초음파 이미징 생쥐에서 흉부 및 복 부 대동맥 동맥 류의 luminal 크기를 결정 하는 일반적인 형식 되고있다. 이 프로토콜 생쥐에서 상승 하 고 복 부 대동맥의 안정적이 고 재현 가능한 2 차원 초음파 이미지 절차를 설명 합니다.
현대 고해상도 초음파 기기 마우스 aortas의 측정을 촉진 하기 위하여 충분 한 해상도. 이 악기 마우스 모델 대동맥 동맥 류의 대동맥 크기를 측정 하기 위해 널리 사용 되었습니다. 대동맥 동맥 류는 대동맥의 상승, 복 부 지역에서 가장 자주 발생 하는 영구 dilations 정의 됩니다. 초음파에 의해 대동맥 크기의 순차적 측정은 개발 및 대동맥 동맥 류 vivo에서의 진행을 평가 하기 위한 주요 접근 합니다. 많은 보고 된 연구 초음파 이미징 기본 끝점으로 대동맥 직경을 측정 하기 위해 사용, 혼동 요인, 프로브 위치 등 심장 주기, 데이터 수집, 분석 및 해석의 정확도 영향을 줄 수 있다. 이 프로토콜의 목적은 안정적이 고 재현 가능한 방식으로 대동맥 직경을 측정 하는 초음파의 사용에 대 한 실용적인 가이드를 제공 하는 것입니다. 이 프로토콜 마우스와 악기의 준비, 적절 한 초음파 이미지 및 데이터 분석의 수집을 소개합니다.
대동맥 동맥 류는 일반적인 혈관 질환 흉부 및 복 부 대동맥1,2,,34의 영구 luminal 팽창에 의해 특징. 아니 약리 치료 팽창과 병원 성 메커니즘에 대 한 필요성을 강조 하는 대동맥 동맥 류의 파열을 방지 하기 위해 설립 되었습니다. 대동맥 동맥 류의 메커니즘, 명료 하 마우스 모델 유전적 또는 화학적 조작에 의해 생산 되어 널리 사용된4,,56,7,8, 9 , 10 , 11 , 12. 쥐에서 대동맥 직경의 정확한 정량화는 대동맥 동맥 류 연구의 기초 이다.
높은 주파수 초음파의 개발 대동맥 크기13,,1415에 작은 차이 검출 하기 위하여 이미지의 공간 및 시간 해상도 증가 했다. 이 마우스에 대동맥 직경의 연속 측정 사용은 그리고 이렇게, 그것 murine 연구 대동맥 동맥 류의 대동맥 직경을 측정 하기 위한 선호 하는 방법 되고있다. 초음파 이미징 간단한 기법 이지만, 정확한 측정, 데이터 분석 및 해석에 대 한 적절 한 이미지 대동맥 해부학과 생리학의 지식이 필요 합니다. 대동맥 근 흉부 지역16에 가변 곡률을 pulsating 원통형 기관 이다. 이 일반적으로 인수 2 차원 (2D) 이미지에서 대동맥 크기의 부정확 한 결정에 대 한 잠재력에 기여 한다. 대동맥 측정의 정확도 손상 될 수 있는 aneurysmal 상태17대동맥 tortuosity에 의해 추가. 대동맥 dilations의 안정적이 고 재현 가능한 측정을 얻기 위해이 프로토콜 쥐에서 근 흉부 및 복 부 대동맥 직경을 측정 하는 고해상도 초음파 시스템의 사용에 대 한 실용적인 가이드를 제공 합니다.
마우스에서 초음파 이미징 대학 켄터키 기관 동물 관리 및 사용 위원회의 승인 하 여 수행 됩니다 (IACUC 프로토콜 번호: 2018-2967). 이미징, 동안 isoflurane 1%-3 %vol / vol 사용 하 고 절차 상의 스트레스를 줄이기 위해 하 고 저체온증을 방지 난방 플랫폼에 쥐 취는. 눈 윤 활 유는 마 취 동안 깜박임 반사의 손실 때문에 각 막 손상을 방지에 적용 됩니다.
