ברצוננו להודות לד&quot;ר קורי ריינולדס ואת Phenotyping עכבר BCM Core לעזרה המומחה שלהם עם הפרויקט הזה וגישה סוג של מתקנים. XHTW הוא WM Keck קרן מלומד נכבד צעירים למחקר רפואי, והוא נתמך גם על ידי NIH / NHLBI מענקים R01-R01 HL089598 ו-HL091947, ניוון שרירים ו האגודה להעניק # 69238. עבודה זו נתמכת גם על ידי קרן Leducq הברית למען CaMKII איתות בלב בחלקו.

1. עכברים הכנה ללימודי הדמיה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני בדיקות הדמיה, להרדים את העכבר (2% isoflurane מעורבב עם 0.5 L / min 100% O 2) בתא אינדוקציה. הקפד לסנן גז פסולת לשלומם של המפעיל. הסר את החיה מבית הבליעה אינדוקציה ושימוש קוצץ שיער לגלח את הפרווה מן הצוואר עד גובה החזה באמצע. ואז להסיר את שיער הגוף הנותר עם קרם להסרת שיער. הכנה זו עשויה להתבצע יום לפני בדיקות הדמיה כדי למזער את פוטנציאל התגובות ללחץ לא רצוי בעכברים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל duralube ג&#39;ל על שתי העיניים כדי למנוע התייבשות של בלובן העין (למנוע פנייה הקרנית עם המוליך ג&#39;ל). מניחים את העכבר הרדים בעמדה פרקדן על גבי כרית חימום עם מוטבע א.ק.ג. מוביל על מנת לשמור על טמפרטורת הגוף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את חוטם בתוך חרוט האף מחובר למערכת הרדמה כדי לשמור על רמה היציב הרגעה לאורך ההליך (1.0% עד 1.5% isoflurane מעורבב עם 0.5 L / min 100% O 2). בצע קמצוץ הבוהן או זנב כדי לאשר תרופות הרגעה. אם יש צורך, לרמה של ההרדמה ניתן להתאים לקבל היעד קצב לב 450 ± 50 פעימות לדקה (BPM). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס בעדינות בדיקה רקטלית (לאחר סיכה) כדי לפקח באופן רציף ולהתאים את טמפרטורת הגוף באמצעות כרית חימום. חשוב לשמור על טמפרטורת הגוף בטווח צר (37.0 ° C ± 0.5 ° C), כמו גם שינויים מתונים בטמפרטורה וקצב הלב להשפיע על תפקוד הלב בעכברים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל ג&#39;ל האלקטרודה על ארבע כפות רגליים קלטת להם אלקטרודות א.ק.ג.. </li></ol> 2. הערכת תפקוד סיסטולי של הלב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להתחיל בהליך זה, למרוח שכבה של ג&#39;ל אולטרסאונד שחומם מראש ל בחזה, בעיקר באזור שמעל הלב. ג&#39;ל יש לחמם לטמפרטורת הגוף המשוער. נפח של ג&#39;ל קר יכול להוסיף במהירות לשיעור של אובדן חום הגוף. הימנע בועות אוויר ג&#39;ל, אשר יכול להפריע הדמיה קולי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשתק את העכבר בעמדה קלה כלפי מעלה (את הראש) תחת בזווית קלה. שימוש micromanipulator, לשתק את החללית אולטרסאונד עם זווית של 90 מעלות בין החללית ואת הלב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להתחיל לעשות קצר ציר מדידות echocardiographic, מנמיכים את החללית על החזה parasternally. הימנע הצבת בדיקה ישירות מעל עצם החזה או על העור, כמו זה יהיה לעוות את האות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ראשית, נבצע דו ממדי (2D) הדמיה (&quot;B-mode&quot;) כדי לקבל תצוגה לאורך ציר קצר parasternal. התאם את אזור התצוגה של החללית כדי לקבל תמונה מלאה תלוי בגודל הלב של החיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תמונה נכונה בכיוון זה יכלול את החדר השמאלי וחלק קטן של קיר החדר הימני. החץ (המוצג בסרטון) מציין את שרירי papillary anterolateral ו posteromedial, הקירות האחורי ואת הקדמי של LV, הקיר במחיצה תוך חדרי, וחלק קטן של קיר החדר הימני. במהלך המדידות הללו, להקדיש תשומת לב מיוחדת פוטנציאל ליקויים קיר תנועה (למשל, hypokinesia, akinasia, asynchrony) או מפרצת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, נשתמש M-mode אקו, אשר מספק 1 מימדי (1D) להציג, להשיג מידות נאה של ממדים לב contractility. חנות רכשה תמונות להערכת מאוחר יותר של פרמטרים של תפקוד סיסטולי החדר השמאלי. </li></ol> 3. הערכת תפקוד הדיאסטולי של הלב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעודו מציג את ציר קצר parasternal, אנו יכולים לבצע רקמה דופלר הדמיה (TDI) כדי למדוד את מהירות התנועה של שריר הלב. האזור של עניין מסומן לכלול הקיר האחורי של החדר השמאלי להערכת ציר רדיאלי. צורת הגל המתקבל יהיו ארבעה פסגות להעריך את תפקוד דיאסטולי: IVRT, ה &#39;, א&#39;, ו IVCT. &#39;S מייצג את מהירות הסיסטולי. (איור 3B) פרמטרים אלה שיפורט בהמשך סעיף נציג תוצאות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דופק