אקו הערכה של הלב הימני בעכברים

Summary

מאמר זה מספק פרוטוקול להערכת אקו בגודל חדר ממני ויתר לחץ דם ריאתי בעכברים. יישומים כוללים קביעת הפנוטיפ והערכה סידורי במהונדס ומודלי עכבר מושרה רעל של קרדיומיופתיה ומחלת כלי דם ריאתי.

Abstract

מהונדס ומודלים רעילים של יתר לחץ דם ריאתי עורקים (PAH) נמצאים בשימוש נרחב כדי לחקור את הפתופיזיולוגיה של PAH ולחקור טיפולים פוטנציאליים. בהתחשב בהוצאות והזמן הכרוכים ביצירת מודלים של בעלי חיים למחלות, זה קריטי, כי יש לחוקרים כלים כדי להעריך ביטוי פנוטיפי של מחלה באופן מדויק. תפקוד לקוי של חדר ממני הוא הביטוי העיקרי של יתר לחץ דם ריאתי. אקו הוא עמוד התווך של ההערכה לא פולשנית של תפקוד חדר ממני במודלים של מכרסמים ויש את היתרון של תרגום ברור לבני אדם בהם נעשה שימוש באותו הכלי. פרוטוקולי אקו פורסם במודלים עכבריים של PAH חסרים.

במאמר זה, אנו מתארים פרוטוקול להערכת RV ותפקוד כלי דם ריאתי במודל של עכברים של PAH עם מוטציה BMPRII שלילית דומיננטית, עם זאת, פרוטוקול זה הוא ישים לכל מחלות המשפיעות על כלי דם ריאתי או לב ימני. אנחנולספק תיאור מפורט של הכנת בעלי חיים, רכישת תמונה וחישוב המודינמית של נפח פעימה, תפוקת לב והערכה של לחץ בעורק ריאה.

Introduction

לחץ ריאתי מוגבר ועל שמאל חדרית חוסר תפקוד (RV) הם סימני ההיכר של מחלת כלי דם ריאתי במודלים של בעלי חיים ובני אדם חולים עם יתר לחץ דם ריאתי עורקים (PAH). מהונדס ומודלים רעילים (למשל monocrotaline או היפוקסיה) של PAH נמצאים בשימוש נרחב כדי לחקור את הפתופיזיולוגיה של PAH ולחקור טיפולים פוטנציאליים. בהתחשב בהוצאות והזמן הכרוכים ביצירת מודלים של בעלי חיים למחלות, זה קריטי, כי יש לחוקרים כלים כדי להעריך ביטוי פנוטיפי של מחלה באופן מדויק.

אקו הוא עמוד התווך של ההערכה לא פולשנית של תפקוד חדר במודלים של מכרסמים ^1,2. יש אקו היתרון של תרגום ברור לבני אדם בהם נעשה שימוש באותו הכלי. בנוסף, בחלק מהדגמים גנטיים תערוכת חדירנות לא מושלמת ^3; היכולת לזהות noninvasively חיות מושפעות חוסכת זמן יקר ומשאבים. הערכה לא פולשנית של diseaחומרת se מבלי להקריב בעלי חיים גם מאפשרת לחוקרים ללמוד סדרתי את ההשפעות של טיפולי חקירה. זה חשוב במיוחד לאור המהירות שבה טיפולי translational יכולים להתקדם לניסויים בבני אדם ^4,5.

בבני אדם, הערכת אקו בגודל קרוואנים ויתר לחץ דם ריאתי היא מאתגרת במיוחד בשל מיקום retrosternal וצורה לא סדירה של קרוואנים ^6. יש מודלים של מכרסמים אתגרים נוספים של גודל קטן ושיעורים מהירים מאוד לב (300-700 פעימה / min). ההתקדמות שחלה באחרונה, כולל מסגרת חליפין גבוהות יותר, זרם קטן יותר שיפרה את איכות תמונה והדמיה מודעת אף אפשרה בכמה פרוטוקולי ניסוי, למרות שרוב ההדמיה מכרסמים נעשית תחת ההרדמה ^7,8. פרוטוקולי ניסוי מצוינים של אקו במודלים של עכברים של PAH תוארו ותוקפים נגד שני MRI ופרמטרים המודינמיים פולשנית ^1,9. עם זאת אקו שפורסם,פרוטוקולים במודלים עכבריים של PAH חסרים.