1. 장비 설치
2입니다. 마우스의 준비
3. 흉부 대동맥의 이미징
4. 복 부 대동맥의 이미징
5. postscanning 마우스 관리 및 정리
6입니다. 분석
Nonaneurysmal 근 흉부 및 복 부 대동맥의 대표적인 초음파 이미지는 각각 그림 3A 와C, 그림 3나와 있습니다. 오름차순 대동맥 폐 동맥 옆에 위치 하 고 아치 지역에 3 개의 지사와 함께 구부러진된 튜브 형태: innominate 동맥, 좌 일반 경 동맥 및 왼쪽된 하 동맥 (그림 3A). 복 부 대동맥 (그림 3D) 열 등 한 베 나 정 맥에 dorsally 감지 됩니다. 그림 3A 와 그림 3D, 정상적인 직경에 비해 깊은 dilations와 흉부 및 복 부 대동맥 동맥 류의 대표 이미지 그림 3B 와 그림 3에 나와 있습니다. H, 각각. 모든 초음파 이미지 끝-심장에 점령 되었다.
대표 흉부 및 복 부 대동맥 초음파 이미지 midsystole 및 끝-심장 (그림 4A, C, E, G)에 점령 되었다. 그림 4B, D, F, H대표 이미지 측정을 보여주는 표시 됩니다. 오름차순 대동맥의 중앙에 녹색 선 대동맥 공동 표준화 하 고 오름차순 대동맥 직경 (그림 4B, D) 사용 되었다. 라인 대동맥 공동 (노란색 선)에서 루멘의 두 내부 모서리와 최대한 오름차순 대동맥 직경 (레드 라인) 사이 녹색 라인에 수직으로 당겨 졌다. 흉부 및 복 부 aortas의 luminal 직경 systole와 심장 (그림 4A H) 사이 달랐다. 복 부 대동맥, 최대한 대동맥 직경 (빨간색)에 대 한 luminal 영역 (녹색) 했다 (그림 4F, H)를 측정. 모니터 심전도의 대표 이미지는 그림 4나에 표시 됩니다. 심장 주기는 정확한 측정을 위해 고려 될 필요가 있다. 끝-심장 및 systole 각각 흰색 점선 및 분홍색 선으로 표시 됩니다.
정확성과 재현성이이 프로토콜의 유효성을 검사 하려면 우리 파일럿 연구 수행. 대표 흉부 대동맥 초음파 및 전 비보 이미지는 그림 5에 표시 됩니다. 오름차순 대동맥 직경에 대 한 이러한 이미지 사이 측정 하는 직경에서 큰 차이가 없었다 (초음파: 비보 전 대 1.67 m m: 1.65 m m). 때문에 대동맥 공동 전에 볼 어려웠다 비보 전 비보 이미지, 대동맥 구멍 직경 측정 하지 했다. 이 프로토콜의 간-및 intraobserver 재현성 그림 5B, C에나와 있습니다. 잠재적인 variabilities를 확인 하려면 초음파 이미징 수행한 하지 두 관찰자에 의해 독립적으로, 즉 경험 있는 심장 및 배우는이 기술, 두 개의 다른 일에 동일한 마우스 (nonexperienced 학부 학생 n = 5). 모든 점 들에서 그림 5B, C, 주요 간 나타내는 평균 ± 1.96 SD 사이 했다-또는이 프로토콜에 대 한 intraobserver variabilities.
