We thank Fred Roberts for exemplary technical support and also appreciate the help from the histology core in Beth Israel Hospital. We thank Brigham Women&#8217;s Hospital Cardiovascular Physiology Core for providing with the instrumentation and the funds for this work. This work was supported in part by a Department of Medicine Sundry Fund.

NOTE: Toutes les procédures ont été réalisées chez des souris en conformité avec American Veterinary Medical Association (AVMA) directives et approuvés institutionnel de protection des animaux et l&#39;utilisation comités (IACUC) protocoles. 1. Conception de l&#39;étude <ol><li> Utilisez ancienne 8-10 semaines mâle C57BL / 6 (BW ~ 25 g) dans l&#39;étude. </li><li> Aléatoire souris (n = 11) en deux groupes, le groupe d&#39;étude sélectionné pour baguage aortique (n = 8), et le groupe de contrôle (n = 3) à subir opération fictive par thoracotomie. </li><li> Préparer l&#39;animal pour l&#39;imagerie par enlever les poils de la poitrine à l&#39;aide crème dépilatoire qui est de qualité médicale. </li><li> Effectuez une première échographie (section 2) 24 heures avant baguage aortique pour déterminer les paramètres de base au Jour 1, entre une fourchette de 1% et 2,5% d&#39;isoflurane (mélangé avec 100% d&#39;O 2 par ogive) de l&#39;anesthésie induite. </li><li> Choisir un agent anesthésique médicalement approuvé (isoflurane) et surveiller le degré d&#39;anesthésie (2-3% à induCE, et 1,0% pour maintenir). REMARQUE: l&#39;anesthésie adéquate est crucial dans le maintien de rythme cardiaque à des taux physiologiques normaux (environ 500 battements / min). </li><li> Confirmer la profondeur de l&#39;anesthésie par une perte de mouvement de l&#39;animal en réponse à un réflexe pédale retrait. Utilisez paralube vétérinaire onguent sur les yeux pour prévenir la sécheresse sous anesthésie. </li><li> Effectuer la chirurgie au jour 0 20,21. </li><li> Pour cerclage aortique, ligaturer l&#39;aorte en utilisant une suture 7-0 en soie autour d&#39;une aiguille 26 G conique placé sur l&#39;arc. NOTE: Les détails concernant le protocole expérimental, y compris les procédures de baguage aortiques chirurgicales, ont été précédemment décrit 20,21. </li><li> Effectuer échographie post-chirurgie (section 2) lors de la Journée (s) 2, 6 et 13. </li><li> Euthanasier les souris le jour 14 et récolter les cœurs pour l&#39;évaluation histologique. Euthanasier les animaux en utilisant une surdose de pentobarbital suivie de l&#39;élimination d&#39;un organe vital tel que le cœur. Arrêter les cœurs dans diastole et fixer avec du formol. Utilisez la procédure de la récolte de cœur qui a été décrit précédemment 22. </li><li> Fixer tous les tissus cardiaques avec une solution de formaline tamponnée à 10%. Pour trichrome coloration, intégrer tissus dans de la paraffine avant la coupe. Utilisez les détails de coloration trichrome qui ont été bien illustré précédemment 14,23. </li><li> Analyser les données en utilisant un logiciel hors ligne (section 3). </li></ol> 2. Protocole Imaging <ol><li> Images d&#39;axes long et court de l&#39;artère coronaire septale (SCA) (mode B) <ol><li> Utilisation de la sonde MS550D avec une fréquence de 40 MHz centre de connectés au port actif, définir le préréglage pour &quot;imagerie cardiaque&quot; de l&#39;application. </li><li> Avec la position couchée animale sur la plate-forme chauffée, et sous anesthésie contrôlée par cône de nez, positionner la sonde à l&#39;aide du système ferroviaire pour obtenir la vue parasternale long axe (de PSLAX) (figure 1A). Toujours se assurer que l&#39;animal est gardé au chaud sur le platfor préchauffém et la température corporelle est maintenue à des niveaux physiologiques. </li><li> Tournez