גל דופלר (מע&quot;צ) ניתן להשתמש כדי למדוד את מהירות זרימת הדם בתוך שטח קטן בעומק מסוים ברקמת שריר הלב. התמונה דפוס טרנס מיטרלי זרימה, להטות את חיה לאחור בעמדה Trendelenburg. הטה את החללית כלפי מעלה, כך החללית היא אורתוגונליים עם הקודקוד של הלב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עכשיו להעלות את רמת isoflurane להוריד את קצב הלב כדי 300-350 פעימות לדקה, אשר יאט את התנועה של המסתם המיטרלי. עבור מחקרים השוואה, חשוב לשמור על קצב הלב דומה בין בעלי חיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דמיינו את התנועות של שסתום מיטרלי כנקודת התייחסות כדי למדוד את זרימת פני המסתם. מניחים את נפח דגימה בקצה של השסתום המיטרלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדדו את דפוסי זרימת פני שסתום מיטרלי באמצעות מע&quot;צ. שני גלים נראים אופיינית, אחד המייצג מילוי פסיבית של החדר (בראשית [E] גל), ובקנה אחד עם מילוי פעיל עם התכווצות עליות (פרוזדורים גל [א]) אחד. בלב בריא, מהירות E-גל הוא מעט גדול יותר מזה של גל (איור 3 ג). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שכל המדידות הושלמו, להסיר את ג&#39;ל האלקטרודה (על ידי מנגב בעדינות עם פדי גזה רגיל) מעצורים מן החיה. אפשר חיה חסרת מעצורים להתאושש על גבי משטח מחומם א.ק.ג. בתנוחה זקופה לכבות את ההרדמה. כאשר סמן העכבר מתעורר, להחזיר אותו לכלוב שלו. </li></ol> 4. נציג אקו תוצאות Transthoracic מחקרים echocardiographic פולשנית ניתן להשתמש כדי להעריך מורפולוגיה ותפקוד החדר השמאלי Murine במודלים של מחלת לב. 4,5 טכניקה זו נמצאת בשימוש נרחב ומספק אלטרנטיבה נהלים מסוף להערכת תפקוד LV, כמו לולאה הלחץ בנפח intracardiac measurements.8 או vivo לשעבר עובד הלב מודל. 9 הערכת ממדים LV קאמרית על ידי אקו M-mode transthoracic מאפשר זיהוי של הגדלה LV תא נורמלי או עובי דופן מוגבר במודלים שונים של מחלת לב. 5 לפיכך, אקו transthoracic, בשילוב עם גל הדופק דופלר , מהווה השדרה מקיף להערכה בלתי פולשנית של תפקוד הלב סיסטולי ודיאסטולי בעכברים. <img src="/files/ftp_upload/1738/1738fig1.jpg" alt="איור 1" /> באיור 1. סקירה כללית של החלטה 770 Vevo גבוה במערכת Micro-Imaging עבור Vivo ו אקו דופלר הדמיה. (א) אנו משתמשים במערכת משולבת VisualSonics מעקה עם יחידת ניטור פיזיולוגי, א.ק. ג המערכת, RMV ראש 30mHz סריקה. (ב) העכבר ממוקם כראוי ועל ריסון על הלוח חימום משולב עם אלקטרודות א.ק.ג. (צבע זהב). ארבעת הגפיים מוקלטות לתוך אלקטרודות א.ק.ג.. (CD) צילומים מראה זוויות הולם הדופק גל דופלר להשתמש כדי להשיג מדידות תפקוד דיאסטולי, כמתואר בסעיף 4 של הפרוטוקול. אוריינטציה Probe עבור מדידות תפקוד סיסטולי הם מראים בפרוטוקול וידאו. <img src="/files/ftp_upload/1738/1738fig2.jpg" alt="איור 2" /> איור 2. נציג 2D תמונות אקו (B-mode). (א) סעיף-sternal קצר ציר להציג מראה את החדר השמאלי הקדמי (AW) ואת האחוריים (PW) קירות, קיר במחיצה תוך חדרי (SW) ו לרוחב הקיר (LW). קוטר לומן של החדר השמאלי ניתן למדוד כמו קוטר החדר השמאלי הפנימי (LVID). הכוכבית מציינת את שריר פפילרי posteromedial. (ב) להציג Apical ארבע קאמרית עם שטח צפייה מעל שסתום מיטרלי להגדרה של E / מהירויות שיא. עלון MVAL, שסתום צניפי קדמית; עלון MVPL, שסתום צניפי האחורי, RV, החדר הימני, LV, החדר השמאלי. <img src="/files/ftp_upload/1738/1738fig3.jpg" alt="איור 3" /> איור 3. רכישה כימות נתונים אקו דופלר ו. נתון זה מכיל תמונות של נציג נתונים רכשה המתאים את התמונות אקו 2D המוצג באיור 2. (A) M-mode מעקב עם קווים המציין סוף סיסטולי (ESD) הקצה הדיאסטולי בקטרים ​​(EDD). LVAWD / S, החדר השמאלי הקדמי עובי הקיר (דיאסטולה / התכווצות); LVPWD / S, הקיר השמאלי האחורי חדרית עובי (דיאסטולה / התכווצות). (ב) העתקים נציג עבור רקמות דופלר הדמיה של הקיר האחורי LV. IVRT, הרפיה זמן isovolumic; זמן IVCT, התכווצות isovolumic. ה &#39;גל המתאים תנועה של annulus מיטרלי במהלך מילוי דיאסטולי מוקדם של LV, ואת &quot;גל מקורו התכווצות פרוזדורים במהלך מילוי מאוחר של LV. &#39;S מהירות מייצגים הסיסטולי. (ג) דופק גל הקלטה דופלר של טיפים עלון מיטרלי המסתם מיטרלי מספק מהירות זרימת דפוסי שממנו מהירות הדיאסטולי מוקדם (E), מהירות דיאסטולי מאוחר עם התכווצות הדיאסטולי (א), ואת E / יחס ניתן לגזור. IVRT הוא גם משתנה שימושי לאפיין את תפקוד דיאסטולי ולחצים מילוי. ET מצביע זמן פליטה.