그림 1 : 워크스테이션 설치. 워크스테이션에는 마 취, 마 취 청소 필터, 온수 플랫폼, 초음파 젤, 그리고 따뜻한 젤의 유도 챔버를 포함 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2 : 근 흉부 및 복 부 대동맥 이미징 프로브 배치의 예. 프로브 (A) 오른쪽에 대 한 배치 및 (B) 는 대동맥 루트, 상승 및 아치 지역, 및 (C) 복 부 대동맥의 짧은 축 보기의 왼쪽된 parasternal 긴 축 보기. 초음파 시스템의 (D) A 대표 모니터 이미지. 검은색 화살표는 프로브에 참조 마커를 나타냅니다. 노란색 화살표 참조 표시자의 측면을 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3 : 흉부 및 복 부 대동맥의 대표적인 초음파 이미지. Nonaneurysmal (A)와 (B) aneurysmal 오름차순 대동맥, 오른쪽 parasternal 긴 축 보기에서. (C) Nonaneurysmal 오름차순 대동맥, 왼쪽된 parasternal 긴 축 보기에서. (D) Nonaneurysmal 및 (전자) aneurysmal 복 부 대동맥. Asc Ao = 오름차순 대동맥, IA innominate 동맥, LCA = = 왼쪽된 일반적인 경 동맥, LSA 왼쪽된 하 동맥, PA = = 폐 동맥, 부 비 동 대동맥 공동, IVC = = 열 등 한 베 나 정 맥, 그리고 Abd Ao = 복 부 대동맥. 노란색 삼각형 표시 대동맥 동맥 류. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4 : 대동맥 이미지의 측정. (A에서 캡처한 흉부 대동맥의 이미지) midsystole 및 (C) 끝-심장. 이미지 대동맥 직경의 측정에서에서 보여주는 근 흉부 대동맥 지역 (B) 동안 midsystole 및 (D) 심장. 녹색 선 오름차순 대동맥의 중심을 나타냅니다. 노란색, 빨간색 선은 각각 대동맥 공동 오름차순 대동맥의 직경을 나타냅니다. 노란색과 붉은 색 숫자 각각 대동맥 공동 오름차순 대동맥의 실제 직경을 나타냅니다. 복 부 대동맥의 이미지 캡처한 (E)에 midsystole (G) 끝-심장. Midsystole (F) 동안 suprarenal 대동맥의 측정을 보여주는 이미지 및 (H) 끝-심장. 빨간색과 녹색 라인 직경 및 복 부 대동맥의 luminal 영역 각각 나타냅니다. 빨간색과 녹색 색상 숫자 실제 직경을 표시 되며 복 부 대동맥의 각각. (나) 모니터 심전도 (ECG) 이미지 인수 동안 기록. 녹색과 노란색 라인 심전도 및 호흡 주기를 각각 나타냅니다. 흰색 점선 표시 끝-심장, 그리고 보라색 라인 systole을 나타냅니다. P = P 파와 R = R 파. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 5 : 정확도 및 초음파 영상의 재현성. (A) 대표 이미지 흉부 대동맥 초음파의 그리고 vivo 이미지 C57BL/6J 남성 쥐 (10-12 주 이전)에 전. 영-알트 플롯 표시 (B) 인터-그리고이 프로토콜의 (C) intraobserver variabilities. Asc Ao = 오름차순 대동맥, IA innominate 동맥, LCA = = 왼쪽된 일반적인 경 동맥, LSA 왼쪽된 하 동맥, 펜 실바 니 아 = = 폐 동맥, 및 부 비 동 대동맥 공동 =. 녹색 선 오름차순 대동맥의 중심을 나타냅니다. 노란색, 빨간색 선은 각각 대동맥 공동 오름차순 대동맥의 직경을 나타냅니다. 붉은 색 숫자 오름차순 대동맥 초음파와 ex vivo 이미지 측정의 실제 직경을 나타냅니다. 검은 점선 표시 의미 하 고 평균 ± 1.96 sd. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
보충 그림 1: 초음파 분석 소프트웨어의 예제 이미지. 초음파 데이터 분석 (A) 측정 모드에서 수행 되어야 합니다. 1 대동맥 초음파 이미지 (B) 씨 네 루프의 슬라이더를 사용 하 여 씨 네 루프에서 분석을 위해 선택 됩니다. 센터 라인 (C) 추적된 거리 함수를 사용 하 여 그려집니다. 대동맥 차원 (D) 선형 거리 함수에 의해 측정 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
이 프로토콜에서는 높은 주파수 초음파 시스템을 사용 하 여 마우스에서 흉부 및 복 부 대동맥의 이미지 수집에 대 한 기술 가이드. 초음파 대동맥 이미징 근 흉부 대동맥에 특히 프로브 위치 및 심장 주기, 대동맥 측정의 정확도 손상 시킬 수 있습니다, 같은 잠재적인 confounders, 있다. 이 프로토콜 대동맥 크기를 정확 하 게 측정 하기 위해 자세한 지침 및 이미지 수집, 측정 및 데이터 분석을 위한 전략을 설명 합니다.
