Method Article
L’échographie est devenue une modalité commune pour déterminer les dimensions luminales des anévrismes de l’aorte thoraciques et abdominales chez les souris. Ce protocole décrit la procédure pour acquérir des images de l’échographie bidimensionnelle fiable et reproductible de l’aorte ascendante et de l’abdomen chez la souris.
Échographie haute résolution contemporain instruments ont une résolution suffisante pour faciliter la mesure des aortes de souris. Ces instruments ont été largement utilisées pour mesurer les dimensions aortiques dans des modèles murins d’anévrismes de l’aorte. Anévrismes de l’aorte sont définis comme des dilatations permanentes de l’aorte, qui sont plus fréquents dans les régions de l’ascendantes et abdominales. Des mesures séquentielles des dimensions aortiques par ultrasons sont l’approche principale pour évaluer le développement et la progression des anévrismes aortiques in vivo. Bien que plusieurs études utilisées par imagerie pour mesurer les diamètres aortiques comme un critère d’évaluation principal, il y a des facteurs de confusion, tels que la position de la sonde et le cycle cardiaque, qui peut-être influer sur la précision de l’acquisition de données, analyse et interprétation. Ce protocole vise à fournir un guide pratique sur l’utilisation des ultrasons pour mesurer le diamètre de l’aorte de manière fiable et reproductible. Ce protocole introduit la préparation des souris et des instruments, l’acquisition d’images échographiques approprié et l’analyse des données.
Anévrismes de l’aorte sont des maladies vasculaires communes caractérisées par une dilatation permanente Luminale de l’aorte thoracique ou abdominale1,2,3,4. Aucune des thérapies pharmacologiques n’ont été établies afin d’empêcher la dilatation et la rupture d’anévrismes de l’aorte, qui met l’accent sur la nécessité de mieux comprendre les mécanismes pathogènes. Afin d’élucider les mécanismes des anévrismes de l’aorte, les modèles de souris produites par des manipulations génétiques ou chimiques ont été largement utilisé4,5,6,7,8, 9 , 10 , 11 , 12. la quantification exacte du diamètre aortique chez les souris est la base de recherche de l’anévrisme de l’aorte.
Le développement de l’échographie de haute fréquence a augmenté la résolution spatiale et temporelle des images pour détecter de petites différences dans les dimensions aortiques13,14,15. Ce qui a permis la mesure séquentielle des diamètres aortiques chez la souris, et ainsi, il est devenu la méthode privilégiée pour mesurer les diamètres aortiques dans études murins d’anévrismes de l’aorte. Même si l’échographie est une technique simple, connaissances de physiologie et d’anatomie aortique est nécessaire d’acquérir des images appropriées pour des mesures précises, analyse de données et l’interprétation. L’aorte est un organe cylindrique palpitant avec courbures variables dans la région thoracique proximale16. Ceci contribue à l’éventualité d’une détermination imprécise des diamètres aortiques dans communément contractées images bidimensionnelles (2D). La précision des mesures aortiques est compromise par la tortuosité aortique anévrismale état17. Pour obtenir des mesures fiables et reproductibles de dilatations aortiques, ce protocole fournit un guide pratique pour l’utilisation d’un système d’échographie à haute résolution pour mesurer proximales diamètres aortiques thoraciques et abdominales chez la souris.
L’échographie chez la souris est effectuée avec l’approbation de l’Université du Kentucky animalier institutionnel et Comité de l’emploi (numéro de protocole IACUC : 2018-2967). Au cours de l’imagerie, les souris sont anesthésiés à l’aide d’isoflurane 1 à 3 % vol/vol et placé sur une plateforme de chauffage pour réduire les contraintes procédurales et de prévenir l’hypothermie. Lubrifiant oculaire est appliqué afin d’éviter des lésions cornéennes en raison de la perte du réflexe de clignement durant l’anesthésie.