<ol>
	<li>Zhang, T. M. a. i. e. r., S, L., Dalton, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+deltaC+isoform+of+CaMKII+is+activated+in+cardiac+hypertrophy+and+induces+dilated+cardiomyopathy+and+heart+failure.">The deltaC isoform of CaMKII is activated in cardiac hypertrophy and induces dilated cardiomyopathy and heart failure.</a> Circ Res. 92 (8), 912-912 (2003).</li><li>Srivastava, D., Thomas, T., Lin, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+cardiac+mesodermal+and+neural+crest+development+by+the+bHLH+transcription+factor,+dHAND.">Regulation of cardiac mesodermal and neural crest development by the bHLH transcription factor, dHAND.</a> Nat Genet. 16 (2), 154-154 (1997).</li><li>Sood, S., Chelu, M. G., van Oort, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+calcium+leak+due+to+FKBP12.6+deficiency+in+mice+facilitates+the+inducibility+of+atrial+fibrillation.">Intracellular calcium leak due to FKBP12.6 deficiency in mice facilitates the inducibility of atrial fibrillation.</a> Heart Rhythm. 5 (7), 1047-1047 (2008).</li><li>Gardin, J. M., Siri, F. M., Kitsis, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Echocardiographic+assessment+of+left+ventricular+mass+and+systolic+function+in+mice.">Echocardiographic assessment of left ventricular mass and systolic function in mice.</a> Circ Res. 76 (5), 907-907 (1995).</li><li>Tanaka, N., Dalton, N., Mao, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transthoracic+echocardiography+in+models+of+cardiac+disease+in+the+mouse.">Transthoracic echocardiography in models of cardiac disease in the mouse.</a> Circulation. 94 (5), 1109-1109 (1996).</li><li>Patten, R. D., Aronovitz, M. J., Bridgman, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+pulse+wave+and+color+flow+Doppler+echocardiography+in+mouse+models+of+human+disease.">Use of pulse wave and color flow Doppler echocardiography in mouse models of human disease.</a> J Am Soc Echocardiogr. 15 (7), 708-708 (2002).</li><li>Garcia-Fernandez, M. A., Azevedo, J., Moreno, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+Left+Ventricular+Diastolic+Dysfunction+Evaluated+by+Pulsed-Tissue+Doppler+Echocardiography.">Regional Left Ventricular Diastolic Dysfunction Evaluated by Pulsed-Tissue Doppler Echocardiography.</a> Echocardiography. 16 (5), 491-491 (1999).</li><li>Pacher, P., Nagayama, T., Mukhopadhyay, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+cardiac+function+using+pressure-volume+conductance+catheter+technique+in+mice+and+rats.">Measurement of cardiac function using pressure-volume conductance catheter technique in mice and rats.</a> Nat Protoc. 3 (9), 1422-1422 (2008).</li><li>Larsen, T. S., Belke, D. D., Sas, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Pflugers Arch. 437 (6), 979-979 (1999).</li><li>Roth, D. M., Swaney, J. S., Dalton, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+anesthesia+on+cardiac+function+during+echocardiography+in+mice.">Impact of anesthesia on cardiac function during echocardiography in mice.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 282 (6), H2134-H2134 (2002).</li></ol>

