Ecocardiografia transtorácica em Ratos

Resumo

O ecocardiograma transtorácico oferece um método não invasivo para a avaliação da função cardíaca em camundongos. A combinação de ultra-som Doppler e modalidades podem ser usadas para obter medições dimensionais do coração eo fluxo sangüíneo intracardíaco, que juntos fornecem uma avaliação da pressão arterial sistólica cardíaca diastólica e desempenho.

Resumo

Nos últimos anos, tornaram-se modelos murinos da avenida principal de estudar os mecanismos moleculares da disfunção cardíaca decorrente de alterações na expressão genética. Gene transgênico e métodos de segmentação podem ser usados ​​para gerar ratos com tamanho alterado cardíaca e função,

Protocolo

1. Ratos se preparando para estudos de imagem

1. Antes de os estudos de imagem, anestesiar o rato (isoflurano a 2% misturado com 0,5 L / min 100% O ₂₎ na câmara de indução. Certifique-se de filtro de fumo para a segurança do operador. Remover o animal da câmara de indução e use cortar cabelo para raspar a pele do decote no peito ao nível médio. Em seguida, retire o cabelo com o creme restante do corpo depilação. Esta preparação pode ser realizada um dia antes de estudos de imagem para minimizar potenciais respostas ao estresse indesejado nos ratos.
2. Aplicar duralube gel para ambos os olhos para evitar a secagem da esclera (evitar contato com a córnea com o aplicador de gel). Posicione o mouse anestesiados em decúbito dorsal sobre uma almofada de aquecimento com embutidos ECG, a fim de manter a temperatura corporal.
3. Coloque o focinho dentro de um cone de nariz ligado ao sistema de anestesia para manter um nível de sedação steady-state durante todo o procedimento (1,0% para 1,5%, isoflurano misturado com 0,5 L / min 100% O _2). Realizar uma pitada toe ou cauda para confirmar sedação. Se necessário, o nível de anestesia pode ser ajustado para obter uma freqüência cardíaca alvo de 450 ± 50 batimentos por minuto (bpm).
4. Suavemente inserir uma sonda retal (após lubrificação) para monitorar continuamente e ajustar a temperatura do corpo através da almofada de aquecimento. É importante para manter a temperatura corporal dentro de uma faixa estreita (37,0 ° C ± 0,5 ° C), como até mesmo mudanças moderadas na temperatura e freqüência cardíaca afetam a função cardíaca em camundongos.
5. Aplique gel eletrodo aos quatro patas e gravá-los para os eletrodos de ECG.

2. Função Sistólica avaliação do Coração

1. Para iniciar este procedimento, aplique uma camada de gel de ultra-som pré-aquecido até o peito, principalmente a área que cobre o coração. Gel deve ser aquecido à temperatura corporal aproximados. Um volume de gel frio pode rapidamente aumentar a taxa de perda de temperatura corporal. Evite bolhas de ar no gel, o que pode interferir com a imagem ultra-sônica.
2. Imobilizar o mouse em uma posição ligeiramente para cima (até a cabeça) com um pequeno ângulo. Usando um micromanipulador, imobilizar a sonda de ultra-som com um ângulo de 90 ° entre a sonda eo coração.
3. Para começar a fazer curto-eixo medidas ecocardiográficas, menor a sonda sobre o tórax parasternally. Evite colocar a sonda diretamente sobre o esterno ou sobre a pele, pois isso irá distorcer o sinal.
4. Primeiro, vamos realizar duas dimensões (2D) imagem ("B-mode ') para obter uma visão ao longo do eixo curto paraesternal. Ajustar a área de visualização da sonda para obter uma imagem completa, dependendo do tamanho do coração do animal.
5. Uma imagem adequada neste orientação irá incluir o ventrículo esquerdo e uma pequena parte da parede do ventrículo direito. A seta (mostrado no vídeo) indica os músculos ântero-lateral e póstero-papilar, as paredes anterior e posterior do VE, a parede septal intraventricular, e uma parcela pequena da parede do ventrículo direito. Durante essas medidas, preste especial atenção ao potencial de anormalidades na movimentação das paredes (por exemplo, hipocinesia, akinasia assincronia) ou aneurismas.
6. Em seguida, vamos usar no modo M, que fornece uma visão 1-dimensional (1D), para obter medidas multa de dimensões e contratilidade cardíaca. Armazenar as imagens adquiridas para posterior avaliação de parâmetros de função sistólica ventricular esquerda.