1. installation de l’équipement
2. préparation de la souris
3. imagerie de l’aorte thoracique
4. imagerie de l’aorte abdominale
5. postscanning souris soins et nettoyage
6. analyse
Échographies représentatifs de l’aorte thoracique et abdominale proximale de nonaneurysmal sont indiquées dans la Figure 3A etCde la Figure 3, respectivement. L’aorte ascendante est situé à côté de l’artère pulmonaire et forme un tube incurvé avec trois branches dans la région de l’arche : l’artère innominée, l’artère carotide commune gauche et l’artère sous-clavière gauche (Figure 3A). L’aorte abdominale est détecté sur le dos de la veine cave inférieure (Figure 3D). Les images représentant des anévrismes de l’aorte thoraciques et abdominales avec des dilatations profondes, par rapport aux diamètres normaux dans la Figure 3A etDde la Figure 3, sont indiquées dans la Figure 3B et Figure 3 H, respectivement. Toutes les images échographiques sont capturés à la fin-diastole.
Images représentant échographiques aorte thoracique et abdominale ont été capturés à la midsystole et la fin-diastole (Figure 4A, C, E, G). Des images représentatives montrant des mesures sont présentés dans la Figure 4B, D, F, H. La ligne verte dans le centre de l’aorte ascendante a été utilisée pour normaliser le sinus aortique et ascendant diamètre aortique (Figure 4B, D). Lignes ont été tracées perpendiculairement à la ligne verte entre les deux bords intérieurs de la lumière dans le sinus aortique (ligne jaune) et le diamètre maximal d’aorte ascendant (ligne rouge). Les diamètres luminaux des aortes thoraciques et abdominales ont différé entre systole et diastole (Figure 4A-H). Pour l’aorte abdominale, le diamètre aortique maximal (rouge) et zone Luminale (vert) ont été mesurées (Figure 4F, H). Une image représentative de l’électrocardiogramme de moniteur est montrée dans la Figure 4j’ai. Le cycle cardiaque doit être envisagé pour des mesures précises. La fin-diastole et la systole sont indiqués par les lignes pointillées et roses blanches, respectivement.
Pour valider l’exactitude et la reproductibilité de ce protocole, nous avons réalisé une étude pilote. Thoracique aortique échographie et ex vivo images représentatives sont indiquées dans la Figure 5A. Il n’y avait aucune différence majeure dans les diamètres mesurés entre ces images pour le diamètre aortique ascendant (échographie : 1,67 mm vs ex vivo : 1,65 mm). Car le sinus aortique était difficile à voir dans l’ex vivo image, le diamètre de l’aorte sinus n’a pas été mesuré ex vivo. La reproductibilité inter - et l’examen du présent protocole sont indiquées dans la Figure 5B, C. Pour déterminer le potentielles variabilités, l’échographie a été réalisée par deux observateurs indépendamment, à savoir par un cardiologue expérimenté et un étudiant de premier cycle nonexperienced qui apprend cette technique, sur deux jours différents, en utilisant la même (souris n = 5). Tous les points sont situés entre SD moyenne ± 1,96 à la Figure 5B, C, ce qui indique sans major inter- ou on variabilités pour ce protocole.