חשוב לתקנן את רמת ההרדמה, 10 טמפרטורת הגוף, קצב הלב בתוך קבוצה של עכברים כדי להקל על ההשוואה בין הקבוצות או גנוטיפים שונים של עכברים בעת שימוש M-mode אקו. להערכת מע&quot;צ תפקוד דיאסטולי, קצב הלב צריך להיות הוריד על מנת להעריך את המאפיינים הדיאסטולי של הלב Murine. פונקציות חיוניות של בעל החיים יש להקפיד באופן הדוק על מנת למנוע כישלון מוות hemodynamic ו. מצד שני, לתפקוד סיסטולי מדידות באמצעות M-הדגם, אקו קצב הלב מתחת 400 פעימות בדקה יכולה לגרום סוף דיאסטולי בקטרים ​​להגדיל עקב מילוי מוגברת של LV.

* התוכנה הנדרשת היא תוכנה Vevo לרבות יישום B-Mode, הדופק יישום גל דופלר, חבילת כלי ניתוח לב וכלי דם.

transthoracic echocardiography in mice

בשנים האחרונות, מודלים Murine הפכו את השדרה העיקרית לחקר המנגנונים המולקולריים של חוסר תפקוד הלב שנבעו משינויים ביטוי גנים. טראנסגנטי שיטות מיקוד הגן יכול לשמש כדי ליצור עכברים עם גודל הלב ואת תפקוד שונה,<sup&gt; 1-3</sup&gt; וכתוצאה מכך,<em&gt; In vivo</emטכניקות&gt; יש צורך להעריך את הפנוטיפ הלב שלהם. אקו Transthoracic, דופק גל דופלר (מע&quot;צ), ורקמות דופלר הדמיה (TDI) יכול לשמש כדי לספק מדידות ממדי של הלב העכבר כדי לכמת את מידת הסיסטולי והדיאסטולי לב וביצועים. הדמיה דו מימדי משמש כדי לזהות אנטומיה נורמלית או תנועות של החדר השמאלי, ואילו ה-M-mode הד משמש כימות של ממדים לב contractility.<sup&gt; 4,5</sup&gt; בנוסף, PWD משמש לכמת מהירות מקומי של זרימה טורבולנטית,<sup&gt; 6</sup&gt; ואילו TDI משמש כדי למדוד את מהירות התנועה של שריר הלב.<sup&gt; 7</sup&gt; לכן, אקו transthoracic מציעה שיטה מקיפה להערכת פולשנית של תפקוד הלב בעכברים.

Watch this Scientific Journal Video about Transthoracic Echocardiography in Mice at JoVE.com

Transthoracic Echocardiography in Mice

אקו Transthoracic מציעה שיטה לא פולשנית להערכת תפקוד הלב בעכברים. שילוב של אולטראסאונד דופלר שיטות הדמיה ניתן להשתמש כדי להשיג מדידות ממדי של הלב ואת זרימת הדם intracardiac, אשר יחדיו מספקים הערכה של הסיסטולי והדיאסטולי לב וביצועים.

אקו Transthoracic ב עכברים

In recent years, murine models have become the primary avenue for studying the molecular mechanisms of cardiac dysfunction resulting from changes in gene ...