근 흉부 대동맥, 이미징에 대 한 배치를 여러 접근이 있다. 그림 2A 에 표시 된 오른쪽 parasternal 긴 축 볼 초음파 이미징이 프로토콜에 사용 되었다. 이 보기는 대동맥 아치 부분을 대동맥 공동에서 높은-품질의 이미지의 수집을 촉진 한다. 그것은 하강 대동맥에 대 한 최적의 초음파의 간섭 때문 에입니다. 그들은 전시에 오름차순 대동맥 대동맥 루트에서 주로 luminal 팽창 하기 때문에이 프로토콜의 흉부 대동맥 동맥 류 대부분 마우스 모델에 적용 됩니다. 만성 angiotensin II 주입을 쥐18,19,20,21,,2223의 오름차순 대동맥에서 동맥 류 형성 되도록 포함 됩니다. Marfan 증후군의 모델 마우스 (fibrillin 1C1041G / + , fibrillin 1mgR/mgR 마우스) 대동맥 루트와 오름차순 대동맥 팽창23,,2425. 또한 대동맥 루트에 오름차순 대동맥18,,2627,28 동맥을 개발 하는 Loeys Dietz 증후군 마우스 모델 (1 또는 2 평활 근 세포에서 TGF-β 수용 체의 출생 후 삭제) . 따라서, 바로 parasternal 긴 축 보기는 이러한 마우스 모델 흉부 대동맥 동맥 류의 대동맥 영상에 적합 합니다. 다른 한편으로, 바로 parasternal 짧은 축 보기 잡으려고 대동맥 이미지 대각선 동맥 류는 대동맥 tortuosity, 직경의 과대평가 발생할 수 있습니다 종종 복잡 하기 때문에 가능성이 있다. 흉부 대동맥과 달리 짧은 축 보기가이 프로토콜에서 복 부 대동맥의 이미징에 사용 되었다. 대동맥 곡률 및 tortuosity 흉부 대동맥에 비해 복 부 대동맥에서 겸손 한 이후, 짧은 축 보기에서 이미지의 수집 대동맥 직경의 underestimations을 살펴볼. 그것은 중요 한 메모는 다른 조사 위치 다른 보기 각도 제공 하 고 대동맥 직경 각 보기 각도에 다를 수 있습니다. 따라서, 신뢰할 수 있는 대동맥 직경 측정 연구 내의 모든 이미지에 대 한 동일한 프로브 위치를 적용 하 여 향상 되었습니다. 흥미롭게도, 3 차원 (3D) 초음파 심장 및 대동맥의 이미지 되었습니다 보고 최근29,30,,3132. 또한, 현재 초음파 시스템 4 차원 이미지33시간이 지남에 3 차원 이미지를 얻을 수 있습니다. 따라서, 이러한 3D 이미징 기술을 프로브 포지셔닝의 문제를 해결할 수 있는 대동맥 구조를 보다 정확 하 게 보여 주기 위해 가능성이 있다.