במאמר זה, אנו מתארים פרוטוקול להערכת RV ותפקוד כלי דם ריאתי במודל של עכברים של PAH עם מוטציה דומיננטית שלילית BMPRII ומודל של afterload קרוואנים הבודד לאחר פסי עורק ריאה, עם זאת, פרוטוקול זה הוא ישים לכל מחלות המשפיעים על כלי דם ריאתי או לב ימני. נתאר הכנת בעלי חיים והערכה מפורטת של גודל RV ותפקוד, כמו גם עורק ריאה ראשי גודל (הרשות הפלסטינית). אנחנו גם מדגימים את הטכניקות וחישובים דרושים כדי להעריך נפח פעימה ותפוקת לב. מגבלות טכניות מונעות הערכות דופלר מדויקות של לחץ ריאתי, אבל יש לנו ליישם פונדקאית תוקף היטב אדם, זמן האצת עורק ריאה, להעריך לחץ הרשות הפלסטינית.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

1. הכנת ציוד

1. לבחון את מתמר אולטרסאונד לפגמים. בהתאם לציוד המשמש, צעד זה עשוי להיות מיותר.
   1. אם בועת אוויר הוא ציין, הסר את הבורג הממוקם בצד הימני של ראשו של המתמר, ולהוסיף מים סטריליים דרך החור עם מחט G 26. בועות אוויר בתוך ראשו של המתמר הם נפוצות. הם יעכבו את הרכישה של תמונות באיכות.
   2. בדוק את הקרום המכסה את הבדיקה דליפות או חורים. להחליף במידת צורך.
2. פתח את התוכנה ולאתחל את הבדיקה.
   1. בחר את חבילת לב מתפריט הנפתח, יחד עם המתמר המתאים. לחץ על "אתחול". השתמש חללית 20-60 MHz עבור עכברים תחת 35 גרם ובדיקת 15-45 MHz עבור עכברים גדולים מ35 גרם.
   2. בחר את המפעיל, בעלי החיים ותאריך על מסך נתונים דמוגרפיים, ובחר "התחל".