Research

JoVE Journal

Medicine

61.6K Views.  Baylor College of Medicine (BCM). אקו Transthoracic מציעה שיטה לא פולשנית להערכת תפקוד הלב בעכברים. שילוב של אולטראסאונד דופלר שיטות הדמיה ניתן להשתמש כדי להשיג מדידות ממדי של הלב ואת זרימת הדם intracardiac, אשר יחדיו מספקים הערכה של הסיסטולי והדיאסטולי לב וביצועים.

Video: Transthoracic Echocardiography in Mice

Murine Echocardiography and Ultrasound Imaging

Rodent models of cardiac pathophysiology represent a valuable research tool to investigate mechanism of disease as well as test new therapeutics.1 Echocardiography provides a powerful, non-invasive tool to serially assess cardiac morphometry and function in a living animal.2 However, using this technique on mice poses unique challenges owing to the small size and rapid heart rate of these animals.3 Until recently, few ultrasound systems were capable of performing quality echocardiography on mice, and those generally lacked the image resolution and frame rate necessary to obtain truly quantitative measurements. Newly released systems such as the VisualSonics Vevo2100 provide new tools for researchers to carefully and non-invasively investigate cardiac function in mice. This system generates high resolution images and provides analysis capabilities similar to those used with human patients. Although color Doppler has been available for over 30 years in humans, this valuable technology has only recently been possible in rodent ultrasound.4,5 Color Doppler has broad applications for echocardiography, including the ability to quickly assess flow directionality in vessels and through valves, and to rapidly identify valve regurgitation. Strain analysis is a critical advance that is utilized to quantitatively measure regional myocardial function.6 This technique has the potential to detect changes in pathology, or resolution of pathology, earlier than conventional techniques. Coupled with the addition of three-dimensional image reconstruction, volumetric assessment of whole-organs is possible, including visualization and assessment of cardiac and vascular structures. Murine-compatible contrast imaging can also allow for volumetric measurements and tissue perfusion assessment.

This video demonstrates use of a rail-mounted high-frequency ultrasound probe to perform echocardiography on an anesthetized mouse. The methods describe both conventional two-dimensional and M-mode measurements of cardiac function in addition to newer, more powerful tools such as color Doppler, strain analysis, as well as general and targeted contrast imaging.

אקו Murine והדמיה אולטראסאונד

Rodent models of cardiac pathophysiology represent a valuable research tool to investigate mechanism of disease as well as test new therapeutics.1  ...

Murine Fetal Echocardiography

Transgenic mice displaying abnormalities in cardiac development and function represent a powerful tool for the understanding the molecular mechanisms underlying both normal cardiovascular function and the pathophysiological basis of human cardiovascular disease. Fetal and perinatal death is a common feature when studying genetic alterations affecting cardiac development 1-3. In order to study the role of genetic or pharmacologic alterations in the early development of cardiac function, ultrasound imaging of the live fetus has become an important tool for early recognition of abnormalities and longitudinal follow-up. Noninvasive ultrasound imaging is an ideal method for detecting and studying congenital malformations and the impact on cardiac function prior to death 4. It allows early recognition of abnormalities in the living fetus and the progression of disease can be followed in utero with longitudinal studies 5,6. Until recently, imaging of fetal mouse hearts frequently involved invasive methods. The fetus had to be sacrificed to perform magnetic resonance microscopy and electron microscopy or surgically delivered for transillumination microscopy. An application of high-frequency probes with conventional 2-D and pulsed-wave Doppler imaging has been shown to provide measurements of cardiac contraction and heart rates during embryonic development with databases of normal developmental changes now available 6-10. M-mode imaging further provides important functional data, although, the proper imaging planes are often difficult to obtain. High-frequency ultrasound imaging of the fetus has improved 2-D resolution and can provide excellent information on the early development of cardiac structures 11.

Fetal and perinatal death is a common feature when studying genetic alterations affecting cardiac development. High-frequency ultrasound imaging has improved 2-D resolution and can provide excellent information on early cardiac development and is an ideal method to detect the impact on cardiac structure and function prior to death.

אקו העוברי Murine

Transgenic mice displaying abnormalities in  cardiac development and function represent a powerful tool for the understanding  the molecular mechanisms ...