la sonde (avec encoche pointant caudale) vers la droite de telle sorte que l&#39;angle de la sonde est de 15 ° à la ligne gauche parasternal (grand axe vue) (figure 1B). </li><li> Ajustez l&#39;angle de la sonde en inclinant légèrement le long de l&#39;axe y de la sonde pour obtenir une vue longitudinale sur toute la longueur de la SCA dans le centre de l&#39;écran (figure 1B). </li><li> Une fois les sites appropriés (valve aortique et l&#39;artère pulmonaire) sont considérés, magasin ciné l&#39;image en utilisant le taux de rafraîchissement le plus élevé possible. </li><li> En utilisant le &quot;xy&quot; axes micro-manipulateurs (figure 1D), ajuster la position de la sonde pour obtenir l&#39;image la plus claire de la SCA. </li><li> Tournez la sonde 90 ° (avec encoche pointant caudale) dans le sens horaire de sorte que fin crantée de la sonde se trouve à gauche de la ligne médiane (axe court) (figure 1C). </li></ol></li><li> Images de l&#39;axe longues et courtes de SCA (Color-Doppler Mode) <ol><li> Une fois une image de mode B est capturé ou stocké cine, cliquez sur la touche Doppler couleur sur le clavier pour activer la couleur Doppler fenêtre acoustique (figure 2). REMARQUE: Cela permet d&#39;isoler l&#39;artère coronaire (flèche blanche indique SCA) soit à la longue (figure 2A) ou à l&#39;axe court (figure 2C). La couleur rouge est vu en temps réel et est indicative de la direction d&#39;écoulement (éloignement de la valve aortique). </li><li> Assurez-vous que la profondeur de mise au point (indiqué par une flèche jaune sur la droite de l&#39;écran d&#39;image), se trouve au centre de l&#39;artère coronaire. </li><li> Assurez-vous que les données sont enregistrées, en utilisant la clé ciné-magasin, à la fréquence d&#39;image le plus élevé possible (&gt; 100 images / s). </li></ol></li><li> PW imagerie Doppler du SCA (pulsé-Wave ou en mode PW) <ol><li> En mode Doppler couleur, cliquez sur la clé PW pour faire apparaître une ligne jaune-indicateur sur l&#39;artère coronaire (figure 2, en rouge). </li><li> Placer le jaunePW ligne au milieu de l&#39;artère coronaire en vue, à un angle qui est parallèle à la directivité de l&#39;écoulement. Notez que les mesures de vitesse sont fortement dépendantes de l&#39;angle d&#39;acquisition d&#39;image. </li><li> Ajustez l&#39;angle de flux (touche d&#39;angle PW) et le volume de l&#39;échantillon (touche SV) tel que la clé d&#39;angle PW est de 60 ° ou moins et le volume de l&#39;échantillon capture circuler dans le centre de la SCA. </li><li> Utilisation magasin ciné pour capturer les formes d&#39;onde qui indiquent la vitesse de l&#39;écoulement coronaire au pic de systole (S) et la diastole (D) (figures 3A et 3B), en utilisant 1% et 2,5% d&#39;isoflurane. </li></ol></li></ol> 3. Calcul et analyse des données <ol><li> Sélectionnez le temps de vitesse intégrante outil (VTI) pour obtenir le pic systolique et diastolique vitesses des images présentées sur les figures 3A et 3B. </li><li> Calculer l&#39;indice de la réserve coronaire (CFR) comme le rapport de hyperémique (2,5% d&#39;isoflurane) crête diastolique ffaible vitesse de ligne de base (1% d&#39;isoflurane) de la vitesse d&#39;écoulement diastolique maximale. </li><li> Calculer le rapport S / D que la vitesse de pointe de vitesse de débit coronaire systolique / diastolique pic coronarienne flux. Déterminer le rapport au départ (1% d&#39;isoflurane) et au hyperémie (2,5% d&#39;isoflurane). </li><li> Pour les paramètres de la fonction cardiaque standard tels que FS, FAC, LVM, reportez-vous aux manuels du fabricant pour effectuer l&#39;analyse des données en utilisant un logiciel propriétaire ou reportez-vous au document JoVE de Cheng 2. </li></ol>

