Este trabajo es apoyado por becas de Fondo General y el Fondo de OU G110 Investigación de Excelencia de la Investigación Biomédica y OSU-HRS Fondo 013.000. Los autores desean agradecer a Lauren Chen por su ayuda en la preparación de este manuscrito.

Fueron aprobados y completados de conformidad y el cumplimiento del Cuidado de Animales institucional y el empleo Comisión de la Universidad Estatal de Ohio (IACUC) los reglamentos y directrices Todos los procedimientos que involucran sujetos animales. 1. Ratón Anestesia <ol><li> Establecer una mesa procedimiento de limpieza con una almohadilla isotérmica climatizada envuelta en una toalla quirúrgica. La almohadilla de calefacción debe mantenerse entre 30 ° C y 34 ° C para estabilizar la temperatura del núcleo del animal al tiempo que reduce el estrés potencial para el animal. </li><li> Coloque el ratón en una cámara de inducción de anestesia con los siguientes parámetros: tasa de flujo de oxígeno ajustado a 1.5 L / min y vaporizador de isoflurano se establece en el 3,5%. Sedación completa debe tener lugar dentro de 1-2 min. Si una cámara de inducción no está disponible, una campana de vidrio puede ser utilizado con una malla de alambre situada en la parte inferior para evitar el contacto directo con el animal de isoflurano. </li><li> Quitarse de inmediato el ratón desde la cámara de inducción, una vez queestá completamente anestesiado (alcanza cuando el ratón pierde la función motora voluntaria). Aplique una ojiva al animal para el mantenimiento de la anestesia. La tasa de flujo de oxígeno se debe reducir a aproximadamente 0,5 l / min y el vaporizador de isoflurano se debe establecer dentro de la gama de 1,5 a 2,5%. <ol><li> Aplique una pequeña cantidad de pomada oftálmica directamente a las córneas para reducir la sequedad del ojo 8. Además, durante la anestesia, el ratón debe mantener una ausencia del reflejo de retirada pedal, las membranas mucosas deben permanecer un color rosa, y la respiración deben aparecer constante. </li></ol></li></ol> 2. Preparación para Ultrasonido Diagnóstico Procedimiento Imaging <ol><li> Sujetar cada pata del ratón en la mesa de procedimientos climatizada con adhesivo removible, tal como cinta quirúrgica. </li><li> Usando una máquina de afeitar eléctrica, quitar el pelo en la superficie ventral del cuerpo entre el abdomen y la forma media hasta la cavidad torácica. Aplicar crema de depilación a una mayor remover el resto del cabello que no se corta por la maquinilla de afeitar. Limpie la crema con una gasa húmeda después de 2-3 min. </li><li> Retire el exceso de vello utilizando una gasa humedecida en agua y limpiar la región de afeitado con alcohol al 70% o equivalente antiséptico. La sonda de ultrasonido se aplicará a esta zona para visualizar la función del diafragma. Un analgésico tópico puede ser proporcionada a los animales que experimentan irritación menor de la piel debido a la eliminación del vello. </li></ol> 3. Diagnostic Ultrasound Imaging Protocol <ol><li> Encienda el dispositivo de ultrasonido y ajustar la potencia de salida (si es necesario) en el aparato por el porcentaje para obtener una resolución óptima. </li><li> Ajuste la máquina de ultrasonido a las preguntas B (brillo) de modo, M (de movimiento)-modo, o tanto antes de formación de imágenes, que permite la visualización adecuada de la contracción del diafragma de ratón. </li><li> Aplique una pequeña cantidad de gel de ultrasonido en el abdomen superior del ratón y masajear el gel hacia la cavidad torácica. </li><li> Coloca los ultratransductor de sonido en esta área y el ángulo hacia arriba en dirección al corazón. Ajustar la sonda hasta que se consigue una resolución de optimizada de la imagen. Nota: para este protocolo, una matriz de micro-convexa o transductor lineal de fases es una sonda ideal para su uso debido al tamaño reducido y una excelente resolución axial 9; la frecuencia necesita ser ajustado a través de la anchura de banda y para estos experimentos se puede utilizar una gama de 6,5 a 12 MHz. </li><li> Pulse el botón de congelación para guardar temporalmente las imágenes de diafragma y ver las contracciones seleccionados. </li><li> Guardar la grabación como un bucle de cine, que permite mediciones posteriores de excursión diafragmática, así como la tasa de respiración. Nota: Los cuadros de imágenes se pueden guardar en la memoria del ordenador o en un disco duro externo para el análisis futuro 9. <ol><li> Precisamente medir la profundidad del movimiento del diafragma de la relajación a la contracción usando los calibradores electrónicos que son parte del software de ultrasonido. </li><li> Convertir elarchivo de bucle de cine en un archivo MPEG y determinar la tasa de respiración contando el número de contracciones del diafragma durante el período de registro. Por otra parte, el número de contracciones por minuto (frecuencia respiratoria) puede contarse de la imagen en modo M. </li></ol></li></ol> 4. Publicar Anestesia Recuperación de Animales <ol><li> El ratón debe recuperarse completamente de la anestesia en 1 hora. No dejar al animal sin vigilancia hasta que se haya recuperado el conocimiento suficiente para mantener decúbito esternal. </li></ol>