In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography

Congenital heart disease (CHD) is the most frequent noninfectious cause of death at birth. The incidence of CHD ranges from 4 to 50/1,000 births (Disease and injury regional estimates, World Health Organization, 2004). Surgeries that often compromise the quality of life are required to correct heart defects, reminding us of the importance of finding the causes of CHD. Mutant mouse models and live imaging technology have become essential tools to study the etiology of this disease. Although advanced methods allow live imaging of abnormal hearts in embryos, the physiological and hemodynamic states of the latter are often compromised due to surgical and/or lengthy procedures. Noninvasive ultrasound imaging, however, can be used without surgically exposing the embryos, thereby maintaining their physiology. Herein, we use simple M-mode ultrasound to assess heart rates of embryos at E18.5 in utero. The detection of abnormal heart rates is indeed a good indicator of dysfunction of the heart and thus constitutes a first step in the identification of developmental defects that may lead to heart failure.

In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography

Ultra-high frequency ultrasound is a powerful live imaging tool to examine cardiac abnormalities in small animals. Its noninvasiveness allows maintaining the physiologic state of embryos. Herein, we show the use of M-mode ultrasound to measure the heart rates of embryos at E18.5 in utero.

במדידת רחם של קצב לב בעכבר על ידי אקו M-המצב פולשנית

Congenital heart disease (CHD) is the most frequent noninfectious cause of death at birth. The incidence of CHD ranges from 4 to 50/1,000 births (Disease ...

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, the RV is significantly affected in pulmonary diseases such as pulmonary artery hypertension (PAH). In addition, the RV is remarkably sensitive to cardiac pathologies, including left ventricular (LV) dysfunction, valvular disease or RV infarction4. To understand the role of RV in the pathogenesis of cardiac diseases, a reliable and noninvasive method to access the RV structurally and functionally is essential.
A noninvasive trans-thoracic echocardiography (TTE) based methodology was established and validated for monitoring dynamic changes in RV structure and function in adult mice. To impose RV stress, we employed a surgical model of pulmonary artery constriction (PAC) and measured the RV response over a 7-day period using a high-frequency ultrasound microimaging system. Sham operated mice were used as controls. Images were acquired in lightly anesthetized mice at baseline (before surgery), day 0 (immediately post-surgery), day 3, and day 7 (post-surgery). Data was analyzed offline using software.
Several acoustic windows (B, M, and Color Doppler modes), which can be consistently obtained in mice, allowed for reliable and reproducible measurement of RV structure (including RV wall thickness, end-diastolic&#160;and end-systolic dimensions), and function (fractional area change, fractional shortening, PA peak velocity, and peak pressure gradient) in normal mice and following PAC.
Using this method, the pressure-gradient resulting from PAC was accurately measured in real-time using Color Doppler mode and was comparable to direct pressure measurements performed with a Millar high-fidelity microtip catheter. Taken together, these data demonstrate that RV measurements obtained from various complimentary views using echocardiography are reliable, reproducible and can provide insights regarding RV structure and function. This method will enable a better understanding of the role of RV cardiac dysfunction.

Right ventricle (RV) dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease, yet limited methodologies are available for its evaluation. Recent advances in ultrasound imaging provide a noninvasive and accurate option for longitudinal RV study. Herein, we detail a step-by-step echocardiographic method using a murine model of RV pressure overload.

הערכה של מבנה הנכון חדרית ותפקוד בעכבר הדגם של תעוקת עורק ריאה על ידי Transthoracic אקו

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

Ultrasound-guided Transthoracic Intramyocardial Injection in Mice

Murine models of cardiovascular disease are important for investigating pathophysiological mechanisms and exploring potential regenerative therapies. Experiments involving myocardial injection are currently performed by direct surgical access through a thoracotomy. While convenient when performed at the time of another experimental manipulation such as coronary artery ligation, the need for an invasive procedure for intramyocardial delivery limits potential experimental designs. With ever improving ultrasound resolution and advanced noninvasive imaging modalities, it is now feasible to routinely perform ultrasound-guided, percutaneous intramyocardial injection. This modality efficiently and reliably delivers agents to a targeted region of myocardium. Advantages of this technique include the avoidance of surgical morbidity, the facility to target regions of myocardium selectively under ultrasound guidance, and the opportunity to deliver injectate to the myocardium at multiple, predetermined time intervals. With practiced technique, complications from intramyocardial injection are rare, and mice quickly return to normal activity on recovery from anesthetic. Following the steps outlined in this protocol, the operator with basic echocardiography experience can quickly become competent in this versatile, minimally invasive technique.

Echocardiography-guided percutaneous intramyocardial injection represents an efficient, reliable, and targetable modality for the delivery of gene transfer agents or cells into the murine heart. Following the steps outlined in this protocol, the operator can quickly become competent in this versatile, minimally invasive technique.

