, M- y TDI pro...

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Discusión

La función de RV ecocardiográfica y la evaluación de dimensiones desde posiciones parasternales han sido bien descritas. Por el contrario, la posición apical en la ecocardiografía del ratón se ha descuidado en parte debido a dificultades técnicas. Utilizando una posición de plataforma horizontal, es difícil obtener una ventana acústica suficiente para imágenes de vista de cuatro cámaras. Para facilitar la toma de imágenes de esta posición, la plataforma se puede inclinar hacia la izquierda, una manipulació...

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Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
RMV-707B scan head 30 MHz	Visual Sonics	P/N 11459	mouse scan head
VisualSonics Vevo 770® High-Resolution Imaging System	Visual Sonics	770-230	ultrasound machine
Veet depilation creme for sensitive skin	Veet	07768307
Surgical tape Durapore 3M	3M Deutschland GmbH	1538-1	for fixation
Askina Brauncel cellulose swabs	B.Braun	9051015
Aquasonic ultrasound gel	Parker Laboratories Inc.	BT025-0037L
Electrode Gel	GE medical systems information technologies Inc.	2034731-002	apply to extremities for countinous ECG and heart rate monitoring
Thermasonic gel warmer	Parker Laboratories Inc.	82-04-20	to reduce heat loss warm up the ultrasound gel before use