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	<li>Snyder, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complementarity+of+ultrasound+and+fluorescence+imaging+in+an+orthotopic+mouse+model+of+pancreatic+cancer.">Complementarity of ultrasound and fluorescence imaging in an orthotopic mouse model of pancreatic cancer.</a> BMC Cancer. 9, 106 (2009).</li><li>Franchi, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+assessment+of+cardiac+function+in+a+mouse+model+of+renovascular+hypertension.">Non-invasive assessment of cardiac function in a mouse model of renovascular hypertension.</a> Hypertension Research: Official Journal of the Japanese Society of Hypertension. , (2013).</li><li>Coatney, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound+imaging:+principles+and+applications+in+rodent+research.">Ultrasound imaging: principles and applications in rodent research.</a> ILAR Journal / National Research Council, Institute of Laboratory Animal Resources. 42, 233-247 (2001).</li><li>Morenz, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+air+trapping+in+chronic+obstructive+pulmonary+disease+by+low+frequency+ultrasound.">Detection of air trapping in chronic obstructive pulmonary disease by low frequency ultrasound.</a> BMC Pulmonary Medicine. 12, 8 (2012).</li><li>Gilliam, L. A., Moylan, J. S., Ann Callahan, L., Sumandea, M. P., Reid, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Doxorubicin+causes+diaphragm+weakness+in+murine+models+of+cancer+chemotherapy.">Doxorubicin causes diaphragm weakness in murine models of cancer chemotherapy.</a> Muscle &amp; Nerve. 43, 94-102 (2011).</li><li>Ferreira, L. F., Campbell, K. S., Reid, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effectiveness+of+sulfur-containing+antioxidants+in+delaying+skeletal+muscle+fatigue.">Effectiveness of sulfur-containing antioxidants in delaying skeletal muscle fatigue.</a> Medicine and Science in Sports and Exercise. 43, 1025-1031 (2011).</li><li>Zuo, L., Clanton, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactive+oxygen+species+formation+in+the+transition+to+hypoxia+in+skeletal+muscle.">Reactive oxygen species formation in the transition to hypoxia in skeletal muscle.</a> American Journal of Physiology. Cell Physiology. 289, 207-216 (2005).</li><li>Helms, M. N., Torres-Gonzalez, E., Goodson, P., Rojas, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+tracheal+instillation+of+solutes+into+mouse+lung.">Direct tracheal instillation of solutes into mouse lung.</a> J. Vis. Exp. , (2010).</li><li>Hedrick, W. R., Hykes, D. L., Starchman, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ultrasound Physics and Instrumentation. , 445 (2005).</li><li>von Sarnowski, B., Khaw, A. V., Kessler, C., Schminke, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+a+microconvex+array+transducer+for+the+ultrasonographic+examination+of+the+intrathoracic+segments+of+the+supraaortic+arteries.">Evaluation of a microconvex array transducer for the ultrasonographic examination of the intrathoracic segments of the supraaortic arteries.</a> Journal of Neuroimaging: Official Journal of the American Society of Neuroimaging. 20, 246-250 (2010).</li><li>Stocksley, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Abdominal Ultrasound. , 7-8 (2001).</li><li>Kremkau, F. W., Taylor, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Artifacts+in+ultrasound+imaging.">Artifacts in ultrasound imaging.</a> Journal of Ultrasound in Medicine: Official Journal of the American Institute of Ultrasound in Medicine. 5, 227-237 (1986).</li><li>Kremkau, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnostic+Ultrasound:+Principles+and+Instruments.">Diagnostic Ultrasound: Principles and Instruments.</a> Saunders Elsevier. , 521 (2006).</li><li>Laing, F. C., Kurtz, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+importance+of+ultrasonic+side-lobe+artifacts.">The importance of ultrasonic side-lobe artifacts.</a> Radiology. 145, 763-768 (1982).</li><li>Abu-Zidan, F. M., Hefny, A. F., Corr, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+ultrasound+physics.">Clinical ultrasound physics.</a> Journal of Emergencies, Trauma, and Shock. 4, 501-503 (2011).</li><li>Gargani, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lung+ultrasound:+a+new+tool+for+the+cardiologist.">Lung ultrasound: a new tool for the cardiologist.</a> Cardiovascular Ultrasound. 9, 6 (2011).</li><li>Sanders, R. C., Winter, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Clinical Sonography A Practical Guide. , 632 (2007).</li></ol>

Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.