Figure 1 : Configuration de poste de travail. Le poste de travail comprend la chambre de l’induction d’anesthésie, anesthésiants nettoyage filtres, la plate-forme chauffée, le gel d’échographie et le gel plus chaud. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : Exemples de positionner la sonde proximale imagerie aorte thoracique et abdominale. Sonde de placement pour (A) le droit et (B) avis parasternale gauche axe long de la racine aortique, ascendant et arch régions et (C) l’affichage de l’axe court de l’aorte abdominale. (D) une image de moniteur représentatifs de l’échographe. Les flèches noires indiquent le repère sur la sonde. La flèche jaune indique le côté de la marque de référence. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : Des échographies représentatifs de l’aorte thoracique et abdominale. Nonaneurysmal (A) et (B) anévrismale aorte ascendante, vue parasternale droite axe long. (C) Nonaneurysmal, aorte, vue parasternale gauche axe long ascendante. Nonaneurysmal (D) et (E) aorte abdominale anévrismale. ASC Ao = aorte ascendante, IA = artère innominée, LCA = artère carotide commune gauche, LSA = artère sous-clavière gauche, PA = artère pulmonaire, Sinus = sinus aortique, IVC = veine cave inférieure et Abd Ao = aorte abdominale. Les triangles jaunes indiquent un anévrisme de l’aorte. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 4 : Mesures d’images aortiques. Images de l’aorte thoracique, capturé à()A) la midsystole et (C) la fin de la diastole. Images montrant des mesures des diamètres aortiques dans la région proximale d’aorte thoracique pendant (B) midsystole et (D) la diastole. La ligne verte indique le centre de l’aorte ascendante. Les lignes jaunes et rouges indiquent les diamètres du sinus aortique et l’aorte ascendante, respectivement. Chiffres dans les couleurs jaunes et rouges indiquent les diamètres réels du sinus aortique et l’aorte ascendante, respectivement. Images de l’aorte abdominale capturé à (E) le midsystole et (G), la fin de la diastole. Les images montrant des mesures de l’aorte surrénale au cours de (F) midsystole et (H) fin-diastole. Les lignes rouges et vertes indiquent le diamètre luminal quartier et l’aorte abdominale, respectivement. Chiffres en couleurs rouges et verte indiquent le diamètre réel et sont de l’aorte abdominale, respectivement. (j’ai) moniteur électrocardiogramme (ECG) enregistré au cours de l’acquisition de l’image. Les lignes vertes et jaunes indiquent les ECG et le cycle respiratoire, respectivement. La ligne pointillée blanche indique la fin de la diastole et la ligne violette indique la systole. P = ondes P et R = onde R. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : Précision et la reproductibilité de l’imagerie ultrasonore. (A) les images représentatives des ultrasons aorte thoracique et ex vivo images chez les souris mâles C57BL/6J (10-12 semaines). Spectacle de parcelles de Bland-Altman (B) inter- et les variabilités on (C) du présent protocole. ASC Ao = aorte ascendante, IA = artère innominée, LCA = artère carotide commune gauche, LSA = artère sous-clavière gauche, AP = artère pulmonaire et des Sinus = sinus aortique. La ligne verte indique le centre de l’aorte ascendante. Les lignes jaunes et rouges indiquent les diamètres des sinus aortique et l’aorte ascendante, respectivement. Chiffres dans des couleurs rouges indiquent les diamètres réels de l’aorte ascendante, mesurée en échographie et ex vivo des images. Les lignes pointillées noires indiquent la moyenne et moyenne ± 1,96 SD. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Supplémentaire Figure 1 : exemple d’image du logiciel d’analyse par ultrasons. Analyse de données échographie doit être effectuée en mode de mesure (A). Une image d’échographie aortique est sélectionnée pour l’analyse de la boucle de cine à l’aide de (B), le curseur d’une boucle de cine. L’axe central est dessiné à l’aide de la fonction (C) la distance tracée. La dimension aortique est mesurée en fonction de (D), la distance linéaire. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Ce protocole prévoit un guide technique pour l’acquisition de l’image de l’aorte thoracique et abdominale chez la souris, en utilisant un système à ultrasons de haute fréquence. L’échographie aortique a des facteurs de confusion potentiels, tels que cycle de position et cardiaque sonde, susceptibles de compromettre la précision de la mesure aortique, particulièrement dans l’aorte thoracique proximale. Ce protocole décrit les instructions détaillées et des stratégies pour l’analyse des données, mesures et acquisition image, afin de mesurer avec précision les dimensions aortiques.