הזרקת Transthoracic Intramyocardial אולטרסאונד מונחה בעכברים

Murine models of cardiovascular disease are important for investigating pathophysiological mechanisms and exploring potential regenerative therapies. ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study model. As the use of mouse models are often a vital step in preclinical drug discovery and drug development1-8, it is necessary to design a system to introduce drugs into mice in a uniform, reproducible manner. Ideally, the system should permit the collection of blood samples at regular intervals over a set time course. The ability to measure drug concentrations by mass-spectrometry, has allowed investigators to follow the changes in plasma drug levels over time in individual mice1, 9, 10. In this study, paclitaxel was introduced into transgenic mice as a continuous arterial infusion over three hours, while blood samples were simultaneously taken by retro-orbital bleeds at set time points. Carotid artery infusions are a potential alternative to jugular vein infusions, when factors such as mammary tumors or other obstructions make jugular infusions impractical. Using this technique, paclitaxel concentrations in plasma and tissue achieved similar levels as compared to jugular infusion. In this tutorial, we will demonstrate how to successfully catheterize the carotid artery by preparing an optimized catheter for the individual mouse model, then show how to insert and secure the catheter into the mouse carotid artery, thread the end of the catheter out through the back of the mouse&#8217;s neck, and hook the mouse to a pump to deliver a controlled rate of drug influx. Multiple low volume retro-orbital bleeds allow for analysis of plasma drug concentrations over time.

This method was developed with the goal of delivering a steady drug solution via the carotid artery, to assess the pharmacokinetics of novel drugs in mouse models.

חליטות עורק הראשי לpharmacokinetic וpharmacodynamic ניתוח של taxanes בעכברים

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Transthoracic Speckle Tracking Echocardiography for the Quantitative Assessment of Left Ventricular Myocardial Deformation

The value of conventional echocardiography is limited by differences in inter-individual image interpretation and therefore largely dependent on the examiners&#39; expertise. Speckle tracking Echocardiography (STE) is a promising but technically challenging method that can be used to quantitatively assess regional and global systolic and diastolic myocardial performance. Myocardial strain and strain rate can be measured in all three dimensions&#160;&#8212; radial, circumferential, longitudinal &#8212; of myocardial deformation. Standard cross-sectional two-dimensional B-mode images are recorded and subsequently postprocessed by automated continuous frame-by-frame tracking and motion analysis of speckles within the myocardium. Images are recorded as digital loops and synchronized to a 3-lead EKG for timing purposes. Longitudinal deformation is assessed in the apical 4-, 3-, and 2-chamber views. Circumferential and radial deformation are measured in the parasternal short axis plane.
Optimal image quality and accurate tissue tracking are paramount for the correct determination of myocardial performance parameters. Utilizing transthoracic STE in a healthy volunteer, the present article is a detailed outline of the essential steps and potential pitfalls of quantitative echocardiographic myocardial deformation analysis.

Speckle tracking echocardiography is an emerging diagnostic imaging technique for the quantitative assessment of global and regional myocardial performance. Standard view echocardiographic motion images are recorded and deformation parameters are subsequently measured by automated continuous frame-by-frame tracking and motion analysis of speckles within the B-mode images of the myocardium.

Transthoracic רבב מעקב אקו עבור הערכה כמותית של השמאל חדרית שריר הלב דפורמציה

The value of conventional echocardiography is limited by differences in inter-individual image interpretation and therefore largely dependent on the ...

Murine Echocardiography of Left Atrium, Aorta, and Pulmonary Artery

The present methodology teaches the investigator how to measure and use the LAV as a surrogate of chronic elevations in Left Ventricular diastolic pressure through echocardiography, as well as to obtain measurements of the Aorta and PA diameter in mice.
Mice older than 10 d of age can be analyzed using the present technique. The technique is composed of 3 main steps: set-up, image acquisition, and image analysis. The set-up step consists of getting the mouse anesthetized with 1% isoflurane, shaving it, and taping it in a supine position to a heated EKG board where the image acquisition will take place. The image acquisition step consists of learning to identify the cardiac structures and obtaining all the required images with its correspondent probe and axis in order to be able to calculate volumes and diameters. The image analysis step consists of measuring the previously acquired images with the aid of computer software.
Advantages of the proposed technique include a fast (15 min) procedure that would allow the researcher to evaluate interventions in a non-invasive, non-terminal approach and therefore follow the same mouse over time; each mouse can be used as its own control. This fact plus having the same operator perform all the acquisition and analysis for the entire experiment minimizes the limitation of operator-dependency. The present methodology is useful for mouse researchers in cardiovascular and pulmonary medicine.