El protocolo experimental actual desarrolla técnicas de imagen de ultrasonido de diagnóstico específicos para la actividad del diafragma en un modelo de ratón a través de una, en el enfoque no invasivo vivo. Los ajustes del equipo de anestesia son valores aproximados, que podrán ajustarse ligeramente para cada animal ya que los ratones individuo puede responder de manera diferente a la anestesia. Para evitar que la administración de la anestesia inadecuada, es importante controlar regularmente l...

Recientemente, las técnicas de imagen de ultrasonido de diagnóstico se han aplicado a modelos de ratón de la hipertensión renovascular y 1,2 del cáncer de páncreas. Sin embargo, estas técnicas no han sido ampliamente utilizados en el ensayo de la función de los músculos respiratorios de roedores. Por lo tanto, hemos desarrollado un método de imagen de ultrasonido de diagnóstico como una herramienta valiosa para las evaluaciones longitudinales en vivo de la movilidad del diafragma en ratones. Hay varias ventajas de la ecografía diagnóstica. Por ejemplo, no es invasiva, segura, portátil y permite mediciones en tiempo real a un costo relativamente bajo 3. En particular, algunos dispositivos de ultrasonido de baja frecuencia fueron capaces de detectar el atrapamiento de aire, una característica clínica de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) leve a severa limitación del flujo aéreo 4. Por lo tanto, de formación de imágenes de ultrasonidos de diagnóstico puede servir como un método de cribado fácilmente accesible y reproducible para la monitorización en tiempo real<html> de trastornos respiratorios. Las técnicas de imagen de ultrasonido de diagnóstico se aplican con frecuencia a los animales más grandes o los sujetos humanos. Sin embargo, ha habido un número limitado de estudios de imágenes de ultrasonido en modelos de ratones, lo cual es probable que se deba a los desafíos de la realización de la ecografía en temas de pequeña escala. El protocolo actual describe un procedimiento novedoso para la medición de la función de diafragma en el ratón. Además, aunque se han realizado varios estudios con roedores sobre la función de diafragma, la mayor parte de los resultados se generaron mediante el aislamiento de tiras de músculo directamente desde el animal sacrificado 5-7. En contraste, el uso de un método de formación de imágenes de ultrasonidos de diagnóstico in vivo para analizar la actividad de diafragma disminuiría el número de animales sacrificados para la experimentación. Por otra parte, los tratamientos a largo plazo centradas en ampliar la contractilidad diafragmática pueden evaluar con precisión a través de ultrasonido en modelos de roedores sin sacrificar animales. ntent &quot;&gt; En nuestro laboratorio, hemos desarrollado un método eficaz para la visualización y análisis de la actividad del diafragma de ratón utilizando una máquina de ultrasonido, que ayuda a la comprensión de la función del diafragma in vivo, evita métodos invasivos a los animales, y ayuda en el desarrollo de la terapéutica tratamientos para la disfunción respiratoria.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="602">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="127">
			<td height="127" style="height:127px;width:147px;">Veterinary digital ultrasonic diagnostic imaging system</td>
			<td style="width:111px;">Edan</td>
			<td style="width:151px;">DUS 3 VET</td>
			<td style="width:196px;">Ultrasound parameters include: frequency of 6.5 MHz, Depth of 29 mm. Note: An equivalent ultrasound machine may be used for this protocol</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:147px;">Micro-convex array transducer</td>
			<td>Edan</td>
			<td>C611</td>
			<td>Or equivalent</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:147px;">GE Logiq i hand-carried unit (HCU)&#160;</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td style="width:151px;">GE Logiq i hand-carried unit (HCU)&#160;</td>
			<td>Or equivalent</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:147px;">GE 12 MHz linear array probe</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td style="width:151px;">12L-RS</td>
			<td>Or equivalent</td>
		</tr>
		<tr height="171">
			<td height="171" style="height:171px;width:147px;">Veterinary anesthetic vaporizer</td>
			<td style="width:111px;">Webster Veterinary</td>
			<td>Serial #: W422021</td>
			<td style="width:196px;">Isoflurane was exclusively used with this vaporizer (or equivalent). A custom made induction chamber for anesthesia was assembled for initial anesthesia. Maintenance anesthesia was performed using a nose cone</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:147px;">Isothesia (Isoflurane, USP)</td>
			<td>Butler Schein</td>
			<td>29405 250ML PVL</td>
			<td>Or equivalent</td>
		</tr>
		<tr height="57">
			<td height="57" style="height:57px;width:147px;">Enviro-pure anesthesia absorbing canister</td>
			<td style="width:111px;">Surgivet Smiths Medical PM, Inc.</td>
			<td>Part #: 32373B10</td>
			<td>Or equivalent</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:147px;">Ultrasound transmission gel</td>
			<td>HM Sonic</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Or equivalent&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:147px;">Puralube vet ointment</td>
			<td>Puralube&#160;</td>
			<td>NDC 17033-211-38</td>
			<td>Or equivalent</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:147px;">Deltaphase isothermal pad</td>
			<td style="width:111px;">Braintree Scientific Inc.</td>
			<td>39DP</td>
			<td>Or equivalent</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Hair remover</td>
			<td>Nair</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Or equivalent</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Electric razor</td>
			<td>Remington</td>
			<td>HC-5015</td>
			<td>Or equivalent</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Surgical tape</td>
			<td>3M Micropore</td>
			<td>1530-1</td>
			<td>Or equivalent</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Gauze sponges</td>
			<td>Dynarex</td>
			<td>3262</td>
			<td>Or equivalent</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