D’imagerie de l’aorte thoracique proximale, il y a plusieurs approches pour sonder le placement. La vue de long axe parasternale droite illustrée à la Figure 2A a été utilisée pour l’échographie, l’imagerie dans le présent protocole. Ce point de vue facilite l’acquisition des images de haute qualité depuis le sinus aortique à la portion de l’arc aortique. Il n’est pas optimal pour l’aorte descendante en raison de l’interférence des ondes ultrasonores. Ce protocole s’applique à la plupart des modèles murins d’anévrismes de l’aorte thoraciques car ils présentent une dilatation Luminale se situe principalement dans la racine aortique de l’aorte ascendante. Il s’agit d’une perfusion chronique de l’angiotensine II qui provoque la formation d’anévrisme dans l’aorte ascendante des souris18,19,20,21,22,23. Modèles murins de syndrome de Marfan (fibrilline 1C1041G / + et la fibrilline 1mgR/mgR souris) afficher les racine aortique et ascendant dilatation aortique23,24,25. Modèles de souris le syndrome de Loeys-Dietz (postnatale suppression de récepteurs TGF-β 1 ou 2 dans les cellules musculaires lisses) développent également anévrisme dans la racine aortique et ascendant aorte18,26,27,28 . Le point de vue parasternale droite axe le plus long est donc appropriée pour l’imagerie aortique dans ces modèles murins d’anévrismes de l’aorte thoraciques. En revanche, le point de vue parasternale droite axe court a le potentiel pour capturer des images aortiques en diagonale car les anévrismes sont souvent compliqués par la tortuosité aortique, ce qui peut provoquer une surestimation de diamètres. À la différence de l’aorte thoracique, l’affichage de l’axe court a été utilisé pour l’imagerie de l’aorte abdominale dans le présent protocole. Tortuosité et courbure aortique étant modestes dans l’aorte abdominale par rapport à l’aorte thoracique, l’acquisition d’images dans la vue d’axe court améliore la sous-estimation du diamètre aortique. Il est important de noter cette sonde différent emplois sont des angles de vue différents, et le diamètre aortique peut être différent à chaque angle de vue. Par conséquent, des mesures fiables de diamètre aortique sont rehaussées en appliquant la même position de la sonde pour toutes les images dans une étude. Fait intéressant, l’échographie (3D) en trois dimensions du coeur et l’aorte, les images ont été signalés récemment29,30,31,32. En outre, les systèmes actuels d’échographie peuvent obtenir des images 3D au fil du temps comme images Quadri-dimensionnel33. Ainsi, ces technologies d’imagerie 3D ont le potentiel pour démontrer la structure aortique plus précisément, qui peut résoudre le problème de positionnement de la sonde.
Images échographiques peuvent être capturés en luminosité 2D mode (mode B) ou en mode de mouvement unidimensionnel (mode M). Bien que certains articles ont utilisé le mode M pour le mesurage du diamètre aortique, mode B est préférable15,34,35,36. Mode M a la capacité de l’image en deux dimensions d’augmenter la résolution spatiale et temporelle. Toutefois, ce mode s’appuie sur l’hypothèse que l’aorte est un cylindre concentrique étant imagé perpendiculairement aux ondes ultrasoniques. Cette hypothèse ne conserveront pas vraie dans un état ANÉVRYSMAL et la courbure de l’aorte ascendante rend cela difficile, même dans les États nonaneurysmal. En outre, l’aorte ne reste pas dans une position fixe tout au long du cycle cardiaque37. Par conséquent, M-mode peut entraîner des erreurs de mesure, y compris partout et la sous-estimation.