2D 밝기 모드 (B-모드) 또는 1 차원 모션 모드 (M 모드)에서 초음파 이미지를 캡처할 수 있습니다. 일부 기사는 대동맥 직경의 측정에 대 한 M 모드를 사용 하 고, B 모드는 바람직15,,3435,36. M 모드는 시간적, 공간적 해상도 높이기 위해 2 차원에서 이미지 용량이 있다. 그러나,이 모드는 대동맥 동심 실린더 수직 초음파 파도에 몇 군데 되는 가정에 의존 합니다. 이 가정 수 있습니다 하지 aneurysmal 상태에 진정한 보유 하 고 오름차순 대동맥의 곡률 어려운이, nonaneurysmal 상태에도. 또한, 대동맥 심장 주기37전체 고정된 위치에 남아 있지 않는다. 따라서, M-모드 측정 오류, 오버-및 underestimations를 포함 하 여 발생할 수 있습니다.
그것은 또한 중요 심장 사이클에 영향을 주는 대동맥에서 luminal 직경입니다. 예상 했던 대로, systole에 대동맥 직경 보다 큽니다 (그림 4A H), 심장에 관련 된 대동맥 벽의 탄력과 긴장. Systole와 심장 대동맥 직경의 차이에서 대동맥 벽의 탄력과 긴장을 계산할 수 있습니다. 탄력과 긴장 정상 aortas31,34,35,38,,3940에 비해 aneurysmal aortas에서 감소 됩니다. 대동맥 경직 초음파에 의해 직접 측정 될 수 없습니다. 펄스 파 속도 측정 (PWV) aneurysmal aortas31,35,,4142에 증가 되기 위하여 보고 되는 프록시는 강성을 평가할 수 있다. PWV 펄스 파 도플러 이미지와 그들의 해당 거리를 사용 하 여 두 동맥 사이트 간의 운송 시간으로 계산 됩니다. 비교 임상 시험, 달리 대동맥 직경에 대 한 쥐의 대동맥 측정을 위해 심장 위상 측면에서 더 엄격한 표준화가입니다. 따라서, 그것은 하지 아직 불분명 어떤 심장 단계 대동맥 측정에 적합입니다. 그러나, 안정적이 고 재현 가능한 비교를 보장 하기 위해, 대동맥 직경 심장 주기의 정의 단계에서 측정 되어야 한다.
이 프로토콜 대동맥 크기를 정확 하 게 측정 하기 위해 대동맥 이미징 및 데이터 분석에 대 한 자세한 지침을 제공 합니다. 이 프로토콜을 사용 하 여 대동맥 측정 ex vivo 대동맥 직경 (그림 5A) 실제와 일치 했다. 우리는 또한 간의 대해 확인-및 intraobserver 재현성 (그림 5B, C). 특히 조사 위치 및 심장 주기,이 프로토콜의 모든 단계는 정확한 측정을 위해 필요. 그러나, 적절 한 절차를 사용 하는 경우에 초음파 이미징 동안 유물 불가피 하지 않습니다. 갈비뼈와 폐, 호흡 및 심장 맥 박의 위치 흉부 대동맥의 이미지 품질에 영향을 수 있습니다. 장내 가스는 복 부 영상에서 아티팩트를 발생할 수 있습니다. 따라서, 가난한 대동맥 이미지의 경우이 프로토콜을 따르는 때 제외 기준을 정의 하는 것이 좋습니다.
고해상도 초음파 시스템의 도래와 함께 쥐의 대동맥 구조 수 검사 절묘 한 세부 사항에, 연속적으로 그리고 전통적으로, 매우 대동맥 동맥 류의 이해에 기여. 위에서 설명한 대로 프로토콜 초음파 이미징 쥐의 대동맥 동맥 류 측정에 대 한 안정적이 고 재현 가능한 비 침 투 적인 접근 이다.
저자 없다 공개.
국가 심 혼, 폐, 저자의 연구 작업 지원 했다 고 수상에서 국립 보건원의 혈액 연구소 혈관 질환 (18SFRN33960001)에 R01HL133723 및 R01HL139748와 미국 심장 협회 SFRN 번호. 호 성 아 박사 친목 (18POST33990468)에 의해 지원 됩니다. 제는 NCATS UL1TR001998에 의해 지원 됩니다. 이 원고 내용은 전적으로 저자의 책임 이며 반드시 국립 보건원의 공식 의견을 대표 하지 않는다.
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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