<ol>
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S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transthoracic+high+frequency+(7.5+MHz)+echocardiographic+assessment+of+coronary+vascular+reserve+and+its+relation+to+left+ventricular+mass.">Transthoracic high frequency (7.5 MHz) echocardiographic assessment of coronary vascular reserve and its relation to left ventricular mass.</a> Journal of the American College of Cardiology. 16, 1393-1397 (1990).</li></ol>

The authors report no disclosures.

Dans cette étude sur la base d&#39;ultrasons, l&#39;évaluation non invasive de l&#39;écoulement coronaire a été réalisée de façon reproductible en temps réel, au fil des jours, chez des souris expérimentales en direct; En outre, le protocole a démontré le potentiel de détecter un dysfonctionnement de l&#39;artère coronaire qui était présent à un stade précoce et a été associée à une carence en perfusion myocardique. Cette méthode pourrait finalement être exploité comme outil clinique pour la str...

Clinique sténose aortique (AS) est bien connu pour favoriser une augmentation progressive du ventricule gauche (VG) postcharge. Pour compenser cette augmentation chronique charge hémodynamique, l&#39;hypertrophie ventriculaire gauche (HVG) se ensuit comme une réponse adaptative de 1,2. Le développement de LVH est souvent associée à des anomalies de la microcirculation coronaire. On pense que la dysfonction microvasculaire contribue à l&#39;ischémie chronique chez ces patients 5. En plus de débit coronaire 3,4, réserve coronaire (CFR) représente changement fonctionnel des artères coronaires 1,3 et est défini comme le rapport entre la vitesse d&#39;écoulement maximale dans hyperémie à la vitesse d&#39;écoulement de base ou de débit reposant 4,6,7 de vitesse. CFR est diminuée pendant le remodelage du VG 1-3,5-9 et est utilisé comme un indice de l&#39;ampleur de la gravité du dysfonctionnement fonctionnel coronaire 1,10,17. Il est connu pour être altérée dans de nombreuses formes de cardiomyopathie dilatée 10 s et aussi coronairestenosis 6. CFR est aussi un marqueur pronostique pour mauvais résultats cliniques 12. Le remodelage du VG dans le cadre d&#39;un dysfonctionnement cardiaque tel que l&#39;ischémie ou l&#39;hypertrophie ventriculaire gauche est également accompagnée d&#39;une fibrose extensive, les variations de la microcirculation coronaire et l&#39;épaississement des artères coronaires 1,2. En raison de ces changements dans la physiologie coronaire, il est probable remodelage des artères coronaires. Cela contribue à atténuer les effets de la faible diffusion de l&#39;oxygène et LV dysfonction diastolique qui pourrait résulter dans la susceptibilité à l&#39;ischémie myocardique 1,2,13. Les souris génétiquement modifiées sont désormais un outil expérimental très répandue pour mimer les conditions de maladies humaines telles que l&#39;athérosclérose coronarienne 5,7,10,12,17. En particulier, le modèle de surcharge de pression chez la souris a été largement étudiée 14,17. Le modèle de constriction trans-aortique (TAC) a été montré pour être associée à une fibrose extensive, et coronary sténose résulte, en partie, à partir de l&#39;épaississement médian des artères coronaires et avec accompagnement des changements dans les profils de débit coronaire 1,11,17,19 semblables à ce qui est considéré dans le cadre de l&#39;hypertrophie ventriculaire gauche chez les humains. Bien qu&#39;il soit connu que la surcharge de pression prolongée conduit à une insuffisance cardiaque décompensée dans environ 4-8 semaines, les effets sur la dynamique des flux coronaire et la réserve de débit dans ces modèles, tôt dans le processus de progression de la maladie, et à différents stades après le baguage, sont encore être clairement délimitée. De nombreuses souches de souris sont actuellement disponibles pour l&#39;utilisation de la recherche, y compris bien caractérisé LDLR - / - ou ApoE - / - souris 10-12, et ceux-ci ont incité le développement de techniques sensibles pour évaluer la fonction cardiovasculaire et la morphologie chez les souris vivant 11-15. Ces techniques comprennent l&#39;IRM, PET, CT contraste, des ultrasons à haute fréquence et la tomographie par faisceau d&#39;électrons 2,9,17,19, qui offrent tous des alternatives prometteuses à invasiveméthodes telles que cathétérismes cardiaques et coronarographie 12. Cependant, chez