The following protocol describes the methodology for the acquisition and analysis of echocardiographic images used to obtain the Left Atrial Volume (LAV), Aorta (Ao) diameter, and Pulmonary Artery (PA) diameter in mice. This technique is a non-invasive, non-terminal procedure that allows assessment of the cardiopulmonary function.

אקו Murine של השמאל אטריום, אבי העורקים, ו עורק הריאה

The present methodology teaches the investigator how to measure and use the LAV as a surrogate of chronic elevations in Left Ventricular diastolic ...

2D and 3D Echocardiography in the Axolotl (Ambystoma Mexicanum)

Cardiac malfunction as a result of ischemic heart disease is a major challenge, and regenerative therapies to the heart are in high demand. A few model species such as zebrafish and salamanders that are capable of intrinsic heart regeneration hold promise for future regenerative therapies for human patients. To evaluate the outcome of cardioregenerative experiments it is imperative that heart function can be monitored. The axolotl salamander (A. mexicanum) represents a well-established model species in regenerative biology attaining sizes that allows for evaluation of cardiac function. The purpose of this protocol is to establish methods to reproducibly measure cardiac function in the axolotl using echocardiography. The application of different anesthetics (benzocaine, MS-222, and propofol) is demonstrated, and the acquisition of two-dimensional (2D) echocardiographic data in both anesthetized and unanesthetized axolotls is described. 2D echocardiography of the three-dimensional (3D) heart can suffer from imprecision and subjectivity of measurements, and to alleviate this phenomenon a solid method, namely intra/inter-operator/observer analysis, to measure and minimize this bias is demonstrated. Finally, a method to acquire 3D echocardiographic data of the beating axolotl heart at a very high spatiotemporal resolution and with pronounced blood-to-tissue contrast is described. Overall, this protocol should provide the necessary methods to evaluate cardiac function and model anatomy, and flow dynamics in the axolotl using ultrasound imaging with applications in both regenerative biology and general physiological experiments.

2D and 3D Echocardiography in the Axolotl Ambystoma Mexicanum

Here we present echocardiography protocols for two-dimensional and three-dimensional image acquisition of the beating heart of the axolotl salamander (Ambystoma mexicanum), a model species in heart regeneration. These methods allow for longitudinal evaluation of cardiac function at a high spatiotemporal resolution.

אקוקרדיוגרפיה מימד ב אקסולוטל מקסיקני (Ambystoma Mexicanum)

Cardiac malfunction as a result of ischemic heart disease is a major challenge, and regenerative therapies to the heart are in high demand. A few model ...

Electromagnetic Navigation Transthoracic Nodule Localization for Minimally Invasive Thoracic Surgery

The increased use of chest computed tomography (CT) has led to an increased detection of pulmonary nodules requiring diagnostic evaluation and/or excision. Many of these nodules are identified and excised via minimally invasive thoracic surgery; however, subcentimeter and subsolid nodules are frequently difficult to identify intra-operatively. This can be mitigated by the use of electromagnetic transthoracic needle localization. This protocol delineates the step-by-step process of electromagnetic localization from the pre-operative period to the postoperative period and is an adaptation of the electromagnetically guided percutaneous biopsy previously described by Arias et al. Pre-operative steps include obtaining a same day CT followed by the generation of a three-dimensional virtual map of the lung. From this map, the target lesion(s) and an entry site are chosen. In the operating room, the virtual reconstruction of the lung is then calibrated with the patient and the electromagnetic navigation platform. The patient is then sedated, intubated, and placed in the lateral decubitus position. Using a sterile technique and visualization from multiple views, the needle is inserted into the chest wall at the prechosen skin entry site and driven down to the target lesion. Dye is then injected into the lesion and, then, continuously during needle withdrawal, creating a tract for visualization intra-operatively. This method has many potential benefits when compared to the CT-guided localization, including a decreased radiation exposure and decreased time between the dye injection and the surgery. Dye diffusion from the pathway occurs over time, thereby limiting intra-operative nodule identification. By decreasing the time to surgery, there is a decrease in wait time for the patient, and less time for dye diffusion to occur, resulting in an improvement in nodule localization. When compared to electromagnetic bronchoscopy, airway architecture is no longer a limitation as the target nodule is accessed via a transparenchymal approach. Details of this procedure are described in a step-by-step fashion.

Presented here is a protocol for lung nodule localization using dye marking via electromagnetically navigated transthoracic needle access. The technique described here can be accomplished in the peri-operative period to optimize nodule localization and to successful resection when performing minimally invasive thoracic surgery.