3. Avaliar a função diastólica do Coração

1. Enquanto a visualização do eixo curto paraesternal, podemos realizar o Doppler tecidual (TDI) para medir a velocidade de movimentação do miocárdio. A região de interesse é marcado para incluir uma parede posterior do ventrículo esquerdo para avaliação do eixo radial. A forma de onda obtida terá quatro picos para avaliar a função diastólica: TRIV, E ', A', e TCIV. S 'representa velocidade sistólica. (Figura 3B) Estes parâmetros serão descritos mais adiante na seção de resultados representativos.
2. Pulso de onda Doppler (PWD) pode ser usado para medir a velocidade do fluxo sanguíneo dentro de uma pequena área de uma determinada profundidade no tecido do miocárdio. Para a imagem do padrão de fluxo trans-mitral, incline o animal para trás na posição de Trendelenburg. Inclinação da sonda para cima, tais que a sonda é ortogonal com o ápice do coração.
3. Agora aumentar o nível de isoflurano para diminuir a freqüência cardíaca a 300-350 bpm, o que irá atrasar o movimento da válvula mitral. Para estudos comparativos, é importante para manter a freqüência cardíaca semelhante entre os animais.
4. Visualize os movimentos da válvula mitral como ponto de referência para medir o fluxo através da válvula. Coloque o volume da amostra na ponta da válvula mitral.
5. Medida os padrões de fluxo através da válvula mitral usando PWD. Duas ondas são caracteristicamente vistos, uma representando o enchimento passivo do ventrículo (precoce [E] wave), econsistente com o preenchimento ativa com a sístole atrial (onda [A] atrial). Em um coração saudável, a velocidade da onda E é ligeiramente maior do que a onda A (Figura 3C).
6. Uma vez que todas as medições são concluídos, remova o gel do eletrodo (suavemente limpar com compressas de gaze padrão) e as restrições do animal. Permitir que o animal desenfreada para recuperar em cima da almofada aquecida ECG em uma posição ereta e desligue a anestesia. Quando o mouse desperta, devolvê-lo à sua jaula.

4. Representante transtorácico Resultados Ecocardiografia

Não-invasivo ecocardiografia pode ser usada para avaliar a morfologia e função ventricular esquerda em modelos murinos de doenças cardíacas. ^4,5 Esta técnica é amplamente utilizada e fornece uma alternativa aos procedimentos de terminal para avaliar a função LV, tais como ciclo pressão-volume intracardíaco measurements.8 ou ex vivo modelo de coração de trabalho. ⁹ Avaliação de dimensões LV câmara por ecocardiografia transtorácica modo-M permite a detecção de aumento anormal da câmara do VE ou aumento da espessura da parede em vários modelos de doença cardíaca. ⁵ Assim, o ecocardiograma transtorácico, combinado com pulso de onda Doppler , constitui um caminho completo para a avaliação não-invasiva da função cardíaca sistólica e diastólica em camundongos.

Figura 1. Visão geral do Vevo Resolução 770 Alta In Vivo Sistema de Micro-Imaging para Ecocardiografia e Doppler. (A) Usamos o sistema ferroviário VisualSonics integrada com unidade de monitoração fisiológica, placa EKG, e 30MHz RMV cabeça de leitura. (B) O mouse é posicionado corretamente e contenção na placa de aquecimento com eletrodos integrados ECG (cor ouro). Os quatro membros são gravadas na eletrodos de ECG. (CD) Fotografias mostrando ângulos adequados para pulso-Doppler de onda usado para obter medidas de função diastólica, como descrito no ponto 4 do protocolo. Sonda de orientação para as medições da função sistólica são mostrados no protocolo de vídeo.

Figura 2. Representante 2D Imagens de Ecocardiografia (B-mode). (A) Para-esternal visão de curto eixo mostrando o anterior do ventrículo esquerdo (AW) e posterior (PW) paredes, a parede septal intraventricular (SW), e da parede lateral (PV). O diâmetro do lúmen do ventrículo esquerdo pode ser medida como o diâmetro do ventrículo esquerdo interna (DIVE). O asterisco indica o músculo papilar póstero-medial. (B) vista de quatro câmaras apical com uma área de visualização sobre a válvula mitral para a determinação de E / A velocidades de pico. MVAL, folheto anterior da valva mitral; MVPL, folheto posterior da válvula mitral; RV, ventrículo direito; LV, do ventrículo esquerdo.

Figura 3. Aquisição e Quantificação de Dados Ecocardiografia e Doppler. Este número contém imagens representativas de dados adquiridos correspondentes às imagens 2D ecocardiografia apresentado na Figura 2. (A) M-mode traçado com linhas indicando sistólico final (ESD) e diastólica final diâmetros (EDD). LVAWD / S, do ventrículo esquerdo a espessura da parede anterior (diástole / sístole); PPVED / S, do ventrículo esquerdo a espessura da parede posterior (diástole / sístole). (B) traçados Representante para Doppler tecidual da parede posterior do VE. TRIV, o tempo de relaxamento isovolumétrico; TCIV, tempo de contração isovolumétrica. E a 'onda corresponde ao movimento do anel mitral durante enchimento diastólico inicial do LV, e os A' onda origina-sístole atrial durante o final de enchimento do VE. S 'representam velocidade sistólica. (C) pulso de onda de gravação Doppler de dicas folheto da valva mitral fornece padrões de fluxo mitral velocidade a partir do qual a velocidade diastólica precoce (E), velocidade diastólica final com a contração diastólica (A), ea relação E / A pode ser obtida. O TRIV também é uma variável útil para caracterizar a função diastólica e pressões de enchimento. ET indica tempo de ejeção.

Discussão

É importante padronizar o nível de anestesia, ^10, temperatura corporal e freqüência cardíaca dentro de uma coorte de ratos para facilitar a comparação entre os grupos ou genótipos diferentes de camundongos ao usar modo M da ecocardiografia. PWD para avaliação da função diastólica, freqüência cardíaca deve ser reduzida a fim de avaliar as propriedades diastólicas do coração de camundongos. As funções vitais do animal devem ser cuidadosamente observados para evitar falência hemodinâmica e da morte. Por outro lado, para medições de função sistólica usando modelo M-ecocardiografia taxas, coração abaixo de 400 batimentos por minuto pode causar diastólica final diâmetros a aumentar devido ao enchimento aumento do VE.

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