2. העכבר preparatיון כולל הרדמה, הסרת שיער, ומיקום

1. הרדמה: מניח את העכבר בתא אינדוקציה ולהרדים עם מכונת ניידת, בראש טבלת הרדמה המכילה אידוי isoflurane ומכל גז פסולת.
   1. הגדר את מאדה עד 3% עם זרימת חמצן שיעור של 3 ליטר / דקה. שיעור הרדמה גבוה יחסית זה נמצא בשימוש כדי להשיג את אפקט הרדמה מהיר ולכן למזער את תגובת לחץ שיכול להשפיע על תפקוד לב. משך הזמן הקצר של הפרוטוקול ממזער כל סיכון פוטנציאלי לבעלי החיים. זה מאוד חשוב תמיד לשמור על קצב ההרדמה את אותו הדבר. פרוטוקול זה כבר מותאם לשימוש בלעדי של isoflurane כחומר ההרדמה, ולכן תנאים אופטימליים לסוכנים אחרים עשויים להיות שונים מפרוטוקול זה. עומק נמוך יותר של הרדמה ניתן לבחור, בהתאם לצרכימים של ניסוי, אבל ברגע שפרוטוקול הרדמה הוקם, זה לא חייב להיות שונה. הרדמה משפיעה על קצב לב וטיהורr מדידות המודינמית. לכן, אם את עומק ההרדמה משתנה במהלך ניסוי, הנתונים לא יכולים להיות שימושיים עבור ניתוחים. אם כמה עכברים הם להיות צילמו ביום אחד, להרדים אותם בנפרד.
   2. לפקח על טמפרטורת חדר כדי להבטיח שהוא זהה בין קבוצות ניסוי. טמפרטורת חדר יכולה להשפיע vasoreactivity, גם כאשר סמן העכבר נמצא על שולחן מחומם, כך זה צריך להיות במעקב וכל הזמן אותו הדבר בין קבוצות ניסוי שיהיה בהשוואה. למרות שפרוטוקול זה לא למדוד את הטמפרטורה בבעלי החיים באופן ישיר, טמפרטורת סביבה ושולחן קבועה מבטיחה כי יש וריאציה מעט בטמפרטורה בין קבוצות ניסוי.
2. הסרת שיער: הסרת שיער מהחזה עם קרם מקריח לאחר העכבר הוא הרדים. בגין יישום עם המוליך כותנה שקצה, בבריח, ולהמשיך בדיוק מתחת לסרעפת.
   1. מניחים את העכבר בחזרה בתא ההרדמה דקות 1כדי לאפשר מקריח לעבודה. כדי לקבוע אם ההרדמה היא יעילה, לחץ בחוזקה על התמונה הממוזערת שלך נגד אחת מכפותיו של העכבר. אם אין לסגת, הרדמה היא נאותה. אם האיבר ייסוג, הנח את העכבר בחזרה בתא ההרדמה עוד דקה.
   2. למרוח כמות קטנה של משחה סיכה לעיניו של העכבר, כדי למנוע נזק לקרנית.
   3. להסיר שיער מהחזה עם 2 בx 2 בתחבושת. החומר הכימי המשמש בקרם מקריח הוא עוקצני, ולהזיק לעור אם הוא נשאר זמן רב מדי, ולכן יש להקפיד להסיר את כל המוצר מהעור.
   4. למרוח קרם לחות בעור לאחר הסרת שיער.
3. מיקום: מניחים את העכבר בעמדת ventrodorsal על שולחן מחומם מוגדר 37 ° C. מיצוב נכון הוא הכרחי לרכישת תמונות באיכות. להשתמש בטבלה שיכול ללכוד חום גוף, נשימה, וקצב לב. שימוש במערכת רכבות משולבת כלows למיצוב מדויק ולאחר מכן, אופטימיזציה של תמונה.
   1. בעדינות קלטת את כל ארבע כפות הרגליים ולמרוח כמות בגודל אגורה של ג'ל התמרה לחזה.

3. רכישת תמונות: הדמיה בParasternal ארוכה ציר צפה

1. נעל את מתמר אולטרסאונד למקום בתוך ההר על מערכת הרכבות, ולסובב אותו 10 ° נגד כיוון השעון, כך שבדיקת המתכת של המתמר ממוקמת ישירות על הלב. באופן ספציפי יותר, הבדיקה צריכה להיות בצד השמאל של החזה, ב2 או מרחב צלעי 3, ו לרוחב לעצם החזה.
   1. לתפעל את ה-X וה-Y צירים הממוקמים על מערכת הרכבות, עד הראייה הנכונה מתקבלת.
   2. בחר "B מצב". זה נמצא בחלק הימני העליון של קונסולת המערכת, על מנת להקרין את תמונת חי 2D.
   3. צפה המבנים אנטומיים הבאים על המסך:
      1. כל הלב מקודקוד לaort- השיא יהיה דמיינו על קצה שמאלי של המסך, ואב העורקים על ימין הקיצוני.
      2. לומן של החדר השמאלי (LV)
      3. קיר אחורי של החדר השמאלי (LPW)
      4. מחץ Interventricular (IVS)
      5. לומן של החדר ממני (RV)
      6. עלונים שסתומים צניפי קדמי ואחוריים (AML & PML)
      7. אב העורקים עולה (AO)
      8. אטריום שמאל (LA)
2. השג מדידה גמורה אחד של אב העורקים בתצוגה זו על ידי לחיצה על לחצן סריקה / הקפאה "להקפיא" את התמונה. לאחר מכן, השתמש בעכבר כדי למשוך בחזרה דרך וידאו הלולאה בחלק התחתון של התמונה עד החדר השמאלי הוא בהתכווצות, ואב העורקים הוא בקוטר הגדול ביותר שלה.
   1. לחץ על כלי המדידה בפינה השמאלית העליונה של המסך ובחר את הסמל שנראה כמו קו אלכסוני. שמאל לחץ על העכבר ולצייר קו ישר מהקדמית לקיר האחורי של אב העורקים, perpendicular לציר הארוך שלה. שמור על ידי לחיצה על כפתור "חנות מסגרת".
   2. יצירת וידאו לולאה על ידי לחיצה על "Cine חנות"