Il est également important de noter que le cycle cardiaque affecte le diamètre luminal dans l’aorte. Comme prévu, le diamètre aortique en systole est supérieur en diastole (Figure 4A-H), qui est associé de l’élasticité de la paroi aortique et de souche. La souche et l’élasticité de la paroi aortique peuvent être calculées par la différence de diamètres aortiques entre systole et diastole. Élasticité et déformation sont diminuées dans les aortes anévrismale par rapport aux aortes normales31,34,35,38,39,40. La rigidité aortique ne peut être mesurée directement par échographie. Mesurer la vitesse d’onde de pouls (VOP) peut évaluer sa rigidité comme un proxy, ce qui est rapporté pour être augmentés dans les aortes ANÉVRYSMAL31,35,41,,42. PWV est calculée par le temps de transit entre deux sites artériels, à l’aide de pulse wave Doppler images et leur distance correspondante. Pour comparer les diamètres aortiques, contrairement à l’examen clinique, il n’y a pas de standardisation rigoureuse sur le plan cardiaque phase pour mesures aortiques chez les souris. Par conséquent, on ignore encore quelle phase cardiaque est approprié pour les mesures de l’aorte. Toutefois, afin d’assurer des comparaisons fiables et reproductibles, diamètres aortiques doivent être mesurées dans une phase de définie du cycle cardiaque.
Ce protocole fournit des instructions détaillées pour l’analyse de données et imagerie aortique afin de mesurer avec précision les dimensions aortiques. La mesure aortique, utilisant ce protocole, était conforme à la réelle ex vivo diamètre aortique (Figure 5A). Nous avons aussi confirmé consistances de l’inter- et la reproductibilité de l’examen (Figure 5B, C). Toutes les étapes dans ce protocole, en particulier la position de la sonde et cycle cardiaque, sont nécessaires pour des mesures précises. Toutefois, même lorsque vous utilisez des procédures appropriées, artefacts lors de l’échographie sont inévitables. L’emplacement des côtes et pulmonaires, ainsi que la respiration et la pulsation cardiaque, peut affecter la qualité de l’image de l’aorte thoracique. Gaz intestinaux peuvent également causer des artefacts en imagerie abdominale. Ainsi, nous vous suggérons de définir des critères d’exclusion en suivant ce protocole en cas de mauvaises images aortiques.
Avec l’avènement de systèmes à ultrasons à haute résolution, la structure aortique de souris peut être examinée dans les moindres détails, aussi bien en série et conventionnellement, contribuant ainsi grandement à la compréhension des anévrismes de l’aorte. L’échographie, avec le protocole comme décrit ci-dessus, est une approche non invasive fiable et reproductible pour quantifier les anévrismes de l’aorte chez la souris.
Les auteurs n’ont rien à la divulgation.
Les travaux de recherche des auteurs a été soutenu par le National Heart, Lung, et Blood Institute de la National Institutes of Health, en vertu de l’attribution des numéros R01HL133723 et R01HL139748 et l’American Heart Association SFRN dans les maladies vasculaires (18SFRN33960001). H.S. est soutenu par une bourse de recherche postdoctorale AHA (18POST33990468). J.C. est pris en charge par NCATS UL1TR001998. Le contenu de ce manuscrit est la seule responsabilité des auteurs et ne représente pas nécessairement l’opinion officielle de la National Institutes of Health.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Name of Reagent | |||
Isothesia (Isoflurane) | Henry Schin | NDC11695-6776-2 | Anesthetic Agent |
Omnicon F/Air Anesthesia Gas Filter Canister | A.M. Bickford Inc. | 80120 | Scavenging System for Anesthesia |
Puralube Vet Ointment | Dechra | NDC17033-211-38 | Lubricating Eye Drops |
Aquasonic | Parker Laboratories | 01-08 | Ultrasound Gel |
Nair | Nair | Depilliating Cream | |
Transeptic Transducer Cleaning Solution | Parker Laboratories | 341-09-25 | Cleaning spray for probes |
Name of Equipment | |||
Vevo 2100 | VisualSonics | Vevo 2100 | Ultrasound Machine |
Vevo LAB 3.0.0 | VisualSonics | Vevo LAB 3.0.0 | Ultrasound Analysis Software |
MS-550D | VisualSonics | MS-550D | Ultrasound Probe |
EX3 Vaporizer | Patterson Veterinary | EX 3 | Analogue Anestheic Vaporizer |
Heating Pad | Sunbeam | E12107 | Heating Pad |
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