diagnostic ultrasound imaging of mouse diaphragm function

Análisis de funciones de los músculos esqueléticos respiratorios de roedores, en particular el diafragma, se realiza comúnmente mediante el aislamiento de tiras de músculo usando los procedimientos quirúrgicos invasivos. Aunque este es un método eficaz de evaluar la actividad in vitro de diafragma, que consiste en una cirugía no supervivencia. La aplicación de imágenes por ultrasonido no invasiva como un procedimiento in vivo es beneficioso, ya que no sólo reduce el número de animales sacrificados, pero también es adecuado para el seguimiento de la progresión de la enfermedad en ratones vivos. Por lo tanto, nuestro método de formación de imágenes de ultrasonido puede probablemente ayudará en el desarrollo de nuevas terapias que alivian lesión muscular inducida por diversas enfermedades respiratorias. En particular, en los diagnósticos clínicos de las enfermedades pulmonares obstructivas, imágenes de ultrasonido tiene el potencial de ser utilizado en conjunción con otras pruebas estándar para detectar la aparición temprana de la fatiga del músculo del diafragma. En el protocolo actual, se describe la forma de evaluar con precisión contracti diafragmadad en un modelo de ratón utilizando una técnica de imágenes de ultrasonido de diagnóstico.

Una imagen de ultrasonidos típico de un diafragma de ratón se muestra en la Figura 1A. El desplazamiento vertical máxima de diafragma de ratón fue grabado. Esta distancia se calcula con precisión la medición de la profundidad de movimiento del diafragma de la relajación a la contracción usando los calibradores electrónicos que son parte del software de ultrasonido. Tabla 1 muestra estas mediciones de distancia de las contracciones del diafragma de tres ratones diferentes. Despu...

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Diagnostic Ultrasound Imaging of Mouse Diaphragm Function

De imágenes de ultrasonido de diagnóstico ha demostrado ser eficaz en el diagnóstico de diversas enfermedades respiratorias en sujetos humanos y animales. Demostramos un protocolo integral de ultrasonido utilizado por el laboratorio del Dr. Zuo para analizar la cinética de diafragma específicamente en modelos de ratón. Esta es también una técnica de investigación no invasiva que puede proporcionar información cuantitativa sobre la función de los músculos respiratorios ratón.

Ultrasonido Diagnóstico por la Imagen de la función del ratón del diafragma

Function analysis of rodent respiratory skeletal muscles, particularly the diaphragm, is commonly performed by isolating muscle strips using invasive ...

diagnostic-ultrasound-imaging-of-mouse-diaphragm-function

Research

JoVE Journal

Medicine

15.9K vistas.  The Ohio State University College of Medicine.  De imágenes de ultrasonido de diagnóstico ha demostrado ser eficaz en el diagnóstico de diversas enfermedades respiratorias en sujetos humanos y animales. Demostramos un protocolo integral de ultrasonido utilizado por el laboratorio del Dr. Zuo para analizar la cinética de diafragma específicamente en modelos de ratón. Esta es también una técnica de investigación no invasiva que puede proporcionar información cuantitativa sobre la función de los músculos resp...