. 4 רכישת תמונות: הדמיה בParasternal קצרה ציר צפה

1. למקם את המתמר לעמדות 3 ו 9:00 (רוחבי). זווית מעט caudally על ידי מניפולציה רגשי לעלות כדי להשיג את התצוגה הטובה ביותר של אב העורקים ולומן LV. הבדיקה המתכת תהיה ממוצבת באופן אופקי וישירות מעל עצם החזה.
   1. לתפעל את ה-X וה-Y צירים על מערכת הרכבות עד הראייה הנכונה מתקבלת. לומן LV שנראה, יחד עם שרירי papillary anterolateral וposteromedial, שהם נראים לעין בצד הימין של המסך. זוהי נקודת ההתייחסות סטנדרטית עבור הציר הקצר, המציינת את חלק האמצע של החדר השמאלי, שבו מדידות ממד הם עשו. חריגה במקצת מנקודת ההתייחסות עם x ו-y הצירים להביא מבנים אנטומיים שונים בתצוגה תהיה צורך, אבל המיצוב מוסבר על ידי התייחסות התצוגה לעיל.
2. השג את המדידות הבאות בתצוגת הציר הקצרה:
   1. ב 'מצב
      1. עוד שתי מדידות גמורות של אב העורקים.
      2. שלוש מדידות של מערכת יצוא ריאתי.
   2. מצב דופלר הגל פעמו (PW)
      1. שלוש מדידות זמן מהירות נפרד (VTI) של אב העורקים
      2. שלוש מדידות VTI של עורק הריאה נמדדו רק הפרוקסימלי למסתם הריאתי.
      3. למדוד את זמן האצת עורק ריאה על ידי התחקות העקומה VTI מההתחלה של זרימת דם למהירות שיא.
   3. מצב M
      1. שלוש מדידות של הקוטר הפנימי של החדר השמאלי בdiastole (LVIDd)
      2. שלוש מדידות של הקוטר הפנימי של החדר השמאלי בהתכווצות (LVIDs)
      3. שלוש מדידות של הקוטר הפנימי של חדר ימין (RVID). לום RV יהיה גלוי רק בתצוגה זו אם היא מורחבות.
      4. למדוד את קצב לב שלוש פעמים באמצעות מ 'במצב על ידי התחקות את המרחק בין שתי פסגות הדיאסטולי של הקיר הקדמי של LV בשלושה מחזורי לב שונים.
3. מדידות מצב ב ':
   1. לתפעל את ציר Y cranially מתצוגת שריר פפילרי, עד שסתום semilunar של אב העורקים מגיע אל מוקד.
   2. להשיג מדידות של אב העורקים מעל המסתם בקוטר הגדול ביותר.
   3. לחץ על כלי המדידה בפינה השמאלית העליונה של המסך, ובחר את הסמל שנראה כמו קו אלכסוני.
   4. שמאל לחץ על העכבר ולצייר קו ישר מהקדמית לקיר האחורי של אב העורקים.
   5. מניפולציות לאהוא x ו-y צירים עד לעורק הריאה הראשי מתפצל. מבנה זה יהיה לראות anteriorly, ואת זכותו של אב העורקים בצג.
   6. מניפולציות cranially ציר ה-Y עד annulus של עורק הריאה הראשי נגלה לעין. זה לא יהיה כפי שהוגדר באופן ברור כאב העורקים.
   7. "להקפיא" את התמונה ולקבל את המדידה בהתכווצות.
   8. לאסוף שלוש מדידות בסך הכל.
4. מדידות דופלר גל פעמו (PW): PW מצב משמשת בעיקר להערכת זרימת דם המודינמית דרך עורקים וורידים. בפרוטוקול זה, זה ישמש כדי לאחזר שלוש מדידות נפרד זמן מהירות של אב העורקים ועורק ריאה.
   1. להביא את אב העורקים בחזרה לתצוגה כמתואר בשלב 4.3.1, ונקודת 1 כדור.
      1. בחר "PW מצב". זה ממוקם בפינה הימנית העליונה של קונסולת המערכת ויפיק קריאת דופלר של זרימת דם דרך אב העורקים.
      2. הנח את sample נפח פשוט מעל לרמה של שסתום אב העורקים. X ו-y הצירים ייתכן שיצטרכו להיות מותאם במקצת כדי להשיג מעטפות דופלר מספיק. המעטפות צריכים שוליים לבנים, וזרימת דם חלולה בתוך המציין מינרית.