les souris avec de très petite taille des artères coronaires et le rythme cardiaque élevé (HR), l&#39;imagerie de la circulation coronarienne constitue encore un défi technique pour de nombreuses techniques actuellement disponibles 4,12. Fait intéressant, il ya eu une augmentation exponentielle des progrès techniques dans le domaine de l&#39;échocardiographie Doppler transthoracique (TTDE), y compris le développement de la haute fréquence de balayage de réseau têtes avec des fréquences centrales de 15 à 50 MHz permettant résolutions axiales d&#39;environ 30 à 100 um, à des profondeurs de 8-40 mm, et des cadences de plus de 400 cadres-capturés / sec. À son tour, techniques basées TTDE-ont émergé comme un outil potentiellement puissant pour l&#39;imagerie de grands navires 2 ou même plus petits comme les artères coronaires 5,12. Une autre avancée critique qui a permis aux enquêteurs de mener des études d&#39;imagerie diagnostique du système vasculaire dans un petitnimals est l&#39;utilisation soigneusement contrôlée des anesthésiques qui maintiennent la rythme cardiaque et respiratoire des animaux lors de l&#39;imagerie 11. L&#39;entretien de l&#39;anesthésie contrôlée est particulièrement important pour les études liées à la vasodilatation chez la souris, et l&#39;effet de l&#39;anesthésie doit également être explorées plus avant dans ce contexte 10,11. Chez l&#39;homme, d&#39;autre part, les mesures de CFR TTDE dérivés sont devenus un outil plus couramment utilisée pour l&#39;évaluation des artères coronaires sténosées épicardiques et non obstrué, principalement dans descendante antérieure gauche (LAD) de l&#39;artère coronaire 5,16. Cependant, le rôle pronostique du CFR et les changements de débit coronaire chez les patients asymptomatiques ou souris avec fonction systolique préservée LV au repos a été beaucoup moins exploré 16. Par conséquent, le but de l&#39;étude était d&#39;abord établir un protocole clair, étape par étape, pour évaluer les changements dans le débit coronarien utilisant TTDE dans un modèle de souris de surcharge de pression; secondes, cette étude a examiné le signe pronostiqueificance du CFR et les changements de débit coronaire en réponse à la pression de surcharge de stress chez ces souris. Nous émettons l&#39;hypothèse que l&#39;évaluation du CFR et de débit coronaire à base TTDE peut être utile dans la détection précoce de la dysfonction coronarienne qui peut précéder une dysfonction ventriculaire gauche.

&#160;
<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="609">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:157px;">Name of the Reagent</td>
			<td style="width:108px;">Company</td>
			<td style="width:96px;">Catalogue Number</td>
			<td style="width:248px;">Comments</td>
		</tr>
		<tr height="50">
			<td height="50" style="height:50px;width:157px;">Depilatory cream</td>
			<td style="width:108px;">Miltex, Inc.</td>
			<td style="width:96px;">Surgi-Prep</td>
			<td style="width:248px;">Apply 24 hours prior to imaging</td>
		</tr>
		<tr height="114">
			<td height="114" style="height:114px;width:157px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:108px;">Baxter International Inc.</td>
			<td style="width:96px;">NDC 10019-773-40</td>
			<td style="width:248px;">2-3% for induction, and 1-1.5 % for maintenance; heart beats will be maintained at above 500 beats per minute</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;"></td>
			<td></td>
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		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;"></td>
			<td colspan="2">Table of equipments</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;"></td>
			<td></td>
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			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:157px;">Material Name</td>
			<td style="width:108px;">Company</td>
			<td style="width:96px;">Catalogue Number</td>
			<td style="width:248px;">Comments</td>
		</tr>
		<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="37">
			<td height="111" rowspan="3" style="height:111px;width:157px;">High-frequency Mechanical Transducer</td>
			<td rowspan="3" style="width:108px;">FUJIFILM VisualSonics, Inc.</td>
			<td rowspan="3" style="width:96px;">MS250, MS550D, MS400</td>
			<td rowspan="3" style="width:248px;"></td>
		</tr>
		<tr height="37">
		</tr>
		<tr height="37">
		</tr>
	</tbody>
</table>