      3. ברגע שמבט מספיק מתקבל, "להקפיא" את התמונה ולאתר את הגבול של מעטפת דופלר. זה יהיה לחשב את VTI.
      4. סובב את הכפתור "זווית" הממוקם בכיוון השעון מסוף המערכת עד לקו הצהוב המפולח לראות בתמונה בצד הימני העליון של הצג הוא ב 0 מעלות. קו צהוב זה מייצג את כיוון זרימת דם דרך כלי הדם. מאז מתמר עצמו בזווית בצורה כזאת, כדי לייצר להציג חתך או רוחבי של הלב, הקו חייב להיות מותאם ל0 °, כדי להתיישר עם הזרימה האנכית של דם דרך אב העורקים עולה.
   2. הנח את הפרוקסימלי נפח דגימה לרמה של שסתום ריאתי במרכזדרכי נכונה חדרית יצוא וחזור מדידות VTI כאמור לעיל. זרימת הדם צריכה להיראות הפוכה, או מול זרימת הדם ביחס לאב העורקים בצג.
5. מדידות מצב M: הדמיה M-mode מספקת רזולוציה גבוהה זמנית של תנועת רקמות לאורך קורה אולטרסאונד אחד, והוא משמש כדי לכמת ממדי חלל, כמו גם ללמוד מסתמית, שריר הלב, וקיר תנועת כלי שיט.
   1. קורות חיים "ב 'מצב" ולמקם את המתמר לקבל "מבט ההתייחסות" (מבט חתך הרוחב של החדר השמאלי ברמה של שרירי papillary).
   2. לחץ על "M-mode". זה יהיה לייצר הזנת וידאו רציפה שבו התנועה של המבנים אנטומיים הבאים תהיה גלויה כמו "סרט". אם מורחב, לומן RV יופיע בחלק העליון של ההזנה כסרט שחור דק מאוד. מחץ interventricular (IVS) תהיה גלויה כסרט אטום ישירות מתחת לקרוואניםלומן. לומן LV יהיה לראות ישירות מתחת לעירוי. זהו החלל השחור הגדול שתופס את רוב ההזנה. מתחת ללומן LV הוא הקיר האחורי LV (LVPW) אשר נתפס כסרט אטום.
   3. להקפיא את התמונה ולמשוך בחזרה דרך וידאו הלולאה במידת צורך לנקודה שבה נשימה לא מתרחשת. כאשר respires העכבר, רכישת התמונה מופרת על ידי תנועה של קיר הסרעפת וחזה, ובכך לייצר חפץ מעוות "נמרח" בהזנה המתרחשת בתדירות קבועה.
   4. השג את המדידות הבאות באמצעות סמל הקו האלכסוני:
      1. שלוש מדידות של LV בסופו של ממד דיאסטולי, המופיע כמרחק הגדול ביותר בין IVS וLVPW.
      2. שלוש מדידות של ממד LV סוף סיסטולי, שמופיע כמרחק הקצר ביותר בין IVS וLVPW.
      3. שלוש מדידות של קצב לב, אשר נעשה על ידי לחיצה על סמל הלב והמדידה מהשיא סיסטולי לשיא הסיסטולי של LVPW.
      4. אם לום RV הוא מורחב, לקבל שלוש מדידות באמצעות סמל הקו האלכסוני.
   5. להקליט וידאו לולאה של התצוגה הקצרה parasternal ציר ב" B מצב "על ידי לחיצה על כפתור" Cine החנות ".
   6. עבור אל "קובץ", בחר "עיון מחקר" כדי לסכם את המידות שלך, לחץ על "לסיים את ההפעלה", ולאחר מכן "Commit מושב נתונים."
   7. לשחזר את העכבר כפי שתואר על ידי פרוטוקול IACUC, ולנקות.
   8. נתוני יצוא כקובץ CSV לכונן אצבע לניתוח שלאחר מכן.
6. חשב את הפרמטרים הבאים של תפקוד לב (טבלת 1):
   1. אזור בדרכי יצוא של חדר השמאלי
   2. חדר שמאלי נפח פעימה
   3. תפוקת לב חדר השמאלי
   4. קיצור החלקי
   5. אזור עורק ריאה
   6. זמן האצת עורק הריאה
   7. העכבר שבץ חדר נפח
   8. מדד לב

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

תוצאות

המטרות העיקריות של פרוטוקול זה הן לכמת גודל RV ותפקוד, וכדי להבין את המידה שבה כלי דם ריאתי הוא חולה. ההיערכות מתאימה של ציוד הן את העכבר ואקו היא חיונית לקבלת תוצאות מדויקות ושחזור. עכברים צריכים להיות מקולף החזה שלהם וגפיים מאובטחים לפלטפורמת ההדמיה עם קלטת. הרדמה, ב?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

מודלים של עכברים של מחלה, או מהונדס או הקשורים להרעל, דורשים אימות פנוטיפי כי המודל בעצם מסכם את המחלות של בני האדם הוא נועד לחקות. אימות זה לעתים קרובות ניתן להשיג על ידי הנוכחות או היעדר של תכונה מסוימת, לדוגמא פיתוח של גידול. עם זאת, מודלים שיגרמו למומים המודינמית כג...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Vevo 770 High Resolution Micro-Ultrasound System	Visualsonics Inc.		get more info at www.visualsonics.com/products
RMV (Real-Time MicroVisualization) 704B 40 mH Scanhead w/ Encapsulated Transducer	Visualsonics Inc.		get more info at www.visualsonics.com/products
Vevo Integrated Rail System including the Physioogical Monitoring System	Visualsonics Inc.		get more info at www.visualsonics.com/products
Computer Monitor set up for use with the Vevo770	DELL or other General Supplier
Computer Mouse set up for use with the Vevo770	General Supplier
Vevo770 Cardiac Package Software	Visualsonics Inc.		get more info at www.visualsonics.com/products
VetEquip Portable Tabletop Anesthesia Machine with an Isoflurane Vaporizer	VetEquip		get more info at vetequip.com
Activated Charcoal Waste Gas Containers	VetEquip/Vaporguard	931401	get more info at vetequip.com
Puralube Eye Ointment	Henry Schein		get more info at henryschein.com
Ecogel 100 Ultrasound Gel	EcoMed Pharmaceuticals	30GB	get more info at ecomed.com
3M Transpore Tape	Fisher Scientific	1527-0	get more info at fishersci.com
Small Flathead Screwdriver	General Supplier
Sterile H2O	DDI H2O from faucet and then autoclave
6 in Cotton Tipped Applicators	Fisher Scientific		get more info at fishersci.com
Nair (depilatory cream)	General Supplier
2 in x 2 in Gauze Sponges	Fisher Scientific		get more info at fishersci.com