ultrasound based assessment of coronary artery flow and coronary flow reserve using the pressure overload model in mice

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow reserve (CFR) in humans. Reduced CFR is accompanied by marked intramyocardial and pericoronary fibrosis and is used as an indication of the severity of dysfunction. This study explores, step-by-step, the real-time changes measured in the coronary flow velocity, CFR and systolic to diastolic peak velocity (S/D) ratio in the setting of an aortic banding model in mice. By using a Doppler transthoracic imaging technique that yields reproducible and reliable data, the method assesses changes in flow in the septal coronary artery (SCA), for a period of over two weeks in mice, that previously either underwent aortic banding or thoracotomy. 
During imaging, hyperemia in all mice was induced by isoflurane, an anesthetic that increased coronary flow velocity when compared with resting flow. All images were acquired by a single imager. Two ratios, (1) CFR, the ratio between hyperemic and baseline flow velocities, and (2) systolic (S) to diastolic (D) flow were determined, using a proprietary software and by two independent observers. Importantly, the observed changes in coronary flow preceded LV dysfunction as evidenced by normal LV mass and fractional shortening (FS). 
The method was benchmarked against the current gold standard of coronary assessment, histopathology. The latter technique showed clear pathologic changes in the coronary artery in the form of peri-coronary fibrosis that correlated to the flow changes as assessed by echocardiography. 
The study underscores the value of using a non-invasive technique to monitor coronary circulation in mouse hearts. The method minimizes redundant use of research animals and demonstrates that advanced ultrasound-based indices, such as CFR and S/D ratios, can serve as viable diagnostic tools in a variety of investigational protocols including drug studies and the study of genetically modified strains.

Parmi les 11 souris qui ont été étudiés (bagués, n = 8 et faux, n = 3), les images adéquates et reproductibles ont été obtenus par un seul observateur à plusieurs points dans le temps: au départ (D-1), D2, D6 et D13 . En outre, la vitesse d&#39;écoulement au niveau du site a été mesurée comme constrictive 2225 ± 110,9 mm / s, par rapport à 277,5 ± 10,51 mm chez les souris sham le jour / s après la chirurgie (p &lt;0,05). L&#39;augmentation de la vitesse est la vérification de la mise en place réussie...

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Ultrasound Based Assessment of Coronary Artery Flow and Coronary Flow Reserve Using the Pressure Overload Model in Mice

Coronary flow reserve (CFR) is useful for assessment of myocardial oxygen demand and evaluation of cardiovascular risk. This study establishes a step-by-step transthoracic Doppler echocardiographic (TTDE) method for longitudinal monitoring of the changes in CFR, as measured from coronary artery in mice, under the experimental pressure overload of aortic banding.

Évaluation Basé échographie de l&#39;artère coronaire de débit et de Flow Reserve coronaire Utilisation de la surcharge de pression modèle chez la souris

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

14.8K vues.  Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School. Coronary flow reserve (CFR) is useful for assessment of myocardial oxygen demand and evaluation of cardiovascular risk. This study establishes a step-by-step transthoracic Doppler echocardiographic (TTDE) method for longitudinal monitoring of the changes in CFR, as measured from coronary artery in mice, under the experimental pressure overload of aortic banding.